早前寒武纪大陆块壳构造理论——华北克拉通早前寒武纪基底构造格架、地壳演化及其与区域地球化学不均一性的关系研究

早前寒武纪大陆块壳构造理论——华北克拉通早前寒武纪基底构造格架、地壳演化及其与区域地球化学不均一性的关系研究张福勤＊＊（中国科学院地球化学研究所，贵阳５５０００２）关键词大陆块壳并合带地壳演化进程地球化学不均一性早前寒武纪地质学研究是地球科学最基础的...     

华北克拉通南部熊耳盆地晚前寒武纪年代地层格架和演化

熊耳盆地发育华北克拉通最齐全的晚前寒武纪地层,是认识华北克拉通晚前寒武纪沉积和构造演化历史的理想地区.依据收集和自测的38个碎屑岩和23个岩浆岩样品的锆石年代学数据,结合岩相区域对比、沉积古地理格局继承关系等,细化年代地层格架和分析盆地构造属性,重塑熊耳盆地晚前寒武纪构造演化历史及沉积古地理格局.重新厘定的晚前寒武纪年代地层格架将熊耳盆地演化划分为六个阶段:早长城世裂陷、晚长城世断陷、蓟县纪坳陷、待建纪早期坳陷、青白口纪坳陷及晚震旦世冰期坳陷,以及早长城世末期、待建纪中晚期和南华纪—早震旦世三期重要的沉积间断.熊耳盆地存在晚长城世和青白口纪两期碰撞型—伸展型的盆地属性转换,支持北秦岭地体与华北克拉通多期拼贴—裂解的演化模式.中元古代早长城世—待建纪早期的火山-沉积岩系及1.64～1.47 Ga非造山岩浆事件是Columbia超大陆裂解的地质响应,青白口纪早期碰撞型沉积岩系和晚期伸展型火山-沉积岩系分别是Rodinia超大陆汇聚和裂解的地质响应.     

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。     

赣杭构造带区域大地构造背景的探讨

华南前寒武纪构造格架的确立,是在长期研究中不断取得进展并完善的。通过前寒武纪建造、构造综合分析表明：华夏古陆是一个被肢解了的早前寒武纪古大陆;中元古代晚期浙西—赣东北为华夏古陆的活动陆缘;武陵运动是华南最重要的造山运动,华夏古陆与扬子地块在赣东北断裂带碰撞,形成了统一的“华南古大陆”;晚元古代由于区域地质条件不同,各地碰撞后的构造演化有明显的差异。赣杭断裂带是一条晚元古代早期“Ａ”型俯冲带     

1∶25万大同幅区域地质调查项目成果

通过对1∶25万大同市幅地质概况的介绍,重点论述了所取得的主要成果: ①对区内构造单元进行了划分,查明了各个构造单元的物质组成及变质、变形特点,建立了早前寒武纪地质构造事件演化序列及其地质构造演化模式,恢复了本区的地质构造发展史; ②对前人所称集宁群进行了重新认识和解体,认为原集宁群由变质深成岩与变质表壳岩系组成,同时针对区内的沉积盖层,系统地建立了岩石地层格架,为生物地层、年代地层划分提供了新资料; ③将区内变质深成岩划分为4个岩浆岩带,对各个岩浆岩带的变质深成岩进行了详细解体与划分; ④针对区内的中生代侵入岩,查明了其空间分布、岩石特征、岩石化学及地球化学特征,探讨了岩石成因,研究了其构造背景; ⑤针对区内早前寒武纪变质岩系变质矿物,查明了不同变质体的变质矿物组合特点和矿物世代关系; ⑥针对区内的构造形迹,建立了本区构造格架,将早前寒武纪的构造变形划分为五台期早晚2次变形,吕梁期早晚2次变形,并针对区内中生代构造,查明了各个盆地的盆缘构造特征和不同方向、不同期次、不同性质断裂的分期配套关系,尤其是查明了大同盆地西缘大型构造带的空间展布、性质、断裂组合及运动学特征,对探讨山西中—新生代盆地的演化发展具有重要意义。     

赣杭构造带前寒武纪构造格局的探讨

对华南前寒武纪构造格架的认识，在长期的研究中不断取得进展。本文通过对前寒武纪建造、构造的综合分析研究认为：华夏古陆是一个被肢解了的早元古代古大陆；中元古代晚期浙西－赣东北地区是华夏古陆的活动大陆边缘；武陵运动是华南一次最重要的造山运动，华夏古陆与扬子地块沿赣东北断裂带发生碰撞，形成了统一的“华南古大陆”。由于区域地质条件不同，各地晚元古代构造演化有明显的差异；加里东期本区为浙西－赣东北坳拉槽。     

