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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GNSS约束的喜马拉雅东构造结周边应变率场及其地球动力学意义

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作者 杨少华 潘家伟 李海兵 《岩石学报》 北大核心 2025年第11期3884-3892,共9页

地球表面的运动学与变形特征是理解地壳演化的关键要素。基于现代大地测量网络估算区域运动场与变形场是一种有效研究手段。本研究基于高精度全球导航卫星系统(GNSS,Global Navigation Satellite Systems)速度场数据,采用赤池贝叶斯信... 地球表面的运动学与变形特征是理解地壳演化的关键要素。基于现代大地测量网络估算区域运动场与变形场是一种有效研究手段。本研究基于高精度全球导航卫星系统(GNSS,Global Navigation Satellite Systems)速度场数据,采用赤池贝叶斯信息准则(ABIC,Akaike's Bayesian Information Criterion)算法系统计算了喜马拉雅东构造结区域的地壳应变率场。计算得到的最大剪应变率显示嘉黎断裂及其分支断裂(帕隆藏布断裂)的活动性呈现显著差异:嘉黎断裂东段最大剪应变率最大,帕隆藏布断裂次之,嘉黎断裂西段最小。这表明嘉黎断裂西段走滑活动性最弱,帕隆藏布断裂较强,嘉黎断裂东段最强。东段的最大剪切应变率幅度与鲜水河断裂带相当,表明其可能是青藏高原东南缘物质向东逃逸的主要西边界。计算得到的主应变率场清晰揭示了“两段式”地壳变形模式:95°E以西表现为弥散式变形,以东则表现为伸展-逃逸主导型变形。该变形特征与晚新生代地表破裂记录高度一致,指示95°E是构造变形模式转换的关键分界线。相对于稳定欧亚大陆,近30°N以南地壳呈现显著的北东向水平运动,同时强烈的膨胀应变率揭示了该区域正处于剧烈的地壳增厚和垂向隆升过程,深刻反映了印度板块与欧亚板块在东构造结区域的持续会聚效应。本研究定量刻画了东构造结的复杂应变分布与断裂活动性,深化了对青藏高原东南缘地壳变形机制与物质运移途径的理解,对区域地震危险性评估与防灾减灾具有潜在应用价值。 展开更多

关键词 应变率 全球导航卫星系统 喜马拉雅东构造结 扩展-逃逸

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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：3

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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 被引量：1

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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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2025年M_(w)7.1西藏定日地震地表破裂与同震位移分布特征 被引量：6

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作者 刘富财 潘家伟 +6 位作者 李海兵 杨少华 吴坤罡 苏强 张斯琪 Marie-Luce CHEVALIER 卢海建 《地质学报》 北大核心 2025年第3期685-703,共19页

2025年1月7日9时5分,西藏日喀则市定日县发生了M_(w)7.1级强烈地震,震中位于措果乡(28.50°N,87.45°E),震源深度10 km。震后的野外现场考察表明,这次地震是一次伴随左行走滑分量的正断型地震事件,发震构造为青藏高原南部申扎-... 2025年1月7日9时5分,西藏日喀则市定日县发生了M_(w)7.1级强烈地震,震中位于措果乡(28.50°N,87.45°E),震源深度10 km。震后的野外现场考察表明,这次地震是一次伴随左行走滑分量的正断型地震事件,发震构造为青藏高原南部申扎-定结裂谷南段的丁木错断裂。地震沿丁木错地堑东缘和拉轨岗日山西侧谷地东缘形成了长约35 km的不连续同震地表破裂带。破裂带沿先存断层陡坎发育,整体近SN走向,以新鲜、西倾的正断层陡坎和张裂隙为主,并在部分位置具有显著的右阶雁列组合特征。根据破裂发育规模和连续性特征,自北向南将同震地表破类带分为羊母丁错姆、尼辖错北东、古荣村东和丁木错段。其中连续性较好的尼辖错北东段和古荣村东段的长度分别为~6 km和~3 km,测量获得的最大同震垂直位移量分别为2.7±0.6 m和~0.9 m,最大走滑位移量分别为~1.1 m和~0.4 m。灾区不同乡村的震害程度与发震断层上盘效应及其与破裂带的距离密切相关。此外,定日地震造成的区域应力变化可能触发了发震断层南东侧郭加断裂和日玛那穹隆的活动,因此郭加断裂、定结断裂未来强震风险增加,需重点关注。 展开更多

关键词 M_(W)7.1定日地震 同震地表破裂 同震位移 丁木错断裂 申扎-定结裂谷

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龙门山灌县-安县断裂带蠕滑与黏滑行为的显微结构和矿物学特征

