元·汾渭裂谷文章多——漫步地震五千年(12)

元朝的山西洪洞于1303年发生8级地震,揭示了汾渭裂谷系在构造和运动上的一系列特殊性。该区地震活动具有准周期性、南移北跳和强震复发的特点。分析了汾渭裂谷的形成、雁行断裂构造、构造应力场和深部高温体的环境背景。为深入认识地球动力学过程,需要扩展眼光,介绍了对地壳块体旋转问题的研究,涉及到鄂尔多斯块体旋转、亚洲中部大区域的地块旋转、汾渭裂谷和贝加尔裂谷的对比、地幔密度分布、喜马拉雅构造结和全球非对称等基本问题。

黏土实验模拟分段剪切拉张下的偏斜角差异对汾渭裂谷带形成演化的影响

汾渭裂谷带由2组走向不同的盆地组成:以拉张为主的NEE向盆地(或盆地系)和以右旋走滑为主的NNE向盆地。相邻NEE向盆地(或盆地系)间的连接区由NNE向盆地和地垒组成。汾渭裂谷带南、北段总体走向NEE并以拉张为主,中段总体走向NNE且具走滑兼拉张的性质。汾渭裂谷带各段具有以下特征:各裂谷段新生代盆地按照先南、再北、后中段的时间顺序形成;盆地连接区规模依中、北、南段递减;忻定盆地东端平行于裂谷带北段走向延伸成NEE向,西端沿逆时针方向旋转成NNE向,而临汾盆地与忻定盆地呈近似反对称的展布。但是已有模拟实验或数值实验均无法解释这些特征,原因在于它们忽略了裂谷分段性对NEE向盆地及其连接区演化的控制作用。文中结合已有地质调查资料,基于黏土实验和数字图像相关方法,观测了在基底的分段右旋剪切拉张作用下上覆黏土盖层的裂陷过程,并对黏土盖层表面的变形场时空演化进行了定量分析。实验再现了汾渭裂谷带的主要构造特征,结果表明:1)裂谷带南、北、中段偏斜角(裂谷带两侧块体的相对运动方向与裂谷带走向之间的夹角)的依次递减是造成NEE向盆地的形成时间和连接区规模在各裂谷段呈现上述特征的原因。2)相邻NEE向盆地的相互作用是形成具有右旋剪切拉张的NNE向连接区的原因。3)相邻裂谷段之间的相互作用可能是造成忻定盆地和临汾盆地特殊构造特征的原因。因此,汾渭裂谷带各段的构造差异主要源于各段偏斜角的差异。但模型还存在不足之处,其中值得进一步完善的是模型未考虑汾渭裂谷带先存构造的影响,因而未能详细模拟汾渭裂谷带南、北段内盆地的构造特征。

山西省汾渭裂谷带地热水结垢趋势分析

文章采用拉申指数和雷兹诺指数等指数法对山西省汾渭裂谷带8个地热水样的碳酸钙结垢趋势进行计算,并预测了硫酸钙结垢趋势,又采用WATCH程序软件进一步进行热储矿物平衡分析,结果表明:部分地下热水有结垢的可能性,主要结垢物是碳酸钙和硫酸钙,在参考温度范围内所有地热水样同方解石矿物处于过饱和状态,方解石可能会引起地热井结垢;引起晋中中酸性地热水结垢的矿物还有无水石膏。

山西汾渭裂谷带浅层地温能开发利用适宜性分区方法——以忻州市为例

本文以忻州市为例,阐述山西汾渭裂谷带浅层地温能的分区原则和方法,通过分析忻州市地质背景,盆地沉积特征、不同地温能开发及换热方式的投资成本等,对忻州市浅层地温能的开发利用进行适宜性分区。

汾渭裂谷地热资源初探

通过对汾渭裂谷区域地质构造、地震、裂谷形成机制以及地球物理勘察资料等的综合分析 ,探讨了汾渭裂谷地热资源分布规律与特征 ,以及地热资源与汾渭裂谷的关系。对该区域地热资源的勘探。

