青藏高原東北緣和南北構(gòu)造帶中段地殼構(gòu)造研究

第1章　青藏高原東北緣的似三聯(lián)點(diǎn)構(gòu)造

1.1　由瑪沁一蘭州一靖邊人工地震剖面得到的二維地殼結(jié)構(gòu)

1.1.1　剖面位置

1.1.2　地震記錄特征

1.1.3　P波速度結(jié)構(gòu)

1.1.4　S波速度結(jié)構(gòu)和波速比結(jié)構(gòu)

1.2　由西吉一中衛(wèi)人工地震剖面得到的二維地殼結(jié)構(gòu)

1.2.1　剖面位置與觀測系統(tǒng)

1.2.2　觀測震相分析

1.2.3　殼幔模型的建立與計(jì)算

1.2.4　觀測結(jié)果解釋

1.2.5　分析與討論

1.3　由地震深反射剖面得到的海原大震區(qū)地殼精細(xì)結(jié)構(gòu)

1.4　青藏高原東北緣的似三聯(lián)點(diǎn)構(gòu)造特點(diǎn)

附錄1.1　瑪沁一蘭州一靖邊人工地震折射/反射剖面炮點(diǎn)位置和各炮記錄截面

附錄1.2　西吉一海原一中衛(wèi)人工地震折射/反射剖面炮點(diǎn)位置和各炮記錄截面

附錄1.3　弧形構(gòu)造帶地震深反射剖面HY-1、HY-2剖面位置和典型記錄截面

第2章　南北構(gòu)造帶中段的立交構(gòu)造

2.1　引言

2.2　野外數(shù)據(jù)采集

2.3　二維資料處理

2.3.1　震相特征

2.3.2　地殼平均速度及厚度的估計(jì)

2.3.3　一維地殼模型的反演

2.3.4　二維地殼模型的反演

2.3.5　二維反演結(jié)果的初步分析

2.4　利用相似性剖面方法研究地殼反射體結(jié)構(gòu)

2.4.1　相似性方法和計(jì)算步驟

2.4.2　天水一武都剖面資料處理

2.5　由人工地震扇形剖面資料反演三維地殼結(jié)構(gòu)

2.5.1　觀測資料

第3章　龍門山斷裂帶的復(fù)合逆沖構(gòu)造

參考文獻(xiàn)2100433B

本書的研究對(duì)象包括青藏高原東北緣和南北構(gòu)造帶中段兩個(gè)地區(qū)。無論是從地理位置的角度來看，還是從地質(zhì)構(gòu)造的角度來看，這兩個(gè)地區(qū)都是密切相關(guān)的。兩者通過青藏高原和南北構(gòu)造帶兩個(gè)大型構(gòu)造緊密地聯(lián)系在了一起。嚴(yán)格來說，兩者所指的地區(qū)范圍在一定程度上還有相互重疊的部分。前者稍偏北一些，還包括了南北構(gòu)造帶北段的部分地區(qū)。對(duì)于這一區(qū)域，我們主要從大陸地塊動(dòng)力學(xué)的角度出發(fā)，更多地關(guān)注青藏高原塊體對(duì)其東北部鄰近決體的作用。后者稍偏南一些，也可稱為青藏高原東緣地區(qū)，包括東西秦嶺的交接部位和南部的龍門山構(gòu)造帶．對(duì)于這一區(qū)域，我們主要從南北構(gòu)造帶的角度出發(fā)，重點(diǎn)研究其深部構(gòu)造特點(diǎn)和在整個(gè)南北帶中的作用。因此，本書涉及的范圍包括青藏高原的東北緣和東緣地區(qū)，或者從另一角度說，包括南北構(gòu)造帶的北段和中段地區(qū)。

造山帶內(nèi)各個(gè)部分因構(gòu)造背景的差異，所形成的沉積環(huán)境和沉積建造也各不相同，可根據(jù)沉積建造的分帶性，將一個(gè)造山帶進(jìn)一步劃分成若干個(gè)不同的構(gòu)造巖相帶。需要指出的是：一個(gè)特定構(gòu)造巖相帶的構(gòu)造變形、巖漿活動(dòng)、變質(zhì)程度和成礦作用等方面都具有大致相同的特點(diǎn)。因此，通常可以根據(jù)綜合的地質(zhì)特點(diǎn)來劃分一個(gè)造山帶內(nèi)部的不同構(gòu)造巖相帶。

原巖(5張)

