重力异常反映的郯庐带中南段构造边界与应力场

为解决传统基于重力场数据一阶导数定义的总水平导数和解析信号振幅存在无法均衡深浅异常振幅的问题,应用重力全张量梯度数据,提出改进的倾斜导数地质体边界识别方法NTD_(M)。经模型验证,NTD_(M)在收敛性、抑噪性和边界识别精度方面均有提升。利用NTD_(M)将郯庐带中南段及邻区划分为14个边界较为清晰的构造单元,借助垂线偏差数据对郯庐带中南段的构造应力场和壳幔密度差进行反演。结果显示,二者在水平方向上存在显著差异,在空间上显著相关,构造应力最大差异值约为16 MPa,壳幔密度差约为0.2 g/cm^(3),构造应力等值线密集处与构造单元划分的边界以及地震分布情况对应较好。郯庐带中段最大主应力方向为NEE-EW,南段主应力方向以EW-NWW为主,总体呈EW向,与震源机制解、地应力测量和GPS反演结果具有较好的一致性。

哀牢山—红河断裂带中南段新生代构造活动的年代学证据

运用同位素年代学研究哀牢山—红河断裂带的构造演化历史已获得众多成果,但尚未有从低温—中温—高温系统的角度构建热演化史过程的研究,断裂带左旋走滑的启动时间仍存在争议。总结了哀牢山—红河断裂带中南段的年龄数据,通过分析认为相同同位素体系厘定的年龄值从南东端到北西端变新,差异性减小;将研究区分为北、中、南3段,使用低温、中温、高温年龄构建时间-温度(T-t)变化曲线,热演化史表明断裂带经历了2期冷却历史,冷却速率和隆升剥蚀速率的时空变化记录了伸展应力自南向北依次传播、转换拉张强度在传递过程中逐渐减弱、断裂活动性明显减弱的过程;将断裂带构造活动划分为快速左旋走滑阶段(35~20 Ma)、左旋走滑逐渐减弱阶段(20~6 Ma)及右旋走滑阶段(6 Ma至今)。断裂构造活动反映了印度—欧亚板块碰撞过程中,青藏高原东南缘的应力持续调节过程。

郯庐断裂带中南段地壳厚度与泊松比研究

郯庐断裂带中南段与西太平洋板块俯冲以及华北克拉通破坏密切相关,研究其深部结构对于了解郯庐断裂带构造演化过程、强震的孕震机制具有重要意义.本文利用密集台阵波形资料,采用接收函数H-κ叠加方法获得郯庐断裂带中南段的地壳厚度和泊松比.结果显示,郯庐断裂带中南段的地壳厚度分布以庐江和新沂为分段点呈现出与地质构造相关的南北向分段特征:南段的断裂带西侧的地壳厚度比东侧厚约5 km,中段的断裂带两侧厚度差异减小至约3 km,而北段则表现为断裂带下方隆起特征.郯庐断裂带沿线的地壳泊松比较高,推测是地幔物质的热侵蚀和化学侵蚀所致.根据艾里地壳均衡理论,南段地壳厚度与地表高程相关,基本符合艾里地壳均衡模型;而中段两侧地表高程基本相同,两侧地壳厚度差异表明不符合艾里地壳均衡模型,可能与断裂带西侧的华北克拉通岩石圈比东侧扬子克拉通岩石圈具有更高密度有关,高密度岩石圈产生向下“拖拽力”导致莫霍面相对理论值偏深;北段的莫霍面也偏深,与中段断裂带西侧情况类似,该区域基本位于华北克拉通块体.在郯城地震破裂范围内,存在莫霍面的不平滑过渡、活动块体的边界带以及断裂的分叉与交汇这三类结构特征.在上述结构特征的区域应力更集中,从而孕育产生了1668年郯城8.5级地震.

