湘南—桂东北地区寒武—奥陶纪沉积岩碎屑锆石U-Pb年代学特征及其地质意义

本文利用LA-ICP-MS分析技术,对湘南—桂东北地区寒武纪和奥陶纪沉积岩进行了碎屑锆石U-Pb年代学研究。获得有效年龄数据239组,年龄值变化范围较大（3146-474 Ma）,主要集中分布于2633-2473 Ma（峰值2500Ma）,1880-1521 Ma（峰值1650 Ma）,1146-911 Ma（峰值970 Ma）,896-720 Ma（峰值800 Ma）和682-474 Ma（峰值520 Ma）5个时间段。4件样品均记录了古太古代—中太古代年龄信息,同时以1146-911 Ma和896-720 Ma两个时间段年龄最集中,反映全球Grenville造山事件和全球Rodinia超大陆裂解事件对研究区影响显著。此外,本次还获得大量泛非期（520 Ma左右）锆石年龄,认为全球泛非事件对华夏地块及其邻区影响显著,反映华夏地块与冈瓦纳大陆可能有一定亲缘性。结合前人资料,认为研究区位于华夏地块和扬子地块西南段碰撞拼合带,研究区地层同时接受两地块物质沉积,物源主要来自华夏地块。

湖南阳明山复式花岗岩的岩石成因:锆石U-Pb年代学、地球化学及Hf同位素约束

湖南阳明山复式岩体位于扬子地块和华夏地块的结合部位,岩体主要由白果市-土坳黑(白)云母二长花岗岩、阳明山二云母二长花岗岩、大江背电气石白云母二长花岗岩、大源里黑云母正长花岗岩组成,利用LA-ICPMS锆石U-Pb定年分别给出228.6±1.4Ma和205±1.8Ma、229.0±2.0Ma和221.8±1.3Ma、218.2±2.0Ma、217.8±1.6Ma的谐和年龄。综合野外观察、地质测量,阳明山复式花岗岩体可能经历了4期岩浆活动:~229Ma、~221Ma、~217Ma、~205Ma。各期次岩石总体具有高碱(ALK平均值8.55%)、高铝(Al2O3平均14.47%)、高磷(P2O5平均值0.25%),低硅(SiO2平均值71.74%)、低铁(Fe2O3T平均值0.92%)、低镁(MgO平均值0.19%)低Ca(CaO平均值0.64%)等特征。铝饱和指数A/CNK值为0.97%~1.30%,大部分大于1,属高钾钙碱性过铝-强过铝花岗岩。稀土配分模式表现为轻稀土相对富集,重稀土相对亏损,具有强烈的负Eu异常。在标准化蛛网图上,富集大离子亲石元素(U、Th、K)和Pb,明显亏损高场强元素(Ti、Nb)和Ba、Sr等元素。上述特征指示阳明山花岗岩是印支晚期同源岩浆多次脉动侵入的复式岩体并具有S型花岗岩的地球化学特征。锆石的εHf(t)值均为负值(集中在-12^-5之间),两阶段模式年龄(tDM2)主要集中在1.28~1.60Ga,推断是古老地壳部分熔融的产物。结合其形成年龄和区域构造背景,本文认为阳明山复式岩体是印支运动由挤压构造向伸展构造转换加厚地壳发生局部伸展-减薄的机制下,中元古代变质泥岩部分熔融形成,并经历了分离结晶作用,其形成温度850~875℃,压力约为7×108~10×108Pa,相当深度为26~30km。

