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    2009年, 第16卷, 第3期
    刊出日期:2009-05-01
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    论文
    西藏高原与喜马拉雅的隆升历史和研究方法:回顾与进展
    王成善 戴紧根 刘志飞 朱利东 李亚林 贾国东
    2009, 16(3): 1-30. 
    摘要 ( 2419 )   PDF(4095KB) ( 2614 )  

    西藏高原和喜马拉雅的隆升历史是新生代以来众多地质事件的边界条件。因此,它对于我们理解新生代全球气候变冷以及亚洲环境变化等许多地质过程都具有深远的意义。尽管各种替代指标已经被广泛应用于研究高原隆升历史,然而,不同方法所得出的高原隆升历史并不一致。这主要归咎于一些替代指标本身存在多解性和不确定性,从而严重阻碍了获取正确的高原隆升历史。在对这些替代指标进行详细的阐述之后,对其指示的高原隆升历史进行重新评估,并结合在高原腹地开展的工作,提出了原西藏高原的隆升模式,即拉萨地体和羌塘地体在始新世就已经达到现在的海拔高度,而此时青藏高原北部还是低地,南部和西部可能还处在海洋环境。在中新世时,高原向北、向东和向南生长并在第四纪时形成现在的高原特征。

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    大陆边缘增生造山作用
    袁四化 潘桂棠 王立全 江新胜 尹福光 张万平 卓皆文
    2009, 16(3): 31-48. 
    摘要 ( 2382 )   PDF(3714KB) ( 1790 )  

    文章评述了增生造山作用的研究历史和进展,认为增生造山作用贯穿地球历史,是大陆增生的重要方式。用大陆边缘多岛弧盆系构造理解造山带的形成演化,提出巨型造山系的形成与长期发育的大洋岩石圈俯冲制约的两侧或一侧的多岛弧盆系密切相关。在多岛弧盆系演化过程中的弧弧和弧陆碰撞,弧前和弧后洋盆的消减冲杂岩的增生,洋底高原、洋岛/海山、外来地块(体)拼贴等一系列碰撞和增生造山作用形成大陆边缘增生造山系。大洋岩石圈最终消亡形成对接消减带,大洋岩石圈两侧的多岛弧盆系转化的造山系对接形成造山系的联合体。拼接完成后往往要继续发生大陆之间的陆陆碰撞造山作用、陆内汇聚(伸展)作用,后者叠加在增生造山系上,使造山过程更加复杂。对接消减带是认识造山系形成演化的关键。大洋两侧多岛弧盆系经历的各种造山过程可以从广义上理解为一个增生造山过程。多岛弧盆系研究对于划分造山带细结构非常重要,是理解造山系物质组成、结构和构造的基础,并制约了造山后陆内构造演化。大陆碰撞前大洋两侧多岛弧盆系及陆缘系统更完整地记录了威尔逊旋回,记录的信息更加丰富。根据多岛弧盆系的思路对特提斯大洋演化提出新的模式,认为西藏冈底斯带自石炭纪以来受到特提斯大洋俯冲制约,三叠纪发生向洋增生造山作用,特提斯大洋于早白垩世末最终消亡。

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    秦岭造山带大巴山弧形构造带中生代构造变形
    胡健民 施炜 渠洪杰 陈虹 武国利 田蜜
    2009, 16(3): 49-68. 
    摘要 ( 2235 )  

    大巴山构造带位于秦岭造山带南部,一直被认为是华北、扬子板块碰撞带前陆逆冲推覆构造带。研究表明,位于城口—房县断裂之南的大巴山弧形构造带,经历了两次明显的叠加变形过程。大巴山弧形构造带由轴向弧形延伸的线状褶皱与弧形弯曲的逆冲断层组成(D2),是南大巴山主期变形产物。弧形构造带西段褶皱轴向为北北西—近南北向,叠加在先前轴向近东西向的开阔宽缓的褶皱(D1)之上,形成典型横跨叠加构造。弧形构造带中段和东段,褶皱轴向逐渐转变为近东西向。构造填图显示,在弧形带形成之前,发生过一期轴向北东到北北东向褶皱为主的变形(D1)。据变形序列、卷入的地层以及区域构造关系判断,西段与中、东段D1变形时代均为晚三叠世—早侏罗世,很可能与华北、扬子的碰撞相关。而相关的地质、同位素年代学及磷灰石裂变径迹资料显示,大巴山弧形构造带主期变形(D2)的变形时代为晚侏罗世—早白垩世(160~110 Ma),所以大巴山弧形构造带记录了两期不同系统构造变形的叠加,这对研究秦岭造山带的演化,具有重要意义。

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    华北燕山带东部三叠纪和侏罗纪大地构造演化:来自备受争议的邓杖子组及相邻地层的线索
    Gregory A Davis Meng Jiafeng Cao Wenrong Du Xingqiang
    2009, 16(3): 70-86. 
    摘要 ( 1987 )   PDF(5287KB) ( 782 )  

