巴彦淖尔国家地质公园汉代黄河古河道与临戎古城位置的考证

黄河流域古河道的变迁对文化遗址形成的影响,是黄河文化研究的重要科学问题之一。内蒙古巴彦淖尔国家地质公园位于黄河中上游的河套盆地,公园内汉代临戎古城遗址的位置一直存在争论,确定黄河古河道与其相对位置关系是关键。通过对临戎古城遗址周边10 km范围进行网格化槽型钻取心,利用钻孔数据构建三维粒度属性模型与沉积结构模型,对隐伏的古河道位置进行了较为精准地确定;并通过钻孔岩心沉积相分析与年代学测试,对古河道的沉积结构与年代进行了验证。结果表明,临戎古城遗址西3 km处存在(2.39±0.24) ka~(1.36±0.05) Cal ka BP的黄河古河道,自南向北流经临戎城西。以此确定的黄河与朔方郡各属县治城的相对位置符合史料的记载。本研究从沉积学角度为巴彦淖尔国家地质公园临戎古城遗址位置的考证提供了地质科学依据。

河套盆地西南缘巴音恩格尔活动断裂的发现及地质意义

河套盆地西南缘活动断裂的研究对环鄂尔多斯断陷盆地边缘构造演化规律的认识和黄河三盛公水利枢纽地震安全性评价有着重要意义。最新地表调查发现的巴音恩格尔断裂位于内蒙古磴口县东部,长约15 km,走向北东东。断层陡坎、水系错动等构造地貌显示,巴音恩格尔断裂是以正断为主兼具右旋走滑分量的张扭性断层。通过野外地质调查、浅层面波地震以及光释光(OSL)测年等方法,查明了巴音恩格尔断裂的运动学特征及活动历史。结果显示晚第四纪以来巴音恩格尔断裂右旋错断了数条黄河支流水系,平均水平位错量179 m。断裂在(118.98±20.96)~(76.97±13.5)ka的右旋正走滑运动错断了鄂尔多斯高原夷平面和黄河高阶地,形成长2.5 km的断层陡坎;断裂最新一期活动年代为(38.20±2.3)~30 ka,以垂直位移为主,断裂错断的最新地貌是黄河支流T3阶地,平均垂直位移速率0.337 mm/a。研究表明,巴音恩格尔断裂活动造成鄂尔多斯高原夷平面渐新统乌兰布拉格组大面积出露,并主导了河套盆地西南缘黄河支流T3阶地的快速下切,在区域地貌的演化过程中扮演着重要角色。

西藏泽当—罗布莎蛇绿岩的地球化学特征及其构造意义

西藏泽当—罗布莎蛇绿岩是雅鲁藏布江蛇绿岩带的重要组成部分,受控于板块碰撞结合带。该蛇绿岩主要由变质橄榄岩、辉长辉绿岩及玄武岩等组成。变质橄榄岩具有低的A l2O3和CaO含量,以富Mg,贫Ti、∑REE为特征,与世界上典型蛇绿岩中方辉橄榄岩的特征值一致。辉长岩和玄武岩的主量元素、微量元素特征显示其含有洋脊拉斑玄武岩和大洋岛弧拉斑玄武岩的双重成分,其中高场强元素Nb、Ta、Zr、H f等亏损,大离子亲石元素Rb、Sr、Ba等相对富集,具有大洋岛弧玄武岩的特点。辉长岩在球粒陨石标准化稀土元素配分模式图上为LREE亏损的平坦型,无负Eu异常,与洋中脊玄武岩类似。根据上述特征并结合区域地质构造特征,认为泽当?罗布莎蛇绿岩可能形成于边缘海盆地的海底慢速扩张环境。

