中国东南陆区岩石圈结构与大规模成矿作用

本文以区域地质、矿产地质为基础,与地球物理和岩石圈深部地质的研究成果相结合,对中国东南陆区的地块、造山带、古板块结合带、隆起带、坳陷带和断陷盆地的地壳厚度变化与物质结构、莫霍面形态、岩石圈地幔的厚度变化与结构进行了研究与构造区划.论述了燕山期陆内造山与喜马拉雅期大陆伸展及其导致的岩石圈物质结构调整作用,建立了隆坳构造分异与壳幔物质结构调整模式,探讨了本区地壳减薄的深部地质过程,分析了燕山期陆内造山的动力机制以及大规模成矿作用与岩石圈物质结构构造的相关关系.     

几个典型的陆壳出露剖面

到90年代，人口、资源、环境已成为社会发展的突出问题。地球科学面向社会已成发展趋势。这就要求地质工作者把地球作为一个整体来研究。为探索地球变化、全球构造、矿产资源和能源的寻找、改善环境、减轻地质灾害等提供重要的科学依据。地壳的形成和演化是地学领域中一个大难题。近百年来，地质工作者从各个方面，如地壳的物质组成、结构构造、深部地质作用等进行了综合研究和探索。而在地壳表面出露的大陆地表剖面，是了解和研究地壳深部地质作用、物质成分、结构构造，甚至地壳演化的窗口。为此，在这里介绍几处典型的陆壳剖面，以供研究…     

地球深部物质性质和状态的研究

地球深部物质的性质和状态是研究整体地球演化的重要内容。事实表明,地表所发生的重大地质事件是与地球深部物质运动有关。板块学说的建立和发展从根本上揭示了深度约100公里的岩石圈的运动规律,从而成功地解释了地表物质运动特征。但要使板块模型精确化,进一步认识地球物质上升到地表的机理,地表物质通过俯冲岩石圈下沉到地幔的数量、性质以及这些物质对地壳和地     

华北克拉通晚中生代壳-幔拆离作用: 岩石流变学约束

大陆岩石圈的流变学结构对于岩石圈深部过程(壳/幔过程)有着深刻的影响,直接表现在岩石圈壳-幔结构与浅部构造上.本文注意到华北克拉通晚中生代岩石圈减薄期间地壳的伸展、拆离与减薄在不同地区的宏观、微观构造及地壳岩石流变学等方面的差异表现与区域变化,以及现今和晚中生代时期岩石圈厚度的不均匀性.讨论了以水为主体的地质流体的存在对于岩石圈流变性的影响.综合克拉通东部与西部地壳/地幔厚度变化特点以及下地壳和上地幔含水性特点,阐述了晚中生代时期华北克拉通岩石圈内部壳幔耦合与解耦的规律,提出了华北岩石圈壳-幔拆离作用模型以解释华北克拉通晚中生代岩石圈减薄的基本现象与深部过程.提出区域性伸展作用是岩石圈减薄的主要动力学因素,东部地区在晚中生代伸展作用过程中壳-幔具有典型的解耦性,上部地壳、下部地壳和岩石圈地幔的变形具有显著差异性.而西部区壳幔总体具有耦合性,下地壳与岩石圈地幔共同构成流变学强度很高且难以变形的岩石圈根.     

广西地区岩石圈表层与深部构造之关联性:源于岩石圈密度与磁性结构的解读

广西地处华南地块、印支地块与西太平洋板块的汇合部位,因特殊的构造部位,广西区内大地构造单元归属、构造单元边界等许多基础地质问题一直存在争议.自新生代以来的板块构造运动对岩石圈的改造,广西地壳与上地幔在地震波速度及温度结构方面具有显著差异.应用卫星重、磁异常数据以及区域重力和航磁资料对广西地区岩石圈密度和磁化率结构及其与上地壳构造的关系开展了研究,结果显示广西地区地壳密度和上地壳磁性结构与现今地表构造较为契合,但下地壳密度结构与上地幔存在不连续现象;此外,岩石圈磁化率结构指示中下地壳存在不同范围和程度的解耦.对广西岩石圈密度与磁性结构的解读认为,在中生代以来岩石圈被大规模改造的背景下,幔源物质上侵至上地壳的规模和范围都有限,这可能是整个广西地区上地幔结构与地壳构造不对应的主要原因.      