    位于辽西凌源市南部的牛营子—邓杖子地区侏罗系地质问题多年来困扰着地质学家。争论最多的构造形迹是一套平面上呈狭长矩形,以断层为界的近直立中元古界常州沟组石英岩,及局部长城系顶部地层。这套地层绵延35 km,呈北北东展布。其西界为近直立的大齐子断层(新命名断层)和大部分向东倒转的陡倾下侏罗统邓杖子组;东界为近直立的朱杖子断层(新命名断层)和西倾的中侏罗统郭家店组。前人的构造解释倾向于大齐子断层为邓杖子组一侧下降的陡倾正断层,朱杖子断层为郭家店组一侧下降的陡倾逆断层。文中不同意这样的解释,并发现有证据表明上述两个断层都形成于之前尚未识别出的侏罗纪构造事件时期。将大齐子断层解释为早侏罗世晚期—中侏罗世早期形成的一条向西逆冲的断层,沿着它使长城系推覆于邓杖子组之上,然后,该逆冲断层上、下盘地层共同卷入后期褶皱变形当中。朱杖子断层原本为正断层,形成于原来未识别出的中侏罗世伸展变形阶段,并构成了郭家店半地堑边界断层。朱杖子断层沿着向东倾斜的常州沟组石英岩与串岭沟组页岩的界面发育。随着断层的发育,位于常州沟组石英岩之上的串岭沟组及长城系上部地层发生拆离沉降并被埋藏在半地堑之下。随后,发生在中侏罗世晚期或晚侏罗世早期收缩构造变形,改造了邓杖子—常州沟—郭家店组构造组合的几何形态。本期改造导致以下结果:(1)朱杖子正断层发生反转成为逆断层;(2)蓟县系沿着杨杖子—瓦房店逆冲断层向东掩覆于断层围限的长城系地层及相邻侏罗系之上。同时,邓杖子组倾角加大并向东倒转。研究表明,辽西地区的侏罗纪构造演化过程远比原先所认为的要复杂。

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    北大别造山后穹隆构造的形成过程与变形模拟
    向必伟 王勇生 Dazhi Jiang 朱光 张必龙 谢成龙
    2009, 16(3): 87-101. 
    摘要 ( 2120 )   PDF(3329KB) ( 1845 )  

    北大别穹隆是在早白垩世造山后伸展活动中形成的。其北界为北西西走向、倾向北北东、正左行平移的晓天—磨子潭韧性剪切带,南界为北西走向、倾向南东、右行“逆冲”的五河—水吼韧性剪切带。通过对这两条剪切带的构造观测、运动学分析、石英C轴组构测量、变形温度分析及变形模拟,表明剪切带原先为中地壳同一近水平的韧性拆离剪切带。该拆离剪切带在原始近水平状态时的活动为上盘向280°方位的伸展运动。随后在大规模岩浆活动与北大别穹隆的隆升中,这一剪切带被动地抬升与剥露,而出露于现今的穹隆边界上。变形模拟显示,北大别穹隆构造现今为近EW轴向的背形,其上隆幅度西强东弱。北大别穹隆的形成过程表明为典型的造山带变质核杂岩。

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    新疆卡拉麦里地区晚古生代以来不同构造层特征及大地构造意义
    吴润江 张元元 谭佳奕 郭召杰
    2009, 16(3): 102-109. 
    摘要 ( 1915 )   PDF(1948KB) ( 949 )  

    摘要:卡拉麦里地区石炭纪以来的岩石地层系统由三大套构造岩石地层单位构成, 分别是以劈理、紧闭褶皱极为发育的卡拉麦里蛇绿混杂岩带为代表的造山带基底层系,以开阔褶皱为主要构造变形的石炭纪后碰撞构造层,和高角度正断层及平缓褶皱较发育的二叠—侏罗纪陆内湖盆构造层。它们分别记录了卡拉麦里地区前石炭纪碰撞造山阶段、石炭纪后碰撞阶段和二叠纪后板内断陷坳陷阶段的沉积变形特征。

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    大陆板内盆山耦合及盆山成因——以青藏高原及周边盆地为例
    李德威 夏义平 徐礼贵
    2009, 16(3): 110-119. 
    摘要 ( 2289 )   PDF(1454KB) ( 977 )  


    摘要:大陆造山带与沉积盆地之间具有十分密切的内在联系,空间上相互依存,物质上相互补偿,构造上相互作用,时间上同步演化。这些内在联系体现在统一的形成机制上:大陆造山带和沉积盆地是在大陆边缘俯冲板片脱水熔融和大陆内部地幔柱(枝)上隆的热动力作用下,地壳由盆向山侧向流动,导致盆山地壳物质发生循环运动。青藏高原与周边盆地的耦合作用十分典型。青藏高原不是印度板块与欧亚板块碰撞的结果,而是形成于下地壳流动驱动的板内盆山作用。青藏高原板内盆山耦合可分为两个阶段:(1)板内造山成盆阶段,表现为180~120 Ma→65~30 Ma→23~7 Ma从青藏高原北部和东部盆山系统→青藏高原中部盆山系统→青藏高原南部盆山系统有序迁移,以构造隆升、水平运动、地质作用和大规模板内金属成矿为特征;(2)均衡成山成盆阶段,表现为从36 Ma开始,青藏高原整体快速隆升和周边沉积盆地边缘坳陷带巨厚的磨拉石沉积,以36 Ma B.P.、25 Ma B.P.、18~12 Ma B.P.、 08 Ma B.P.和015 Ma B.P.等一系列脉动式快速隆升、垂直运动、地理作用和水系环境变化为特征。大陆板内盆山构造演化经历从伸展构造向挤压构造的转换,伴随盆地主动作用转变成造山带主动作用。大陆下地壳流动和盆山耦合形成非安德森式的低角度拆离断层、波状起伏逆冲断层和异常共轭关系走滑断层。

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    库车坳陷—南天山盆山过渡带的收缩构造变形模式
    漆家福 雷刚林 李明刚 谢会文 杨书江
    2009, 16(3): 120-128. 
    摘要 ( 2079 )   PDF(2375KB) ( 867 )  