《大陆裂谷对比——汾渭裂谷系与贝加尔裂谷系例析》评介

科学不分国界,研究地球构造是地球科学家共同的目标。全球性构造分伸展、挤压和压滑三种,大陆裂谷是伸展构造中最重要的一种,它不仅对研究岩石圈的结构与演化具有重要的意义,而且与国计民生有着密切的关系。汾渭裂谷和贝加尔裂谷是全球大陆裂谷系中较典型的两个大陆裂谷。汾渭裂谷地处我国腹地,是中华民族灿烂文化的发源地。

汾渭与贝加尔裂谷系相似性的统计分析

在野外观测与遥感综合解译的基础上，充分利用区内已积累的地质与地球物理资料，应用统计分析方法，从７个方面分别计算分析了汾渭与贝加尔裂谷系的相似性系数。显著性统计检验表明，两裂谷系在几何形态、三维构造格局、历史与现今活动性各方面都存在显著的相似性。结合空间测量与两裂谷系现今构造应力场的实测资料分析，推断汾渭与贝加尔裂谷系高度相似性产生的动力学机制与东亚大陆这一地带南、北块体间不等速西向运动所造成的大规模Ｓ形张裂作用存在成因联系。

泥河湾古湖的形成机制及其与早期古人类生存环境的关系

泥河湾盆地位于汾渭裂谷系的东北端，是裂谷系的重要组成部分。古近纪初恒山－大同一带发育软流圈上涌柱，导致岩浆喷发和地壳变薄，距今25～24Ma，阳原-石匣一带开始沉陷形成盆地，北侧出现伸展造山带。受到挤压作用使盆地内地壳缩短并在盆地南侧形成台地。上新世末至早更新世为盆地沉陷最盛时期，泥河湾古湖形成。距今2．0～0．8Ma，该地区为温和的温带气候环境，有的时段为亚热带气候，同时火山喷发的火山灰和风成沉积为盆地土壤提供了丰富矿物质养分，湖泊周边地区动植物繁盛，为早期古人类在此栖息提供了必要的条件。该裂谷型盆地是适于早期古人类生存和发展的地区，泥河湾盆地将是我国最有可能发现早期古人类化石的地点。

对山西隆起区中新生代构造演化的认识

对山西隆起区中新生代构造演化的认识,是探讨华北陆块演化、破坏等科学问题的基础。在中新生代期间,不论是岩石圈的差异演化、构造体制转换、岩浆活动,还是地貌反转,位于华北陆块中心部位的山西地区总是处于过渡带的位置。该地理位置说明了该区在华北陆块演化研究中的重要性。在近年1∶5万、1∶25万区域地质调查成果及以往研究资料的基础上,以中生代区域性断裂、新生代汾渭裂谷及山体隆升为主要研究内容,探讨山西隆起区中新生代岩石圈从增厚到减薄、构造体制从挤压到伸展转换,以及随华北陆块一起经历地貌格局从东高西低到西高东低转换的构造演化进程。研究认为,山西地区中新生代构造体系的发育从属统一的区域动力学环境,周边板块之间的相互作用引起深部软流圈变化:软流圈下沉,岩石圈则相对增厚,地壳垂向伸展,横向收缩;软流圈上涌,岩石圈相应减薄,地壳水平伸展。软流圈的变化对该地区中新生代构造变形、沉积格局、岩浆活动等方面起着控制作用。

从地震的活动性探讨山西干热岩分布

地震因其强烈的致灾性一直是地学界的重要研究点之一,干热岩地热能作为新型的清洁可再生能源受到越来越多的关注。文章综合山西地震活动性、干热岩成因、地震与干热岩关联性,认为干热岩与震源层紧密共生,地震可能是热动力作用的结果,与地壳分层分带非均匀固态流变有关,山西汾渭裂谷带是活动构造—地震—热异常带,系中新世以来典型的线性热隆伸展构造系统,中下地壳可能存在低速低阻体,且保存较完整新生代沉积盖层,推测汾渭裂谷带很可能存在优质干热岩。通过研究地震可为干热岩勘查提供新思路,开发干热岩减弱地震的强度。