临震前地壳变形不动点现象与机制研究

在综合分析国内外地形变前兆研究现状的基础上,结合汶川8.0级地震前GPS、应变、重力等研究结果,提出临震前震源区域可能出现变形不动点现象。地壳变形过程中的不动点现象是临震前区域应力场进入临界状态的重要标志,是地震潜在危险区域划定的重要依据。借助不动点理论,给出汶川地震前变形不动点集合的演化,结合大区域地震活动空区与远场显著形变异常分布,探讨变形不动点现象发生的动力学背景,验证了汶川地震前地壳变形的不动点现象是大区域应力场有序运动的结果。     

吉林省中部大口钦地区营城组流纹岩地球化学特征

本文对吉林省中部大口钦地区营城组流纹岩进行了岩石学和地球化学研究,结果表明:流纹岩以富硅、贫钙、贫镁、贫铁为特征,在地球化学上具有典型A型流纹岩特征。在痕量元素组成上,富集LREE和LILE元素(如K、Rb、Th、U),亏损HREE和HFSE元素(如P、Ti),具强烈的负Eu异常。其原始岩浆来源于下地壳的部分熔融,形成于滨太平洋板块俯冲引起的加厚岩石圈拆沉后的伸展环境。     

中条山地区涑水杂岩新太古代烟庄正长花岗岩年龄及成因:对华北克拉通地壳演化的制约

太古宙末期钾质花岗岩的广泛发育是陆壳成熟和稳定化的重要标志，对了解早期陆壳的形成与演化具有重要的意义.发育于华北克拉通南缘中条山地区涑水杂岩中的烟庄正长花岗岩的形成年龄和成因还没有被很好地限定，构造背景还存在争议.对烟庄花岗岩进行了锆石U-Pb年代学和Hf同位素以及全岩地球化学和Nd同位素研究.烟庄花岗岩锆石SHRIMP U-Pb年龄为2 515±7 Ma.岩石具有高硅(SiO₂=73.05%~74.85%)、高钾(K₂O=4.46%~5.86%)、富碱(ALK=8.32%~9.36%)、贫钙(CaO=0.55%~0.98%)、低TFeO*(0.73%~1.28%)和MgO(0.31%~0.52%)的特征，A/CNK=1.01~1.04，为弱过铝质的钾玄系列.稀土总量变化较大(ΣREE=63.80×10-6~250.02×10-6))，轻重稀土元素分异明显((La/Yb)_N=25.44~92.87)，Eu异常变化较大(Eu/Eu*=0.47~0.79).岩石低Sr、Ba，富集Rb、Th、U等元素，亏损Nb、Zr、Y、Yb、Cr、Co、Ni等元素，具有较高的Rb/Sr、Rb/Ba和Sr/Yb比值以及较低Sm/Nd和Nd/Th比值，具有高分异I型花岗岩的特征.烟庄花岗岩具有0附近的全岩ε_Nd(t)值，岩浆锆石具有正的ε_Hf(t)值(2.85~3.66)，两阶段Hf模式年龄为2 258~2 883 Ma，多数在2 600~2 883 Ma之间.结合其他方面研究，烟庄花岗岩具有同碰撞和后碰撞花岗岩的特征，推测为新生地壳在由挤压向伸展转换的构造背景下部分熔融所形成，可能有少量地幔物质添加.这期钾质花岗岩的形成，标志着华北克拉通太古宙末期强烈岩浆活动的结束以及稳定陆壳的形成.      

库车坳陷克深气田致密砂岩储层构造裂缝形成序列与分布规律

综合采用岩心、薄片和成像测井等资料,对库车坳陷克深气田白垩系巴什基奇克组构造裂缝的形成序列、分布规律和影响因素进行了研究。结果表明:剪切裂缝和张性裂缝在克深气田均有发育,以直立缝和高角度缝为主,主要形成于近南北向的挤压作用、背斜弯曲拱张作用和异常流体高压作用,微观裂缝切穿胶结物和部分颗粒,早期充填构造裂缝可在后期构造应力和异常流体高压作用下重新裂开成为有效裂缝。克深气田发育3期构造裂缝,其中第3期构造裂缝的形成时间与天然气大量充注期吻合,是工业规模性气藏形成的关键因素。单个断背斜高部位的构造应力低于背斜翼部,因此背斜高部位的构造裂缝线密度相对较低,但背斜弯曲变形使裂缝开度较大,有效性好,单井的无阻流量较高;翼部和断层附近构造裂缝线密度较大,但开度较小,有效性差;构造应力、岩石强度和变形时间的不同造成了构造裂缝特征在各气藏之间具有差异性。储层中部第3砂层组的构造裂缝发育程度中等,充填程度相对较低,并且平面上分布连续,可形成连片分布的储层“甜点”区,应成为克深气田开发中的重点层位。对克深气田构造裂缝起主要贡献作用的为水下分流河道和河口坝微相的粉‒细砂岩。     

