中国台湾岛流域地貌对构造活动的响应

基于SRTM DEM 30m数据和ArcGIS软件,提取台湾岛的水系和流域盆地,计算得到台湾岛的地貌参数(坡度、地形起伏度和面积-高程积分(HI)值),并分析台湾岛水系分布对活动断裂的响应情况,得到以下结论:1)台湾岛河流受构造活动控制,以中央山脉为分水岭,西侧河流的南部水系为纵向流动,北部水系为横向流动,中央山脉以东的河流均为东西流向;2)台湾岛的HI值整体上呈现中间高、两边低的趋势,与海拔大体上呈正相关关系,沿逆冲断层边界,不同构造地质单元的HI值东西两侧差异明显;3)HI值可以反映台湾岛造山带的生成时序,流域盆地受构造抬升运动影响时间越长,HI值越大。

基于构造活动对准南煤田煤层气富集成藏控制的影响分析

为了查明准南煤田构造活动和构造类型对煤层气富集成藏的控制规律,针对成煤期以来的构造活动及构造类型进行了刻画和梳理,结果表明:构造活动对煤层气藏具有改造、含气量控制及气藏成因类型调整3大作用。结合准南煤层气勘探开发地质认识和高/低含气区构造划分,建立煤层气富集成藏与构造活动和构造类型之间的关系,认为对准南煤层气控制成藏作用的构造运动主要为燕山和喜马拉雅构造运动,具有破坏和重塑的双重效应。构造类型分为褶皱和断裂,其中褶皱构造中向斜构造两翼、轴部及中和面以压应力为主,为高压区,有利于煤层气富集;向斜中和面以下和背斜中和面上部为拉张应力,裂隙较为开放,不利于煤层气成藏。断裂分为张性和压性,张性断裂在煤层气顶板封盖层产生裂隙,不利于煤层气的封存,但有可能作为煤层气运移再成藏的通道;压性断裂是储层圈闭形成的要素,利于煤层气的封存。对构造控制的精准认识,为准南煤田煤层气的评价、选区和工程布置提供依据。

鄂尔多斯活动地块边界带第四纪晚期构造活动特征及强震孕育机制

鄂尔多斯地块是位于中国内地中心位置的典型活动地块,由于受西南部青藏地块和东部太平洋板块远程作用的影响,地块各边界带构造活动特征和变形具有明显的特殊性和差异性。文章总结了多年来围绕鄂尔多斯活动地块周缘边界带开展的活动断裂定量、地震孕育机制及活动特征等的已有研究结果,对地块周缘断裂活动特征及强震孕育机制进行系统总结。鄂尔多斯活动地块不同边界带断裂第四纪晚期活动特征的不同是强震孕育环境差异的最直接的证据。鄂尔多斯活动地块西边界构造变形样式复杂,受青藏高原向北东挤压扩展的影响,西边界南段断裂以走滑、逆走滑和逆冲为主要特征。而向北到西边界北段,以右旋走滑为主要特征;以青藏高原最新扩展前缘的三关口-牛首山断裂为界,北部的银川盆地表现为典型的断陷盆地,边界断裂有右旋走滑特征,地震活动多以正走滑型为主。北边界的河套盆地以北侧的正断层为其控盆构造,历史和古地震多集中在北侧边界断裂上。南边界的渭河盆地构造特征相对较为复杂,由两组正断层组成,历史大地震多发生在盆地南缘,盆地中北部有中强地震发生。东边界的山西地堑系由多个裂谷型盆地斜列组成,历史大地震表现为南强北弱,北部盆地受张-渤构造带的影响,盆地走向和断层运动性质均发生了明显变化,多具备发生7级左右地震的构造条件。综合认为,断裂活动特征典型的鄂尔多斯活动地块周缘各边界带,未来强震多发生在大地震离逝时间长的地震空区/空段,或是构造带的转换和交汇区。