大兴安岭中南段铜矿地质特征及矿床成因研究

位于中国东北部的大兴安岭地区,拥有丰富的矿产资源。其中包括铜、金、银、钼以及其他金属。这些矿产资源的形成和分布与该地区独特的地质特征密不可分。为了评估地质灾害和环境影响,对该地区的地质特征及矿床成因展开研究至关重要。因此,本文的研究重点聚焦于大兴安岭中南段的铜矿地质特征及矿床成因。

大兴安岭中南段甘珠尔庙地区晚中生代两期花岗岩的时代、成因、物源及其构造背景

大兴安岭晚中生代岩浆活动在东北亚晚中生代构造岩浆演化研究中具有重要意义。本文首次报道了大兴安岭中南段甘珠尔庙地区5个晚中生代花岗岩体的锆石U-Pb年龄和地球化学研究结果。这些岩体形成于晚侏罗世(154Ma)和早白垩世(139~125Ma),显示高硅富碱特征,属高钾钙碱性系列,为高分异钙碱性I-A过渡型花岗岩,其中,早白垩世花岗岩分异程度高于晚侏罗世花岗岩。锆石Hf同位素特征显示,这些花岗岩源区以年轻物质为主,其中,晚侏罗世花岗岩εHf(t)值(+9.9^+15.9)高于该区底侵的新生下地壳,源区可能有更年轻的新底侵物质参与。早白垩世花岗岩εHf(t)值略低(+3.4^+13.9),其物源主要为底侵的新生下地壳和古生代俯冲增生杂岩混源,可能还混有少量更年轻的新底侵物质。结合区域资料分析,甘珠尔庙地区晚中生代花岗岩形成于后造山伸展背景,这种背景可能与蒙古-鄂霍茨克洋闭合碰撞后伸展有关。

大兴安岭中南段塔尔气地区满克头鄂博组流纹岩年代学和地球化学研究

对出露在大兴安岭中南段塔尔气地区的满克头鄂博组的流纹岩进行了详细的年代学和地球化学研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,流纹岩形成于143～141 Ma,时代为早白垩世早期,而不是以前认为的晚侏罗世。地球化学特征表明该时期流纹岩属高钾钙碱性过铝质岩石,球粒陨石标准化稀土配分曲线呈轻稀土富集的右倾形式,(La/Yb)N=2.55～12.82,具有明显负Eu异常。原始地幔标准化图解显示大离子亲石元素(LILE)Rb、Th、U、K、Pb的富集及高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Ti、P的强烈亏损,这是壳源岩浆的特征。流纹岩锆石εHf(t)=+4.6～+10.9,二阶段Hf模式年龄为501～905 Ma,反应其源区物质主要为早古生代—新元古代时期增生的年轻地壳物质。满克头鄂博组流纹岩形成于造山后伸展环境,可能与蒙古—鄂霍茨克洋闭合后的岩石圈伸展作用相关。

大兴安岭中南段铜多金属矿床成矿系统

在区域地质背景分析和典型矿床研究的基础上,通过对大兴安岭中南段铜多金属矿床成矿地质特征的分析,阐明了该区铜多金属矿床的空间分布、容矿围岩、与成矿有关岩体和成矿时代,运用区域成矿学研究方法将该区铜多金属成矿初步划分为燕山期斑岩热液、印支—燕山期动力热液和晚华力西—燕山期热水喷流沉积叠加后期热液3个成矿系统。研究表明,本区应重视在侏罗世—白垩世火山岩区寻找大型铜多金属矿床,加强在已知矽卡岩型或热液脉型矿床的深部和外围寻找斑岩型矿床。