    用地面露头、地震和CEMP(连续电磁剖面法)勘探资料揭示的库车坳陷—南天山盆山过渡带构造变形特征难以用经典的“A型俯冲”冲断褶皱楔变形模型来解释,因而文中提出一种“分层变形、垂向叠置”的“非俯冲”收缩构造解释模型。所谓分层变形是指受古近系膏盐岩层和侏罗系含煤地层等软弱岩层分隔,不同深度的岩层发育不同的收缩变形样式;所谓垂向叠置是指不同层次的强变形带在垂向上叠置,不存在区域性大位移的拆离断层。位于盐岩层之上的新生界以滑脱褶皱变形为主,而盐下层的中生界沉积层及盆地基底则以收缩断裂变形为主。浅部的滑脱褶皱表现出紧闭背斜和宽缓向斜组合,背斜具有不对称形态,其核部在古近系盐岩层或侏罗系含煤地层中滑脱,可在陡翼发育破冲断层或缓翼发育顺层滑脱逆冲断层。深层断裂变形以向山脉倾斜的高角度基底卷入逆冲断层为主干断层,断层上盘形成冲断隆起,次级断层相对较少,下盘则发育一系列同向倾斜的次级逆冲断层构成楔状叠瓦冲断构造。深层断层向上延伸在古近系盐岩层中尖灭,部分次级断层向下延伸并在侏罗系含煤地层中或盆地基底面滑脱,但是主干逆冲断层高角度切入基底,向上则对应于浅层背斜的核部。基底卷入的高角度主干逆冲断层可能利用了先存正断层发生反转位移,并成为控制局部构造变形的主要构造要素。天山上升引起的垂直剪切作用是导致库车坳陷—南天山盆山过渡带发育高角度逆冲断层或促成先存正断层的反转的可能原因。

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    构造楔形体的识别与勘探——以准噶尔盆地南缘为例
    管树巍 李本亮 何登发 John H Shaw 陈竹新
    2009, 16(3): 129-137. 
    摘要 ( 1692 )   PDF(2938KB) ( 978 )  

    构造楔形体的形成需要两个条件,一是两条相互连接的断层,二是这两条断层的位移传递方向相反。当反向传递的位移量切割了上覆地层,通常在楔形体前翼形成具指示意义的背斜构造,此类背斜可作为判断深部构造楔形体存在的直接依据。准噶尔盆地南缘3排背斜内带的构造楔形体模式非常典型,并表现为“混序”的特征。在山前深部楔形体沿侏罗系西山窑组煤层向北扩展过程中,部分位移量沿构造楔顶部的反冲断层向南消减,并切割上覆地层形成第一排背斜带,另一部分位移量则继续向北传递,在断坡位置引发褶皱变形,形成第二排和第三排背斜带。在总位移量保持稳定的前提下,这3排背斜带在走向上的此消彼长反映了位移量在南、北两个方向上的转换。准噶尔盆地南缘第二、三排背斜带中—新生界内部发育多个小型的构造楔形体,这些互相叠置的楔形构造横向延伸不大,但有可能构成独立的成藏系统,具有不同的油气水特征,从而造成同一个背斜带不同部位的含油气性迥异。在油气勘探中应通过加强地震采集、处理和解释攻关,力求精细刻画各个楔形构造在三维空间的展布,再针对已落实的楔形体展开钻探。

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    东天山准噶尔—哈萨克斯坦板块与塔里木板块缝合线的再厘定及其意义
    木合塔尔·扎日 张晓帆 吴兆宁 吴昌志 陈川
    2009, 16(3): 138-148. 
    摘要 ( 1926 )   PDF(2988KB) ( 886 )  

    摘要:文中以板块构造理论为指导思想,以大量地质、物探、化探、遥感资料为依据,在全面分析前人对东天山造山带板块缝合线的认识基础上,重新厘定研究区准噶尔—哈萨克斯坦板块与塔里木板块缝合带的位置。经研究确定:东天山造山带康古尔塔格和阿齐克库都克两条断裂之间所夹持的区域,为准噶尔—哈萨克斯坦板块和塔里木板块陆陆碰撞的缝合带,即康古尔塔格—阿齐克库都克碰撞缝合带。该碰撞缝合带既有板块边界划分意义,又有实体物质组成和特定结构、构造及其演化历史的独立构造单元,也是东天山地区重要的多金属成矿带,故该带对东天山造山带Cu、Ni、Au、Ag等多金属矿产的形成和空间分布起着重要的控制作用。

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    天山两侧山前新生代构造变形特征及其成因刍议
    陈正乐 鲁克改 王果 陈柏林 李丽 蒋荣宝 崔玲玲 宫红良
    2009, 16(3): 149-159. 
    摘要 ( 2249 )   PDF(2479KB) ( 789 )  

    摘要:天山两侧山前新生代构造变形强烈,是研究盆山耦合动力学机制的理想场所。文中在综合分析前人资料基础上,结合作者的野外观测和分析,综述了天山两侧盆山转换部位不同段的新生代构造变形特征,并进行对比分析。结果显示,新生代构造变形在天山南北山前相似性和差异性共存:变形由山体向盆地扩展,时间逐渐变新;但是南侧比北侧变形起始时间早,地壳缩短量和缩短率大。在东西方向上新生代构造变形也存在明显的分段相似性特征,整体上显示出斜方对称的变形图像:东天山博格达山前为基底式逆冲推覆,南侧为走滑变形;中天山南北两侧为多排子的褶皱逆冲推覆构造,西天山南侧也为基底式的逆冲推覆,北侧为走滑变形。综合前人研究,认为印度和亚洲大陆的碰撞及其随后陆陆汇聚作用的远程效应,是形成天山两侧山前新生代构造变形在南北方向上相似性和差异性的主要原因;而天山山体内部先存的相对刚性地块和大型断裂,则导致了新生代构造变形的东西向分段差异性和斜方对称的特征。

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    西南天山阿图什背斜晚第四纪的阶段性隆升
    杨晓平 陈立春 李安 杜龙 邓起东
    2009, 16(3): 160-170. 
    摘要 ( 1812 )   PDF(2816KB) ( 774 )  