西藏永珠—果芒错蛇绿岩的地球化学特征及其构造意义

永珠—果芒错蛇绿岩位于西藏永珠藏布—纳木错蛇绿岩带西段,主要由变质橄榄岩、辉长辉绿岩及玄武岩等组成。变质橄榄岩以富Mg,贫Ti、∑REE为特征。辉绿岩和玄武岩的主量元素、微量元素分析显示其含有洋脊拉斑玄武岩和岛弧拉斑玄武岩的双重成分特征,其中高场强元素(Nb、Ta、Zr、H f等)亏损,大离子亲石元素(Rb、Sr、Ba等)相对富集,具有岛弧玄武岩的特点;在球粒陨石标准化稀土元素配分模式图上显示稀土元素特征为LREE亏损的平坦型,无负Eu异常,与洋中脊玄武岩的特征类似。通过与典型地区作对比和应用构造环境判别图解,推断永珠—果芒错蛇绿岩形成于弧后盆地的构造环境。

西藏纳木错西岸蛇绿岩的地球化学特征及其形成环境

西藏纳木错西岸蛇绿岩主要由变质橄榄岩、辉长辉绿岩及玄武岩等组成。变质橄榄岩以富Mg、贫Ti、贫REE元素为特征。辉绿岩和玄武岩的主量元素、微量元素特征显示其含有洋脊拉斑玄武岩和岛弧拉斑玄武岩的双重成分 ,其中高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf等亏损 ,大离子亲石元素Rb、Sr、Ba等相对富集 ,具岛弧玄武岩的特点 ;在球粒陨石标准化稀土元素配分模式图上为LREE亏损的平坦型 ,无负Eu异常 ,与洋中脊玄武岩的特征类似。通过与典型地区作对比并应用构造环境判别图解 。

西藏东巧蛇绿岩的地球化学特征及其形成的构造环境

西藏东巧蛇绿岩主要由变质橄榄岩、辉长岩及玄武岩等组成。变质橄榄岩以富Mg、Fe、Cr,贫Ti、∑REE为特征。辉长岩和玄武岩的主量元素、微量元素特征显示其具有扩张洋脊拉斑玄武岩的地球化学特征,其中高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf等亏损,大离子亲石元素Rb、Sr、Ba等相对富集;在球粒陨石标准化稀土元素配分模式图上为LREE亏损的平坦型,无负Eu异常,与洋中脊玄武岩的特征类似。根据其地球化学属性,推测该区蛇绿岩形成于大洋盆地扩张的构造环境。

青藏高原北部不冻泉移动冰丘及灾害效应

不冻泉移动冰丘发育于青藏高原北部常年冻土区断裂破碎带,2001年仅在青藏公路东南侧形成1个小型冰丘,2002年在青藏公路西北侧形成低矮冰丘群,2004-2005年发展成为大型冰丘群,2006年移动冰丘的发育高度和分布范围进一步增大。不冻泉移动冰丘不仅穿刺青藏公路路基,破坏青藏公路桥涵结构,蚕食青藏公路路堤,影响青藏公路的交通安全;而且导致输油管道拱曲变形,诱发地面塌陷和地裂缝,产生显著的灾害效应。采用适当的工程措施,通过地下疏导或地表排放沿断裂破碎带上涌的地下泉水,能够有效减轻或防治不冻泉移动冰丘的灾害效应。

青海玉树地区活动断裂与地震

青海玉树是巴颜喀拉地块西南边界上的典型历史强震区.最新的活动断裂遥感解译与地表调查结果表明,该区新构造期间主要发育清水河断裂带、玉树断裂带、阿布多断裂带和杂多断裂带4条NW向左旋走滑活动断裂带.其中,构成玉树—鲜水河—小江断裂系尾端构造的玉树活动断裂带是该区活动性最显著的岩石圈断裂.该断裂是由当江断裂、结古—结隆断裂和巳塘断裂3条斜接的主干断层和夹杂其间的多条次级断裂所共同构成的Z型左旋剪切张扭性变形带.它在上新世以来和晚第四纪期间的左旋走滑速率为4.0～5.4mm/a,调节了该区大部分的块体挤出与旋转变形,并构成该区大震活动的主要控震构造.历史强震梳理和古地震研究揭示,玉树主干走滑断裂带自约14530a BP以来至少发生了包括2010年地震在内的共11次大地震,原地重复间隔平均在千年以上,最长达近3000a.1738年玉树西北地震之后,玉树—甘孜断裂带的主干断层表现为平均间隔为50～100a的低频、串联式分段破裂过程,并且大震活动存在从东南向西北迁移的趋势.通过对玉树断裂未来大地震危险性进行综合地质判定认为,该区至少仍存在6段未来百年内大地震危险程度不同的地震空区,潜在的大地震震级为Mw6.6～7.3,其中危险性相对较高的段落主要是当江断裂带的当江—拉则段和结古—结隆断裂带上的结隆—叶卡诺段与桑卡—相古段.

