四川盆地南部地表剥蚀量——基于古温标与声波时差法证据

受中新生代多期构造运动影响,四川盆地南部地区燕山—喜马拉雅期长期遭受隆升剥蚀。本文采用声波时差、古地温梯度和磷灰石裂变径迹等多种方法,定量恢复川南地区地表剥蚀量。声波时差法、古地温梯度法和磷灰石裂变径迹模拟等研究表明,川南地区中新生代以来地表剥蚀量普遍在2 km以上,华蓥山南段带剥蚀量达3.5 km,长宁及其以南地区剥蚀量大于4.5 km。磷灰石裂变径迹定量模拟进步表明,川南地区中新生代隆升剥蚀呈现阶段性,即晚白垩世、古近纪、新近纪三段隆升。

地表剥蚀、下地壳流变与造山作用研究进展

岩石圈的流变特性研究已经成为固体地球科学研究中的重要领域,是地球科学新理论、新观点的重要渊源。最近的研究表明,下地壳普遍存在的韧性流是造山作用的重要制约因素。在下地壳物质层流变作用机制的调节下,地表剥蚀作用并不仅仅是传统意义上地表夷平的因素,它还能打破地壳动力学和热力学平衡,引起地壳内物质和结构的重置,进而促成山脉的加剧隆升;地表剥蚀作用的强度既受控于造山带的抬升,也受制于地球外圈层(大气圈、水圈、生物圈)。以天山山脉和喜马拉雅山山脉的隆起、喜马拉雅山山脉的变质作用以及相关的构造活动为例,说明在造山过程中,尽管传统意义上的造山作用与地球内部动力过程,即构造作用有密切联系,但是与构造运动的时空尺度不同,地表剥蚀作用也能够在相对较小的时空尺度内,通过影响和控制造山带下地壳的韧性流动,成为地壳抬升和造山带构造演化的重要动力因素。对地壳的流变特性和变质变形研究是当前地球系统科学研究的一个重要切入点。

地表剥蚀作用对地应力场反演的影响

岩体自重和剥蚀作用都是形成岩体初始应力场的重要因素。在地应力回归分析中,反演所得岩体重度往往大于实测重度。通过算例说明,地表剥蚀作用因素是导致该结果的主要原因,并分析了由此产生的一些工程应用问题。

鄂尔多斯盆地地表剥蚀厚度恢复综述

对适用于鄂尔多斯盆地的各种剥蚀厚度的恢复方法进行综合分析,来恢复鄂尔多斯盆地地表剥蚀厚度.综合比较得出,运用镜质体反射率法,同时结合泥岩压实趋势外推法和地层对比法是目前恢复鄂尔多斯盆地地表剥蚀厚度较科学较准确的方法.

地表剥蚀区之下的油气分布特点

目的:深化对地表剥蚀之下油气分布特点的认识。方法:通过大量调研,分析前人研究成果,得出综合性的分析结果。结果:地表岩层的不断剥蚀导致岩石孔隙空间增大,或者由于差异回弹导致岩层破裂、扩容,并使受压流体沿裂缝排出。下方砂,泥岩孔隙度和渗透率相对升高,地下油气就会向浅部运移,在地表显示异常。结论:地表剥蚀区之下的油气在地表有烃类异常和放射性异常。

龙门山构造带晚新生代剥蚀作用与均衡隆升的地表过程研究

基于SRTM DEM数据,以青藏高原东缘龙门山地区为研究区域,本文通过条带状剖面分析、古地形面(残余面)恢复以及弹性挠曲模拟等研究手段,计算了青藏高原东缘龙门山地区晚新生代地壳均衡隆升与地表剥蚀之间的定量关系,探讨了龙门山地区表面剥蚀作用与均衡隆升作用之间的地表响应过程,从而为研究青藏高原东缘龙门山地区晚新生代以来的剥蚀—成山作用的隆升机制提供定量依据。研究表明:(1)晚新生代以来龙门山的地表剥蚀量为(0.74～1.14)×105km3;(2)大量的地表剥蚀作用驱动了青藏高原东缘龙门山的地壳均衡反弹,使龙门山隆升了近2 km;(3)龙门山地区地表剥蚀量和均衡隆升量具有空间匹配性,岷山断块及龙门山中、南段的均衡隆升量高于青藏高原东缘其它区域,反映了晚新生代以来龙门山地区在不同分段内差异化的构造地貌形态及与剥蚀—隆升相关的地表过程。(4)龙门山的隆升是多期、多种隆升机制叠加的产物,其隆升过程具有历史性和复合性。均衡隆升和剥蚀作用在相似的时间尺度上和空间尺度上控制着龙门山地貌的形成,约束了青藏高原东缘龙门山的隆升机制。

昆仑山垭口地区“望昆冰期”冰碛宇宙成因核素^(10)Be测年

昆仑山垭口地区是东昆仑山现代冰川作用中心之一,在第四纪冰期间冰期旋回中保留了多套较为完整的冰川沉积.位于垭口盆地西侧山脊上的望昆冰碛,是本区已知最老的冰川沉积.应用宇宙成因核素10Be暴露年龄方法对望昆冰碛进行年代测定,5个样品中有4个介于(56.9±5.6)～(38.2±3.5)ka BP之间,相当于MIS3阶段,明显年轻于前人所测ESR和古地磁年代,且与地貌系列不符.这一结果不能代表望昆冰碛的实际年代,而应为所测漂砾后期暴露的年代,反映了MIS3阶段昆仑山垭口地区曾遭受过强烈地表剥蚀过程.望昆冰碛10Be暴露年龄显著地年轻,表明应用宇宙核素暴露年代测定冰碛物形成时代具有复杂性,应充分考虑后期剥蚀等地表过程,并应使用其他测年方法进行相互验证.

