2024年1月23日新疆乌什M_(S)7.1地震地质灾害和地表破裂

2024年1月23日新疆乌什M_(S)7.1地震是自1992年吉尔吉斯斯坦Suusamyr M_(S)7.3地震以来发生在天山地震带内的最大地震。主余震初步精定位和第一时间野外调查结果表明,乌什MS7.1地震的余震带总体走向NE,长约62km,主要分布在盆山交接部位。地震产生了边坡失稳、岩崩、滚石、地裂隙等次生地质灾害,主要集中在沿构造走向微观震中两侧30km范围内。由微观震中向N约7km、向S约13km以外,地质灾害迅速减轻,且山前断层陡坎(F_(5))未见任何新鲜的活动迹象。结合中国地震局地质研究所产出的InSAR同震形变场初步结果,判定此次主震的发震断层为一条倾向NW、未错出地表的逆冲断层。在GCMT震中所在的恰勒玛提河,沿西域砾岩背斜南翼发现了总体走向N60°E、长约2km、最大垂直位错约1m的地震地表破裂带。该地表破裂在较老地貌面上基本沿先存断层陡坎发育,总体受一条倾向SE、与主震发震断层倾向相反的逆断裂控制。地表破裂带长2km,规模远小于乌什M_(S)7.1地震余震带,其是由M_(S)7.1主震所致还是因M_(S)5.7余震造成的,以及产生地表破裂的SE倾逆断层与NW倾主震发震断裂之间是何种关系,还需进一步研究。

塔里木盆地西北缘乌什西次凹的地层系统和构造特征

乌什西次凹位于塔里木盆地西北缘,隶属于库车坳陷的乌什凹陷。它位于南天山主山脉(哈尔克山)和塔里木盆地柯坪—温宿凸起之间。区域构造格局上,这里是塔里木克拉通向西北自然延伸的部分。次凹北缘的阿合奇断裂是南天山造山带和塔里木克拉通的分界。乌什西次凹内发育与柯坪—温宿凸起相似的晚前寒武纪—古生代地层系统,包括寒武系、奥陶系和石炭系的烃源岩。新近系—第四系碎屑岩建造直接不整合于变形的古生代被动大陆边缘碎屑岩—碳酸盐岩沉积建造之上;剖面上,向南天山方向加厚,向塔里木克拉通方向减薄,呈现典型的前陆盆地剖面结构特征。这是一个晚新生代陆内前陆盆地,叠加在晚海西期—燕山期古隆起之上。这里的构造变形主要有3期,分别是中海西期、晚海西期—印支期和晚喜山期。变形以厚皮冲断构造及其相关褶皱为主,薄皮构造不发育。平面上,主构造线走向NE-SW。剖面上,以南天山向塔里木冲断为主。

塔里木盆地库车褶皱冲断带东段依奇克里克背斜的构造特征和形成演化

依奇克里克背斜位于塔里木盆地北缘,库车褶皱冲断带北部构造带东段。它是一个基底卷入型开阔直立背斜,是在晚海西期古隆起和印支期库车周缘前陆盆地前渊带背景下形成的一个含油气构造。背斜核部出露的最老地层是白垩系下统,向两翼方向依次出露古近系、新近系和第四系。钻井资料揭示,之下还有三叠系和侏罗系含煤碎屑岩建造,不整合于石炭系灰岩之上。中新统吉迪克组至更新统西域组是背斜的生长地层,古近系及以下地层是前生长地层。背斜位于库车褶皱冲断带根带,发育厚皮构造;向前锋方向,逐渐演变为薄皮构造。褶皱冲断带的两个主滑脱断层分别发育于侏罗系煤层和吉迪克组膏盐层。作为印度—亚洲碰撞的远程效应,背斜的变形起始于古近纪末—新近纪初,经多个变形加速期,脉式冲断,直至第四纪晚期才最终定型。

银川盆地天山海世界地热勘探重力数据三维反演研究

地热能作为一种清洁能源,受到了越来越多学者以及政府部门的关注。地热能大多集中分布在构造板块边缘,而中国拥有着独特的“阶梯状”地形,处于板块碰撞边界的地区较多,地热资源储量丰富,但存在勘探和利用水平较低等问题。银川盆地蕴含丰富的地热资源,为沉积盆地传导型地热区,具有很大的地热资源开发潜力。重力异常主要反映了地下岩石的密度差,而重力勘探方法因其成本低、勘探面积广而被广泛应用于地热勘探,尤其是地热远景区的划分。利用重力三维反演方法对银川盆地天山海世界重力数据进行三维反演,获得区域地下三维密度结构,为后续该地区地热资源的勘探与利用提供基础。

