俯冲动力学数值模拟中的网格选择

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作者 杨少华 潘家伟 李海兵 《地质学报》 北大核心 2025年第4期1442-1453,共12页

包括俯冲动力学数值模型在内的地学中各种基于数学物理方程的数值模型必然涉及由离散节点组成的计算网格,它控制着数值计算精度进而控制着数值模型在解决实际地球科学问题中的可信度。近年来俯冲动力学数值模拟取得了长足进步,然而随意... 包括俯冲动力学数值模型在内的地学中各种基于数学物理方程的数值模型必然涉及由离散节点组成的计算网格,它控制着数值计算精度进而控制着数值模型在解决实际地球科学问题中的可信度。近年来俯冲动力学数值模拟取得了长足进步,然而随意使用计算网格导致的数值计算误差仍然不清楚。本文针对经典科学问题,基于3套分辨率不同的计算网格构建了数值模型,通过比较不同分辨率计算网格导致的数值结果偏差,评估了低分辨率网格在实际研究过程中的可能影响。本文认为近十年来较常用的加密区分辨率为2 km×2 km的计算网格有可能得到包含明显数值误差的计算结果,进而影响数值模型在地学中的应用。因此,可能有必要重新审视近年来低分辨率网格的模型及其相应的地学结论。随着俯冲动力学有限差分数值模型越来越高的非线性特征,选择尽可能高分辨率的计算网格可能是必然选择。对于高非线性问题使用低分辨率网格的情况,需要确切证据证明网格可靠性。本文提出了一套新的适用于俯冲动力学的网格剖分形式:含悬挂点的局部加密结构化四边形网格。该网格可能在网格总数较少的情况下完成高精度数值计算,并且实现过程相对简单。 展开更多

关键词 计算网格 数值误差 数值模拟 俯冲动力学

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海南岛滨海断裂的构造活动历史及其动力学机制:来自磷灰石、锆石裂变径迹的证据

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作者 林弟 郑勇 +2 位作者 胡在龙 魏昌欣 袁勤敏 《地质学报》 北大核心 2025年第7期2271-2283,共13页

海南岛是南海唯一出露海平面的大型岛屿,周围被琼东南盆地、莺歌海盆地和北部湾盆地等新生代断陷盆地围限,构成了这些盆地边界断裂下盘的主体。因此,海南岛的隆升剥蚀历史蕴含盆山耦合和油气、矿产资源赋存条件等重要信息。本研究首次... 海南岛是南海唯一出露海平面的大型岛屿,周围被琼东南盆地、莺歌海盆地和北部湾盆地等新生代断陷盆地围限,构成了这些盆地边界断裂下盘的主体。因此,海南岛的隆升剥蚀历史蕴含盆山耦合和油气、矿产资源赋存条件等重要信息。本研究首次报道了滨海断裂两盘获得的磷灰石和锆石裂变径迹结果。磷灰石裂变径迹年龄范围在23±2~40±2 Ma之间,平均围限径迹长度为12.2~13.2μm,相对较小。锆石裂变径迹年龄范围在63±3~82±4 Ma之间,单颗粒年龄主要集中于82~78 Ma和72~69 Ma年龄组。冷却历史模拟结果显示了三阶段的冷却历史。晚白垩世至早古新世(82~63 Ma),滨海断裂南北两盘整体快速抬升剥蚀可达3.3 km,这是受太平洋板块向北西俯冲引起NW向挤压和古南海洋中脊扩张推挤作用的联合影响,大规模挤压隆升变形导致白沙盆地西缘发育大规模的逆冲推覆构造,对白沙盆地西缘的抱伦金矿有较大的改造作用。早古新世至中中新世(63~13 Ma)阶段相对平静,其中滨海断裂北部地区,还记录了在中始新世至晚渐新世(40~24 Ma)时期的一次快速冷却事件,归因于古南海向南加速俯冲的拖曳作用,滨海断裂复活导致两侧差异隆升,这一时期沉积的粗粒物源是周缘新生代盆地的关键储层。中中新世至今(13~0 Ma),断裂南北两盘又整体快速剥蚀达1.93 km,菲律宾海板块NNW向楔入和印度-欧亚板块碰撞远程效应产生的挤压应力,使海南岛遭受强烈的挤压,导致快速隆升剥蚀。 展开更多

关键词 海南岛 南海 隆升剥蚀 冷却历史 印度-欧亚板块碰撞

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UAV SfM技术在活动构造研究中的应用——以青藏高原西北部龙木错断裂为例 被引量：2

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作者 江晨轶 潘家伟 +5 位作者 张丽军 李海兵 孙知明 Marie-Luce Chevalier 刘富财 苏强 《地质力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期332-347,共16页

为探讨搭载与未搭载实时动态差分技术/动态后处理技术(RTK/PPK)模块的无人机平台通过运动恢复结构(SfM)方法处理获得的数字高程模型(DEM)数据质量差异,以及建立不同无人机平台野外数据采集和室内数据处理过程的快速流程,利用大疆经纬M 3... 为探讨搭载与未搭载实时动态差分技术/动态后处理技术(RTK/PPK)模块的无人机平台通过运动恢复结构(SfM)方法处理获得的数字高程模型(DEM)数据质量差异,以及建立不同无人机平台野外数据采集和室内数据处理过程的快速流程,利用大疆经纬M 300 RTK无人机(搭载禅思L1激光雷达(LiDAR)和测绘相机)与大疆精灵4 Pro无人机(搭载可见光相机)分别对青藏高原西北部龙木错断裂上1处位错阶地进行了数据采集,获得了该处高分辨率、高精度DEM数据和数字正射影像图(DOM)数据。对比结果显示,M 300 RTK无人机平台L1负载系统获得的LiDAR和SfM地形数据精度接近,两者在约100 m的飞行高度获得的DEM数据在水平和垂直方向的均方差分别为0.135 m、0.111 m和0.201 m、0.180 m;无RTK模块的精灵4 Pro无人机获取的DEM数据虽然绝对精度较差(水平和垂直方向均方差分别为1.707 m和249.280 m),但其反映的相对地形与实际地形接近,经过地面控制点校正后精度可以达到分米级。研究表明,RTK SfM技术克服了使用地面控制点的局限性,为活动构造研究领域微地貌测量提供了更高精度、更高效率的解决方案。当对测区的绝对三维坐标要求不高,仅需相对的地形起伏时,未搭载RTK模块的无人机也能够在无地面控制点约束的情况下满足地貌位错测量基本需求。 展开更多

