甘肃北山旧井地区晚第四纪活动断裂分布及其构造意义

通过对甘肃北山地区遥感影像分析、地质填图和断裂活动性研究,探讨了北山地区晚第四纪以来的变形机制。结合青藏高原北部区域构造应变、应力场,认为北山地区现今构造格局是在印度板块与欧亚板块相碰撞形成的北东向挤压构造应力场的作用下,重新激活东西向的晚古生代、中生代断裂,并产生北东向新生断裂。说明印度板块与欧亚板块相碰撞并持续向北运移所产生的构造变形不仅局限于青藏高原内部及其边界,更影响到青藏高原以北的地区。     

东昆仑阿其克库勒湖地区的逆冲扩展作用

东昆仑西段是我国西北地区地质研究程度较低的地区之一。通过典型剖面的构造分析，可以得出下列几点重要认识：①东昆仑西段具有十分发育的断裂构造系统，逆冲扩展、正滑作用和拆离作用是该区的主要变形事件。②逆冲断裂起始于晚石炭世和晚三叠世—早侏罗世时期，但强烈活动发生在库木库里盆地强烈坳陷的中新世—第四纪时期。③该区北向逆冲扩展作用和南向正滑作用并存的构造格局，和青藏高原北部的总体构造格局相一致，与青藏高原南缘喜马拉雅地区的的构造格局也十分类似，但逆冲扩展方向相反，强烈逆冲扩展作用都发生在中—上新世至第四纪印度板块与欧亚板块强烈碰撞和青藏高原急剧隆升时期。这种方向相反的逆冲扩展和正滑作用揭示青藏高原深层物质向南、北两侧对称式扩展和表层物质向高原腹地重力滑动的运动学特征。因此该区断裂构造系统的建立对研究青藏高原北部的深部作用过程，建立青藏高原隆升的统一的地球动力学模式提供了一种思路。     

滇西马厂箐多金属矿床系列成矿的深部过程与壳幔混染成因机制

滇西地区是青藏高原东缘非常活跃的新生代陆内变形区。自晚新生代以来,由于印度-亚欧板块碰撞和青藏高原整体快速抬升,该区金沙江—哀牢山断裂(缝合)带中局部由挤压转为拉张,出现断陷盆地,并随地幔上拱和岩浆喷发,特别是富碱岩浆和地幔流体沿深大断裂带上侵及引发的构造-岩浆活动,导致大量新生代富碱侵入     

从青藏高原探讨挤压板块的热历史

青藏高原位于欧亚与印度板块之间的会聚板块边界。两个大陆碰撞以后使地壳发生增厚,从而改变了地表下放射能的分布状态。而这种能量的再分配又使板块的存在状态发生改变。因此,它明显不同于正常的大陆板块和海洋板块。青藏高原具有厚地壳(63—74公里)、薄板块(Lg波明显减弱)和高热流等特征。而正常大陆板块具有中等地壳厚     

太平洋板块形成以来的中国东部构造动力学背景

构造动力学研究是分析区域构造、沉积演化、岩浆活动及矿产分布的重要前提,前人研究证实自太平洋板块形成以来中国东部构造动力学背景发生了多次转变,但对于具体的转换机制还缺乏深入研究.为此,首先基于对近年来发表的同位素年龄和古地磁数据的系统收集和整理,对太平洋板块形成以来围限中国东部的太平洋板块、印度板块和菲律宾海板块等的形成年代、漂移轨迹和速率变化规律进行了详细梳理.然后依据这3大板块及其周缘板块的运动学规律,结合区域上的构造变形特征,将太平洋板块形成以来的中国东部构造动力学背景划分为:中侏罗世—早白垩世((175 ～ 170) ～ (145±5),(145±5) ～ 125和125～95 Ma BP)、晚白垩世—古近纪(95 ～ 80,80 ～ 43和43 ～ 23 Ma BP)和新近纪—第四纪(23 ～ 10 Ma BP和10 Ma BP至今)等多个阶段.指出中国东部中侏罗世—早白垩世为压扭性背景,晚白垩世—古近纪则转为伸展拉张背景,到了新近纪—第四纪又转变为挤压背景,并对这3大阶段不同时期构造动力学背景作了进一步的论述.     