郯庐断裂带中南段及邻区Pn波速度结构与各向异性

郯庐断裂带是一条纵贯我国大陆东部NNE走向的巨型深断裂,其中南段及邻区（115°E—122°E,29°N—38°N）跨越了华北断块区、扬子断块区和华南褶皱系三大一级构造单元,由于其重要性和复杂性,长期以来一直是地学家们研究的热点.本文从国际地震中心（ISC）、中国地震台网及区域地震台网的地震观测报告中精心挑选出6381个Pn震相数据,用Pn波时间项层析成像法反演得到了郯庐断裂带中南段及邻区上地幔顶部Pn波速度结构和各向异性.结果显示,研究区上地幔顶部具有显著的横向非均匀性,相对于7.95km·s-1的平均速度而言,Pn波速度值在7.68-8.24km·s-1范围内变化.Pn波速度分布在郯庐断裂带中段和南段具有分段性：沿中段及周边存在一NE向低速异常带,低速可能是由于岩石圈的减薄和软流圈的高温物质沿郯庐带上涌导致;沿南段表现为一NNE向弱高波速异常带,作为高低速的边界带清晰地勾勒出了华北与扬子这两个不同块体,该边界在江苏域向华北地块NW方向凹进.Pn波速度各向异性的强弱与速度分布存在一定的相关性.总体上,如鲁西隆起及以南等低速区、茅山断裂附近的高低速过渡带,其速度各向异性较为强烈;而在具有高速异常的苏北盆地、合肥盆地等稳定区域下方其各向异性较弱.本文通过Pn波震相基本未能探测到郯庐断裂带中段的方位各向异性,推测是上地幔顶部被＂冻结＂下来的各向异性痕迹被软流圈热物质上涌这一强烈构造运动削弱所导致.南段具有与断裂伸展方向近乎平行的快波速方向.Pn波速度横向变化和强震活动存在一定关联.强震主要发生在Pn波低速异常区或高低速过渡带上.郯城8.5级地震震中位于中段和南段高低速过渡带,该区域也是速度横向变化最大的地方,最容易集中应力和产生应力差.

郯庐断裂带中南段闭锁特征与地震危险性分析

利用华北地区1999~2007、2013~2017两期GPS水平运动速度场数据,采用块体负位错模型,分别反演了郯庐断裂带中南段不同段的断层闭锁程度和滑动亏损速率分布;结合地表应变结果,综合分析了郯庐断裂带前后两期的变形差异特征,并探讨了其与日本3·11地震间的可能关系。研究结果表明:日本地震后,郯庐断裂带中南段郯城以北的段落闭锁程度有所减弱,中南段东部地区主张应变率增强,处于拉张状态;日本大地震的发生对郯庐断裂带中南段的应变积累起到一定的缓解作用。2013~2017最新一期反演结果显示莒县以北断层闭锁程度仍较高,闭锁深度较深,为右旋挤压亏损,是1668年郯城地震的未破裂段;莒县以南到泗洪附近断层闭锁程度较低,无滑动亏损积累;泗洪以南到嘉山段断层闭锁程度较高,是历史地震的未破裂段,同时该地区小震不活跃,易于应力积累,地震危险性值得关注。

大兴安岭中南段中生代中基性火山岩岩石学地球化学研究

大兴安岭中南段中生代火山岩的成因和形成时的构造背景涉及南蒙古 -兴蒙造山带的后期构造演化及区内众多的铜、银多金属矿床的形成 ,因而对其成因的研究具有重要意义。在野外工作基础上 ,对大兴安岭中南段中生代中基性火山岩进行了较为系统的岩石学和元素地球化学研究。结果表明 ,火山岩的岩石类型为玄武粗安岩、粗面安山岩、英安岩及粗面岩 ,属钙碱性岩石系列 ;玄武粗安岩、粗面安山岩、英安岩及粗面岩的常量元素以富集SiO2 ,Na2 O ,K2 O和亏损Fe2 O3,FeO ,MgO ,CaO等为特征 ,微量元素以富集亲石元素和亏损铁族元素及Nb ,Ta为特征 ;火山岩的稀土元素分配模式为轻稀土富集型 ;(87Sr/86 Sr) i 为 0 .70 4 5～ 0 .70 77,且主要集中在 0 .70 4 5～ 0 .70 5 5的区间内 ,εNd(t)多数为正值。火山岩是地幔物质部分熔融的产物 ,形成于张性构造环境 ,它们是天山 -兴安造山带后造山期软流圈或地幔柱上涌所引起的岩石圈伸展作用、内蒙古 -吉黑印支造山带造山期后的伸展作用和蒙古 -鄂霍茨克残余洋“剪刀式”闭合所形成的拉张作用等综合效应的响应事件。