关键词 无人机 运动恢复结构 摄影测量 活动构造 精度评估 龙木错断裂

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鲜水河断裂带炉霍段北部断裂岩特征与变形行为研究

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作者 白明坤 李海兵 +4 位作者 郑勇 吴琼 CHEVALIER Marie-Luce 潘家伟 任治坤 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3998-4019,共22页

鲜水河断裂带是中国陆内活动性最强、强震频率最高的活动断裂之一,断裂岩以及大地测量学研究发现该断裂带可能具有广泛的蠕滑变形。研究该断裂带几何结构和变形行为有助于认识蠕滑与粘滑机制,并为评估其强震危险性提供关键科学依据。本... 鲜水河断裂带是中国陆内活动性最强、强震频率最高的活动断裂之一,断裂岩以及大地测量学研究发现该断裂带可能具有广泛的蠕滑变形。研究该断裂带几何结构和变形行为有助于认识蠕滑与粘滑机制,并为评估其强震危险性提供关键科学依据。本文以鲜水河断裂带炉霍段北部断层剖面及其中的断裂岩为研究对象,通过野外地质调查、显微构造观察、扫描电镜以及X射线衍射(XRD)分析等方法,对断裂带的几何结构、断裂岩物理特征与矿物组成等开展了详细分析。结果显示,炉霍段北部的最新主断面位于断裂变形带东部边界,走向N110°,倾向北东,倾角约50°,具有左行走滑兼正断的运动学特征;主断面附近的断层泥相对发育,上盘以棕色为主,宽约3cm,下盘以黑色为主,宽约20~30cm,成分主要为粘土矿物和石英。靠近主断面强矿物含量达70%以上,矿物颗粒均以棱角状、长条状为主,存在矿物颗粒被截切形成平直截切面的现象,指示其应以粘滑变形行为为主;断裂带内的断层泥透镜体则显示,粘土矿物含量极高(>60%),定向明显且面理发育,Al和K元素富集等现象,指示可能存在前期蠕滑变形行为。上述结果指示,鲜水河断裂带炉霍段可能经历了从蠕滑到粘滑变形行为的转变。以上研究结果与鲜水河断裂带以高角度左行走滑,广泛存在蠕滑变形的认识不同,表明断裂带变形行为存在明显的空间分布不一致的特征,除了围岩性质和流体作用以外,断裂的空间几何结构也是重要的控制因素。新的研究结果可以为更深入了解大型走滑断裂带变形行为、孕震机制以及未来强震危险性提供科学依据。 展开更多

关键词 鲜水河断裂带炉霍段 断裂几何结构 变形行为 蠕滑/粘滑 断层泥

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变质岩中磷灰石变形与元素分布特征:以青藏高原东构造结变质岩为例

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作者 张岩岩 赵中宝 +4 位作者 杜瑾雪 梁凤华 毛小红 田作林 马绪宣 《地质学报》 北大核心 2025年第4期1150-1168,共19页

变质变形岩石中副矿物的变形及元素分布特征能记录变质变形岩石的变质变形信息,特别是结合原位定年,可以更为精确地揭示岩石的变质变形历史。磷灰石是变质岩中常见的副矿物,伴随着磷灰石原位定年技术的快速发展,使其成为岩浆岩和矿床学... 变质变形岩石中副矿物的变形及元素分布特征能记录变质变形岩石的变质变形信息,特别是结合原位定年,可以更为精确地揭示岩石的变质变形历史。磷灰石是变质岩中常见的副矿物,伴随着磷灰石原位定年技术的快速发展,使其成为岩浆岩和矿床学研究中重要的定年矿物,在不同变质-变形过程中,磷灰石的变形机制与行为及其对元素扩散过程的制约效应等一系列重要问题还未得到解决。本研究选取喜马拉雅造山带中构造变形和变质作用最强的东构造结内的岩石开展研究。通过SEM和CL观测,显示麻粒岩中的磷灰石并未显示明显的成分环带,而糜棱岩化片岩中的磷灰石则呈现规律的明暗变化,也即成分变化。通过对薄片中磷灰石的展布特征统计发现两类变质岩中磷灰石的长轴方向近平行于面理的方向。EBSD组构分析显示麻粒岩中的磷灰石呈现出明显的粒内形变,而糜棱岩化片岩中的磷灰石几乎未发生粒内形变。EPMA对磷灰石成分面扫的结果显示麻粒岩中磷灰石的主量元素分布相对均匀,而糜棱岩化片岩中磷灰石的Si元素分布呈现明显的环带或者不均匀,这和CL图像的结果相一致。综合以上的磷灰石变形和元素分布特征可初步得出:(1)尽管麻粒岩中的磷灰石定向分布,参与了岩石的变形,但可能由于其变质温度较高,促使了元素的快速扩散,使元素分布趋于均一,但是后期的流体作用在沿着低角度颗粒边界或者近垂直于最大拉伸应力方向的裂隙发生了成分交代;(2)糜棱岩化片岩中磷灰石平行于糜棱面理排列,但其几乎未发生粒内形变,可能是由于形变温度较低(<450°),或者是由于糜棱岩化片岩的应变主要集中在石英和云母域,而相对强硬的磷灰石并未参与变形,其CL图像和部分主量元素分布图显示的成分变化可能是原生的,这预示着较低变质变形温度可能并未导致磷灰石中元素的快速扩散;(3)初步的年龄结果显示麻粒岩中磷灰石记录了多期年龄,指示继承的磷灰石发生元素再平衡和晚期流体对磷灰石同位素体系的改造,而长英质糜棱岩化片岩中磷灰石则是在糜棱岩化过程中流体不断活动致使磷灰石再结晶的结果。这些重要的认识为变质变形岩石中磷灰石年龄的解释提供了重要的信息。 展开更多