青藏高原东缘旋转变形机制的数值模拟

在印度板块与欧亚板块的碰撞作用下,青藏高原受到华南块体、鄂尔多斯块体等不同程度的阻挡,引起高原的整体隆升。青藏高原东南缘发生物质向南"逃逸",青藏高原东缘现今的地壳运动表现为围绕青藏高原东构造结发生顺时针的旋转。针对青藏高原东缘的旋转变形特征,基于以大型活动断裂为界的块体构造模型,利用粘弹性接触单元有限元模拟,分析了控制青藏高原东缘旋转变形的动力学环境,模拟的GPS速度与实测GPS速度能够较好的地吻合,构造应力场分布特征和活动断层的性质也能够较大程度地吻合,模拟过程采用的边界及其代表的动力学环境表明,青藏高原东缘整体受控于印度板块的持续碰撞和稳定的华南板块的阻挡,在下地壳的拖曳和重力作用下,青藏高原物质从南部边界"逃逸"。在"逃逸"过程中,受印度板块斜向俯冲作用的影响,沿实皆断裂缅甸板块对巽他板块的剪切拉升作用是形成围绕喜马拉雅东构造结的旋转运动和地壳变形的重要因素,也是青藏高原东南缘旋转活动构造体系的主要影响因素之一。     

盐源—丽江构造带是新生代陆内造山带

盐源-丽江构造带处于扬子大陆与青藏特提斯的结合部,其造山时代的确定,不仅对正确认识该区的构造性质与发展历史及指导矿产勘查有重要意义,而且有助于判定印度-欧亚板块碰撞事件对欧亚板块内部影响的广度和深度。通过系列构造-成矿测年,结合地层、构造、岩浆活动、成矿作用的综合研究,证实盐源-丽江构造带是新生代陆内造山带,而不是印支造山带。其造山作用主要发生于中-晚始新世之交的喜马拉雅期,与欧亚-印度板块碰撞触发的扬子大陆岩石圈向青藏特提斯岩石圈俯冲有关,表现为地壳多层次拆离、剪切和沉积盖层的滑脱、褶皱和推覆,属陆内造山,系印度-欧亚板块碰撞事件的一种远程效应。     

青藏高原岩石圈结构、隆升机制及对大陆变形影响

根据近年古生物区系、岩相古地理、地质构造以及古地磁等的研究,特别是晚古生代—白垩纪古生物区系、分异指数特征以及古地磁数据等,作者认为,从晚古生代—白垩纪印度板块和青藏高原(欧亚板块)之间不存在至今还流传引用的浩瀚深邃宽达6000～7000km、向东敞开的特提斯大洋(R.S.Di-etz,J.C.Holden,1970及其他地质学家),其时印度板块与欧亚大陆之间呈现小洋盆、海湾、裂陷槽与微古陆相间构造格局;也未发生过印度大陆和青藏高原南部地体跨越这一特提斯大洋自南向北作长距离漂移。早年魏根纳(Wegener,A,1924)提出的印度大陆未远离欧亚大陆的论点,基本是正确的。     

青藏高原古新世构造岩相古地理

在系统分析青藏高原及邻区古新世残留盆地类型、形成构造背景、岩石地层序列的基础上,对青藏高原古新世构造岩相古地理演化特征进行讨论:青藏高原西北部的西昆仑,北部的阿尔金、祁连、西秦岭,东北部的松潘-甘孜和南部的冈底斯陆缘弧带,以及北部的阿拉善古陆和南部的上扬子古陆和印度古陆为隆起剥蚀区。西宁-兰州、成都和班戈地区零星分布个别构造压陷湖盆。高原西部和南部为新特提斯海。南部的特提斯-喜马拉雅海区的古地理格局为萨嘎以西为残余洋盆,以东为前陆盆地。由此提出,白垩纪晚期—古新世印度板块与欧亚板块的碰撞起始于东部构造结,新特提斯洋的闭合是自东向西进行的。     