    摘要:西南天山山前的阿图什背斜带是晚第四纪以来强烈活动的褶皱带,博古孜河横切背斜构造的中段,在背斜区形成6级基座阶地,为晚第四纪以来阿图什背斜阶段性褶皱隆起的地貌标志。 用差分GPS测量阶地纵剖面,发现T1、T2和T4阶地面在背斜的北翼坡向北,与河流的流向相反。T1、T2和T5阶地面在背斜的南翼坡向南,平均坡度分别为0.9°、1.2°和1.8°,远大于现代河床的平均坡度角0.5°。通过细颗粒石英和细颗粒混合矿物的光释光简单多片再生法(SMAR)测年,确定博古孜河T1、T2、T3、T4和T5阶地的形成年龄分别为距今约(25.0±2.6)、(42.7±4.4)、(63.1±6.3)、(96.9±9.9)和(120±10) ka BP。晚第四纪不同时段博古孜河的下切速率具有不均匀性,其中T3和T4阶地的下切速率分别为049和044 mm/a,T1 、T2和T5阶地的下切速率分别为12、169和136 mm/a。博古孜河分别在(120±10)~(96.9±9.9) ka、(42.7±4.4)~(25.0±2.6) ka和(25.0±2.6) ka至今的3个时段发生强烈的下切,应是阿图什背斜带在该时段快速构造隆起导致河流加速下切。

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    准噶尔盆地西北缘冲断构造新解
    孟家峰 郭召杰 方世虎
    2009, 16(3): 171-180. 
    摘要 ( 2023 )   PDF(1998KB) ( 923 )  

    摘要:准噶尔盆地西北缘最重要的构造特征是发育一组冲断构造。对这组冲断构造的冲断时限和冲断性质的认识不同,导致对准噶尔盆地的属性存在断陷盆地与前陆盆地之争。西北缘花岗岩及其中发育的岩墙群的精确年龄限定了研究区在314~255 Ma中处于伸展状态。西北缘侏罗系沉积范围较三叠系广,早侏罗世发育碱性玄武岩,这些都表明准噶尔盆地在侏罗纪处于伸展阶段,盆地范围不断扩大。西北缘晚三叠世地层不整合覆盖于花岗岩之上,这种现象将本区冲断构造发生的时间限定为晚二叠世至早三叠世,最晚不超过晚三叠世。在地震资料解释的西北缘剖面上,冲断构造的前缘二叠纪地层平缓且厚度稳定。西北缘二叠系发育火山岩,沉积层序具从下到上粒度由粗变细的正旋回沉积特征,沉积速率稳定,沉降曲线由陡变缓,且古地温梯度和大地热流值均较高。西北缘的圈闭类型以岩性地层等非构造圈闭为主,以构造岩性圈闭为辅。笔者认为西北缘冲断构造的性质是在314~255 Ma伸展阶段与侏罗纪伸展阶段之间发育的一次短期反转构造,发育基底卷入的高角度冲断带,并非大规模与造山作用相关的前陆冲断带。

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    华北板块南缘的变形分解:洛南—栾川断裂带与秦岭北缘强变形带研究
    宋传中 任升莲 李加好 陈泽超 连芸 蔡志川
    2009, 16(3): 181-189. 
    摘要 ( 2334 )   PDF(1635KB) ( 961 )  

    秦岭洛南—栾川断裂带具有左旋斜向俯冲的运动学特征,其产状一般为107°/N∠65°。华南板块的俯冲方向为80°,俯冲角度为42°;华南板块运动方向为42°,运动方向与华北板块南部边界的夹角为65°,汇聚角25°。秦岭北缘强变形带内褶皱枢纽延伸方向为290°,与洛南—栾川断裂带存在15°的夹角。逆冲断层走向与褶皱的枢纽方向基本一致,大多数断层与洛南—栾川断裂带有相同的运动学极性,性质为左行平移逆断层。平移正断层走向主要为NESW,断层性质、展布方向、运动学特征与板块汇聚的应力作用方式吻合;片理、片麻理走向117°,与洛南—栾川断裂带走向夹角为10°。在垂直剪切带的剖面上,系统观察岩石变形特征,测量面理产状,进行岩石有限应变测量,岩石非共轴递进变形分析结果表明:秦岭北缘强变形带内由南向北面理走向与剪切带走向的夹角逐渐增大,岩石剪应变量依次递减,造山带变形具有“三斜对称”特点。

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    大巴山前陆叠加构造力学特征的模拟研究
    武红岭 施炜 董树文 田蜜
    2009, 16(3): 190-196. 
    摘要 ( 1575 )   PDF(1663KB) ( 860 )  

    摘要:采用非线性有限元数值模拟技术和方法,研究大巴山前陆构造带应力场、位移场和形变场的流变学特征,分析叠加褶皱的相干形式和联合弧的形态特征,展现了大巴山弧形构造的发育、演化过程,提供了一组与大巴山前陆叠加构造相适应的边界外力和约束条件。研究表明:(1)模型选用的蠕变材料在变形过程中,应力场的变化非常缓慢,使得我们有条件通过应力迹线去研究构造变形的形态特征。(2)大巴山弧形构造带早晚两期褶皱的干涉形式大致为构造横跨叠加、斜跨叠加和共轴叠加三种。(3)大巴山弧形构造带形成的关键条件是北东向区域应力的作用和东西两个基底构造结的存在;而与大巴山弧联合构成收敛双弧的川东弧形构造带主要为来自南东方向的动力作用所致。

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    大巴山构造演化的石英ESR年代学研究
    程万强 杨坤光
    2009, 16(3): 197-206. 
    摘要 ( 1886 )   PDF(2163KB) ( 1334 )  

    运用α石英热活化ESR定年法对大巴山构造带58件样品进行了研究。结果显示北大巴山经历了三个主要构造演化阶段,分别为2437~2015 Ma (晚印支期)、1656~912 Ma (中晚燕山期)、686 Ma至今(喜山期)。南大巴构造带则经历了170~160 Ma (早燕山期)、1473~941 Ma (中晚燕山期)、667 Ma至今(燕山末期—喜山期)三个构造演化阶段。南北大巴在变形时间上相关,显示南北大巴在构造变形上的耦合性。代表南大巴强烈变形的轴面劈理和破劈理主要发育于1472~941 Ma,显示主变形期在中晚燕山期,并具有明显的前展式变形特征。破劈理中石英脉ESR年龄还显示出南大巴构造带两端变形早(早燕山期即已卷入强烈变形),中间变形稍晚(中燕山期开始强烈变形)。喜山期(667 Ma至今)南大巴以构造隆升和右行走滑拉张为特点,构造活动渐趋稳定。ESR测年结果与区域构造响应及同位素年代学和沉积年代学结果一致。

