晚古生代—早中生代扬子板块西缘的构造-岩浆活动

根据晚古生代—早中生代扬子板块西缘基性岩浆活动的时空分布特点,尤其是峨眉山玄武岩的时空分布特点和古地磁研究资料,结合板块构造及地幔柱学说笔者认为形成于早二叠世的盐源—丽江陆缘海裂谷、晚二叠世的攀西裂谷以及二叠纪末至早中三叠世的甘孜—理塘洋均为峨眉地幔热柱与扬子板块在这一时期顺时针旋转的共同作用所致,同时峨眉地幔热柱的活动构成了完整的威尔逊旋回。     

初论幔柱构造成矿体系

从板块构造与板块边界矿床、超大陆旋回与大陆边界矿床、地幔热点与大陆内部矿床的角度 ,阐述了幔柱构造成矿体系的基本思想、分类、成矿特征及旋回性 ,提出了热幔柱和冷幔柱两个成矿体系和地幔热柱 -热点、地幔热柱 -大陆裂谷、地幔热柱 -大洋扩张、冷幔柱 -前寒武纪硅铝壳造山、冷幔柱 -显生宙硅铝壳 /洋壳造山等五个成矿系统 ,并初步划分了矿床成矿系列 ,例举了某些典型矿床。     

中国南方大陆岩石圈结构分析

中国南方多条大地电磁剖面揭示,研究区内大陆岩石圈具清楚的层圈结构。根据高阻层、高导层间互成层的特点,可分出壳内、壳幔、幔内三组高导层。根据高导层的埋深、变形、组合特点,中国南方可分成华北、扬子、康滇中间、华夏四个微板块,各微板块可进一步分为陆壳板段和过渡壳板段。陆壳板段中各高导层广泛分布,地壳三分性清楚,产状平缓,有统一的结晶基底;过渡壳板段中各高导层常有缺失,倾角较大,常受到错断,没有统一的结晶基底。认为华北微板块与扬子微板块间的结合带具有不对称扇状结构的特点,而扬子微板块与华夏微板块间的结合带具有剪刀式闭合结构的特点。微板块之间的构造活动主要受幔内第一高导层控制,微板块内部的构造活动主要受中地壳高导层控制,也受幔内第一高导层控制;而莫霍面构造主要反映了近期构造阶段的地球动力学特征,它对区域构造控制较差。     

中国南方大陆岩石圈结构分析

中国南方多条大地电磁剖面揭示,研究区内大陆岩石圈具清楚的层圈结构,根据高阻尼,高导层间互成层的特点,可分出壳内,壳幔,幔内三组高层层,根据高导层的埋深,变形,组合特点,中国南方可分成华北,扬子,康滇中间,华夏四个微板块,各微板块可进一步分为陆壳板段和过渡壳板段,陆壳板段中各高导层广泛分,地壳三分性清楚,产状平缓,有统一的结晶基底,过渡壳板段中各高导层有缺失,倾角较大,常受到错断,学有统一的结晶基底,认为华北微板块与扬子微板块间的结合带具有不对称扇状结构的特点,而扬子微板块与华夏数板块间的结合带具有剪刀式闭合结构的特点,微板块之间的构造活动主要受幔内第一高层控制,微板块内部的构造活动 主要受中地壳高层控制也受幔内第一高层层控制,而莫霍面构造主要反映了近期构造阶段的地球动力学特征,它对区域构造控制较差。     

中国南方大陆岩石圈结构分析

中国南方多条大地电磁剖面揭示,研究区内大陆岩石圈具清楚的层圈结构。根据高阻层、高导层间互成层的特点,可分出壳内、壳幔、幔内三组高导层。根据高导层的埋深、变形、组合特点,中国南方可分成华北、扬子、康滇中间、华夏四个微板块,各微板块可进一步分为陆壳板段和过渡壳板段。陆壳板段中各高导层广泛分布,地壳三分性清楚,产状平缓,有统一的结晶基底;过渡壳板段中各高导层常有缺失,倾角较大,常受到错断,没有统一的结晶基底。认为华北微板块与扬子微板块间的结合带具有不对称扇状结构的特点,而扬子微板块与华夏微板块间的结合带具有剪刀式闭合结构的特点。微板块之间的构造活动主要受幔内第一高导层控制,微板块内部的构造活动主要受中地壳高导层控制,也受幔内第一高导层控制;而莫霍面构造主要反映了近期构造阶段的地球动力学特征,它对区域构造控制较差。     