基于岩体塑性位错理论的龙门山区域构造系统演化过程

青藏高原对四川盆地的挤压作用导致了龙门山断裂带的形成及其山脉的隆起。本文以龙门山附近区域板块运动以及深部岩体力学特性为背景，采用FLAC3D软件模拟再现了时间跨度为700万年的龙门山区域构造系统演化过程。研究结果表明：在板块运动作用下，F1、F2和F3断层依次形成，贯通的断层对地表的抬升具有较强的控制作用，当断层贯通于地表后，龙门山及其以西的川西高原持续隆起，平均抬升速率约为138mm/yr，而龙门山断裂带以东的川西坳陷只有较小的抬升量，从而导致川西高原抬升8996 m, 致使该区域产生6000m左右的落差，模拟的地形特征与目前的龙门山地形地貌基本相似。依据模拟结果与实测资料，绘制了龙门山断裂带形成及其附近区域地形地貌的演化过程图，呈现了板块挤压、断层塑性位错、地表侵蚀和沉积作用等因素共同作用对地形地貌的塑造过程。     

喀喇昆仑地体甜水海地区102Ma辉长岩的发现及其对区域中生代构造演化的约束

喀喇昆仑地体是青藏高原的重要构造单元。近来,我们对其中的林济塘中生代盆地地层进行了调查,并在喀喇昆仑地体甜水海地区褶皱的中侏罗统龙山组灰岩中发现了辉长岩侵入体。辉长岩具有高Al2O3(15.07%~15.32%)与TiO2(1.31%~1.34%)、贫P2O5(0.19%~0.21%)和低碱(Na2O+K2O=3.49%~3.72%)的特征,明显富集轻稀土(La/Yb=6.17~7.39),富集Th、La、Nd与Tb,亏损Rb、Sr、P与Y,辉长岩Sr-Nd同位素表现出富集的特征(εNd(t)值分别为-5.8与-5.9)。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示辉长岩岩浆锆石206Pb/238U年龄为102±1Ma(MSWD=0.92;n=14),指示岩体形成于早白垩世晚期。辉长岩中含有大量继承锆石,38颗继承锆石年龄分布在2450~232Ma之间,其中16颗为前寒武纪年龄锆石,意味着该地区可能存在前寒武纪基底。这些特征意味着辉长岩在形成的过程中经历壳源物质的强烈混染(Nb/U、Ta/U、Ce/Pb分别为26.6~29.1、1.69~1.76、9.72~11.3)。这种经历壳源物质的强烈混染岩浆的形成可能与软流圈上涌有关,即102Ma辉长岩形成时甜水海地区处于伸展背景。结合区域地质特征,指出102Ma时研究区进入新的伸展与海盆发育阶段,并建立了喀喇昆仑地体中生代三阶段构造演化模型,即侏罗纪-早白垩世早期的正常俯冲与弧盆演化、早白垩世的平板俯冲与造山阶段及晚白垩世的正常俯冲与弧盆演化。     