天山北缘硫磺沟地区侏罗系烧变岩特征及其地质意义

烧变岩在中国北方分布广泛,可能与砂岩型铀矿有成因联系,但一直以来研究者对其关注较少。新疆硫磺沟地区侏罗系煤系地层中广泛发育烧变岩。通过野外观察和岩石显微薄片、扫描电镜及电子探针分析,描述了硫磺沟地区烧变岩的颜色、结构构造及矿物学特征,认为高温变质程度不同的烧变岩在颜色上有差异,以鲜艳的红色(如砖红、赭红、紫红色)、黑色、钢灰色为主,烧变岩的结构构造主要有瓷化构造、渣状构造、角砾状构造等。电子探针测试结果表明,西山白土窑剖面烧变岩的主要化学成分为SiO_(2),其质量分数介于35.43%~99.83%之间,平均为75.73%,次要化学成分有Al_(2)O_(3),CaO,Na_(2)O,K_(2)O,FeO,MgO,MnO,BaO等,推测其是与原岩成分有关的铝硅酸盐矿物。微观测试显示,原岩结构、构造遭受不同程度破坏。经历不同程度高温变质作用部分矿物发生变质,形成堇青石、铁堇青石、莫来石等新矿物,且矿物形态发生不同程度的改变,如出现冷凝边、石英塑性流变、蠕虫状构造、压缩拉伸构造等,矿物充填(微)裂缝形成方解石脉或铁质脉。硫磺沟地区烧变岩形成年龄与区域构造隆升时代具耦合关系。在研究区,烧变岩附近常有铀矿点发育。研究认为,表生热液型砂岩铀矿成矿模式适合于硫磺沟地区铀矿富集解释。

新疆天山中段地壳和上地幔顶部P波速度结构研究

天山造山带一直以来是研究盆山耦合作用的理想场所,深入理解这一地区的壳幔结构对认识天山造山带深部动力学过程具有重要意义.本研究基于2009—2020年新疆区域数字地震台网固定台站、震后架设应急流动台站以及部分宽频带流动地震台站记录到的MS≥1.5地震到时资料,采用双差地震层析成像方法反演获得了新疆天山中段精细的地壳和上地幔顶部三维P波速度结构和地震震源参数.结果显示:新疆天山中段具有复杂的深浅构造关系,地壳浅部及上地壳P波速度结构与地表地质构造密切相关,高速异常区对应于天山造山带,低速异常区对应于沉积盆地.研究区中东段中地壳和下地壳存在较大范围低速区,与两侧准噶尔盆地和塔里木盆地上地壳和中地壳低速区相连,且准噶尔盆地和塔里木盆地下地壳及上地幔顶部双向均向新疆天山中段下方倾斜.结合前人诸多研究成果推测,在南北向构造挤压作用下,塔里木盆地与准噶尔盆地双向向天山造山带壳幔岩石圈发生"层间插入与俯冲削减".重定位后地震分布显示,地震震源深度优势范围为0~25 km,主要沿断裂带、盆山结合部以及不同块体接触部位分布,且与壳内低速体有较好的相关性.这些结果可能为研究新疆天山中段地壳和上地幔顶部速度结构和动力学过程提供参考依据.

