中国大陆科学钻探（CCSD）主孔微断层的空间展布和脆性变形构造应力场分析

CCSD主孔岩芯中发育有十分丰富的脆性微断层,孔深5158m以上,按其空间分布,可将其主体归纳为北北东向微断层系、北西向微断层系、北东向微断层组和近于东西向微断层组等四个微断层系（组）和SEE-NWW向水平挤压构造应力场、NE-SW向水平挤压构造应力场等二期区域构造应力场。SEE-NWW向水平挤压构造应力场贯穿于高压-超高压变质岩折返的全过程,表明在折返过程中,深层韧性变形阶段的构造应力场和浅层脆性变形阶段的构造应力场,具有高度的一致性。但流劈理和微断层的极点等值线图表明,韧性变形阶段的变形较脆性变形阶段的变形简单,深部发生的基本上是一种以逆冲型剪切应变为主导的变形,而浅部脆性变形域,除继承性的逆冲型剪切应变外,往往叠加有后期的构造伸展作用和走滑作用,因此具有更为复杂的应变图象。NE~SW向水平挤压构造应力场,在时间上晚于SEE~NWW向水平挤压构造应力场,它是导致先存的北北东向逆冲型流劈理发生自北东向南西方向滑动的主因。对比不同岩石类型的微断层和流劈理的极点等值线图,无论是极密类型,还是极密的分布,均不受岩石类型的影响,说明微断层和流劈理的形成与岩石类型（岩性）无关,而主要受构造因素制约,因此,运用微断层和流劈理（叶理）相结合的分析法,研究高压-超高压变质岩带折返阶段的构造应力场和动力学过程,有其他方法无可替代的效果。     

若尔盖与西秦岭地震反射岩石圈结构和盆山耦合

松潘地块北缘的若尔盖盆地与西秦岭造山带相接触,构成青藏高原东北缘典型的新生代盆山构造.其岩石圈结构与深部构造关系,记录了青藏高原东北缘板块碰撞的深部过程,同时又关联着若尔盖盆地油气远景的评价.2004年秋冬季,我们完成了第一条跨越若尔盖盆地和西秦岭造山带的深地震反射剖面.整个剖面全长254 km,分5段完成,其中第2段剖面（简称SP04_2）横过盆山结合部位.SP04_2剖面首次揭示若尔盖盆地－西秦岭造山带盆山结合部位的岩石圈结构,发现了若尔盖盆地和西秦岭造山带下地壳均以北倾为主的强反射特征,提供出若尔盖盆地下地壳整体向西秦岭造山带俯冲的地震学证据,揭示了若尔盖盆地和西秦岭造山带在挤压构造体系下形成的深部构造关系.而近于平的Moho反射特征又反映出两者在造山后期经历了强烈的伸展作用.     

云南兰坪—思茅盆地中轴构造带的特征及其研究意义

笔者利用云南西部已有的DSS地震测深、石油反射地震资料的再解释,并通过地球物理、地球化学以及矿产等资料的综合分析,对滇西兰坪—思茅盆地内的中轴构造带的构造特征进行了深入分析。研究结果表明兰坪—思茅盆地内的中轴构造带是一条近南北走向的集断裂带、伸展构造、深部隆起为一身的大型构造带。地震测深的速度结构及反射地震剖面表明,中轴构造带在思茅盆地南部存在有深部地幔的上隆现象,该构造带内的断裂系统倾向在盆地南北有差异。研究发现该构造带与矿床、侵入碱性岩体及区域地化异常分布有密切的关系。结合地质构造分析研究,表明该构造带是一多期活动的重要构造带,具有伸展走滑的性质;中轴构造带在形成、演化过程中被近东西向的多条直线型断裂所错断,从构造形态上看与大洋中脊有相似的展布特征。该构造带对盆地的构造演化以及矿产形成具有重要控制作用。     

中国大陆科学钻探主孔2000米以上脆性变形构造应力场

在主孔2000米之内,存在复杂的脆性破裂系统和构造应力场。根据其充填物的特征,可划分为由石英、方解石和绿泥石等矿物充填的微破裂,发育石英、方解石等矿物薄膜或擦痕线理的微破裂和既无矿物充填、也无矿物薄膜的微破裂等3种不同类型的脆性应变现象,它们依次代表早、中、晚和深、中、浅3个不同构造层次的脆性变形。初步分析表明脆性变形阶段存在有以南东东-北西西向为主导的挤压作用、北东-南西向的区域挤压作用、南北向挤压作用和垂向伸展作用等4期构造应力场。郯庐断裂东侧的现代构造应力场在区域上具有极大的稳定性。在脆性和脆-韧性转换带,制约苏鲁高压-超高压变质带侵位的主导应力作用方式为自南东东往北西西方向的挤压,它在时间和空间上具有一定的稳定性。     