鄂尔多斯盆地西南部三叠纪末抬升剥蚀事件及热年代学记录

三叠纪末期大型鄂尔多斯盆地遭受了中生代成盆以来首次较大规模的抬升剥蚀,显著改造了中晚三叠世延长期盆地面貌,并控制了侏罗纪早期沉积格局和油藏分布,对盆地演化及矿产资源分布产生了重要影响。本文利用地质及大量钻井资料揭示了该期构造事件对盆地的剥蚀改造特征,盆地及周邻地区磷灰石裂变径迹年代学记录并约束了此次构造抬升的时限与过程;综合周邻区域构造研究成果,探讨了其发育的动力学背景。结果表明,鄂尔多斯盆地三叠纪末期的剥蚀具西南强、东北弱的特点,西南部大范围内延长组地层残缺不全,剥蚀量最大可达1000余米;前侏罗纪沉积古地貌总体呈西南高、北东低的特点;其抬升时间始于205～190Ma,西南部稍早于盆地腹部,抬升速率大于1℃/Myr,可持续至中侏罗世(约160Ma)。该期抬升剥蚀事件范围可涉及至盆地西南缘更广阔的区域,与同期秦岭造山带内出现的快速抬升冷却事件具有较好的时空耦合关系,是对秦岭造山带区域构造环境转变的响应和纪录。该研究丰富和发展了三叠纪末期构造事件在华北克拉通的影响,对该区油气、煤炭资源的进一步勘探和评价提供了新的思路,具有一定的现实意义。     

北山造山带中部(甘肃段)花岗岩成因及构造背景

北山造山带中部花岗岩体以陶勒努图洪岩体和跃进山南岩体为代表,本文对这两个岩体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、全岩地球化学和原位锆石Lu-Hf同位素分析,结果表明:岩体成岩年龄分别为410±2. 8Ma、427±2. 5Ma;主量元素呈现高硅、高钾钙碱性、准铝质-弱过铝质特征;微量元素表现为富集Th、Zr、Hf等及大离子亲石元素(Rb、U、K等),亏损Ba、Sr、Eu及高场强元素(Nb、Ta、P、Ti等);球粒陨石标准化稀土元素曲线呈轻稀土富集、重稀土亏损的右倾模式。综合分析认为跃进山南岩体属A型花岗岩,陶勒努图洪岩体属S型花岗岩。陶勒努图洪和跃进山岩体锆石ε_(Hf)(t)分别为-2. 90～-0. 12(平均值为-1. 53)、-1. 99～2. 82(平均值为0. 26),t_(DM2)分别为1. 41～1. 58Ga、1. 23～1. 54Ga。研究表明:陶勒努图洪黑云母花岗闪长岩岩浆源区主要为由元古界北山杂岩组成的以变质杂砂岩为主的古老地壳物质(含中基性岩石)部分熔融的产物,跃进山南二长花岗岩体可能在元古界北山杂岩组成的以变质杂砂岩为主的古老地壳物质重熔过程中有幔源岩浆的参与。在中志留世(427Ma)明水-小黄山洋已向南侧马鬃山-公婆泉弧之下俯冲至后期,板块后撤引发明水-旱山地体南缘弧后形成裂解环境导致幔源岩浆底侵,诱发地壳物质重熔形成花岗质岩浆,岩浆侵位形成跃进山南二长花岗岩体;至早泥盆世(410Ma),俯冲结束发生弧-陆碰撞造山导致地壳增厚,引发下地壳发生部分熔融产生的花岗质岩浆侵位形成陶勒努图洪岩体;两岩体是在早、晚古生代交接时段同一俯冲-碰撞构造背景下不同部位、不同亚构造环境下的产物。     

江汉盆地典型二级构造带特征分析

在三维地震资料的基础上，依据构造带划分原则，把江汉盆地构造带划分为三大类，分别为断裂、盐构造及古潜山，共25个，并分别在3个类别中选取一个典型构造带进行讨论研究。     

郯庐断裂带苏皖段重力变化的多尺度分解与构造活动分析

基于多期绝对重力与相对重力联测资料，获取不同时空尺度的郯庐断裂带苏皖段及周边地区重力场动态变化，采用小波多尺度分解方法计算不同深度的重力变化，结合区域地质构造，从深度层次的横向变化与时间尺度的纵向变化2个方面进行分析。结果表明，研究区重力变化主要由中、上地壳密度变化或断裂构造活动引起。沿郯庐断裂带苏皖段走向断裂活动分布不均，受周边深大断裂带交切作用的影响表现出明显的分段活动特征。淮阴-响水口断裂、滁河断裂等深大活动断裂带构造活动对局部重力变化具有一定的控制作用，沿断裂带走向分布有明显的重力变化梯度带；郯庐断裂带郯城-泗县段、大别山构造带霍山-六安及江苏溧阳-镇江地区在小波细节动态变化中存在重力变化梯度带异常区，但强度不高，考虑到多条深大断裂交切于此，后期需要重点关注。