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構(gòu)造作用可以劃分為活躍期的和穩(wěn)定期的，不同時(shí)期有不同的研究內(nèi)容和方法。常見如下五方面。

構(gòu)造作用巖石記錄

① 構(gòu)造活躍期

在構(gòu)造事件發(fā)生時(shí)，即構(gòu)造活躍期，最常見的巖石記錄是同構(gòu)造期的沉積巖、巖漿巖（侵入巖與噴出巖），同構(gòu)造期的各類變質(zhì)巖，包括同構(gòu)造期的礦化蝕變。

一般情況下，在構(gòu)造事件發(fā)生時(shí)期，構(gòu)造變形強(qiáng)烈，常常發(fā)生區(qū)域性的隆升和遭受剝蝕，因而很難保留沉積記錄。但是，在強(qiáng)烈構(gòu)造活動(dòng)區(qū)的周邊洼地仍可形成一些特殊的沉積，如磨拉石粗碎屑堆積、大陸斜坡上濁積層（復(fù)理石）等沉積。在構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定時(shí)期，則形成大量的各類沉積地層，或者是其他一些標(biāo)志性的特殊沉積巖系。

② 構(gòu)造穩(wěn)定期

其主要研究內(nèi)容和方法為：巖相古地理學(xué)和生物古地理學(xué)，利用比較完整的沉積地層資料、沉積巖相和建造系列來判斷地殼的隆升與凹陷以及構(gòu)造古地理環(huán)境的變遷，可以幫助我們了解相對(duì)穩(wěn)定時(shí)期的構(gòu)造活動(dòng)特征，這個(gè)相對(duì)穩(wěn)定時(shí)期就是主要構(gòu)造事件發(fā)生之前和發(fā)生之后，也即在構(gòu)造應(yīng)力積累過程之中的時(shí)期。沉積地層的厚度及其變化能夠概略地反映一個(gè)地區(qū)穩(wěn)定時(shí)期地殼在垂直方向上的沉降或隆升及其速度，這對(duì)于我們了解各個(gè)地區(qū)穩(wěn)定時(shí)期的地殼活動(dòng)性有很大的幫助。應(yīng)該指出，以上這種把我國中元古代或新元古代以來沉積地層總厚度累計(jì)起來進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的方法，顯然是比較粗略的，因?yàn)檫@里沒有考慮到地殼沉降與隆升的交替發(fā)生，現(xiàn)存的、厚度巨大的地層是多次沉降一沉積和隆升一剝蝕的綜合結(jié)果。當(dāng)然，由沉積地層厚度所反映的地殼沉降幅度更是相當(dāng)概略的，這里完全沒有考慮成巖過程中壓實(shí)等問題，以及后期構(gòu)造作用造成的地層增厚或減?。〒?jù)筆者所知，國內(nèi)有不少構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈的地區(qū)，常誤把同斜褶皺當(dāng)做單斜地層來測量地層厚度；不少大致順層滑動(dòng)的斷層削減了地層厚度，又經(jīng)常被忽略。要認(rèn)真考慮這些因素，精確地統(tǒng)計(jì)全國沉積地層厚度與地殼升降速度，還要做大量野外與室內(nèi)研究，暫時(shí)還難以實(shí)現(xiàn)。另外，各地層分區(qū)的地層總厚度，現(xiàn)在是采用該地區(qū)的累計(jì)最大厚度，各地區(qū)實(shí)際上存在的地層厚度應(yīng)該略小于以上資料，因?yàn)楦鲿r(shí)期沉積盆地的沉降中心并不是固定不變的，而是不斷遷移的。盡管如此，全中國大部分地區(qū)到處都有數(shù)以萬米的沉積蓋層，基本上可以說，是一個(gè)客觀的、不容否認(rèn)的事實(shí)。

構(gòu)造作用構(gòu)造形態(tài)學(xué)研究

構(gòu)造形態(tài)學(xué)研究即研究構(gòu)造變形的作用類型與范圍，主要研究構(gòu)造變形的類型（褶皺、斷層或節(jié)理）、規(guī)模（尺度）、組合特征（即構(gòu)造體系）及其空間上的分布和范圍，同時(shí)，還必須注意與構(gòu)造變形相伴隨的巖漿活動(dòng)與變質(zhì)作用的特征及其相互關(guān)系。以上內(nèi)容通過地域地質(zhì)調(diào)查、深入的構(gòu)造研究，并配合開挖人工露頭、地球物理勘探與鉆探等方法，是可以基本上搞清楚的。