喜马拉雅山脉的地质地貌特征:来自SRTM数字高程模型和降水量数据的约束

利用GTOPO30和SRTM3数字高程(DEM)数据,提取了喜马拉雅山脉(造山带)的数字高程模型并对其进行了地质地貌的初步分析。从SRTM3数字高程数据提取出坡度数据,初步分析了喜马拉雅山脉坡度和高程的特征。数字高程和坡度图清楚地展现了喜马拉雅大型断裂带(构造边界)的空间分布特征。分析了中国气象局下属的西藏、青海、四川和云南4省区气象观测台站55年来的年平均降水量观测数据、喜马拉雅山脉南坡的年平均降水量数据、喜马拉雅DEM和裂变径迹数据,发现喜马拉雅山脉从东至西,年平均降水量逐渐减少,地形起伏逐渐变小,而高程渐次升高,与此同时剥蚀速率降低;从北至南,年平均降水量逐渐增加,地形起伏增大,高程快速降低,而剥蚀速率则急剧升高。这充分说明了喜马拉雅年平均降水量大的地区,地表剥蚀作用相对较强,年平均降水量小的地区,地表剥蚀作用则较弱,即:在喜马拉雅地区,长周期的地表剥蚀过程(可长达数个百万年时间尺度)和短周期(仅仅50年)的降水量观测是耦合的。

喜马拉雅中东部镜像均衡重力异常的形成研究

青藏高原南缘处于重力不均衡状态，由北向南可依次分为高原近重力均衡区、喜马拉雅山正均衡异常区和山前盆地负均衡异常区，正、负异常呈现壮观的镜像分布。本文选取喜马拉雅中东部的均衡重力异常数据，结合地貌高程、地壳厚度、降雨量、冰川及山前沉积等的分布状况，探讨地貌分异与均衡重力异常分布的相互关系。由上述资料获得3条跨越喜马拉雅山的综合剖面，结果显示喜马拉雅中东部正均衡重力异常的分布与冰川、河流等代表的地表剥蚀作用存在明显的空间耦合关系，而与降雨量无直接联系；山前盆地负均衡重力异常与沉积厚度的分布也存在很好的耦合。利用数值模型计算得到了喜马拉雅地区的均衡调整时间域在1Ma左右的时间尺度内。通过与地貌响应时间域相对比，以及对地表剥蚀厚度的估计，认为山脉地区的正均衡异常主要由地壳厚度补偿不足引起（侧重Airy假说），而山前盆地的负均衡异常主要由低密度沉积层的分布引起（侧重Pratt假说）；由于地貌响应时间快于均衡调整时间，在大约5～2Ma以来，地壳的均衡调整始终延迟于山脉的持续剥蚀和山前的持续沉积，使得岩石圈朝着“反均衡”方向演变，最终形成了喜马拉雅现今壮观的镜像均衡重力异常分布。

天山北麓地壳缩短速率与地表沉积-剥蚀作用关系的二维有限元模拟

天山山脉位于中国西部,南北两侧分别与塔里木盆地和准噶尔盆地相邻.在天山山脉北麓,由于持续的冲断和褶皱作用,形成了一系列走向东西近平行排列的活动背斜构造.地质观测表明,这些背斜在平均到大致1 Ma时间上的水平缩短速率在2.1~5.5mm/a,但平均到大致（10±2）ka以来的水平缩短速率仅为（1.25±0.5）mm/a.在时间上,发生天山山脉北麓冲断-褶皱速率下降与末次冰期以来大量冰消融的时间基本一致.为了探讨这些活动背斜在不同时间窗口内水平缩短速率变化的机制,本文建立了一个二维粘-弹-塑性有限元模型.模型考虑了天山山脉水平挤压和地表沉积-剥蚀相互耦合作用.模拟结果显示,在恒定的水平推挤速度下,当地表沉积-剥蚀作用相对较弱时,天山山脉地壳的缩短主要被其北麓的断层相关褶皱吸收,其缩短速率与平均到大致1 Ma时间尺度上这些背斜的水平缩短速率基本一致;然而,随着地表沉积-剥蚀作用不断加强,仍然在相同的水平速率推挤下,天山山脉地壳的缩短却不断向山体内部转移,导致天山北麓的断层相关褶皱水平缩短速率减小,并与平均到大致（10±2）ka以来的水平缩短速率相近.这表明在大陆内部活动构造带,地表的沉积-剥蚀作用对应变在不同构造带的调配起着重要的动力学作用.就天山山脉而言,如果业已存在的天山腹地及其前陆变形带在末次冰消期的气候变化可以用地表沉积-剥蚀作用的强化来代表,那么在平均到大致1 Ma和（10±2）ka时间尺度上,天山山脉北麓观测到的地壳缩短变化可能与气候变化所控制的沉积-剥蚀地表过程有关.