关键词 喜马拉雅造山带 麻粒岩 糜棱岩化片岩 磷灰石粒内形变 磷灰石元素分布特征

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滇西三台山橄榄岩风化壳中的硅质岩和铁锰氧化物成因及其意义

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作者 任玉峰 戚学祥 +3 位作者 王涛 吉风宝 韦诚 刘旭峰 《岩石矿物学杂志》 北大核心 2025年第3期522-534,共13页

滇西三台山蛇纹石化橄榄岩的顶部风化壳中发育大量红色块状硅质岩和一些含暗色不规则条带状含锰氧化物的团块和结壳,这些硅质岩及含锰氧化物团块和结壳的形态、化学成分和矿物共生组合不同于深海成因的硅质岩和锰结核。暗色含锰氧化物... 滇西三台山蛇纹石化橄榄岩的顶部风化壳中发育大量红色块状硅质岩和一些含暗色不规则条带状含锰氧化物的团块和结壳,这些硅质岩及含锰氧化物团块和结壳的形态、化学成分和矿物共生组合不同于深海成因的硅质岩和锰结核。暗色含锰氧化物团块可分为铁锰氧化物和锰钴氧化物两类。能谱分析结果显示,铁锰氧化物成分复杂且不均匀,除了富含Mn和Fe外,还含有较多的Al、Co、Ni、K、Ba,Mn和Fe分离程度低,Mn/Fe值为0.1~12.6;锰钴氧化物富含Mn、Co、Al、Ni和少量K、Ca、Si,Mn、Fe分离程度高。粉晶X射线衍射分析结果显示,铁锰氧化物呈锰钡矿结构,与隐晶质的赤铁矿、针铁矿和黏土矿物共生,对Al、K、Ba、Co和Ni具有富集作用;锰钴氧化物呈锂硬锰矿结构,与隐晶质的赤铁矿和燧石共生,强烈富集Co、Al和一定量的Ni。基于能谱和电子探针、粉晶X射线衍射及全岩化学分析,提出这些硅质岩及含锰氧化物团块和结壳是橄榄岩经长期大气降水淋滤、酸化和氧化还原作用形成的胶体沉淀产物。橄榄岩中易溶解的Mg、Ca元素流失,难溶解的Si、Fe、Al元素残留。硅酸由于排水不畅而滞留沉淀形成硅质岩。干湿交替的气候条件造成铁锰氧化物胶体沉积,形成团块和结壳。表生作用使橄榄岩风化并富集了Fe、Al、Co、Ni、Cr、Mn及Sc、Y元素,提高了其潜在的经济价值。 展开更多

关键词 硅质岩 铁锰氧化物 地幔橄榄岩 表生作用 三台山 滇西

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西藏羌塘中部猫耳山石榴角闪岩的岩石学、地球化学及年代学研究

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作者 李超 王根厚 +5 位作者 赵中宝 杨锋 李典 闻俊豪 王仕林 李海兵 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3661-3684,共24页

青藏高原腹地羌塘地体中部猫耳山增生杂岩内保留有早古生代变质记录,对研究冈瓦纳大陆北缘的早古生代构造格架和演化具有重要意义。猫耳山石榴角闪岩呈透镜状产出于斜长角闪岩内,主要由石榴石、角闪石、单斜辉石、斜长石、白云母、黝帘... 青藏高原腹地羌塘地体中部猫耳山增生杂岩内保留有早古生代变质记录,对研究冈瓦纳大陆北缘的早古生代构造格架和演化具有重要意义。猫耳山石榴角闪岩呈透镜状产出于斜长角闪岩内,主要由石榴石、角闪石、单斜辉石、斜长石、白云母、黝帘石、绿泥石、榍石和钛铁矿组成。石榴角闪岩的全岩地球化学分析表明其具有俯冲带上(SSZ型)蛇绿岩特征,与区域内寒武-奥陶纪蛇绿岩残片一致。根据岩相学、矿物化学、相平衡模拟以及锆石定年结果,得出石榴角闪岩的成因及变质过程如下:(1)石榴角闪岩原岩为~477Ma的特提斯洋蛇绿岩残片;(2)在394~383Ma发生麻粒岩相变质过程,峰期变质温压条件为~900℃、~1.55GPa,矿物组合为石榴石+角闪石+透辉石;(3)早期的折返导致其降温降压至~800℃、~1.0GPa,矿物组合为石榴石+角闪石+透辉石+斜长石;(4)进一步的角闪岩相退变质发生于358~348Ma,矿物组合为角闪石+斜长石+透辉石+钛铁矿,在石榴石周围和港湾处形成斜长石+角闪石的后成合晶结构。石榴角闪岩的P-T-t演化轨迹结合区域蛇绿岩和岩浆岩记录,指示早古生代特提斯洋壳俯冲、泥盆纪特提斯洋弧后扩张和石炭纪特提斯洋内岛弧增生的过程。 展开更多

