从多岛弧盆系研究实践看板块构造登陆的魅力

板块构造学说是高度成功的地球科学理论。大洋岩石圈与大陆岩石圈之间的多岛弧盆系构造域是板块构造登陆的入门向导。青藏高原大地构造研究实践表明，青藏高原是板块构造登陆的研究基地。众多蛇绿岩带、混杂岩带和火山岩浆弧带等的识别，支持洋陆转换多岛弧盆系构造模式，可用来解释特提斯和亚洲大陆的形成和演化。     

多岛弧盆系构造模式:认识大陆地质的关键

本文在对以青藏高原为主体的东特提斯30多年来的地质调查和研究实践基础上,通过与现今西南太平洋区域弧盆构造体系的对比研究,提出了适合于板块构造登陆的现实主义替代模型-多岛弧盆系构造模式。大洋岩石圈与大陆岩石圈之间的多岛弧盆系构造模式是板块构造登陆的入门向导,是认识大陆地质演化的关键。基于该模式研究认为,特提斯大洋最初开始于Rodinia超大陆解体的晚前寒武纪晚期,比太平洋体系更老。青藏高原形成受控于不同时期大陆边缘多岛弧盆系构造演化,一系列弧后或弧间盆地消亡、弧-弧或弧-陆碰撞的岛弧造山作用实现大陆边缘增生。该现实主义模式即可成功地解释青藏高原的形成演化过程,亦可为现在和将来特提斯构造域与亚洲大陆的地质工作所检验。多岛弧盆系构造的识别与深入研究不仅在造山带具有强大的生命力,能够全面解剖造山带的物质组成、结构构造与演化历史,而且对于分析前寒武纪大陆克拉通基底的形成也具有重要启示。     

多岛海(洋)及多岛弧盆系造山模式解析造山带演化的研究进展

评述了板块构造"登陆"以来的多岛洋构造、板内造山多岛海模式以及多岛弧盆系构造在造山带研究中的重要性.这3种模式在造山带的研究中均起到了重要的作用,深化了对造山带的认识.多岛弧盆系构造是认识造山带演化的切入点,能够全面解剖造山带的物质组成、结构构造和演化历史.基于多岛弧盆系的造山模式认为,弧后萎缩作用和弧前增生作用是造山过程的普遍现象,引起了弧-弧、弧-陆碰撞,这两种作用在造山带的形成演化过程起到了重要作用.多岛弧盆系的识别不但在造山带的研究中具有重要意义,而且对于分析前寒武纪大陆克拉通基底同样具有重要意义,前寒武纪克拉通的形成与弧前增生和弧后萎缩作用密不可分,多岛弧盆系构造的深入研究对前寒武纪大陆克拉通基底的研究具有重要启示.     

大陆边缘增生造山作用

文章评述了增生造山作用的研究历史和进展,认为增生造山作用贯穿地球历史,是大陆增生的重要方式。用大陆边缘多岛弧盆系构造理解造山带的形成演化,提出巨型造山系的形成与长期发育的大洋岩石圈俯冲制约的两侧或一侧的多岛弧盆系密切相关。在多岛弧盆系演化过程中的弧 弧和弧 陆碰撞,弧前和弧后洋盆的消减冲杂岩的增生,洋底高原、洋岛/海山、外来地块(体)拼贴等一系列碰撞和增生造山作用形成大陆边缘增生造山系。大洋岩石圈最终消亡形成对接消减带,大洋岩石圈两侧的多岛弧盆系转化的造山系对接形成造山系的联合体。拼接完成后往往要继续发生大陆之间的陆 陆碰撞造山作用、陆内汇聚(伸展)作用,后者叠加在增生造山系上,使造山过程更加复杂。对接消减带是认识造山系形成演化的关键。大洋两侧多岛弧盆系经历的各种造山过程可以从广义上理解为一个增生造山过程。多岛弧盆系研究对于划分造山带细结构非常重要,是理解造山系物质组成、结构和构造的基础,并制约了造山后陆内构造演化。大陆碰撞前大洋两侧多岛弧盆系及陆缘系统更完整地记录了威尔逊旋回,记录的信息更加丰富。根据多岛弧盆系的思路对特提斯大洋演化提出新的模式,认为西藏冈底斯带自石炭纪以来受到特提斯大洋俯冲制约,三叠纪发生向洋增生造山作用,特提斯大洋于早白垩世末最终消亡。     