西南天山托云中新生代火山岩盆地响岩的岩石成因研究

响岩代表了陆内火山岩省钠质碱性岩浆最终端的演化产物,揭示其成因机制对认识陆内火山岩省的岩浆演化过程具有重要意义。文章对出露在我国境内西南天山托云中新生代火山岩盆地的响岩开展了系统的矿物学、岩石学和地球化学研究,以揭示托云火山岩岩浆系列特征和岩浆演化过程。托云响岩以发育碱性长石、单斜辉石、铁橄榄石和角闪石斑晶为特征,在基质中可见霞石。在地球化学组成上,托云响岩以高的Na2O含量(7.9%~8.6%)和K2O含量(5.2%~6.3%)为特征,∑REE变化范围为408×10^(-6)~470×10^(-6),稀土元素配分曲线具有明显的Eu异常,在原始地幔标准化的微量元素蛛网图上,样品显示出Ba、Sr、P、Ti的负异常和Nb、Ta、Zr、Hf的正异常特征。亏损的Nd同位素组成表明其成因与共生的碧玄岩有紧密的成因联系,经MELTS热力学模拟,响岩可由碧玄岩经碱性长石(36%)、单斜辉石(21%)、尖晶石(10%)、铁橄榄石(6%)和角闪石(5%)的分离结晶作用形成,进一步的EC-AFC模拟表明,响岩在形成过程中受到一定程度(10%)的地壳混染。研究表明,托云火山岩总体属于过碱性岩石系列(碧玄岩-响岩质粗面岩-响岩),响岩代表了该岩石系列的终端演化产物。

准噶尔—北天山盆山过渡带断裂系统发育特征及地质意义

准噶尔—北天山盆山过渡带自古生代以来经历了多期构造运动的叠加改造,断裂系统错综复杂,相互叠加,改造着褶皱构造的形态,控制着油气成藏过程。目前对盆山过渡带断裂体系的展布特征、发育规模和复杂程度缺少系统研究。本文综合运用野外踏勘、地震资料解释,结合断层像素长度、分形维数等定量分析方法,对研究区断裂系统发育特征和差异性进行了系统分析。研究认为:1)盆山过渡带断裂整体呈NWW向展布;以挤压构造样式为主,其次为走滑构造样式,反映研究区整体受控于压扭应力背景;北天山内部断裂构造样式、发育数量及规模多于山前带,反映了北天山内部地质构造和应力场的复杂性。2)盆山过渡带断裂发育具有很好的分形分维特征,山前带断裂分形维数值为1.207,北天山内部断裂分形维数值为1.485,表明北天山内部断裂构造发育和复杂程度明显高于山前带。3)盆山过渡带断裂的发育程度和复杂变形程度整体表现为由南向北、由东向西逐渐减弱,南北方向的差异与地层能干性及构造应力在传递过程中不断损耗,逐渐减弱有关;东西方向的差异与区域走滑断裂的调节和逆冲推覆过程中主应力面并非保持水平而是向东发生倾斜有关。研究成果对了解研究区应力场分布和指导山前带油气地质勘探具有重要意义。

印度洋偏暖对春末夏初西天山极端降水的影响研究

利用NOAA(美国国家海洋和大气管理局)气候预测中心的逐日格点降水资料分析了春末夏初(5、6月)天山极端降水时空变化以及印度洋海盆一致模(IOBM)影响极端降水的机制。结果表明:春末夏初天山极端降水变化具有明显的空间差异,西天山地区极端降水显著增加,其他区域极端降水变化不显著。诊断分析和数值模式模拟结果表明,春末夏初西天山地区极端降水增加与同期IOBM正异常促进冷暖气流在西天山地区交汇有关。IOBM正异常,一方面有利于东欧至中亚北部反气旋异常加强,促进冷空气向南输送。另一方面使得印度洋海温非均匀增暖,产生异常垂直环流,其下沉支使阿拉伯海和印度半岛产生反气旋异常,异常反气旋和偏南气流共同促进印度洋暖湿水汽向西天山输送,从而有利于西天山地区极端降水增加。

中天山南缘乌瓦门蛇绿岩形成构造环境

中天山南缘乌瓦门蛇绿混杂岩主要由构造岩块和混杂基质两部分组成,构造岩块主要包括:由变质橄榄岩、辉长岩、玄武岩组成的蛇绿岩残块、中天山基底变质岩系的斜长角闪岩和片麻岩构造块体以及来源于南天山泥盆系的大理岩残块;混杂基质主要为强烈剪切变形的绿泥石英片岩、绢云石英片岩、二云母石英片岩、千枚岩和变砂岩。变质橄榄岩主要为蛇纹石化的橄榄岩,SiO2、TiO2、Al2O3和CaO含量相对较高,而MgO含量相对较低。总体特征类似于二辉橄榄岩。稀土元素总量低,是球粒陨石稀土元素总量的0.3-0.5倍,以强烈亏损LREE为特征。乌瓦门玄武岩属于拉斑系列,主量元素显示低Al2O3、高TiO2、MgO,贫K2O、P2O5,Na2O>K2O性状,并以低∑REE、LREE亏损、高场强元素不分异为特征,类似于N-MORB。同时,部分岩石样品在高场强元素地球化学性状类似的基础上,具有不同程度的LILE、Th富集和Nb、Ta亏损,以及Pb富集特征,并有Zr的轻度低谷,显示岩浆源区曾遭受不同程度的俯冲带流体交代作用的影响。综合分析认为,乌瓦门蛇绿岩形成于弧后盆地环境。

