从洋-陆俯冲到陆-陆碰撞:回眸与展望

大陆造山带的经典含义是指由于大陆地壳岩石在板块俯冲-碰撞的巨大挤压应力下,遭受强烈变形、变质和熔融作用,地壳发生大规模缩短、加厚和隆升而形成的地带.分布在大陆边缘和内部的造山带,经历从洋壳扩张、洋-陆俯冲到陆-陆碰撞的造山过程,形成"俯冲增生型"、"陆陆碰撞型"和远离板块边界的"陆内型"造山带.造山带类型的分析是识别地...     

新疆造山带造山作用及类型

对造山带的研究已有一百多年的历史 ,不同的学派有不同解释 :(1)地槽回返说认为 :造山带开始是地壳沉降成为槽地 ,后经回返作用褶皱成山 ;(2 )板块俯冲碰撞说认为 :岩石圈板块之间俯冲 -碰撞而造山 ;(3)多成因说认为 :大洋岩石圈和大陆岩石圈有本质的差别。大陆造山带不仅发生于板块边缘 ,更多的发生于大陆板块内部 ,大陆造山带是在多成因、多种多样的机制下形成的。依据以下五种原则 :1岩石圈的性质及其变形方式 ;2板块运动学方式 ;3造山作用的构造体制 ;4下冲作用所卷入范围的大小及其对上驮板块所造成的影响 ;5造山带增厚与剥露过程。将造山作用划分为 14种类型、2 1种造山方式。特别是软碰撞型、弱造山方式及盆山耦合式是具新疆特色的造山方式     

地壳对接消减带和叠接消减带与陆-陆碰撞造山和俯冲增生造山:来自侵入岩构造组合的记录

从地壳对接消减带与地壳叠接消减带的概念出发,讨论了板块构造岩浆旋回,俯冲增生造山和陆-陆碰撞造山分别对应于板块会聚构造的第一次和第二次造山作用;讨论了俯冲增生造山的结构样式,主要由俯冲增生杂岩和岩浆弧构成;陆-陆碰撞造山指相意义的S型花岗岩类的鉴别标志,以及指示板块构造岩浆旋回结束的后造山过碱性A型花岗岩类的识别标志。最后主要基于中国侵入岩大地构造图(1∶250万)及其说明书的成果,简要地讨论了中国三个克拉通性质的陆块区以及与西伯利亚克拉通、印度克拉通之间的大洋区的洋陆转换形成的俯冲增生造山和随后的陆-陆碰撞造山,认为:(1)塔里木克拉通西北缘与西伯利亚克拉通西南缘陆-陆碰撞可能发生在石炭纪,早二叠世可能完成;(2)中国三个克拉通的陆-陆碰撞可能分别发生在早—中三叠世,晚三叠世完成拼合,形成中国主体大陆;(3)早白垩世晚期—晚白垩世完成中国主体大陆与西伯利亚大陆的最终拼合;(4)新生代中国大陆与印度大陆拼合,碰撞造山仍在进行。     

胶东金矿成矿构造背景探讨

在编制1∶50万山东省大地构造相图基础上,通过对大地构造相研究显示：胶东微地块是经多期增生和碰撞而形成的,其漫长的板块构造演化明显具有阶段性。侏罗纪是该区板块构造演化史上的一个重要转换期,构造演化由原来的南、北分异转变为东、西分异,胶东地区NE向新生构造起了主要作用。胶东地区中生代有2次重要的碰撞造山事件,印支造山作用主要表现为扬子板块向华北板块俯冲,形成苏鲁高压-超高压变质带及同造山花岗岩及后造山高碱正长岩;燕山造山作用的大陆动力学环境起源于中亚-特提斯构造域向滨太平洋构造域转化和太平洋板块的俯冲,在胶东地区表现为3次造山和3次伸展。晚侏罗世造山早期玲珑片麻状花岗岩组合是区域构造挤压导致地壳增厚引起地壳重熔的产物,代表了大陆弧花岗岩特征;早白垩世造山中期郭家岭花岗闪长岩-花岗岩组合代表了造山期大陆弧花岗岩的特点;造山晚期伟德山闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩组合表现为大陆弧花岗岩,后造山A型崂山晶洞过碱性碱长花岗岩-正长花岗岩组合为大陆造陆隆升花岗岩与后造山花岗岩,代表燕山构造的结束。胶东地区构造-岩浆事件和金矿成矿作用受控于特提斯、古亚洲洋和太平洋三大构造域的相互作用,金矿形成的动力学背景是中生代构造体制转折和岩石圈减薄,起因与太平洋板块向华北板块的俯冲机制有关。     

