新生代东亚地形、水系与生物地理演变——第三届地球系统科学大会拾粹

新生代期间,亚洲及周边地区地球深部过程与地表环境发生了一系列重大变革。印度板块—欧亚板块碰撞和太平洋板块俯冲驱动下的构造—地貌过程,导致青藏高原隆升、亚洲东部岩石圈伸展减薄、西太平洋边缘海扩张,并最终塑造了现今的宏观地形地貌和水系格局。这一系列构造地貌过程与新生代全球气候变冷、西风环流与亚洲季风环流重组、生物地理演变之间存在紧密的关联,成为地球科学领域重大前沿与热点课题,是开展地球深部与浅表过程、地球表层各圈层之间相互作用研究的重要切入点。     

全球中、新生代大地构造特征及其演化框架——《全球中、新生代大地构造图》编图研究进展

全球中、新生代大地构造编图是全球构造理论研究的基础和切入点,本文介绍了该图编制思路与方法、数据来源和大地构造区划,并以地球圈层构造为主线,讨论了全球中生代以来水平构造和全球垂向圈层之间的衔接关系,认为大洋中脊和环太平洋边缘俯冲带通过印度洋、北冰洋、特提斯构造域以及南极洲板块发生构造衔接和转换。南极洲板块周缘被洋中脊环绕,并衔接了全球洋中脊在地球南部的离散运动。结合构造赤道理论,分析了全球不同构造背景下的构造单元之间的关系,认为构造赤道是中生代以来全球构造体制大规模调整的产物。在此基础上,从泛大陆裂解,洋陆关系的角度探讨了中、新生代的全球构造演化。     

青藏高原形成演化研究回顾、进展与展望

青藏高原形成演化涵盖了前身的东特提斯地质构造演化、新生代地质构造演化和高原隆升对气候环境演变的制约,它不仅包含有关全球构造的空间格局、运动状态的历史记录,而且也留下了青藏特提斯洋陆转换、盆山转换构造体制的时空结构、运动形式和发展变化的地质遗迹。所以青藏高原是研究全球构造的窗口,被自然科学工作者誉为解决地球动力学的一把钥匙。自20世纪60年代以来,特别是1979年以来我们先后开展了青藏高原地质构造演化、系列编图及综合集成等研究工作。本文以认识现今青藏高原地质历史各阶段重大地质构造事件的结构组成和演化为主线,回顾了40年来历次重大青藏高原基础地质研究过程,系统总结了青藏高原新生代隆升过程、碰撞构造效应,以及东特提斯地质调查研究中一系列重要新发现、新进展、新成果,并对相关研究成果和新发现进行了简要的归纳梳理。在此基础上,就青藏高原形成演化模式、科学理论与学术争论观念层次上的问题,以及关键的基础地质问题等方面进行了讨论与展望。     

地史中成矿演化的趋势和阶段性

大量的地质矿产资料表明，随着地球的形成和发展，尤其是水圈、大气圈和生物圈的演化，成矿作用也呈前进的、不可逆的发展趋势，表现在成矿物质（矿种）由少到多；矿床类型由简到繁；成矿频率由低到高；聚矿能力由弱到强。受地球上重大地质事件的制约，这一成矿演化过程又表现出阶段性，可划分出７个成矿大阶段，即太古宙、古元古代、中元古代、新元古代、早古生代、晚古生代—早中生代、晚中生代—新生代等成矿期。每一期中都有特定的成矿构造环境和矿床成因类型。制约地史上成矿演化的主要因素有：①成矿物质的地球化学性质；②水圈、大气圈和生物圈的演化；③地球构造运动的演变。矿床形成后的保存条件对矿床的时空分布特征也有重要影响。     

中国新生代古地形演化的初步模型

新生代，中国地形景观发生了巨大变化，从早期的西倾地形变为现今的东倾地形，这种地形倒转可能是诱发亚洲乃至全球新生代气候环境格局总体改变的主要根源。本文基于流线场理论和向东挤出的构造假说，采用物质平衡方法，对中国新生代古地形演化进行半定量初步研究，结果显示中国新生代古地形演化呈现西部大幅度快速隆升，东部渐进式降低，中部变化较小的变化过程，总体地势的转变过程在50－40Ma期间内已基本完成，此后地势差距逐渐加剧，中国现今的地形格局是在近10Ma期间内最后形成。     