原位地应力测量与实时监测在强构造活动区深埋地下工程中应用的思考

强构造活动区,因其原位地应力集中突出、变化复杂、各向异性显著,已成为亟待解决的重大工程地质安全问题和挑战。文章首先分析了原位地应力测量在强构造活动区深埋地下工程应用的经验和不足,然后研究了原位地应力实时监测在强构造活动区深埋地下工程中的应用方法、技术及作用,最后给出了原位地应力测量与实时监测在强构造活动区深埋地下工程中应用建议。研究表明在强构造活动区,不能仅仅依据有限深孔地应力测量结果确定深埋地下工程总体地应力设计参数,而应开展三维地应力场综合研究,揭示其三维地应力场空间分布特征,针对深埋地下工程不同位置采用不同的地应力设计参数,避免因地应力设计参数偏大或偏小造成工程建设浪费或工程病害;在强构造活动区,饼状岩芯密度与地应力测量大小成反比,在饼状岩芯发育深度范围之下未来会形成但仍未形成饼状岩芯的深度范围往往地应力最高、应力最为集中,深埋地下工程应避免该深度范围;原位地应力实时监测可以动态揭示某一构造部位地应力大小的相对变化趋势和演化过程,并可计算地应力实时监测期间不同时域地应力状态绝对值,当大地震或重大工程地质问题发生后,不用开展新的地应力绝对测量,就可以快速评价区域地壳稳定性、深埋地下工程地质安全风险等,为深埋地下工程损毁修复提供量化设计地应力参数及预防变形破坏应力应变预留阈值,评价断层活动危险性。研究成果可为强构造活动区重大工程规划建设和安全运维提供科学依据。

德钦—维西地区地貌特征及其对构造活动的响应

基于ASTER GDEM 30 m数据,使用ArcGIS空间分析模块提取了德钦—维西地区流域盆地范围,得到了德钦—维西地区亚流域盆地及主要次级流域盆地面积-高程积分(HI)值,获得990个亚流域盆地HI等值分区及12个主要次级流域盆地HI曲线。结果表明:阿东河、东水河和三岔河3个次级流域盆地HI曲线呈微凸型,处于地貌演化的幼年期,其它9个次级流域盆地HI曲线呈S型,处于壮年期。研究区HI值表现为北高南低趋势,HI低值条带的展布方向与研究区活动构造的延伸方向基本一致;HI高值主要分布于断裂带两侧及构造交会区域。研究区地貌演化的主控因素是构造活动,岩性和气候影响不明显,地貌对区内构造活动具有很好的响应关系。

六盘山东麓断裂带土壤气体He浓度的空间分布特征及其与构造活动之间的关系

断裂带土壤气体地球化学特征与区域构造演化密切相关。文中为探讨六盘山东麓断裂带土壤气He浓度的空间分布特征及其与构造活动之间的关系,在六盘山东麓断裂跨断层布设了8条土壤气测量剖面,沿测线开展土壤气He浓度的测量;同时,为进行对比分析,选择位于六盘山东麓断裂以东14km的小关山断裂布设3条跨断层土壤气测量剖面,沿测线开展土壤气He浓度的测量。测量结果显示,六盘山东麓断裂各测量剖面的He浓度平均值为4.983~6.335ppm;小关山断裂各测量剖面的He浓度平均值为4.784~5.235ppm。2条断裂的He浓度在空间分布上均呈现出断裂北部高于断裂中南段的特征,这与断裂的区域活动性差异密切相关。结合前人对六盘山东麓断裂活动时代、闭锁程度、滑移速率、构造应力的研究成果,分析表明六盘山东麓断裂北段的活动性强于断裂中南段。经对比分析认为,六盘山东麓断裂和小关山断裂的构造演化过程相似,且断裂性质均为逆冲型,因此2条断裂土壤气He浓度的空间分布特征一致。

阿尔金东段断裂带流域地貌特征及其构造活动

阿尔金走滑断裂带是青藏高原北缘边界主控断裂,对高原新生代地壳变形起着重要作用。本文主要以阿尔金东段走滑断裂带附近流域为研究区,利用ArcGIS软件提取并计算了173个子流域的5个地貌参数(坡度、起伏度、分形维数、面积高程积分和河长坡降指数),将各个子流域的地貌参数分为5个等级,并利用其算术平均值作为相对构造活动指数,用以定量分析研究区的地貌特征及构造活动强度。研究结果表明:阿尔金东段断裂带是整个研究区相对活动构造强度的分界线,研究区从南到北,由高山区至低山区过渡,相对活动构造指数等级逐渐降低;由相对活动构造指数等级空间分布可知,自西向东,相对活动构造强度逐渐降低,党河、野马河流域构造活动较活跃,反映该区域相对活动构造强度受区域隆升的作用明显。此外,结合岩性、降雨量及构造等因素对地貌指数的影响分析,表明构造运动是控制阿尔金东段断裂带流域地貌发育的主要因素,即地震点所处的流域、断裂带两侧的流域以及阿尔金东段断裂带与其他断裂交汇处子流域的相对构造活动强度等级均高于周围其他流域。

