印度／亚洲碰撞——南北向和东西向拆离构造与现代喜马拉雅造山机制再讨论

印度/亚洲碰撞形成的喜马拉雅增生地体由特提斯-喜马拉雅(THM)、高喜马拉雅(GHM)、低喜马拉雅(LHM)和次喜马拉雅(SHM)亚地体组成.通过喜马拉雅增生地体中变质基底和盖层的组成、变质演化、变形机制与形成时代的对比,确定高喜马拉雅(GHM)亚地体北缘的藏南拆离断裂(STD)向北延伸于特提斯-喜马拉雅(THM)亚地体之下,与形成在大于650℃温度、具有自南向北剪切滑移性质的康马-拉轨岗日拆离带(KLD)相连,深部地壳局部熔融、物质上涌造成的花岗岩侵位,使康马-拉轨岗日拆离带隆起,形成康马-拉轨岗日穹隆带.在高喜马拉雅(GHM)亚地体北部(普兰-吉隆-聂拉木-亚东一带)的变质基底与盖层之间发现EW向近水平的高喜马拉雅韧性拆离构造(GHD),以发育EW向拉伸线理、缓倾的糜棱面理及具有自西向东水平滑移为特征;而在GHM南部靠近主中央冲断裂(MCT)北侧发育具有挤压转换性质的韧性走滑-逆冲断层.高喜马拉雅亚地体从南到北具有由逆冲→斜向逆冲→EW向伸展→斜向伸展→SN向伸展的连续变形和转换的特征,是在现代喜马拉雅垂向挤出和侧向挤出的耦合造山机制下综合变形的响应.喜马拉雅地体中的东西向和南北向拆离构造的存在为喜马拉雅现代造山机制再讨论提供了基础.     

西昆仑山前冲断带晚新生代构造地貌特征

在卫片解译、DEM数据处理、地形图分析与剖面制作的基础上,结合野外构造地貌考察与观测,对西昆仑山前冲断带的构造地貌特征进行了定量、半定量的研究。沿山前发育系统的水系变化、冲积扇变化、不对称背斜、大规模正断裂、不对称河流阶地等典型的构造地貌,表明这条由南向北逆冲的冲断带在扩展过程中存在着由西向东迁移的特征。冲断带的东西分段以桑株河为界,以西发育固满背斜,其构造样式为向北的逆冲伴随向南的反冲;以东发育一系列不对称的背斜,表现出明显的由南向北逆冲的特征,地表无明显的反冲构造出现。利用生长地层和河流阶地估算了西昆仑山的隆升速率:晚上新世—早更新世以来的最低隆升速率为0.21～0.25mm/a,100ka以来的隆升速率为1.5mm/a。     

中中新世中亚构造抬升驱动气候干旱化：以塔里木盆地东南缘江尕勒萨伊剖面为例

中亚前陆盆地地层中氧同位素和孢粉,以及黄土高原和北太平洋粉尘记录均表明,中中新世(16~12 Ma)中亚地区气候干旱化显著增强。然而,对其驱动机制的认识不一,包括全球降温、中亚地区的构造抬升、高海拔的"原西藏高原"的存在、副特提斯洋的退缩以及上述几者联合作用的结果。不过,全球降温(约14 Ma)、"原西藏高原"的抬升(≥40 Ma)、以及副特提斯洋退缩的时间(34 Ma)与中中新世中亚气候干旱化增强的时间(16~12 Ma)不一致。因此,它们可能是导致中中新世中亚干旱化增强的重要边界条件,或者是有利的辅助条件,但没起直接的主导作用。对塔里木盆地东南缘江尕勒萨伊剖面的前期研究结果表明,阿尔金山快速抬升始于16 Ma。在获得了磁性地层年龄的基础上,前人的碳氧同位素数据指示了16 Ma江尕勒萨依地区气候干旱化逐渐增强。鉴于同时发生,笔者把16 Ma气候干旱化增强归因于此时阿尔金山的快速抬升。从更广范围看,中中新世中亚发生了广泛的的地壳缩短变形和造山运动。对中国黄土高原的红粘土以及北太平洋粉尘沉积的多指标分析(磁化率、粒径、粉尘通量以及物源等)表明,中中新世中亚构造抬升及其引起的雨影效应是中亚气候干旱化增强的主因。     

