基于P波接收函数资料的华南大陆东部地壳结构研究

华南大陆是由扬子块体和华夏块体拼合而成,并经历了多期次的后期改造,研究块体间的深部结构差异对于理解华南大陆的构造演化历史具有重要意义.本文基于布设在华南大陆东部的流动宽频带地震台阵资料,计算了远震事件的P波径向接收函数,并利用Pms谐波分析方法获得了地壳各向异性分布.结果显示,研究区地壳各向异性具有明显的横向分段特征.JSF(江绍断裂带)附近与断裂带走向一致的地壳各向异性快波方向指示断裂带可能切穿整个地壳.在大别造山带、扬子块体和华夏块体南部,地壳各向异性快波方向与区域主压应力方向近垂直,指示该区域地壳变形可能受菲律宾海板块俯冲和太平洋板片俯冲后撤的远程效应的影响.此外,本文利用新的H-κ-c叠加方法获得了测线下方地壳厚度及平均波速比.结果显示,扬子块体的地壳厚度薄于两侧的华夏块体和大别造山带,速度比也较低(约1.7),指示地壳以长英质和酸性岩石为主.Airy地壳均衡理论预测的地壳厚度指示29°N以南的地壳密度要低于以北的区域.以南的低密度及低波速比可能与菲律宾海板块北西向俯冲和太平洋板块西向俯冲后撤导致的地壳物质垂向分异拆沉有关.

华南大陆东部若干构造问题的思考

华南大陆的结构、属性、过程与动力学一直是地质学家关注的热点。本文以钦杭构造带东段为主要研究地区,通过精细的构造解析、变质变形研究、年代学分析,结合反射地震剖面,探讨了华南大陆东部几个科学问题。(1)江南造山带形成于新元古代华夏板块与扬子板块的"软碰撞"作用,可划分为扬子板块南缘、扬子-华夏汇聚带和华夏板块北缘3个构造单元,江南断裂带和武夷山-遂昌断裂带分别为江南造山带的北界和南界。(2)扬子-华夏板块汇聚带由多个小板块拼合而成,其间有多条缝合带,大约900 Ma开始汇聚,760 Ma全面闭合,850~780 Ma为活动高峰期,具有递变式的汇聚拼合过程,由南向北发展,先斜向俯冲,后右旋走滑,最晚集中在中部活动。(3)华南大陆东部为中生代奠定的构造格架,主要构造为一系列北东走向褶皱和逆冲断层,大量地壳范围内的叠瓦状逆冲推覆构造,由南向北逆冲,可下切到中-下地壳。(4)华南大陆燕山晚期区域性伸展构造广泛发育,存在"华南热隆"构造,震旦系内的滑覆构造典型,同期大规模岩浆活动、火山活动和大规模的热液成矿。(5)华南大陆构造演化为:850 Ma扬子-华夏板块递进式汇聚,760 Ma全面拼合,江南造山带形成;600 Ma华南大陆盖层发育;430 Ma钦杭构造带受南部构造影响;220 Ma钦杭构造带受北部远程构造影响;160 Ma逆冲推覆构造产生;140 Ma大规模伸展,构造-岩浆-成矿关系密切;随后江南持续隆升,华南强烈热隆。

华南大陆东部赣闽地区地壳厚度与泊松比研究

通过收集江西省和福建省共58个固定台站记录到的2011-01~2012-12的远震数据,利用接收函数H-κ扫描叠加方法得到台站下方平均地壳厚度和波速比估计,并通过插值得到华南大陆东部赣闽地区整体的地壳厚度变化趋势以及泊松比分布情况。结果表明,研究区地壳厚度约为28~34km,由内陆向沿海有起伏地逐渐减薄,赣南地区同福建沿海地区地壳厚度较薄,江西东部和福建西北部地壳较厚;泊松比约为0.21~0.28,由内陆向沿海逐渐增加,赣北地区泊松比值最低,低于0.23(波速比低于1.70),沿海地区泊松比较高,可达0.28(波速比为1.83)。并探讨了造成地壳厚度和泊松比变化的构造因素。

