前言

前言地球不同圈层生物的、化学的和物理的不同时空尺度地质演化记录，小到沉积层中的潮汐韵律，大到全球古大陆的聚散旋回，总体上在地质历史中都显示有一定时间间隔的周期性特征。这种周期性在地质学中通常称为韵律和旋回，在不同分支学科中具有不同的内容。地球演化史中...     

国外前寒武纪地层学和古生物学

一、前寒武纪地层学和古生物学研究的重要性目前,一般认为地球的年龄是47-45亿年,最早的地质旋回开始的时间是40亿年,而地质历史和生物发展发生根本变化的寒武纪下限是5.7-5.5亿年,对从最早的地质旋回开始到寒武纪起点这样一个长达34亿年、占地球历史八分之七的前寒武纪的研究已被人们放到了一个相当重要的地位。前寒武纪的研究,特别是前寒武纪地层学和古生物学的研究,关系到地球和地壳的形成与发展、大气圈和水圈的产生与变化、生命的起源和进化等等一系列带根本性的问题。     

对现实主义原理的新认识

地球科学的社会功能在于保证人类社会对矿物资源的需要和防止、减小自然灾害造成的破坏。它们的对象都是一定地质作用的产物,因此地质学不可避免要对地球在历史中的演化进行研究。地球已有四十多亿年的历史。地质工作者所赖以进行研究的既不是文史资料,也不是文物,而是地壳几十亿年来形成的各类地质体。这样就产生一个识别准则问题,即依据什么标     

胞外聚合物在蓝细菌钙化过程中的作用及其地质意义

化石记录长达35亿年的蓝细菌在地球历史的生态演化方面发挥了极其重要的作用.与蓝细菌有关的"前寒武纪之谜"等系统性科学问题一直困扰着研究学者.胞外聚合物在蓝细菌钙化起到了至关重要的作用.在分析国内外大量文献基础上,通过系统介绍蓝细菌及胞外聚合物的主要特征,回顾和总结前人在蓝细菌光合作用有关和降解过程中的钙化过程的研究成果...     

倪培教授团队参与发现元古代高氧气含量的直接记录:石盐流体包裹体测定

正以往对地球历史过程中氧气浓度的推测,都来自各种间接的地球化学数据。而形成在卤水表面的原生石盐流体包裹体,可以捕获古代的卤水和大气,且由于石盐是无机矿物,捕获的古代大气不会与之发生反应,从而记录了原始的古代海水/湖水的成分和古代大气的成分。之前认为前寒武纪的大气氧气浓度在新元古代到寒武纪早期(5.5亿年左右)开始     

地球早期历史的成矿作用

前言现代成矿理论是根据地壳有规律不可逆演化的基本理论和伴生矿床建立起来的。最近在解释地球早期历史方面的进展有力地促进了这一理论的进一步发展。地球早期历史一般认为是地质前期和太古宙时期的总和,时距为45—25亿年。本文使用的“早期历史”一词具另一种意义,即包括太古宙和早元古宙(38—18亿年)。有两个理由证明这种研究问题方法:1)太古宙和早元古宙构造之间紧密相连,而在许多地区晚元古宙构造与显生宙相似。2)缺少地质前期的成矿作用资料。     

华北前寒武纪成矿系统与重大地质事件的联系

前寒武纪是指显生宙最古老的地质时代——寒武纪之前的地质时代,它占了地球演化历史的近90％.地球陆壳的80％～90％以上是在前寒武纪形成的,记录了复杂和惊心动魄的地质构造过程,还赋存着丰富的矿产资源.前寒武纪最重要的地质事件有陆壳的巨量增生、前板块机制/板块机制的构造转折、由缺氧到富氧的地球环境的剧变.华北克拉通是全球最古老陆块之一,前寒武纪各阶段全球性重大地质事件几乎都被记录下来,并表现出一些特殊性.与全球其它克拉通相比,华北陆壳生长-稳定化过程具有多阶段特征,太古宙末-古元古代环境剧变记录复杂多样,古元古代与板块体制建立和超大陆演化相关的俯冲碰撞和伸展裂解等地质记录丰富,中-新元古代经历持续伸展并接受巨量裂谷沉积.这些重大地质事件都伴随大规模成矿作用,形成了华北克拉通丰富的矿产资源和独特的优势矿种.     