浅谈基于特征构造的多光谱影像跨尺度分类研究方法

针对遥感多光谱影像处理,提出一种立足于多尺度像斑模型,应用数据挖掘中的特征构造来实现跨尺度特征构造的方法,将最佳尺度选择问题隐含在特征构造中,而不直接进行最佳尺度选择.从而在区分地物方面更加准确,分类精度更高.     

2008年汶川地震(Ms8.0)非对称同震破碎带的确定:来自WFSD-1随钻流体的证据

地震过程中相当可观的一部分能量消耗于裂隙的活化与形成,来自汶川地震断裂带科学钻探一号孔(WFSD-1)的随钻流体表明,地震新形成的裂隙对应有较强的流体异常,它们为流体的入侵提供了良好的通道。随钻流体呈非对称性分布于主滑移面的两侧,主要的流体异常带集中在主滑移带下方须家河组顶部120 m范围内,该带中气体的含量以及变动的频率明显高于上部相同的宽度范围以及下部沉积岩层,来自地球物理测井的资料同样显示这一带破碎严重并伴随有大量水的侵入,暗示汶川地震形成的裂隙具有非对称性分布的特征。这一特征可能同时受控于断裂上盘彭灌杂岩与下盘须家河组岩层的力学性质差异以及地震破裂过程中形成的非对称性应力分布。     

塔里木盆地显生宙古隆起的分布及迁移

塔里木盆地属于多期叠合盆地,存在多期不整合与古隆起构造,二者的形成及发育密切相关。利用钻井、地震、野外露头等综合资料,开展了盆地尺度的构造层、不整合结构构造、累积最小生长指数分析,进一步了解盆地内多个古隆起的分布、成因及隆升过程,特别是和田、塔中、塔北、巴楚、塔东古隆起及其内部的形成演化。发现盆地内不同时期古隆起构造变形和展布与盆地周缘造山带构造作用相响应。早古生代以来盆地内古隆起经历了6次大的迁移,每次迁移的动力来源于该时期盆地周缘的板块边缘或造山带的构造活动。根据隆起形成的主控因素,塔里木盆地古隆起主要可分为4种成因类型,包括断控隆起、继承性隆起、前陆盆地前缘隆起和构造古地理隆起等。古隆起隆升的差异还体现在隆起区内不同部位上,对油气成藏有重要意义。     

汶川地震断裂作用研究新认识

2008年汶川地震后,人们不得不思考问题是:大地震是如何发生的?下一次大地震什么时候发生?也就是涉及地质学家和地球物理学家一直未解决的科学问题:断层是如何破裂的?震后断裂是如何愈合的?我们试图通过对汶川地震断裂带结构、断裂摩擦行为和断裂愈合过程的研究来回答这些问题。本文将介绍通过对地表露头和汶川地震断裂科学钻探一号孔(WFSD)岩心中汶川地震主滑移带的详细研究,以及钻孔中长期温度监测来分析有关汶川地震断裂动态弱化和摩擦行为,并结合钻孔中长期水文监测计算所得断裂带渗透率变化,分析震后断裂愈合过程,进而探讨和认识汶川地震断裂作用所涉及的上述问题。经过详细研究,确定了汶川地震断裂带(映秀—北川断裂带)宽105~240 m、具有五个不同断裂岩组合的内部结构,是一条经常发生大地震、具多种弱化机制的断裂带;发现了汶川地震不仅具有同震石墨化作用,而且测量到目前世界上最低的动态摩擦系数(≤0.02),同时首次记录到大地震后断裂快速愈合信息。这些研究结果不仅直接回答了一直困扰在地震地质和地震物理学领域几十年的关键问题,而且对完善地震断裂理论和认识汶川地震机制具有极其重要的意义,为防震减灾提供了理论依据。     