大兴安岭中南段布敦化铜矿床H-O-S-Pb同位素特征及成矿指示

布敦化铜矿是大兴安岭中南段一个斑岩-热液脉型复合铜矿床,包括南部的金鸡岭斑岩型铜矿段和北部的孔雀山热液脉型铜矿段。本文在详细的矿床地质特征研究基础上,通过对矿体的氢、氧、硫和铅同位素系统研究,探讨了成矿流体和成矿物质来源以及成矿机制。氢、氧同位素组成表明,金鸡岭矿段与孔雀山矿段早期成矿流体主要以岩浆水为主,至成矿晚期有大气降水的参与。硫同位素分析结果表明金鸡岭矿段相对富集重硫,成矿热液的硫同位素组成为+2.54‰-+2.60‰。而孔雀山矿段相对富集轻硫,成矿热液的S同位素组成为-1.84‰--1.71‰,两矿段的硫同位素组成表明硫主要来源于地球深部,铅同位素组成则表明铅具壳幔混合的特点,其来源与岩浆活动密切相关。结合大兴安岭中南段区域地质演化历史认为,布敦化矿床两个矿段的成矿作用均是由流体混合而导致黄铜矿等金属硫化物的大量沉淀。

郯庐断裂带中南段及邻区基于背景噪声的瑞利波群速度层析成像

本文收集了郯庐断裂带中南段及邻区省属和市县地震台网共261个宽频带地震台站2015年1月至2016年12月间的垂直向连续波形资料,利用长时间序列背景噪声互相关法提取台站对之间的经验格林函数,采用时频分析法提取瑞利面波混合路径频散曲线.通过质量控制和严格筛选后得到了15627条路径上的群速度频散曲线,重新构建了郯庐断裂带中南段及邻区瑞利波5~50s、分辨率为0.75°×0.75°的群速度分布图像.分析研究了6个周期的群速度分布图像和3条不同方向的纵向周期剖面,这些图像揭示了郯庐断裂带中南段及邻区地壳上地幔速度结构具有横向分块和纵向成层的非均匀性特征.结果表明,短周期(6s、10s)的群速度分布与地表地质和构造特征密切相关.拥有较厚沉积层的苏北盆地、合肥盆地及河淮盆地等显示为低速,而基岩广泛出露的鲁西隆起、大别-苏鲁造山带、扬子克拉通及华南褶皱系则呈现出大面积的高速异常.随着周期的递增(15s、20s),群速度分布受地表地质构造的影响逐渐弱化.受地壳厚度和莫霍面附近的速度差异影响,大别和苏鲁地区在较长周期(25s、30s)群速度图上表现出相对较低的速度,这可能与这些地方Moho面埋藏较深有关.纵向剖面显示,苏鲁-大别造山带及其高压、超高压变质带不仅在浅地表具有基本相同的地形地貌和构造特征,地壳内也有着极为相似的Rayleigh波群速度分布特征.壳内群速度分布总体上表现为上凸下凹状,形状似一"哑铃".上地壳具有上凸下凹的形态、相比邻区具有较高的群速度值;中地壳低速;下地壳上凸下凹且埋藏较深,反映出具有陆陆碰撞造山的残留山根特征.苏鲁及大别两地自浅地表至上地幔具有相似的Rayleigh波群速度分布不仅为二者被左旋走滑的郯庐带平移错开提供了佐证资料,同时也为郯庐带的形成与演化提供了地震学依据.

大兴安岭中南段燕山期两类不同成矿花岗岩类角闪石的化学成分及其成岩成矿意义

大兴安岭中南段燕山期两类不同成矿花岗岩类岩体中角闪石主要为钙质角闪石。角闪石的主化学成分表明本区燕山早期早阶段与铜成矿有关的花岗岩类主要为壳幔型花岗岩 :而与 Sn多金属成矿有关的花岗岩类可能为壳源成因。燕山期两个不同期次不同成矿系列的花岗岩中角闪石的化学成分明显不同 ,燕山早期早阶段与铜成矿有关的斜长花岗斑岩其角闪石相对以富镁、硅贫铁为特征 ,M*变化于 0 .2 4～ 0 .5 4之间 ,平均值为0 .37;燕山晚期早阶段与锡、铅、锌多金属矿化有关的花岗斑岩类岩体角闪石以富铁贫硅、镁为特征。角闪石的 M* 为 0 .10～ 0 .2 7,平均值为 0 .19。角闪石的化学成分及不同成矿岩体的微量元素和同位素特征是区分区内两类不同成矿岩体的有效判别标志。