西秦岭北缘断层的多期变形演化及其构造动力学意义

西秦岭北缘断层是青藏高原东北缘新生代盆地与西秦岭地块之间的边界断层,其构造变形的几何学—运动学特征和变形历史等研究对于重建青藏高原东北缘新生代以来的构造变形时空动力学过程,限定新生代盆地构造属性,揭示印度板块—欧亚板块碰撞汇聚的远程构造响应和青藏高原东北缘隆升等重大科学问题具有重要地质约束.本文通过对西秦岭北缘新生代盆...     

中国岩石圈应力场与构造运动区域特征

笔者系统分析了1918—2005年间中国大陆及其周缘发生的3130个中、强地震的震源机制解,根据其特征进行了岩石圈应力场构造分区,首次得到区域应力场的压应力轴和张应力轴空间分布的统计数字结果。在此基础上研究了应力场的区域特征、探讨了其动力学来源以及构造运动特征。总体结果表明,中国大陆及其周缘岩石圈应力场和构造运动可以归结为印度洋板块、太平洋板块、菲律宾海板块与欧亚板块之间相对运动,以及大陆板内区域块体之间的相互作用的结果。印度洋板块向欧亚板块的碰撞挤压运动所产生的强烈的挤压应力,控制了喜马拉雅、青藏高原、中国西部乃至延伸到天山及其以北的广大地区。在青藏高原周缘地区和中国西部的大范围内,压应力P轴水平分量方位位于20～40°,形成了近NE方向的挤压应力场。大量逆断层型强震集中发生在青藏高原的南、北和西部周缘地区,以及天山等地区。而多数正断层型地震集中发生在青藏高原中部高海拔的地区,断层位错的水平分量位于近东西方向。表明青藏高原周缘区域发生南北向强烈挤压短缩的同时,中部高海拔地区存在着明显的近东西向的扩张运动。中国东部的华北地区受到太平洋板块向欧亚板块俯冲挤压的同时,又受到从贝加尔湖经过大华北直到琉球海沟的广阔地域里存在着的统一的、方位为170°的引张应力场的控制。华北地区大地震的震源机制解均反映出该区地震的发生大体为NEE向挤压应力和NNW向张应力的共同作用结果。台湾纵谷断层是菲律宾海板块与欧亚板块之间碰撞挤压边界。来自北西向运动的菲律宾海板块构造应力控制了从台湾纵谷、华南块体,直到中国南北地震带南段东部地域的应力场。地震的震源机制结果还表明,将中国大陆分成东、西两部分的中国南北地震带是印度洋板块、菲律宾海板块与太平洋板块在中国大陆内部影响控制范围的分界线。     

印度板块向欧亚板块俯冲碰撞的新模式及其对青藏高原构造演化的影响

青藏高原南部与北部的断裂带走滑方向不同，断裂带在高原东、西两侧的展布规律和构造运动方式也存在极大的差异。通过高原南缘横向地球物理特征的对比，发现该地区东、西两侧深部岩石圈结构存在明显不同，表明印度次大陆向欧亚大陆俯冲碰撞的方式和强度在横向上差异明显。在充分利用高原地质研究最新成果的基础上，提出印度次大陆向欧亚大陆碰撞前地壳增厚及斜向碰撞是造成上述地质现象的根本原因，并由此对青藏高原构造演化的一些特点作了新的解释和探讨。     