环境地质学的发展与挑战

人类只有一个地球，奋起拯救地球和地球上包括人类自己在内的生物———对环境和环境保护意识的觉醒，是人类２０世纪对可持续发展的一个伟大贡献。其中，地质科学对人类可持续发展理念的形成功不可没。地质科学是研究地球系统的科学，历来与人类社会的生存和发展密切联系在一起。传统的地质科学注重研究地球的形成及其演化历史，在满足不断前进的社会经济发展对矿产资源需求的同时，自身也得到了发展。地质学家弄清楚了地球已经有４５亿年的历史；认识到地球是一个动态的、完整的系统。地质科学在研究地球演化历史时，总要研究生物的进化过…     

2009年全国岩石学与地球动力学研讨会即将召开

2009年全国岩石学与地球动力学研讨会定于2009年9月20日～26日在长春召开,会议由会前专题讲座、会议研讨和会后野外地质考察3部分内容组成。研讨专题包括岩石圈减薄与克拉通破坏、地壳深俯冲与造山带地质演化、青藏高原构造-岩浆演化与成矿、造山带岩浆作用与大陆岩石圈演化、前寒武纪超大陆形成与演化、中哑造山带地质演化、构造域地质演化与成矿作用、大陆地壳形成与演化的沉积记录、计算与实验地球化学。请欲参会者尽快与会务组联系。     

华北大陆地壳—上地幔岩石学结构与演化

本文基于出露的前寒武纪变质岩系、中、新生代岩浆活动以及新生代玄武岩中上地幔包体的岩石学与地质压力计研究，结合地球物理测深资料与高温高压下岩石中地震波传播速度的实验成果，提出了华北大陆三个地区(河北平原、太行一五台、鄂尔多斯)的地壳一上地幔岩石学结构，讨论了界面性质及其演化。在强调Vp、 Vs、a结构与岩石学结构共同约束的基础上，有效地识别了不同地区硅铝质陆壳在物质组成上的差异和上地幔低速层或矿物相转变等特征。本文提出壳-幔岩石学结构及其演化，密切地与陆壳主要形成时期的太古一早元古构造岩浆事件相关，又与显生宙构造岩浆事件对它的改造程度有关，壳-幔岩石学结构是我们追索大陆的构造性质及其演化的一个重要记录和科学依据。     

东亚晚前寒武纪大地构造演化

距今约在6亿年至20亿年的阶段为晚前寒武纪时期(表1)。该时期内海、陆地壳的演化表现强烈,留下了较丰富的地质记录。晚前寒武纪大地构造的演化,无疑是在早、中前寒武纪的构造基础上发展的,并且对寒武纪以后的构造演化具有重要的控制作用。所以,研究晚前寒武纪的大地构造演化,对于揭示现今大地构造特征和探讨早、中前寒武纪的大地构造,具有重要意义。     

古/中元古代界线:1.8Ga

年代地层表是我们描述地球历史演化的时间框架,也隐含着我们对地球演化过程的基本认识,承载着一系列核心科学问题。现有的国际前寒武纪地质年表存在不少问题,还没有被普遍接受的新方案。在现行国际地层年表(IUGS 1989—2004)中,20～18亿年被称为造山纪,18～16亿年被称为固结纪,16～14亿年被称为盖层纪,也即:造山运动结束到盖层发育之间的过渡时期为固结纪,而将盖层的广泛发育作为中元古代的开始。在我国,由于"吕梁运动"是华北克拉通结晶基底最终形成的标志性构造-热事件,此后发育以长城系-蓟县系-青白口系为代表的地台型沉积盖层,因此我国地质界一直以长城系的底界代表中元古代的开始,并根据"吕梁运动"结束时间,将古/中元古代的时间界线置于18亿年。2012年国际地层委员会提出了一份全新的全球前寒武纪地质年代表划分建议方案,其中2060～1780Ma阶段被称为古元古代哥伦比亚纪,主要以Columbia超大陆的聚合为特征;而之后17. 8～8. 5亿年的近10亿年间,则被定义为罗迪尼亚纪,代表了从Columbia超大陆裂解到Rodinia超大陆聚合的漫长阶段。即这一新建议方案的古/中元古代界线为17. 8亿年,与我国学者长期以来所坚持的古/中元古代分界是基本一致的。在华北克拉通,"吕梁运动"的结束时间在～18亿年,此后整体处于多期裂解的陆内伸展环境,长城系-蓟县系基本上属于连续的陆表海沉积。近年来的研究表明,燕山地区长城系的底界年龄约为17亿年,长城系与蓟县系的分界则为16亿年。如果一味按照现行国际地层划分方案,其古/中元古代的界线(16亿年)将对应于长城系-蓟县系的分界,华北克拉通这套盖层型沉积将被人为分割为两部分,这显然是很不合理的。值得注意的是,在华北克拉通中部吕梁地区发育的小两岭组火山岩和在其南部地区发育的、也是世界范围内同时期最大规模的火山活动——熊耳群火山-沉积岩系,是华北克拉通结晶基底之上最早发育的盖层沉积,其起始形成时间约为18亿年。这与新建议的古/中元古代分界非常接近。从全球地质演化来看,从18到16亿年,造山作用结束,Columbia超大陆开始裂解,岩浆作用方式和岩浆岩组合类型及其地球化学特征发生明显改变,如斜长岩、环斑花岗岩在世界主要克拉通均有发育。与此同时,稳定沉积盖层开始广泛发育,条带状铁建造(BIF)消失,代之以鲕状或粒状矿物集合体组成的浅海富铁沉积,另外海相硫化物沉积、有核原生生物等也首次出现。所有这些都标志着,在此前后,地球岩石圈、水圈和大气圈均发生了重大转折,生物圈也进入新的演化阶段,标志着地球进入"中年期"演化阶段。虽然地球演化发生重要转折的根本原因和细节还有待进一步深入探讨,但这一转变的起点或最重要的时间点,无疑就在18亿年前后,因此,本文认为,应将其作为全球古/中元古代的时间界线。     