羌塘盆地结构构造与油气勘探方向

羌塘盆地是我国陆域大型中生代海相沉积盆地，富含烃源岩，但结构构造非常复杂。结合野外观测及相关资料对地震反射剖面进行地质构造详细解释，良好地揭示了羌塘盆地结构和深部构造。羌塘盆地逆冲推覆构造延伸存在显著差别，北羌塘凹陷多格错仁逆冲推覆构造、阿木错逆冲推覆构造与南羌塘凹陷肖茶卡一双湖逆冲推覆构造、多玛一其香错逆冲推覆构造仅发育于盆地表层0～3kin深度范围，北羌塘凹陷龙尾错逆冲推覆构造、羌中隆起北缘逆冲推覆构造、南羌塘凹陷赛布错一扎加藏布逆冲推覆构造、拉萨地块北缘色林错逆冲推覆构造系统自地表向深部延伸深度超过6km，羌塘盆地深部还发育中生界底部逆冲系和基底逆冲系，伴有不同规模的褶皱构造。逆冲推覆构造形成活动时代包括晚白垩世、古近纪早期和古近纪晚期，晚白垩世与古近纪早期逆冲推覆构造运动导致构造隆升的裂变径迹年龄分别为87±5～75±4Ma、64±5～46±4Ma。经过多期逆冲推覆构造改造和褶皱变形，羌塘盆地中生界海相沉积地层与烃源岩显著增厚，为新生代晚期二次生烃及油气成藏提供了非常有利的地质构造条件；北羌塘凹陷发育万安湖向斜、半岛湖背斜、东湖向斜、阿木错向斜，南羌塘凹陷发育宁日圈闭、鲁雄错背斜、诺尔玛错圈闭、协德圈闭、崩则错圈闭，羌中隆起下伏侏罗系和三叠系烃源岩，色林错下白垩统下伏古近纪湖相沉积，这些构造部位都是油气勘探的重要靶区。

泛亚铁路滇西大理至瑞丽沿线主要活动断裂与地震地质特征

根据最新的遥感影像解译和地表调查成果,分析总结了拟建的云南大理至瑞丽铁路沿线区域最新的地表变形特征、主要活动断裂带的几何分布与运动学特征。结果显示,影响该区地壳稳定性的活动断裂带主要有10条,从东到西包括:点苍山东麓断裂、云龙-永平断裂带、保山断裂带、蒲缥-施甸断裂、太平-罗明坝断裂、镇安断裂带、龙新共轭断裂系、黄连河共轭断裂系、龙川江断裂和畹町断裂带,其中晚第四纪期间活动性最显著、对工程场地稳定性影响最大的是:点苍山东麓断裂带、保山盆地西缘断裂带、蒲缥-施甸断裂、畹町断裂带等。同时,通过整理分析近代强震资料发现,仅根据历史强震资料所揭示的高地震烈度区是不全面的,结合最新的活动断裂调查成果,对大瑞铁路沿线区域的地震烈度分区进行重新划分后,认为大瑞铁路工程场地区从东到西至少存在:大理-弥渡、保山、蒲缥-施甸、镇安-荆竹坪和瑞丽-畹町5个大于等于Ⅸ级的高地震烈度区,需要在铁路工程建设的抗震设防时给予重点关注。

