青藏高原形成和演化的古地磁研究进展综述 被引量：9

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作者 孙知明 曹勇 +6 位作者 李海兵 裴军令 仝亚博 叶小舟 吴百灵 曹新文 刘晨光 《地球学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期17-36,共20页

20世纪80年代以来,特别是最近10年,中外古地磁学者在青藏高原获得了一大批古地磁数据,从构造古地磁角度,重建了青藏高原诸块体(喜马拉雅、拉萨地块、羌塘地块)的碰撞拼合过程,探讨了上述块体碰撞所造成的青藏高原陆内构造缩短量和变形... 20世纪80年代以来,特别是最近10年,中外古地磁学者在青藏高原获得了一大批古地磁数据,从构造古地磁角度,重建了青藏高原诸块体(喜马拉雅、拉萨地块、羌塘地块)的碰撞拼合过程,探讨了上述块体碰撞所造成的青藏高原陆内构造缩短量和变形模式。本文对近30年来青藏高原古地磁研究进行了回顾和总结,并在此基础上试图重建了中、新特提斯洋的演化过程,进一步探讨青藏高原形成和演化的动力学背景。 展开更多

关键词 青藏高原 特提斯洋 古地磁 构造缩短

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藏东昌都地区侏罗纪岩石磁组构研究及其构造意义 被引量：3

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作者 刘晨光 孙知明 +6 位作者 李海兵 曹勇 叶小舟 吴百灵 曹新文 李成龙 裴军令 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期2477-2485,共9页

本文对藏东昌都地区侏罗纪汪布组、东大桥组和小索卡组红层共71个采点开展了磁组构(AMS)研究。磁组构测试结果表明,早侏罗世汪布组岩石磁线理较磁面理发育,磁化率各向异性度较高,磁化率椭球最小轴K3散布于层面缩短方向,代表了与构造成... 本文对藏东昌都地区侏罗纪汪布组、东大桥组和小索卡组红层共71个采点开展了磁组构(AMS)研究。磁组构测试结果表明,早侏罗世汪布组岩石磁线理较磁面理发育,磁化率各向异性度较高,磁化率椭球最小轴K3散布于层面缩短方向,代表了与构造成因相关的磁组构;中侏罗世东大桥组和晚侏罗世小索卡组岩石则磁面理较磁线理发育,磁化率各向异性度较低,磁化率椭球最小轴K3与层面近垂直,指示了原生沉积磁组构。早侏罗世汪布组地层的磁组构揭示了其构造应力场方向为NE-SW向。中侏罗世东大桥组的磁组构指示了其沉积时的古水流方向为SE向(138.3°),而晚侏罗世小索卡组磁组构指示了其沉积时的古水流方向为NNW向(328.3°)。古水流方向的明显变化揭示了昌都地区从中侏罗世到晚侏罗世沉积物物源发生了相应的转变,表明昌都地区南早北晚的隆升过程。 展开更多

关键词 古流向 磁组构 隆升 昌都地区 侏罗纪

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汶川地震断裂带滑移行为、物理性质及其大地震活动性--来自汶川地震断裂带科学钻探的证据 被引量：16

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作者 李海兵 许志琴 +4 位作者 王焕 张蕾 何祥丽 司家亮 孙知明 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1680-1697,共18页

