中国地质结构
A. 中国地质大学的构造地质学专业是不是考普通地质学和地质构造学
构造地质学:朱志澄、曾佐勋、樊光明,第三版,武汉,中国地质大回学出版社,2008,土黄答色封面普通地质学:杨伦、刘少峰、王家生,武汉,中国地质大学出版社,1998,绿色封面如果是考研的,建议同时参考:普通地质学,夏邦栋,北京,地质出版社,1995,第二版,蓝色封面或普通地质学,舒良树,北京,地质出版社,2007,第三版,黄色封面,彩色版构造地质学,朱志澄,中国地质大学出版社,1990,第一版;1999,第二版
B. 中国地质调查局沈阳地质调查中心的组织结构
综合管理部门:办公室、党委办公室(纪检监察审计室)、人事教育处、财务资产处、总工程师室、科技与装备处、项目监督管理处
技术业务部门:综合研究室、东北亚地质矿产研究室、信息资料室、东北实验测试中心(国土资源部东北矿产资源监督检测中心)、基础地质室、矿产资源室、水文地质环境地质室、勘查技术室
其他部门:经营开发部、离退休管理处、物业管理部(后勤服务中心)、地质勘查院、隆丰宾馆、宝玉石检测站
单位规模:中央编制办批准沈阳地质调查中心(沈阳地质矿产研究所)编制为275人。截止至2006年12月,现有职工440人,其中在职247人,离休16人,退休177人,具有各类高级专业技术任职资格人员包括基础地质、资源调查评价、水文地质、工程地质、环境地质、物化探、遥感地质、GIS、测试分析等专业领域共111人,其中研究员和教授级高级工程师56人,副研究员和高级工程师55人;具有博士后3人,博士19人,硕士25人,在东北地区国家地质调查工作的实施过程中,发挥着重要作用。单位占地面积5400平米,房屋建筑面积8621平米。中心实验室包括有国土资源部东北地区实验测试中心及辽宁省技术监督局授权的辽宁省宝玉石检测站,拥有各种大型检测仪器50余台(套),主要包括X射线衍射仪、X-荧光光谱仪、激光拉曼仪、红外光谱仪、电子探针能谱仪、液相色谱仪、气相色谱仪、气相色谱质谱仪、光栅光谱仪、等离子体质谱仪、全普直读等离子体光谱、原子吸收仪、原子荧光仪、偏反光显微镜、离子色谱仪、元素分析仪、地球物理测试及水文地质探测等仪器设备;同时,拥有海事卫星通讯设备、GPS定位仪、全站仪、大型打印机、大型扫描仪等等。中心图书馆藏各类地学专业图书、刊物近8万册,积累了有关我国东北地区区域地质和全国贵金属地质调查研究方面的大量资料,并存有1999年以来完成的东北地区国家地质调查成果信息。
C. 中国地质结构图
地质结
D. 中国地质构造背景的特殊性表现在哪些方面
中国处于环太平洋地震带与喜马拉雅地中海地震带的交接,所以地震频发。
E. 中国地质构造类型与矿产资源分布的关系
东北边疆省份:黑龙江,吉林,辽宁;
北部边疆省份:内蒙古自治区;
西南边内疆省份:西藏自治区;容
南部边疆省份:云南省,广西壮族自治区。
广东临海 故不是 边疆是指两国间的政治分界线或一国之内定居区和无人定居区之间宽度不等的地带。 也就是与别的国家接壤的,广东没有与其他国家接壤 所以不是
F. 中国地质构造及岩石圈深层结构
中国位于欧亚大陆的东部,受北部西伯利亚大陆、东部太平洋和西南印度俯冲带的挤压形成。
构成中国陆地部分的华北古地台(图13.1),其稳定的基底形成于太古宙和元古宙晚期。地台的上部建造是沉积岩、变质岩和侵入岩,甚至地台的基底也有过多次构造运动,这种运动在中生代和新生代尤为明显,当时在稳定地块出现了活动断层,形成了叠加盆地和断裂带,被陆源沉积物、复理石层或者碱性及玄武火山岩生成物充填(Милановский,1991)。中生代早期和中新生代时期形成的稳定陆地和盆地区域的地壳厚度在34~36km之间,在断裂带地壳厚度变薄,减少到34km。格拉切夫(2000)认为高效运移层的埋藏深度是软流圈顶部,埋藏最深的区域是在稳定地块的77~146km处,中等深度的是在盆地区域的92~100km处,最薄的区域是在断裂带的 82~122km处。
在中国的西北地区、中部地区和东南地区分布着3个年轻的地台,都是在中新元古代形成的。华南地台与华北地台相同,地壳厚度平均36km,而软流圈却在深达77~146km的区域。塔里木和华中地台的地壳厚度是50~56km,软流圈的位置尚未探明。
这些地台被古生代(加里东和华力西)、中生代(印支和燕山)和新生代(喜马拉雅)的褶皱构造包围并分割开来,并被活动断层所局限或被迁移(图13.1)。
褶皱构造形成于元古宙和古生代。在构造演化过程中,这些构造经过挤压或拉伸变形,或者停止运动,或者运动加速,形成复杂的褶皱-逆掩断层和褶皱盖覆构造。地壳的断裂和拉伸过程促使形成地堑盆地,或者相反形成陆地火山。这一时期形成的断裂带后来被中生代和新时代的沉积物所覆盖,厚度大约为5~10km。前中生代褶皱构造带的地壳厚度是30~44km,年轻地台地壳的厚度是38~51km。软流圈的顶部位于深92~99km处,在松辽古断层带地壳厚度为30~32km,软流圈位于92km处。
在中生代早期(印支运动)褶皱构造带,地壳平均厚度是42km,在新生代地壳运动以后,其厚度减少为32km。软流圈顶部在稳定地块119~146 km深处。经过地壳变动,埋藏深度变为80~121km。在西藏和喜马拉雅山东部,地壳厚度是平原地区地壳厚度的1.5~2倍(67~71km)(现代垂直运动的速度是每年10 mm)。在海拔最高的山区,软流圈的深度增至89~100km。
在中生代和新生代,软流圈曾有过新的构造岩浆活动,因此在古地台形成了盆地和横移断层,从西北环绕鄂尔多斯地块(银川-河套断层),并从中部(山西断层)和南部(河淮断层)切断。在东北形成了华东断裂带,由很多断裂盆地(渤海、辽河、黄骅等)和切分隆起构成(图13.1)。在始新世和渐新世,断裂盆地积聚的陆源沉积物厚度从3~6 km,到10~12 km(渤海断层)。根据勘探资料,其中有0.5~2 km厚的超基性和碱性玄武岩流体及结晶体,被火山体和大量岩墙覆盖形成正断层。