青藏高原的构造分区及其边界的变形构造特征

宏观构造特征的确立对青藏高原隆升和“动力学建模”具有重要意义。青藏高原是由来自塔里木-中朝板块的北昆仑-阿尔金-祁连地体,华南-东南亚板块的南昆仑地体、可可西里-巴颜喀拉地体和冈瓦纳古陆的羌塘地体、冈底斯地体及喜马拉雅地体等3大板块(或古陆)的6个地体经多次裂解、会聚和陆内俯冲作用拼合而成的巨型“会聚-陆内俯冲型”岩石圈块体,它以青藏高原南缘结合带、青藏高原北缘结合带和青藏高原东缘结合带依次与印度岩石圈块体、塔里木-阿拉善-鄂尔多斯岩石圈块体和扬子岩石圈块体相隔。按现今动力学特征,这一巨型岩石圈块体(一级构造单元)又可进一步划分为喜马拉雅、藏北、青南和昆仑-阿尔金-祁连等4个二级构造单元(地块),它们依次以雅鲁藏布江结合带、西金乌拉-金沙江结合带、中昆仑结合带为界。4个地块又可进一步划分为若干以断裂为界的三级构造单元(地体)。组成青藏岩石圈块体的各构造单元处于统一的地球动力学系统,它总的表现为:在印度板块向欧亚板块持续、强烈俯冲和热的、具柔性流变学特征的青藏块体整体向北北东方向移动的区域构造背景上,其南、北两侧的喜马拉雅地块、昆仑-阿尔金-祁连地块分别向冷的、刚性的印度岩石圈块体和塔里木- 阿拉善-鄂尔多斯岩石圈块体不对称逆冲叠覆。位于青藏高原腹部的藏北地块和青南地块,在深部存在大量低速体向上涌动和整体自西向东扩展的区域构造背景上,前者叠置近南北向挤压,形成以南北向断陷带及北西和北东向共轭走滑为主的构造格局,而青南地块除松潘-甘孜地体显示自北而南的逆冲叠覆外,可可西里-巴颜喀拉地体以逐一向东挤出的左行走滑作用为主,以致整个青南地块呈现向扬子岩石圈块体逆冲扩展和向三江构造带平移扩展。因此,就现今动力学而言,青藏高原在随着时间推移、隆升速度不断加快的同时,还逐渐向外缘的刚性地块扩展,即高原面积在不断增大。因此青藏高原的边界具有扩展性质,按扩展机制可区分两类扩展型动力边界:走滑型扩展边界和逆冲型扩展边界。典型的走滑型扩展边界位于青藏高原北缘的阿尔金山和青藏高原东缘的三江地区,青藏高原南缘的动力边界属典型的逆冲型扩展边界,而位于祁连山和龙门山的动力边界兼有逆冲和走滑双重扩展性质。     

特提斯构造带和星球级纬向构造体系

东特提斯东段位于现今南海及其周边地区,做为洋壳的岩石学记录——蛇绿岩带的现行展布呈U字形,它是印度板块与欧亚板块的碰撞、南海的扩张以及菲律宾-太平洋板块的向西推挤时,特提斯构造带受到扭曲而形成的。通过古地磁和岩石学记录复原其在白垩纪末古近纪初时的位置和形态,为一位于现今印度次大陆南端经加里曼丹北缘向东延伸的近EW向的挤压构造带,它向西和青藏地区经中亚扎格罗斯山脉和欧洲阿尔卑斯山脉联接成全球性的特提斯构造带,受控于星球级纬向构造体系。研究表明,冈瓦纳的裂散、亚洲的增生和特提斯构造带的演化都受控于星球级纬向构造体系。星球级纬向构造体系是控制板块边界和运动的重要的支配力量之一。      

