中国古地理学近十年主要进展

本文从古地理学研究与发展的几个主要方面对中国古地理学近十年的进展进行了归纳总结,指出存在的问题并提出未来的研究趋势和方向。认为中国古地理学在多个方面引领了古地理学的学科发展,包括:(1)在古地理学基础研究方面,多学科齐头并进,支撑了古地理学科的持续发展;(2)在古地理研究方法与成图方面,构造古地理、生物古地理中的遗迹学研究、小尺度古地理研究和大数据古地理研究有了长足进展;(3)在古地理学应用方面,从含油气盆地古地理、油页岩古地理及碎屑岩成岩作用多角度研究油气资源与油页岩,并在聚煤区古地理研究与煤炭资源预测及其他矿藏古地理研究与找矿方面都有新的突破。     

应用信息技术提升古地理学研究水平

古地理学是研究地质历史时期自然地理特征的地质科学，其研究目标是海洋和陆地的变迁历史及其内部古地理单元的分布和特征。中国的古地理学研究是多来源的和多分支学科的，主要来源于地层学、大地构造学、古生物学、沉积岩石学、第四纪地质学等，相应地产生了多个古地理学分支学科。不同分支学科形成多种类型的古地理图，它们是古地理学研究成果的集中体现。现代计算机和信息技术的飞速发展为古地理学研究提供了一系列新的研究手段。多种多样的信息采集和管理方法可以建立不同时期的古地理学综合数据库；空间数据模型为组织多来源和多尺度的古地理信息提供框架；三维数据建模和虚拟现实技术为古地理环境重建营造了必要条件；互联网络技术的发展可使古地理学研究成果更好地为用户服务。古地理学研究与信息技术的融合不仅能使研究手段和水平得以提升，还能更好地为地质历史时期中沉积矿产勘查提供有效的技术支持。     

中国古地理学研究进展与关键科学问题

古地理学着重于研究和重建地史时期地球表面自然地理状况。国际古地理学主要是在板块构造理论指导下,依托古地磁、古生物和地球化学等手段,重建地史时期的大陆位置、板块边界、海陆分布,侧重于板块尺度的板块构造古地理。中国古地理学主要侧重于以矿产资源勘探服务为导向的不同尺度的盆内岩相古地理研究及编图。当前中国古地理研究对前寒武纪板块构造体制之前的古地理研究仍处于探讨和假说阶段,对显生宙重大古地理变迁的构造机制、地表过程、生命效应是最具挑战的科学问题,诸如古生代与生物大灭绝事件相伴生的古地理变化,中三叠世末扬子板块与华北板块拼合后的古地理效应,白垩纪以来中国地势由东高西低转变为西高东低的过程和机制等。未来中国古地理学研究不仅要继续加强服务于页岩气等新矿产资源勘探的应用岩相古地理研究,还应建设对接国际的多学科融合的中国古地理数据库,系统重建中国小陆块群聚散的多重古地理演变过程,深入认识全球古地理演变的中国地质记录及其地球生命环境意义。     

2014年《古地理学报》及《古地理学报》(英文版)征订启事

《古地理学报》是地学类学术性双月刊,为中国科技核心期刊和中文核心期刊,主要刊登国内外古地理学及其相关学科或相关学术领域的文章,如岩相古地理学、生物古地理学、构造古地理学、层序地层学及古地理学、第四纪古地理学、人类历史时期古地理学、古今地理环境与人类文明、沉积学、沉积环境、沉积相、古生态、古构造、古地震、古地貌、古气候、古水文、古岩溶、古土壤、古地理学研究方法和技术等学科和学术领域的科研成果的论文,以及利用这些学科或学术领域的理论、观点和方法论述石油、天然气     