断裂带物质组成、结构及其物理性质是理解断裂变形机制和地震破裂过程的基础和关键,断裂带地震(黏滑)和非地震(蠕滑)滑移行为不仅对了解地震活动性和山脉隆升过程具有重要意义,而且直接为防震减灾提供科学依据.我们以穿过龙门山映秀—... 断裂带物质组成、结构及其物理性质是理解断裂变形机制和地震破裂过程的基础和关键,断裂带地震(黏滑)和非地震(蠕滑)滑移行为不仅对了解地震活动性和山脉隆升过程具有重要意义,而且直接为防震减灾提供科学依据.我们以穿过龙门山映秀—北川和灌县—安县断裂带的汶川地震断裂带科学钻探(WFSD)岩心和地表出露的断裂带为研究对象,通过对断裂岩组成、结构、显微构造和钻孔物性测井数据进行分析研究,确定了龙门山逆冲断裂带滑移行为和物性特征,初步探讨了大地震活动性和有关断裂带的隆升作用:(1)映秀—北川断裂带倾向NW,浅部倾角~65°,发育的断裂岩厚约180~280m,由碎裂岩、假玄武玻璃(地震化石)、断层泥和断层角砾岩组成.断裂带具有高自然伽马、高磁化率值、低电阻率、低波速等物理性质以及对称型破碎结构.断层泥普遍具有摩擦热效应的高磁化率值和石墨化作用特征,是古地震滑动的岩石记录.表明映秀—北川断裂带为经常发生大地震的断裂带,晚新生代以来类似汶川地震的大地震复发周期小于6000—10000年,具有千年复发周期特征.(2)灌县—安县断裂带倾向NW,浅部倾角~38°,发育的断裂岩厚约40~50 m,仅由断层泥和断层角砾岩组成,具有典型的"压溶"结构,表现出蠕滑性质.除压溶作用外,定向富集的层状黏土矿物和微孔隙的发育使断层强度变弱.断裂带具上盘破碎的非对称型破碎结构,除具低磁化率值特征外,其他物性与映秀—北川断裂带一致.(3)根据断裂岩厚度与断层滑移量相关经验公式关系,以及断层产状,粗略估算映秀—北川断裂带自中生代以来累积垂直位移量大于9km,灌县—安县断裂带累积垂直位移量小于3km.映秀—北川断裂带长期大地震产生的累积垂直位移量是龙门山隆升的主要贡献. 展开更多

关键词 汶川地震断裂带 滑移行为 断裂带物理性质 大地震活动性 汶川地震断裂带科学钻探 龙门山

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雪峰山科学钻先导孔发现承压热水层和优质烃源岩 被引量：1

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作者 崔建军 施炜 +6 位作者 董树文 张岳桥 严加永 孙东升 曲玮 王克营 李淼 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1268-1269,共2页

1研究目标(Objective)雪峰山位于扬子克拉通的南缘,经历过多期构造叠加与改造。SinoProbe项目的深反射地震探测结果显示,雪峰山地区具有特殊的地壳结构,可能存在隐伏的古老造山带。同时,雪峰山地区也是寻找页岩气和地热资源的有利地区... 1研究目标(Objective)雪峰山位于扬子克拉通的南缘,经历过多期构造叠加与改造。SinoProbe项目的深反射地震探测结果显示,雪峰山地区具有特殊的地壳结构,可能存在隐伏的古老造山带。同时,雪峰山地区也是寻找页岩气和地热资源的有利地区。为探索雪峰山地壳结构特征(为科学深钻提供依据),评价深部资源和能源潜力,本项目组在地表地质调查和反射地震探测的基础上,部署实施了雪峰山先导孔钻探。 展开更多

关键词 构造叠加 地热资源 先导孔 反射地震 地壳结构 科学深钻 地表地质 优质烃源岩

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断裂岩岩石磁学研究进展 被引量：5

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作者 张蕾 李海兵 +1 位作者 孙知明 曹勇 《地球学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期157-172,共16页

断裂岩的岩石磁学研究可以揭示地震断裂作用的物理和化学环境,对于探讨地震断裂作用机制具有重要作用。本文在断裂岩岩石磁学最新文献的基础上,结合笔者及所在研究团队在龙门山断裂带获得的研究成果,综述了断裂岩的岩石磁学研究进展。... 断裂岩的岩石磁学研究可以揭示地震断裂作用的物理和化学环境,对于探讨地震断裂作用机制具有重要作用。本文在断裂岩岩石磁学最新文献的基础上,结合笔者及所在研究团队在龙门山断裂带获得的研究成果,综述了断裂岩的岩石磁学研究进展。大量研究发现断层泥和假玄武玻璃通常具有磁化率值或剩磁强度异常特征。顺磁性矿物在摩擦热或流体作用下形成新的铁磁性矿物是断层泥和假玄武玻璃高磁化率值或高剩磁强度的主要原因;地震断裂摩擦熔融作用中形成的单质铁是假玄武玻璃中高磁化率值或高剩磁强度异常的另一个重要原因。蠕滑断裂和出露于浅地表的断裂带中可见一些具有低磁化率值异常的断层泥,原因可能是流体作用或断裂带未经历高温摩擦热。断裂岩的岩石磁学研究为地震断裂带的应力应变、形成温度、摩擦热效应、流体作用、形成深度和氧化还原特征等提供了重要信息,可用于分析地震断裂的孕震和发震环境。综合岩石磁学测试和微米至纳米尺度的超显微学研究,并辅助地震断裂岩的摩擦实验、高温热模拟实验等研究可以更好地获得断裂岩的岩石磁学信息。 展开更多