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    阿尔金山东段地质热年代学与构造演化
    陈宣华 尹安 George E Gehrels 蒋荣宝 陈正乐 白彦飞
    2009, 16(3): 207-219. 
    摘要 ( 2073 )   PDF(2400KB) ( 2453 )  

    文中综合分析了青藏高原北缘阿尔金山东段地质热年代学和构造体系演化。阿尔金山东段从太古宙陆核发育而来,经历了元古宙稳定地台和新元古代大陆裂解阶段,形成了早古生代阿尔金洋和沟弧盆构造体系,发育了奥陶纪早期的板块俯冲、碰撞造山作用和奥陶纪—志留纪之交的岛弧岩浆活动(峰期年龄为443 Ma)。石炭纪洋盆闭合之后,该地区进入陆内构造发育阶段。其中,占主导地位的是以拉配泉断裂为代表的中生代伸展构造和新生代阿尔金断裂系的左行走滑断裂活动,它们分别控制了中生代两期热冷却事件和新生代地块快速抬升冷却事件。地质热年代学年龄数据为阿尔金山东段不同时期形成的不同地块勾画了不同的热冷却历史,由此可区分不同时期不同构造事件对区域热冷却历史的影响。

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    卡拉麦里缝合带后碰撞期火山活动
    吴小奇 刘德良 李振生
    2009, 16(3): 220-230. 
    摘要 ( 2045 )   PDF(1625KB) ( 987 )  

    卡拉麦里缝合带是北疆的一条重要界线,沿该带广泛发育晚古生代火山岩。这些火山岩具有LILE相对富集、HFSE相对亏损的特征,且具有较高的Nb、Zr、TiO2含量和Zr/Y、Nb/Y比值,SrNd同位素主要表现出亏损的特征。综合分析表明,这些火山岩形成于后碰撞期。对卡拉麦里缝合带而言,从西向东后碰撞火山岩的时代逐渐变新,表明该缝合带从西向东逐渐演化进入后碰撞期,这从侧面反映了卡拉麦里洋盆是从西向东逐渐关闭的。对卡拉麦里缝合带而言,在后碰撞期,岩石圈伸展减薄,软流圈地幔物质上涌并发生部分熔融,加上地幔对流作用强烈,使得缝合带下产生了大规模的幔源岩浆底垫;先前在洋壳消减期被流体交代提取过的岩石圈地幔也在低压高温下发生部分熔融,形成的熔体混染了底垫的软流圈物质并喷发,形成了晚古生代的后碰撞期火山岩。

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    扬子地块西北缘轿子顶新元古代过铝质花岗岩:锆石SHRIMP U-Pb年龄和岩石地球化学及其构造意义
    裴先治 李佐臣 丁仨平 李瑞保 冯建赟 孙雨 张亚峰
    2009, 16(3): 231-249. 
    摘要 ( 2727 )   PDF(3246KB) ( 859 )  

    对扬子地块西北缘后龙门山地区轿子顶穹窿构造核部的花岗岩类进行了锆石UPb年代学和岩石地球化学研究,以便对其形成时代和岩石成因进行约束。研究结果表明,轿子顶花岗岩体中变形花岗岩和块状花岗岩中锆石均发育岩浆韵律环带结构,具有较高的Th/U比值(052~123、032~116),为岩浆成因锆石。对变形花岗岩和块状花岗岩中岩浆锆石的SHRIMP UPb定年结果分别为(793±11) Ma和(792±11) Ma,表明它们的形成时代完全一致,均为新元古代晚期南华纪早期。轿子顶花岗岩体的SiO2(7201%~7765%)和Al2O3(1212%~1418%)含量均很高,A/CNK在095~113(平均为104),为硅和铝过饱和类型,属典型的过铝质花岗岩,具有S型花岗岩特征;稀土元素总量(∑REE)为(7581~7997)×10-6(平均为7789×10-6),稀土元素配分曲线呈右倾型,具有弱—中等的负Eu异常;高场强元素(Ta、Nb、Ti等)具有明显的负异常,大离子亲石元素(Rb、Ba、Sr等)具有明显的正异常。岩体是以杂砂岩成分为主的沉积岩部分熔融形成的花岗质岩浆上升侵位过程中形成的,是一种典型的壳源成因类型。轿子顶岩体具有后碰撞岩浆活动的特征,是新元古代扬子地块西北缘活动大陆边缘俯冲以及弧陆碰撞造山作用导致的地壳增厚下地壳部分熔融的产物,形成于同碰撞(挤压环境)向碰撞后(伸展环境)转化阶段,即后造山期,是Rodinia超大陆初始裂解阶段产物。

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    中国东部黄山的成山过程及其构造意义
    罗照华 李德东 潘颖 黄丹峰 梁涛
    2009, 16(3): 250-260. 
    摘要 ( 2478 )   PDF(3271KB) ( 1502 )  