关键词 青藏高原羌塘地体 猫耳山增生杂岩 石榴角闪岩 P-T-T轨迹 古特提斯洋

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鲜水河断裂带乾宁段蠕滑变形及局部粘滑变形的岩石学记录 被引量：2

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作者 吴琼 李海兵 +5 位作者 CHEVALIER Marie-Luce 潘家伟 米桂龙 葛成隆 赵中宝 李亚林 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3797-3816,共20页

鲜水河断裂带作为控制青藏高原物质大规模向东侧向挤出的北部边界,是中国乃至世界上大陆内部强震活动最频繁的断裂带之一,但大地测量学研究表明它具有广泛的浅部蠕滑变形行为。认识断裂带蠕滑与粘滑兼具的变形行为及其控制因素是评估鲜... 鲜水河断裂带作为控制青藏高原物质大规模向东侧向挤出的北部边界,是中国乃至世界上大陆内部强震活动最频繁的断裂带之一,但大地测量学研究表明它具有广泛的浅部蠕滑变形行为。认识断裂带蠕滑与粘滑兼具的变形行为及其控制因素是评估鲜水河断裂带地震活动性的关键。本文以鲜水河断裂带乾宁段在四川甘孜州龙灯乡出露的宽约800m的岩石-构造剖面为研究对象,通过野外地质调查、室内光学显微镜及扫描电镜观察、粉末X射线衍射分析和微区X射线荧光光谱分析等方法,对断层岩的结构构造、矿物组成和地球化学性质开展详细研究。研究剖面由约100m宽的砂岩破碎带和约700m宽断层岩组成,广泛发育断层角砾岩和薄层且呈弥散式分布的断层泥,断层岩内普遍具有压溶构造,但局部断层岩具有快速滑动结构特征,表明断裂带在蠕滑变形过程中存在局部地震粘滑变形行为。断裂带内流体作用使断层岩中长石和白云母蚀变成以伊利石为主的粘土矿物(含量5%~11%),新生的粘土矿物在密集的面理中定向排列,促进了断层的弱化和在浅部(4km以上深度)的蠕滑变形。而在断裂带局部裂隙较为发育的位置,流体的注入导致了大量碳酸盐矿物(方解石和白云石,含量12%~33%)的沉淀和Ca元素的富集,使断层岩内强矿物(石英、长石、方解石和白云石)增多,造成了蠕滑断层的局部强化,促进了断层浅部变形行为由非震蠕滑向地震粘滑的转变。该认识可更好地了解蠕滑断层的地震行为并为区域防震减灾提供科学依据。 展开更多

关键词 断层岩 变形行为(蠕滑/粘滑) 矿物组成 流体作用 鲜水河断裂带乾宁段

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盆地构造-沉积演化对油气成藏的意义序

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作者 何碧竹 何登发 +3 位作者 刘池洋 侯明才 漆家福 郑孟林 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期I0001-I0002,共2页

构造作用、构造变形是控制沉积盆地形成、演化的主要因素,或者说沉积盆地形成演化本身就是构造作用的表现型式。沉积盆地的构造-沉积演化又是沉积岩层相关各种矿产资源形成的主控地质条件。受古亚洲洋、特提斯洋和西太平洋构造域大地构... 构造作用、构造变形是控制沉积盆地形成、演化的主要因素,或者说沉积盆地形成演化本身就是构造作用的表现型式。沉积盆地的构造-沉积演化又是沉积岩层相关各种矿产资源形成的主控地质条件。受古亚洲洋、特提斯洋和西太平洋构造域大地构造演化的影响,中国沉积盆地的形成演化表现出显著的时空差异性且复杂叠合的特征,相应地,盆地中沉积矿产成藏、成矿作用也呈现多期次和复杂性。随着油气勘探领域不断向深层、超深层、复杂而隐蔽的油气藏拓展,对沉积盆地的构造-沉积发育演化的分析也越来越受到重视,成为油气及多种资源能源成藏(矿)基础地质研究的前缘与热点。 展开更多

关键词 基础地质研究 沉积盆地 构造作用 沉积岩层 特提斯洋 发育演化 古亚洲洋 构造变形

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西南天山迈丹断裂周缘地壳应力演化及地震危险性分析 被引量：1

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作者 庞亚瑾 武艳强 +3 位作者 苏广利 陈长云 杨少华 李海兵 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期4020-4029,共10页

迈丹断裂是一条位于西南天山南缘的相对高角度断裂,历史记录到的强震活动较少。2024年1月迈丹断裂东段发生了乌什7.1级地震,引发了对迈丹断裂孕震环境和未来地震危险性的关注。除持续的构造加载外,迈丹断裂周围的地壳应力还可能受一系... 迈丹断裂是一条位于西南天山南缘的相对高角度断裂,历史记录到的强震活动较少。2024年1月迈丹断裂东段发生了乌什7.1级地震,引发了对迈丹断裂孕震环境和未来地震危险性的关注。除持续的构造加载外,迈丹断裂周围的地壳应力还可能受一系列强震和冰川融化的影响。本文通过计算震间构造加载、历史强震和地表水文质量损失引起的地壳应力变化,定量分析迈丹断裂周缘的地壳应力积累特征。数值模拟结果表明,震间构造加载驱动迈丹断裂库仑应力增加,速率约为1.1~1.4kPa/yr。历史强震导致迈丹断裂主要断层段库仑应力降低,其中,在2024年乌什7.1级地震震中位置处,库仑应力下降约37kPa,因此历史强震可能推迟了这次地震事件的发生。尽管地表水文质量卸载造成天山山脉明显的垂直形变,但与长期构造加载相比,其引起的地壳应力变化量很小,可以忽略不计。综合区域地壳应力演化、地震活动和构造变形特征,本文认为迈丹断裂东段具有较高的应力积累,未来地震危险性更高。 展开更多

