中国新构造运动特征与分区浅析
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中国新构造运动特征与分区浅析
地貌学及第四纪地质学结课报告
班级:勘查0902
学号:24
姓名:刘正道
引言
新构造运动系指新第三纪以来的构造运动, 属喜马拉雅运动的中后期, 在时间和内容
上相当于李四光教授所提出的挽近构造运动。
新构造运动的发生、发展在时间上距人类活动最近, 与人类的生产、生活关系最为密切。
地球演化中最新的构造运动。
它在现代地形的形成中起着重要作用。
В. А.奥布鲁切夫于1948年首先提出。
对限定新构造运动的起始时间还存在着不同的意见,如第四纪以来、晚第三纪以来等。
新构造运动在不同的岩石圈板块、地块以及地球的各个圈层中有着不同的运动形式及机制,水平运动与垂直运动的强度以及各自所占的比值也不同。
现代板块的边界是俯冲作用、碰撞挤压、张裂、剪切滑动以及地震和火山等各种不同形式新构造活动最为强烈的地带。
板块间的俯冲、碰撞会聚或相对走滑活动的速率每年可达几到十几厘米。
在板块内部,由于岩石圈结构的不均匀,以及来自地球深部或板块间相互作用的影响,形成了各种复杂的新构造变形。
但运动的幅度及速率一般较活动板块边界要小一至二个数量级。
在北欧、北美等第四纪冰盖区,由于冰川融溶释重引起的地壳均衡补偿运动亦是新构造运动的一种重要形式。
新构造运动影响了沉积、地层、岩相的特征和组合,控制了夷平面、阶地、海岸线等地貌形态的变形和发展以及地震、火山的活动和分布。
因此,研究和正确评价新构造运动,对解决一系列与人类活动有关的实际问题,如大坝、核电站等重大工程的稳定性,城市、港口规划、土地利用、地震、火山等灾害事件的预报及其防御性减灾具有重要的意义。
中国新构造运动的主要特征是西部为隆起东部为沉降。
这种地势地貌的差异决定和影响着整个大陆地区的气候、植被、动物群落、古人类的演化以及现代经济、文化的发展, 新构造运动使大批断裂带重新活动、岩浆侵人、喷溢和诱发一系列地质灾害, 新构造运动还形成了一些矿产资源, 可供我们开发和利用。
控制新构造运动的因素是地应力场。
我国是世界上新构造运动最强烈的国家之一, 其最突出的特点是, 西部地区隆升和东部地区沉降, 形成了西高东低的地势, 这种格局又影响和决定着我国大陆的气候、植被、古
人类、古文化以至现代经济、文化的发展等。
其次是, 在我国还有许多纵横交错的活动断
裂带、频繁的地震、各类岩浆的侵人与火山爆发以及一些严重的地质灾害群体等, 虽其分
布不均, 但也严重影响和制约着我国四个现代化的规划、建设与发展。
第三是新构造运动
还控制和影响着地热资源、地下水、地下气、液态矿产的分布与变迁, 研究与掌握其发
生、发展及赋存的规律, 可为我们开发、利用和造福于人民。
因此, 深入细致地调查研究
新构造运动的发生、发展规律, 是极有意义的一项地质工作。
新构造运动特征
新构造运动是指晚第三纪以来的地质构造活动,它与地震活动的关系比地质历史上其它时期的构造运动更为密切。
新构造运动铸成的地势地貌
中国陆地部分的地势大致可分为三个阶梯海拔500m、2000m、3000m。
这种地貌特征, 表现了以垂直升降运动为主, 它是我国新构造时期的主要特征之一。
隆起区上升的幅度是根据新构造时期以前形成的夷平面的上升高度来确定的沉降区下降幅度是以上新世晚期及第四纪沉积厚度来表示的(有压密作用比实际要小)。
中国东、西部升降幅度差异极大, 青藏高原整体抬升, 其西南边睡札达, 上新世以来上升4000m, 藏北地区上升3000m一4000m, 新疆地区上升2200一3000m.同时期, 塔里木盆地西、北缘沉积物厚达5000m一10000m, 柴达木盆地沉积物厚达2500m。
