东昆仑阿其克库勒湖地区的逆冲扩展作用

东昆仑西段是我国西北地区地质研究程度较低的地区之一。通过典型剖面的构造分析,可以得出下列几点重要认识:①东昆仑西段具有十分发育的断裂构造系统,逆冲扩展、正滑作用和拆离作用是该区的主要变形事件。②逆冲断裂起始于晚石炭世和晚三叠世—早侏罗世时期,但强烈活动发生在库木库里盆地强烈坳陷的中新世—第四纪时期。③该区北向逆冲扩展作用和南向正滑作用并存的构造格局,和青藏高原北部的总体构造格局相一致,与青藏高原南缘喜马拉雅地区的的构造格局也十分类似,但道冲扩展方向相反,强烈逆冲扩展作用都发生在中—上新世至第四纪印度板块与欧亚板块强烈碰撞和青藏高原急剧隆升时期。这种方向相反的逆冲扩展和正滑作用揭示青藏高原深层物质向南、北两侧对称式扩展和表层物质向高原腹地重力滑动的运动学特征。因此该区断裂构造系统的建立对研究青藏高原北部的深部作用过程,建立青藏高原隆升的统一的地球动力学模式提供了一种思路。

青藏高原西北缘晚新生代构造变形研究

晚新生代,印亚碰撞的远程效应使青藏高原周缘发生了强烈的构造变形和隆升作用,然而不同学者对高原强烈构造变形和隆升时代的认识却大相径庭。本文通过对青藏高原西北缘晚新生代褶皱冲断带的构造变形、沉积作用、岩浆活动与地貌响应等的综合研究,依据古新统至中新统地层的连续沉积和产状的协调一致,提出青藏高原西北缘在古新世—中新世末并未发生区域性强烈的构造变形,并基于褶皱、生长地层、楔顶沉积和冲断带中局部不整合等标定青藏高原西北缘强烈构造变形的时代为上新世—早更新世,其中最强烈的构造变形发生于西域砾岩沉积结束阶段,即约1.1～0.7Ma的昆黄运动最终使中更新世以前地层全面褶皱-抬升,形成区域性的乌苏群与西域砾岩之间的角度不整合,这为青藏高原西北缘晚新生代的构造变形提供了关键的构造地质学证据;同时,根据磷灰石裂变径迹的研究成果提出青藏高原西北缘的主要隆升可能是在上新世—早更新世通过高原边缘的边界断层系以后展式逆冲扩展作用抬升形成的,并就裂变径迹热历史模拟的剥蚀厚度提出西域砾岩很可能主要来自高原边缘地形变化最剧烈的陡坡带,支持西域砾岩属构造成因的认识。

苏鲁高压-超高压变质带折返抬升过程中构造界面和应力场的变化

作为地质历史时期深俯冲作用产物的超高压变质岩,尽管有不同的形成演化历史,但其最终的折返作用无不是在逆冲扩展过程中完成的。因此,逆冲扩展作用及其数值模拟的研究对完整认识苏鲁高压．超高压变质带的折返机制和折返过程具有重要意义。逆冲扩展作用最显观的构造效应是不同层次构造界面和应力场的变化,对于地壳尺度的逆冲扩展作用而言,陆表面和Moho是最重要的活动性构造界面,陆表面的变化导致山体抬升和滞后伸展盆地的形成,出现盆-山相间的构造格局。初步的模拟计算表明,山体的抬升量、滞后伸展盆地的坳陷量和Moho的上拱量与逆冲地块的平移速度和逆冲扩展速度成正相关关系,而且随着时间的推移,山体的抬升速度、滞后伸展盆地的坳陷速度和Moho的上拱速度都有逐渐增大趋势。逆冲扩展过程中,构造应力场的变化总的表现为随着平移速度和逆冲扩展速度的增大和逆冲扩展作用的持续进行,逆冲块体内部由挤压应力状态逐渐向拉张应力状态转化。地块的平移速度是构造强度的一个重要标量,当高压-超高压变质带以仰冲块体为运动载体,沿断裂带向陆壳浅部折返时,构造界面的移动规律基本反映了高压-超高压变质带的折返过程,可见,构造作用的强度和性质应该是制约高压-超高压变质带折返的重要因素之一,在岩石密度差相同的条件下,拉张构造应力场更有利于折返作用的进行。苏鲁高压-超高压变质带的折返是通过多期构造作用完成的,根据数值模拟结果可以推测,每期构造作用都伴随有折返速度由慢到快的变化,在整个折返过程中,构造运动性质和强度的差异导致了折返速度的不均一,总体上,折返速度将随着逆冲地块由挤压向拉张状态的转化和拉张强度(构造作用强度)的不断增强而逐渐增大,最终在以拉张为主导的构造应力场中完成了高压-超高压变质带折返的全过程。