华南大陆东部地壳物质组成的地震学研究

中生代晚期华南大陆东部发生了大规模的火成岩活动,对地壳物质组成属性有显著影响,地壳中SiO 2的平均含量是判别其属性的重要参数.基于华南大陆东部布设的宽频带地震台阵和固定台站数据,利用噪声成像获取高分辨率的面波频散,联合利用接收函数反演地壳的S波速度结构.由地壳的平均波速比和速度信息,通过与岩石物理实验数据对比,估测了华南大陆地壳平均的SiO 2含量的空间分布特征.结果发现,政和—大埔断裂以东的浙闽沿海碱性火成岩带具有相对高速的下地壳(V S>3.9 km·s^(-1)),相对高的地壳平均波速比(V P/V S>1.77),估测地壳平均SiO 2含量相对较低(60~65wt%);政和—大埔断裂以西的武夷带和江南造山带具有相对低速的下地壳(V S<3.8 km·s^(-1)),相对低的地壳平均波速比(V P/V S<1.75),估测地壳平均SiO 2含量相对较高(65~75wt%).政和—大埔断裂以东的地壳整体略偏基性,以西的地壳则偏长英质.推测古太平洋板块消减作用对华南大陆东部的影响主要为热扰动的形式,壳-幔物质交代作用仅限于政和—大埔断裂以东的区域.

中国华南大陆及陆缘地带的大地构造基本格局

华南及陆缘地带主体由扬子块体和华南块体、南海盆地及琼南微块体和台湾岛活动带组成 .在多期构造运动、多期岩浆活动和多种力系作用下形成了该区浅部和深部独特的结构形式和深层过程 .因此 ,该地区不论在岩相和地球内部圈层耦合 ,海陆耦合以及壳、幔、核深部物质与能量的交换和演化 ,地史进程和在东亚大陆动力学研究中均占有极为重要的地位 .本文在纵观各地质大家学术观点和构造分类的基础上 ,基于对该区多年来的岩石圈深部结构、构造和深部地球物理场研究结果 ,阐述了该区大地构造格局、构造分类与分区、基底属性、断裂体系及其发展 ,分析了该区构造格局、块体界带、断裂延伸及其动力学特征 .

华南大陆沿岸珊瑚礁的特点与分析

华南大陆沿岸不乏造礁石珊瑚生长,但能成礁的仅在西部广西涠洲岛、斜阳岛和广东雷州半岛西南海岸,均为岸礁,累计礁体长约63 km,约占华南大陆（含近岸岛屿）岸线的1%,礁厚1-4 m,总面积约45 km^2。礁体在全新世中期形成,胶结程度差,内礁坪部分已被沿岸泥沙覆盖,活珊瑚种类较少。进入全新世晚期,环境条件发生变化,冬季表层平均水温略低,沿岸泥沙运动活跃,人类生产活动对水质的影响等,珊瑚礁发育受到制约。但在西部海岸局部地方造礁珊瑚仍然顽强地生长,礁体向海拓展。预测未来冬季水温升高,更有利于珊瑚礁自然恢复。

球坐标系密度界面反演方法及在华南大陆的应用

密度界面反演方法在油气勘探、推断区域构造、获取地壳结晶基底面、莫霍面起伏形态等方面具有重要意义。现有的密度界面反演方法大多基于笛卡尔坐标系统,当涉及到大区域乃至全球尺度的密度界面反演时,地球曲率的影响将不可忽视,需考虑基于球坐标系Tesseroid模型的密度界面反演方法。然而,受计算精度和效率制约,已有的基于Tesseroid模型的密度界面反演方法并不能很好地适用于地表重力观测数据的反演计算。笔者基于前人研究,给出了一种适用于地表观测数据的球坐标系密度界面反演方法。该方法首先将常规的球坐标系高斯—勒让德重力积分公式进行简化,提高了重力正演计算效率。随后,引入并改进了前人的自适应剖分方案,提高了重力正演计算精度。在此基础上,采用Cordell迭代优化算法,得到了适用于地表观测数据的球坐标系密度界面反演方法。通过模型数据试验,对本文球坐标系密度界面反演方法进行了验证。结果表明,笔者对高斯—勒让德积分公式加以改进和引入改进的自适应剖分方案后,很好地克服了计算精度和效率对地表观测重力计算的掣肘,并且,基于球坐标系的密度界面反演结果优于基于笛卡尔坐标系的密度界面反演结果。在华南大陆实际数据试验中,利用文中方法得到的华南大陆的莫霍面深度与前人得到的莫霍面深度具有较高的吻合度,莫霍面自西向东逐渐抬升,西部抬升剧烈,东部抬升平缓,沿武陵山—贵桂交界一带呈现明显的NNE向莫霍面梯级带,验证了文中方法的科学有效性。