广西富川岩鹰嘴W-Mo-Cu多金属矿区斑岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其地质意义

岩鹰嘴W-Mo-Cu多金属矿床位于桂东北W-Mo多金属成矿带中部,矿体产于岩鹰嘴斑岩体内及其接触带矽卡岩中,成矿作用与斑岩体密切相关,但对于该矿床成矿斑岩形成时代至今仍没有精确的年龄数据。本文通过对与该矿床成矿有关的花岗斑岩和花岗闪长斑岩进行LA-ICP-MS锆石U—Pb同位素测年,获得其成岩年龄分别为(426.2±2.3)Ma和(426.9±2.3)Ma,说明岩鹰嘴斑岩体是加里东期区域构造-岩浆活动的产物。结合区域构造演化、区域成岩成矿时代对比和矿床地质特征,推测岩鹰嘴W-Mo-Cu多金属矿区成矿作用和岩浆活动可能发生于晚志留世,形成于华南加里东运动由挤压向伸展转换的构造背景下,并与桂东北地区加里东期W-Mo成矿作用产于同一时期、同一构造背景,间接表明在加里东期桂东北地区可能存在一定强度的W-Mo-Cu成矿作用。此外,NE向构造-岩浆带、斑岩体分布带及矿化区外围是寻找斑岩-矽卡岩型W-Mo-Cu多金属矿床、同系列矿床以及隐伏矿床的有利地区,今后应加强该区加里东期花岗岩、花岗斑岩出露区的找矿勘查工作。

尼玛地震(M_S5.2)临震预测和流变构造

俄罗斯科学院西伯利亚分院克拉斯诺亚尔斯克科学中心特殊技术设计局Sibgatulin于2013年5月7日11时55分,将天然电磁脉冲异常信息及分析意见通报给文章第一作者曾佐勋,指出在武汉的东、西两个方向上,具有发生MS6级左右地震的可能性。2013年5月7日22时20分,山东平原县职业中专宋松将其与宋科夫根据震兆日晕结合＂七式、六形还原测震法＂做出的地震预测意见通报了曾佐勋。意见中指出,2013年5月7—20日左右（甚至会在7天内）,在新疆、青海、与西藏交界附近,将发生MS5.5~6.2的地震。在Sibgatulin和宋松等人的预测基础上,利用卫星热红外排气点观测法,曾佐勋于2013年5月8日0时54分,向宋松、王杰、潘黎黎发出预测意见。预测10日内有可能在西藏的排气点（31.5°N,89.0°E）发生MS6.0级左右地震,并于5月8日8时34分,向3人补充了另一排气点（31°N,86°E）的观测情况。2013年5月15日18：54：30,西藏那曲尼玛县（31.6°N,86.5°E）发生MS5.2级中强震,震源深度为10km。此次地震的发震时间落入宋松和曾佐勋的预测窗口;震中落入曾佐勋根据第二个排气点给出的预测范围;震级基本上落入Sibgatulin、宋松、宋科夫以及曾佐勋的预测范围。尼玛地震临震预测成功的意义在于这是一次两国三方合作的范例,也进一步验证了＂地震预测需要多方法的综合分析＂的认识。对该地区地壳结构剖面和活动断裂研究表明,此次地震的发震断层为来多—措迈北北西向右行走滑正断层;地震能量的积聚和存储与中地壳高导低速层关系密切;西藏地区断层活动受南北向挤压、东西向拉伸的现今构造应力场控制。

青藏高原东北隅马衔山断裂带及周缘白垩纪——新生代沉积和构造变形历史

马衔山断裂带地处青藏高原东北隅陇中盆地的腹地,分隔了北部的兰州盆地和南部临夏盆地,该断裂带的变形特征记录了该地区白垩纪—新生代时期的构造演化历史。本文通过对马衔山断裂带的运动学分析并结合区域地层序列,建立了三阶段的变形历史。第一阶段近WNW–ESE向伸展作用控制了马衔山断陷盆地的伸展断陷和早白垩世河湖相沉积,在晚白垩世晚期—古新世早期(~80–60Ma)在NNW–SSE向挤压作用下,断裂发生右旋走滑活动,盆地挤压反转。该阶段的断层活动和盆地发育的板块动力主要来自亚洲大陆南部和东部陆缘新特提斯洋—古太平洋俯冲汇聚。第二阶段表征为古近纪(~60–23Ma)构造挤压与走滑拉分盆地的发育,晚古新世—晚始新世地层主要分布在西宁盆地、兰州盆地、马衔山东南段等区域,在马衔山地区这期挤压应力方向为NNE向,是印度—欧亚大陆碰撞的远程响应。第三阶段为中新世(~23Ma–)时期。早期(~23–13Ma)马衔山北缘断裂以正断层活动为主,控制了断裂带东南段中新世红黏土沉积,引张应力方向为NNW–SSE。中新世晚期(~13Ma起)以来,构造应力体制转变为ENE–WSW挤压,其造成马衔山地区周缘山系的快速隆升。