关键词 假玄武玻璃 断层泥 岩石磁学 地震断裂作用

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磁组构的分离与岩石构造变形分析 被引量：3

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作者 曹新文 孙知明 +1 位作者 黄宝春 李海兵 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期448-470,共23页

目前实验条件下获得的AMS(磁化率各向异性)是岩石内所有磁性矿物磁化率各向异性叠加的综合响应,详细的岩石磁学和构造地质学的综合分析表明常规AMS测试结果通常无法揭示岩石复杂的构造变形过程.本文综述了运用非磁滞剩磁各向异性(AARM)... 目前实验条件下获得的AMS(磁化率各向异性)是岩石内所有磁性矿物磁化率各向异性叠加的综合响应,详细的岩石磁学和构造地质学的综合分析表明常规AMS测试结果通常无法揭示岩石复杂的构造变形过程.本文综述了运用非磁滞剩磁各向异性(AARM)、低温AMS(LT-AMS)和高场AMS(HF-AMS)等实验方法对岩石AMS组分进行分离,可以定量获取不同磁性矿物的磁组构贡献,进而解释其不同的变形特征.在此基础上阐述了近年来针对不同磁性矿物组合的AMS分离方法的理论技术创新和进展及其在岩石构造变形特征分析中的应用前景,讨论了常见磁性矿物单晶的岩石磁学性质及各向异性度(P;)与形状因子(T)在揭示岩石变形特征中的复杂性与局限性,最后举例并分析了磁组构分离技术在造山带岩石构造变形分析中的应用. 展开更多

关键词 磁化率各向异性(AMS) 磁组构分离 构造变形

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藏南泽当地区大反向逆冲断层变形研究——以磁组构与EBSD组构分析为例

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作者 曹新文 孙知明 +4 位作者 黄宝春 曹勇 裴军令 叶小舟 刘思琪 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期3167-3184,共18页

仁布-泽当逆冲断层是喜马拉雅大反向逆冲断层(GCT)在藏南地区的重要延伸部分,也是喜马拉雅造山带北部边界新生代最为活动的构造单元之一。新生代以来特提斯喜马拉雅的构造变形组构特征的研究对于深入理解碰撞造山带演化与高原隆升具有... 仁布-泽当逆冲断层是喜马拉雅大反向逆冲断层(GCT)在藏南地区的重要延伸部分,也是喜马拉雅造山带北部边界新生代最为活动的构造单元之一。新生代以来特提斯喜马拉雅的构造变形组构特征的研究对于深入理解碰撞造山带演化与高原隆升具有重要构造意义。本文综合GCT泽当-琼结段断层的宏观与微观变形特征,对断裂带石英脉、围岩中石英和云母矿物的电子背散射(EBSD)组构及断层两侧岩石磁组构(AMS)特征进行对比分析。结果表明对AMS主要贡献来自顺磁性云母、绿泥石等,磁化率各向异性椭球体以压扁状为主,磁面理与构造面理(劈理、断层面)基本重合,显示较强的构造变形磁组构特征;磁线理优选方向近南北向,且与观测北向逆冲断层方向一致,揭示剪切作用在变形过程中的持续作用。研究发现泽当地区GCT附近石英微观结构从围岩至断层区,石英至少呈现3种不同类型的微观变形机制:围岩区溶解蠕变、断裂带石英以膨凸重结晶和亚颗粒旋转重结晶作用为主。断裂带石英的c轴EBSD组构指示变形为低温(300~400℃)环境,其中黑云母的结晶学优选(CPO)与磁组构主轴优选方向存在高度的一致性,进一步证实了顺磁性矿物黑云母对AMS的主要贡献。综合研究表明泽当地区GCT的韧性变形是断层处在中上地壳韧性带的活动阶段变形的结果,也代表了特提斯喜马拉雅在碰撞、高原隆升期的变形主要特征。 展开更多