中国华南大陆构造与问题

在前人成果基础上,通过以构造为主的多学科综合调研,重新审视认知华南大陆构造及其形成演化.厘定新元古代以来该大陆具有二大地块、三大类型构造单元与四大变形构造系统,由此构成华南大陆构造基本格局.研究揭示其不同构造演化阶段具有不同性质和机制及构造特征,经历了四个不同属性特点的演化阶段,包括:(1)新元古代古板块构造的拼合与裂解,尤其陆内伸展裂谷构造;(2)显生宙以来在板块构造围限下的早古生代与中生代初两期陆内造山作用,形成两期复合的陆内造山构造区;(3)统一华南大陆内扬子克拉通与陆内造山的长期并行演化和克拉通的多期逐次迁移活化;(4)中新生代现代全球板块构造体制下的板块构造与陆内构造的复合差异演化及动力学特征.本文旨在综合多学科研究,对比中国大陆与全球地质,总结华南大陆构造的基本特征、属性以及所反映的具有普适性的大陆特性和构造规律并梳理有待进一步探讨的主要科学问题,从而系统地探讨大陆构造与成因及动力学机制,探索回答板块构造尚不能解决的大陆问题,深化发展板块构造,为构建大陆构造与大陆动力学理论系统做出努力.

华南大陆S波三维速度结构与郯庐断裂带的南延

利用我国地震台站记录的Rayleigh波观测资料, 通过适配滤波频时分析技术进行数据处理, 获得了穿越我国东南及陆缘地区的Rayleigh波频散. 运用随机反演理论取得了东南大陆及陆缘地带4°×4°网格的纯路径频散数据. 在网格反演的基础上求得了该区S波的三维速度结构. 同时结合该区人工地震深部探测速度结构剖面综合研究了该区构造格局与断裂延深和延伸. 研究结果表明: 华南大陆Moho界面埋深为30～40 km, 并由西向东逐渐减薄, 在陆缘与浅海地域为25～28 km, 具有明显的分区特征. 上地幔低速层埋深为60～100 km, 变化幅度较大. 郯庐断裂跨过长江后在64～96分格(NS)和65～97分格(NS)之间地带向南延伸, 垂直错动幅度可达10 km, 可伸抵170 km左右的深处, 并在海南岛东侧附近潜入海域. 太行山-武陵山-苗岭-越北山区巨型重力梯度带南段深部Moho界面与软流层顶面均向南加深下倾, 并伸入海域. 它可能与郯庐断裂带汇合, 这条重力梯度带与郯庐断裂带均受到东西向潜伏构造的作用与影响.

华南岩石层与大陆动力学

华南大陆记录和保存了自太古代至今大陆生长层完整的历史过程.以杨子克拉通为核心，地壳不断向东南生长，古扬子块前寒武系以灰色片麻岩、古元古代科马提岩绿岩、新元古代蛇绿岩、绿岩为特征，为相对稳定高速高阻冷的残存地幔“残烃柱”；而沿海一带火成岩以中、新生代壳－幔混合源火山－侵入杂岩、碱性花岗岩和正长岩带以及不同类型的玄武岩类为特征，为相对活动低速高导热的超地幔柱．巨型裂解构造是物质热传输的主要形式，地幔柱迁移是华南大陆构造演化的原动力．