总的隆起和沉降量累计大致达到7000m一13000m。
中国东部大兴安岭一太行山以东, 佳木斯、潍坊以西为沉降区, 西侧为上升区。
沉降区以华北地区最强, 沉积物最大厚度达3500m(河北省武清坳陷)。
西侧隆起区上升高度为200m一2000m, 以五台山上升最高, 上升幅度在以上。
鄂尔多斯黄土高原的周围有几个断陷盆地, 渭河断陷盆地第四纪最厚达, 银川盆地第四纪厚在1600以上。
东侧隆起区的山东省泰山、沂蒙山区上升幅度只有100一200m。
这种升降幅度的不同与所处的构造位置、断裂活动强度及地应力状态有关。
主要活动断裂带
中国主要活动断裂带大约有27条从分布上看, 大致以东经105度为界, 分为东西两部分。
西部地区活动断裂多、规模大、断裂走向多为北北西向、北西一北西西向、近东西向断裂的性质是东西向和北西西向主要为压性断裂, 如天山南、北缘断裂带, 花石峡一玛曲断裂带, 雅鲁藏布江断裂带等北北西向和北西向断裂多为扭性顺扭断裂, 如可可托海一二台断裂带, 可可西里一红河断裂带等。
东部地区断裂相对较少,规模较小, 主要为北北东向和北东向断裂, 以张扭性质顺扭, 如太行山前断裂带,山西断裂带等近东西走向的断裂, 多表现为张性, 如狼山一大青山断裂带等。
其活动程度华北最强, 东北、华南活动程度较弱。
断裂的水平活动量比垂直活动量一般高两倍,而西部二台断裂高七倍以上。
自上新世晚期以来, 断裂活动的水平位移总量西部地区比东部要大, 水平位移量可从数km至数十km。
如西部的阿尔金断裂带东段, 中更新世以来, 左旋错动水系达6.5km东部地区, 断裂水平错距较小, 一般仅数十米至数公里。
断裂水平错移的速率, 每年10mm以上的集中在西部, 其中主要的断裂有二台断裂达拉布特断裂、阿克陶断裂、阿尔金断裂、北祁连断裂、西华山断裂、花石峡一鲜水河一小江断裂、可可西里一红河断裂、怒江断裂等。
活动最强的是阿尔金断裂、阿克陶断裂、达拉布特断裂。
东部地区年错动10mm以上的只有台湾省的花莲一台东断裂, 发生过8级大震的邦庐断裂带, 水平错动速率仅2mm/a。
阿尔金断裂东段现代水系错动图
四、沉积建造
新构造时期的升降幅度决定和影响着沉积物类型与分布。
中新世以前我国大陆地势在东西方向变化不大, 东部面临太平洋, 西南部有古特提斯海, 东西部均属温暖潮湿的海洋性气候, 动植物群落主要是南北分区, 东西成带;中新世以后, 新疆及西藏西南部的古特提斯海消失, 青藏地区迅速隆起, 中部的昆仑、祁连、秦岭及大兴安岭相继抬升, 彻底改变中国大陆的地势地貌, 沉积物也发生改变, 伴随新构造运动的发生发展, 我国新构造时期的沉积物类型与地貌上的三大阶梯相适应, 形成三大地层分区, 即青藏高原隆起区, 为低山、丘陵、宽谷、盆地组成平坦开阔的高原区, 以强烈剥蚀为主, 低凹地堆积了大量的粗碎屑物质, 由于地势高达4000m以上, 局部达6000m一80000, 现代冰川及古冰川发育, 冰债层亦十分发育。
东部地区, 以沉降为主, 沿海几大平原区发生多次海侵海退, 沉积了海相及海陆交互相的细颗粒及粗细混杂的沉积物。
中部地区为过渡区, 剥蚀及沉积兼有, 沉积以陆相中颗粒及风化层为主, 北方形成大片风积黄土, 剥蚀程度远低于青藏隆起区。
新构造运动前后影响对比表
【沉降方式的差异】
在新构造运动期间,淮北地区持续沉降,普遍接受了新第三系至第四系的沉积。
合肥盆地在新构造运动早期(晚第三纪)普遍上升,一般缺失新第三系的沉积。
第四纪时,合肥盆地轻微下降,第四系的沉积厚度一般在几十米左右。