西藏冈底斯银多金属矿化带的基本特征与成矿远景分析

在冈底斯斑岩铜矿带的北侧,发育一条与之平行的银多金属矿化带。文章对该银多金属矿化带的成矿构造背景、矿床类型及矿化特点进行了初步分析与总结。研究结果表明,该矿化带受旁多—措勤逆冲系的控制,呈近EW向带状展布,带内矿床多位于EW向逆冲断裂与近NS向张性构造的交汇部位;主要矿化类型为矽卡岩型和热液脉型;据矿化特点差异,以念青唐古拉为界,可分为东、西2段,东段以矽卡岩型Cu-Pb-Zn-Ag矿化为主,西段以热液脉型Ag-Pb-Zn矿化为主,西段矿床的银含量明显高于东段。该矿化带是大陆碰撞造山晚期或后碰撞伸展早期(25～15Ma)热液活动的产物。综合对比分析显示,该矿化带具有良好的成矿条件及巨大的成矿潜力,有望发展成为一条规模巨大的银多金属成矿带。

宁中白云母二长花岗岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及岩石地球化学特征

宁中白云母二长花岗岩出露于拉萨地块中部,应用SHRIMP锆石U-Pb测年,得到锆石壳部加权平均年龄值分别为190±8Ma、193±7Ma和191±10Ma,代表成岩年龄,属早侏罗世侵入岩;核部的继承锆石年龄值大体可分为2部分:300～500Ma为古生代基底锆石;1000～1500Ma为元古宙基底锆石,个别测点得到2160Ma和2356Ma的古老年龄值,反映源岩比较复杂,并提供了拉萨地块存在中元古-古元古代结晶基底的年龄信息。岩石化学分析结果表明:白云母二长花岗岩的SiO_2为73．14%～78．12%、K_2O为3．42%～5．72%,K_2O＞Na_2 O,AL/CNK为1．22～1．42,刚玉标准分子含量为3．18%～4．69%,属典型的强过铝花岗岩。微量元素Rb含量特别高(410×10^(-6)～737×10^(-6)),Sr含量低(9．2×10^(-6)～49．0×10^(-6)),Ba含量低(20．8×10^(-6)～127×10^(-6));稀土总量低,∑REE为38．59×10^(-6)～97．84×10^(-6),铕亏损中等—强烈(δEu=0．22～0．62);同位素比值^(87)Sr/^(86)Sr为1．150900～0．861037,^(143)Nd/^(144)Nd为0．511879～0．511993,反映岩浆主要来自于上部地壳泥质岩石的部分熔融。宁中白云母二长花岗岩属于S型花岗岩,形成于同碰撞构造环境,成岩时代为早侏罗世,应属于冈底斯构造带印支造山旋回晚期碰撞阶段的产物,对它的综合研究有助于进一步认识和研究冈底斯构造带的历史和构造演化过程。

根据湖相沉积碳氧同位素估算青藏高原古海拔高度

青藏高原湖相沉积碳氧同位素、海拔高度与年均气温存在函数关系。对青藏高原南部14个不同海拔高度的第四纪湖相沉积露头,在剖面不同部位采集了35个湖相沉积样品,结合海拔高度与年均气温的相关分析,建立了湖相沉积碳氧同位素古海拔高度计。再对青藏高原南部、青藏高原北部、东昆仑南部和柴达木盆地不同地点出露的渐新世、中新世早中期、上新世—早更新世湖相沉积地层,分别取样进行碳氧同位素分析,计算不同时期的古年均气温和古海拔高度。结果表明,青藏高原大部分地区中新世早中期整体隆升至海拔约4000m高度,五道梁—东昆仑南部中新世早中期整体隆升至海拔约3500m高度,柴达木盆地中新世早中期隆升至海拔约2500m高度。这些资料对认识青藏高原隆升时代和气候环境演化具有重要意义。