华南中生代大地构造研究新进展

华南地区中生代构造动力体制经历了从特提斯构造域向滨太平洋构造域的转换，由此产生了强烈的陆内造山作用和岩浆活动，形成了复杂构造组合的晚中生代陆内造山带和火成岩省。本项研究在下列几个方面取得了新的进展：（1）通过对雪峰山地区沅麻盆地的野外调查和构造测量，确定了该盆地晚中生代．早新生代5期构造应力场及其演替序列：中晚侏罗世近w—E向挤压、早白垩世Nw—sE向伸展、早白垩世中晚期Nw—sE向挤压、晚白垩世近N—s向伸展、古近纪晚期NE—sw向挤压。构造应力场方向的变化记录了不同板缘的动力作用对该区的影响。（2）识别了湖南地区晚古生代一早中生代海相地层中发育的横跨叠加褶皱构造，并基于地层接触关系和已有火成岩同位素年代学数据分析，认为该地区横跨叠加褶皱构造记录了中生代两期构造挤压和地壳增厚事件：早期近东西向褶皱构造是对三叠纪华南地块南北边缘大陆碰撞和增生作用的远程响应，晚期NE—NNE向褶皱构造则是对中晚侏罗世古太平洋板块向华南大陆之下低角度俯冲作用的变形响应。（3）对湖南衡山西缘拆离断裂带的变形结构和运动学特征进行了详细的调查和构造测量，确定了衡山变质核杂岩构造，并对拆离带中韧性剪切变形的钠长岩脉的锆石进行了SHRIMPU．Pb测年，从而确定了华南地区伸展构造的起始时代约137Ma，即早白垩世早中期。（4）通过锆石u．Pb年代学测试分析，揭示了东南沿海长乐一南澳构造带早白垩世2期构造一岩浆事件：早期（147～135Ma）表现为强烈的混合岩化作用和深熔作用形成的片麻状花岗岩、花岗片麻岩等；晚期（135～117Ma）岩浆岩以含石榴子石花岗岩为主。这个结果表明东南沿海构造带是晚中生代陆缘造山带，造山作用可能起始于晚侏罗世，于早白垩世早中期（135Ma）以来发生伸展垮塌。在上述研究结果的基础上，探讨了华南地区三叠纪“印支运动”和中、晚侏罗世“燕山运动”的表现及其产生的板块构造动力体制及其转换时代、早白垩世从挤压构造应力体制向伸展构造应力体制转变的时间节点。

中国东南大陆及陆缘地带的瑞利波频散与剪切波三维速度结构

利用我国地震台站记录的瑞利波观测资料 ,通过适配滤波频时分析技术进行数据处理 ,获得了穿越我国东南及陆缘地区的瑞利波频散 .使用随机反演理论取得了东南大陆及陆缘地带 4°× 4°网格的纯路径频散数据 .在网格反演的基础上使用Harkrider的面波反演程序求得了该区剪切波的三维速度结构 .结果表明 :1 .华南大陆Moho界面埋深为 3 0— 40km ,并由西向东逐渐减薄 ,在陆缘与浅海地域为 2 5— 2 8km ,具有明显的分区特征 .2 .上地幔低速层埋深为 6 0— 1 5 0km ,变化幅度较大 ,这与深部断裂分布及深层过程有关 ,但NS向剖面上各界面的起伏变化均比EW向剖面平缓 .3 .东南陆缘是东亚大陆的海陆过渡带 ,在深部表现为Moho界面埋深和地壳平均速度降低的地带 ,地幔深部界面的起伏形态充分表明 ,深浅介质结构和物质耦合的不均匀性 .

划分华南不同块体的地球物理根据及与地球化学分区特征的对比研究

根据华南的航磁、地震和大地电磁等地球物理方法的探测结果 ,将华南大陆划分为 3个不同块体 :扬子地块、华夏地块和东南沿海地块 ;并计算了华南视磁化强度的分布。根据视磁化强度的分布研究华南磁性分区特征 ,并利用深地震测深剖面资料和大地电磁资料对磁性分区的边界加以控制和印证 ,最后以多种地球物理方法确定的边界作为块体的边界。因此 ,这样对地块的划分比较客观。依据地球物理划分的结果与花岗岩同位素地球化学的研究结果进行了简单的比较 。

华南变质基底构造与岩石圈──代序

华南变质基底构造与岩石圈──代序孙大中（中国科学院广州地质新技术研究所５１０６４０）《华南变质基底构造演化与成矿作用》学术讨论会于１９９３年１１月５一８日在黄山召开，会议是由中国地质学会前寒武纪地质专业委员会、构造地质专业委员会和安徽省地质学会共同发...

