大火成岩省及其在古大陆重建及裂解研究中的应用

大火成岩省是地质历史上与地球深部过程（如地幔柱）密切相关的极端地质事件,以相对较短时期内形成规模宏大的板内幔源基性岩浆活动为主要特征,对研究全球性大气—海洋环境的巨变与生物灭绝、大规模成矿及超大陆的重建和裂解均有重要意义。从潘吉亚超大陆的裂解过程可以看出,尽管不是所有的大火成岩省都与大陆裂解有关,但几乎每一次重要的裂解事件都伴有大火成岩省的出现,因此大火成岩省对于研究前潘吉亚超大陆,特别是对于缺少古生物等重建标志,古地磁数据偏少的前寒武纪超大陆重建及裂解研究有重要价值。近20多年来随着年代学技术的进步及研究工作的不断深入,大火成岩省在古大陆重建及裂解方面取得了一些重要进展,并发挥了越来越重要的作用。前寒武纪大火成岩省由于经历了多次裂解事件改造及后期抬升剥蚀或覆盖的影响,现今保留的是一些分散在不同大陆上的大火成岩省残片或碎片。用大火成岩省开展古大陆重建及裂解的目标就是通过不同陆块大火成岩省或大规模基性岩浆活动的年代学、岩石学及地球化学对比,结合其他证据,恢复大火成岩省形成时的时空分布特征,据此来确定这些陆块在超大陆中的相对或绝对位置。与其他前寒武纪大陆重建标志相似,大火成岩省也有一些局限性及不确定性,因此应用大火成岩省开展古大陆重建及裂解研究中要与前岩浆期沉积地层中的特殊事件层（如冰碛岩、火山灰、黑色页岩、不整合面、古生物等）对比、岩墙几何学产状、基性岩浆事件序列对比、古地磁、大型构造（如造山带）对比及深部地球物理等多学科方法相结合。     

从华北燕辽岩床群到哥伦比亚超大陆巨型裂谷系——燕辽大火成岩省近20年研究回顾与展望

近20年的研究工作表明,华北克拉通北部燕辽地区侵入到中元古代沉积地层中的大规模辉绿岩床群构成了一个1. 32 Ga的基性大火成岩省。该大火成岩省与华北克拉通西北缘白云鄂博矿区富稀土 铌火成碳酸岩相伴生。大火成岩省、沉积地层对比和古地磁资料研究结果表明,燕辽大火成岩省与北澳大利亚克拉通代理姆 加里温库大火成岩省是被大陆裂解分割开来的同一个基性大火成岩省的组成部分,显示1. 8~1. 3 Ga期间华北克拉通北 北东缘与北澳大利亚克拉通北缘在哥伦比亚（奴那）超大陆中长期相邻（连）。全球1. 4~1. 3 Ga大火成岩省及基性岩浆活动的时空分布及其岩石学、地球化学及同位素组成对比研究显示,这些全球广泛分布的大火成岩省或基性岩浆活动主要形成于裂谷环境。结合1. 4 Ga左右哥伦比亚超大陆古地理重建结果,发现在哥伦比亚超大陆中存在沿劳伦（北美+格陵兰）克拉通西缘、西伯利亚克拉通西缘及北缘、波罗地克拉通东南缘、西非克拉通西缘及北缘、亚马逊克拉通西南缘、刚果/圣弗朗西斯科克拉通南缘及东缘、卡拉哈里克拉通东缘、华北克拉通北缘及北澳大利亚克拉通北缘分布,长度>15000 km的巨型裂谷系。该巨型裂谷系由一个主裂谷带和三个分支裂谷组成,其中主裂谷带和位于华北与北澳大利亚克拉通之间的分支裂谷发展成了大洋,并导致了大陆分离;而位于西伯利亚东缘、格陵兰北缘和波罗地东缘的1. 38 Ga分支裂谷,以及位于北美北缘和西伯利亚西南缘的1. 35~1. 32 Ga分支裂谷则为夭折裂谷,未导致大陆裂离。这一巨型裂谷系是哥伦比亚超大陆裂解的重要标志,并可能是其最终裂解的最主要原因。另外,研究结果也显示,虽然全球两个最大规模的火成碳酸岩型稀土矿床,即华北克拉通西北缘的白云鄂博超大型稀土矿床和北美克拉通西缘的Mountain Pass超大型稀土矿床在哥伦比亚超大陆中并不相邻（相连）,但却可以通过1. 4~1. 3 Ga巨型裂谷系相联系起来,显示这一巨型裂谷系控制了白云鄂博和Mountain Pass大型稀土矿床的形成,并具有较好的稀土及金属成矿潜力。未来需要进一步加强燕辽辉绿岩床群侵位机制与岩浆补给系统,岩床侵位过程中温室气体排放量定量估算及其环境效应,哥伦比亚超大陆中1. 4~1. 3 Ga巨型裂谷系的形成机制、深部动力学背景、环境效应及资源能源潜力等方面的研究。     