沂沭断裂带中南段钾质火山岩的元素地球化学与Sr-Nd-Hf同位素组成及其对岩石成因的制约

本文以沂沭断裂带中南段莒南-大店一带的钾质火山岩为对象,系统研究了它们的岩石学、元素地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成特征,据此探讨了源区地幔富集机制及岩石成因。莒南钾质火山岩主要为一套安粗质火山-潜火山岩组合,大店多发育粗面质火山岩,二者的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄基本一致,均约为118Ma。在化学组成上,这套火山岩均偏碱性,里特曼指数(σ)介于4.10~5.07,且富钾(K_2O=4.21%~5.77%),在SiO_2-K_2O和K_2O-Na_2O关系图上,均投影在钾玄岩系区。安粗质和粗面质火山岩均富大离子亲石元素(Cs,Rb,Th,U,Pb)和轻稀土元素,贫高场强元素(Nb,Ta,P,Ti),但粗面质火山岩具较显著的Ba、Eu负异常,且轻重稀土比值较低。二类火山岩均具有富集且较均一的Sr-Nd同位素组成(I_(Sr)=0.7086~0.7091,ε_(Nd)(t)=-16.9^-18.2),锆石ε_(Hf)(t)值均为显著的负值(安粗质岩:-22.3^-24.3,粗面岩:-19.7^-23.6)。元素和同位素组成的综合分析表明,区内钾质火山岩的源区地幔极可能遭受了因扬子板块深俯冲和华北克拉通岩石圈拆沉等多次富集事件的影响。至早白垩世,随着郯庐断裂引张的加剧,诱发了软流圈地幔上涌,同时在断裂减压作用的影响下,促使了这一经叠次改造的富集地幔的部分熔融,由此产生的岩浆经进一步分异演化,导致了区内钾质火山岩的形成。

浅析大兴安岭中南段多金属成矿航磁异常特征

大兴安岭作为在古亚洲洋构造-成矿域基础上发展起来的北方造山带，具有多块体拼合增生造山的典型特征，中生代、新生代又受到多种成矿地质作用的改造和叠加，成矿条件十分优越，具备了大规模成矿的条件和潜力。这里在充分研究大兴安岭中南段地质构造、航磁特征的基础上，对航磁异常进行综合解释，寻找与成矿密切相关的中酸性岩体及其隐伏岩体和隐伏断裂构造等；利用成熟的地质异常理论与成矿勘探的思想，对大兴安岭中南段与多金属成矿密切有关的中酸性岩体、热液构造活动与二叠系等主要成矿地层的关系进行了研究，寻找与多金属成矿直接相关的地质复杂度高值区，进而圈定了研究区内的成矿有利地段。旨在为正在大兴安岭中南段的多金属矿产勘查提供一定的参考。

郯庐断裂带中南段及邻区Rayleigh波相速度与方位各向异性

与方位各向异性郯庐断裂带中南段及邻区处于华北克拉通和扬子克拉通的结合带,是研究陆内碰撞、大陆聚合及生长、地球动力学和岩石圈形变等问题的天然实验场。为获取研究区内更为精细的壳幔S波速度和方位各向异性的分布,文中利用郯庐断裂带中南段及邻区范围内共261个固定宽频带地震台站2a记录的连续波形数据,利用时频分析法提取了5~50s周期的Rayleigh面波相速度频散曲线。之后,将研究区域划分为0.25°×0.25°等间隔的网格点,并采用Tarantola方法反演获得了研究目标区内的二维Rayleigh波相速度与方位各向异性的分布图像。此外,还分析研究了6个具有代表性周期的相速度及方位各向异性分布图像,这些图像揭示出郯庐断裂带中南段及邻区壳幔速度结构的横向非均匀性及方位各向异性的空间差异特征。研究结果表明,相速度的分布特征与地质构造单元有着较好的对应关系。在地壳浅部(6~10s),拥有较厚松散沉积层覆盖的盆地和基岩出露的造山带分别呈现为低速异常和高速异常。随着周期递增(15~20s),地壳介质受浅部沉积层的影响有所减弱,河淮盆地、苏北盆地等平原地区局部出现了高速异常。下地壳至上地幔(25~30s)的相速度分布受地壳厚度的影响,总体上与莫霍面埋深呈负相关,如莫霍面厚40km的大别造山带由短周期高速转为低速分布。由于研究区内各个地质构造单元所处的构造环境存在差异,Rayleigh波相速度的方位各向异性也存在较为明显的空间差异性。总体上,各向异性的强度随着周期(深度)的递增而有所增强,快波方向更具规律性。综合苏北盆地自地壳浅部至岩石圈地幔的连贯低速分布及方位各向异性的一致性,我们认为其下方可能存在着壳-幔强耦合的现象。