岩石圈早期演化中的一些问题(46亿年—25亿年)

本文讨论地球早期历史中的一些问题,时间限定在25亿年以前,包括地球历史的前八亿年。讨论的内容包括年龄、火山、变质、岩石圈、莫霍面、面积、构造等七个方面,但都涉及一个共同的问题:即洋陆的机械演化。     

北京的地质遗迹和地质公园

<正>北京地区地质调查和科学研究历史悠久,已有150余年的历史,素有中国地质工作"摇篮"之称,其地球演化是华北地壳运动和演化历史的缩影,经过近30亿年的地壳运动和沧桑变迁,遗留有丰富的地质遗迹。北京市专门针对地质遗迹的地质工作始于上世纪80年代末,近10余年来,陆续开展了两轮地质遗迹调查评价工作,调查发现3大类12类50处重要地质遗迹,基本摸清了全市地质遗迹资源的家底;申报建立了8处地质公园,     

华北大陆地壳─上地幔岩石学结构与演化

本文基于出露的前寒武纪变质岩系、中、新生代岩浆活动以及新生代玄武岩中上地幔包体的岩石学与地质压力计研究，结合地球物理测涤资料与高温高压下岩石中地震波传播速度的实验成果，提出了华北大陆三个地区（河北平原、太行－五台、鄂尔多斯）的地壳－上地幔岩石学结构，讨论了界面性质及其演化。在强调ｖ＿ｐ、ｖｂ、σ结构与岩石学结构共同约束的基础上，有效地识别了不同地区硅铝质陆壳在物质组成上的差异和上地幔低速层或矿物相转变等特征。本文提出壳－幔岩石学结构及其演化，密切地与陆壳主要形成时期的太古－早元古构造岩浆事件相关，又与显生宙构造岩浆事件对它的改造程度有关，壳－幔岩石学结构是我们追索大陆的构造性质及其演化的一个重要记录和科学依据。     

青藏高原基础地质系列图

正青藏高原作为地球"第三极"和全球最年轻、最高的高原,不仅影响着全球气候变化,蕴藏丰富的能源及矿产资源,记录着地球演化历史中最壮观的地质事件,是揭示特提斯演化和高原隆升的创新基地,而且也是国家的天然屏障和重大工程建设区,对于国家战略资源储备、全球地球科学研究、国家安全和边疆稳定具有极端重要性。以青藏高原1∶25万区域地质调查成果为基础,以提高能源资源保障、生态环境保护与经济社会可持续发展,提升青藏高原地质科学研究水平为目标,通过成果集成与理论研究,编制出     

化学地球动力学

化学地球动力学是地球化学的分支学科,它在研究地球内部化学组成和演化时,把地球视为一个完整的动力学系统而不是彼此孤立的地质集合体。它通过研究地球各层圈内部的化学结构和过程以及不同层圈之间的化学相互作用,从而从本质上研究和认识发生在地球内部的各种地质作用。简述了化学地球动力学研究在固体地球科学中的重要性,概括了化学地球动力学的特点和突出成果,分析了化学地球动力学研究的科学意义,并对在中国开展壳幔相互作用的化学地球动力学研究提出了建议。     