前寒武纪的超大陆旋回及其板块构造演化意义

太古代末早古生代存在４次超大陆或大陆聚合时期,超大陆的聚合与裂解造成全球性的重大构造热事件,成为全球板块构造演化的主线,威尔逊旋回在早前寒武纪已明显起作用。超大陆的聚合表现为克拉通的增生与陆块的碰撞造山作用;超大型的裂解表现为非造山岩浆活动、大规模基性岩墙群侵位及大陆裂谷的爆发等。超大陆的裂解可能与地幔柱上涌或超大陆下放射性物质积聚造成的热能积累有关,或地外物质冲击的触发有关。华北克拉通与世界古陆块的前寒武纪构造演化对比,及其在超大陆中的拼合模式成为我国大陆地质学研究面临的挑战性重大科学问题。     

全球新元古超大陆拼合和裂解及中国大陆所处位置古地磁研究进展

新元古超大陆Ｒｏｄｉｎｉａ的拼合和裂解是目前国际地学研究的热点。古地磁研究的成果对全球各大陆在Ｒｏｄｉｎｉａ超大陆中的定位发挥着不可替代的作用。劳仓和澳大利亚新元古－－寒武纪古地磁极的拟合,证明了劳仓和澳大利亚（东冈瓦纳）大陆的汇聚。西伯利亚、波罗的以及中国华北、华南古陆块上最新获得的古地磁成果,得以进一步讨论新元古超大陆Ｆｏｄｉｎｉａ的重建。有的否定Ｒｏｄｉｎｉａｎ的存在,如Ｊ．Ｄ．Ａ．Ｐｉｐｅ     

述评:Rodinia超大陆拼合和裂解的古地磁检验

近期 ,关于新元古代Rodinia超大陆的重建问题 ,随着地质学和古地磁学研究的进展许多学者提出新的见解。Weil等 (1999)重新汇编了劳仑、波罗的、刚果、圣弗朗西斯科和卡拉哈里克拉通 110 0～ 80 0Ma定年较好的古地磁极 ,并做出新的重建。南美 (圣弗朗西斯科 )首次获得古地磁重建位置。Powell等的研究使卡拉哈里在Rodinia的位置更加清晰。东冈瓦纳 (澳大利亚、大印度、南极洲 )的古地磁研究更加深入 ,厘定了澳大利亚与劳仑裂解发生在 75 0Ma前 ,不是先前的 72 0Ma。地质和古地磁研究认为南极洲东部不是一个完整的大陆块 ,而是由三个古陆块组成。大印度 (包括印度、马达加斯加等 )也离开澳洲。这动摇了东冈瓦纳为统一的古大陆的假设。西伯利亚在Rodinia中的位置也在争论之中 ,依据古地磁至少有三个位置。总之 ,关于Rodinia超大陆构成的研究还需要更多、更可靠的古地磁证据支持 ;同时新元古全球统一超大陆的存在也受到质疑。文中重点评述Rodinia超大陆拼合和裂解的古地磁检验 ,以及以此进行的全球主要大陆的重建     