青藏高原渐新世晚期隆升的地质证据

国内外学者普遍认为,地壳缩短增厚是青藏高原隆升的主要原因,青藏高原隆升对环境变迁和东亚季风具有重要影响,但对青藏高原隆升时代存在不同认识。通过统计分析青藏高原中段新生代不同时期的地层倾角,表明区域褶皱变形主要发生于古近纪,中新世湖相沉积地层产状平缓,挤压构造变形微弱,说明地壳缩短增厚主要发生于中新世前。湖相沉积地层的孢粉分析结果表明,青藏地区热带亚热带阔叶林植被自始新世中期开始逐步减少,至中新世早期濒临消亡;暗针叶林植被自渐新世早中期开始逐步增加,至中新世早中期达到繁盛程度甚至居主导地位。根据这些地质证据,结合全球气候变化、古气温及年代学资料,综合推断青藏高原渐新世晚期隆升高度达到海拔4000m左右。

青藏高原腹地中新世早期古大湖的特征及其构造意义

青藏高原腹地五道梁群及相当层位的沉积地层呈缓倾斜或近水平产状,广泛分布于渐新世夷平面之上,厚度300～350m,富含白云质灰岩和泥灰岩,指示了中新世早期长期稳定的古湖泊沉积环境。根据五道梁群湖相沉积的分布范围,认为中新世早期在唐古拉山和昆仑山之间发育五道梁、北麓河、沱沱河、通天河和东温泉等面积5000～15000km2的古湖盆,在唐古拉山与冈底斯-念青唐古拉山之间发育安多、那曲、罗马、班戈、伦坡拉和双湖等面积1500～2000km2的古湖盆。根据ETM遥感和野外观测资料,发现中新世早期主要湖盆之间存在古湖水相互连接的通道,形成规模更大的巨型古湖,包括唐古拉山北侧面积超过10×104km2的青西古大湖和唐古拉山南侧面积超过5×104km2的藏北古大湖。青藏高原腹地中新世早期古大湖的发育时代为23.5～16.0Ma。

羌塘盆地隆鄂尼—昂达尔错古油藏逆冲推覆构造隆升

沿隆鄂尼—昂达尔错古油藏发现大量逆冲推覆构造,如北雷错东西两侧、隆鄂尼西北侧、比洛错东南侧、鲁雄错东西两侧,侏罗系烃源岩及含油白云岩沿低角度缓倾斜断层自北向南逆冲推覆于上白垩统红层之上,昂达尔错西北侧中侏罗统含油碳酸盐岩和碎屑岩自北向南逆冲推覆于三叠系灰黑色碎屑岩之上,形成不同规模的逆冲岩席、逆冲岩片、飞来峰和构造窗。高分辨率二维地震反射剖面显示,隆鄂尼—昂达尔错古油藏深部发育多重逆冲推覆构造;比洛错中侏罗统含油白云岩沿顶部双重推覆构造自北向南运移7-11km和12-15km,分别形成隆鄂尼古油藏和德如日古油藏;下伏三叠系及石炭系—二叠系沿底部双重推覆构造自北向南发生大规模逆冲推覆,前锋被向北逆冲的反向断层切割错断。野外观测表明,隆鄂尼—昂达尔错古油藏与羌中隆起北侧油苗带之间发育大量侏罗系逆冲岩席和飞来峰;深地震反射剖面构造解释进一步揭示,三叠系和侏罗系海相烃源岩经历自北羌塘向南羌塘长距离逆冲推覆构造运动,自北向南逆冲推覆运动导致侏罗系烃源岩及中侏罗统含油白云岩构造隆升,形成昂达尔错、隆鄂尼、德如日等古油藏。隆鄂尼—昂达尔错古油藏逆冲推覆及构造隆升主要发生于晚白垩世—古近纪。