    黄山是否存在过冰川是长期争议的科学问题,反对者的证据之一是黄山的海拔高度不能满足终年积雪的要求。这种认识源于地理学家对黄山成山过程的推测,没有考虑黄山岩体和区域地质演化所反映的成因信息。黄山岩体为一个主要由4个岩性单元组成的早白垩世复式小岩基,从早到晚、由边缘到中心依次为温泉细粒黑云母二长花岗岩、云谷寺连续不等粒粗粒黑云母正长花岗岩、狮子岭斑状黑云母正长花岗岩和贡阳山细粒黑云母碱长花岗岩组成。这种结构变化表明黄山地区发生过同侵位剥蚀作用,暗示岩浆侵位深度越来越小,受挤压构造力的驱动。与此相应,狮子岭单元的钾长石斑晶定向排列和云谷寺单元中的原生节理垂直于相邻两单元的接触界面,暗示黄山花岗岩具有强力侵位的特点。因此,黄山岩体形成于挤压构造环境,而不是前人推测的伸展环境。这种认识与区域构造变形和盆地分析的证据一致,暗示黄山地区曾经处于挤压造山环境,具有造山带型厚陆壳。对比岩浆起源深度和现今地壳厚度,可以合理地推测,晚白垩世以来黄山地区地壳减薄了约14~29 km,其地貌响应约为194~418 km。据此,黄山在早白垩世的海拔高度可能达到2 693~4 776 m。因此,黄山形成于地壳沉陷过程中的差异侵蚀,而不是地壳的阶段式隆升。

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    大青山逆冲推覆构造形成演化过程的流体证据
    刘正宏 徐仲元 王可勇 杨振升
    2009, 16(3): 261-269. 
    摘要 ( 1843 )   PDF(1774KB) ( 1971 )  

    大青山逆冲断层带内热液脉体十分发育,按其产状可划分为充填脉和边缘脉。根据形成时间主要划分为3期:早期石英脉、中期石英脉和晚期方解石脉。早期石英脉中流体包裹体类型较为复杂,见有气液两相、含CO2三相、纯CO2及少量单液相等4种类型原生包裹体,分析表明流体主要来源于地壳深部或上地幔。中期石英脉中主要发育气液两相包裹体和少量单液相包裹体,流体主要来源于大气降水,并且有少量岩浆热液混入。晚期方解石脉内仅含有气液两相包裹体及少量的单液相包体,流体主要来源于层间建造水。根据逆冲变形事件期次、时间,结合热液脉体形成深度数据,确定了大青山逆冲推覆体系变形演化历史:印支期逆冲推覆事件发生在地壳7~8 km深度,燕山中期逆冲推覆事件发生在3~6 km范围内,而燕山晚期逆冲推覆事件发生近地表2 km范围内。

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    皮羌盆地新生代基性岩浆活动的年代学及其地质意义
    李德东 罗照华 黄金香 魏阳 梁涛
    2009, 16(3): 270-281. 
    摘要 ( 1924 )   PDF(2394KB) ( 855 )  

    塔里木盆地西北部卷入了西南天山新生代板内造山活动,以发育一系列北东向展布的断层和断层相关褶皱为特征,但该区新生代构造变形的原因尚存在争议。文中以皮羌盆地为例报道了新生代火成岩的地质特征和测年结果,认为构造变形是对幔源岩浆活动的浅部响应,与印度亚洲大陆碰撞没有必然的联系。皮羌盆地出露有大量的新生代基性岩墙和4个古火山颈,岩墙群整体走向NNW和NNE,产状近于直立,侵入于新生界湖相沉积地层中。火山颈相玄武岩锆石SHRIMP UPb定年结果为46 Ma,全岩KAr等时线封闭年龄为(455±613) Ma,表明岩浆活动发生在始新世中期。岩浆活动时间比逆冲推覆构造启动时间(约24 Ma)早约22 Ma。按热传导模式估算,在此期间来自深部热源的热传递距离约为25 km。假定深部热源为底侵或内侵幔源岩浆,新生代岩浆活动可能是塔里木盆地西北部大规模构造变形的触发机制。

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    壳幔物质流变的底辟作用孕育大地震——卫星重力资料的证据
    费琪
    2009, 16(3): 282-293. 
    摘要 ( 2462 )   PDF(2051KB) ( 1054 )  

    根据2-180阶与2-360阶的数字全球模型恢复的卫星重力场数据,主要源于地下18~36 km深处的密度变化,多数大地震的震源也正是位于该层段。 因此卫星重力场资料对于地震研究有很大的意义。笔者详细分析了中国汶川、墨脱、仲巴、伽师和台湾等地的卫星重力资料(这些地区在近几十年来均发生过6级以上的大地震),惊奇地发现,在这些地区,卫星重力场的样式具有极大的相似性,它们表现在:(1)卫星重力场的正负异常值成对出现;(2)震中通常位于重力场峰值间的陡梯度带;(3)由低阶到高阶的重力场正异常的峰值增大而宽度变窄;(4)正、负峰值间的距离随所处的大地构造背景而变; (5)不同应力场壳幔物质底辟的样式不同,从地质上看,高密度壳幔物质的流变底辟作用,可以合理地解释这种独特的样式变化。文中提出高密度生长指数的概念,用以度量密度由深部到浅部的增加。岩石圈断裂带、深大断裂带及多层次滑脱层是壳幔高密度塑性物质底辟活动的优势通道。壳幔物质的非均质性反映了大陆板块构造动力学过程的复杂性。

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    汶川Ms8级地震形成的擦痕形迹及其意义探讨
    张军龙
    2009, 16(3): 294-305. 
    摘要 ( 1765 )   PDF(3435KB) ( 3164 )  

    2008年5月12日14时28分(北京时间)中国四川省汶川县境内发生里氏80级地震。北川—映秀断裂是汶川Ms8级地震的发震断裂之一,以逆(右行)走滑活动为主,延伸长约220 km,活动强度大于其他两条断裂。主震在北川—映秀地表破裂带局部地点形成清晰的擦痕,它的位置和规模可能是深部破裂滑动量峰值在地表的响应。根据断层擦痕反映的应力场及位移与破裂长度关系等特征,将北川—映秀破裂带分为虹口段、北川段、南坝段。虹口段长度约22~45 km,同震位移量约45 m,σ1呈NWW—NW向,至少经历了三期活动,第三期逆冲活动强度最大,改造前两期逆(右行)走滑活动,它们的形成可能均与本次主震相关;北川段长约90~100 km,同震位移量约35 m,σ1呈NWW向近水平,活动强度弱于虹口第三期;南坝段长约35~50 km,同震位移量约25 m,以NWW向近水平挤压为特征,σ1方位角与中、南段相差约180°,活动强度与南段前两期相近。