“中国的乐平统及二叠纪末生物大灭绝研究”获2010年度国家自然科学二等奖

<正>由已故金玉玕院士领导的,沈树忠、王向东、王玕、曹长群研究员等参与完成的"中国的乐平统和二叠纪末生物大灭绝"获得2010年度国家自然科学二等奖。这项成果属于地球科学领域关于地质历史时期重大生物演化事件及其环境背景的国际前沿性基础研究。在整个地质历程中发生了5次生物大灭绝事件,二叠纪末期(2.5亿年前)的生物大灭绝代表显生宙地球生态系统     

前寒武纪地球动力学(Ⅱ):早期地球

早期地球(early Earth)是指冥古宙(或称dark ages,黑暗时代)的地球,也称为"Hadean Earth",即是45.6亿年至40亿年的地球。早期地球是地球科学研究的前沿,是诸多地质、地球化学理论或模型必须面对的基本科学问题。本文系统综合了与早期地球相关的研究进展,特别是近10年来的进展,以建立地质理论的各种大地质现象起源为主线,包括原始地核、原始地壳、地幔对流、岩石圈、地幔不均一性、陆壳和洋壳、水及大气圈和海洋、板块构造、早期生命等起源问题。这些都是地球科学的重大前沿科学问题,也与地球物质起源相关的宇宙起源、元素起源密切相关。原始地核出现最早,在原始地球形成之初的几个百万年内就形成了,4 450 Ma地球发生了最后一次全球整体的大规模熔融事件,地球的原始地幔和原始地核再次均一化,原始地核可能消失;4 450 Ma之后的地核大小与现今的地核大小基本一致,只是液态外核在不断冷却缩小,而固态内核在不断增大;从锆石年龄得出最早地壳大于4 408Ma,而从Sm-Nd体系获得的最早地壳年龄为4 470 Ma,比后期地核形成要早。总之,原始地壳从原始地幔中分离出来的时间大体为44.5亿年。一些最老的锆石中Nd、Hf的地球化学特征也证明原始地幔分异发生在43亿年前。岩浆抽吸后的原始地幔上部经冷却,原则上可能构成原始地壳下部的原始岩石圈地幔,从而开始出现上地幔和下地幔的分异演化。但是,地球40亿年前的原始岩石圈没有大洋岩石圈和大陆岩石圈之分。对地幔对流循环起源有3种认识,最可能产生于44.5亿年前的偶然撞击事件。地幔不均一性起源可能与地幔对流循环有关,可用地幔柱理论或地幔翻转过程给予解释,且早于板块构造体制起源,板块构造增强了其不均一性。水、大气圈和海洋的起源早于陆壳和洋壳的分异。最早的水最可靠的直接证据来自发现的最老锆石的氧同位素,表明水在40亿年前就在原始地球表面稳定存在。但是,地球最早的矿物记录残存在西澳伊尔岗克拉通中(Mt.Narryer和Jack Hills地区),为一颗44亿年的锆石。这颗最早的锆石也意味着最早的硅铝壳(陆壳)应当在44亿年前就出现了。陆壳记录远远早于板块构造在地球上运行的可靠记录,因而早期陆壳起源机制很可能是独立于板块构造体制之外的前板块构造体制制约,触发式拆沉驱动的构造-岩浆过程和3个世代的岩浆分异过程最终导致大规模TTG(陆壳)爆发式形成。水是生命起源的必备条件,因此地球生命起源时间晚于4.0Ga,化石确证生命至少起源于3.7Ga前,且生命最可能出现在海洋中的热液喷口。总之,本文概要介绍了诸多地球科学成就的菁华和前沿,也有助于全面认识与早期地球组成、结构、演化及动力学过程相关的不同学科前沿的最新重大成就。     

第七届国际地质年代学、宇宙年代学和同位素地质学学术讨论会简介

第七届国际地质年代学、宇宙年代学和同位素地质学学术讨论会于1990年9月24—29日在澳大利亚堪培拉召开。与会代表来自25个国家,共560人。一般会议讨论内容几乎涉及同位素地球科学的各个领域。专题会议讨论的内容包括地球的开端——从宇宙尘到行星形成、地球的第一个10亿年、地壳地幔和大气圈的同位素演化、地质历史中的界线事件、岩石的热历史和地表同位素地球化学等六大领域,它们基本代表了