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作者 赖亚 李海兵 +5 位作者 司家亮 李春锐 王焕 张蕾 孙知明 张进江 《地质学报》 北大核心 2025年第10期3282-3302,共21页

活动断层的滑移行为可分为蠕滑与黏滑,但二者转化的机制尚不明确。本文以龙门山灌县-安县断裂带为研究对象,通过地表探槽采样,综合运用显微构造观察、TIMA矿物分析及断层泥石英粒度统计等方法,系统揭示了断裂泥的变形行为与机制。结果表... 活动断层的滑移行为可分为蠕滑与黏滑,但二者转化的机制尚不明确。本文以龙门山灌县-安县断裂带为研究对象,通过地表探槽采样,综合运用显微构造观察、TIMA矿物分析及断层泥石英粒度统计等方法,系统揭示了断裂泥的变形行为与机制。结果表明,断层泥在宏观与微观上均发育密集面理,富含黏土矿物且定向排列,并广泛出现碎斑沿面理分布以及拖尾等压溶构造,说明具有长期蠕滑特征;但局部可见石英和长石颗粒被滑动面截切,矿物颗粒棱角显著、大小不一以及局部发育R剪切与Y剪切结构等黏滑证据。矿物学分析表明,蠕滑断层泥以黏土矿物为主(富含Al、K,亏损Ca),而黏滑断层泥富含碳酸盐、石英和长石等矿物。研究提出流体作用导致矿物蚀变(强矿物→黏土矿物)是蠕滑主控因素,而局部碳酸盐沉淀促使强度恢复,诱发蠕滑向黏滑转变。同时根据地表露头和显微构造特征,在探槽中断裂带底部识别出厚约0.5 mm的细粒断层泥层,并结合断层泥石英粒度分析,确认为汶川地震滑移带。本研究阐明了断裂带滑移行为转变的微观机制,为理解汶川地震破裂过程及断裂带长期演化提供了新约束。 展开更多

关键词 蠕滑 黏滑 显微结构 矿物组成 断层泥 灌县-安县断裂带 龙门山

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藏东南然乌湖地区约33 ka以来古冰川作用的沉积响应

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作者 李静 卢海建 +5 位作者 梁晓 李海兵 潘家伟 刘栋梁 赵中宝 程欢 《地质学报》 北大核心 2025年第9期3209-3220,共12页

第四纪以来,青藏高原东南缘广泛发育了冰川地貌,说明了冰川作用对地质过程起了主导作用。然而,目前对晚第四纪沉积物在冰川作用下是如何连续演化的认识仍不清楚。藏东南然乌湖地区良好地出露了一个连续的晚更新世沉积剖面,自下而上依次... 第四纪以来,青藏高原东南缘广泛发育了冰川地貌,说明了冰川作用对地质过程起了主导作用。然而,目前对晚第四纪沉积物在冰川作用下是如何连续演化的认识仍不清楚。藏东南然乌湖地区良好地出露了一个连续的晚更新世沉积剖面,自下而上依次发育了成层坡积物、河道堆积、冰碛物与黄土等四种沉积物。本文首先通过沉积学、古水流、以及砾石统计等手段分析了该剖面的沉积特征;随后对其进行了光释光(OSL)测年;最后讨论了其成因机制。初步认为:①剖面底部的成层坡积物由砂和砾组成,具有明显的韵律层理,形成于约33 ka。该沉积可能反映了气候冷暖交替变化,是一种受到寒冻风化和冻融作用控制的冰缘沉积;②剖面下部的河道堆积主要由直径大小不一的砾石组成,可见明显的叠瓦构造,沉积于32.8~25.1 ka,可能由北东向的冰湖溃堤导致的大规模洪水控制;③剖面上部的冰碛物由分选极差的砾石、粗砂、粉砂和泥组成,形成于25.1~11.1 ka,明显受到了末次盛冰期(LGM)冰川作用的影响;④剖面顶部的黄土主要由细砂和粉砂组成,堆积于LGM后的间冰期(11.1 ka),可能由冰川风搬运冰川融水产生的碎屑物而形成。综上所述,成层坡积物和河道堆积形成于末次冰期的间冰期,可能对应海洋氧同位素阶段3的弱暖期晚期(MIS 3a);而冰碛物和黄土堆积则分别对应着LGM和新仙女木(YD)事件。因此,然乌湖地区约33 ka以来的沉积序列良好地反映了冰川变化对沉积演化的控制作用。 展开更多

关键词 藏东南 晚更新世 沉积演化 冰川作用 光释光测年

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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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才纳杂岩体单斜辉石-角闪石核边结构对晶粥活化的启示