根据对现代地貌水系、地形变测量资料的分析研究,淮北地区在整体沉降过程中,存在着近代的由西北向东南的掀斜运动,具体表现在:皖北地区在新构造运动早期和挽近时期,沉降运动的方式发生了变异,沉降中心由过去的西北部迁至现今的东南部靠淮河一线。
沿淮河发育了众多的湖泊、沼泽和洼地,淮河以北的支流大多从西北平行流向淮河,呈现出现代地形西北高、东南低的大趋势。
淮河在长淮卫和浮山集一段(长70 公里)低于海平面的河槽有10 处,最深达-14.4 米。
从1953 年至1980年,淮北地区的西北部界首至亳县一带上升了约30 毫米,东南部靠淮河的五河—蚌埠一带下沉了约30 毫米。
合肥盆地在挽近时期的沉降运动方式也发生了一些变化,在大的轻微沉降的背景上出现了盆地中部的拱曲,形成拗沟密布的准平原,成为现代长江、淮河两大水系的分水岭,整个盆地表现出向西北方向退复的特征。
【上升运动的间歇性】
大别山区和皖南山区普遍发育了4—5 级夷平面和3—4 级阶地及成层岩溶现象。
上述两地区在整体上升的过程中至少存在着几次较大的稳定时期,表现出间歇性的特征。
安徽沿江地区在上升运动中也表现出间歇性,除局部山麓地区有新第三系堆积外,一般都缺失其沉积,第四系的沉积也很薄,且多分布在低洼的盆地内。
该区广泛存在标高为100—200 米的夷平面及3—4 级阶地及成层岩溶现象。
沿江地区在间歇性抬升过程中,除了受地球自转偏向力的影响外,还存在着自北向南的掀斜运动,表现在长江水系和河谷在形态上具有明显的不对称。
目前的河床紧靠南岸的基岩丘陵,北岸的河漫滩的宽度往往比南岸宽几倍至几十倍,北岸的湖泊也多于南岸。
北岸阶地的堆积物一般比南岸保存得好,阶地面也比南岸要大。
【上升幅度的差异】
大别山和皖南山区在整体上升过程中,因受其内部及边缘的老断裂新活动的影响,造成了各块体上升幅度的不一致,其明显特征是呈阶梯状地貌,由隆起的中心(即现代水系分水岭的部位)向北依次由中山过渡到低山丘陵、丘陵平原。
三、断裂活动
新构造时期断裂活动的特点有
1.断裂活动具有活动的普遍性和活动强度的不均匀性。
全国范围内在新构造时
期,不论活动地区或相对稳定地带, 都有不同程度不同类型的活动, 如一直
认为很稳定的新疆塔里木地块, 晚第三纪以来不仅有断裂活动, 还伴随有
沉降和地震(1997年麦盖提地震)。
2.断裂活动具有继承性和新生性的特点, 我国绝大部分活动断裂均在燕山运
动时期形成, 新构造时期再次活动或重新活动, 这归结为继承性活动断裂
的新生性特点更为明显, 如台湾断裂、雅鲁藏布江断裂等, 多数是在新构造
时期成生的;1937年青海省都兰地区发生7.5级大地震, 出现一条长300km的
新断裂华北地区晚第三纪以后, 新华夏系断裂、祁吕系东、西两翼的断裂带
性质均发生了改变等。
3.断裂活动在时间上具有间歇性的特点, 多数活动断裂不是一直在均匀的活
动着,而是时强时弱或时动时静, 如早、中更新世之间, 祁连山北缘断裂带
活动, 使甘肃玉门砾石层发生强烈变形, 至中更新世之后又转为平静期活
动断裂带上的地震活动更为明显,一时为活动期, 另一个时期为平静期。
新构造时期的某些较强活动断裂, 或一些断裂的较强活动地段, 近代都有活动, 这部分断裂称为现代活动断
新构造时期断裂活动有两种情况:一是老断裂的继承性活动,但性质发生了变化,在一定程度上反映了老断裂具有的区域性或深成性。
二是产生新的断裂,即具有新生性,但这种断裂在规模上一般较小,并且是断断续续地出现。
上两种情况中,以老断裂的继承性活动为主,主要有北北东、北东、北西、北西西向四组。