青藏高原及邻区大地构造单元初步划分

青藏高原及邻区大地构造单元的划分是当前该地区板块构造精细结构研究的关键,也是板内构造研究的基础理论问题。本文在前人工作的基础上,结合青藏高原及邻区新一轮1∶25万区域地质调查成果,基于多岛弧盆系的形成是大洋向大陆岩石圈构造体制演化转换的标志这一认识,将弧-弧、弧-陆及陆-陆碰撞结合带和夹持于其间的陆块、岩浆弧划分为一级单元,构成青藏高原及邻区构造单元的基本骨架;以南昆仑俯冲碰撞结合带和班公湖-丁青-碧土-昌宁-孟连结合带为界,划分出:泛华夏大陆早古生带秦祁昆构造区、泛华夏大陆晚古生代—三叠纪羌塘-三江构造区及冈瓦纳北缘晚古生代—中生代冈瓦纳-喜马拉雅构造区。这样的厘定不仅对青藏高原及邻区的地质科学研究具有重要的理论意义,而且对青藏高原空白区区域地质调查和成矿地质条件分析等也有重要的实际意义。     

东特提斯多弧一盆系统演化模式

自70年代以来,以板块构造观点分析特提斯演化已有三种模式,即"剪刀张"、"传送带"和"手风琴运动与开合"模式。所有这些模式都是以一个联合古陆的形成和特提斯是泛大洋(古太平洋)中一个海湾的假设为前提,或以冈瓦纳大陆裂离、亚洲大陆增生为基点。随着对东特提斯(以青藏高原地区为主体)地质构造演化的认识深化,特提斯演化、造山作用的解释由两陆(劳亚和冈瓦纳)一洋(特提斯)模式转变为三陆群(劳亚、冈瓦纳、泛华夏)二洋(特提斯和古亚洲)的特提斯多弧-盆系统洋陆转换演化模式,即多岛弧造山模式。这一多岛孤造山模式源自大陆地质,尤其是在中国西部造山带、盆地长期的地质考察研究实践。
运用多岛弧造山模式,反思青藏高原及邻区山盆系统的地质事实,深刻认识到在东特提斯发现的许多由消减洋壳和消减杂岩所组成的蛇绿混杂岩带中,"三位一体"的蛇绿岩多数是"小洋盆"、弧后盆地、岛弧边缘海型,既存在早古生代岛弧、陆缘弧和晚古生代的火山孤,又有中生代的陆缘弧、岛弧。多岛弧-盆系统的存在意味着大洋岩石圈的存在、消减和转换。特提斯大洋岩石圈至少从古生代到中生代历经发生、发展到萎缩、消亡的长期连续的复杂的演化过程。古特提斯是原特提斯的继承和发展。中生代东特提斯也不是古特提斯洋消亡后重新打开,有部分特提斯洋壳可被随后的印度洋归并。
早古生代时,在泛华夏大陆群西侧已经出现昆仑前锋弧和康滇海岸山陆缘弧。昆仑北侧奥陶纪时的多岛弧-盆系统的形成,受原特提斯洋和古亚洲洋双重制约,类似于东南亚多岛弧-盆系受控于印度洋和太平洋双向俯冲。
从昆仑前锋弧和康滇陆缘弧裂离出的唐古拉-他念他翁残余弧构成泛华夏大陆西南缘的晚古生代前锋弧,羌塘-三江的晚古生代到中生代是弧后扩张、多岛弧-盆系统发育、弧-弧碰撞、弧-陆碰撞的演化史。
特提斯洋南侧的冈瓦纳大陆北缘,已有证据表明存在从石炭纪开始转化为活动大陆边缘的信息。中生代是西藏群岛的弧-盆演化史。
根据东特提斯时空结构单元的岩石组合和弧-盆系统共生规律,提出东特提斯演化多岛弧造山模式的假说,是阐明大洋岩石圈向大陆岩石圈构造体制转化的关键。我们相信多岛弧造山模式具有潜在的生命力。     

超越板块构造——我国构造地质学要做些什么?