全球新元古超大陆拼合和裂解及中国大陆所处位置古地磁研究进展

新元古超大陆Rodinia的拼合和裂解是目前国际地学研究的热点。古地磁研究的成果对全球各大陆在Rodinia超大陆中的定位发挥着不可替代的作用。劳仑和澳大利亚新元古—寒武纪古地磁极的拟合 ,证明了劳仑和澳大利亚 (东冈瓦纳 )大陆的汇聚。西伯利亚、波罗的以及中国华北、华南古陆块上最新获得的古地磁成果 ,得以进一步讨论新元古超大陆Rodinia的重建。有的否定Rodinian的存在 ,如J.D .A .Piper ;有的对先前从地质证据重建的Rodinia进行修正 ,如T .H .Torsvik。而对中国华北、华南、塔里木古陆块在Rodinia超大陆的位置提出的新意见 ,还存有争议。本文将对上述内容做出详细的评述。     

华夏古陆活动大陆边缘的探讨

本文阐述了华南中元古代晚期活动陆缘特征。根据带内前寒武纪地层分布、古地磁、侵入作用、构造变形、深部构造、中元古代晚期沉积作用及火山岩岩石化学特征,证明活动陆缘是南华洋壳向南部古大陆俯冲的产物。武陵运动是华南最重要的运动,华夏古陆与扬子地块碰撞,形成统一的“华南古大陆”。     

华南820～810 Ma大陆溢流玄武岩省的识别——来自碧口群玄武岩的证据

大陆溢流玄武岩省(CFBs)是一种典型的大火成岩省(LIPs),代表活动周期短、喷发速率高的岩浆事件,通常由异常高温地幔部分熔融所致;一般认为它与大陆的生长、裂解以及超大陆的循环有内在的成因联系[1].古大陆溢流玄武岩省的识别对于超级大陆重建意义重大.一些学者认为地幔柱或超级地幔柱活动是导致Rodinia超大陆裂解的主要原因之一.     

述评：Rodinia超大陆拼合和裂解的古地磁检验

近期，关于新元古代Rodinia超大陆的重建问题，随着地质学和古地磁学研究的进展许多学者提出新的见解。Weil等（1999）重新汇编了劳仑、波罗的、刚果、圣弗朗西斯科和卡拉哈里克拉通1100－800Ma定年较好的古地磁极，并做出新的重建。南美（圣弗朗西斯科）首次获得古地磁重建位置。Powell等的研究使卡拉哈在Rodinia的位置更加清晰。东冈瓦纳（澳大利亚、大印度、南极洲）的古地磁研究更加深入，厘定了澳大利亚与劳仑裂解发生在750Ma前，不是先前的720Ma。地质和古地磁研究认为南极洲东部不是一个完整的大陆块，而是由三个古陆块组成。大印度（包括印度、马达加斯加等） 也离开澳洲。这动摇了东冈瓦纳为统一的古大陆的假设。西伯利亚在Rodinia中的位置也在争论之中，依据古地磁至少有三个位置。总之，关于Rodinia超大陆构成的研究还需要更多、更可靠的古地磁证据支持；同时新元古全球统一超大陆的存在也受到质疑。文中重点评述Rodinia超大陆拼合和裂解的古地磁检验，以及以此进行的全球主要大陆的重建。     

试论地幔柱构造与川滇西部古特提斯的演化

基于全地幔对流(MOMO模式)提出的地幔柱构造理论将人们对地球深部的认识延伸到核幔边界.它和主要揭示地球表层构造的板块构造理论一起,为认识地球深部过程和大陆裂解等提供了新思路.在早古生代时期川滇西部古特提斯域几个大陆地块从位于赤道附近的冈瓦纳联合古大陆上裂解后又拼合到一起.该地区广泛分布的地幔柱活动产物和引起的浅表地质响应与特提斯的演化有很好的时空耦合关系,证明其间可能存在一个特提斯超级地幔柱,它可能是导致特提斯演化的原动力.根据古地磁资料和地幔柱活动的火成岩记录,认为特提斯超级地幔柱开始活动于晚志留世,结束于晚二叠世,历时约170 Ma.其幕式活动造成了3个陆块先后裂解脱离扬子地块,形成3个特提斯大洋和峨眉山大火成岩省.     