关键词 迈丹断裂 震间构造加载 历史强震 地表水文质量变化 地壳应力演化

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塔里木盆地塔北地区震旦系油气成藏条件与有利勘探方向 被引量：1

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作者 焦存礼 何碧竹 +7 位作者 李扬 黄臣军 沙旭光 张瑜 高晓鹏 王康宁 李建交 杨孝群 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3683-3702,共20页

塔里木盆地塔北地区震旦系分布广泛,勘探程度较低。在塔北隆起北部震旦系已发现三道桥高潜山气藏,中南部见良好油气显示及工业气流,然而区域展开仍然困难重重,亟待对其油气成藏条件及有利区带进行深入剖析。根据新近超深层钻探和地震资... 塔里木盆地塔北地区震旦系分布广泛,勘探程度较低。在塔北隆起北部震旦系已发现三道桥高潜山气藏,中南部见良好油气显示及工业气流,然而区域展开仍然困难重重,亟待对其油气成藏条件及有利区带进行深入剖析。根据新近超深层钻探和地震资料解释综合研究发现,塔北地区震旦系—寒武系形成了良好的生储盖组合:上覆的寒武系玉尔吐斯组为稳定分布的深水陆棚相-盆地相泥岩-泥灰岩,既是厚层优质烃源岩,也构成了稳定的区域盖层;震旦系奇格布拉克组在塔北中西部发育局限台地相白云岩沉积,向东在阿克库勒凸起和草湖凹陷结合部于奇东地区发育台缘-斜坡带,并最终过渡到盆地相,其中台内丘滩相和台缘礁滩相形成两大类碳酸盐岩储层。在塔北隆起与满加尔坳陷过渡带深层发育南华纪—震旦纪裂谷和寒武纪克拉通内坳陷盆地,形成了下寒武统、震旦系—南华系3套盆地相、斜坡、陆棚环境的烃源岩。结合塔北隆起构造特征及其演化史分析,提出塔北隆起震旦系具备形成雅克拉高断凸潜山带南北双源次生油气藏、阿克库勒低背斜潜山带新生古储气藏和台缘带古生古储-新生古储气藏的条件。特别是于奇东地区震旦纪晚期台缘带的稳定构造背景、优质储集相带和多套烃源岩形成了规模油气成藏的基本要素,震旦系礁滩相具备侧向古生古储和垂向新生古储的长期供烃条件,礁滩相控储、下寒武统泥岩封盖可形成加里东早期油藏、海西晚期—喜马拉雅期晚期裂解气藏,将是有利的油气勘探区带。 展开更多

关键词 有利区带 成藏条件 震旦系 塔北地区 塔里木盆地

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川西马尔康地区李家沟锂辉石伟晶岩同构造侵位记录:来自白云母和锂辉石显微构造的证据 被引量：1

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作者 马绪宣 郑碧海 +5 位作者 赵恒兵 赵中宝 高建国 李海兵 黄宇航 秦宇龙 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3909-3922,共14页

中国西部松潘-甘孜造山带广泛分布晚三叠世-早侏罗世花岗伟晶岩型锂矿床。理清该时期锂辉石伟晶岩脉形成的构造地质背景及其侵位过程对于未来勘探找矿具有重要意义。本文以川西李家沟晚三叠世-早侏罗世锂辉石伟晶岩为例,在详细的野外观... 中国西部松潘-甘孜造山带广泛分布晚三叠世-早侏罗世花岗伟晶岩型锂矿床。理清该时期锂辉石伟晶岩脉形成的构造地质背景及其侵位过程对于未来勘探找矿具有重要意义。本文以川西李家沟晚三叠世-早侏罗世锂辉石伟晶岩为例,在详细的野外观测和显微构造分析基础上,聚焦伟晶岩脉中白云母和锂辉石两种矿物的显微结构和构造特征。研究发现白云母主要有两种类型,一种是分布于锂辉石破裂处,具有自形、板条状特征;另一种白云母主要分布于相邻锂辉石晶体的边缘,并发生明显的弯折、沿解理面的滑动、晶内破裂、重结晶造成的晶内及边缘新晶粒生成,以及云母鱼等现象,为典型的韧-脆性变形特征。锂辉石呈巨晶状,表现出脆、韧性两种变形特征。脆性变形主要是晶内破裂,破裂处被晚期结晶的白云母、石英等充填;韧性变形特征包括晶体弯曲、双晶纹错动、双晶纹一端变细或尖灭等。这些显微结构、构造证据表明锂辉石伟晶岩脉完全结晶固结之前发生脆、韧性变形,是吸收了区域构造应力的结果。区域调查发现围岩地层中顺层侵位的同构造无矿伟晶岩脉与部分切层含矿伟晶岩脉为连通关系,指示二者为同源岩浆、同期侵位。此外,李家沟矿区井下工作发现大部分锂辉石伟晶岩脉都是侵位在三叠系变沉积地层褶皱的核部,靠近伟晶岩脉的围岩变形面理平行或小角度斜交二者接触面。以上证据表明李家沟锂辉石伟晶岩脉形成于造山挤压背景下,即锂辉石伟晶岩为同构造岩浆侵位的产物。 展开更多

关键词 显微构造 白云母 锂辉石 伟晶岩 同构造侵位 李家沟

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龙门山断裂带晚三叠世大地震的孕震深度和环境的岩石磁学证据

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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 郑勇 司家亮 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3984-3997,共14页