对近十年来全球构造学和构造地质学的重要进展进行了简要评述.30年前建立的全球构造理论改变了人们对地球及其演化的认识.作为固体地球统一理论的板块构造主要涉及刚性板块边界之间的变形、地震活动和火山作用.至今还没有完整理论阐明板块运动的驱动力和地幔对流机制.板块边界和板内变形等许多问题仍然无法回答.大陆岩石圈和大洋岩石圈在成分、厚度和力学强度方面有明显的差别, 因此现有板块构造不完全适合于大陆构造.大陆地壳和地幔流变学的综合研究是认识大陆构造和超越板块构造的最佳途径.流变学是大陆造山带几何学和动力学的桥梁.大陆岩石圈对构造作用、重力作用和热作用的响应在很大程度上取决于其流变强度.岩石圈流变性质是岩石圈分层和塑性流动的主导因素.大量透入性变形和巨型大陆造山带内部构造显示非刚性特征.大陆构造和力学行为主要由地壳强度而不是地幔强度所控制.从大陆岩石圈多层性和力学强度不均匀性表征看, 现在是抛弃传统“三明治”构造模式的时候了.面对地球系统科学和地球动力学新思维发展趋势, 多学科综合研究大陆构造(造山带)和加速高水平构造地质学人才的培养是我国构造地质学发展的最紧迫任务      

对中国西部造山带地质研究若干问题的思考

从大陆研究的视角,认为大陆造山带地质研究是广义上的陆缘地质研究,阐述了陆缘多岛弧盆构造系统及其演化过程,提出造山带内时代相近的一组蛇绿混杂岩带是“古陆缘多岛弧盆格局”的残留,“古陆缘多岛弧盆构造系统”的基本残留形式在平面和剖面上都可能是“网结状”等认识。     

东特提斯地质调查研究进展综述

以青藏高原为主体的东特提斯构造演化一直是国内外地学研究中关注的重大科学问题。为了更全面、更深入地认识青藏高原及东特提斯构造域的形成演化历史,本文在综述前人有关特提斯构造域时空演变和演化阶段研究的基础上,重点总结了近年来1∶5万区域地质调查中取得的最新研究进展,提出昌宁-澜沧构造带原-古特提斯连续演化、南冈底斯构造带古-新特提斯连续演化新认识,构建了青藏高原及东特提斯构造域大陆边缘多岛弧盆系时空格局和原、古、新三阶段构造演化模式。     

钓鱼岛的归属及日本右派的野心

约距今2200万年的新近纪中新世早期，菲律宾洋板块斜向俯冲插入欧亚陆板块之下，在板块碰接带的两侧进行不同的地质演化。海沟、火山岛弧、弧后盆地是板块构造理论中洋板块与陆板块碰接时在碰接带附近产生的构造地貌，即“沟、弧、盆系”。菲律宾洋板块俯冲于欧亚陆板块之下到更新世后期（距今约20万年），其构造地貌由洋到陆为大洋-硫球海沟-台湾火山岛弧-弧后盆（边缘海）-中国大陆，其中海沟以东至大陆为东海大陆架。     

大陆岩石圈流变学研究的发展现状与前景

板块构造登陆导致大陆动力学的兴起,但大陆动力学迄今在理论上尚无长足发展,究其原因是大陆构造的复杂性,这一复杂性取决于大陆岩石圈复杂的流变学结构(纵向分层和横向不均一)。因此,大陆岩石圈流变学研究是大陆动力学的核心,并成为发展大陆动力学、完善板块构造理论的关键研究领域,同时对构造地质学学科发展具有推动作用,并在资源形成和地震机理方面具有实际意义。本文在阐述了岩石圈流变学的发展与现状的基础上,较详细分析了大陆流变学的核心内容:大陆岩石圈流变学结构特征,大陆物质的本构方程及大陆流变学特性对大陆变形与构造演化的影响。本文还总结了我国开展大陆流变学的基础和条件,对未来研究进行了展望:1)形成常态的多尺度-多手段-多学科-多部门的联合研究;2)缩小量子力学和岩石/矿物流变结构研究间的差距; 3)从全球尺度物质流动着手,构建以流变学为基础的大陆动力学模型。     