俯冲带部分熔融

俯冲带是地幔对流环的下沉翼,是地球内部的重要物理与化学系统。俯冲带具有比周围地幔更低的温度,因此,一般认为俯冲板片并不会发生部分熔融,而是脱水导致上覆地幔楔发生部分熔融。但是,也有研究认为,在水化的洋壳俯冲过程中可以发生部分熔融。特别是在下列情况下,俯冲洋壳的部分熔融是俯冲带岩浆作用的重要方式。年轻的大洋岩石圈发生低角度缓慢俯冲时,洋壳物质可以发生饱和水或脱水熔融,基性岩部分熔融形成埃达克岩。太古代的俯冲带很可能具有与年轻大洋岩石圈俯冲带类似的热结构,俯冲的洋壳板片部分熔融可以形成英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩。平俯冲大洋高原中的基性岩可以发生部分熔融产生埃达克岩。扩张洋中脊俯冲可以导致板片窗边缘的洋壳部分熔融形成埃达克岩。与俯冲洋壳相比,俯冲的大陆地壳具有很低的水含量,较难发生部分熔融,但在超高压变质陆壳岩石的折返过程中可以经历广泛的脱水熔融。超高压变质岩在地幔深部熔融形成的熔体与地幔相互作用是碰撞造山带富钾岩浆岩的可能成因机制。碰撞造山带的加厚下地壳可经历长期的高温与高压变质和脱水熔融,形成S型花岗岩和埃达克质岩石。     

碰撞造山过程中热—构造状态演化与陆壳岩石熔融的关系

碰撞造山作用过程中陆壳岩石熔融形成花岗岩浆主要出现在加热期和伸展抬升期，是碰撞后岩石圈热状态调整引起陆壳物质化学分异的结果。陆壳碰撞前的构造历史，大陆岩石圈的热参数和地幔过程，造山带的几何学特征和运动学性质等制约了造山带花岗岩类的发育，尤其是与各种造成地幔高热流叠加于下部地壳的岩石调整过程关系密切。     

试论陆内型造山作用：以秦岭—大别山造山带为例

板块构造学说的大陆碰撞作用和槽台学说的地槽回返作用不能解释秦岭－大别山造山带的成因机制。壳幔拆离构造导致陆内Ａ型俯冲是陆内型造山作用的成因机制。     

抽拉构造—岩石圈板块重要的运动方式

抽拉构造是继地槽回返、板块俯冲、碰撞造山以后的第三种造山模式，是合理表现大陆构造变形、造山、造盆的新理论，文中简略介绍了抽拉构造的基本特征。     

微量元素模拟限定大别造山带中生代花岗岩类的源岩成分

摘 要　 大陆碰撞造山带中花岗岩浆主要是因下部地壳缺乏流体熔融过程而形成的。对其源 岩成分限制而进行的微量元素模拟不仅要考虑源岩和熔体中有关矿物相比例的变化‚还要考 虑熔融过程中源岩矿物相组合的变化‚并选择合适的元素用于模拟。Rb、Sr、Ba 和 REE 模拟 结果显示‚上溪群杂砂岩作为扬子隆起带中生代花岗岩类的源岩是不合适的：大别隆起带中 的中生代花岗岩类也不可能完全由大别杂岩中的 TTG 质片麻岩熔融形成‚更可能是变基性岩 和 TTG 质片麻岩构成的复合源岩熔融的结果。     