南美坎波斯盆地构造演化特征及构造活动对油气成藏条件的影响

为探讨构造活动对南美坎波斯盆地油气成藏条件的影响,从盆地形成的动力学背景、不同演化阶段的构造沉积作用,不同层系的生储盖发育特征及其与构造作用的关系出发,剖析了坎波斯盆地在其演化过程中各种构造活动对生油层、储层、盖层、圈闭、运移通道以及油气保存条件等方面的控制作用。结果表明:Tristan地幔柱隆升是引起南大西洋伸展、裂开与南美板块右时针旋转的动力来源;Tristan热点产生的Rio Grande-Walvis洋脊和由南往北剪刀式裂开,是包括坎波斯盆地在内的南大西洋中段盆地在陆内裂谷和陆间裂谷阶段封闭环境以及被动大陆边缘盆地早期阶段半封闭环境的主因,为裂谷层系优质烃源岩和过渡层系蒸发岩和漂移层系下部海相烃源岩的形成提供了条件;坎波斯盆地裂谷期断裂活动形成地堑、半地堑和掀斜断块,控制了盐下烃源岩、微生物碳酸盐岩储层和盐下圈闭的分布,过渡层系盐岩活动和盐底辟作用控制了盐下油气系统盐岩盖层的分布、盐下-盐上的油气运移通道形成和盐上浊积岩储层的展布。这些内在关系的揭示对被动大陆边缘油气成藏规律和控制因素分析以及油气勘探部署都有重要的参考价值。

营口—潍坊断裂带的新构造和新构造活动

营口—潍坊断裂带是郯庐断裂带穿过渤海的部分,在古近纪对渤海湾盆地构造的发育起到重要控制作用,新近纪以来构造活动仍相当强烈。根据获得的部分最新资料及已有研究成果,对该断裂带的新构造和新构造活动进行了较系统的研究。营口—潍坊断裂带的新构造变形主要表现为其先存的古近系断裂复活,在上覆新近系馆陶组和明化镇组及第四系中形成断裂和褶曲,新构造以断裂极其发育为特征。营口—潍坊断裂带沿线新构造发育具继承性和新生性,断裂带新构造变形和新构造活动具有分段性。分析了各段的构造特点和活动性质,并将新构造期分出6个主要的构造活动幕。

滇西地区地壳上地幔电性结构与地壳构造活动的关系

本文根据滇西地区18个大地电磁测深点资料的数据处理和分析结果,对测区深部导电率在纵、横向上的变化特征进行了研究。结果表明:滇西地区深部电性为多层结构,大致可分四至五个电性结构层;深部电性结构横向变化大,明显受区域构造控制;该区上部地壳内普遍存在低阻层;上地幔高导层明显存在两个隆起区,一个以剑川—鹤庆为中心呈北北西向展布的隆起区,另一个以腾冲—潞西为轴呈南北向展布的隆起区。 本文还讨论了地壳上地幔电性结构与大地构造的关系,滇西北裂陷区盆地的形成,以及该区地震活动与深部构造的关系。

西藏冈底斯带南木林地区构造活动的磷灰石裂变径迹分析

南木林地区属于冈底斯地块的南带,研究样品取自不同时代的火山岩地层,本文报道应用磷灰石裂变径迹热年代学研究构造活动的新成果。总计获得5个样品的磷灰石裂变径迹分析结果,其中3个样品属于同组年龄,分剐为5.9±0.7Ma,5.2±0.6 Ma和8.7±1.0Ma,平均径迹长度为13.0→13.2±2.2μm,并呈单峰分布,表明它们是最近一次构造热事件的体现。另2个样品属于混合年龄,系由7.1Ma、30Ma、9.6Ma、51Ma和100Ma等5组年龄组成。所有这些年龄值,先后与区内碰撞前、同碰撞、碰撞后和陆内快速隆升作用有关。自印度-亚洲大陆强烈碰撞以来,总体上具有2阶段热演化历史,其中6～0Ma期间冷却速率为11.3℃～16.7℃/Ma,隆升速率为0.85～0.99mm/a,总计隆升幅度达5100～5940m,是本区冷却隆升的主要时期。

地表热红外辐射的小波分析及其在现今构造活动研究中的意义

地表热红外辐射的影响因素较多,不仅受到构造活动的影响,还受到大气、太阳以及植被等多种因素的干扰.如何排除这些因素的干扰,是热红外遥感用于研究断层活动或者地震活动的难点之一.从频率域看,地表热红外辐射主要存在3种频段:(1)高频,周期小于1年的天气变化;(2)中频,以1年周期为主的太阳、植被与季节变化;(3)低频,大于1年周期的大气变化的长周期成份,地壳缓慢的运动引起的热辐射变化亦属于长周期变化.本文运用小波理论将地表热红外辐射分解为上述3个频率成份,并结合气象资料和地震活动进行综合分析.结果表明,低频成份的热异常更接近于断层活动所引起的热信息,能为断层或地震活动提供一定的指示信息.低频成份的高温异常区(条带)跟构造特征、地震活动密切相关.