聚敛型板块边缘岩浆作用及其相关沉积盆地

概括性地介绍了聚敛型板块边缘大地构造环境中的岩浆活动及其所形成的火成岩岩石构造组合类型,并以此为线索,将板块构造、岩石圈运动与沉积盆地的形成有机地结合起来,简要地分析和介绍了聚敛型板块边缘的主要沉积盆地类型及其沉降机理。指出盆地形成是板块构造、岩石圈运动在地壳浅部的一种表现形式,岩石圈板块运动直接受深部作用过程的制约,火山喷发或侵入是上地幔、深部地壳对流在地表或浅部地壳的表现。因此,对火成岩岩石组合或系列的研究,将为沉积盆地的形成与演化提出重要的深部动力学约束。     

地壳风化系统中的Sr同位素地球化学

近20年来,人们利用Rb－Sr同位素体系对地表－近地表地球化学过程、尤其是水圈－岩石圈之间化学物质的循环进行了广泛而深入的研究。大陆地壳风化物质以及地表径流的Sr同位素组成变化揭示了不同流域盆地的地质背景和风化作用的特征。古海洋的Sr同位素组成变化则是地壳和地幔演化以及不同地质历史时期壳－幔相互作用的共同结果。本文对地壳风化系统Sr同位素地球化学研究的全面而详细的综述表明,Rb－Sr同位素体系仍将是研究地壳风化、水圈－岩石圈之间化学物质循环的重要手段,根据古海水及其化学沉积物的Sr同位素记录研究壳－幔演化和地球圈层演化过程中的物质循环特征以及地表古环境变化将是本研究领域的重点。     

关于深部地质研究的几个问题(续)

三、岩石圈的研究目的和意义是什么?答:岩石圈的研究是一项基础研究,其主要目的在于:查明地壳的结构和构造,了解地壳的成因和演化.岩石圈的研究可分成以下课题:岩石圈结构与物理地质;地壳的应力状态;应变积累和释放;隆起和下沉;岩石圈板块的运动和内部变形,以及岩浆的生成、侵入和喷出.由于大陆上每一次构造活动均留下了它本身的痕迹,因此造成多次重叠的褶皱、断裂和块状构造.那么利用大洋地壳和上地幔     

江苏省深部地质作用及其对资源环境的制约

从深部地质作用与资源环境关系的角度出发,总结了江苏省深部地质作用对自然资源和环境地质的影响与制约。认为省内大部分自然资源都分布在板块边缘及其边界效应范围内,越是深部地质作用强烈的地区,自然资源越容易富集。阐述了苏鲁造山带、长江中下游、苏北盆地等作为自然资源相对集中地区的深部地质作用过程,确认了深部地质构造对自然资源的形成和展布具有明显的控制作用。探讨了深部地质作用与地震、地面沉降、地裂缝等地质灾害之间的关系,认为岩石圈结构构造直接或间接地控制着地震带的空间展布,制约着环境地质的分区格局,故岩石圈和地壳深部结构探测、深部过程研究对资源环境勘查具有重要的理论与实践意义。     

燕山陆内造山作用的深部制约因素

中生代燕山陆内造山带是在克拉通软弱带上发育起来的。陆内造山作用受到深部条件的制约是与陆缘造山的主要区别。深部制约表现在:(1)继承性的构造活动;(2)断块的差异升降;(3)主动裂谷盆地演化;(4)岩石圈剧烈的构造变动。其中,岩石圈剧烈的构造变动和主动裂谷盆地演化直接受制于上地幔的影响,而断块差异升降是深部作用的间接反映。继承性的构造活动贯穿于燕山运动各个时期,其表现形式可以不同。这些深部影响因素随着时间是有变化的,存在交叉叠置,但是构造-岩浆活动的深度总的来说趋于越来越浅。与其他陆缘、陆间造山带对比,可以看到深部热体制调整在燕山陆内造山作用中是最重要的因素。陆内造山作用是上部地壳对岩石圈不同深度层次剧烈变动的响应,地壳以及岩石圈的加厚和随后的变薄是其实质性的构造过程,不仅导致岩石的变形,而且也引起了山脉的隆升。     