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    5.12汶川8级地震次生地质灾害的基本特征及其形成机制浅析
    韩金良 吴树仁 何淑军 孙炜锋 张春山 王涛 杨金中 石菊松
    2009, 16(3): 306-326. 
    摘要 ( 2737 )   PDF(6222KB) ( 1172 )  

    5.12汶川8级大地震沿龙门山断裂带形成长350多km,宽约50 km的地表破裂带,触发了1万多处崩塌、滑坡、泥石流(碎屑流)地质灾害,其中巨型灾害体87处、大型灾害体606处,形成了136个较大规模的堰塞湖。地震地质灾害的链生特征显著,形成地震-崩塌、地震-滑坡-碎屑流-堰塞湖-堰塞坝溃决-泥石流等典型地质灾害链。地震次生地质灾害具有分布范围广、数量多、种类全、密度大、强度高、致灾重的特点。在部分地区,崩塌、滑坡和碎屑流的分布面积占地震极重灾区面积的30%~58%,甚至高达80%。据初步统计,崩塌、滑坡和碎屑流共导致大约2万人死亡,其中北川县老县城滑坡导致1 600多人死亡。地震次生地质灾害主要沿断裂带、河谷和交通线分布。崩塌、滑坡的破裂源主要位于河流拐弯处靠近侵蚀岸一侧、山脊两侧及坡肩部位,这与上述部位对地震动峰值加速度的放大作用直接相关。地震次生地质灾害主要受地震动峰值加速度和地形控制,其次为岩性、斜坡结构、活动断裂、人类工程活动。许多大型崩塌、滑坡还具有高速远程的特征,部分崩塌、滑坡碎屑流位移达数km,速度高达100~300 m/s,其运动轨迹复杂多变,常常导致多处人员伤亡,是高山峡谷地区地质灾害风险评估和减灾防灾必须面临的新课题。根据上述情况,文中对汶川地震次生地质灾害的基本特征、分布规律和主要影响因素进行了初步总结,并对地震滑坡的形成机制和运动模式进行了初步探讨。首次提出高山峡谷地区单一斜坡上呈阶梯状多级滑动的群发性地震滑坡的形成模式:强烈地震往往引起剧烈的地面震动,而高陡的山脊及其坡肩部位对地震波具有明显的放大作用,因此,上述部位往往是地震滑坡的高易发地段,当地震动峰值加速度超过不稳定性斜坡的临界峰值加速度时,斜坡失稳破坏形成一系列的群发性滑坡,从上到下往往形成阶梯状多级滑动的滑坡群,此种模式适用于残坡积层、风化层地震滑坡和主滑面较缓的地震基岩滑坡。最后,指出了今后应重点研究的科学问题,并对防灾减灾措施提出了一些建议。

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    Sr、He同位素指示河西走廊中西部地震活动性
    赵霞 张贵霞 潘红芹 吴晶 饶文波
    2009, 16(3): 327-332. 
    摘要 ( 2210 )   PDF(1102KB) ( 875 )  

    河西走廊地处青藏活动地块东北部边缘,为祁连山地震构造带和南北地震构造带的交汇部位,历史上曾发生过多次中强以上的破坏性地震。2008年5月12日汶川80级特大地震发生后,河西地震带是否会发生中强震是一个较受关注的问题。文中分析了河西走廊张掖、武威、酒泉盆地地下水中的Sr、He同位素特征。结果显示,这3个地区的地下水经历了3种不同的循环路径,不是源自黑河、石羊河、疏勒河的地表径流,而是祁连山降水在出山前下渗深大断裂后的补给。这表明河西走廊盆地内的断裂带现今活动性仍然很强,玉门、高台、民乐、永昌等位于断裂带交汇处或附近的区域未来发生中、强震的可能性较大,应加强对这些地区地下水的实时监测。

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    地震导致山体变形破裂机制地质力学模拟试验研究
    许向宁 王兰生
    2009, 16(3): 333-340. 
    摘要 ( 1427 )   PDF(1253KB) ( 1173 )  

    地震导致山体变形破裂是一个复杂的演化过程,文中通过一些典型实例的地质分析,总结归纳了高地震烈度区山体变形破裂失稳有一定代表性的倾外层状体斜坡滑坡型、高陡块(层)状体斜坡崩塌型、软弱基座体斜坡滑坡型等3种典型性地质力学模式。自主创新研制、设计、探索了一套振动条件下地质力学模拟试验的设备模型和方法,并对3种典型性地质力学模型进行机制模拟试验。通过变形破裂演化过程模拟再现试验,从中揭示出一些振动条件下变形破裂的典型迹象和重要证据,充分再现了典型地震失稳机制的形成条件、相关性因素以及演化规律,为进一步研究分析提供科学可靠的试验数据和证据。

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    西天山阿吾拉勒一带石炭系阿克沙克组风暴岩及其意义
    李永军 高永利 佟丽莉 郭文杰 佟黎明
    2009, 16(3): 341-348. 
    摘要 ( 1658 )   PDF(1743KB) ( 811 )  