晚新生代全球构造地貌与环境变化研究进展

介绍了晚新生代全球构造地貌与环境变化研究中的一些重要进展 ,这主要集中在大陆的构造隆升、板内造山带与大陆穹隆的形成、全球海平面变化、边缘海的“窗口”作用、水道的开启与关闭等方面。上述研究进展表明 ,地球各圈层的相互作用是塑造现今地球构造地貌格局和驱动全球环境变化的重要因素。从地球的整体行为出发 ,研究长时间尺度 (Ma)岩石圈结构变异与全球环境变化间的耦合反馈关系 ,是今后工作值得注意的一个方向。     

东亚东倾地形格局的形成与季风系统演化历史寻踪——综合大洋钻探计划683号航次建议书简介

围绕IODP 683号建议书,介绍东亚东倾地形格局与季风系统演化历史的相关研究。新生代全球宏观环境格局发生了一系列重大变化,表现为岩石圈活动强烈,板块漂移导致海陆格局和地貌格局的变化,并引发洋流和大气环流的改组,最终导致全球气候的重大变化。新生代岩石圈运动和气候变化表现最为典型的地区是亚洲,其中最具标志性和全球意义的地质事件是喜马拉雅山和青藏高原的隆升及亚洲季风系统的形成与演化。青藏高原隆升最直接的结果是亚洲地区现代地貌格局的形成,大江大河的发育,并在很大程度上影响了亚洲季风系统的形成与演化。综合大洋钻探计划683号航次建议书,计划在长江中下游盆地和东海陆架盆地实施钻探,以获得长江历史演化和东亚季风演化的地质记录,并为研究青藏高原的演化提供新的证据。     

前言

西南"三江"特提斯构造域是中国大陆地质复杂演化的典型缩影,是全球特提斯构造在中国的重要发育区。它经历了晚古生代—中生代特提斯构造演化和新生代大陆碰撞造山的叠加转换,发生了多幕式的大规模成矿作用和巨量规模的金属聚积,形成了若干大型-超大型矿床,成为中国最重要的有色金属矿产富集区之一。     

主编致辞

<正>新生代时期,中国大陆在东部滨太平洋构造域和西部特提斯构造域的共同作用下,改造了中生代早期的构造,发生了地形倒转以及地貌系统巨变。青藏高原隆升扩展的深远影响几乎涉及到了地球系统科学的所有领域,对中国大陆构造地貌格局、盆地形成、河湖系统演化、气候系统、生态系统都产生了巨大的控制作用。因此,深入开展中国大陆新生代地质与环境研究,     

构造演化与成矿系统动力学

成矿系统的形成、演化与区域构造演化和地球动力学行为有关,成矿系统动力学是确定成矿系统演化和最终结果的关键,其研究是对传统成矿的突破,具有重要的理论与实践意义 东地区长期处于大陆边缘,构造成岩成矿作用过程表现出复杂性和多样性;（１）太古宙－元古宙绿岩地体产生、形成－金的矿源系统雏形;（２）古生代构造环境稳定－－金成矿作用间歇;（３）中生代绿岩带强烈活化－改造－构造成岩成矿;（４）新生代构造继承性活动     

跃进山岩系及其构造意义

深入研究了跃进山岩系的物质组成与构造特点,确认其为佳木斯地体东缘晚古生代—中生代的增生杂岩,探讨了该杂岩形成与演化的构造作用过程。     

苏北盆地沉积环境演变及其构造背景

苏北盆地是晚中生代以后发育起来的大型沉积盆地,是中国东部含油气盆地之一。本文综合研究了苏北盆地沉积环境的演变特点,并从沉积作用与构造活动的关系以及古地磁和玄武岩等方面探讨了沉积环境变迁的大地构造背景。     

Tectonic and Environmental Evolutions of the Northern Tibetan Plateau Prior to the Collision of India with Asia