大陆下地壳研究的新进展

伴随地球物理、捕虏体岩石学、同位素年代学等方面新资料的不断丰富，大陆深部地质作用及其过程的研究取得了不少新进展。重建下地壳的形成和改造历史，对探讨岩石圈的演化变动具有十分重要的意义。幔源岩浆分异作用、板底垫托作用及局部地壳熔融等在太古代至今下地壳的形成改造和麻粒岩相变质事件中起着关键的作用。活化大陆岛弧的下地壳较为全面地记录了下地壳复杂的演化历史，它是我们研究大陆动力学富有前景的构造区域。     

大陆岩石圈有效弹性厚度与有关地球物理参数的关系--以泉州-黑水地学断面为例

大陆岩石圈有效弹性厚度(Te)是反映岩石圈综合强度的参数,它反映了岩石圈的整体特征。分析岩石圈有效样性厚度与反映深部地质特征的有关地球物理参数之间的关系,对研究控制Te的因素、各因素之间的关系以及探索大陆构造与大陆动力学等具有重要意义。泉州一黑水地学断面Te与地壳厚度、热岩石圈厚度、均衡重力异常、磁性构造层底面深度、上地幔低速层顶界面深度、上地幔低阻层顶面深度之间的关系研究表明：Te与大地热流关系密切的“热”地球物理参数磁性构造层底面深度、热岩石圈厚度相关性好;与地壳厚度有一定的相关性;上地幔低速层顶界面深度和上地幔低阻层顶面深度与大陆岩石圈Te相关性均较差。     

济阳坳陷非生物成因气聚储的深层构造因素探讨

通过综合分析深部人工地震探测资料和非生物成因天然气分布特征, 认为超塑性流动变形机制对于济阳坳陷地壳岩石流变和深部结构调整影响深刻.地幔物质上涌, 中、下地壳特别是低速物性体的岩石流变以及表壳伸展破裂, 制约着含气构造按照表壳脆裂与深部流变的组合样式发展.岩浆活动受到韧性地壳分层的阻隔, 通过深熔作用同化岩石圈物质, 通过侵位地壳改造壳层性质.在低速体所在层位, 流体(包括二氧化碳) 在聚集的同时促进了地壳岩层的变质、弱化.整个地壳层次上的深部顺层断裂、构造折离及断裂根部扩容是区内非生物成因气聚储的有利构造因素.      

青藏高原东南缘弧形旋扭活动构造体系及其动力学特征与机制

在系统总结前人成果资料基础上,结合最新的遥感解译与地表调查资料发现,青藏高原东南缘地壳最新的顺时针旋转运动主要受控于由川滇外弧带和滇西内弧带构成的双弧型川滇弧形旋扭活动构造体系。进一步的综合分析认为,该构造体系的弧形旋扭运动学变形模式的动力学机制及其内部块体变形的差异性与不均匀性,主要是该区边界力的作用方式、先存地质结构和现今的地壳与岩石圈结构、岩石圈物质组成及其物理性质、深部的热状态、重力势能等多种因素共同作用的结果。其中,印度板块与扬子地块之间的右旋剪切和青藏高原内部物质向东南的不均匀挤出共同产生的力偶作用和岩石圈性质与结构,可能是造成该区围绕东喜马拉雅构造结整体发生顺时针旋转运动和旋扭叠加伸展变形最重要的因素。     

欧洲岩石圈研究的一些新进展

岩石圈的研究是八十年代地球科学研究的新领域,欧洲地球科学家对此十分重视,打破学科和地域界线进行综合研究.1.岩石圈结构的研究.地表观察和地球物理、超深钻相结合,对莫霍面的位置和性质、康氏面是否存在、上地壳结构等问题进行探讨.2.岩石圈的动力学.从构造地震、热流和岩浆活动、盆地和地形等三方面提供了由深而浅的岩石圈动力信息,发现三者之间有一定相关关系.3.大陆岩石圈的构造演化.从地缝合线的性质和作用、蛇绿岩套的特征及磨拉石盆地发育诸方面来探讨波罗的地质、加里东造山带、海面造山带和阿尔卑斯——地中海构造带的形成和发展.4.大洋岩石圈的构造演化.主要阐述大西洋的形成和发展.     

