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目次
创刊 30 周年纪念专栏
构造体系与构造地质
地应力与构造应力场
能源地质
地质灾害与工程地质
基础地质与区域地质
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盘龙铅锌矿结构面稳定性分析及其工程意义研究
黄晓盼, 王成虎, 杨承伟, 刘冀昆, 肖海帆
当前状态:  doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025083
[摘要](0) [PDF 2246KB](0)
摘要:
广西盘龙铅锌矿是桂中地区重要的多金属矿产资源,其深部开采受岩体结构面和地应力场控制显著。为系统评估盘龙铅锌矿深部结构面的稳定性,揭示高地应力与构造裂隙耦合作用下的滑动机制,保障深部矿山开采安全,采用超声波钻孔电视与水压致裂技术获取SK1与SK2钻孔的结构面与地应力数据,结合Sheorey模型与应力张量变换方法,计算结构面上剪应力与正应力,基于摩擦滑动准则对2948组结构面进行稳定性评价。结果表明:矿区岩体结构面以陡倾角为主,优势倾向为北西-北北西和北东-北东东。在500~850 m深度范围内,三向主应力值分别SH:28.29~44.69 MPa,Sh:19.46~27.09 MPa,Sv:14.50~22.68 MPa,SH方向为北西-北北西,Sh方向为北东-北东东。侧压力系数平均值为kH = 2.07、kh = 1.28,表明三向主应力关系为SH>Sh>Sv,水平应力占主导地位,现今构造应力场以北西向挤压为主,与区域构造应力场方向一致。北西-北北西向结构面群在当前高应力环境下具有较高的剪切再活化风险,尤其是滑动潜势Ts大于0.20且裂隙宽度大于10 mm的结构面,应作为重点监测与加固对象。研究成果可为深部开采巷道布设优化、支护设计及灾害防控提供科学依据。
体积式采动应力监测传感器研发及其应用
李广汉, 孙东生, 韩军, 郭宝龙, 马双文, 陈群策, 朱志洁
当前状态:  doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025078
[摘要](1) [PDF 1718KB](0)
摘要:
随着煤矿开采深度持续向千米级推进,采动应力场的动态演化特征成为深部围岩稳定性控制与动力灾害预警的核心难题。为此,研发了一种新型体积式采动应力监测传感器,其通过圆柱形传感结构与钻孔围岩完全耦合,突破了传统设备的单轴测量局限,可实时监测围岩体微小变形引起的采动应力变化,显著提升了煤岩体等非均质介质中的采动应力监测敏感性与长期稳定性。实验室测试结果表明,传感器输出压力变化与轴向应力呈高度线性关系,灵敏度达0.456,优于传统应力计。在长期稳定性测试中,高低应力环境下的压力波动均无持续漂移或数据跳变;温度特性实验揭示了温度与压力变化的线性关系,验证了温度补偿公式的普适性。现场应用于陕西彬长矿区雅店煤矿时,该传感器成功捕捉到回采过程中与开采周期同步的应力波动,在顶板断裂等突发应力事件中,其响应速度与精度显著优于传统设备,且与微震监测数据具有强相关性。在金属矿山硬岩环境测试中,传感器亦展现出长期稳定监测能力。试验及应用结果表明,该技术可高效捕捉动力灾害前兆信息,在深埋矿山采动应力监测及深埋隧道迟滞型岩爆预警等领域具有广阔应用前景。
苏门答腊断层的构造演化:综述与展望
郭琳, 褚杨, 林伟, 雷宜阳, 刘谭杰, 郭宜琳, 孟令通
当前状态:  doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025067
[摘要](34) [PDF 3242KB](5)
摘要:
印—澳板块向欧亚板块斜向汇聚,导致在仰冲板块形成一条长达1900 km的右行走滑断层——苏门答腊断层。已有研究对该断层进行了几何学、运动学以及地震活动研究,而断层的构造演化过程至今并未得到精确的限定。文章围绕苏门答腊断层的演化,综述前人对苏门答腊断层的认识与限定,并在此基础上探讨苏门答腊断层研究的局限性及未来研究方向。苏门答腊断层是一高度分段的右行走滑断层,结合地震-构造特征可分为近20段。苏门答腊断层滑移速率从南至北较一致,为~15 mm/yr,现有结果表明断层的总位移量大约为20~25 km。区域上弧岩浆活动区域与断层展布相互重合,表明岩浆导致的地壳弱化促进了断层的形成,而断层活动产生的空间则又会控制部分岩浆的运移。现有对苏门答腊断层的年代学工作较少,已有的低温年代学数据表明,在2 Ma时期由于断层活动导致了断层附近地壳快速抬升;现今断层活动速率和位移量推算出的断层起始时间与该低温热年代学工作较为契合,表明苏门答腊断层在约2 Ma时有一期由于断层倾滑导致的快速隆升事件,代表着苏门答腊断层的贯通和现今构造体系的建立。未来对苏门答腊断层进行深入的年代学和分段构造变形研究,有助于更好地理解斜向俯冲区域大型走滑断层的动力学演化机制。