复合造山作用和中国中央造山带的科学问题

在全球大陆范围内,广泛分布的造山带纪录了板块汇聚的历史和碰撞造山的过程,因此,造山带的研究一直是地球科学经久不衰的重要领域。研究表明,世界上许多造山带是长期活动(300Ma)的复合造山带,活动域的宽度可超过1000km,并具有造山前的热结构,是大陆生长的最好见证。近10年来,全球造山带的研究已摆脱传统地质学和经典板块观念的束缚,面临一个新的起点,即由单一造山带向复合造山带研究转轨,由造山类型、造山作用向造山动力学研究聚焦。复合造山带长期活动的原因、大陆增生机制、造山带的流变学结构和造山热对造山作用的控制等已成为当前大陆复合造山带研究的关键科学问题,复合造山动力学已成为当今地球科学前沿——大陆动力学研究的重要内容。中国中央造山带位于北中国板块与南中国板块之间,是中国大陆上一条十分醒目而又极其重要的巨型(长5000km)构造带。中央造山带是经历了大致600Ma的活动历史,泥盆纪和三叠纪的两次碰撞造山以及白垩纪以来的陆内造山过程而构筑成的典型"复合造山带"。在全球复合造山带中,中国中央巨型造山带具有结构复杂性、活动长期性和非原地型,造山过程多期性以及造山带拼贴与大陆增生方式特殊性的特点,特别是世界最大规模的中央超高压变质带及其两期超高压变质作用的发现,揭示了中央造山带的形成还经历了板块汇聚边界洋壳/陆壳深俯冲至100km以上的地幔深处的两次壮观地质事件,使中央造山带成为全球造山带中最为精彩和不可多得的典型,与青藏高原一样,被国内外地学家们誉为当今中国地学研究的"瑰宝"。中国中央巨型复合造山带可以作为研究复合造山过程与复合造山动力学的重大地学问题的范例,重要的核心科学问题是:中国中央巨型复合造山带的早古生代和三叠纪陆块汇聚、碰撞造山过程以及中新生代陆内造山与周缘盆地互馈;两期高压-超高压变质带的时空关系、形成条件和洋壳/陆壳的俯冲-深俯冲与折返动力学机制;揭示和探讨中国中央复合造山带的长期活动性,造山作用的多期性和叠置性,造山热结构以及复合造山过程;洋壳/陆壳深俯冲、复合造山与大陆增生理论的创新。此外,中央复合造山带的研究对于金属矿产资源的开拓、周缘中新生代盆地含油气资源的战略前景以及现今南北中国的气候、环境、人文、地理、生态和灾害的制约提供新的科学依据与动力学背景。     

Isothermal decompression history in the “Western Granulite” terrain, central Tanzania: Evidence from reaction textures and trapped fluids in metapelites

The Mozambique Belt (MB) of the East Africa Orogen contains large areas of granulite-facies migmatitic gneisses with Archaean and Palaeoproterozoic protolith ages and that were recycled during the Neoproterozoic Pan-African orogeny. The study area is situated along the Great Ruaha River and within the Mikumi National Park in central Tanzania where migmatitic gneisses and mafic to intermediate granulites are interlayered with Neoproterozoic granulite-facies migmatitic metapelites. Mineral textures suggest isothermal decompression, with the peak mineral assemblage comprising Grt–Bt–Ky–Kfs–Pl–Qtz ± Phn ± Ti-Oxide ± melt and amphibolite-facies retrograde assemblage Grt–Bt–Sil–Ms–Kfs–Pl–Qtz ± Fe–Ti-Oxide. The near isothermal retrograde overprint is seen in well-developed formation of pseudomorphs after garnet. The HP granulite-facies assemblages record P–T conditions of 13–14 kbar at 760–800 °C. Retrogression and the release of fluids from crystallizing melts occurred at 7 kbar and 650–700 °C. A fluid inclusion study shows three types of fluid inclusion consisting of nearly pure CO₂, as well as H₂O–NaCl and H₂O–CO₂ mixtures. We suggest that a immiscible CO₂-bearing brine represents the fluid composition during high-grade peak metamorphism, and that the fluid inclusions containing H₂O–NaCl or nearly pure CO₂ represent trapped fluids from in situ crystallised melt. The results suggest strong isothermal decompression, which is probably related to a fast exhumation after crustal thickening in the central part of the Mozambique Belt in Tanzania.     