综合古地理重建的数字智能化趋势与方法进展

古地理重建是研究地质历史时期地表构造过程、海陆格局和地貌环境特征的一项综合研究,并通过绘制表达海洋和大陆的古代轮廓以及重要的地形和地表环境的地图来呈现,是还原地球演化历史、预测能源矿产分布、认识生命和气候演变的基础性工作。随着大数据时代的到来,数字化方法的应用为古地理图快速更新和友好呈现提供了方便。目前,全球有多个团队发布了数字化的全球古地理重建模型以及相关的数据和方法,如EarthByte、PaleoMap、UNIL、Deep Time Maps等团队。笔者研究团队基于“深时数字地球(Deep- time Digital Earth, DDE)”国际大科学计划提出的数据- 知识- 模型驱动的古地理重建思想,提出基于数字化方法驱动的升级更新全球古地理图的新流程,并通过不断尝试地球科学与信息科学的交叉融合,从知识图谱、大数据分析和机器学习技术等方面开发了多项古地理重建应用技术。以东特提斯域中二叠世—中三叠世的古地理重建为例,首先在GPlates软件平台上重建了板块构造框架,再利用岩相古地理图自动生成地形地貌图并结合人工校正,最后在GPlates软件通过图层叠加实现了中二叠世—中三叠世东特提斯域的动态数字综合古地理重建。本用例与广泛使用的Scotese (2021)的古地理图对比,在成图效率、数据丰富性和可追溯性、模型准确性等方面都有明显提升,并为该时期板块运动、冰期消亡、大洋缺氧和生物灭绝等重大地质事件的研究提供新的约束和启示。     

利用GBDB数据库与GIS技术绘制高精度古地理图

进入21世纪,随着互联网、数据库和地理信息系统(GIS)技术的快速发展,古地理学研究及古地理图的绘制也面临新的机遇与挑战,逐渐从定性走向定量,从基于单因素、单学科信息到基于多因素、多学科综合信息。新一代基于数据库和GIS技术的高精度古地理图的绘制,与传统的定性或手工绘制的古地理图相比,涵盖的学科信息广、涉及的数据量大、图件精度高、可叠加各种定量分析的结果,是未来古地理图绘制的主流方向,并将成为定量古地理研究的重要辅助手段。GBDB数据库庞大的地层学和古生物学数据资源,以及以剖面为核心的数据结构,使其成为目前最适合开展定量古地理研究和古地理图绘制的开放数据平台。作者收集、整理了华南435个剖面的综合地层数据,通过数据的标准化和专家厘定,绘制得到了华南奥陶纪凯迪晚期的高精度古地理图。研究表明,凯迪晚期,扬子地台上广泛发育五峰组黑色页岩沉积;扬子地台的西北缘、西南缘、湖南中南部、下扬子地区等沉积了其他岩相地层;华南南部大范围地区、四川中部等均已抬升暴露,缺失本期地层。总体来看,该时期华南呈现了三面古陆环绕的浅水台地这一古地理格局。     

第七届全国古地理学及沉积学学术会议将于2002年8月在甘肃敦煌召开

第七届全国古地理学及沉积学学术会议将于 2 0 0 2年 8月在甘肃省敦煌市青海油田召开。会期 5天 (含会间地质考察 1天 )。会后有地质考察。会议内容包括 :(1 )新世纪古地理学及沉积学的展望 ;(2 )沉积环境、沉积相及岩相古地理学 ;(3 )古生态及生物古地理学 ;(4 )古构造及构造古地理学 ;(5)地层、层序地层及地层古地理学 ;(6)自然地理古地理学 ;(7)第四纪古地理学以及人类文明与古今地理环境的关系 ;(8)古气候、古土壤、古水文、古岩溶、古大陆、古湖泊、古海洋 ;(9)盆地沉积学及古地理学 ;(1 0 )油气田沉积学及古地理学 ;(1 1 )中国西部沉…     

第七届全国古地理学及沉积学学术会议将于2002年8月在甘肃敦煌召开

第七届全国古地理学及沉积学学术会议将于 2 0 0 2年 8月在甘肃省敦煌市青海油田召开。会期 5天 (含会间地质考察 1天 )。会后有地质考察。现将有关事宜通知如下 :会议内容包括 :(1 )新世纪古地理学及沉积学的展望 ;(2 )沉积环境、沉积相及岩相古地理学 ;(3 )古生态及生物古地理学 ;(4 )古构造及构造古地理学 ;(5)地层、层序地层及地层古地理学 ;(6)自然地理古地理学 ;(7)第四纪古地理学以及人类文明与古今地理环境的关系 ;(8)古气候、古土壤、古水文、古岩溶、古大陆、古湖泊、古海洋 ;(9)盆地沉积学及古地理学 ;(1 0 )油气田沉积学及古地…     