图13.1 中国的基本地质构造
现代断层大多在更新世晚期和全新世形成。中国东部大部分是浅正断层(壳断层)和平移断层,很少有上冲断层:在唐城-立张地区有活动正断层,在大同-汾河-渭河地区、台湾地区有正断层和平移断层,还有郯庐平移正断层等。在西部主要有深部断层(地幔断层),是受左右两方的挤压或挤压拉伸作用,局部属于正断层和平移断层。它们具有北西或者近东西走向,往往呈拱形(兴安-西藏、喜马拉雅、东帕米尔及东部山区的其他断层)。这些地区呈带状分布着花岗岩、安山岩、正长岩和闪长岩。在地台内部较深层位的活动断层及切割碰撞与小规模的火山喷发有关,喷出物成分为拉斑玄武岩、碱性玄武岩和碱性超基性岩的岩浆,是辉绿岩、辉长辉绿岩岩墙,包括地幔辉石岩(Lithospheric,1989;Грачëв,2000)。
中国的岩石圈属于强烈的地震活动带。在中生代以前这个区域就发生过地震,中生代尤其是新生代地震活动更为频繁(Wu等,1985;Chen,1988)。中等震级为里氏6.5级。绝大部分地震发生在东部地区(M>7~8),尤其是集中在鄂尔多斯周围的断裂带,或者在渤海湾、东南沿海、台湾省和四川云南一带(潘西古断层)。在西北地区,地震带分布在准噶尔、塔里木和柴达木盆地。周围地区的震级强度低于6~7级。只是在阿尔泰活动断层区域、天山、西藏,特别是喜马拉雅一带最高震级为8.0级>М>7.0级(Lithospheric,1989)。
东部地区的大地构造应力的现代活性(300m深处小于10MPa)比西部地区低(500m深处大于30MPa)(Ming,1997)。因此可以断定,东部地区应力场的主要类型是张力场和中性场,西部地区是压力场,很少有中性场。
岩石圈的热力场对于内应力过程的演变、构造活性以及紧张度具有明显的影响,因此可以证明各级动力活性在各种年龄、各种类型的地质构造中,地热参数值的变化不同(Pollack等,1977;Morgan,1984)。
G. 谁能分析一下中国的地质
中国地质构造的基本格局
关于中国地质构造的基本格局,李四光(、1973)、黄汲清等(1977)、任纪舜(1990、1997)、程裕淇等(1994),分别从构造体系和构造域两个方面进行过概括和客观描述。借鉴前人成果,结合此次编图所取得的资料,认为中国的地质构造格局主要是板块间相互作用与陆内构造活动的综合反映,而板块活动与陆内块体再活动总是有一定的方向、方式和涉及一定地域,从而形成一定的构造体系域。这与构造体系和构造域的原义和范畴已不尽相同。强调板块相互作用与板内构造活动都具有重要意义。现从构造形变的综合形态、主体构造带展向、复合关系及其动力体系角度,将全国划分为古亚洲、特提斯、华夏—滨西太平洋、贺兰—康滇等4个主要的构造体系域,它们东西横亘、南北纵贯,东西约略对称,并以上扬子地块为中心构造结,构成了一幅大中华构造格架。
我国地质构造的一个显著特点是断裂构造十分发育,所编1:250万地质图上最主要的区域断裂(表5-1)计89条(图5-2),有45条属发生过6级以上地震的活动性断裂,他们分属于不同的构造体系域,其中包括6条板块结合带和6条重要的微板块结合带和10条地壳拼接带,多数有蛇绿岩带、构造混杂岩带发育。不少伴有规模较大的韧性剪切带,其中有16条已发现有蓝片岩带。而含柯石英榴辉岩的超高压变质带主要在中央造山系发现。由于绝大部分具有较长的发育历史和复杂的力学转变过程,地质图未能区分其属性。
古亚洲构造体系域
该域包括任纪舜(1997)所划分的古亚洲构造域,但范围、时限更为广泛,主要是还考虑了板块拼合后的陆内造山作用。以李四光(1973)所划分的3条巨型纬向带为主体,还包括其间所镶嵌的东西向排列的陆块或地块。这些构造形体总体循近东西向展布,中部约略向南弯曲或形成规模不等向南凸出的弧形弯滑构造,如淮阳弧、广西弧等,并相伴有NEE、NWW向一对X型剪切构造。
该体系域主要发育于我国中北部,包括发育于晚元古代以来,定型于华力西期的天山—兴蒙造山系和定型于印支期的中央造山带以及其间的塔里木、华北陆块。形成于燕山期发育于特提斯与华夏构造域之上的南岭构造带也是该域的新成员,以隆起—花岗岩带为特征,是陆内造山的产物。除此尚有一些规模较小的构造带。
特提斯构造体系域
特提斯构造体系域为华力西、印支、燕山、喜马拉雅期,特提斯洋迭次关闭,冈底斯—印度板块多次相对向N或NNE方向聚合、碰撞造山形成的一个主体为NW向、中段为近EW向、东南段约略向南东撒开的反S状弧形挤压地带,是总体为EW向的特提斯造山系在特定边界条件下发生的构造畸变。其地域主要在中央造山带之南,扬子陆块以西的青藏高原地区,NW向的右江造山带也属该域组成部分。主体由一系列造山带间夹羌北—昌都、羌南、冈底斯等长条状弧形微陆块组成,其中有一系列巨大的断裂带,亦呈反S状,长达1 000~3 000 km余,多数伴有蛇绿岩带、外来混杂岩块或蓝片岩带,他们一般具有拉张、逆冲挤压等复性特征。东段兼有左行走滑和旋转,南段显示右行,其间的块体有向SE挤出的趋势。多数断裂活动性较大,为地震多发带。
金沙江-红河断裂带全长3 000 km以上,北西段呈NWW向分为两支:一支为羊湖—金沙江断裂,发育西金乌金蛇绿岩带,并有榴辉岩分布,在蛇形沟新发现有早二叠世深海放射虫硅质岩;另一支为郭扎错—若拉岗日断裂,在藏北青南沿带发育二叠—三叠系复理石、硅质岩、基性火山岩及二叠系灰岩外来岩块,且有蛇绿岩残块及蓝片岩。中段折向NNW至SN向,由金沙江蛇绿岩及含志留系—二叠系灰岩外来岩块的泥砾混杂岩组成宽达30~40 km的强变形带,以逆冲兼有右行剪切为特征。南段经哀劳山延出国境,与越南黑水河消减带相连,以逆冲兼有左行剪切为主,是一条对接于印支期的微板块结合带。甘孜-理塘断裂带为金沙江-红河断裂带的NNW向分支,北段为逆冲左行剪切,南段以右行剪切为主,带内有理塘蛇绿混杂岩和蓝片岩、志留系二叠系灰岩的外来岩块。