假玄武玻璃可以形成于深部孕震带到近地表的不同深度,确定其形成深度对揭示断裂带力学性质和大地震孕震环境具有重要意义。本文以龙门山映秀-北川断裂带南段八角庙出露的晚三叠世假玄武玻璃及其围岩(碎裂岩和初碎裂岩)为研究对象,通过... 假玄武玻璃可以形成于深部孕震带到近地表的不同深度,确定其形成深度对揭示断裂带力学性质和大地震孕震环境具有重要意义。本文以龙门山映秀-北川断裂带南段八角庙出露的晚三叠世假玄武玻璃及其围岩(碎裂岩和初碎裂岩)为研究对象,通过岩石磁学、显微结构和地球化学测试,探讨了龙门山断裂带晚三叠世大地震的孕震深度和孕震环境。岩石磁学结果表明,假玄武玻璃和碎裂岩中主要磁性矿物是磁铁矿、单斜磁黄铁矿和顺磁性矿物;初碎裂岩中主要磁性矿物是磁铁矿和顺磁性矿物。假玄武玻璃具有高磁化率值特征,其形成的主要原因是顺磁性矿物在同震摩擦热作用下生成了磁铁矿和单斜磁黄铁矿。磁性矿物的转换过程指示了含有硫化物的弱流体作用的还原性的孕震环境。热磁曲线(χ-T)测试结果揭示了初碎裂岩在自然界中经历的最高温度约为275~300℃,根据地温梯度推算初碎裂岩和假玄武玻璃的形成深度为12.8~14.0km。根据孕震深度、假玄武玻璃构特征和地震机制估算,龙门山断裂带孕震深度的正应力σ≤240.2~264.1MPa,剪应力τ≤144.1~158.5MPa。龙门山断裂带在其漫长的演化过程中发生了多次大地震活动,其中在孕震深度(<14km)固结的碎裂岩带内形成的假玄武玻璃比较容易保存在地震断裂带内,并记录了深部较强的应力特征和弱流体作用的还原性环境。 展开更多

关键词 假玄武玻璃 岩石磁学 孕震深度和环境 映秀-北川断裂带

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西秦岭天水地区志留纪利桥花岗岩的岩石成因——来自地球化学和锆石U-Pb年代学与Hf同位素的约束

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作者 李国倩 周开 +4 位作者 李云帅 张建新 武亚威 郭祺 毛小红 《岩石矿物学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期330-343,共14页

花岗岩在探讨大陆地壳生长与演化、造山带的形成及地球动力学演化等方面具有重要的意义。西秦岭天水地区利桥花岗岩主要由斜长石、石英、钾长石和黑云母等矿物组成,锆石U-Pb年代学表明岩体结晶年龄为439±3 Ma。利桥花岗岩具有高硅... 花岗岩在探讨大陆地壳生长与演化、造山带的形成及地球动力学演化等方面具有重要的意义。西秦岭天水地区利桥花岗岩主要由斜长石、石英、钾长石和黑云母等矿物组成,锆石U-Pb年代学表明岩体结晶年龄为439±3 Ma。利桥花岗岩具有高硅、富碱的特征,其铝饱和指数A/CNK值介于1.01~1.16之间,属于弱过铝质高钾钙碱性-钙碱性花岗岩。利桥花岗岩富集K、Ba等大离子亲石元素和La、Ce等轻稀土元素,亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素,显示具有俯冲带岛弧岩浆岩的地球化学特征。利桥花岗岩具有较低的Mg#值(25~41),且La/Yb-La、La/Sm-La图解显示该花岗岩在形成明显与部分熔融作用相关,此外岩体中的镁铁质微粒包体和正的锆石εHf(t)值,表明这些花岗岩在形成过程中有幔源物质的贡献。结合区域地质背景,我们认为利桥花岗岩是弧-陆碰撞前俯冲洋壳中先存的基性岩或新生地壳发生部分熔融所致,当然也不排除其为大陆边缘弧增厚下地壳部分熔融的产物。 展开更多

关键词 锆石U-PB年代学 HF同位素 全岩地球化学 花岗岩 西秦岭

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北祁连清水沟红帘石变硅质岩矿物学、原岩特征及地质意义

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作者 郭晶 张建新 +5 位作者 李云帅 武亚威 李国倩 周开 郭祺 毛小红 《岩石矿物学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期238-249,共12页

北祁连早古生代大洋俯冲带以发育早古生代的蛇绿(混杂)岩带及高压低温变质带为特征。在清水沟高压低温混杂岩片中出露蛇纹岩以及榴辉岩、蓝片岩、红帘石硅质岩和多硅白云母石英片岩等典型高压低温变质岩石。本文对北祁连清水沟含红帘石... 北祁连早古生代大洋俯冲带以发育早古生代的蛇绿(混杂)岩带及高压低温变质带为特征。在清水沟高压低温混杂岩片中出露蛇纹岩以及榴辉岩、蓝片岩、红帘石硅质岩和多硅白云母石英片岩等典型高压低温变质岩石。本文对北祁连清水沟含红帘石的变硅质岩进行了详细的岩相学、矿物化学及地球化学分析,发现该岩石主要由石英、多硅白云母、红帘石、石榴子石、蓝闪石、单斜辉石以及砷硅锰矿、赤铁矿等矿物组成,结合矿物化学及围岩变质条件,推测该岩石可能也经历了高压低温榴辉岩相变质作用。全岩地球化学分析结果表明,北祁连清水沟含红帘石变硅质岩的原岩为远洋环境沉积的含泥硅质岩,由于热液活动的参与,使得Fe、Mn富集沉积,进而与大陆活动边缘或大陆岛弧物质被卷入到俯冲带中,共同经历了高压低温变质作用。变硅质岩中红帘石、砷硅锰矿以及石榴子石中大量的赤铁矿包裹体表明该岩石形成于高氧逸度条件,而石榴子石中的Fe3+从核部到边部的降低趋势,也表明俯冲变质过程中氧逸度的变化,这一过程释放的氧所形成的流体对于探究岩石圈地幔氧逸度变化、岛弧岩浆生成以及俯冲带氧循环等方面具有重要的意义。 展开更多