青藏高原东北缘何时卷入现今青藏高原构造系统?——来自西秦岭北缘漳县盆地新生代沉积记录的约束

新生代以来印度-欧亚板块持续碰撞汇聚形成号称世界第三极的青藏高原。青藏高原的扩展生长和构造变形系统形成的动力学过程是地球科学研究的重大科学问题。青藏高原东北缘新生代以来构造演化过程及其与印度-欧亚板块碰撞汇聚的动力学耦合关系研究对于揭示青藏高原扩展生长过程具有重要地质意义。尽管前人已经开展了大量研究探索,提出各种构造-隆升模型,但青藏高原东北缘何时卷入印度-欧亚碰撞汇聚的青藏高原构造系统尚未达成共识。作为青藏高原东北缘组成部分的西秦岭北缘构造带漳县地区不仅新生代地层记录齐全,而且断裂构造发育,构造变形现象丰富,是研究青藏高原东北缘新生代构造演化及印度-欧亚碰撞汇聚远程构造响应的良好区域。通过对西秦岭北缘构造带漳县地区新生代沉积盆地地层构造格架、沉积地层序列和沉积旋回等详细野外观测研究,结合区域断裂带几何学-运动学及变形历史分析,取得如下认识:(1)西秦岭北缘漳县地区新生代沉积地层主要由为不整合分隔的两套构造性质完全不同的构造地层单元组成,即渐新世—中新世伸展断陷盆地沉积和上新世再生前陆磨拉石盆地沉积;(2)渐新世—中新世时期的地壳伸展拉张构造环境与印度-欧亚碰撞汇聚的挤压环境相悖,指示了西秦岭北缘在渐新世—中新世尚未卷入现今的印度-欧亚碰撞汇聚构造系统;(3)上新世磨拉石盆地的发育标志着西秦岭北缘构造带从伸展到挤压的构造体制转换,可能指示了印度-欧亚碰撞汇聚的挤压构造作用这时才波及西秦岭北缘;(4)上新世粗砾岩、西秦岭造山带地层和中生代沉积地层共同经历了抬升剥蚀作用,形成了西秦岭北缘广泛发育的夷平面。第四纪以来夷平面的抬升和解体、现代河流侵蚀系统和多级河流阶地的出现,指示了青藏高原东北缘整体的不均匀大规模抬升而进入现今青藏高原构造系统。     

青藏高原壳幔结构构造的基本特征

青藏高原是新生代以来由于印度板块与欧亚板块碰撞而迅速隆起,平均海拔超过4000 m的高原,是研究碰撞过程和形成演化的理想窗口。有关青藏高原的碰撞过程及印度板块岩石圈北缘界线,至今仍然存在较大争议,这可能主要是由于不同研究方法获得认识的差异性和局限性所导致。基于此,本文利用前人深部结构资料,讨论了高原岩石圈的壳幔构造及物质组成等,并从新的地质视角讨论了班怒带的大地构造属性。通过梳理前人的深部结构资料,认为青藏高原的壳幔岩石圈结构较为复杂,如高原内部岩石圈厚度显著大于周缘地区,中下地壳及上地幔广泛分布着低速高导层,这些特殊的地质地球物理结构是印亚板块碰撞的结果。此外,本文进一步对比分析了班怒带的地质与地球物理结构,揭示该构造带两侧存在显著的差异,认为其是印度岩石圈的北缘,这对于认识青藏高原的形成演化具有重要的意义。     