龙木错—澜沧江断裂带:西起龙木错,过青海后转沿澜沧江南下,出境后与泰国清莱—马来西亚结合带连接。境内长2 800 km。西段于藏北加错见蛇绿岩;双湖地区也有蓝片岩带发育,南段有昌宁—孟连二叠纪蛇绿岩带。可能是一条二叠纪晚世微板块结合带。
班公错—怒江断裂带:前已述及,该断裂带西起班公错,经改则、丁青转怒江南下出境,中国境内长2 500 km。北西段分布有班公错、改则、丁青、碧土、滇西三台山等三叠纪—白垩纪蛇绿岩带和改则蓝片岩带;南段与澜沧江之间的昌宁—孟连二叠纪蛇绿混杂岩带,现归于澜沧江带,但与怒江带有何联系,还值得研究。除此,伴有木嘎岗日群(J)含放射虫硅质岩—复理石,显示洋壳自北而南俯冲,冈底斯向北仰冲。结合带最终对接于侏罗纪至早白垩世初。该断裂带南侧此次新厘定的噶尔—纳木错断裂带,沿带有6处蛇绿混杂岩和放射虫硅质岩—复理石分布(K1),还可能与波密地区迫龙藏布蛇绿岩带相连。小洋盆闭合于早白垩世末,断裂带显示自南向北俯冲。
雅鲁藏布江断裂带:沿印度河—雅鲁藏布江河谷展布。自萨嘎以西分为南北两支。东端在墨脱形成大拐弯出境,中国境内长1 700 km,宽几至几十千米。其北为冈底斯白垩纪—始新世火山弧,以南发育弧前盆地复理石楔。有雅鲁藏布江蛇绿岩带、放射虫硅质岩、泥砾混杂岩和蓝片岩分布。最近在林芝玉门有三叠纪蛇绿岩带发现,说明洋盆在三叠纪已经出现,对接于白垩纪未。断裂带为自南向北俯冲。
道孚—康定、紫云—南丹、右江等NW向断裂以挤压兼有左行走滑为特征。道孚-康定断裂带也称鲜水河断裂带,自二叠纪以来长期活动,中新世后左行走滑总距达80~100 km(许志琴,1997),南延有可能与小江断裂带相接,是一条地震活动频发带。
在喜马拉雅造山带有定日—洛扎断裂、喜马拉雅主中央断裂和主边界断裂,为一组向南凸出的逆冲推覆断裂系。喜马拉雅主中央断裂向北缓倾,倾角30°左右。主边界断裂带北侧的古老地层向南逆冲于山前的西瓦里克群(N+Q)之上,显然是印度陆块向北俯冲的产物,其形成时代为10 Ma~22 Ma(潘桂棠面告)。同时伴有强烈的伸展作用:高低喜马拉雅之间的藏南拆离带,大规模向NE滑脱,向东至墨脱与雅鲁藏布江断裂带叠接,形成时代为12 Ma~21 Ma(潘桂棠面告)。沿北喜马拉雅构造带由拉轨岗日群组成一条穹隆群,最近区调证实是伸展环境下发展起来的一串变质核杂岩构造。在冈底斯地区垂直造山带有多条近于等距的SN向地堑或张裂带,最近区调发现,其中当穷错—许如错地堑有中新碱性世火山岩、侵入岩(26.1 Ma),申扎打个隆弄巴沟口SN向断裂,为一强地震活动带,它们也与印度陆块的嵌入、高原隆升背景下的陆内伸展有关。
华夏—滨西太平洋构造体系域
任纪舜等将中国东部划归由在太平洋—太平洋动力体系形成的环太平洋构造域。程裕淇等则分为由扬子、华夏两个古板块相互作用形成的古华夏构造域和燕山期以来由欧亚板块和太平洋板块相互作用形成的滨西太平洋构造域。根据1∶250万地质图编图资料,对古太平洋构造所知尚少,故在前人划分基础上称为华夏—滨西太平洋构造体系域。华夏构造域地域限于中国东南部地区,滨西太平洋构造域则扩及整个东亚地区。华夏古板块与扬子古板块的相互作用,主要由南向北和由东向西以及由南东向北西的挤压碰撞,自四堡运动至加里东运动完成拼合。印支、燕山运动时期两个古板块又发生强烈的陆内挤压嵌合作用。加里东造山运动时期华南造山带先自南向北不均一仰冲推覆,后自东向西仰冲拼贴,奠定了该区构造轮廓。形成了总体为NE向、中段为EW向的反S状的江南地块和反S状钦—杭结合带以及反S状罗霄—北武夷—会稽山加里东期前缘褶冲带,也可能是EW向构造带在特定条件下的一个变种。除此,还发育有稍晚的近南北向叠加褶皱和一些更晚的NE向的褶皱带、断裂带。该构造体系域的NE向反S构造带与特提斯构造域的NW向反S构造带在中国南部围绕四川盆地,约略呈犄角之势,只是前者规模略小,不完全对称。
燕山运动以来,由于陆内收缩和欧亚板块与古太平洋板块相互作用,形成了东亚滨西太平洋构造体系域,主要包括辽阔的中国东部陆缘活化带、完达山造山带和台湾造山带以及东南海域,在东部陆区叠加改造中国东部的华夏构造体系域与古亚洲构造体系域,形成了一系列NNE向的隆起—岩浆带和松辽、华北等大型盆地,其间发育一系列的NNE向巨大的断裂带,包括大兴安岭—太行山、嫩江—青龙河、济宁—团风、镇江—广州、丽水—海丰、长乐—南澳、台东纵谷、台湾中央山脉、台西山麓等断裂带,也卷入了狼山、弥勒—师宗、抚州—遂川等NE向断裂,重要的有30条,不少断裂的一些段落并不连续,呈左行侧列排列,其性质以逆冲兼有左行走滑为主,且以自SE向NW仰冲居多。他们在晚白垩世时大部分转化为正断层,局部发生位移不大的右行走滑,其中以汾渭断裂带控制的“之”字状地堑系最为特征。台湾的一束NNE向断裂在新近纪以来作叠瓦式向西逆冲,至今仍有活动。
该域著名的郯庐断裂系纵贯中国东部,它是中生代以来在一些古断裂的基础上发展起来的,以郯庐断裂带为主干,南北均有一些分支,形成一个具有成生联系的断裂系统。居于中段的郯庐断裂带由一束平直的走滑断裂组成,断面向E陡倾,在其两侧变形特点有明显不同。东盘以长距离牵引拖曳为主,断续出露的青白口纪张八岭群、南华—震旦系及古生代地层,在庐江、张八岭一带呈NNE走向,向北逐渐向东偏转,至苏北宿迁—泗洪、响水—淮阴一带转为NE、NNE向。总体呈NE—NNE向大型弧形构造,其间可能有一些规模较小的拉断现象,显然具牵引弧特点。至于肥东地区出露于郯庐带中的阚集岩群、肥东岩群等中深变质构造岩片,这些古老硬脆的块体,很可能是走滑错断的碎片。还需要说明的是在郯庐断裂带的南部广济、宿松等地断裂两侧的震旦纪及早古生代地层大致呈由NWW向转为NE向的弧形,平移错动不显著,说明郯庐断裂带南部是在一个向南凸出的弧形构造基础上发展起来的,最大走滑拖曳部位在郯城、庐江一带,向南逐渐减弱消失。郯庐断裂带的西盘构造带与构造线主要为NWW至EW向,与走滑断裂带直交,不具拖曳特点,出现巨大断距。