这些断裂常分布在断块与断块之间,或山区与平原的交接地带,对全省现代地貌水系发育、晚新生代的沉积、岩浆活动、温泉分布、地震活动及新构造分区均起重要作用。
新构造时期的活动断裂,特别是具有继承性活动的深大断裂,它们在三度空间上的展布、结构演化、活动历史、活动方式、活动速率及运动性质等方面都是极其复杂的。
一条断裂在不同地段也往往具有不同的活动性,但是在晚新生代构造应力场的统一作用下,上述断裂系统中不同走向的断裂具有一定的活动方式,即郯—庐断裂带以西的北北东向断裂以右旋剪切挤压为主,北西西及北西向断裂具有左旋张扭活动性质,郯—庐断裂带以东的北东向断裂具有右旋挤压性质。
郯—庐断裂带是斜贯中国东部大陆一条规模巨大。
分割了不同大地构造单元的构造活动带,在新构造运动期间活动十分强烈。
展露在安徽的郯—庐断裂带南段在新构造时期的构造活动主要表现在显著的地貌水系特征、卫星影象特征、控制新生代盆地的发育及岩浆活动、多处出露第四纪断层等几个方面。
四、岩浆活动
中国新构造运动时期岩浆活动十分强烈, 并具有特色。
西部地区以侵入相为主, 青藏南部为中酸性侵人岩, 并构成岩桨岩带, 形成的深度不大。
藏北为碱性、基性、中基性火山岩
为喷出相, 时代为上新世至第四纪。
隆起区的边缘云南腾冲地区, 第四纪时亦有中基性、碱性岩浆喷出活动。
整个东部地区以岩浆喷溢为主, 多沿活动断裂分布。
新构造时期的火山口达余处, 晚第三纪是东部火山活动的高潮时期, 以陆相裂隙式喷发为主,集中分布在东北、内蒙、河北及海南, 且多呈片状广泛分布, 其它地区则以零星星散状出露。
第四纪为碱性一强碱性、基性岩类, 中心式爆发, 多数含慢源捕虏体, 有紫苏辉石、石榴石、橄榄石巨晶, 推侧来源于深部的上地慢。
台湾地区比较特殊, 既有基性超基性岩侵入, 又有玄武岩和安山岩喷发。
十六世纪九十年代以来, 我国计有次最新火山喷发,分布在以下六处:
七、地热异常
我国地热异常区的分布与新构造运动的关系十分密切。
新构造运动强烈的地区往往出现较高温度的温泉及热水井, 如台湾省的马槽达240℃, 西藏羊八井达150℃, 云南省腾冲达99℃ , 天津市地热井92℃。
地温场总体是东高西低, 南高北低, 平原盆地高, 丘陵山区低。
实测大地热流值也明显地受活动断裂带控制, 大陆内及远离活动断裂带的地区一般
≤(.HFU), 华北、松辽平原及台湾海沟为2一5HFU, 最高值点在钓鱼岛东北海沟, 热流值高达10.4HFU。
七、地质灾害
新构造运动造成不少地质灾害, 除地震外, 东部平原及沿海一带, 由于新构造运动的影响, 引起沿海城市地面沉降、海水倒灌, 和土地盐债化, 东北、华南一些矿山出现岩爆和瓦斯突出, 中部高原地区如南北活动断裂带, 引起滑坡和泥石流群。
震是新构造运动的主要表现形式, 中国又是全球大陆区地震最强最集中的地区之一。
我国中强震多分布在大型活动断裂带上, 集中成带分布, 构成个较大的地震活动带, 它们是台湾地震带闽粤沿海地震带营口一郑城一庐江地震带河北平原地震带山西地震带穆棱一图门深震区, 渭河平原地震带银川地震带,海原一固原地震带兰州一天水地震带河西走廊地震带马边一巧家一通海地震带冕宁一西昌一鱼鲜地震带松潘地震带, 龙门山地震带,炉霍一乾宁地震带, 哀牢山地震带, 腾冲一澜沧地震带花石峡地震带拉萨一察隅地震带天山边缘地震带阿尔泰山地震带, 塔里木南缘地震带。
地震活动不仅具有分带的特点, 还具有活动不均匀的表现, 就全国比较, 西部最强,东部较弱, 台湾地区最集中表。
总体看我国地震活动的特点是周期短、频度高、震级强、危害大。
地震产生的地表断裂多与区域性断裂的活动方式一致。
航拍灾后的地震重灾区--四川汶川