我国古地理学的形成、发展、问题和共识

古地理是研究地质历史时期和人类历史时期的自然地理特征的科学,有重要的地学理论意义和生产实践意义,还与人类赖以生存的古今地理环境密切相关。我国古地理学来源于地层学、地史学、大地构造学、古生物学、沉积岩石学、自然地理学、第四纪地质学、考古学、人类历史地理学等,因此就相应地产生和形成了地层古地理学(或地史古地理学)、构造古地理学、生物古地理学、岩相古地理学(或沉积古地理学)、自然地理古地理学、第四纪古地理学、人类历史古地理学等分支学科。有许多类型的古地理图,如构造古地理图、生物古地理图、岩相古地理图、示意的或定性的古地理图、定量的古地理图、不同比例尺的古地理图、当今界限的古地理图、非当今界限的古地理图等。古地理图是古地理研究的集中表现,是古地理学的生长点。我国的古地理学有4个主要的发展趋势,即从单一到综合,从定性到定量,从手工作图到计算机作图,从理论到应用。《古地理学报》的创刊和开始进入我国科技期刊的先进行列是我国古地理学发展历史中的一件大事。2002年12月香山科学会议第197次学术讨论会围绕“多信息的古地理重建”这个主题,通过充分的讨论和争鸣,对我国古地理学的发展前景达到了共识,即根据多学科的、多层圈的、多时代的、第一手为主的和定量为主的信息资料,编制从长城纪到第四纪以及人类历史时期的、各种比例尺兼有的、既有地学理论意义又能为生产实践和人类生存环境的维护和改善服务的、综合各古地理学分支学科之长的古地理图,是时候了。这是一个巨大的工程。让我们共同努力,为促使这一有重大历史意义和现实意义的宏伟目标的早日实现而奋斗。     

“古地理学术论坛”第1—17期评述

以《古地理学报》中文版、英文版编辑部为主,联合中国矿物岩石地球化学学会岩相古地理专业委员会、国际古地理学会和中国石油大学(北京)共同举办的“古地理学术论坛”,是促进古地理学创新发展、倡导开展公益学术讲座的学术交流平台。从2022年9月论坛开始至2024年1月共举办了17期,共计邀请21位专家学者(包括外国专家4位)在论坛作报告。报告内容紧密结合生产实践和科技前沿,既有高屋建瓴的沉积古地理学综述,也有与油气勘探关系密切的沉积体系与沉积环境、源汇系统、层序地层学、深水沉积研究,以及与深时古环境重建有关的事件沉积、遗迹化石、古野火、碳酸盐沉积、构造古地理学研究,还包括铝土矿成因等矿产沉积学研究。总体看来,系列报告理论联系实践,既立足基础又关注前沿,受到学者们较高的关注。     

全球古地理重建模型的构建方法、比较与知识发现

作为深时数字地球项目的底层框架,全球古地理重建模型包括地质历史时期板块的位置和运动轨迹以及地表特征两方面的内容。过去数十年里,基于不同方法、不同资料的全球古地理重建模型不断涌现。综合古地磁学、古生物学、沉积学、地球物理、地球化学以及地球动力学领域的知识与资料解释古地理,并建立起数字化、可修改、随时间演变的模型是当前常见的方法。文章介绍了国内外全球古地理重建模型的构建方法,并比较了六种主流的重建模型(PaleoMap、PLATES、UNIL、GOLONKA、GMAP和EarthByte),旨在为国内相关领域研究提供参考。文章还介绍了数字化全球重建古地理模型在古气候、板块构造驱动力以及盆地演化方面的应用及知识发现。通过对现存模型的介绍,提出展望,希望在深时数字地球计划的框架下整合国内外优秀科学家,重新设计并建立真正统一的四维古地理重建模型。     