郯庐断裂带南端达长江北岸,与扬子陆块北缘逆冲断裂带以及大别推覆体前缘断裂带同时终止广济附近,即他们具有共同终点。由此不难设想郯庐断裂带西侧的深层俯冲和大推覆与郯庐断裂带的大平移有密切的成生联系。平移作用导致和加强了西侧华北陆块的深层俯冲和大别块体向南挤出与推覆效应。而推覆与俯冲是以郯庐断裂带为边界条件,并使走滑断裂带随推覆同步发展延伸。这种走滑与推覆的联动现象在中国东南部已有多处见到。郯庐断裂系南延部分的庐江—怀宁断裂,平移距离很小,该断裂在湖口与赣江断裂带相接后,因九岭叠瓦式逆冲推覆带沿其西侧向SSW方向推移,使其平移特征得到显著加强,以后形迹断续零星,至粤西地区主要是迁就利用了较古老的四会—吴川断裂带,又有所加强。郯庐断裂系北段为舒兰—依兰断裂带和敦化—密山断裂带,断裂走向也向NE偏转,左行走滑作用明显减弱,敦化-密山断裂后期右行走滑则比较明显。根据地质依据和大量定年数据,郯庐断裂带启动于三叠纪末(2088Ma~245 Ma)(王小风等,2000),强烈走滑于侏罗纪—早白垩世(100 Ma~208 Ma),晚白垩世至古近世为伸展期,新近纪又有一些挤压或右行走滑。断裂带西侧大约也在印支期发生了华北陆块向南俯冲,处于中下地壳的大别山“山根”受到挤压深层发生超高压变质,开始挤出,在中部层次形成低温高压蓝片岩带。于侏罗纪时岩块大规模向南逆冲推覆,在白垩纪时大别山体开始隆升,周边断陷。东南沿海的长乐—南澳断裂带走滑剪切的时限集中于100 Ma~120 Ma(舒良树,2000)。所以中国大陆东部的NNE向走滑作用启动时间有所不同,但均结束于100 Ma前后。
除此,在东南陆缘还发育一组NW向张裂带,断裂形迹断断续续,向陆内逐渐闭合,沿带发育中新生代火山、断陷盆地和成串的火山机构及小型侵入体,沿九江-宁德、会昌-云霄断裂带有中酸性同熔型斑岩、次火山岩或晶洞花岗岩分布,具深张断裂特点。沿海的晶洞花岗岩沿九江-宁德断裂带达赣东北的灵山。
贺兰—康滇构造体系域
该域主体纵贯我国中部,包括贺兰山、康滇、黔中一带的褶皱带和断裂带,以及近SN向的鄂尔多斯盆地,松潘—甘孜造山带东部以及四川盆地。该体系域居我国地质构造的中轴,而上扬子古陆块(现四川盆地),则是多体系聚合施压的稳定核心,构成中国的中心构造结。其西面是“北、西双向”挤压而成倒三角形的松潘—甘孜褶皱区(许志琴,1997),北、东、南三面为大巴山、江南、川南等弧形褶皱带所围绕。从深部构造看我国地壳西厚东薄,西南特厚、东南特薄,而该域地壳厚度为38~45 km,大致代表我国地壳的平均厚度,恰为“中性”的过渡带(程裕淇,1994)。
该域有7条重要的断裂带,均为地震活动的敏感地带。北端的鄂尔多斯断裂带,走向SN,向西陡倾,晚侏罗世—早白垩世时向E逆冲,东部相对下降,最大降幅可达800 m。中南段有著名的龙门山、箐河和小金河逆冲推覆断裂带,属松潘—甘孜造山带的前陆逆冲推覆系统。南段于康滇地块发育3条近SN向断裂带,长度均为500~600 km。自西向东依次为绿汁江、安宁河以及小江断裂带,同为左行逆冲推覆断裂带,都是二叠纪玄武岩的喷溢通道,地震活动由西而东依次减弱。
上述格局说明该构造体系域主要是陆内近东西向挤压和特提斯构造动力体系与华夏—滨西太平洋构造动力体系复合联合作用的结果,同时还受到了古亚洲构造动力体系的复合影响。
以上四大构造体系域各具特点,同时又互相迁就、互相改造、互相干涉、互相叠加,形成我国复杂而有规律的构造面貌。
除此,近期限的一些调查资料表明千山带内部先后的褶皱变形可以平行造山带发生叠加,但也可以近乎直交。如江南地区四堡期限第1期褶皱带为近SN向,第2期即主体褶皱为近EW向;赣中武功山区加里东期第1期褶皱带为近EW向,第2期即主体褶皱为近SN向;汤家富也报导了(2003)安徽滁州、和县、巢湖一带印支期限早期褶皱为NWW向,后期为NE向,均近直交。这也可从板内构造活动和板块碰撞两种作用得到期解释,是否如此,值得进一步研究。
漂移的大陆(2)(图)
扩张的海底和活跃的板块
30年后,随着人类认识大陆向大洋挺进,地质学在洋底资料方面获得了前所未有的巨大进展。大陆漂移学说也从中获得了强大的生命力,以新的姿态焕发青春,终于战胜了固定论,成为现代地质学的理论支柱。
50年代以来,科学家采用先进的科学技术对海底地貌进行了广泛而精确的测量,发现大洋底并不像以前所想象的是平坦的,而是在存在着贯穿洋底的巨大海底山脉即洋中脊,它绵延各大洋达几万公里。在洋中脊的顶部为一连续的破裂带。此外还发现了深海沟、断措带、海底平顶山及其分布特征:深海沟与洋中脊大致平行,断措带垂直切割洋中脊,海底平顶山则按年代在垂直洋中脊的方向上排列成行。
面对这些新发现的科学事实,美国地质学家赫斯和迪茨分别于1961年和1962年借用地幔对流理论提出了海底扩张学说,认为地幔物质从洋中脊的破裂带上涌冷却形成了洋中脊。由于地幔对流,牵引着大洋地壳从破裂带两侧向相反的方向运动、扩张,当遇到大陆地壳时就插入大陆地壳底下重又形成地幔物质,参加下一个循环的运动。当大洋地壳与大陆地壳碰撞下插时,使大洋地壳消减而形成深海沟,使大陆前缘受挤压抬升而形成山脉或岛屿。据推测,大洋地壳全部更新一次约需1.5亿年时间。所以海洋不是永存的,大陆也并非固定不动。比如,大西洋就是形成于联合古陆内部的新生大洋,扩张着的洋底推动邻接大陆向两侧漂移,大西洋便不断展宽。而太平洋原来是联合古陆以外的古老大洋,岩石圈一边在脊顶生长,一边在海沟俯冲潜没,不断的更新。古老的太平洋具有年青的洋底。联合古陆的的分裂与大陆四散漂移,实际上是大西洋、印度洋新生和扩张的结果。大陆不是独立地沿着洋底漂移,洋底与大陆一样也在移动。海底扩张是大陆漂移的新形式。