关键词 红帘石 富锰变硅质岩 高氧逸度 榴辉岩相变质 北祁连

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海南岛东北缘榴辉岩的全岩Sm-Nd等时线年龄及其对东古特提斯构造演化的启示

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作者 郑勇 林弟 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3861-3875,共15页

海南岛东北缘木兰头地区发现的榴辉岩为约束古特提斯洋在东南亚地区的构造演化过程提供了重要的研究对象。全岩Sm-Nd等时线年龄将木兰头榴辉岩原岩的形成时代重新限定为389.6±9.1Ma的中泥盆世,与哀牢山-马江缝合带蛇绿混杂岩的初... 海南岛东北缘木兰头地区发现的榴辉岩为约束古特提斯洋在东南亚地区的构造演化过程提供了重要的研究对象。全岩Sm-Nd等时线年龄将木兰头榴辉岩原岩的形成时代重新限定为389.6±9.1Ma的中泥盆世,与哀牢山-马江缝合带蛇绿混杂岩的初始形成时间一致。榴辉岩主体呈现轻稀土元素亏损,具有较为明显的Ce负异常,大离子亲石元素略微亏损和Nb、Ta元素的轻微负异常;具有相对较为亏损的Sr-Nd同位素组成,I_(Sr)=0.705~0.707,ε_(Nd)(t)=+0.8~+6.0,表现出典型的洋中脊玄武岩地球化学特征,表明在中泥盆世390~380Ma沿金沙江-哀牢山-马江和海南岛北缘分布有连续的东古特提斯洋大洋中脊。仅少量样品表现出轻稀土元素轻微富集,具有轻微的Eu负异常,中等富集大离子亲石元素,且表现出明显的Nb、Ta元素正异常,代表了俯冲碰撞过程中俯冲沉积物和变质洋壳组分交代作用的结果。自石炭纪340~330Ma以来,大洋板片沿海南岛北缘向海南岛地块俯冲,由此形成了木兰头榴辉岩的进变质作用和邦溪-晨星沿线分布的弧后盆地。因此,哀牢山-马江缝合线应向东延伸至海南岛东北缘木兰头附近。 展开更多

关键词 海南岛 榴辉岩 东古特提斯洋 俯冲碰撞 缝合线

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汶川地震假玄武玻璃的特征、成因及其构造意义 被引量：3

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作者 王焕 李海兵 +3 位作者 司家亮 裴军令 孙知明 张蕾 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3833-3847,共15页

富流体的断层泥是浅部地震断层带中的特征岩石。一般认为,地震过程中摩擦热会导致粒间孔隙流体热膨胀增压,形成同震断层弱化(热增压机制),从而抑制摩擦熔融的发生。然而我们研究发现,在2008年汶川大地震(M_(W) 7.9)中断层浅部发生了摩... 富流体的断层泥是浅部地震断层带中的特征岩石。一般认为,地震过程中摩擦热会导致粒间孔隙流体热膨胀增压,形成同震断层弱化(热增压机制),从而抑制摩擦熔融的发生。然而我们研究发现,在2008年汶川大地震(M_(W) 7.9)中断层浅部发生了摩擦熔融。汶川地震发生一年后,我们在汶川地震断裂带科学钻探项目一号钻孔(WFSD-1)732.6m深处的断层泥中发现了厚度约2mm的假玄武玻璃(凝固的摩擦熔融物)。该假玄武玻璃形成的位置极浅,且产生于非固结的、富流体的断层泥中。从岩心来看,断层面可见镜面构造和同震擦痕。微构造分析显示,该假玄武玻璃主要由石英碎屑和由长石与黏土矿物熔融的非晶质基质组成,基质中发育众多不规则的微裂隙,并可见流动构造。化学成分分析显示,其基质富Ba且被重晶石(BaSO 4)小细脉切割,为同震及震后流体存在的证据。由于假玄武玻璃在流体存在的条件下会快速蚀变,且龙门山地区大地震复发周期为3000~6000年,因而这些完全未被蚀变的新鲜假玄武玻璃可能是最近一次大地震,即2008年汶川大地震的产物。针对钻孔中断层泥进行的高速摩擦试验,证实了在钻孔732m深度发生地震滑动的条件下确实会产生假玄武玻璃。因此WFSD-1钻孔732.6m的假玄武玻璃被认为是汶川地震的产物,代表了汶川地震主滑动带位置。这是首次在自然界中发现浅部含水断层泥摩擦熔融形成假玄武玻璃的实例,不仅对认识汶川大地震的发震机制、断层强度、应力迁移与破裂传播具有重要意义,而且有助于我们认识断裂带内浅部脆性区域的力学属性、岩石变形环境和变形机制,促进对地震滑动机制和破裂过程的认识。 展开更多

关键词 假玄武玻璃 显微构造 摩擦熔融 富流体断层泥 汶川地震

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南海潜在海啸传播过程的数值模拟:初始海啸衰减的影响

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作者 杨少华 石耀霖 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期3802-3815,共14页