略论海陆成矿问题

地壳通过不均一性分异形成大陆型地壳和大洋型地壳, 陆核及地块的形成、大陆裂解与增生、洋壳的新生与消减、陆-陆碰撞拼接形成具有不同构造特征的海陆构造区。中国海陆构造演化经历了太古宙陆核形成、元古宙陆块形成、震旦纪至三叠纪联合大陆形成、中新生代联合大陆解体4个阶段, 形成北方(准噶尔—大兴安岭)、北部(塔里木—华北)、南部(扬子—华南)、南方(冈底斯—喜马拉雅), 东部(滨西太平洋)5个大陆及陆缘构造区。太古宙花岗绿岩带、元古宙裂谷(裂陷)带、显生宙大陆边缘是最重要的海陆成矿环境。海陆成矿有利因素的耦合对成矿至关重要, 而最佳耦合的机制及其发生在海陆构造区的时空位置是圈定有利成矿靶区、引导找矿突破的关键科学问题。     

中国各大陆块在寒武纪全球构造中的位置及意义

者根据近年来所获的古地磁数据及板块构造的研究成果,对中国各大陆块在寒武纪全球构造中的位置进行了再造。笔者认为寒武纪全球存在三大洋、四大陆域。其中,中国大陆中的扬子、塔里木、柴达木等均属冈瓦纳大陆域,华北陆块则属介于冈瓦纳与劳亚两个大陆域之间的一个中间陆块。且当时华北与扬子两陆块的南、北位置与现在的位置正好相反。而介于二者之间的秦、祁古洋盆在当时是一个位于南半球赤道附近的径向洋。     

试说中国陆内构造变形和其地球动力学特征

中国陆内构造变形主要始于晚二叠世中国北方进入后海西地台发展时期。印支期末以至喜马拉雅期,随着特提斯洋的关闭,大陆范围也随即向中国南方和青藏地区增生和扩展。中国的陆内构造变形从后海西地台形成的准平原化阶段即已开始。但规模巨大的变形则发生于燕山构造旋回中期和喜马拉雅旋回。陆内构造变形的规模可分两个等级:一是覆盖整个中国大陆的,另一是局部的。前者两次改变了中国构造-地貌的整体面貌;后者则表现为造山、造盆和微陆块纵向或横向的逃逸,以及由此引起的造山或造盆。根据中国陆内构造变形特征及其与区域构造背景演化的关系分析认为,中国陆内构造变形主要是由周边洲级规模板块运动引起的,同时,随着地壳上部构造变形引发的地壳或岩石圈均衡调整,则使地下深处产生相应的构造响应。     

大陆动力学数值模拟:问题、进展与展望

大陆动力学是地球动力学的基本组成部分,是板块构造理论的重要拓展,是固体地球科学的核心命题之一。在系统的地质、地球物理和地球化学观测的基础上,数值模拟是探讨大陆动力学过程和机制的有效手段。本文主要基于大陆动力学数值模拟,围绕大陆形成和演化过程的四个关键科学问题进行总结和探讨。(1)大陆起源与早期地球动力学演化。现今观测到的最早的大陆地壳岩石来自冥古宙,说明地球早期就已经开始大陆地壳的形成;关于当时的构造体制,存在多种不同的模式及其过渡和转换(岩浆洋、热管、滞盖等),该问题的约束甚少,是一个地球动力学的前沿科学问题。(2)大陆岩石圈的稳定性与破坏。大陆岩石圈形成之后经历几十亿年尺度的长时间演化,有些克拉通可以保持大致的稳定性直至现今,而有的克拉通却在显生宙期间经历显著的改造和破坏,无论其稳定存在还是改造破坏,都是值得深入探讨的科学问题。(3)大陆深俯冲与极限折返。超高压岩石折返代表了地球表层物质由浅入深而又由深及浅的物质循环,系统的观测和模拟对该过程和机制已有比较清晰的理解;而近年来观测到的200~350 km的超深折返岩石又提出新的挑战,其模式和机制有待进一步探索。(4)大陆碰撞造山差异性。造山带解析是大陆动力学研究的核心内容,伴随日益精细化的地学观测,也对动力学模拟提出了新的挑战,多地体的复合造山动力学值得进一步探究;同时,青藏高原作为最重要的碰撞造山带,其一级动力学驱动力仍不明确。本文在系统探讨这些科学问题的基础上,进一步提出大陆动力学数值模拟的未来研究方向:一方面是问题导向型,针对上述仍未解决的重要科学问题,尤其是一级控制机制问题,通过创新思路和精细模拟,并与观测进行系统对比分析,最终给出答案;另一方面是技术导向型,极力发展新的数值模拟方法和技术(例如双相流乃至多相流),以适应复杂地质演化中的相变、流体、熔体、地表过程等的模拟需求,这两个研究方向的发展将共同提高大陆动力学过程和机制的认知水平,促进大陆动力学理论的发展。     