准噶尔盆地南缘侏罗系碎屑成分特征及其对构造属性、盆山格局的指示意义

砂岩碎屑成分分析是进行沉积物源岩石类型、构造属性和盆山演化分析的重要途径。准噶尔盆地南缘侏罗系物源构造属性以“再旋回造山带”、“弧造山带”和部分“岩浆弧”物源为特征,物源岩石类型主要为中酸性岩浆岩、变质岩和沉积岩,岩石成分、重矿物含量及其组合显示东、西剖面在物源上存在一定差异。天山内部侏罗系物源构造属性以“再旋回造山带”、“混合造山带”为主,物源岩石类型主要为中酸性岩浆岩和变质岩,但各剖面的岩石成分、重矿物组合特征及相对含量差异较大。综合天山内部与准噶尔盆地南缘野外剖面沉积特征、岩屑成分及钻井岩心分析表明,天山地区早、中侏罗世盆山格局以盆地沉积范围大、天山正地形较小为特征,不存在地理分割明显的天山山脉,侏罗纪盆地南缘至少存在三个物源体系(西准噶尔山、克拉麦里山和(古)天山)；晚侏罗世一早白垩世早期,岩石成分成熟度偏低,砾岩等粗碎屑沉积明显增多,同时不稳定重矿物及其组合稍有增加可能与晚侏罗世天山构造格局分异、构造活动相对活跃有关,天山山脉明显隆升并造就天山南北沉积环境的巨大差异。

天山古生代洋盆开启、闭合时限的岩石学约束——来自震旦纪、石炭纪火山岩的证据

天山及邻区各微地块上分布有震旦纪—早寒武世火山-沉积岩系,寒武系底部均发育含磷层,震旦系中见2～3层大致可对比的冰碛岩,暗示各微地块当时可能是一个统一大陆块的组成部分。震旦纪—早寒武世大陆拉伸→大陆裂谷火山活动是天山古生代洋盆开启的前兆,意味着早寒武世为天山古生代洋盆开启时限的下限。中天山巴仑台微地块中的下石炭统马鞍桥组底部的粗碎屑岩,是碰撞造山中晚期的地质记录。它意味着天山古生代洋盆已经闭合。石炭纪时,天山造山带已进入新的造山后裂谷拉伸阶段,发育有大规模大陆裂谷双峰式火山活动和花岗质岩浆活动。早石炭世是天山古生代洋盆闭合时限的上限。

新疆地学断面(泉水沟-独山子)深地震测深成果综合研究

新疆地学断面 (泉水沟 独山子 )深地震测深剖面的分段成果已经先期分别发表 ,根据已经发表的资料 ,本文着重全线震相的对比 ,并讨论地壳构造与地质演化的关系。该剖面全长约 12 0 0km ,南起西昆仑山 ,穿过塔里木盆地 ,跨越天山 ,止于准噶尔盆地南缘。该剖面共设 12个炮点 ,共用炸药 2 0t,投入地震仪 12 0台 ,共获有效三分量记录 973个。在折合时间记录截面图上识别出 6个震相 (Pg,P2 ,P3,P4,Pm,Pn) ,经走时反演和射线追踪拟合获得速度结构模型。最终的模型显示塔里木盆地主体的地壳厚度为 3 8～ 4 6km ,而且塔里木南缘的Moho界面南倾 ,与结晶基底南倾的角度大体一致。从塔中隆起至西昆仑山前 ,Moho面深度从 4 0± 2km加深到 5 7km ,但继续向南深入到西昆仑北坡之下 ,Moho产状变平 ,深度减小到 5 4km。以西昆仑北坡基底抬升、下地壳增厚和山前凹陷内存在巨厚沉积的观测事实为依据 ,推断塔里木盆地南缘地壳向西昆仑山下俯冲 ,但俯冲的距离和深度可能有限。天山地区观测到了清楚的Pn 震相 ,速度为 8.15km/s。整个天山地区Moho平均深度为 5 2km ,地壳结构复杂 ,其中地壳为 3～ 7km厚 ,速度值 5 .6km/s的低速层。中天山之下的Moho略显隆起 ,中、北天山交界处Moho明显错断。地壳内部各层厚度横向变化较大 ,具?