渭河盆地深部构造活动的地裂缝孕育机理

渭河盆地是我国乃至世界上地裂缝最发育、灾害最严重的地区。基于渭河盆地深部构造模式,采用有限元数值分析方法,分析了上地幔上隆、中地壳流展和上地壳拉张3种深部构造作用下盆地浅表岩土介质的应力和变形响应特征,从而揭示了渭河盆地深部构造活动与该区域地裂缝群发之间的孕育关系。结果表明:上地幔的隆起和中地壳侧向流展形成了浅部拉张应力环境,这种效应与盆地周边块体运动形成的伸展引张构造应力场叠加,再附加断裂伸展倾滑形成的局部拉伸应力场构成了地裂缝形成的主要动力来源。

构造活动盆地的层序地层与构造地层分析——以中国中、新生代构造活动湖盆分析为例

中国中、新生代构造相对活动的断陷或陆内前陆盆地充填序列一般可划分出5个级别具有地层对比意义的层序地层单元。层序构成和沉积体系域的发育分布受到盆地形成演化过程中各种构造作用的控制。盆地规模的沉积旋回多是盆地幕式裂陷、多幕挤压挠曲沉降、多期构造反转、断块差异沉降等构造作用的沉积响应;高频层序单元的发育则主要与湖平面和沉积物供给量的变化有关。不同构造演化阶段的层序结构和沉积体系域构成等存在显著差异,主要取决于古构造格架和同沉积构造的活动。构造坡折带是由构造活动所产生的、对沉积作用具有长期控制作用的古沉积斜坡或古地貌突变带,在断陷或前陆等盆地中普遍发育,其识别对阐明盆内沉积体系域,特别是构成重要油气藏的低位域的分布和预测具有重要意义。

鄂尔多斯块体新生代构造活动和动力学的讨论

鄂尔多斯块体除西南边界为挤压边界外， 四周被共轭剪切拉张带所围限，东西和南北两侧分别为右旋和左旋剪切拉张带， 全新世水平和垂直滑动速率分别达５ｍ ｍ ／ａ 和０３～３ｍ ｍ ／ａ。鄂尔多斯块体自始新世起从西南挤压边界两端开始发育，逐渐向远端发展， 至上新世最后形成山西断陷盆地带。新生代以来块体不断缓慢上升， 距今 １４０ Ｍａ 以来的隆起总量为 １６０ｍ 。形变测量说明块体现代隆升速率为 １～２８ｍ ｍ ／ａ， 周缘断陷盆地带现代下降速率为－ ４～－ ５ｍ ｍ ／ａ。块体内部莫霍面变化平缓， 埋深４０ｋｍ ～４２ｋｍ ， 上地幔高导层埋深１２３ｋｍ ～１３１ｋｍ ， 它们在周缘断陷盆地带相对隆起， 前者隆起幅度 １５ｋｍ ～６ｋｍ ， 后者埋深仅７０ｋｍ ～１００ｋｍ 。６ 级以上地震均发生在块体周边活动构造带内， 块体内部无６ 级以上地震发生， ４～５ 级地震也很少。震源机制、地应力和断层滑动矢量测量等得到的主压应力方位为 Ｎ Ｅ Ｎ Ｅ Ｅ向，与控制块体周边活动构造的区域应力场一致，主要与青藏块体的 Ｎ Ｅ向挤压作用相关，盆地地下深部物质上涌产生的垂直力也起着重要作用。所以，

大陆地表温度场的时空变化与现今构造活动

试图利用地表温度场数据获取中国西部的构造活动信息。在建立热与应变关系的基础上,对中国西部MODIS/Terra地表温度产品进行分析处理。研究发现:(1)地表温度在一些地区发生偏离年变现象,这种年变偏离与一些活动构造带的活动有关;(2)在扣除年变基准场等主要气候因素后,年变残差(ΔT)中长周期成分(LSTLOW)更接近构造活动所引起的热信息,能为构造活动提供一定的指示信息。研究发现,一个地震的发生对周围不同构造区的影响不同,有的地区升温,有的地区降温。2004年印尼地震最大的影响是引起青藏高原中部巴颜喀拉—松潘地块的降温;(3)与前者相对应,发生在中国周边地区的不同地震引起的温度变化格局不同,对同一地区的影响也不同,例如2001年东昆仑8.1级地震引起龙门山断裂带升温,而2003年斋桑泊7.9级地震和2004年印尼9级地震却引起该带的降温;(4)不同地区地温变化的时间过程不同。这些现象均对构造变形过程有一定的启示。在上述现象的基础上,笔者结合GPS观测结果,不同深度的地温信息以及地震活动等资料,对地表温度场中包含构造活动信息进行了初步检验,并对地表温度场反映的区域构造变形模型进行了讨论。