论地洼型造山运动

回顾了造山运动概念的历史。尽管一直存在着理解上的分歧，但是大多数地质学家对造山运动都接受其构造成因的定义，而不是地貌成因的定义。造山运动是地壳演化活动阶段的反映。笔者将地洼型造山运动定义为在后地台构造-岩浆活化过程中各种地质作用的总称，并且依据壳体运动的方式和力源，可以将地洼型造山运动划分为离散式、汇聚式和混合式三类。     

地壳根、造山热与岩浆作用

简要讨论了近年来造山带及其岩浆作用研究的主要进展。造山带流变学结构与造山热和岩浆作用有着密切的耦合关系。年轻的山带往往存在地壳根,但古老的山带地壳根是否存在,取决于造山带的热状态和榴辉岩化的强度,只有缺乏流体和冷的造山带才保留有地壳根,例如古生代的南乌拉尔山和北美前寒武纪的南Trans-Hudson造山带。造山带的伸展塌陷往往伴随着幔源岩浆底侵、地壳软化、隆升和强烈岩浆作用。由于地幔浮力和造山热的作用,一些山带具有高的海拔和薄而热的地壳,属于具有长期活动性的构造带。研究表明,这些具有长期活动性的构造带,是建立在以前形成的热的、软化了的弧后区内。中国昆仑—秦岭—大别造山系北缘,古生代时期发育了与俯冲有关的弧岩浆带,而南缘发育了相近时代的与弧后伸展有关的双峰式岩浆带,构成古生代双岩浆带。该造山系早中生代的造山作用,就是在南缘的古生代弧后岩浆带基础上发展起来的。因此,该双岩浆带提供了造山热控制复合造山作用的实例。     

全球早古生代造山带(Ⅰ):碰撞型造山

自新元古代罗迪尼亚超大陆裂解以来,早古生代是板块构造运动活跃时期,具有板块运动速度较快、构造格局不稳定、块体之间相互作用复杂多变等特征,造山带演化极其复杂,导致全球早古生代古大陆重建现今仍较模糊。特别是,早古生代末450~400 Ma存在全球性准同时的造山运动,已经出现俯冲增生、碰撞、陆内3种类型的全球尺度造山带。本文侧重论述全球早古生代碰撞类型造山带的特征,总结典型碰撞造山带最新的年代学、变质、变形和岩浆作用特征及其时空分布。早古生代全球碰撞型造山带主要分布在南半球的泛非造山带和北半球的加里东期造山带,分别与南方冈瓦纳大陆和北方劳俄古陆的初步集结密切相关,早古生代碰撞造山主要体现在大陆块之间的碰撞作用为特征。这些早古生代碰撞造山带具有近似的碰撞年龄,大致相同的演化过程。其中,南方大陆主体碰撞完成于540 Ma,而北方大陆主体集结完成于420 Ma,从全球构造意义上可能意味着全球一个420~400 Ma的超大陆初步形成。     

黔南坳陷及邻区盆地演化和海相沉积的后期改造

黔南坳陷是扬子克拉通内由3组不同方向的断裂围限的一个相对稳定的区块。分4个阶段（新元古代,早古生代,晚古生代—三叠纪,侏罗纪—古近纪）重塑了贵州南部及邻区与周边造山作用耦合的盆地演化。广西运动形成北东向构造,是海相沉积建造阶段中的一次重要改造。印支运动使贵阳—镇远断裂和紫云—罗甸断裂反转,奠定了其成为黔南坳陷的北界和西南界断裂的基础。中侏罗世后的逆掩—冲断可分为两期：早期称燕山运动,以北东走向的断裂向北西逆冲和扩展为特征;晚期称燕山末期—喜马拉雅运动,区域上表现为北北东走向的断裂向南东东逆冲,铜仁—三都断裂成为黔南坳陷的东界,印支运动形成的近南北向—北北东向断层向西（偏北）逆冲,构成铜仁—三都断裂的背冲构造。近南北向断层上盘发育的开阔背斜是黔南坳陷内海相油气勘探的最有利靶区。     