对于这种学说,洋底广泛发育的条带状磁异常现象提供了重要的证据。对古地磁的研究,是五十年代后期兴起的一门新学科。它是从在亿万年前形成的岩石中保存下来的剩余磁性,分析出大量有价值的地球运动资料。因为磁性有稳定的方向性和强度,对它的研究可以推断出远古时地块的位置。1963年,科学家瓦因和马修斯在海底扩张说的基础上提出解释海底条带状磁异常的新模式。他们认为在地幔物质沿着脊轴上涌,冷凝成新洋底的过程中,新生岩石圈会沿当时地球磁场的方向被磁化。大量调查表明,洋底正、负磁异常条带的宽度与地磁场转向年表中正极向、反极向期的时间间隔成正比关系,从而证实了海底扩张学说与他们自身提出的模式的正确性。
海底扩张说的提出,不仅使大陆漂移学说以新的形式重新活跃起来,而且引起了科学界的广泛兴趣。它为大陆漂移提供了动力的解释。海底扩张说的提出以及深海沟的事实向人们提示,地球表面的岩石圈即地壳并不是完整的连续体,而被分隔成若干块体。1965年,加拿大科学家威尔逊建立了“转换断层”概念,并首先指出,连绵不绝的活动带网络将地球表层划分为若干块刚性的板块。1967年到1968年期间,法国地质学家勒皮维和美国的摩根、麦肯齐及帕克将转换断层概念外延到球面上,定量的论述了板块运动,确立了板块构造说的基本原理。1968年,美国的艾萨克斯、奥利弗和塞克斯进一步阐述了地震与板块活动之间的联系,并将这一新兴理论称作“新全球构造”。按照这种学说具体说来,板块是指由地震带所分割的内部地震活动较弱的岩石圈单元。由于板块的横向尺度比厚度大的多,因此而得名。狭长而连续的地震带勾划了板块的轮廓,它是划分板块的首要标志。全球地壳共分为六大板块:欧亚板块、美洲板块(有人将它进一步划分为北美板块和南美板块)、非洲板块、印度板块(或称为印度洋板块、澳大利亚板块)、太平洋板块和南极洲板块。同时,根据地震带的分布及其它标志,人们还继续划分了纳斯卡板块、科科斯板块、加勒比板块和菲律宾海板块等次一级板块。板块的划分并不遵循海陆界线,也不一定与大陆地壳、大洋地壳之间的分界有关。大多数板块都包括大陆和洋底两部分。太平洋板块是唯一基本上由洋底岩石圈构成的大板块。
板块学说较为成熟的解释了一些原先大陆漂移学说面临的难题。板块底下是处于半熔融状态的上地幔物质,称为“软流层”,“软流层”的对流为板块运动提供了动力。当两个板块相遇碰撞时就挤压隆起形成山脉,如喜马拉雅山就是古印度洋板块与欧亚板块碰撞隆起而形成的。板块之间的相互作用就是全球地壳构造运动的基本原因。板块构造理论认为,不同的板块可以结合为一体,同一板块也可以分裂向不同方向移动,中间形成新的大洋,例如大西洋就是这样形成的,而且人们预测,红海、东非裂谷和加利福尼亚湾都在不断分裂,正孕育着新的大洋,而太平洋则正在缩小。
实质上,板块构造理论就是大陆漂移理论在新的历史条件下的新的表现形式,它为经典大陆漂移学说提供了新的理论根据。它从大陆和大洋的全球规模来研究地球历史,将人们传统上加以割裂的大陆和海洋研究统一起来,不再是单一的以大陆的研究来推测海洋的发展,克服了经典理论的局限性。板块构造理论能够很好的解释一些地质现象,不仅在说明地球基本面貌的形成和发展中取得了极大的成功,而且为人们建立新的地球史观开辟了广阔的前景,最终确定了人们地球史观的活动论,彻底摧跨了固定论的束缚,成为现代地质学和地球史观的理论基础。
有力的证据
大陆漂移学说、海洋扩张学说和板块学说事实上是辨证统一的学说。作为本世纪最重要的学说之一,它们从问世至今虽然在全球范围内得到肯定,但仍受到少数人的质疑。然而有许多的发现可以为它们提供强而有力的证据。
首先是这一学说较好的解释了地震的成因,即岩石圈板块之间的相互运动造成了地震。地震活动也似乎支持这种观点。科学家们认为,太平洋板块向周围大陆板块的俯冲,印度和阿拉伯板块与欧亚大陆板块的碰撞,形成了环太平洋地震带和喜玛拉雅——地中海地震带。事实上,全球发生的大地震百分之九十五以上都来自于这两大地震带。
其次,这一学说还可以用来解说其它地质现象。如本世纪日本和菲律宾的火山爆发,科学家们就说都是由地壳板块运动引起的。大洋板块同大陆板块在太平洋的边缘部分发生碰撞,大洋板块被推向地壳下面,而大洋板块里的固体物质被地幔里的高温熔化或煮沸而变轻,再被推向上面以灰尘、烟雾和熔岩喷发到大气里。还有,科学家们通过测定发现了一些数据。比如,科学家们发现,大陆板块每年都以一定的速度在移动着,并且这一速度可以达到每年20厘米;还有我国和日本应用发自宇宙的电波进行的联合研究揭示,日本茨城县鹿岛町与中国上海市的距离,由于地壳变动每年缩短2.9厘米;而科学家们发现欧亚大陆板块在与邻近板块互相碰撞、挤压作用下,每年平均上升约0·2——0·5厘米。据此可以推测,台湾海峡约在1.5万年后变为陆地,祖国的宝岛台湾将与祖国大陆在地理上合为一体!
世纪末的1999年,我国科学家在“世界屋脊”青藏高原上首次发现了一种环境敏感度极强的甲壳动物--新型介形虫活体。介形虫具有不迁移性,特定的介形虫只适合在特定的环境中生存。而这些被称为“马氏唐古拉介”的小虫被发现的位置,正好位于青藏高原的第二缝合带——班公错-怒江缝合带上,这条缝合带是大约在1亿多年前的大陆碰撞、小洋盆地消亡后形成的,横亘在西藏中部。因此,新型介形虫的发现,很可能是大陆碰撞的“活证据”。也就是说,1亿多年前,这些现存介形虫的“祖先”就随着印度板块从非洲大陆分离并来到这里“定居”。
如此种种,不胜枚举。
大陆漂移理论从其经典形式到海底扩张说,再发展成为板块构造理论,经过几代人不懈的努力,走过了大半个世纪,完成了它理论发展的三部曲,终于实现了地质学和地球史观的伟大变革。它在探讨山脉和海洋的成因、地震活动、矿带分布、古气候状况、生物演化等各个领域都发挥着巨大的指导作用。然而历史是不可逆转的,人类在其短暂的历史中无法亲历地球上动辄上亿年形成的地质现象。站在青藏高原这一世界屋脊上,我们感慨曾经波涛汹涌、一望无际的大海在地壳剧烈运动中一去不复返,只能通过一块块海洋生物化石,一群群断裂扭曲的山脉和一堆堆大大小小的鹅卵石,来领略昔日大海的风采。
面对沧海桑田的变迁,人类不能不为大自然的力量所折服。大自然用它的巨笔不停的在地球上作出了一幅幅令人叹为观止的画卷,无时不刻的改变着地球的容颜。谁能知道,明天的地球将会是怎样的呢?