鄂尔多斯盆地西缘中南段构造特征与演化

利用平衡地质剖面技术和2D Move软件对鄂尔多斯盆地西缘中南段骨架地震剖面进行了精细解释。重新厘定9条一级断裂,确定4个一级构造单元,依据地质结构与构造样式的不同,将西缘中南段划分为5个段。构造变形自西向东依次减弱,南北向中部马家滩段以薄皮构造为主,其余段以厚皮构造为主;西缘中南段不同地区最短收缩量不同,甜水堡段最短收缩量达50.62%,其构造变形主要发生于侏罗纪末期,最终定型于新生代。可见,西缘中南段具有"东西分带、南北分段"的典型特点,构造圈闭与油气聚集关系密切。

利用重磁资料研究西非中南段含盐盆地构造区划

西非中南段含盐盆地位于大西洋东岸浅海区,在构造演化的过渡阶段形成了巨厚的Aptian期蒸发盐岩,将该区分为盐上层、盐层和盐下层三个构造层序.而盐岩的遮蔽效应使得盐下层地震反射品质差、盐下层序研究程度低,致使裂谷主控断裂、裂谷规模及展布形态不清楚.本文利用重、磁资料覆盖面广、横向分辨能力强、受盐岩影响小的优势,结合地震及地质资料,研究了西非中南段含盐盆地盐下构造格局.通过研究表明,西非中南段含盐盆地整体呈现"东西分带,南北分块"的构造特征;重新厘定了里奥穆尼、加蓬、下刚果和宽扎4个含盐盆地边界;识别了2个盐下裂谷带及其内部28个盐下凹陷,盐下凹陷呈现垒堑相间的结构特征;推断了盐下一级断裂16条,二级断裂23条,呈现"东西拉张,北东走滑"的力学特征.该项研究成果为该区盐下地震层序再解释、盐下油气战略选区及下一步勘探部署提供了地球物理依据.

南北地震带中南段典型强震震前跨断层形变特征分析

基于南北地震带中南段18个不同震级的典型震例震前跨断层形变观测异常特征,结合《中国震例》已有研究结果,定性分析了各地震震前跨断层形变观测异常的类型和时、空变化特征。结果表明,对于8.0级以下地震,震前2-3年异常数量明显增多、震前1-1年半左右异常达到峰值、震前部分场地异常恢复的特征对区域强震预测在时间上具有一定的中期或短期前兆意义;震前跨断层场地异常震中距和异常类型对强震震级具有一定的预测意义;无论是跨断层异常类型、空间分布,还是异常的时间进程特征均与区域强震发生地点没有显著的统计关系。汶川MS8.0地震前出现趋势异常多、中短期异常较少、外围异常多和中心异常少的特征;异常最早出现在7-8年前,震前3年左右明显增加,震前部分异常恢复;异常以趋势异常和速度变化为主,没有破年变异常。

地球化学元素基因谱曲线及其地质意义——以内蒙古大兴安岭中南段成矿区(带)为例

元素的聚散取决于其自身原子结构(内因)和地质作用环境(外因)两方面的因素,地球化学元素基因谱曲线就是地球化学系统对地质成矿作用的响应结果。以内蒙古大兴安岭中南段铜锡多金属成矿区(带)为研究区,通过1∶20万地球化学水系沉积物测量数据的处理分析,简述了地球化学元素基因谱曲线的构造与生成,重点探讨了水系沉积物测量数据构成的元素准基因谱曲线所包含的时空结构、关联结构等元素序结构信息,以及它们所包含的重要地质意义。通过对研究区地球化学填图元素准基因谱曲线的综合分析,指出两次叠加成矿作用造就了该地区中大型多金属矿床的形成,为该地区进一步地质找矿指明了基本方向。