The Orogeny in the Altaides

Studies of the deformation styles, formation types and isotopic age data indicate that the Altaides has successively experienced 5 stages of orogeny: (1) the Kanas orogeny forming the angular unconformity between the Baihaba Formation (O_3) and the Habahe Group (Z-O_2); (2) the Daqiao orogeny (S_3-D_(1-2) giving rise to the early Hercynian quasi-aulacogen extensional continental crust of the area; (3) the Altay orogeny (middle-late Hercynian) leading to the oblique intracontinentai collision and the formation of large shear arc-shaped thrust system and representing a strong orogeny stage; (4) the pan-Altay orogeny (latest Hercynian-Indosinian) resulting in the uplifting and erosion of the mountains as a whole; (5) the Himalayan movement causing the rejuvenation of fault systems and block uplift of the Aitaides since the Cenozoic.     

阿尔泰造山带的构造运动

变形式样、建造类型及同位素年代学数据研究表明,阿尔泰造山带依次经历了5期构造运动,即:喀纳斯运动,形成白哈巴组(O_3)与哈巴河群(Z—O_2)间的角度不整合;大桥运动(S_3—D_(1—2)),形成海西早期类拗拉谷拉张陆壳区;阿尔泰运动(海西中晚期)导致陆内斜向碰撞并形成大型剪切弧型推覆构造系,为强烈造山阶段;泛阿尔泰运动(海西末至印支期)导致山脉整体隆起及剥蚀;喜马拉雅运动,导致新生代以来造山带各断裂系的复活及断块隆起。     

The Orogeny in the Altaides1

Abstract Studies of the deformation styles, formation types and isotopic age data indicate that the Altaides has successively experienced 5 stages of orogeny: (1) the Kanas orogeny forming the angular unconformity between the Baihaba Formation (O₃) and the Habahe Group (Z-O₂); (2) the Daqiao orogeny (S₃-D_1-2) giving rise to the early Hercynian quasi-aulacogen extensional continental crust of the area; (3) the Altay orogeny (middle- late Hercynian) leading to the oblique intracontinental collision and the formation of large shear arc-shaped thrust system and representing a strong orogeny stage; (4) the pan-Altay orogeny (latest Hercynian-Indosinian) resulting in the uplifting and erosion of the mountains as a whole; (5) the Himalayan movement causing the rejuvenation of fault systems and block uplift of the Altaides since the Cenozoic.     

Regional Tectonic Transformation in East Kunlun Orogenic Belt in Early Paleozoic: Constraints from the Geochronology and Geochemistry of Helegangnaren Alkali-feldspar Granite

The Helegangnaren feldspar granite exposed in the eastern part of East Kunlun, is characterized by high concentrations of SiO2 and alkaline, low abundances of Fe, Mg and Ca, metaluminous-weak peraluminous. Trace elements analysis shows that the granite is depleted extremely in Ba, Sr and Eu, and rich in some large-ion lithophile elements and high field strength elements. Besides, the granite has high Ga contents, the values of 104(Ga/Al) vary from 2.50 to 2.77, which is mainly greater than the lower limit of A-type granites (2.6), and is higher than the I- and S-type granites’ average (2.1 and 2.28, respectively). Rare earth element (REE) is characterized by relatively high fractionations of light REE (LREE) and heavy REE (HREE) (LREE/HREE=9.3–13.60, (La/Yb)N=10.92–18.02), pronounced negative Eu anomalies (δEu=0.08–0.13), and exhibits right-dipping gull pattern. Major elements, rare elements and trace elements features show the granite is ascribed to A-type granite and A2 subtype in tectonic genetic type. They are plotted into post-collision or within-plate area in a variety of tectonic discriminations. Geological and geochemical data comprehensively suggest that the granite is formed in a post-collision extensive tectonic setting. Laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) zircon U-Pb dating yields a weighted mean age of 425?Ma, belonging to Middle Silurian, which is similar to the age of the post-collision geological events in the region. The differences of magmatic rocks in formation age, rocks assemblage and rocks series systematically indicate that the regional tectonic stress regime in the East Kunlun orogenic belt experienced a major transformation from compress to extension in Middle Silurianin, and the Helegangnaren feldspar granite intruded in the early stage of tectonic transformation.