利用卫星遥感热场信息探索现今构造活动：以汶川地震为例

以汶川地震为例,探索卫星遥感获取的地表温度场中可能存在的构造活动信息。主要开展了3方面工作:1)分析了汶川地震前后的热场演化过程。结果表明,通过数据处理,将地表温度中的地形、大气和稳定年周期太阳辐射等非构造因素的影响去除后,获得的原地温度场中,存在丰富的、与构造展布密切相关的热信息。2)结合浅层气温的实际观测资料,初步尝试建立地表温度与地壳应力应变之间的定量关系。结果表明,地壳应力引起的温度变化,可对近地表大气温度产生比较明显的影响。特别是地表温度场中的低温区具有较高的可信度。汶川地震前后,降温区主要沿着大型活动地块的边界展布,反映出这些块体边界之间的相对拉张(或松弛)运动关系。3)以同震变形响应资料为基础,开展了变形与热信息的对比分析。结果表明,温度场获得的结果与同震变形观测结果高度吻合。这说明青藏高原内部地块边界的温度变化,可能正是地震前后青藏高原内部变形调整过程的真实反映。总之,可以通过"热"的方式来获取地壳应力状态的变化信息。

根据周围山地第四纪地貌特征估计渤海第四纪构造活动幕的发生时间

渤海位于渤海湾新生代裂陷盆地中段的东部.最近用大量三维地震勘探资料对渤海第四系及其构造所做的精细解释和分析,发现地层内普遍存在4个不整合(角度和平行不整合)面,表明曾发生过4期构造活动.但因渤海缺少完整的第四系岩芯剖面,无法对其进行系统分层和断代,更无从确定构造活动的时间.为解决这一难题,文章基于渤海湾盆地阶段性沉降和其周围山地间歇性抬升的相关性,以及它们具有统一的形成机制和同一动力学过程的认识,通过研究盆地周围山地第四纪构造运动塑造的多级河流阶地,并结合火山活动研究资料,推测渤海第四系内4个不整合面形成的时间是900～400kaB.P.,100～80kaB.P.,50～40kaB.P.和10～8kaB.P.,即早更新世晚期-中更新世早期、晚更新世早期和中期、全新世早期.

准南前陆盆地燕山期构造活动及其成藏意义

准南前陆盆地燕山期盆地格局的演变、沉积中心有规律的迁移、沉积特征(与构造活动相关的砾岩及其分布)显示晚侏罗世—早白垩世早期、晚白垩世是准南前陆盆地燕山期构造活动相对活跃的时期。晚侏罗世—早白垩世早期的喀拉扎砾岩、白垩系清水河组底砾岩为一套形成于邻近高地附近的剥蚀产物或冲积产物,其分布特征及成因是晚侏罗世—早白垩世早期局部挤压和构造隆升较为活跃的产物,也是盆地边界萎缩、盆山格局发生变化的重要证据,同时天山明显隆升并导致天山南北早白垩世沉积环境的巨大差异。准南前陆盆地烃源岩大量生排烃、圈闭形成、油气运聚成藏与燕山期构造活动关系密切;燕山期发育的储层是准南前陆盆地的主要油气储层,晚侏罗世—早白垩世早期砂砾岩和不整合分布也在一定程度上控制了油气分布,是今后寻找有利隐蔽油气藏、岩性地层油气藏的重要目标之一;燕山期古构造及其形成时间与油气成藏期的良好匹配决定其油气成藏的有效性。

新疆玛纳斯河山前地貌对构造活动的响应

玛纳斯河是天山北麓最大的一条河流,流域内山前地貌对构造活动有明显的响应。根据野外调查和综合分析,结果表明天山北麓在南北向的挤压作用下,在山前依次形成了3排褶皱低山丘陵和第四排正在发育的西湖隆起。冲积扇也在历次构造运动中不断向北推进,呈串珠状发育。褶皱丘陵内阶地的也发生了拱曲变形。这些特征反映了自第四纪以来,天山北麓随着天山主体在不断抬升,并且持续地由南向北推挤,使山麓范围不断地向盆地方向扩张。