天水地震核心区的确定及其特征和意义

根据天水区域构造、高分辨地震折射剖面、大地电磁测深剖面、S波速度结构剖面及新生代火山岩等资料,探讨了天水地区的壳幔结构特征,认为天水地区存在一个大型地幔热隆,进而分析了该区孕震、发震的条件,建立了该区三层次地震构造模式。结合该区历史地震的情况和分布规律,提出天水地震核心区的新概念。地震核心区是根据地震形成机理、地震控制因素的相互关系、历史地震分布规律而圈定出的有研究意义和需要重点监测和预测的地区。该地震核心区确定的依据包括位于两组或多组构造的交点、深部存在地幔热隆、具备孕震和发震的条件和区内发生过历史强震并呈放射状4个要素。核心区边界是在综合地幔热隆规模、形态以及两组构造的宽度、强度的基础上,参考历史地震的分布而圈定的。天水地震核心区的提出是多学科联合科研攻关的实例。天水地震核心区是研究地震形成机理和分布规律的理想基地,同时也是我国地震监测预测工作的重点地区。

都江堰地震(M_S4.1)短期预测和流变构造分析

2013年6月2日22时23分,重庆万州吴达兵给曾佐勋发送了四川绵阳网友"光耀vision"于2013年6月1日19时38分拍摄的云图。通过吴达兵本人创建的"云地映对"法,初步识别出该云图对应龙门山地区。6月3日11时44分的电子邮件中,曾佐勋提出请吴达兵根据云地映对法"标注几个地名","帮助标出索状云汇聚中心点的经纬度,怀疑是震中位置",并提出似乎北面还有一个汇聚中心。当日15时17分,吴达兵给曾佐勋发来了标注地名和索状云汇聚中心经纬度(31.27°N,103.90°E)的云图。虽然北面的汇聚中心没有标注经纬度,但是地名很具体。2013年6月3日17时16分,曾佐勋在答谢吴达兵地名标注和汇聚中心经纬度标注的同时,提出了一个预测意见:利用绵阳网友拍摄云图和吴达兵云地映对标注,结合6月3日沿龙门山断裂带北段的(长条状)地球排气观测及卫星重力资料分析,预测震中应该在北川县陈家坝乡(31°N,104°E),震级应该在MS5.5±0.5,发震时间估计2个月内。曾佐勋的这一短期预测,显然重点考虑了北面汇聚中心。这是因为云图区北面索状云汇聚中心对应区的卫星重力异常梯度更加明显。2013年7月8日7时39分,在都江堰市与汶川县交接处靠近都江堰市一侧发生了MS4.1级地震,震中位置是31.3°N,103.6°E。与云图中南面汇聚中心相当一致。与曾佐勋预测的北面汇聚中心(31°N,104°E)相距仅50.6km。发震时间落入2个月预测值时间窗口。预测震级略高于实际地震的震级,误差0.9级。综合地震预测三要素与实际发生的都江堰地震三要素的对比分析,都江堰(MS4.1)地震是一次利用云地映对、地球排气与卫星重力异常相结合的成功短期预测。值得注意的是,云团中的两组索状云形成两个汇聚中心。其中一个汇聚中心已经发震,另一个汇聚中心可能孕育着下一个中、强地震。本文初步认为,弧形索状云是由于局部地面超低频震荡导致水蒸气和尘埃形成波纹。综合构造背景、卫星重力异常和该区的震源机制解分析认为,都江堰(MS4.1)地震的发震断层为北川—映秀断裂,与汶川MS8.0地震发震断层相同,为逆冲兼右行走滑性质。都江堰地震是汶川(MS8.0)地震的余震,二者具有相同的成因机制:印度板块向北推挤作用下,松潘-甘孜地块向东推覆到四川盆地之上,引起北川—映秀断裂逆冲兼右行走滑活动,造成中地壳密度突变的差异流变区积累能量突然释放。