准确预估南海海啸风险是有效防灾减灾的前提.前人一般把弹性半无限空间背景下解算出来的海底位错直接等同于初始海啸分布,继而开展海啸传播过程研究.由于断层破裂并非瞬时完成,破裂过程会导致初始海啸波高小于海底位错量,即初始海啸衰减... 准确预估南海海啸风险是有效防灾减灾的前提.前人一般把弹性半无限空间背景下解算出来的海底位错直接等同于初始海啸分布,继而开展海啸传播过程研究.由于断层破裂并非瞬时完成,破裂过程会导致初始海啸波高小于海底位错量,即初始海啸衰减.本文基于高精度地形和高密度网格,求解非线性浅水方程,分别针对马尼拉断裂带的南段、中段和北段,构建南海海啸传播数值模型,试图定量考察初始海啸衰减作用对南海海啸的影响.模拟结果表明一定幅度的初始波高衰减将导致几乎相同幅度的海啸波高衰减,相应的偏差可以忽略.在保守的初始海啸衰减幅度(10%)下,模拟结果显示我国东南沿海、越南东部沿海和巴拉望岛为海啸危险区.另外,模型显示科里奥利力导致的波高变化幅度小于5 cm且其分布样式符合预期,这进一步佐证了数值模型的可靠性,也表明在实际南海海啸模拟中可以忽略科里奥利力进而提高计算效率.结合前人的沉积学认识和本文的数值模拟结果,本文认为南澳岛、西沙东岛和越南绥和周边曾同时遭受海啸侵袭,产生海啸的断裂带最有可能是马尼拉断裂带南段.后续有必要加强南澳岛、西沙东岛和越南东部的沉积学研究,识别更早的海啸事件,以期有力约束南海下次海啸事件的发生年份. 展开更多

关键词 海啸危险性 初始海啸衰减 数值模拟 科里奥利力 南海

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花岗岩、氡气与人类肺癌 被引量：3

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作者 马绪宣 刘飞 +4 位作者 黄河 高利娥 熊发挥 何碧竹 李海兵 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期4198-4208,共11页

氡作为唯一具有放射性的惰性气体,其危害性被医学研究所证实。世界卫生组织研究报告表明,氡气及其放射性子体的吸入是除吸烟因素之外人类肺癌的第一大致病因子,全球不同国家中大概3%到15%的肺癌是由氡气辐射造成的,氡气与吸烟的协同效... 氡作为唯一具有放射性的惰性气体,其危害性被医学研究所证实。世界卫生组织研究报告表明,氡气及其放射性子体的吸入是除吸烟因素之外人类肺癌的第一大致病因子,全球不同国家中大概3%到15%的肺癌是由氡气辐射造成的,氡气与吸烟的协同效应还会使得吸烟者患肺癌的几率大增。此外,过量氡气吸入还能破坏人的神经系统,造成白细胞减少,导致血凝增加和高血糖症状。氡是U-238衰变而来,而花岗岩是U主要赋存岩石之一。花岗岩是大陆地壳主要成分,约占地壳体积的22%。花岗岩的成因在地质学界研究较多,但花岗岩与人类肺癌的关联却没有引起地质工作者足够多的关注;医学界对氡的危害了解较多,但对氡的来源和花岗岩的关系却知之甚少。本文致力于阐明花岗岩与氡气形成的内在逻辑关系,并为公众科普氡气及其危害。 展开更多

关键词 氡气 花岗岩 地质过程 肺癌 人类健康

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龙门山汶川-茂县断裂带的岩石磁学特征及其地震作用的指示意义 被引量：4

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作者 张蕾 李海兵 +4 位作者 孙知明 葛成隆 叶小舟 曹勇 郑勇 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3817-3832,共16页

汶川-茂县断裂带是龙门山后山断裂,是松潘-甘孜褶皱带与龙门山断裂带之间的边界断层,然而,在2008年M_(W) 7.9级汶川大地震中并没有发生破裂。同时,汶川-茂县断裂带在汶川地震之前是否发生过历史大地震仍缺少确切的证据。这不仅制约着汶... 汶川-茂县断裂带是龙门山后山断裂,是松潘-甘孜褶皱带与龙门山断裂带之间的边界断层,然而,在2008年M_(W) 7.9级汶川大地震中并没有发生破裂。同时,汶川-茂县断裂带在汶川地震之前是否发生过历史大地震仍缺少确切的证据。这不仅制约着汶川地震发生机制的认识,而且还影响对龙门山形成演化过程的理解。因此,确定汶川-茂县断裂带的断裂作用环境对于认识龙门山断裂带的地震发生机制至关重要。断裂岩的岩石磁学可以有效地揭示断裂带的物理和化学环境。本文以汶川-茂县断裂带北部地表露头的断裂岩为研究对象,通过岩石磁学研究,并结合显微结构观察和地球化学分析,探讨汶川-茂县断裂带的断裂作用环境。断层泥和断层角砾岩最大磁化率值分别约为围岩的30倍和15倍,具有高磁化率值特征。断层泥的主要载磁矿物为磁铁矿、磁黄铁矿、针铁矿;断层角砾岩的主要载磁矿物为磁黄铁矿、针铁矿。断层泥的高磁化率值异常的主要原因是围岩中的含铁矿物在地震摩擦热和流体作用下新生成磁铁矿和磁黄铁矿。断层角砾岩的高磁化率值异常是围岩在含有大量硫元素的低温热液流体作用下生成了磁黄铁矿。大量针铁矿指示了震后期还原性的低温热液流体作用。断裂岩的高磁化率值异常和新生磁铁矿指示了汶川-茂县断裂带曾经发生了摩擦热温度>500℃的大地震活动,发震和震后期均为还原性的硫元素含量较高的低温热液流体环境。 展开更多

关键词 断层泥 岩石磁学 断裂作用环境 大地震活动 汶川-茂县断裂带

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