大别山造山带前陆深地震反射剖面

在大别山南部和扬子地块前陆实施的深地震反射剖面(140 km)揭示出大别山造山带前陆地壳的精细结构。总体北倾的地壳内部结构与向北缓倾的叠瓦状莫霍面反射揭示出扬子陆块向北俯冲的行迹。莫霍面向北插入大别山造山带下与南大别山地壳内南倾反射震相叠置,构成交叉反射图像,刻画出扬子前陆与大别山造山带的碰撞构造面貌。     

柴达木地块与喜马拉雅地体间早白垩世以来南北向缩短量的估算

根据古地磁数据,笔者计算了柴达木地块和喜马拉雅地体早白垩世以来的南北向运移量和其间的南北向距离缩短量,结果表明：①早白垩世后喜马拉雅地体快速向北运移,其运移在于柴达木木地块同时期的运移速率,早白垩以来,两者间南北向距离总计缩短了约５５２２ｋｍ;②印度地块与欧亚大陆自５０Ｍａ碰撞以来,柴达木地块与喜马拉雅地体间南北向上陆壳缩短了约１３６４ｋｍ,这一缩短量支持青藏高原隆升的“挤压、缩短、增厚”模式;③     

位场反演计算的场比值法及在宽城地区磁异常解释中的应用

在磁异常的反演计算中,为了避免由于选错了磁性体的形状而产生很大的误差,前人已研究了多种所谓自动反演的计算方法.与传统的方法不同,用这些方法,可以同时确定磁性体的几何形状和埋藏深度等参数.但是前人研究的方法需要计算磁异常的三阶导数,因此所受高频噪声干扰十分严重,以至于影响到计算结果的可靠性.因此很难用到实际资料处理中.本文提出的场比值法可以同时确定磁性体的形状和埋藏深度.场比值法通过场比值field-ratio来确定磁性体的形状,field-ratio的物理含义与Euler反褶积公式中的形状因子类似.场比值法的优点是在反演计算中只需要计算磁异常的一、二阶导数,因此比前人的方法受高频随机干扰小,可以用于实际资料的处理中.模型实验证明了场比值法的正确性,在河北省宽城地区用场比值法对磁异常反演计算,展示了方法的实用性.     

青藏高原的隆升：青藏高原的岩石圈结构和构造地貌

笔者回顾青藏高原隆升研究的历史，剖析各种隆升动力学模式，依据着青藏高原岩石圈组成的构的强烈不均一性和、三分性”，“对称性”构造地貌格局，提出了青藏高原隆升是印度地块和塔里木一可拉善地块双向不均一俯冲和青藏腹地深层热隆扩展联合作用的结果，俯冲是高原隆升的重要机制，而热隆扩展是高原隆升的直接原因。     

与陆-陆碰撞作用相关的盆-山构造数值模拟

陆-陆碰撞作用是导致大陆岩石圈各种地质作用发生的最重要的驱动机制,如何识别和标定陆-陆碰撞作用,特别是其四维时空演化,是地学界长期以来关注和研究的重点。陆-陆碰撞作用的主要表现形式为下伏地块沿陆内俯冲带的强烈下插(俯冲)和上覆地块沿陆内俯冲带的不断仰冲(逆冲扩展),在垂直俯冲带方向出现盆-山相间的构造格局和MOHO的弯曲、错断。通过数值模拟计算,详细论述了在仰冲(逆冲扩展)和俯冲作用过程中,盆地坳陷、山体抬升、MOHO上抬和下坳等各种位移量和位移速率之间的耦合关系及盆地中心的迁移规律。说明它们有可能成为判断或标定陆-陆碰撞作用的一种标志或尺度。     

中国大陆科学钻主孔现今地应力状态

用钻孔崩落法确定了中国大陆科学钻探主钻孔5 047 m深度以上的现今地应力状态.由钻孔声波成像测井资料发现, 科学钻主钻孔在1 200 m深度以下出现了钻孔崩落现象.我们从1 216~5 047 m的深度范围内采集了143个钻孔成像测井图象资料, 对钻孔崩落椭圆长轴方位进行了统计, 结果表明崩落椭圆长轴平均方位为319.5°±3.5°, 最大水平主应力方位平均为49.5°±3.5°.利用崩落形状要素(崩落深度和崩落宽度) 以及岩石的内聚力和内摩擦角, 估算了1 269 m至5 047 m范围内52个深度上的最大和最小水平主应力的大小.结果表明, 在浅处1 216 m深度, 最大水平主应力为42 MPa, 最小水平主应力为30.3 MPa; 在深处5 000 mm深度, 最大水平主应力为160.5 MPa, 最小水平主应力为120 MPa; 地应力随深度近于线性增加.据岩石密度测井资料计算了各个深度上静负载应力.3个主应力的大小和方向反映出科学钻主孔位置的应力场处于走滑应力状态, 与临近地区地震震源机制解和其他方法得到的应力场一致.利用声发射法对岩心试件进行了声发射测量, 得到了最大水平主应力幅值, 并与崩落法测量结果进行了对比, 两者十分一致.