台湾南投地震(M_S6.7)短期预测、中期预测和流变构造分析

回顾了不同方法对于台湾南投（MS6.7）地震的成功中期预测和短期预测,分析了南投地震的构造背景及发震机制。根据太阳黑子数为主要参数的太阳活动度分析,曾小苹和林云芳于2013年4月预测2013年台湾高雄—南投—花莲一带,将发生MS7.0地震。2013年5月12日,沈宗丕和林命周根据＂磁暴月相二倍法＂做了一个短期和临震预测：2013年6月19日前后5天或10天左右,台湾省或邻近海域在内的地震带可能发生一次MS7.5~8.0级左右的大地震。2013年5月26日,张建国向部分专家通报了基于他自创的全球地震天象干支序列预测图谱做出的中期预测：发震时间为2013年4月24日—2014年2月10日（高危时区为阴历4—5月）;预测地区为嘉义—台南—南投—云林（23.0°~23.4°~24.0°N,120.0°~120.6°~121.2°E）;预测震级为MS6.2~6.6~7.2。利用地震云和云地映对分析和陈界宏的磁异常交点,2013年5月26日23：55,重庆万州吴达兵预测在2013年6月中旬以前台湾云地映对地区（24°±0.2°N,121°±0.2°E）将发生ML6.2±0.4地震。2013年5月27日,黄建文明确发出台湾南投应力集中警报;5月29日,又发布强应力集中持续增强特别警报。2013年6月2日13：43,台湾南投（23.87°N,121.00°E）发生MS6.7（ML6.3）地震,震源深度9km。发震时间落入吴达兵的短期预测区间;落入张建国的高危时区（阴历4—5月）;比沈宗丕和林命周预测的短期预测时间范围提前7天;分别落入曾小苹和林云芳的中期预测范围。震中位置与吴达兵的预测完全一致;与陈界宏磁异常交点基本一致;准确落入张建国的预测区间;与曾小苹和林云芳的预测地区一致。震级与吴达兵的预测震级高度一致;落入张建国的中期预测范围;与曾小苹和林云芳的震级预测基本一致。经过对比可以看出,吴达兵的短期预测、张建国的中期预测、曾小苹和林云芳的中期预测都是成功的。沈宗丕和林命周的时间预测是基本成功的。构造分析、震源机制解和卫星重力异常分析结果表明：屈尺—潮州逆冲断裂是南投地震发震构造;南投地震的发生与菲律宾板块向NWW入欧亚板块中下地壳并使台湾中央山脉向其西侧台湾海峡盆地逆冲有关,是卫星重力异常梯度带或地壳密度陡变带边缘与盆山边界断裂带交汇处积累的能量突然释放的结果。

秦岭构造带徽成盆地白垩纪-新生代构造应力场演化历史"

沿凤-太断裂带发育的徽成盆地斜切秦岭构造带,成为东、西秦岭构造地貌的分界带。该盆地由上部成县群和下部东河群2套地层序列组成,之间为角度不整合接触。基于沉积地层序列、野外断层滑动矢量运动学分析和古构造应力场反演,结合上部成县群磁性地层学的研究结果和基性岩脉的年代测试结果,确定了该盆地2期伸展断陷成盆阶段和3期构造挤压改造的交替演化历史。认为下部盆地形成于早白垩世时期(107Ma之前),成盆应力场为NWW- SEE引张,与东西向勉略断裂带左旋走滑拉分作用有关,其中加积了一套河湖相砂砾岩沉积。该走滑盆地在沉积晚期遭受NW- SE向挤压应力作用,控盆边界断层发生反转,地层发生宽缓的褶皱变形,基性岩脉侵位其中(107Ma)。上部新生的断陷盆地很可能形成于早白垩世晚期-晚白垩世(自107Ma以来),受NW- SE引张作用,沿凤-太断裂带发生复活,其中堆积了一套河流相红色砂泥岩和砂砾岩沉积地层。该断陷盆地遭受2次挤压应力场的改造:早期NNW- SSE向挤压、晚期NNE- SSW向挤压,这两期挤压作用使控盆边界断裂(凤太断裂、勉略断裂)发生构造反转,地层陡倾,但盆地内部变形较弱。与区域构造演化历史对比,认为这两期挤压应力作用分别发生在白垩纪晚期与古近纪。