南海北部大陆边缘西区琼东南盆地基底花岗岩锆石U-Pb年龄报道

1研究目的(Objective)南海处于欧亚、太平洋和印-澳板块的交汇区,受到特提斯域和太平洋域的双重制约作用,经历了复杂的演化历史。南海北部大陆边缘盆地位于华南大陆与南海海盆的连接部位,是海盆扩张及周缘块体相互作用的综合产物。其独特的构造环境,丰富的地质记录以及巨大的油气资源潜力吸引了众多地学工作者的广泛关注。南海北部陆缘东西部盆地在构造特征和含油气性方面存在明显差异,要揭示这些盆地差异形成的背景和南海北部陆缘的演化过程,盆地基底特征研究十分重要。

钦州湾-杭州湾构造结合带(南段)地质演化和找矿方向

钦州湾-杭州湾结合带是位于扬子与华夏两大古陆块中间的巨型构造结合带。根据内部结构不均一性和演化历史的差异,钦-杭结合带可划分为3段:北(东)段、中段和南(西)段,分界线大致为北纬24°和北纬27°。中段与南岭带大体一致;北段指南岭以北地区,即绍兴-江山-萍乡一带;南段位于南岭以南区域,大致与云开-十万大山带相当。钦-杭结合带南段是华南大陆壳再造和矿产资源寻找的重要研究课题。它的地质演化与钦-杭结合带具有整体一致性,特别是具有一致的开-合历史。震旦系底部的粤西云浮大降坪块状硫化物矿床是海底喷流沉积的产物,它与信宜和陆川新元古代蛇绿岩等是南段洋壳存在的重要证据。在进一步的矿床勘查中,要重视斑岩型铜(钼)矿床的寻找。中酸性斑岩体来自于元古宙岛弧底部玄武质岩石(下地壳)在中生代时期的部分熔融,本质上该类矿床带有岛弧俯冲环境的基因。

江西九江—福建宁化接收函数剖面研究

江西九江—福建宁化剖面沿NW--SE方向穿过华南大陆东部的扬子地块和华夏地块两个地质单元.通过收集沿该剖面布设的35个流动宽频带地震台站2012—2014年记录的远震波形资料,采用P波接收函数H-k扫描叠加和CCP叠加两种方法,对该剖面下方的地壳厚度和泊松比分布进行了研究.结果表明:沿剖面地壳厚度为29—33km,扬子地块东南边缘与华夏地块的莫霍形态差异明显,萍乡—广丰断裂北侧的萍乐凹陷带深部存在明显的莫霍面上隆现象,为研究区域中地壳最薄处;研究区大部分台站下方的泊松比值相对较低,介于0.21—0.24之间,萍乡—广丰断裂两侧泊松比值稍高,可达0.26,表明不同构造单元地壳深部岩石组成存在差异;萍乡—广丰断裂可作为江绍拼合带的自然西延,是扬子地块与华夏地块在赣北地区的拼合界线,推测其深部的物质组成有相似之处.