中亚成矿域核心地区地质演化与成矿规律

中亚成矿域地质演化的重要特征是:古生代地壳生长和演化的多阶段性、多旋回物质的活化-再活化、成矿环境的长期性和周期性,这些特征导致域内成矿物质的多次迁移和聚集。中亚成矿域由若干个成矿省组成,其核心部分由阿尔泰成矿省、环巴尔喀什-准噶尔成矿省和中-南天山成矿省构成。成矿省由多个成矿带构成,每个成矿带由若干个矿集区组成,每一个矿集区包含至少1个大型—超大型矿床。古亚洲洋关闭后,中亚成矿域核心地区普遍发育的印支期成矿作用主要受韧性剪切带和小型壳源岩浆活动控制。中亚成矿域核心地区的关键科学问题包括古南天山俯冲带流体-岩浆演化过程对成矿作用的制约、巨型斑岩铜矿带的形成环境、晚古生代大地构造格局重建、巨型韧性剪切带的特征及其对金成矿作用的控制机制。

准噶尔盆地南缘新生代沉积物碎屑锆石记录的天山隆升剥蚀过程

通过对准噶尔盆地南缘有精确古地磁年代控制的金沟河剖面新生代沉积物中7个砂岩样品碎屑锆石的U-Pb LA-ICP-MS测年分析,确定安集海河组(28～23.3Ma)和沙湾组(23.3～17.5 Ma)的砂岩样品碎屑锆石年龄主要集中在261～328Ma(P-C),塔西河组(17.5～13.2Ma)样品的年龄主要集中在234～311Ma(T-C)和369～403Ma(D-S),独山子组(13.2～6.0 Ma)和西域组(6.0～1 Ma)样品的年龄主要集中在264～333Ma。经与流域内岩石地层的分布相对比,揭示至少在晚渐新世开始中天山已经隆升并剥蚀为盆地提供物源,从约中新世早期开始北天山的南缘开始隆升,加入物源供给区,从约中新世中晚期开始北天山开始明显隆升,并逐步阻碍了中天山的物源供给,成为物源的主要供给区。天山的这种逐步向北的隆升剥蚀过程,反映了印度-欧亚板块碰撞的远程效应。

天山造山带岩石圈密度与磁性结构研究及其动力学分析

库尔勒—吉木萨尔剖面横跨塔里木盆地北缘、天山造山带和准噶尔盆地南缘 .沿剖面完成了重磁联合反演 ,获得了岩石圈二维密度结构与二维磁性结构 .结果发现 ,塔里木盆地与准噶尔盆地向天山造山带对冲 .在地壳范围内 ,塔里木盆地北缘与准噶尔盆地南缘的平均密度较高 ,天山造山带的地壳平均密度较低 .天山造山带具有较高的磁化强度 ,尤其表现在准噶尔盆地南缘至天山造山带中部的整个地壳范围内 ,预示着天山南北可能具有不同的构造演化历史、构造运动方式以及构造运动强度 .在塔里木盆地与天山造山带以及准噶尔盆地与天山造山带的接触部位的上地幔顶部分别发现了低密度体 ,推测在塔里木盆地由南而北向天山造山带“层间插入与俯冲消减” ,以及准噶尔盆地由北而南向天山造山带俯冲的过程中塔里木盆地北缘和准噶尔盆地南缘下地壳物质被带进天山造山带上地幔顶部 .