国际合作INDEPTH项目横穿青藏高原的深部探测与综合研究

国际合作青藏高原与喜马拉雅深部剖面探测（INDEPTH）计划自1992年开展以来，圆满完成I、Ⅱ、Ⅲ3个阶段研究任务，揭示了喜马拉雅山和青藏高原腹地的地壳结构和深部构造，在国际核心期刊公开发表10多篇有重要影响的学术论文，受到国际地球科学界的高度评价。第四阶段计划是研究高原北部边缘，即东昆仑造山带和柴达木盆地的结构构造及其形成演化，并与南部喜马拉雅造山带加以对比。经过多次野外地质踏勘，选定剖面的工作路线，2007年各方正式签订协议，并共同开展了野外调查，圆满完成了横穿东昆仑造山带和柴达木盆地的100km垂直深反射地震、300km广角地震反射以及59个宽频带天然地震台站的野外观测施工任务。中方项目组还在东昆仑南部厘定出渐新世晚期一中新世早期大型逆冲推覆构造系统，发现青藏高原渐新世晚期-中新世早期整体隆升的重要证据。2008年将继续天然地震观测，还将开展大地电磁测深、重力、地质构造剖面观测和反射地震数据处理；2009-2010年将利用各类深部探测资料，综合研究青藏高原北部的地壳结构、岩石圈构造和深部过程。

青藏铁路沿线断裂活动的灾害效应

青藏铁路沿线发育大量不同方向、不同性质、不同类型和不同规模的活动断裂。这些活动断裂对地震分布具有显著的控制作用,形成了12条区域性地震构造带。一些重要的活动断裂的平均运动速度达4～15mm/a,能够孕育6～7级以上的强烈地震,导致严重的地震灾害。在青藏高原北部常年冻土区,断裂活动不仅导致路基变形、路面破裂和工程破坏,还诱发不均匀冻胀、构造裂缝和移动冰丘等地质灾害,对青藏铁路、青藏公路和输油管道等线路的工程安全产生不良影响。断裂蠕滑运动与地下水活动、不均匀冻胀的耦合效应使青藏公路安多段路基松动和路面强烈变形,对青藏铁路的工程安全造成潜在威胁。

藏南错那-沃卡裂谷的第四纪正断层作用及其特征

地表调查发现,位于西藏南部的错那-沃卡裂谷带包含了3个相对独立的地堑-半地堑——沃卡、邛多江和错那-拿日雍错地堑（从北到南）,并构成了该区重要的近SN向控震构造带。该裂谷带整体的展布方式及其中各地堑主边界断裂带的正断层活动指示了100°±2°的区域伸展方向。各边界断裂带的活动强度分析表明,断裂的平均垂直活动速率介于0.3-1.9mm/a。其中,末次盛冰以来合理的活动速率估算值为1.2-1.5mm/a,而末次间冰期以来的活动速率只有（0.6±0.3）mm/a,暗示该裂谷带的断裂活动行为可能类似于地震的丛集活动,存在间歇期与活跃期交替出现的特点。综合分析认为,中-下地壳物质的近EW向伸展或流动所导致的上地壳均匀拉张模式可能是该裂谷带的主要成因。

青藏高原晚新生代孢粉组合与古环境演化

对取自沱沱河盆地、通天河盆地、那曲盆地、东温泉盆地、乌郁盆地的新近纪湖相沉积与取自巴斯错、错鄂、纳木错的晚第四纪湖相沉积,进行孢粉分析;结合西宁—民和盆地、伦坡拉盆地、南木林盆地、渭河盆地的孢粉资料,分析青藏及邻区新生代晚期古植被和古环境的演化过程。发现渐新世晚期—中新世早期青藏与周边邻区的古环境发生了显著分异,导致青藏地区热带亚热带植物濒临消亡,与全球温暖气候条件和青藏地区古纬度环境不符,是青藏高原隆升的重要标志。中新世早期—第四纪晚期,青藏高原落叶阔叶林和针叶林呈现总体减少趋势和准周期性波动,与全球气候变化呈良好对应关系。第四纪晚期草本植物含量逐步增高,出现蒿—松—桦为主,针叶林、落叶阔叶林、灌木、草本植物混生的植被景观。