喜马拉雅东构造结及东南缘壳幔地震波速各向异性:石榴辉石岩-橄榄岩变形机制与流变学解耦
张波, 黄保有, 张进江, 苏哲, 刘一多, 王厚起, 王洋, 岳雅慧, 王水石, 刘佳宁
当前状态:  doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025100
[摘要](18) [PDF 5610KB](12)
摘要:
  本次研究聚焦喜马拉雅东构造结及东南缘这一青藏高原物质东向扩展的关键区域,以哀牢山-红河剪切带及邻区下地壳石榴辉石岩(27-44 km)和岩石圈地幔尖晶石二辉橄榄岩(50-78 km)为对象,综合利用岩相学、显微构造分析、晶体优选取向(CPOs)测量、变质-变形温压计算及全岩地震波速模拟等手段,系统构建了该区岩石圈地震波速与各向异性模型,旨在揭示高原东南缘壳幔地震波速各向异性及壳幔流变学特征。研究揭示:(1)下地壳石榴辉石岩中石榴石呈现刚性旋转变形,透辉石以位错蠕变为主导;岩石圈地幔橄榄石发育A型(高温低压简单剪切)和AG型(熔体参与)CPOs模式,顽火辉石与透辉石亦以位错蠕变为主;反映下地壳和岩石圈地幔经历多期塑性变形与静态重结晶过程。(2)地震波速分层特征显著:石榴辉石岩Vp为8.01-8.07 km/s,Vs为4.54-4.57 km/s,各向异性较弱(AVp=0.6-1.4%,AVs=0.7-1.1%);尖晶石二辉橄榄岩Vp为8.03-8.08 km/s,Vs为4.60-4.61 km/s,各向异性显著增强(AVp=3.8-8.0%,AVs=3.0-6.6%)。(3)波速主控因素分析表明,石榴辉石岩波速主要受石榴石含量控制,各向异性与透辉石含量相关;二辉橄榄岩波速由镁橄榄石含量主导,顽火辉石/透辉石起到“稀释/消减”作用,且矿物组构强度显著影响各向异性。(4)垂向波速模型呈阶梯式增长:自中地壳至岩石圈地幔,依次为云母片岩(Vp=6.12-6.46 km/s)、花岗闪长岩(Vp=6.69-6.78 km/s)、斜长角闪岩(Vp=6.30-6.69 km/s)、石榴辉石岩(Vp=8.01-8.07 km/s)和尖晶石二辉橄榄岩(Vp=8.03-8.08 km/s),其中角闪岩层(Vs=3.59-4.01 km/s)是壳幔波速跃变的关键界面。结合地球物理数据,推测中下地壳角闪岩层与部分熔融体是地壳各向异性的主要来源,岩石圈地幔各向异性指示软流圈上涌驱动的物质“流变”,并呈现出显著的壳幔解耦特征。
新疆某抽蓄电站深部岩体地应力赋存规律及地下硐室稳定性分析
张晓飞, 王继明, 张鹏, 李征征, 李常虎, 欧阳江泉
当前状态:  doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025076
[摘要](27) [PDF 1517KB](5)
摘要:
为查明新疆天山造山带南缘某大型深埋抽水蓄能电站地下硐室地应力场特征及围岩稳定性,保障地下厂房及引水隧洞地质安全。首先,在地下厂房内开展2组三维水压致裂法地应力测量,获取工程区域的地应力场基础数据;随后,建立工程区的三维地质模型,并利用有限元数值模拟方法反演该区域的三维地应力场;最终,结合三维应力场的分布特征,从地下硐室轴线布置的合理性和地下厂房及引水隧洞围岩的岩爆风险两个方面,综合评估抽水蓄能电站工程区地下硐室的稳定性。研究结果表明:抽蓄电站地下厂房三维地应力测量结果表明最大主应力(σ1)为16.19~16.23 MPa、方向为N43.98°E~N54.44°E、倾角为-4.81°~6.93°,中间主应力值(σ2)为9.82~12.23 MPa、方向近SE、倾角为-18.89°~-14.52°,最小主应力(σ3)为6.90~10.41 MPa、整体表现为近垂直;三维应力场反演地下厂房最大主应力值(σ1)为16.54~17.21 MPa、方位角为N47.88°E~N56.32°E,引水洞轴线最大主应力值(σ1)为14.86~24.32 MPa;地下厂房和引水隧洞轴线方向与实测最大水平主应力(SH)夹角均与SHV型应力场最优夹角(62.84°)偏差≤10°,有利于地下硐室稳定性;采用岩石强度应力比法、陶振宇等多准则判据分析地下厂房及引水隧洞围岩总体为轻微岩爆等级。研究结果为该抽蓄电站地下厂房和引水隧洞设计、施工建设提供科学依据,同时补充了新疆天山造山带南缘三维地应力实测数据的空白。