南美洲大陆下古地幔热柱报地震显示及其对板块驱动力的意义

对远程地震走时的研究揭示了南美巴西大陆之下地球深部地幔古热柱的存在。尽管板块已移动了数千公里，但这些热柱的地理位置相对于覆盖其上的大陆仍保持固定不变。这表明位于南美洲之下的上地幔和岩石圈自冈瓦大陆分裂以来一直保持着耦合状态，这一事实为有关大陆板块长期驱动力的问题提供了一种可能的解答。     

地幔热柱和大陆的再造

热柱传递出的热约占地幔内热预算的10％左右。以前认为热柱起源于一个温度较高的热边界层,并认为该层极可能在地幔底部,而板块运动则是地幔顶部冷的、致密边界层(大洋岩石圈内)向下俯冲的结果。据此,驱动热柱的构造活动和板块构造活动很大程度上应是互相独立的过程。流体动力学模拟实验显示,地球内部的热柱起始于一个体积很大的“头”的上升,“头”的下部拖着一条窄细的管状“尾巴”并且通过它获得源源不断的热源物质。上升过程中,“头”部体积由于周围地幔的加入而大幅度增长。计算表明,一个起源于     

地幔热柱成矿作用研究进展

地幔热柱构造是地球内部热传导的基本形式，只是地球的不同演化阶段其表现形式和强度有所不同。研究表明，燕山期强烈的地幔热柱活动沟通了深部成矿物质来源，金、银等元素随地幔热柱多级演化以气态→气—液混合相向上运移，在地幔热柱演化的三级单元——幔枝构造的有利部位聚集成矿。并据幔枝构造的成矿模式提出了华北地区燕山、秦岭、太行、胶辽等主要成矿集中区都是河淮地幔亚热柱控制下的幔枝成矿系列。成矿作用均伴随有强烈的构造—岩浆活动，成矿时代多集中在２６０～１２０Ｍａ。金、银多金属矿床具明显的相似性、同源性和深源性     

热柱、超级热柱及其成因的研究进展

从20世纪地幔热柱假说问世,经过30多年的发展,在地幔热柱的全球分布、鉴别特征、形态学和成因理论方面都有了长足的进步。特别是通过下地幔不均匀性的研究,发现了下地幔中存在的超级热柱和下地幔底层中的超低速带,为探讨热柱成因提供了重要依据。     

东北地区地幔热柱构造与成矿成藏作用

东北地区处于古亚洲构造域和西太平洋构造域的叠合部位.该区地幔热柱存在8个地质标志:①南北以西伯利亚板块和华北板块太古代基底(断裂)为界,东西以变质核杂岩体分布为界,基本与日本海毗邻的范围为亚地幔柱的规模;②在佳木斯-牡丹江缝合线内见有科马提岩、苦橄岩,可能为地幔热柱的中心;③水系分布呈放射状及莫霍面分布为松辽盆地幔隆起一致;④典型的热穹隆状态;⑤以花岗岩为主的火成岩省;⑥中生代基性玄武岩基本落入Nb/Ta-Nb图解的地幔柱范围;⑦形成坍塌裂谷特征;⑧岩石圈地幔呈蘑菇云状上涌,地震层析资料证实与太平洋板块俯冲具有相辅相成关系.中生代地幔热柱成矿成藏作用的时空分布具有同时代、同火成岩构造控制,山岭成矿,盆地成藏特征.从He及Ar同位素组成阐明金属矿床与油气田的同源性,分析了幔枝构造是在地表的表现形式,无疑对当今深部找矿及海相油气田的勘查具有理论指导意义.     

地幔底层及其在全球物质演化中的意义

在核幔界面之上的下地幔一侧,地震波速分布极不均匀,厚度在50~300 km范围内变化的一层物质称为地幔底层。地幔底层由具有高地震波速和高密度的D″区和超低速带(ULVZ)组成。地幔底层是地核热能向地幔传播的必经之路,也是地幔中温度和温度梯度最高的地区。地幔底层既是俯冲板块的最终归宿,又是热柱和超级热柱的源区。因此,地幔底层既是全地幔对流的起点,又是全地幔对流的终点。在地幔底层可能发生地幔物质(包括俯冲板块物质在内)的部分熔融作用,也可能存在外核液态铁与地幔硅酸盐的化学反应。所以地幔底层在全球物质演化中占有重要的地位。     