准噶尔盆地南缘侏罗纪沉积相演化与盆地格局

通过对准噶尔盆地南缘侏罗系5条剖面的沉积特征对比,结合钻井资料和地震资料,确定了准噶尔盆地南缘侏罗纪盆地边界、沉积相演化及盆地格局。头屯河剖面和后峡剖面的沉积相对比及古流向测量表明二者在早、中侏罗世形成于同一沉积体系。在早、中侏罗世,沉积相逐渐从以辫状河—三角洲—湖泊相为主过渡到以河流—湖泊相为主,沉积水体逐渐变浅;其中三工河组沉积时期盆地沉积范围达到最大,西山窑组沼泽相发育,车排子—莫索湾凸起自西山窑组沉积时期开始构成相对高地并遭受部分剥蚀。早、中侏罗世的盆地边界至少位于后峡以南附近,此时不存在地理分割明显的天山山脉。晚侏罗世—早白垩世早期,沉积相从辫状河—滨浅湖相为主迅速演变为以辫状河—冲积扇相为主。在此期间盆地边界明显向北迁移,天山山脉明显隆升并造就天山南北沉积环境的巨大差异,博格达山构成盆地南缘的又一重要物源体系。

天山南坡渭干河流域地表水资源量及其变化趋势

渭干河流域由木扎提河、卡普斯浪河、台勒维丘克河、卡拉苏河、克孜尔河5条支流汇合而成,支流均发源于天山南坡,单独出流,汇集于拜城盆地的克孜尔水库,始称渭干河.渭干河是天山南麓三大河流之一,主要支流木扎提河发源于汗腾格里峰东坡的冰川集结区,河流源头多接冰川,以冰川融水为主要补给源.5条支流多年平均实测径流量27.98×108m3,干河流域地表水资源量为31.59×108m3,其中地表水资源可利用量为26.05×108m3.从渭干河流域的河川径流量组成可以看出,集水区河水来源于冰川融水、融雪径流、降雨径流,冰川融水量变化和降水量的波动,控制着河流径流量的大小变化.利用现有的观测数据和研究成果粗估分析流域地表水资源的变化趋势,预计近、中期径流量会相应增多.

西天山吐拉苏盆地大哈拉军山组火山岩地球化学特征及构造意义

吐拉苏盆地大哈拉军山组由两组火山岩组成,一组为玄武安山岩、安山岩,SiO2含量介于54.8%～59.4%之间,另一组为流纹岩,SiO2含量为70.6%～74.1%,两组岩石具有相似的稀土和微量元素分配型式,均富集U、Th、K、Pb,而亏损Nb、Ta和Ti,同时两组岩石的一些微量元素对比值基本一致,表明流纹岩是本区玄武安山质岩浆结晶分异形成,初始岩浆可能是由受俯冲流体交代的地幔部分熔融,同时岩浆上升过程中受到上覆地壳混染作用。根据岩石地球化学特征,结合区域大地构造位置及大哈拉军山组形成的时间分析,推测吐拉苏盆地大哈拉军山组形成于大陆边缘岩浆弧。

和静逆断裂-褶皱带的第四纪构造地貌与侧向扩展

位于天山南麓焉耆盆地北缘的和静逆断裂-褶皱带是天山地区的一个最新的变形带。通过对褶皱带西段夏尔木登背斜、哈尔莫顿背斜区遥感卫星影像(ETM+)和分辨率为25m的数字高程模型(DEM)数据解译分析,并结合野外考察,对两个背斜的地形横剖面、纵剖面,水系发育特征,两翼11个小型汇水盆地的水系密度、面积高度曲线和积分值分析表明,夏尔木登背斜和哈尔莫敦背斜在第四纪时期发生了隆升,而且夏尔木登背斜先于哈尔莫敦背斜开始隆升。夏尔木登背斜自中部向东西两侧扩展,哈尔莫敦背斜则自西向东扩展。第四纪构造活动是驱动横穿两个背斜的一系列河流向东迁移的驱动因素,并形成一系列自西向东谷底高程逐渐降低的风口。夏尔木登背斜两翼汇水盆地的河流水系密度自中部由5.37km-1分别向东西两侧降低到2.65km-1和3.07km-1,盆地内的冲沟坡度角也逐渐由中部向两侧变陡。而哈尔莫敦背斜表现出以垂向的构造隆起和向东的侧向生长为主的变形模式,水系密度自西向东逐渐降低,由3.87km-1降低到2.37km-1,冲沟坡度角由4°上升到6°,面积高度曲线由S形逐渐变为向上凸起,积分值也由0.45增加到0.76。此外,自西向东横穿背斜的11条地形横剖面指示了褶皱的高度由西向东逐渐递减,也证明了和静逆断裂-褶皱带整体自西向东的侧向扩展变形。