地表探槽断裂岩岩石磁学揭示汶川地震断裂带不同滑移机制

岩石磁学能揭示岩石的磁性矿物组合,通过断裂岩不同的磁性矿物组合可揭示地震过程中磁性矿物变化、地震摩擦温度及地震滑移机制等基础地震地质问题。2008年Mw 7.9级汶川地震使两条断裂带同时发生地表破裂,包括映秀-北川和灌县-安县断裂地表破裂带,破裂带上地震断裂岩为岩石磁学提供了大量的研究对象。本研究主要以汶川地震地表破裂带上两个探槽内断裂岩为对象,包括映秀-北川地表破裂带上的八角庙探槽和灌县-安县地表破裂带上的九龙探槽,结合目前已发表的地表及WFSD-1孔的研究成果,从岩石磁学角度探讨汶川地震断裂带经历的地震滑移机制:1综合映秀-北川地震断裂带上八角庙探槽和其它位置的断裂岩岩石磁学研究,结果显示该地震断裂带附近断层泥的高磁化率源于新生的亚铁磁性矿物,如磁铁矿和磁赤铁矿等,故映秀-北川地震断裂曾经历高温快速热增压地震滑移机制;2灌县-安县地震断裂带上九龙探槽内断层泥略低的平均磁化率源于其铁的硫化物含量比断层角砾及侏罗纪砂岩多,铁的硫化物可能源于地震过程或断裂岩抬升到地表后的地表作用,如果断层泥中铁的硫化物多含量源于地震过程,则灌县-安县地震断裂带曾经历低温慢速机械润滑地震滑移机制;3两条断裂经历的不同地震滑移机制可能受控于断裂深部结构,如断层产状,映秀-北川地震断裂带的陡倾角易产生高温快速地震滑移,而灌县-安县地震断裂带的缓倾角更易产生低温慢速地震滑移。     

再探青藏高原十大关键地学科学问题——《地质学报》百年华诞纪念

本文重新审视了青藏高原的关键科学问题,为解决板块构造理论的"登陆"难题提供新的线索,为理解板块汇聚边界的大陆岩石圈演化及其能源资源、地质灾害和全球环境效应提供新的思路.本文探讨了青藏高原如下十大关键地学问题:①印度大陆北漂模型;②印度-亚洲初始碰撞时限;③青藏高原的古特提斯造山作用;④古近纪喜马拉雅造山带的地壳缩短;⑤...     

走滑断裂、"挤压性盆-山构造"与油气资源关系的探讨

了解含油气盆地的形成及其演化的影响因素对于含油气盆地的勘探和开发是至关重要的．以美国西部的圣安德烈斯断裂带及伴生的南加州油气盆地作为参考,对中国青藏高原北部与阿尔金走滑断裂系相关的盆-山构造进行了剖析．探讨阿尔金走滑断裂系在其演化过程中,怎样控制区域应力场、变形构造及盆地的形成,进而制约油气的迁移和圈闭．分析结果表明与圣安德烈斯断裂带在美国南加州的盆-山构造体系所起的作用相比较,阿尔金走滑断裂系在青藏高原北部的盆-山构造体系的形成和演化中起相似的作用．青藏高原相对于塔里木盆地的斜向运动导致在阿尔金走滑断裂的东南形成走滑-挤压构造域．形成一系列的走滑和推覆构造,在地形上表现为包括柴达木盆地在内的有序的盆-山相间的构造体系,与南加州富含油气的盆地相似,阿尔金走滑断裂及相配套的走滑-逆冲推覆构造促使在这些盆地中形成富集油气的构造。