华北东部地幔热柱的特征与演化

燕山运动以来,华北东部地区发生了翻天覆地之构造转变,构造体制从印支期末华北地块与扬子地块的拼贴-增生,转变为地幔热柱演化-区域伸展断陷。华北地幔热柱强烈上隆过程中,在岩石圈底部受阻并呈蘑菇状向外拆离流变,在使上部岩石圈发生热减薄-断陷的同时,向外拆离流变的地幔岩在盆地外围受到韧性剪切带的切割,导致深熔岩浆活动并带动围岩上隆,形成一系列次级隆起(幔枝构造)。地形地貌上亦从东部隆起的高原转变为一盆多山耦合格局——地幔热柱上部的热减薄断(拗)陷与外围的一系列幔枝构造的空间有机组合,即华北东部裂陷盆地西与太行造山带、北与燕山造山带、东与朝鲜半岛、南与大别造山带(即中心裂陷盆地与外围各幔枝构造)均为盆-山耦合关系。     

华南壳幔结构与动力学的宽频地震观测研究

了解华南各岩石圈块体壳幔结构和各向异性方面的差异是揭示华南深部构造演化的基础。本文利用布设于华南的两条宽频地震测线观测数据,采用多种地震学方法对华南的地壳上地幔结构和各向异性进行了研究。接收函数结果表明,华南地区地壳厚度和岩石圈厚度都较薄,地壳厚度自东南沿海向西北内陆增厚,扬子克拉通的泊松比(波速比)低于华夏块体,表明扬子克拉通地壳较华夏块体更偏长英质。约北纬29°以北的扬子克拉通地幔转换带厚度明显增厚,可能是由地幔转换带底部停滞的冷的古太平洋板片或中生代克拉通碰撞残留造成的。层析成像结果显示华南上地幔具有很强的横向差异性,上地幔中的强烈低速异常体可能对应了晚中生代发生广泛岩浆作用时的岩浆房和岩浆通道。台湾下方的上地幔存在南北横向差异明显的高速异常,分别对应台湾南部向东俯冲的欧亚板块及台湾北部向北俯冲的菲律宾海板块。俯冲的欧亚板块在台湾南部是连续的,而在台湾中北部,由于与菲律宾海板块的相互作用,俯冲的欧亚板块被折断。剪切波分裂结果显示,以江绍断裂为界,华夏块体与扬子克拉通的岩石圈地幔各向异性存在明显的横向变化,表明两者的构造演化过程有显著差异。     

地球的物质运动与地幔热柱多级演化

地球是重力分异和热力对流的对立统一体。重力分异使地内重物质下沉、轻物质上浮，并分划成壳－幔－核结构圈层。核幔间巨大的温度差、压力差、粘度差和速度差的存在，导致源于“超临界层”的热物质流呈柱状上涌形成地幔热柱及其多级演化。由于地球圈层结构及其间的差异，分别在670km、100km深处，即核－幔界面上和岩石圈底部形成地幔亚热柱和幔枝构造。地幔热柱、地幔冷柱共同驱动幔壳运动，并控制着板块运动，形成复杂的大陆（大洋）动力学系统。这种动力学模式越来越得到地球物理学的证实。     

扬子地区晋宁期板块构造的探讨

扬子地区在晋宁造山期(1.05—0.85 Ga)发生过板块俯冲活动,其活动模式为青康滇古大洋板块向东南扬子古大陆板块俯冲,浙赣粤古大洋板块向西北的扬子古大陆板块俯冲。两个不平行的古大洋板块相对俯冲所产生的合应力,造成扬子古大陆板块朝北北东向移动,而与华北古大陆板块发生碰撞。     

北秦岭新元古代前属于扬子板块的地球化学证据

秦岭是扬子板块和华北陆块间的复合造山带,其中存在两个古缝合带,北面的新元古代到早古生代商－丹缝合带介于北秦岭和南秦岭之间,南面的晚古生代勉－略缝合带形成于南秦岭与扬子陆块北缘之间,属于确知的扬子陆块内部打开形成的类型。北秦岭在地壳增生历史,元古宙上地慢性质,以及元古宙以来地幔相对富Nb、Ta、Cu,高Rb／Sr、Ba／Sr、Ba／La、Th／La、Nb／Ta比值和相对贫Fe、Mo方面均与南秦岭和扬子陆块北段一致。而与华北板块南段明显不同。变玄武岩类的Pb同位素三维空间拓扑图和铀εNd（t）－206Pb／204Pb图显示,区域一级地球化学界面位于北秦岭与华北陆块的分界处,二级界面才是商丹－缝合带。构造侵位于该带中的松树沟蛇绿岩<1000 Ma士)中已发现并存着N—MORB和E—MORB型变拉斑玄武岩。表明它们的岩浆分别来自亏损地幔和深部地幔热柱源区。松树沟蛇绿岩与勉,略蛇绿岩中的N—MORB型岩石具有与此相似的同位素组成和特征元素对比值,暗示松树沟蛇绿岩所代表的古洋壳也应属于扬子板块内部型。加之,新元古代之前秦岭只存在裂谷系而无板块结合带,故可确定北秦岭原来应属于扬子板块的组成部分。对秦岭群和宽坪群变拉斑玄武岩及松树沟E—MORB和N—MIORB进行地球化学对比的结果,既能够支持北秦岭是在扬子板块的洋壳洋岛基础上发展形成的微陆块的推断,又可解释北秦岭幔源岩石具有特高Th／La、Yb／Hf、Sc／Th比值和壳幔更富于放射成因钳的原因。此外。对本研究结果在秦岭造山带发展动力学方面的意义也进行了初步讨论。     