燕山地区早中生代陆壳的改造:兼论印支运动

文中结合近年的研究成果,从玄武质岩浆的底侵作用及壳幔岩浆的混熔作用、地壳不同深度层次的变形-变质、地表的隆升-剥蚀与沉积-建造等方面,由深到浅阐明华北克拉通北缘中段印支期不同圈层的地壳运动。通过研究区晚三叠世和早白垩世火成岩εNd(t)-ISr同位素特征的对比,认为晚三叠世出现的新构造格局是从深部启动的,是对全球深部构造格局转折的响应。深部构造热活动引起地壳加厚以及均衡状态的破坏,并导致断块的差异隆升,是一次陆内造山作用,有别于传统意义上的挤压造山运动。地幔物质与热输入的结果使华北岩石圈从早中生代开始了改造过程。     

深部地质领域的一些研究进展

在３０届国际地质大会上，岩石圈研究是一个热点领域，近年的研究结果对岩石圈结构、性质的认识有了很大飞跃，本文仅从深部地壳性质、壳－幔边界性质、三维模型和四维制图等问题做一简要介绍，供参考。     

深部地质领域的一些研究进展

在30届国际地质大会上，岩石圈研究是一个热点领域。近年的研究结果对岩石圈结构、性质的认识有了很大飞跃。本文仅从深部地壳性质、壳-幔边界性质、三维模型和四维制图等问题做一简要介绍，供参考。     

遥感影像地表温度反演与地热资源预测——以石家庄地区为例

热红外遥感技术可以反演地表温度信息,可在地热资源预测方面发挥重要作用。研究基于京津冀地区地热成藏模式,利用单窗算法反演出石家庄地区2015年3月6日地表温度,结合夜间热红外影像、遥感构造解译结果和剩余重力异常数据,综合分析,相互论证,圈定1处山地对流型地热远景区和2处沉积盆地型地热远景区。其中,平山县寺沟村昼夜地温值均高于周边地物,且剩余重力异常数据印证该区存在北东向断裂,进而预测该区是断裂作为导水导热通道连接地表与地壳深部热源所形成的地热田;藁城—无极一带和马于—换马店一带剩余重力异常解译为深部隆起构造,且有隐伏断裂穿过,预测该区是由隐伏断裂将热量传递、汇集至隆起构造位置所形成的地热田。以地热成藏理论为依据,利用遥感技术和地质、地球物理资料综合分析进行地热资源预测,所圈定的地热预测靶区更具备地质可解释性。     

华北中—新生代大陆岩石圈转型的研究现状与方向 ——兼评“岩石圈减薄”和“克拉通破坏”

对我国大陆岩石圈的持续热点研究领域——华北中-新生代大陆岩石圈巨厚减薄研究中所涉及的问题再次进行了评述,特别是将对问题认识过程与克拉通陆内造山研究相联系。综述了岩石地球化学、地球物理、构造地质等不同学科对中生代华北大陆岩石圈演化特征研究的最新进展,以及对大陆岩石圈诸多学科不同定义内涵及由此产生的讨论。在分述了国际大陆岩石圈研究背景,岩石圈转型的空间特征及时间特征,新技术方法的应用,地表构造体系转折的再认识,以及几种可能的转型机制基础上,再次建议以大陆岩石圈全面转型,即一系列大陆岩石圈地质、物理及化学参量的系统变化,来描述这一大尺度东亚地球动力学过程,并提出目前以“克拉通破坏”作为大陆岩石圈改造研究的提法应予修正。呼吁大力鼓励及进行多学科交叉综合研究,重视各学科新技术新方法的引进及应用。在相关研究中高度重视地球深部圈层相互作用,将中生代全球深部地幔事件对中国东部岩石圈地幔全面转型的影响作为今后研究重点。