江南造山带中段地壳结构与成矿启示:基于广昌-浏阳剖面接收函数的认识

江南造山带位于华南大陆扬子块体和华夏块体之间,其深部地壳结构与变形特征记录了扬子块体与华夏块体拼合与相互作用的痕迹,且在其内部与邻区发育了丰富的多金属矿床,并形成了巨型Cu-Au-Pb-Zn-Ag多金属成矿带,是深化认识华南大陆地壳演化、岩浆作用与成矿系统的关键地域。针对华南大陆地区的地壳结构与成矿过程,国家科技重点研发计划“华南陆内成矿系统的深部过程与物质响应”项目在该区实施了一条密集宽频带地震流动探测剖面,旨在探测其深部结构与物性变化特征和深部成矿背景。本文利用其中江西广昌-湖南浏阳段长320km的宽频带地震流动台站数据开展了远震P波接收函数研究,获得了剖面辖区深部地壳结构和V_(p)/V_(s)变化特征。研究结果表明:(1)剖面Moho界面深度在29~35km之间变化,呈近穹窿状分布,平均Moho界面深度为31km左右,低于全球大陆地壳平均值,且与地形高程在整体上呈镜像相关,均衡程度较好;(2)剖面沿线地壳V_(p)/V_(s)在1.64~1.83之间呈波浪状起伏变化,平均值为1.72左右,且华夏块体略高于江南造山带地域;(3)赣江断裂下方两侧的地壳厚度和V_(p)/V_(s)均差异明显,表明赣江断裂一处地壳尺度的深大断裂;(4)古太平洋板块俯冲作用并不直接造成江南造山带的地壳变形,但俯冲作用的远程力效应或对该区的地壳演化和成矿作用有间接影响。

粤东河源盆地晚白垩世玄武岩地球化学特征及其大地构造意义

粤东河源盆地是华南大陆南缘晚中生代伸展体系的重要组成部分,记录着华南大陆南缘从安第斯型大陆边缘向西太平洋型大陆边缘转换的关键信息。本项研究以河源盆地晚白垩世玄武岩(~74 Ma)为研究对象,通过研究其元素地球化学和Sr-Nd-Pb-Hf同位素特征,探究了华南大陆南缘晚白垩世玄武岩的岩石学成因及大地构造意义。研究结果显示河源盆地晚白垩世玄武岩具拉斑玄武岩特征,岩石的稀土元素总量(ΣREE)较低,富集轻稀土元素(LREEs)和大离子亲石元素(LILEs,Ba、Th、Sr等),高场强元素(HFSEs,Nb、Ta、Ti等)并未出现明显亏损,表现出与E-MORB相似的特征。模拟计算显示,河源盆地玄武岩可能来自于尖晶石+石榴石二辉橄榄岩地幔源区约10%的部分熔融。玄武岩的(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)值较低,ε_(Nd)(t)值和ε_(Hf)(t)值为正,La/Nb值与ε_(Nd)(t)值在软流圈地幔与华南大陆岩石圈地幔(SCLM)间,靠近软流圈范围,且呈负相关关系,表明本区玄武岩主要来自于亏损的软流圈地幔。然而,与来自亏损的软流圈地幔的N-MORB相比,河源盆地玄武岩表现出较高的(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)和较低的ε_(Nd)(t)值,显示可能受到了富集地幔的影响。玄武岩(^(207)Pb/^(204)Pb)_(i)和(^(208)Pb/^(204)Pb)_(i)值较高,接近EMⅡ范围,表明其源区的富集组分为EMⅡ型。玄武岩相对E-MORB更富集LREEs和Ba、Th、Pb等元素,Pb同位素比值落入太平洋沉积物区域,表明其源区有俯冲沉积物熔体的参与。玄武岩的微量元素和Sr-Nd同位素特征与日本海弧后盆地玄武岩相似,指示其形成于弧后拉张环境,可能受控于古太平洋板块的后撤,并伴随着古南海弧后洋盆的打开。

海南岛的主要考古发现及其重要价值

今年三月和六月间,曾有机会两度到海南岛各市、县参观,沿途看到了许多重要的考古发现材料,特别是观察了一些重要的考古遗迹和出土文物。深感海南岛各族人民有极其光辉灿烂的古代历史和丰富多彩的文化遗产,在学术研究上有着重要的价值,值得重视。一、海南岛的主要考古发现解放以来,中央、省有关部门曾多次在海南岛进行过民族调查和文物考古调查,规模最大的一次文物考古调查是一九五七年由广东省文物管理委员会和中山大学历史系合作进行的。其后自一九八三年起,各市、县又进行一次文物普查。通过这几次调查,在海南岛境内发现了一批有价值的古文化遗址,古墓葬和遗物。