中国古地理图研制发展的脉络与前景

早期的中国古地理图,是在地球大陆固定概念的基础上着重于海陆分布、形态、变化特征的描绘。后来注意了全球构造的“活动论”与历史演化的“阶段论”相结合,开始了多种类型图件的表达,再后通过板块构造、古地磁学资料的更多积累,预期下一代的中国古地理图将呈现各地质时期的古地理单元恢复到原始位置进行描绘的前景。从第四纪大冰期冰川作用的深入研究,使其极大影响下的各种古地理事件及古地理单元的形成、分布和变化得到深入的了解和更合理的解释,可编制出该时期新一代更符合实际的中国古地理图来。     

活动古地理重建的实践与思考——以青藏特提斯为例

由于石油工业的推动,特提斯构造域一直作为活动古地理重建的重点研究地区,并取得大量研究成果,直接推动了全球古地理研究工作的深入。近年来对位于该构造域东部的青藏高原地区进行了活动古地理重建的研究工作实践,其主要思路是:在古地理重建数据库和古地理重建模拟系统开发的基础上,依据古地磁学运动轨迹研究古大陆位置,结合古构造和古生物对青藏高原喜马拉雅（印度北缘）、拉萨、东和西羌塘地体的古大陆位置进行复位;利用深部地球物理、地表地质断裂证据,借助生物古地理资料,对古大陆和盆地的边界、规模予以限制;利用变形缩短率、构造平衡剖面恢复技术等对原型盆地进行复原;在沉积和生物环境识别划分基础上,编绘基于古大陆重建的岩相和生物古地理图;进一步通过沉积学、沉积地球化学、古生物有关方法和技术,对古海洋海水参数特征、海洋气候参数进行分析研究,探讨古地理和古构造格局控制下的古海洋、古气候条件与盆地、储集岩和烃源岩的形成环境。通过活动古地理重建的研究趋势分析和青藏特提斯的实践认为,古地理重建是现代地质科学的集成,是一项复杂的系统工程。它的研究不仅具有从过去走向未来,从固定走向活动,从古大陆再造到古地理重建,从示意性的小比例尺到大比例尺,以及模拟技术、信息技术、全球定位技术（GPS）等特点;而且具有从单一沉积学要素到古环境、古气候、古海洋等多种要素,可以表现地质历史中各种地质作用及其结果（如古构造和地貌、岩浆和变质作用与各种岩体的剥露）的优势。我们相信,活动古地理重建研究将会成为未来我国沉积地质学重点研究领域之一。     

黔中地区陡山沱期开阳、瓮安磷矿区成矿作用研究现状探讨

在震旦纪陡山沱期,扬子地台发生了大规模的成磷事件,广泛发育磷质岩和碳酸盐岩沉积;磷质岩在黔中、鄂西等地构成了超大型矿床,代表了地球历史中最早出现的成磷事件。文章通过分析总结瓮安、开阳地区陡山沱期形成磷矿床的古地理环境、物质来源、成矿机制、成矿模式等,旨在于讨论磷块岩成因的研究现状,分析研究中存在歧义的原因,以此探讨成矿模式构建的具体研究方向,提出适宜的研究方法。陡山沱期黔中地区磷块岩研究主要有以下焦点:1)沉积环境的氧化-还原性质,海水氧化-还原分层模式;2)成矿物质来源存在多种观点,没有证据否定任何一种物质来源,但也没有直接证据证明磷的来源;3)多种成磷机制的观点并存,成磷作用为生物成磷作用、海相热水成磷作用、机械成磷作用和生物化学/化学成磷作用,但其相互作用之间关系不清楚。目前的成矿模式观点有"上升洋流成矿模式"、"沉积-成岩成矿模式",两种成矿模式仍需要进一步完善。因此,如何采取新的研究方法,展开对古地理环境、物质来源、成矿机制方面的研究值得深入讨论。构建黔中地区完整的海相沉积磷块岩的成矿模式,将在今后的扬子地台成矿系统讨论和矿床的找寻中发挥重要作用。     