中国新构造运动带来的典型影响——5·12汶川地震
2008年5月12日14时28分04秒,四川汶川、北川,8级强震猝然袭来,大地颤抖,山河移位,满目疮痍,生离死别……西南处,国有殇。
这是新中国成立以来破坏性最强、波及范围最大的一次地震。
此次地震重创约50万平方公里的中国大地!为表达全国各族人民对四川汶川大地震遇难同胞的深切哀悼,国务院决定,2008年5月19日至21日为全国哀悼日。
自2009年起,
每年5月12日为全国防灾减灾日。
地震参数
时间:2008年5月12日14时28分04秒
汶川地震救援
纬度:30.986°N
经度:103.364°E
深度:14km
震级:里氏震级8.0级,矩震级7.9级
最大烈度:11度
震中位置:四川省汶川县映秀镇
都江堰市西21km(267°)崇州市西北48km(327°)
大邑县西北48km(346°)成都西北75km(302°)
地震成因:
印度洋板块向亚欧板块俯冲,造成青藏高原快速隆升导致地震。
高原物质向东缓慢流动,在高原东缘沿龙门山构造带向东[1]挤压,遇到四川盆地之下刚性地块的顽强阻挡,造成构造应力能量的长期积累,最终在龙门山北川—映秀地区突然释放。
逆冲、右旋、挤压型断层地震。
四川特大地震发生在地壳脆—韧性转换带,震源深度为10千米—20千米,持续时间较长,因此破坏性巨大。
地震类型:
汶川大地震为逆冲、右旋、挤压型断层地震。
震源深度:
汶川大地震是浅源地震,震源深度为10千米~20千米,因此破坏性巨大。
影响范围:包括震中50km范围内的县城和200km范围内的大中城市。
陕西、甘肃、宁夏、天津、青海、北京、山西、山东、河北、河南、安徽、湖北、湖南、重庆、贵州、云南、内蒙古、广西、广东、海南、西藏、江苏、上海、浙江、辽宁、福建等全国多个省(自治区、直辖市)和香港、澳门特别行政区以及台湾地区有明显震感。
中国除黑龙江、吉林、新疆外均有不同程度的震感。
其中以川陕甘三省震情最为严重。
甚至泰国首都曼谷,越南首都河内,菲律宾、日本等地均有震感。
地震烈度:汶川地震的震中烈度高达11度,以四川省汶川县映秀镇和北川县县城两个中心呈长条状分布,面积约2419平方公里。
其中,映秀11度区沿汶川——都江堰——彭州方向分布,北川11度区沿安县——北川——平武方向分布。
汶川地震的的10度区面积则为约3144平方公里,呈北东向狭长展布,东北端达四川省青川县,西南端达汶川县。
9度区的面积约7738平方公里,同样呈北东向狭长展布,东北端达到甘肃省陇南市武都区和陕西省宁强县的交界地带,西南端达到汶川县。
9度以上地区破坏极其严重,其分布区域紧靠发震断层,沿断层走向成长条形状。
其中,10度和9度区的边界受龙门山前山断裂错动的影响,在绵竹市和什坊市山区向盆地方向突出,在都江堰市区也略有突出。
汶川地震的8度区面积约27786平方公里,西南端至四川省宝兴县与芦山县,东北端达到陕西省略阳县和宁强县;7度区面积约84449平方公里,西南端至四川省天全县,东北端达到甘肃省两当县和陕西省凤县,最东部为陕西省南郑县,最西为四川省小金县,最北为甘肃省天水市麦积区,最南为四川省雅安市雨城区。
6度区的面积约314906平方公里,一直延续到重庆市西部和云南省昭通市北端,其西南端为四川省九龙县、冕宁县和喜得县,东北端为甘肃省镇原县与庆阳市,最东部为陕西省镇安县,最西为四川省道孚县,最北达到宁夏回族自治区固原县,最南为四川省雷波县。
在龙门山前盆地边缘的过渡带,汶川地震的烈度向东衰减很快,西侧则衰减相对较缓。
同时,汶川地震烈度分布的南北也不对称:8度区和7度区范围向四周扩大,呈现为北东向的不规则椭圆形,且相同烈度的区域在北部比南部大,进入甘肃省和陕西省境内,显示出断层破裂向北东方向传播,最大余震发生在断层北部。