麻粒岩的形成及其对大陆地壳演化的贡献

麻粒岩是地球中最重要的岩石类型之一，它的形成主要受地热条件的控制。麻粒岩的形成可以与大陆碰撞、大陆拉张以及大陆弧模式相联系。麻粒岩在某种程度上，还是下地壳的同义词。通过麻粒岩地体地及火山岩中麻粒岩捕虏体的研究，使人们对地球深部的物质组成和结构有了直接的了解。麻粒岩在陆壳的形成和演化中具有举足轻重的地位。陆核说、陆壳垂直增生或横向增生说，都以麻粒岩作为重要的岩石学依据。     

中天山骆驼沟基性火山岩的 Nd、Sr、Pb 同位素地球化学

本文依据主、微量元素和Nd、Sr、Pb同位素地球化学特征，论述了中天山骆驼沟基性火山岩属大陆溢流玄武岩的高Ti类型，其岩浆源于亏损的软流圈地幔与第1类富集地幔（EM1）相混合的异常地幔，形成于大陆裂谷构造环境。     

陆相层序地层学理论体系及其发展趋势

笔者在综合了国内外大量学者研究成果的基础之上，以全新的角度，从陆相层序几何学和陆相层序充填动力学两个方面，初步总结了陆相层序地层的特征，研究难点，层序的内部构成和外部构成。地层的控制因素。并且简略地归纳了陆相层序地层学的模式。展望了未来陆相层序地层学的发展趋势及其前景。     

大兴安岭根河岩区晚侏罗世火山岩特征及构造环境探讨

大兴安岭根河岩区晚侏罗世火山岩岩石类型主要为火山熔岩及火山碎屑岩.据岩石化学成分火山岩可划分为流纹质、安山质、英安质及粗面质几种类型,并属高钾钙碱性系列.岩石化学、地球化学显示岩浆主要来源于下地壳,并有幔源物质参与;岩石具火山弧的特点,形成于整体挤压大陆边缘并靠近板内一侧的构造环境.     

西藏白垩纪中期Orbitolinids（有孔虫）的分布与古地理意义

白垩纪中期Orbitolinids在全球许多地区均有分布，其生存地区以环特提斯洋的滨浅海地带为主，当时它沿这一滨浅海区广泛扩散。在拉萨地块。该动物群大量分布于冈底斯南缘前盆地，冈底斯－念青唐古拉弧内盆地和藏北弧背盆地。沿拉萨地块这一构造单元东西两侧的延续地段，Orbitolinids发育于缅甸中－东部的Central Cenozoic带和Shan-Tanintharyi地块，以及克什米尔Ladakh一带，该动物群向北穿越班公湖－怒江缝合带羌塘盆地扩散。受东特提斯洋的阻隔，其分布范围向南没有跨越印度河－雅鲁藏布江缝合带，印度板块当时可能已与非洲大陆分离并向北漂移，该动物群也没能从非洲大陆东侧越过海洋进入印度大陆，据Orbitolinids、介形虫和双壳类的分布，识别出以印度河－雅鲁藏布江缝合带为界的两个生物地理分区。