Tectonic and environmental patterns and evolution of the present North Tibetan Plateau(NTP) prior to the India collision with Asia is significant to understand the formation of the Tibetan Plateau and its influence on the environment. In this study, we integrated and analyzed the tectonostratigraphy and the special sedimentary layers whose climatic implications are clear in the NTP. Additionally, we stressed the tectonic and environmental events and their evolutions from the Mesozoic to the Early Cenozoic. Our results show that four tectonic phases, which sequentially took place during the Triassic, Jurassic, Cretaceous and Paleogene, played an important role on the formation of the North Tibet. The climate was basically dry and hot from the Triassic to the Eocene and became dry and cool since the Oligocene in this region. The climatic evolution was characterized by a transition from a wet and hot phase during the Triassic- Middle Jurassic, to a dry and hot phase during the Late Jurassic- Eocene. Both phases encompassed 5 wet and hot periods followed by 5 dry and hot climate events, respectively. In addition, we found that the tectonic deformation and the climatic conditions were spatially and temporally different. In detail, in the regions north of the PaleoTian Shan and Paleo-Qilian Mts. the tectonic deformation and climatic condition were stronger and wetter than in regions south of the Paleo-Tian Shan and Paleo-Qilian Mts. during the Late Triassic – Jurassic. Whereas in the Cretaceous, the tectonic movement was intensive in the west but steady in the east, and climate was dry in the south but wet in the north of NTP. The formation of the tectonic and climatic patterns in NTP were the consequence of either global climate change or regional tectonics, including the Paleo-Asian Ocean closure and the Qiangtang block, Lhasa block and India plate collision subsequently to Asia. Furthermore, the regional tectonic events occurred before any global climate change and drove the climatic change in the NTP.     

青藏高原隆升及其环境效应

“青藏高原形成演化及其环境资源效应”项目选择青藏高原为典型地区，特别注意高原与毗邻地区的联系，以从全球尺度探讨高原的各种过程，目标集中在大陆碰撞过程和高原隆升过程，以过程为主线贯通碰撞机制、环境变化和资源分布规律的研究；时间上着重新生代以来，在不同精细时间尺度上定量地描述碰撞和隆升的动态过程及环境变化。运用地球科学、生命科学、环境科学及各学科之间有机交叉、综合研究的方法，开展大陆碰撞动力学、环境变化、现代表生过程及各圈层相互作用等重大理论问题的研究，为青藏高原地区的资源开发和环境调控提供科学依据。按照统观全局、突出重点的原则，项目主要研究内容包括以下4个方面：大陆岩石圈碰撞过程及其成矿效应;高原隆升过程与东亚气候环境变化;青藏高原现代表生过程及相互作用机理;青藏高原区域系统相互作用的综合研究。在完成研究计划任务的基础上，项目取得如下的突出研究成果和创新性进展：印度大陆与欧亚大陆初始碰撞时限;青藏高原南北缘山盆岩石圈尺度的构造关系;青藏高原整合构造模型与成矿成藏评价;新生代高原北部重大的构造变形隆升事件序列;高原周边环境变化事件及高原隆升对亚洲季风发展变化的影响;高分辨率气候动态过程及变化趋势;高原主要生态系统碳过程对气候变化的响应;高原气候变化及冰冻圈变化与预测;高原土地覆被变化、恢复整治及管理。     

年代古地理学: 理论与实践*

古地理学研究和探讨的是地质历史时期的地表环境,是构造—环境(气候)—物质相互作用的产物。传统的古地理学及相应的构造古地理、生物古地理学等对大地构造演化及古大陆重建、油气勘探等起到了重要的作用。随着地球演化的深入研究,在多层圈的相互作用,特别是古气候、古环境等研究基础上,需要有机地把地表环境和构造环境相结合,并且综合考虑深层及浅层地质过程对古地理格局的形成和演化的制约。在传统的古地理学基础上,提出一个新的学科——年代古地理学,用以研究和探讨地质历史时期的地表过程。该学科是精细的同位素年代格架下的不同动力学—运动学—物质迁移—环境变迁形成古地理的研究,或者物质—力学—环境(气候)相互作用下的古地理格局的研究。旨在研究和探讨地表过程,亦即形成地表环境的过程,强调同一时间的多元性、不同空间的差异性和不同尺度的穿时性。文中以近年来研究的台湾、扬子及华北克拉通等地区的精细时间尺度下的古地理环境为例,进一步剖析年代古地理学对于重新理解和认识古构造格局演化的重要性。     