青藏高原上新世构造岩相古地理

在前人研究成果的基础上,划分出青藏高原及邻区上新世残留盆地共95个,探讨了青藏高原及邻区上新世构造岩相古地理演化。青藏高原上新世总体构造地貌格局主要受控于印度板块与欧亚板块沿雅鲁藏布江缝合带的碰撞及持续挤压,影响着青藏高原广大范围内的构造抬升。东北部昆仑山、祁连山地区是两大构造隆起蚀源区,两大山系夹持的柴达木盆地是高原东北部最大的陆内盆地,祁连山以北和以东地区则以盆山相间的格局接受周围山系的剥蚀物质,直到晚上新世(青藏运动"A"幕)高原东北部进一步强烈隆升,山间盆地抬升成为剥蚀区。新疆塔里木和青藏高原东部羌塘、可可西里地区主体表现为大面积的构造压陷湖盆-冲泛平原沉积区。高原东南部为一系列走滑拉分断裂运动形成的拉分盆地,上新世早期堆积洪冲积相砾岩,中期为湖泊、三角洲沉积,晚期随着山体的进一步抬升,盆地又接受冲洪积扇相砾岩堆积,并被河流侵蚀剥露。高原南部上新世多分布一些近南北向盆地,是响应高原隆升到一定程度垮塌而成的断陷盆地,同东南部拉分盆地类似,上新世沉积相也由早至晚分为3个阶段。恒河地区上新世由于喜马拉雅山的快速抬升,沉积以粗碎屑为主,形成狭长的西瓦利克群堆积。上新世青藏高原总体地势继承了中新世西高东低、南高北低的地貌特征,但地势高差明显较中新世增大。     

Early Cenozoic Tectonics of the Tibetan Plateau

Geological mapping at a scale of 1:250000 coupled with related researches in recent years reveal well Early Cenozoic paleo-tectonic evolution of the Tibetan Plateau. Marine deposits and foraminifera assemblages indicate that the Tethys-Himalaya Ocean and the Southwest Tarim Sea existed in the south and north of the Tibetan Plateau, respectively, in Paleocene-Eocene. The paleooceanic plate between the Indian continental plate and the Lhasa block had been as wide as 900km at beginning of the Cenozoic Era. Late Paleocene transgressions of the paleo-sea led to the formation of paleo-bays in the southern Lhasa block. Northward subduction of the Tethys-Himalaya Oceanic Plate caused magma emplacement and volcanic eruptions of the Linzizong Group in 64.5-44.3 Ma, which formed the Paleocene-Eocene Gangdise Magmatic Arc in the north of Yalung-Zangbu Suture (YZS), accompanied by intensive thrust in the Lhasa, Qiangtang, Hoh Xil and Kunlun blocks. The Paleocene-Eocene depression of basins reached to a depth of 3500-4800 m along major thrust faults and 680-850 m along the boundary normal faults in central Tibetan Plateau, and the Paleocene-Eocene depression of the Tarim and Qaidam basins without evident contractions were only as deep as 300-580 m and 600-830 m, respectively, far away from central Tibetan Plateau. Low elevation plains formed in the southern continental margin of the Tethy-Himalaya Ocean, the central Tibet and the Tarim basin in Paleocene-Early Eocene. The Tibetan Plateau and Himalaya Mts. mainly uplifted after the Indian-Eurasian continental collision in Early-Middle Eocene.     

岩石圈深层扩张与青藏高原隆升——岩石圈深层扩张模式初论

在综述有关青藏高原隆升的各种观点和模式后,依据青藏高原新生代变形和岩石圈组构特征,提出了高原隆升的新的动力学模式——岩石圈深层扩张模式。其基本观点是强调由于印度板块向欧亚板块的强烈俯冲造成岩石圈组构和变形的不均一性及岩石圈中存在的碰撞→收缩(重力不均衡)→伸展(均衡调整)的正向转变和由伸展→收缩的逆向转变的反复交替。据此将青藏高原的造山带划分为三种成因类型:喜马拉雅型、冈底斯型和昆仑型。     

神奇美丽的横断山:地壳演化塑造的奇迹——“三江并流”世界自然遗产地形成地质背景浅析

三江并流是反映地球演化主要阶段的杰出代表,区内保存着反映特提斯演化不同阶段和喜马拉雅期陆内造山阶段留下的丰富的地质遗迹,这些地质遗迹为解读三江并流地壳演化的历史提供了重要的依据。有关资料表明,三江并流是与青藏高原和横断山脉一起发育成长起来的,它们均经历了特提斯的演化,并且都是印度板块与欧亚板块强烈碰撞造山作用的产物。本文比较详细地介绍了横断山脉的形成演化过程及其与青藏高原形成演化之间的关系。