构造古地理重建与动力地形

摘要：构造古地理是研究地质历史时期的构造过程和自然地理演化的科学。大数据时代的计算能力和效率的迅速提高及地球动力学模拟技术的发展,要求古地理研究应建立在全球板块构造背景下,重建“深时”、原位、原型的活动古地理。本文在综合分析国际、国内关于GPlates和CitcomS的地球动力学模拟软件平台的研究成果基础上,系统阐述了板块构造古地理重建思路、内容和方法,残余地形(动力地形)的分离技术、动力地形与板块俯冲、深部地幔流动的动力成因关系;介绍了利用地表动力地形等古地理资料进行约束,揭示板块运动过程、地幔动力学过程研究思路、方法;提出了古地理重建和地球动力学研究中应遵循的“定时、定位、定向和定型”的原则。将全球板块构造古地理模型(GPlates)与基于物理特性的地幔和岩石圈有限元模型(CitcomS)相结合,将动力地形与地幔活动过程研究相结合,对揭示4-D地球动力学具有重要理论意义。     

Grenvillian remnants in the Northern Andes: Rodinian and Phanerozoic paleogeographic perspectives

Grenvillian crust is encountered in several basement inliers in the northern Andes of Colombia, Ecuador and Peru and is also represented as a major detrital or inherited component within Neoproterozoic to Paleozoic sedimentary and magmatic rocks. This review of the tectonic and geochronological record of the Grenvillian belt in the northern Andes suggests that these crustal segments probably formed on an active continental margin in which associated arc and back-arc magmatism evolved from ca. 1.25 to 1.16 Ga, possibly extending to as young as 1.08 Ga.The lithostratigraphic and tectonic history of the Grenvillian belt in the northern Andes differs from that of the Sunsas belt on the southwest Amazonian Craton and from the Grenvillian belt of Eastern Laurentia. It is considered that this belt, along with similar terranes of Grenvillian age in Middle America and Mexico define a separate composite orogen which formed on the northwestern margin of the Amazonian Craton. Microcontinent accretion and interaction with the Sveconorwegian province on Baltica is a feasible tectonic scenario, in line with recent paleogeographic reconstructions of the Rodinian supercontinent. Although Phanerozoic tectonics may have redistributed some of these terranes, they are still viewed as para-autocthonous domains that remained in proximity to the margin of Amazonia. Paleogeographic data derived from Phanerozoic rocks suggest that some of the Colombian Grenvillian fragments were connected to northernmost Peru and Ecuador until the Mesozoic, whereas the Mexican terranes where attached to the Colombian margin until Pangea fragmentation in Late Triassic times.     

The transpressional connection between Dom Feliciano and Kaoko Belts at 580�C550?Ma

A new U?CPb SHRIMP age of 551?±?4?Ma on a mylonitic porphyry that intruded into the Sierra Ballena Shear Zone (Southernmost Dom Feliciano Belt, Uruguay) and a review of relevant published data make possible a more refined correlation and reconstruction of Brasiliano/Pan-African transpressional events. Paleogeographic reconstruction, kinematics and timing of events indicate a connection between the shear systems of the Dom Feliciano and Kaoko Belts at 580?C550?Ma. Sinistral transpression recorded in shear zones accommodates deformation subsequent to collision between the Congo and Río de la Plata Cratons. The correlation is strengthened by the similarity of magmatic and metamorphic ages in the Coastal Terrane of the Kaoko Belt and the Punta del Este Terrane of the Dom Feliciano Belt. This post-collisional sinistral transpression brought these units near to their final position in Gondwana and explains the different evolution at 550?C530?Ma. While in the Kaoko Belt, an extensional episode resulted in exhumation as a consequence of collision in the Damara Belt, in the Dom Feliciano Belt, sinistral transpression occurred associated with the closure of the southern Adamastor Ocean due to Kalahari-Río de la Plata collision.     

Mesozoic paleogeography of the Northwestern Sikhote-Alin fold system (Far East)

Paleogeographic schemes (Late Triassic; Early, Middle, and Late Jurassic; and Cretaceous) were constructed for the northwestern part of the Sikhote-Alin fold system. The paleoenvironmental reconstructions require more detailed and comprehensive schemes of the tectonic zoning, which will provide a basis for the reconstruction of the Late Jurassic-Cretaceous events at the convergent plate boundary along the east Eurasian margin.