年代古地理学: 理论与实践*

古地理学研究和探讨的是地质历史时期的地表环境,是构造—环境(气候)—物质相互作用的产物。传统的古地理学及相应的构造古地理、生物古地理学等对大地构造演化及古大陆重建、油气勘探等起到了重要的作用。随着地球演化的深入研究,在多层圈的相互作用,特别是古气候、古环境等研究基础上,需要有机地把地表环境和构造环境相结合,并且综合考虑深层及浅层地质过程对古地理格局的形成和演化的制约。在传统的古地理学基础上,提出一个新的学科——年代古地理学,用以研究和探讨地质历史时期的地表过程。该学科是精细的同位素年代格架下的不同动力学—运动学—物质迁移—环境变迁形成古地理的研究,或者物质—力学—环境(气候)相互作用下的古地理格局的研究。旨在研究和探讨地表过程,亦即形成地表环境的过程,强调同一时间的多元性、不同空间的差异性和不同尺度的穿时性。文中以近年来研究的台湾、扬子及华北克拉通等地区的精细时间尺度下的古地理环境为例,进一步剖析年代古地理学对于重新理解和认识古构造格局演化的重要性。     

辽西地区中生代环境变迁及生物演替

对辽西中生代盆地沉积相及地球化学特征的分析表明，辽西地区在中生代经历了复杂的环境变迁，从早期（晚三叠世－中侏罗世）的温暖潮湿气候环境过渡到中期（晚株罗世）干旱少雨的气候环境，最后再次过渡到晚期（早白垩世）温暖潮湿气候环境，其间发育有三次较大的火山作用；气候环境的巨变引起生物演化的更替，强烈的义县组火山作用一方面造成脊椎动物的集群灭亡，另一方面导致热河生物群的繁盛；早期鸟类的出现也是这一特定环境下的产物。     

中国中生代矿床成矿系列类型及其演化

中国及邻区中生代地质构造的演化主要表现为欧亚大陆东部增生和中国大陆陆缘及陆内变形作用，受特提斯一古太平洋及太平洋一印度洋两大动力学体系的控制，形成滨太平洋、特提斯和中亚3大构造域。作者在对829个典型矿床及大量测试数据进行综合分析的基础上，结合中生代成矿环境和成矿特征，将中国中生代矿床划分为3个矿床成矿系列组合和11个矿床成矿系列类型。着重论述了中国中生代矿床成矿系列类型的基本特征，并简要概括了它们的时空演化规律。     

下扬子中生代沉积盆地演化

通过对下扬子地区各地层分区中生代岩石地层序列、沉积建造详细分析以及生物地层与年代地层划分对比, 在盆地原型恢复、盆地充填序列和岩相古地理综合分析的基础上, 划分出下扬子陆块中生代不同时段的5类沉积盆地: 陆表海(T_1-2)、周缘前陆盆地(T₃-J₁)、压陷盆地(T₃-J₂)、断陷盆地(J₃-K)和拉分盆地(J₃-K), 初步建立了下扬子陆块中生代沉积盆地时空分布格架.分析了下扬子中生代盆地沉积大地构造环境演化历程: 三叠纪-早侏罗世为与特提斯海演化相关的构造阶段, 分为早三叠世-中三叠世陆表海和晚三叠世-早侏罗世前陆盆地2个亚阶段; 中侏罗世-白垩纪转化为滨太平洋构造阶段, 中侏罗世以挤压构造背景为主, 大部分地区为隆升剥蚀区, 晚侏罗世-白垩纪为强裂伸展拉张期, 发育了一系列北东向火山-沉积断陷盆地和拉分盆地, 盆-岭构造格局形成.      

地带性与非地带性夷平面*

夷平面是指由剥蚀和夷平作用所产生的,以截面形式横切所有在年龄上先于它的地层和构造的一种平缓地形。前人普遍认为,夷平面是在构造相对稳定条件下经过长期外营力作用形成的一个接近基准面的平坦地形,是地貌长期演化的终极产物。 流水侵蚀是夷平面形成的动力学基础。"夷平面"一直是解释新生代以来大的构造格局和地貌演化的重要理论依据,如我国青藏高原隆升的研究。 基于气候地貌学原理,文章提出了寒冻夷平面和干旱夷平面的概念;从坡地演化过程理论模型入手,探讨了寒冻、干旱夷平面和流水夷平面的形成机理;提出有别于传统"构造侵蚀旋迴"理论的"构造隆升和地面剥夷动态平衡"的气候夷平地貌假说;此外,还简要分析了这三类夷平面的全球分布规律。