编辑本段
损失伤亡
全国各地伤亡汇总(官方)
地震灾区惨状
据民政部报告,截至2008年7月24日12时,四川汶川地震已确认69197人遇难,374176人受伤,失踪18209人。
抢险救灾人员已累计解救和转移1485697人。
因地震受伤住院治疗累计96451人(不包括灾区病员人数),已出院90846人,仍有2946人住院,其中四川转外省市伤员仍住院1533人,共救治伤病员3207947人次。
地区死亡受伤失踪
汶川县 15941 34583 7930
北川县 8605 9693
绵竹市 11098 36468 298
都江堰市 3069 4388
广元市 4819 28241 125
青川县 4695 15453 124
成都 4276 26413
什邡市 5891 31990 252
安县 1571 13476
平武县 1546 32145
彭州市 952 5770
茂县 3933 8183 336
江油市 394 10016 44
理县 103 1612 28
雅安 28 1351
眉山 10 315
资阳 20 633
巴中 10 258
南充 30 7632
遂宁 27 402
乐山 8 534
内江 7 225
甘孜 9 23
广安 1 37
泸州 1 1
凉山 3 4
自贡 2 87
甘肃 365 7865 11
陕西 121 2932
重庆 16 637
不同寻常的握手
经济损失
(截至2008年9月4日)
这次汶川地震造成的直接经济损失8451亿元人民币。
四川最严重,占到总损失的91.3%,甘肃占到总损失的5.8%,陕西占总损失的2.9%。
国家统计局将损失指标分三类,第一类是人员伤亡问题,第二类是财产损失问题,第三类是对自然环境的破坏问题。
在财产损失中,房屋的损失很大,民房和城市居民住房的损失占总损失的27.4%。
包括学校、医院和其他非住宅用房的损失占总损失的20.4%。
另外还有基础设施,道路、桥梁和其他城市基础设施的损失,占到总损失的21.9%,这三类是损失比例比较大
凝固了的时间
的,70%以上的损失是由这三方面造成的。
道路抢修情况
由绵竹至北川的105省道已于2008年5月15日18时抢通,通往北川的救灾物资路线增加到两条,原由绵阳市经安县到北川的县道运输压力得到缓解。
北线公路抢通也取得进展,由黑水至茂县的302省道抢通工作顺利推进,距离茂县县城还有6公里。
由松潘至茂县的213国道也已抢通到距茂县县城6公里处。
目前汶川至茂县中间还有29公里的路段没有抢通。
据遥感监测,其间约有14处路段因滑坡被淹没或垮塌。
西线除上述由马尔康经理县至汶川的317国道外,由丹巴经小金至映秀的303省道已经抢通至卧龙,距离映秀还有40公里。
据四川省交通厅副厅长鲜雄介绍,目前各路抢通工作中,最艰巨的是东线公路。
由北川至茂县的302省道在抢至距茂县28公里处时,由于抢通路段再次发生山体崩塌,北川县城至漩坪16公里处被水淹没,使抢通工作难以推进。
编辑本段
大堰塞湖
唐家山堰塞湖是汶川大地震后形成的最大堰塞湖,地震后山体滑坡,阻塞河道形成的唐家坝堰塞湖位于涧河上游距北川县城约6公里处,是北川灾区面积最大、危险最大的一个堰塞湖。
库容为1.45亿立方米。
坝体顺河长约803米,横河最大宽约611米,顶部面积约30万平方米,由石头和山坡风化土组成。
编辑本段
灾害评估
汶川地震灾害范围评估结果
极重灾区
共11个县(市),分别是四川省汶川县、北川县、绵竹市、什邡市、青川县、茂县、安县、都江堰市、平武县、彭州市。
重灾区。