“印度-欧亚大陆碰撞及其远程效应”专栏寄语（附“纲领性工作图件”）

正伴随着五月的鸟语花香,"印度-欧亚大陆碰撞及其远程效应"栏目即将与大家见面。板块构造理论完美地解释了大洋岩石圈的形成和演化,是地球科学的一场革命。但占地球表面积35%的大陆,其岩石圈的构造和变形并没有在板块构造理论中涉及,这是具有重大科学意义的基础科学问题,而青藏高原被认为是发展板块构造理论的最佳场所。印度大陆与欧亚大陆的碰撞与青藏高原的隆升是中、新生代以来地球科学最重要的构造事件之一,它影响着全球,特别是北半球的气候变化;而青藏高原的壳幔结构、动力学过程及其远程效应控制整个地球动力学体制的形成与演化。然而,由于岩石圈结构的非均一性,青藏高原北向扩展及影响在不同地区或构造带表现不同,甚至活动时间也存在差异。比如,在高原北部,北山和阿拉善地块构造活动性较弱,而更北的南蒙古中西部地区构造活动增强,大型陆内走滑构造及其控制的中强地震活动频繁,那么南蒙古地区的新生代活动构造从什么时候开始的?应力如何通过相对稳定的北山和阿拉善地块传递至南蒙古地区的?大陆碰撞与高原隆升的影响能否到达贝加尔湖地区?由印度欧亚大陆碰撞边界的强烈构造挤压到贝加尔地区的构造伸展是如何过渡的?藏南裂谷系与贝加尔裂谷的深部结构与形成机制有什么差异?……。     

关于大陆构造研究的一些思考与讨论

指出板块构造理论在解释大陆构造中的不足之处,从而在进一步深化板块构造理论发展的同时,构建大陆构造理论体系;通过长期大陆构造研究实践并利用国内外大陆造山带的6个例子提出有关大陆的基本问题,诸如早期大陆起源、超大陆方式演化的大陆演化机制以及大洋和大陆岩石圈的本质不同和构造旋回;说明大陆是由板块构造(包括可能的板块构造远程效应)和大陆自身机制分别形成的组分的拼合体.主张大陆有自身的机制操控它的起源、保存和演化.在排除了来自板块边缘以及板块远程效应的作用力的前提下,出现在陆内环境的造山作用可由大陆本身尤其可能由陆内中小块体之间的相互作用引发.需要强化大陆构造研究,在深化板块构造理论的同时,探索和创建大陆构造理论体系.     

中国高压低温变质带概述兼论蓝闪石冻蓝闪石有关问题

双变质带是地球岩石圈板块构造运动产生的重要地质图象,高压低温变质带是大陆上开展板块构造研究的重要目标。它是大洋板块在岛弧和大陆边缘之下俯冲形成的。蓝闪石及其共生矿物的存在是鉴别高压变质岩石产出的标志。板块构造理论问世以来,区域成因岩石学和板块构造矿物学有很大发展。这个理论引进我国十余年来,高压变质带(即高压低温变质带,下同)作为板块构造研究的一个重要方面也取得了成果。本文着重论述我国这方面研究情况,并对蓝闪石、冻蓝闪石的有关问题进行介绍和讨论。     

中国高压低温变质带概述兼论蓝闪石冻蓝闪石有关问题

双变质带是地球岩石圈板块构造运动产生的重要地质图象,高压低温变质带是大陆上开展板块构造研究的重要目标。它是大洋板块在岛弧和大陆边缘之下俯冲形成的。蓝闪石及其共生矿物的存在是鉴别高压变质岩石产出的标志。板块构造理论问世以来,区域成因岩石学和板块构造矿物学有很大发展。这个理论引进我国十余年来,高压变质带(即高压低温变质带,下同)作为板块构造研究的一个重要方面也取得了成果。本文着重论述我国这方面研究情况,并对蓝闪石、冻蓝闪石的有关问题进行介绍和讨论。     

欧亚大陆及边缘海岩石圈的结构特性

从地球层块结构的研究思路出发,运用构造解析的理论和方法,对东亚及西太平洋地区人工地震测深和天然地震面波层析成像进行构造解析,发现岩石圈中下部存在形态各异、大小不等的高速块体,结合地质学、地球化学及其他地球物理学标志的综合研究将其称为幔块构造,高速块体或幔块构造是控制东亚西太平洋岩石圈构造格局和岩石圈表层构造变形最基本条件之一。在系统研究该区岩石圈高速块体或幔块构造三维几何结构基础上,建立起东亚西太平洋岩石圈八种三维几何结构型式:克拉通陆根状结构、高原陆根状结构、造山带楔状结构、碎块状结构、香肠状结构、哑铃状结构、藕节状结构和板状结构,以及岩石圈形成与构造演化四种构造类型:克拉通型岩石圈、增厚型岩石圈、减薄型岩石圈和大洋型岩石圈。文章在详细论述岩石圈各结构构造类基本特征的基础上,认为全球最大的青藏高原具有增厚型岩石圈特性,存在大陆根,并且大陆根正在增厚过程中;地震层析成像显示,研究区存在全球最大的东亚大陆巨型裂谷体系,具有减薄型岩石圈特性,新生代晚期东亚大陆巨型裂谷体系被西太平洋沟弧盆体系叠加与改造。根据岩石圈三维结构型式,探讨了岩石圈形成机制与演化模式,东亚大陆边缘岩石圈大规模伸展拆沉减薄作用以及软流圈和地幔物质上涌加热作用与青藏高原岩石圈大规模俯冲碰撞?入增厚作用是东亚大陆及边缘海晚中生代以来地幔动力学最基本的表现型式,从而形成全球最大的青藏高原和全球最大的东亚大陆巨型裂谷体系。     