岷县地震(M_S6.6)指纹法临震预测

2013年7月22日7时45分,在甘肃定西市岷县和漳县交界处(34.5°N,104.2°E)发生了MS6.6级地震,震源深度20km,死亡95人,伤1 366人,经济损失达210亿元。文中回顾利用第一作者独创的指纹法对于此次地震做出临震预测的过程与依据,并探讨发震断裂与发震机制。利用SW地震前兆监测仪(简称SW仪),输出地磁分量、地电分量、地应力分量、谐振分量、地倾斜分量等9通道或15通道异常分量-时间曲线,当压缩时间轴,就可以输出不同的异常几何图像。不同地区的地震具有不同的前兆几何图像。相同地区的地震具有相同或相似的前兆几何图像。因此,可以根据特定前兆几何图像,找到将要发生地震的震中位置。这就相当于每个人都有特定指纹,根据指纹可以找到对应的人。所以,利用SW仪输出图像预测地震的方法称为指纹法。按照7年来对于前兆图像与对应指纹之间关系的观测,一般是提前6天收到临震指纹信号。震级预测则需要对于同通道指纹波幅进行比较与计算。于是,指纹法创造出单台站预测全球地震三要素的奇迹。作为专家内部交流,2013年7月15日10:45,根据2013年7月14日第五通道指纹与2013年6月2日同通道指纹的对比,文章第一作者预测2013年7月19日,甘肃(35.19°N,103.69°E)将发生MS5.1级地震。2013年7月22日定西市岷县MS6.6级地震表明,预测震中准确,发震时间比预测时间仅仅延迟3天,震级比预测值大1.5级,总体上是一次成功的临震预测。构造背景、地壳结构和震源机制研究认为,临潭—礼县左行逆冲活动断裂是定西岷县地震的发震断裂。中地壳低速(高导)层尖端与临潭—礼县左行逆冲断裂接合部位是流变界面能量释放的震源位置,为板内地震三层次构造模式提供了一个新的案例。

鲁甸地震(M_s6.5)临震预测、中期预测及中地壳流变结构

2014年8月3日16时30分,在云南省昭通市鲁甸县(27.1°N,103.3°E)发生Ms6.5地震,震源深度10km,死亡617人,失踪112人,受伤3 143人,受灾人口108.84万人.根据月亮赤纬角、太阳黑子极值年等周期变化及两者的叠加效应,总结出2013—2014年是云南强震高危期,具备Ms7地震的发生条件.次年,利用基础SW前兆仪的临震预测指纹法信息,制定了2014年底211号地震预测表,预测了2014年8月四川(26.18°N,105.33°E)将发生Ms5.3地震发生.2014年8月3日云南鲁甸Ms6.5地震表明:这次地震的指纹法预测时间相差1天,震中相差226km,震级误差Ms1.2.通过构造背景、地壳速度结构和震源机制研究,NW向的包谷垴-小河左旋走滑断裂是鲁甸地震的发震断裂.中下地壳低速(高导)体与包谷垴-小河断裂交接部位是流变界面能量释放的位置,即本次地震的震源位置,为板内地震三层次构造模式提供了一个新的案例.