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作者 刘锐 马绪宣 +4 位作者 李旺 张蕾 王焕 潘家伟 刘栋梁 《岩石学报》 北大核心 2025年第11期3657-3670,共14页

地壳中广泛发育的晶粥系统是岩浆存储的主要形式,其活化过程对理解岩浆分异演化、成矿作用及火山喷发前兆具有重要指示意义。然而,晶粥内部复杂的物理-化学耦合过程及其动力学机制仍存在诸多未解之谜。本研究以冈底斯早始新世(55~45Ma)... 地壳中广泛发育的晶粥系统是岩浆存储的主要形式,其活化过程对理解岩浆分异演化、成矿作用及火山喷发前兆具有重要指示意义。然而,晶粥内部复杂的物理-化学耦合过程及其动力学机制仍存在诸多未解之谜。本研究以冈底斯早始新世(55~45Ma)才纳杂岩体为研究对象,通过精细的岩相学观察、显微结构解析、矿物化学分析及结晶温压计算,系统揭示了岩浆微粒包体(magmatic microgranular enclaves,MMEs)中单斜辉石-角闪石核边结构的成因机制及其构造意义。主要获得以下认识:(1)核部单斜辉石发育筛状变晶结构、熔蚀港湾边界,并具有高结晶温度(1088~1096℃),指示其为镁铁质补给岩浆从先存晶粥中捕获的捕虏晶;(2)边部角闪石呈自形环带、成分均一,结晶温度(794~837℃)和压力(0.27~0.34GPa)均与寄主岩及MMEs基质中的角闪石一致,反应其为活化后岩浆自生结晶产物;(3)在核-边界面处识别出宽约10~20μm的Mg元素异常富集带及成分陡变边界,为揭示岩浆补给过程中的非平衡状态提供了微观证据。单斜辉石-角闪石核边结构记录了富水镁铁质岩浆补给诱发先存贫水晶粥活化的关键过程:晶粥发生部分熔融形成熔蚀单斜辉石,而补给的富水熔体则在其边缘结晶出角闪石环边。本研究不仅为理解晶粥活化机制提供了关键的微观约束,也为建立岩浆系统演化与区域构造活动的成因联系提供了新的矿物学证据。 展开更多

关键词 单斜辉石-角闪石核边结构 晶粥活化 岩浆构造 才纳侵入杂岩体 冈底斯岩基

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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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青藏高原大型地震断裂带的变形机制

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作者 张蕾 李海兵 +12 位作者 王焕 吴琼 杨少华 孙知明 司家亮 Marie-Luce CHEVALIER 曹勇 郑勇 潘家伟 刘栋梁 赵中宝 马绪宣 卢海建 《地球学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期854-870,共17页

近年来,大震频发,地震发生机制和地震断裂作用的研究已成为当今社会的重大课题,而断裂带的变形机制,尤其是大型地震断裂带的变形机制是认识断裂活动性和地震发生机制的关键。本文通过介绍青藏高原东缘龙门山断裂带和鲜水河断裂带的最新... 近年来,大震频发,地震发生机制和地震断裂作用的研究已成为当今社会的重大课题,而断裂带的变形机制,尤其是大型地震断裂带的变形机制是认识断裂活动性和地震发生机制的关键。本文通过介绍青藏高原东缘龙门山断裂带和鲜水河断裂带的最新研究成果,探讨青藏高原大型地震断裂带的变形机制,主要认识如下:(1)汶川地震使不同性质断层同时破裂,并在地壳浅部(~732.6 m深度)富流体断层泥中发生了熔融作用,颠覆了地震的传统认识,深化了对浅部断层力学性质的认识。(2)龙门山断裂带映秀—北川断裂带在晚三叠世曾经发生Mw7.4~7.9级的逆冲-左行走滑大地震,断裂岩的高磁化率各向异性度值指示了大地震活动。(3)汶川—茂县断裂带在新生代时期存在三期不同构造变形,青藏高原东缘不存在下地壳隧道流模式。(4)龙门山断裂带汶川—茂县断裂带曾经发生了摩擦热温度>500℃的大地震活动,孕震环境为还原性的含有硫化物的低温热液流体环境。(5)强震频发的鲜水河断裂带是藏东南物质外迁的主要边界,具有长期蠕滑变形行为,流体作用较强,流体的注入明显提高断层核部强矿物含量,促进了蠕滑断层的局部变强。上述认识丰富和完善了断裂作用理论,提高了对青藏高原大型地震断裂带变形机制的认识,为断裂带活动性、地震发生机制、地震危险性评估和防震减灾提供了科学依据。 展开更多

关键词 断裂岩 变形机制 龙门山断裂带 鲜水河断裂带 青藏高原

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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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