扬子克拉通北缘中、新元古代洋壳俯冲及壳幔再循环作用的同位素地球化学证据

报道和总结了近期陕西汉中碑坝和西乡地区重要地质体系统同位素年代研究成果，在重新厘定的年代学基础上，就扬子克拉通北缘同位素特征及其地质意义进行剖析，依据该区岩浆作用的上地幔源区性质及演化规律，提出了中、新元古代扬子克拉通北缘存在与现代板块运动类似的洋壳俯冲和壳幔再循环作用的同位素地球化学证据     

苏鲁造山带地壳上地幔结构层析成像研究

扬子与华北板块在三叠纪的俯冲碰撞形成了著名的苏鲁超高压造山带，其板块碰撞接触关系一直是热点问题.利用国家台网中心64个省台记录的1 079个近震事件的10 922个P波到时和251个远震事件的11 931个P波到时数据，采用远近震联合反演的层析成像方法对苏鲁地区进行了地壳上地幔速度结构反演.结果显示，研究区内两个低速异常区分别对应山东半岛西部的华北板块地幔上隆区和壳幔相互作用强烈的长江中下游成矿带地区.在地幔300 km深度之下出现的高速异常体可能代表了早中生代扬子与华北板块碰撞之前俯冲拆沉的古特提斯洋板块.传统观点的扬子板块岩石圈向北俯冲不明显，华北板块表现为向东南俯冲的高速特征.华北板块俯冲以苏鲁造山带中部的北纬35°为界，分为南北两种俯冲样式.北部俯冲不明显，华北板块停滞在郯庐断裂带以西；南部则表现华北板块向东南陡倾俯冲到苏鲁造山带之下.      

扬子克拉通北缘中,新元古代洋壳俯冲及壳幔再循…

报道和总结了近期陕西汉中碑坝和西乡地区重要地质体系统同位素年代学研究成果，在重新厘定的年代学基础上，就扬子克拉通北缘同位素特征及其地质意义进行剖析，依据该区岩浆作用的上地幔源区性质及演化规律，提出了中、新元古代扬子克拉通北缘存在与现代板块运动类似的洋壳俯冲和壳幔再循环作用的同位素地球化学证据。     

华南陆区板块活动与构造体系的形成演化——纪念李四光先生诞辰130周年

本文通过华南陆区中新元古代以来板块活动与构造体系的"一体化"融合研究,从构造体系形变特征、形成演化历史、形成机制等方面分析了其与板块活动的成生联系。构建了区内以扬子反S型构造体系、新华夏构造体系、南岭纬向带为主体的多体系复合构造格局。其中,新厘定的扬子反S型构造体系为扬子板块的主体构造,原属于华夏系,奠基于晋宁期扬子、华夏板块的陆陆碰撞,定型于燕山陆内活化造山时期。新华夏构造体系为滨西太平洋的主体构造,包括具有成生联系的北东向华夏式和北北东向新华夏式两种型式,共同经历了燕山期挤压扭动成型、造山后伸展和第四纪以来的弱挤压的演变过程。著名的南岭纬向带主要成型于燕山期的板内经向挤压,以东西向叠加褶皱-花岗岩带为主要特征,活动至今。在此基础上,简要论述了主要构造体系复合控制区域成矿区带和分级控制矿集区、矿田、矿床特征以及燕山期岩浆成矿大爆发的核幔式扩展模式。论证了区内燕山期陆内活化造山具有以欧亚板块与太平洋板块近南北向相对左行扭动为主导的多向汇聚、多因复合的动力学特征。