云南迪庆5.9级地震构造背景、深部流变结构与发震机制

2013年8月31日8时4分,云南省迪庆藏族自治州香格里拉县(28.12°N,99.4°E)发生5.9级地震,震源深度10km.区域范围内历史地震频繁,为滇西北地震多发区.据震源机制解结果,此次地震为正断兼左旋走滑型地震,NW向截面产状与德钦-香格里拉-中甸断裂基本吻合.利用EIGEN-6C2模型对震中附近进行布格重力异常探讨,震源位置位于莫霍面起伏部位,下部地壳厚度不稳定之处;而从P波速度与地壳结构剖面可知研究区上地壳底部存在低速层,认为韧性低速层与地震能量的积聚和存储关系密切.而韧性低速(高导)层与德钦-中甸断裂交接部位,是流变界面能量释放的位置,即本次地震的震源位置.这为板内地震3层次构造模式提供了一个新的案例.

对流层大气甲烷浓度对地震活动的响应

根据气候要素的特征周期,利用小波分析方法,从大气对流层甲烷体积混合比产品中分解、识别并去除气候和人为因素对应甲烷浓度变化分量,从而提取出地质活动所引起的甲烷异常幅值变化信息.在此基础上,以龙门山和玉树地区为例,研究了甲烷异常幅值与地震活动间的关系.研究表明:甲烷异常幅值与地震活动存在明显的对应关系;龙门山地区3年间(2004—2006年)共出现甲烷异常峰值13次,玉树地区2年间(2004—2005年)共出现14次;其中21次(78%)甲烷异常峰值与地震峰值出现的时间间隔不超过2个月;两个研究区的间隔天数随时间演化非常同步,均呈现先降后升的规律;龙门山地区异常增幅与地震能量峰值存在明显的正相关关系,而玉树地区则不存在.最后,初步探讨了甲烷异常产生和变化的原因,认为地源甲烷来源于壳-幔流体的上涌;其值的波动与韧性流变层中地质流体的存储状态及中上地壳"微破裂"、"破裂链"的发育过程有密切关系.

三峡库区巴东地震(M_s5.1)成因机制及次声波信号

2013年12月16日三峡库区巴东发生Ms5.1地震.根据eigen-6c2模型研究了巴东地区的8-638阶卫星重力异常，结果表明：该地区场源深度为10km的地壳为局部重力低异常，反映了该处物质密度较周围偏低，形成低密度层.同时，研究了该地区速度结构剖面，结果表明：巴东地区地壳5-9km及10-15km深处存在上下两个低速层，上部低速层与水库渗水有关，下部低速层与地幔热流体的上涌有关.低密度层和低速层的确定为韧性流变层的存在提供了证据.巴东地震是地壳深部能量的长期集聚与突发释放，属构造地震.然而，库水下渗引起的上部低速异常降低了断层活动的阈值，震前库水载荷的变化对此次巴东地震的发生起到了触发作用.通过对比次声波和地震波，我们得出次声波仪记录到的异常信号为本地次声波.

四川盆地东部垫江盐盆早三叠世嘉陵江组四段杂卤石成因及对成钾的指示

四川盆地三叠纪是主要的成钾期,目前发现的主要含钾矿物为杂卤石,有关早三叠世嘉陵江组四段石盐岩中杂卤石成因一直存在争议.采用薄片鉴定、扫描电镜、稀土元素和锶同位素等手段,分析了四川盆地东部垫江盐盆长寿地区嘉陵江组四段石盐岩中杂卤石矿物形态特征,初步探讨了该杂卤石成因及对寻找海相钾盐的指示意义.扫描电镜下与石盐岩共生的杂卤石主要为针状和长柱状,自形程度较高;含杂卤石盐岩相对富集轻稀土,亏损重稀土,无明显的Eu和Ce异常,表现出与海水稀土元素配分模式一致的特征,表明其具有海水来源.长平3井石盐岩样品^(87)Sr/^(86)Sr值为0.708151~0.7082^(86),变化较小,与三叠纪海水值基本一致,说明杂卤石是海水高度浓缩的产物.垫江盐盆嘉陵江组四段石盐岩中杂卤石主要为原生杂卤石,表明该地区石盐岩沉积时古卤水已经接近或达到钾盐析出阶段,原生杂卤石接近了盐湖的浓缩中心,因此垫江盐盆是有利的找钾区.