H. 中国地质构造与成矿研究问题
按不同地质时代来研究中国矿床的形成和分布具有重要意义。尽管这项研究开始不久,且涉及问题十分复杂,但仍可能从中认识到中国大陆构造演化与成矿关系的一些趋势,并从中对区域成矿研究提出新的问题。
中国太古宙地层基底主要分布在华北和塔里木,相当部分被后来地层主要是中新生代地层覆盖。因此,重要矿床类型出露较少,其中鞍山式铁矿、菱镁矿、硼矿等少数矿种有重要经济意义。
由于中国华北、扬子和塔里木三个地块的面积较小,且长时期分离存在,因此,在前寒武纪时缺乏稳定巨型克拉通内部的重要矿床类型如大型铬、镍、铜、金等矿床,而只是在这三个陆块的边缘构造活动带,如裂谷、深断裂等环境,发育有较大规模的SEDEX型、VMS型矿床和岩浆型镍、铜硫化物矿床。根据联合古陆1450 Ma 时的再造图(王鸿祯,1997),华北、扬子和塔里木三个陆块当时都位于赤道及低纬度线上,其构造动力环境和炎热气候条件对于SEDEX型和VMS型矿床的形成与分布可能提供了有利的地质条件。
古生代时期,中国各地块仍分散游离,缺乏稳定的大型古陆的厚大地壳,重要的内生矿床较少。但由于几个陆块基本处在热带和亚热带区,气候炎热,雨量充沛,风化作用强烈而透彻,因此,沉积型铁矿、铝土矿床比较发育,而石炭纪和二叠纪的大型煤田也有其重要意义。
印支期是中国地质构造的重大转折期,华北、华南和塔里木等陆块完全汇聚,形成具有较强动力的复合大陆,开始有较大规模的中生代陆内构造岩浆活动,成矿物质也经历了长时期、多阶段的分异和在一段地区的相对集中,因而有可能开始发生大规模的成矿作用。在中国东部区域,由于东亚大陆与西太平洋各板块的相互强烈作用,包括滨太平洋俯冲带及其向西的远程效应,在燕山期中晚阶段,构造-岩浆-成矿作用发展到高峰,形成复杂多样的中国东部构造-岩浆-成矿景观。其形成的钨、锡、锑、稀土等矿床众多,且规模很大,形成了若干世界级矿床。而铁、铜、铅、锌、银、金、汞等除少数矿床外,一般都是较小规模且成矿组成复杂。这可能与中国这一复合大陆的变质基底矿源组成的复杂多样性有关,也可能与东部构造域的浅表层次构造脆弱性、流体的多通道性有关。这些因素可能导致成矿流体和成矿物质的相对分散和小规模汇集,难以形成巨型矿床的宏大地质背景。
发展到喜马拉雅期时期,中国大陆陆壳演化更为成熟,加上在巨型构造活动中软流圈和岩石圈地幔流体及矿质的上涌和改造壳层作用,包括成矿物质在地幔中的再循环加富作用,致使在喜马拉雅期这一较短时限内,形成较多数量的大型和超大型矿床,如青藏高原的冈底斯成矿带的驱龙、三江成矿带的玉龙、金顶、老王寨等矿床和台湾北部金瓜石矿床。在分析这种情况时,也应考虑到上述矿床的成矿深度较浅,且区域剥蚀程度适当这一有利条件。喜马拉雅期矿床的“大器晚成”、“深度适当”又能被良好保存,这可能是青藏高原及西南三江地区等地区矿产资源潜力巨大,将成为中国21世纪新的矿业基地的一个自然地质原因。
I. 中国地质构造 南京属于什么地质构造
对刷,有刷功勋。经验。武将经验。
J. 中国地质科学院地质力学研究所
中国地质科学院地质力学研究所主要研究领域包括构造地质、新构造与地质灾害、地应力与区域地壳稳定性评价、油气地质及矿田构造、第四纪地质与环境等领域。国际工程地质与环境协会(IAEG)新构造与地质灾害专委会、中国地质学会地质力学专业委员会、第四纪地质与冰川专业委员会和古地磁专业委员会挂靠该所。主办学术刊物为《地质力学学报》。
2009年地质力学研究所实到经费8816.35万元,包括地质大调查项目3418万元、科技部项目1649万元、国家自然科学基金项目223.6万元、国土资源部项目2218.56万元、基本科研业务费项目341.02万元、横向合作项目976.17万元。承担各类项目173项,其中包括地质大调查计划项目3项、工作项目22项、国家(科技部)项目(课题)25项、国家自然科学基金项目17项、国土资源部项目23项、基本科研业务费项目40项、横向合作项目42项。
2009年获中国黄金协会科学技术奖一等奖1项,获中国国际专利与名牌博览会特别金奖1项。公开发表科技论文共计114篇,包括SCI检索期刊共计22篇,EI检索期刊2篇,国内核心期刊76篇,出版专著7部。
所长龙长兴(中)、党委副书记兼纪委书记何长虹(左二)、副所长赵越(右二)、副所长李贵书(右一)、副所长侯春堂(左一)
2009年重要科研成果
《全球构造体系图》编制出版:属地质调查项目,负责人为苗培实、周显强研究员。在孙殿卿和马宗晋两位院士指导下按照地质力学整体观、系统论,由苗培实、周显强等通过“由地球看宇宙”和“从太空看地球”编制而成的既有继承又有创新的综合性大型图件。该项目提交了1:2500万《全球构造体系图》1幅和说明书,1:7500万辅助图件6幅及说明书和附表。
该图展示了11种不同型式、不同规模的构造体系,新建立了全球棋盘格式构造格架;发现并厘定了:全球大扭转构造体系、南大洋裂离式旋转构造体系、大洋裂谷系经向构造体系、大西洋—马里亚那非对称型壳裂式构造体系;建立了块缘歹字型构造体系概念;认定北古老地块系及南古老地块系,分别组成了3个超巨型纬向构造体系和4个超巨型经向构造体系,围绕北极是一个挤压型同心圆辐射状超旋转构造体系。
6张辅助图件还分别揭示了全球构造对固体金属矿产、石油天然气的形成与分布的控制作用;全球构造对地震和火山活动规律和分布的控制意义以及全球构造对洋流、热带风暴和自然灾害的控制作用、发生与发展规律,为减灾、防灾提出了建议。
全球构造体系图
新构造与重要经济区和重大工程安全系列图件编制:属中国地质调查局地质调查项目,项目负责人为马寅生研究员。编制完成了1:500万中国新构造图、中国现今地应力状态图、中国地质灾害易发区分布图、中国区域稳定性评价图及说明书,编制完成了1:20万京津地区区域稳定性与城市安全图、京沪高速铁路沿线新构造活动与工程安全图及说明书。
通过编图和野外调查,更新了中国新构造图的地质信息,总结了我国不同地区新构造运动特征,进行了新构造分区;总结了中国现今地应力方向和大小的变化规律,探讨了不同地区地应力的变化特征,建立了中国地壳表层现今地应力测量最大主应力值分级标准。从地质灾害形成与发展的基础条件、动力条件或激发条件、现今地质灾害点分布情况,区划了地质灾害的易发区。以地壳结构、地质构造背景、活动断裂、地震活动、现今地壳垂直运动速率、地应力、地热和地质灾害等作为评价因子,进行区域稳定性综合评价。指出了影响京津地区区域稳定性和城市安全、京沪高速铁路工程安全的主要地质问题。认为影响京津地区区域稳定性和城市安全的内动力因素主要是地震活动、活动断裂。外动力因素主要是地面沉降、地裂缝、崩滑流和地面塌陷等地质灾害。京沪高速铁路沿线新构造活动与工程地质特性可分为北京一济南、济南一徐州、徐州一上海3段。影响铁路安全的主要地质因素包括地震活动、活动断裂、岩土体性质和地质灾害。
中国现今地应力状态图