巖石圈的變形和變位是大地構(gòu)造學(xué)研究的重點(diǎn)內(nèi)容。構(gòu)造變形自然應(yīng)該在大地構(gòu)造學(xué)中占有很重要的位置，但遺憾的是．近些年來被不少學(xué)者所忽視，當(dāng)然從綜合分析的角度來看，運(yùn)用多學(xué)科的新成果來探討大地構(gòu)造學(xué)，的確很必要；但是，不能因此而否認(rèn)研究構(gòu)造變形的必要性。

構(gòu)造作用構(gòu)造運(yùn)動(dòng)學(xué)研究

通過定量化地研究某一構(gòu)造事件的構(gòu)造變形樣式、在三度空間內(nèi)的運(yùn)移方向、變形量（縮短量、伸展量和斷層兩盤的相對(duì)位移量）和變形速度是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)學(xué)研究的主要內(nèi)容。在多期構(gòu)造事件的作用下，如果各期構(gòu)造作用方向不同，要弄清每一次構(gòu)造事件的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征是完全有可能的；但是，如果各期構(gòu)造作用方向變化不大，或者后期構(gòu)造作用非常強(qiáng)烈，把早期構(gòu)造變形的跡象都掩蓋了的話，要弄清每一次構(gòu)造事件的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征就非常困難，有時(shí)幾乎是不可能做到的。

構(gòu)造作用構(gòu)造動(dòng)力學(xué)研究

即構(gòu)造形成機(jī)制的研究。通過系統(tǒng)收集構(gòu)造變形、同構(gòu)造巖漿活動(dòng)、同構(gòu)造變質(zhì)作用以及周邊板塊的運(yùn)動(dòng)特征來查明構(gòu)造作用的動(dòng)力來源，確定構(gòu)造應(yīng)力作用方向和大小，構(gòu)造變形時(shí)的溫度、圍限壓力、形成深度、地溫梯度以及流體作用等動(dòng)力作用的環(huán)境條件，以探討動(dòng)力作用的機(jī)制。

構(gòu)造作用構(gòu)造年代學(xué)研究

采用構(gòu)造變形之上的不整合面來確定相對(duì)年代仍是最基本的方法。同位素測年技術(shù)的改進(jìn)，已經(jīng)使構(gòu)造年代學(xué)的研究變得更加現(xiàn)實(shí)。利用同構(gòu)造巖漿巖體（巖脈）和同構(gòu)造變質(zhì)巖（包括熱液脈）中的單礦物來測年是常用的方法，效果也是比較好的。但是，斷層巖的測年經(jīng)常出現(xiàn)矛盾，任何斷層巖（包括糜棱巖）都是兩盤各個(gè)時(shí)代巖石的混雜物，斷層還可以多次活動(dòng)，因而采用任何全巖法進(jìn)行同位素測年，對(duì)于斷層巖來說都是不適用的。選準(zhǔn)斷層巖中能夠反映某一構(gòu)造作用過程的新生變質(zhì)礦物（如角閃石、伊利石、絹云母或石英）是測試能否成功的關(guān)鍵，不過難度很大。尤其是在不進(jìn)行成因礦物學(xué)的研究就對(duì)測年數(shù)據(jù)就做解釋時(shí)，斷層面上的多次活動(dòng)，使同一礦物也可以獲得多種年齡數(shù)據(jù)，從而陷入數(shù)據(jù)解釋上的困境。近年來，在這方面的教訓(xùn)很多，對(duì)于郯廬斷裂帶最大走滑活動(dòng)的形成時(shí)期，在斷層面上就存在看似相同的角閃石單礦物，卻可測出截然不同的同位素年齡數(shù)據(jù)（從135到210Ma等多種年齡數(shù)據(jù)）。問題不在于儀器測試精度，主要在于沒有對(duì)所測試的單礦物進(jìn)行成因礦物學(xué)的研究，沒有找到此礦物與斷裂活動(dòng)作用之間的可靠證據(jù)。在某種程度上，可以說這些數(shù)據(jù)都是正確的，即斷層從三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)到白堊紀(jì)都曾經(jīng)活動(dòng)過。但是不能僅僅根據(jù)某一年齡就確定此年齡為斷裂帶大走滑的年齡，因此，必須找到此單礦物的形成與斷裂活動(dòng)的相關(guān)關(guān)系。