关键词 大反向逆冲断层(GCT) 藏南泽当 磁组构(AMS) EBSD组构

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龙门山断裂带假玄武玻璃特征及断层弱化机制的探讨 被引量：7

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作者 王焕 李海兵 +3 位作者 张蕾 孙知明 司家亮 裴军令 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1698-1714,共17页

与断层相关的假玄武玻璃被认为是地震化石,记录了地震发生过程和断裂机制的重要信息,对认识断层地震活动性具有重要意义.本文综合地表露头及汶川科钻(WFSD-1、WFSD-2)岩心研究,对映秀—北川断裂带南段彭灌杂岩中发育的假玄武玻璃进行详... 与断层相关的假玄武玻璃被认为是地震化石,记录了地震发生过程和断裂机制的重要信息,对认识断层地震活动性具有重要意义.本文综合地表露头及汶川科钻(WFSD-1、WFSD-2)岩心研究,对映秀—北川断裂带南段彭灌杂岩中发育的假玄武玻璃进行详细的结构、构造及矿物成分分析.这些假玄武玻璃以断层脉和单个/网状贯入脉的形式产出,厚度由几毫米到数十厘米不等,与碎裂岩和超碎裂岩相伴生.显微结构观察发现假玄武玻璃中发育大量熔融特征构造,如港湾状熔蚀边、蜂窝状气孔构造、黏滞性流动构造以及针状、球粒状、羽状、纤维状、粒状等多种形态的微晶及微晶集合体,表明其为断层滑动摩擦熔融的产物,指示摩擦熔融润滑是断层滑动过程中最主要的弱化机制.同时热增压和机械润滑机制可能存在于断层滑动的不同阶段.此外,从野外和显微镜下都观察到假玄武玻璃脉具有浅灰、深灰、浅褐、棕褐色及黑色等不同的颜色,可能代表着不同程度的脱玻化作用,并且不同颜色有相互穿插交切关系,可能指示存在多期假玄武玻璃,也就是说,产生假玄武玻璃的大地震事件沿映秀—北川断裂带重复发生.最近的研究认为这些假玄武玻璃形成于晚三叠世时期地下~10—15km深度.结合须家河组地层中发育的厚层断层泥和角砾岩,~180—280m宽的映秀—北川断裂岩带是断裂长期活动演化的产物.作为龙门山地区最陡峭的地形边界,映秀—北川断裂带长期地震活动造成的地壳缩短加厚可能是龙门山快速隆升的主要原因. 展开更多

关键词 龙门山 假玄武玻璃 弱化机制 隆升 汶川科钻

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龙门山断裂带大地震孕震环境的岩石磁学证据 被引量：9

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作者 张蕾 李海兵 +5 位作者 孙知明 周祐民 曹勇 王焕 叶小舟 何祥丽 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1715-1727,共13页

地震断裂带的孕震环境对于研究地震的发生至关重要.本文以汶川地震断裂带科学钻探2号(WFSD-2)钻孔岩心中的假玄武玻璃、碎裂岩及其围岩为研究对象,通过岩石磁学测试,并结合显微结构观察探讨龙门山断裂带大地震的孕震环境.WFSD-2岩心碎... 地震断裂带的孕震环境对于研究地震的发生至关重要.本文以汶川地震断裂带科学钻探2号(WFSD-2)钻孔岩心中的假玄武玻璃、碎裂岩及其围岩为研究对象,通过岩石磁学测试,并结合显微结构观察探讨龙门山断裂带大地震的孕震环境.WFSD-2岩心碎裂岩中的假玄武玻璃是龙门山断裂带曾经发生过大地震活动的岩石学证据,假玄武玻璃具有高磁化率特征,而碎裂岩的磁化率值与围岩相似,假玄武玻璃中的新生磁铁矿是其高磁化率值异常的重要原因之一.假玄武玻璃中较少量的新生磁铁矿暗示了假玄武玻璃的生成环境为含氧量较低的高温还原环境.大地震断裂的摩擦热是改变龙门山断裂带中假玄武玻璃岩石磁学特征的主导因素,流体作用较弱.无高磁化率异常的碎裂岩经历的温度小于300℃,推测假玄武玻璃的生成深度较深.WFSD-2岩心中20余层假玄武玻璃脉体证明映秀—北川断裂带是一条长期活跃的断裂带,龙门山断裂带上曾经发生了多次大地震断裂活动,这些大地震可能发生在深度较大、流体作用较弱的还原性孕震环境中. 展开更多