中国区域稳定性评价图
中国新构造图
中国地质灾害易发区分布图
华北地区古近系和新近系地层格架厘定:属国土资源大调查项目,负责人为朱大岗研究员。根据野外调查和室内综合研究,确定了华北地区古近纪—新近纪地层的分布和特征,建立了华北地区古近系—新近系典型地层剖面,开展了华北地区古近纪—新近纪地层区划和多重地层划分;根据华北地区古近纪—新近纪地层时代和年代学研究结果,确定和重新划分了山东古近系、新近系的年代地层,建立了华北地区古近系和新近系地层的年代序列;根据山东平邑—蒙阴地区古近纪地层时代讨论、山西平陆地区古近纪地层的重新厘定与划分、山西榆社地区新近纪地层的补充与完善、山西保德—静乐地区新近纪地层时代讨论等方面的综合研究,重新厘定和划分了华北地区古近纪—新近纪地层,建立了华北地区的古近系和新近系地层格架;根据环境代用指标测试分析结果,对华北地区古近纪和新近纪时期的古环境与古气候变迁进行了综合研究,确定了华北地区古近纪—新近纪地质环境演变过程和古环境演变序列:自65.0MaB.P.至2.48MaB.P.,伴随着华北地块的快速凹陷,华北地区的古气候与古环境经历了由亚热带潮湿气候→温带潮湿气候→温带偏干气候的变化过程。对华北地区古近纪和新近纪时期构造演化进行了分析,探讨了华北地区古近纪—新近纪湖盆形成演化与陆内造山之间的关系。2009年12月30日,中国地质调查局组织对项目成果进行了评审,结果为优秀。
部分项目组成员野外合影(山西榆社新近系)
山西平陆古近系
灾区次生灾害隐患排查与工程设计示范:属科技部科技支撑项目课题,课题负责人为张春山研究员。通过对重灾区14个县的次生地质灾害、堰塞湖、溃坝险情水库、受损堤防等的调查研究获得了大量调查和统计数据。阐述了各类次生灾害分布特征、形成条件,分析了次生地质灾害的易发地层和工程岩组,进行了危险性评价分区,对个别灾害进行了风险评价和排序,对重灾区的次生灾害隐患点进行了危险性评价。编制了次生灾害的分布图、工程地质条件图和地质灾害危险性评价分区图(1:50万)。课题提出的有关堰塞湖风险等级评判方法已经被水利部相关标准采纳。初步建立了灾区次生灾害危险性评价的模型和评价方法,提出了各类次生灾害应急危险性评价的技术流程和方法。对典型灾害隐患点进行了稳定性分析和模拟计算,提出了有针对性的防治方案和措施,对其他灾点防治具有典型示范作用。取得了大量的环境分析测试数据,开发了一套高危化学品和放射源远程监测系统。为地震灾区恢复重建工作中重建规划、特别是场地选址、地质灾害的防治提供了急需的次生灾害方面的基础资料,为国家和地方政府规划决策提供了基础科学依据。
重灾区地质灾害分布与工程地质岩组分区图
汶川地震重灾区震后地质灾害危险性定量评价结果图
改造后的空心包体三轴地应力测量系统外形
空心包体三轴地应力测量系统升级改造:属科技部条件平台项目,项目负责人为董诚。对20世纪60年代研制的空心包体地应力系统进行了大幅度改造,研制成功了具有国际先进水平的空心包体精密原岩三轴地应力测量系统。该系统具备以下特点:①体积小,集成度高。利用先进的微处理器和单片机技术,将应变测量、定位器、平衡箱、数据预处理、存储单元、通信单元等功能全部集成安装于直径88mm、长度230mm的耐压仪器舱,可直接放置于解除钻孔中。②设置灵活,自动化程度高。灵活多样的设置控制使得每个通道的3种桥型和5种量纲(应变、应力、重力、位移、温度)变换自由。通过参数设置能够自动独立完成所有井下测量、数据存储等工作,具备了对竖直孔进行长期监测的能力。③实现了自动巡回检测。利用先进的电子开关技术,实现了1s~12h采集控制时间间隔,解决了机械触点的弊端。④配备强大的计算软件。PC端软件可通过实时通讯获取应变、方位、倾角等数据,计算钻孔附近岩体的三维应力状态并绘制曲线。改造完成后,经过多次实验室和野外实测验证,仪器各项参数都达到了设计的要求,使测量过程得到很大简化,测量速度和精度大大提高。该套仪器为进行快速、准确的地应力测量提供了一个新的手段。该系统不但可以用于地应力测量,也可用于其他需要测量应变。
项目组成员在野外采样和选样
托林组第三岩段(
广西岑溪市佛子冲铅锌矿矿产预测:属国土资源部危机矿山接替资源找矿项目,负责人韦昌山研究员。以成矿作用“三条件”→控矿因素“三位一体”→矿产预测“三步骤”(三·三程式)指导思路,提出了早期隆坳构造次级盆地边缘成矿作用的重要性,总结了燕山期“灰岩(泥质灰岩、钙质泥岩)层位+花岗闪长岩(花岗斑岩)+NNE向构造破碎带”的“三位一体”有机组合控矿、三者缺一不可的新认识,建立了综合找矿模型图表,提出了6个成矿预测区;结合面积性物探工作圈定了8处激电异常带(其中2处矿致异常),提出了矿产预测验证方案,所施工的2个验证钻孔分别见到厚达9m和6m的富铅锌(铜)工业矿体。结合前期探矿工程见矿情况及成矿地质条件分析,本次矿产预测佛子冲背斜西翼334?级别资源量估算为Pb+Zn(+Cu)66万吨。所总结的矿产预测思路、找矿标志及预测准则,不仅为今后在佛子冲背斜两翼的扩大找矿提供了重要信息,而且通过全程指导后续勘查项目实施,为矿山新增Pb+Zn(+Cu)333资源量64万吨,成为目前危机矿山专项中通过矿产预测项目工作有效地指导勘查工作,并新获大型资源量规模矿床的少有成功实例之一,实现了我所近期矿田构造指导深部矿产预测的新突破。
西藏阿里札达盆地晚新生代沉积建造及其构造意义:属国家自然科学基金项目,负责人为朱大岗研究员。通过野外地质调查、室内测试分析和综合研究,重新划分和建立了札达盆地晚新生代河湖相沉积地层序列,确定了札达盆地晚新生代以来河湖相地层的年代序列;首次在札达盆地上新世—早更新世河湖相沉积中发现了的两个不整合面;首次在札达盆地上新世地层中采集到犀类和鼠兔类化石;首次确定了札达等盆地的成因、构造属性及其演化过程,划分了札达盆地河湖相地层的层序地层,厘定了札达盆地河湖相地层层型剖面及其构造属性,并与青藏高原及邻区的晚新生代地层进行了对比;确定了沉积物的成因类型与突变事件的地层层位和年代,揭示了水动力、湖水盐度变化过程和构造事件的关系;确定了札达盆地上新世—早更新世的古植被、古环境与古气候演化过程,划分了古环境演化阶段;厘定了札达盆地南缘西喜马拉雅山在上新世—早更新世时期的隆升速率和强度;进一步探讨了青藏高原隆升、古湖泊变迁、古环境演化及其对全球变化的影响。本项目共发表论文15篇,其中国内核心期刊13篇、SCI收录论文2篇,培养硕士2名。
雅砻江锦屏水电站坝址