关于发展洋板块地质学的思考

为揭示造山带物质组成和结构构造,发展洋板块地质学,阐明大陆形成演化过程和动力来源,应用板块构造理论和地质学方法,对造山带俯冲增生杂岩带、蛇绿岩带等大洋岩石圈板块地质建造、结构构造进行系统研究,寻找俯冲带岛弧前弧火成岩组合;研究洋板块初始俯冲过程中,从前弧玄武岩到玻安岩、高镁安山岩,再到弧拉斑玄武岩和钙碱性熔岩的岩浆作用分阶段递进演变历史,以揭示洋盆向大陆转化的原始弧性质和前弧火成岩组合及洋陆转换过程,为建立和发展洋板块地质学奠定科学基础.     

造山模式的新框架—大陆动力学演化过程

近20年来通过地质、地球物理和地球化学手段对岩石圈的综合研究,发现大陆岩石圈与大洋岩石圈不仅在结构构造上,而且在运动方式和动力来源上都有很大差别.然而,板块构造模式主要是依据于大洋岩石圈的性质和运动方式(刚性板块运动)发展起来的,而大陆岩石圈显然比大洋岩石圈软弱得多,其运动不仅有软流圈上的岩石圈漂浮运动,而且更重要的是有其内部及边缘的大规模变形和块体旋转.因而,对造山带的演化模式来     

大 陆 岩 石 圈 研 究

大陆岩石圈和大洋岩石圈有着深刻的差别，运用板块构造理论和模式研究大陆岩石圈会遇到许多特殊的问题。本文从陆缘演化和多个板块构造旋回叠加两方面做了初步探讨，提出岩浆型被动陆缘是独立的一类古陆缘；在辨认后续板块构造旋回叠加中，新构造成分和格局的确定有重要意义。本文还讨论了汲取大陆地质研究经验，在新的学科水平上重新解释传统大地构造学中一些有用概念的意义。     

西藏冈底斯带石炭纪—二叠纪岛弧造山作用：火山岩和地球化学证据

系统地研究了西藏冈底斯带石炭纪-二叠纪火山岩的时空分布,岩相学,元素及Sr、Nd、Pb同位素地球化学,以及构造环境、源区性质,并与喜马拉雅带二叠纪火山岩进行了对比研究.冈底斯带石炭纪-二叠纪火山岩近东西向集中分布在冈底斯构造带的中北部,空间上从东至西火山活动的强度和规模渐次减小,时间上从早至晚火山活动的强度和规模总体由弱到强.冈底斯带石炭纪-二叠纪火山岩形成于活动大陆边缘的岛弧构造环境,从早到晚岛弧造山作用经历了初始岛弧→早期岛弧→成熟岛弧的发展演变过程,火山岩浆来源于富集型地幔的部分熔融物质,原始岩浆在形成和演化的过程中有俯冲洋壳、随带的深海沉积物和再循环进入地慢的地壳物质组分的强烈混染,明显不同于受地壳物质组分强烈混染的喜马拉雅带二叠纪陆缘裂陷型火山岩.综合分析冈底斯带及其邻区近年来的最新调查与研究成果,从北向南拟建了石炭纪-二叠纪冈底斯岛弧→雅鲁藏布江弧后裂谷盆地→喜马拉雅陆缘裂陷盆地的弧盆系时空结构演化模式,探讨了冈瓦纳大陆北缘石炭纪-二叠纪活动大陆边缘的岛弧造山作用与青藏高原古特提斯演化的耦合关系及其动力学机制,讨论了冈底斯带松多乡榴辉岩的形成过程.