    西天山阿吾拉勒阔尔库一带早石炭世阿克沙克组以海相碳酸盐岩夹碎屑岩为主,发育典型风暴成因的竹叶状砾屑灰岩。风暴沉积构造主要有风暴侵蚀构造、风暴撕裂构造、风暴浪构造、风暴涡流构造及风暴期后快速沉积构造等。已识别出的风暴沉积类型有具块状层理的竹叶状砾屑灰岩,具递变层理的砾屑灰岩和砾屑砂岩,具丘状、洼状交错层理和平行层理的砂屑灰岩及生物碎屑砾屑粉砂质灰岩,具平行层理的砂屑灰岩、长石岩屑砂岩,具波痕交错层理的砂屑灰岩和砾屑粉砂质灰岩,具水平层理的粉屑灰岩和具块状或水平层理的生物碎屑砾屑粉砂质灰岩。新发现的风暴沉积,说明早石炭世该地区处于低纬度带陆棚浅水沉积环境,因而对于分析西天山石炭纪的古地理、古气候、古构造及板块的运动规律具有重要意义。

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    薄互层地震波形特征研究——以博兴洼陷沙四段滩坝砂为例
    韩宏伟
    2009, 16(3): 349-355. 
    摘要 ( 1977 )   PDF(2183KB) ( 3193 )  

    陆相断陷湖盆中薄互层非常普遍,如滩坝砂岩,具有横向变化快、单层厚度薄等特点,加之受地震资料分辨率低等因素的影响,致使其地震预测难度极大。文中在分析博兴洼陷沙四段滩坝砂岩发育区各种岩性地球物理特征的基础上,从正演模型入手,结合实际验证,分析了不同岩性及其组合的地震反射特征,找出了研究区砂体组合反射在地震波形结构、极大值两侧面积比等地震属性上的表现形式,总结了薄互层及其组合模式与地震反射各属性的对应关系,以此进行地震属性预测,取得良好效果,在东营凹陷西部沙四段滩坝砂岩储层的勘探中较准确地预测出储层的发育带。

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    低成熟油页岩的生排烃作用实验模拟
    陶树 汤达祯 王东营 许浩 李靖靖 林文姬
    2009, 16(3): 356-363. 
    摘要 ( 1935 )   PDF(1345KB) ( 742 )  

    烃源岩的成熟演化特征对评价一个区域的油气产出背景意义重大。笔者选择准噶尔南部低熟油页岩作为试验样品,分别进行无水变温、等温变水及等水变温条件下的烃源岩热模拟实验,并依据油、气、固体残渣的定性定量检测,分析烃类相态与组成变化。得到以下结果:无水变温及等水变温实验中油产率均在300 ℃时出现最高值,而且在等水变温情况下,200 ℃时的产油率比不加水情况下明显增大;在等温变水情况下,生油量在加10 mL水时最大;干气生成阶段,气态烃主要来自重烃裂解而不是高度演化的干酪根本身,400 ℃热解之后,剩余生烃率大约为5%左右;饱和烃在低温和极端高温时相对比例高,以正构烷烃为绝对优势组分;芳烃比例变化波动较大,以三环、四环芳烃为主,在400 ℃时达到最大值,在500 ℃时跌至最低值;非烃、沥青质相对比例变化与芳烃正好相反。

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    温湿气候区结晶岩与碎屑岩腐岩特征及其发育过程
    徐则民
    2009, 16(3): 364-373. 
    摘要 ( 1344 )   PDF(5935KB) ( 925 )  


    发育于斜坡非饱和带的结晶岩与碎屑岩腐岩多夹于残坡积土层和风化岩带之间,保留有裂隙及层理等构造,但质地松软。腐岩结构体与母岩色差显著,保留原岩结构和构造特征,矿物成分以次生粘土矿物、次生石英及褐铁矿最为常见。腐岩次生微孔隙发育,具有低密度、高孔隙度、高渗透率、高容水度及高持水度特征。腐岩发育是通过低渗透岩石结构体风化前锋的渐进性扩展实现的,非饱和带高湿度空气形成的凝结水和降水入渗形成的非饱和渗流是该过程的核心动力。气态水分子能够扩散到低渗透岩石结构体表面内侧一定宽度范围内的孔隙系统之中凝结为液态水并溶蚀造岩矿物。雨季入渗降水在结构体表面形成的薄膜水流通过分子扩散机制接受其内侧结构体粒间溶液中的溶出组分并将其携入饱水带,同时恢复粒间溶液的侵蚀动力。当上述过程循环到一定程度时,结构面内侧便形成一定厚度的腐岩壳。腐岩壳在雨季直接吸收、贮存流经其表面的液态渗入水,在核心石外侧形成富水结构层并在旱季向包气带或其内侧的风化前锋提供水汽。随着时间推移,腐岩壳越来越厚,核心石最终消失;当某一范围内的岩石结构体全部演变为腐岩结构体时,该范围内的岩体也就完成了向腐岩体的转变。

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    碳酸盐化榴辉岩的岩石学研究进展
    沈晓洁 张立飞
    2009, 16(3): 374-384. 
    摘要 ( 1710 )   PDF(1574KB) ( 918 )  

    碳循环进入地幔中主要是通过大洋板块俯冲作用完成的,再通过火山去气作用释放出来,以维持大气中CO2的平衡。洋壳主要由玄武岩组成,一般经热液改造后的洋壳含有一定数量的碳酸盐(质量分数大约为3%),而这些以脉或角砾形式存在的碳酸盐是碳沉淀的一个巨大储库。这些碳酸盐化的玄武岩在俯冲带背景下经历高压变质作用,相应地形成了碳酸盐化榴辉岩。碳酸盐化榴辉岩的部分熔融形成的熔体和气体对于弧岩浆的生成、CO2去气都有非常重要的作用,从而对整个碳循环研究具有重要的意义。文中较全面地总结了近年来,在不同的超高压变质地区发现的碳酸盐化榴辉岩的岩石学和野外产状特征,对比经热液改造的玄武岩碳酸盐体系的高温高压岩石学研究取得的进展,明确了在俯冲带变质过程中碳酸盐与榴辉岩质硅酸盐体系是如何发生变化的,并对于NCFMASH+CO2体系的热力学相平衡计算的研究进展展开了讨论,对于探讨碳的深部循环过程具有重要意义。

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