天山造山带深部探测及地球动力学研究进展

为了研究天山造山带的地球动力学,自1970年代以来,国内外在天山造山带开展了大量的深部探测工作,并取得了丰富的成果,本文对这些工作和成果进行了梳理和综述.已有研究结果表明:天山造山带的地壳厚度较大,但并无明显山根;地壳结构具有垂向分层和横向分块特征;壳幔界面不清晰,莫霍面在盆山接合部下方发生错断;壳内普遍发育低速异常体,地壳泊松比较高,暗示了地壳力学上的弱化作用;上地幔也存在波速异常体,低速异常可能与地幔热物质上涌有关,高速体可能是古老板块的岩石圈拆离碎片;莫霍面错断、Q值结构和波速异常特征可以用天山南北侧稳定地质块体往天山造山带之下俯冲来解释,这也得到高分辨率层析成像结果的支持;剪切波分裂结果暗示有相当厚的上地幔卷入了造山过程.上述资料表明天山造山带的变形和隆升是其南北侧稳定地质块体的构造挤压与壳—幔复杂耦合作用的共同结果.

循环载荷下饱和岩石的摩擦阻力研究

在循环载荷下岩石发生应力-应变的非线性弹性行为是普遍的,孔隙流体、载荷频率、围压、层理方向是造成岩石应力应变滞后、能量衰减、刚性变化等特征的重要外部变量。基于来自大庆、南京、合肥等地的砂岩样品,利用电液闭环伺服控制压机系统,开展了不同饱和流体砂岩的应力-应变滞回曲线、不同载荷频率和饱和流体对岩石的衰减、不同层理方向加载和卸载对岩石杨氏模量影响的实验对比研究,阐明了饱和岩石的非线性响应特征,揭示了外界影响因素对岩石产生非线性形变的作用机制,探讨了岩石内部触面间摩擦阻力在岩石发生非线性形变过程中发挥的媒介作用,并推断接触面颗粒之间的摩擦阻力可能是导致岩石发生衰减、滞后等非线性行为的内在因素。本研究拟通过岩石内部小尺度的摩擦作用与构造尺度断层面上的摩擦滑移相似性,来揭示地震发生时岩体失稳的动力学过程。