深切河谷地应力分布规律和卸荷裂隙形成机理研究:属国家自然科学基金面上项目,负责人为谭成轩研究员。以锦屏一级水电站深切河谷为例,综合考虑区域构造应力环境演化、河流下切和地壳抬升过程、河谷形态演化、边坡岩体结构构造、岩体工程地质特征、岩性组合、岩石物理力学特性、地形地貌、人类工程活动等因素,深入开展复杂地质要素和复杂结构面组合的深切河谷地质建模研究。配合岩石物理力学参数测试,按重力、构造作用力、地震作用力等不同组合应力边界条件,运用三维应力场有限元数值模拟方法,基本查明锦屏一级电站深切河谷谷坡和谷底应力降低区、应力增高区及原岩应力区的空间分布范围和应力量级,揭示其深切河谷地应力的分布规律、边坡岩体结构的表生改造和时效变形,以及边坡卸荷裂隙的形成机理、发育类型、展布规律、主控因素及其相关性,并与地应力测量、实际工程地质问题等相佐证。该项研究成果对于我国西南水电、交通等建设具有重要的理论和实践意义。
雅砻江锦屏水电站坝址左岸深部卸荷裂隙
博格达山(东天山)新生代再造山的隆升特征和演化:属国家自然科学基金面上项目,负责人为王宗秀研究员。通过系统批量采样,运用低温热年代学方法与沉积响应相结合,对博格达山链新生代的隆升过程进行了系统研究,获得如下重要结认识:①博格达山链新生代抬升过程存在3个明显阶段:5.6~19Ma、20~30Ma和42~47Ma,其复活造山隆升的起动时间不晚于65Ma。②中新世是山体最显著的一期整体隆升,20Ma到5.6Ma之间山链表现为不均匀—差异隆升状态,而且随着年龄变新,隆升速率有加快的趋势,这与西天山以及青藏高原北部同期的构造事件相似,说明该期隆升意味着青藏高原向北扩展已经影响到了天山一线。③山体在东西和南北方向上的隆升具有明显的差异性特点,表现为冷却年龄自西向东、自北向南有逐渐变新的趋势。博格达山3次隆升都有显示,而东侧的巴里坤山主要为中晚两期隆升。④博格达—巴里坤山链中新世以来的2期隆升很可能是青藏高原尤其是北部演化的响应。至于博格达山链中生代末期的缓慢隆升可能与西伯利亚板块的作用有关。
博格达山韧性剪切带中黄铁矿的多期旋转构造形成的压力影
博格达山脉新生代再造山形成的逆冲推覆构造
湖北宜昌地区下三叠统及二叠系—三叠系界线附近高精度磁性地层研究:属国家自然科学基金面上项目,负责人为孙知明研究员。通过湖北宜昌地区大峡口和安徽巢湖地区平顶山早三叠世地层剖面磁性地层研究,获得了早三叠世地层剖面的磁极性序列。巢湖剖面下三叠统印度阶磁极性序列总体以反极性为主,包含3个明显的、较宽的正极性带和两个非常薄的正极性。奥伦尼克阶最底部处在反极性带中,位于正极性带(WP4n)以下0.6~1.0m,结合该剖面已获得的国际通行的牙形石和菊石等生物地层为主线的生物地层研究资料,认为二叠系一三叠系界线(PTB)位于下三叠统底部正极性带的下部,印度阶/奥伦尼克阶的界线位于印度阶上部反极性带的顶部,巢湖剖面正极性带(WP4n)可以作为奥伦尼克阶/印度阶界线标志之一。以上研究成果进一步修订和完善了国际下三叠统印度阶及二叠系一三叠系界线附近的磁极性年表,为二叠系—三叠系界线以及早三叠世地层的精确划分与对比提供磁性地层证据,从而进一步提高我国下三叠统层型剖面及二叠系—三叠系界线的研究水平。
湖北宜昌大峡口野外工作
波速剖面位置
波速剖面结构解释图
面波频散、波形及接收函数的三维非线性联合层析成像研究:属国家自然科学基金青年基金项目,负责人为冯梅博士。传统的层析成像方法在岩石圈探测中一直存在一个明显的困难,即体波层析成像在岩石圈上地幔垂向精度低,而面波层析成像的横向精度低,且两者难以进行联合探测。针对此科学难题,本项目经过多年不懈努力,成功开发了一种具高精度、高扩展性,可实现面波和体波等多种地球物理观测进行联合反演的高效岩石圈三维结构探测方法。该方法得到国际同行认可,介绍该方法的科研论文已经发表在JGR-SolidEarth杂志上;利用该方法和公开地震观测数据对中国大陆岩石圈地震热学结构进行了研究,获得了中国大陆及邻区400km以上高精度三维横波速度结构模型以及地壳和岩石圈厚度模型。这些模型为中国大陆的构造格局和新生代以来的动力演化提供了重要的深层依据。波速模型显示高速的印度岩石圈板片在50Ma左右与欧亚大陆发生碰撞以后,可能在约20Ma左右发生了折断(左图中代表印度岩石圈板片的segment1和segment2在标识为break的地方断开),而青藏高原地壳急剧增厚也正好发生在大约20Ma以来。这些证据表明俯冲至青藏高原下方的印度岩石圈板片可能在20Ma左右发生了俯冲角的改变,早期的可能为大角度俯冲,而20Ma以来则变为近水平俯冲(碰撞)。研究成果已发表在Lithos杂志上。
西藏中部念青唐古拉山东南麓断裂带晚第四纪活动速率的冰川沉积物年代约束:属国家自然科学基金青年基金项目,负责人为吴中海副研究员。项目围绕西藏中部念青唐古拉山东南麓地区,在晚第四纪冰川作用、正断层作用过程及全新世古地震等方面获得了多项重要研究成果。详细厘定了该区的第四纪冰川序列,确定该区至少发育了6套冰碛物,可大致与深海氧同位素阶段(MIS)18~12, 8,6,4或3,2和1等一一对应。同时,发现老于MIS6阶段的冰碛物有2~3套,最大冰期出现在MIS6阶段之前,最老冰碛物可能出现在距今约80万~90万年左右。系统恢复、估算了念青唐古拉山东南麓断裂带晚第四纪不同时间尺度的断层活动速率。结果发现,该断裂带约15ka以来的活动速率变化幅度较大,而之前的活动速率比较稳定,且前者(1~3mm/a)明显整体上大于后者(0.5~1mm/a),显示典型的非线性断裂活动特征。首次对亚东-谷露裂谷的全新世古地震进行了对比研究,结果表明:当雄—羊八井段在全新世至少发生过4次M8.0级左右的大地震,谷露盆地在距今约6000年以来发生过M7.5级左右的古地震事件3次。该区全新世古地震的时间间隔最长5700a左右,最短1600a左右。
当雄盆地主边界断裂的古地震探槽揭露的多期古地震崩积楔和探槽编录过程
念青唐古拉山东南麓当雄段(上部)和谷露段(下部)的古地震事件逐次限定图
山东省招远市玲珑金矿田成矿规律和深部外围预测:属山东省黄金局横向合作项目,负责人为吕古贤研究员。提出“胶东金矿”产于剪压造山带,是中生代活化改造花岗绿岩带的产物,主要围岩差别表现为“玲珑—焦家式”等矿床;深化胶东“入字型断裂蚀变岩、脆—韧性剪切带和雁列带等控矿规律,通过成矿深度的构造校正测算数据,预测深部发育第二富集带,并得到探矿工程证实。提出“构造作用力通过改变物理化学参量而影响地球化学过程”的思路,推动了构造物理化学研究。建立了矿源岩系列概念,提出以矿源岩系为指导的找矿路线,在九曲矿区和玲珑断裂带深部及大庄子金矿实测构造蚀变岩相预测靶区,已取得明显找矿效果。根据项目研究成果在矿山靶区勘查新增金金属量33吨,可延长矿山服务年限约7年。项目首次预测玲珑金矿田黄金资源总量超过1000吨,建议将其作为矿保工程整装勘查的示范区。
玲珑金矿矿区
2009年12月27日,山东省科技厅组织专家对“山东省招远市玲珑金矿田成矿规律和深部外围预测”项目成果进行了鉴定。专家认为,项目总体达到了国际先进水平,在“胶东金矿”成矿模型、构造物理化学研究等方面达到国际领先水平,是一项产学研相结合、长期坚持理论密切联系实际的优秀成果。
项目成果评审会