正应力对走滑断层亚失稳协同化影响数值模拟
代树红, 孙朝阳
当前状态:  doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025022
[摘要](27)
摘要:
为揭示走滑断层在不同正应力作用下的协同化规律,通过数值模拟方法系统研究了走滑断层的失稳过程。通过对比分析不同正应力条件下走滑断层剪应变场的时空演化特征,探讨了正应力对剪应变场演化和断层位移的影响,并基于剪应变场和断层位移的变化,对协同化程度进行了定量判定。研究结果表明:在相同条件下,垂直于断层方向的正应变随时间步增长呈递减趋势;而平行于断层方向的剪应变,在不同监测点演化规律相似但均值大小不同,1号监测点剪应变均值为负值,11号监测点剪应变均值为正值,2~10号监测点剪应变均值趋向于0,其中监测点为获取数据变化的监测位置;在亚失稳阶段断层应力累积至临界时,模型的薄弱区域剪应变率先显著增加,剪应变集中区域范围逐渐扩展并贯通,最终形成连续的剪应变联通区域;同震位移、剪应变和剪应变能密度同正应力呈正相关关系;随着正应力的增加,协同化系数逐渐减小,协同化程度增加,在亚失稳阶段协同化系数出现明显的下降趋势。最终得出以下结论:正应力通过调控剪应变能的空间分布与释放过程,显著影响走滑断层亚失稳阶段的协同化程度;正应力增大导致同震位移增加、剪应变能积累增强,并有效提升断层的协同化程度;协同化系数可作为量化断层失稳前协同化程度的关键指标,对识别断层亚失稳状态具有应用价值。这一研究明确了正应力与走滑断层协同化程度之间的正相关关系,为地震预测和防灾减灾提供了重要的科学依据。
 
北山造山带黑鹰山晚古生代—早中生代火山岩的地球化学特征:古亚洲洋从俯冲到碰撞的指示
丁奕文, 邵兆刚, 陈言飞, 陈宣华, 李冰, 余苇, 徐大兴, 韩乐乐
当前状态:  doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025017
[摘要](41) [PDF 3841KB](2)
摘要:
黑鹰山地区位于北山造山带北缘,是研究北山造山带古亚洲洋演化的关键地区。对黑鹰山地区出露的晚石炭世、晚三叠世火山凝灰岩进行了岩石地球化学研究。研究结果表明,晚石炭世火山凝灰岩属于过铝质钙碱性系列,富集大离子亲石元素(LILE)Rb、Ba、Th、U,亏损高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf、Ti,稀土元素总量(ΣREE)为74.64×10-6~142.45×10-6,轻/重稀土分馏明显(LREE/HREE=5.14~7.49、(La/Yb)N=4.58~6.36),稀土元素配分模式呈右倾特征,具有弱的负Eu异常(δEu=0.35~0.66),表现出类I型花岗岩特征。晚三叠世火山凝灰岩属于弱过铝质高钾钙碱性系列,富硅、碱,贫铝、镁,具有强烈的Eu负异常(δEu=0.02~0.22),稀土元素配分模式呈略微右倾的“海鸥型”,富集Rb、Th、U等大离子亲石元素,亏损Ba、Nb、Zr、Ti等不相容元素,具有类S型花岗岩的特征。黑鹰山地区晚石炭世和晚三叠世火山凝灰岩分别形成于北山地区古亚洲洋俯冲和碰撞的构造环境,岩浆来源主要为地壳熔融,指示晚石炭世至晚三叠世红石山—黑鹰山一带可能发生了构造环境的转变。
华北克拉通新太古代晚期鲁西造山带的物质组成、构造格架及构造演化过程
王东明, 胡健民, 赵远方, 闫纪元, 公王斌, 张志刚
当前状态:  doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025033
[摘要](25) [PDF 5011KB](3)
摘要:
地球早期地壳的增生和演化是早前寒武纪研究的核心科学问题。华北克拉通作为全球最古老的克拉通之一,新太古代晚期(2.50~2.48 Ga)经历了复杂的克拉通化过程并伴随强烈的地壳增生和改造。鲁西花岗-绿岩带位于华北克拉通东部,已有的岩石学、地球化学、年代学和构造变形研究显示,鲁西地区发育一系列指示新太古代晚期地壳增生的证据:包括以肥城‒滕州岩浆弧和新太古代晚期变质火山岩为代表的陆缘弧和岛弧岩浆岩、以鲁山‒沂水岩浆岩带为代表的后碰撞壳源岩浆记录、新太古代晚期变沉积岩所代表的弧后盆地沉积以及板块斜向汇聚导致的大型走滑剪切变形,出露于鲁西地区中部的>2.60 Ga的英云闪长岩、奥长花岗岩、花岗闪长岩(TTG岩系)和表壳岩组合代表一个与胶辽地块有明显亲缘性的古老陆块。因此,鲁西花岗-绿岩带是一个位于胶辽地块西缘的增生型造山带,即鲁西造山带,弧-陆高角度斜向碰撞和巨量幔源岩浆底垫分别代表了胶辽地块西缘水平和垂向地壳增生。该造山带在新太古代到古元古代末期经历了初始洋壳形成、俯冲到陆内伸展等构造演化阶段。新太古代晚期,华北克拉通东部胶辽地块周缘发生了广泛的地壳增生作用,这一过程受控于以板块热俯冲为特征的早期板块构造体制。
苏门答腊大地构造格架探讨 
尚庆华, 邓烨, 林伟, 孟令通, IWAN Setiawan , MARUF Mukti , EkoPuswanto, 褚杨, 张晓冉, 郭琳
当前状态:  doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025098
[摘要](47) [PDF 2039KB](7)
摘要:
对于苏门答腊岛的构造单元划分,当前地质学界的主流观点认为由东、西苏门答腊两个地块组成。这一模型中,东部因发育晚古生代“冷水型动物群”(阿拉斯灰岩)和含砾泥岩(博霍洛克组冰碛岩)被归为冈瓦纳亲缘的 Sibumasu 地块;西部则因发育晚古生代“暖水型动物群”(关丹灰岩)和亲华夏植物群(门卡兰组占碑植物群)被划为亲华夏地块,二者以中央构造带为界。在最新的野外考察基础上,结合详细的资料调研,系统回顾了苏门答腊二分模型提出与完善的过程,并通过构造、地层和古生物地理区系对比认为东、西苏门答腊地块具有相似的变质程度、构造变形特征,且地层序列接近。二者之间可能并没有明显的构造(板块)的分区。不同地质时期的沉积环境和古生物地理区系的差异可能仅代表了古纬度差异或气候变迁。同时,岩浆岩测年结果也支持这一看法。目前的证据表明,东、西苏门答腊地块可能为一个统一的整体。
北山造山带韧性剪切带的分布、特征、时代与环境
张进, 赵衡, 张北航, 王艳楠, 王振义, 张义平, 曲军峰, 赵硕
当前状态:  doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025027
[摘要](177) [PDF 6501KB](14)
摘要:
北山位于中亚造山带东西段的枢纽位置,位置关键。在北山地区发育了很多韧性剪切带,目前对这些剪切带的研究还比较薄弱,对它们的形成机制、时代、规模、变形体制以及构造环境认识不深或者存在很多争议,同时对它们在中亚造山带演化中的作用也认识不清,因此开展北山及其周缘韧性剪切带的构造研究是中亚造山带研究中重要领域之一。文章在归纳近年来在北山与邻区野外工作及其相关认识和结论的基础上,系统整理、收集前人成果,结合区域遥感影像和航磁异常地质解释,共厘定出13条长度在30-300千米之间的韧性剪切带。多数剪切带近东西向延伸并横贯北山地区,有些剪切带与北山已有的蛇绿混杂岩带或者重要构造带重合。总体而言,北山地区的剪切带以南部出露最好,宽度大(大于10 km),数量也多(5-6条),而中北部的剪切带延伸度广。目前发现的北山韧性剪切带糜棱面理多数走向近东西,向S或N陡倾,并多近于直立;相关的矿物拉伸线理近于水平。这些剪切带以右行剪切为主,少数表现为左行剪切。初步的工作认为北山多数韧性剪切带形成于古生代,尤其以晚古生代-早中生代最为集中,它们多分布在北山的中部和南部。北山地区主要的剪切带分别与东天山和阿拉善地区同时代的韧性剪切带相连,构成了中亚造山带中段重要的区域性韧性剪切系统。这些晚古生代末-早中生代的韧性剪切带是中亚造山带整体变形的结果,可能是Pangea超大陆中部的巨型剪切系统的重要组成部分。但也不能排除北山地区存在与古大洋斜向俯冲所导致韧性剪切变形的可能性。精确的年代学限定以及半定量和定量的构造学研究是北山地区韧性剪切带未来的工作重点。造山带尺度的巨型韧性剪切系统的厘定,对于认识中亚造山带中、下地壳变形样式、环境、体制以及Pangea超大陆的形成与演化具有重要意义。
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主管: 中国地质调查局

主办: 中国地质科学院地质力学研究所
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主编: 邓军

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