关键词 假玄武玻璃 碎裂岩 岩石磁学 大地震活动 龙门山断裂带

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龙门山灌县—安县断裂带断层泥低磁化率的矿物、化学响应和蠕滑作用环境 被引量：9

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作者 何祥丽 李海兵 +7 位作者 张蕾 王焕 葛成隆 曹勇 白明坤 李成龙 叶小舟 韩帅 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1782-1796,共15页

断层带内的流体不仅可以通过水岩反应改变断裂岩的矿物组成和化学成分,从而导致化学性质和物理性质的变化,而且可以影响或控制断裂带的变形行为.断裂带中岩石磁学特征是由特定化学环境下磁性矿物的种类和含量所决定的,因此,从矿物学和... 断层带内的流体不仅可以通过水岩反应改变断裂岩的矿物组成和化学成分,从而导致化学性质和物理性质的变化,而且可以影响或控制断裂带的变形行为.断裂带中岩石磁学特征是由特定化学环境下磁性矿物的种类和含量所决定的,因此,从矿物学和地球化学角度探讨断裂岩的磁性变化,对揭示断层的变形行为和环境具有一定的指示作用.本文以汶川科钻WFSD-3P钻孔中龙门山灌县—安县断裂带断裂岩为研究对象,运用高分辨率磁化率测试、XRD矿物成分半定量分析、XRF元素扫描以及不同价态Fe元素含量分析等多种方法开展断层磁学变化和变形环境的研究.磁化率测试结果表明灌县—安县断裂带断层泥的磁化率值普遍低于对应的围岩磁化率平均值.结合前人研究成果表明造成该断层泥低磁化率异常的原因是在间震期的长期流体作用下,铁磁性矿物(例如磁铁矿)转变成顺磁性矿物(铁硫化物、菱铁矿或含铁的黏土矿物).新生铁硫化物和含铁黏土矿物是在间震期缓慢形成的,而黏土矿物含量的增加弱化了断层强度,促进断层蠕滑,这说明断层泥低磁化率异常可能指示了该断裂在间震期长期缓慢活动,即为蠕滑变形.断层泥中黄铁矿的发育和高Fe^(2+)和S元素、低Fe^(3+)的特征显示灌县—安县断裂作用环境通常是在低温、还原环境中进行的.这些结果与低磁化率值的相关性暗示断层泥低磁化率异常可能对活动断层的低温还原环境具有指示意义. 展开更多

关键词 灌县—安县断裂带 断层泥 磁化率 蠕滑 WFSD-3P

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东太平洋海隆1°N洋中脊玄武岩斜长石斑晶的化学特征及其对岩浆作用的指示意义 被引量：2

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作者 李俊录 崔建军 张维 《地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期562-569,共8页

东太平洋海隆为世界典型的扩张脊,其上的洋中脊玄武岩为研究快速扩张作用下的岩浆作用提供了机会。在东太平洋海隆1°N采集到的洋中脊玄武岩内发现了大量结晶状况良好的斜长石斑晶。基于玄武岩的常量元素测试分析,洋脊下部的原始岩... 东太平洋海隆为世界典型的扩张脊,其上的洋中脊玄武岩为研究快速扩张作用下的岩浆作用提供了机会。在东太平洋海隆1°N采集到的洋中脊玄武岩内发现了大量结晶状况良好的斜长石斑晶。基于玄武岩的常量元素测试分析,洋脊下部的原始岩浆经历了以橄榄石为主的结晶分离过程,并未发生大规模的斜长石结晶分离。对样品中斜长石斑晶的电子探针测试表明,这些斜长石斑晶为岩浆自生矿物,而非捕掳晶。部分环带斜长石斑晶成分的规律性的变化主要受控于原始岩浆温度的变化,而非岩浆混合作用。我们推测Galapagos三联点下部可能存在一个相对封闭的岩浆体系,为斜长石矿物的结晶提供了时间和空间条件。这些斜长石斑晶形成后并未分离成岩,而是被岩浆带至洋底喷发形成玄武岩。 展开更多

关键词 东太平洋海隆 洋中脊玄武岩 斜长石 岩浆作用

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