1:25万大同幅区域地质调查项目成果

通过对1:25万大同市幅地质概况的介绍,重点论述了所取得的主要成果:(1)对区内构造单元进行了划分,查明了各个构造单元的物质组成及变质、变形特点,建立了早前寒武纪地质构造事件演化序列及其地质构造演化模式,恢复了本区的地质构造发展史;(2)对前人所称集宁群进行了重新认识和解体,认为原集宁群由变质深成岩与变质表壳岩系组成,同时针对区内的沉积盖层,系统地建立了岩石地层格架,为生物地层、年代地层划分提供了新资料;(3)将区内变质深成岩划分为4个岩浆岩带,对各个岩浆岩带的变质深成岩进行了详细解体与划分;(4)针对区内的中生代侵入岩,查明了其空间分布、岩石特征、岩石化学及地球化学特征,探讨了岩石成因,研究了其构造背景;(5)针对区内早前寒武纪变质岩系变质矿物,查明了不同变质体的变质矿物组合特点和矿物世代关系;(6)针对区内的构造形迹,建立了本区构造格架,将早前寒武纪的构造变形划分为五台期早晚2次变形,吕梁期早晚2次变形,并针对区内中生代构造,查明了各个盆地的盆缘构造特征和不同方向、不同期次、不同性质断裂的分期配套关系,尤其是查明了大同盆地西缘大型构造带的空间展布、性质、断裂组合及运动学特征,对探讨山西中—新生代盆地的演化发展具有重要意义。     

闽,浙,赣晚前寒武纪构造格局探讨

华南前寒武纪构造格架在长期中不断取得进展。通过闽、浙、赣地区前寒武纪建造、构造综合分析研究：浙西－赣东北地区中元古代晚期为华夏古陆的活动陆缘;武陵运动是华南是重要的造山运动,华夏古陆与扬子板块在赣东北断裂带一线碰撞,形成了统一的“华南古大陆”;新元古代由于区域地质条件不同,各地块碰撞后的构造演化存有明显的差异;新元古代本区主要由华南新元古代早期大陆碰撞带和闽西南－赣南裂陷槽组成。     

青藏高原东北缘早古生代造山系中前寒武纪微陆块的再认识——兼谈原特提斯洋的起源

在青藏高原东北缘的祁连-阿尔金-昆仑早古生代造山系中,夹杂有一些前寒武纪大陆块体,这些地块的组成、性质和演化既蕴含有超大陆聚散的重要信息,也对原特提斯体系的洋陆格局、造山类型和造山机制有重要启示意义。本文综合近年来这些前寒武纪微陆块的研究进展,结合我们所获得的新的研究资料,梳理了这些前寒武纪微陆块变质基底的岩石组成、构造热事件及年代格架,得出以下主要认识:(1)这些前寒武纪微陆块普遍遭受早古生代造山事件的改造并发生再活化。它们或者作为早古生代原特提斯洋的活动大陆边缘,被洋壳俯冲有关的弧岩浆和变质作用改造,以早古生代大陆弧的形式存在;或者被早古生代碰撞造山过程中的陆内变形、增厚地壳及相关的区域变质作用、深熔作用和碰撞型花岗岩所改造。(2)在这些前寒武纪微陆块中,仅仅欧龙布鲁克地块保存有早前寒武纪的变质基底,具有克拉通性质。中元古代以前,欧龙布鲁克地块的变质基底与华北克拉通(特别是阿拉善地块)和塔里木克拉通具有相似的岩石组成和年代格架;而晚中元古代到新元古代,所有的前寒武纪微陆块与华南陆块和塔里木陆块的亲缘性更强。(3)青藏高原北缘早古生代造山系中的大部分前寒武纪微陆块可能在罗迪尼亚超大陆解体时已从冈瓦纳大陆北部分离,而柴达木地块记录了泛非期造山作用的构造热事件,可能在泛非造山期(530Ma)以后才从冈瓦纳大陆分开;在青藏高原东北部,晚新元古代-早古生代并不存在统一的原特提斯洋,原特提斯洋的打开是穿时的。     

华北克拉通早期大陆性质和演化的重要问题

早期陆壳的性质、成因及演化过程是地质学重要的研究内容。前寒武纪地质研究具有探讨早期大陆岩石圈地质演化历史及其深部地质过程无法取代的双重地位,这一领域在过去20年中一直是固体地球科学研究的热点,并成为众多国际地质对比计划的研究焦点。与世界其它古大陆（特别是北美、波罗的、印度、非洲以及西澳等克拉通）相比,华北克拉通的早前寒武纪地质研究仍存在明显的差距,华北克拉通与其它古陆块的前寒武纪构造演化对比及其早期古板块再造已成为最突出而迫切的重大地质问题,即在元古宙超大陆对比中需要认识华北变质基底最基本的构造格…     

前寒武系地层古生物学研究的学者 ——恭贺邢裕盛教授八十华诞及从事地质工作五十七周年

邢裕盛教授是我国著名前寒武纪地层古生物学家, 是我国前寒武纪微古植物和古藻类学研究的奠基人之一。他是一位野外勤奋工作、实验室严谨治学的科学家。邢裕盛教授长期从事前寒武纪微古植物及生物地层研究, 为国际上最早研究前寒武纪微古植物的少数专家之一。自1962年以来开拓了中国前寒武纪微古植物研究领域, 发现和确定了一些前寒武纪后生动物和后生植物化石门类, 建立了中国晚前寒武纪各时代微古植物组合序列, 探讨了地球早期生物演化进程, 同时在全国晚前寒武纪地层划分和地层对比中解决了一些重大地层问题, 为我国晚前寒武纪地层与国际对比提供了重要依据。     

前寒武纪地层中的生物标志物与生命演化

对山西五台、北京十三陵和河北蓟县前寒武纪２．５～０．８５Ｇａ岩样中生物标志物地分析研究,发现了正烷烃、类异戊二烯烷烃、烷基环已烷、烷基甲基环已烷、五环三萜烷以及甾烷类等,讨论了生物标志物与前寒武纪生物的演化,提出类异戊二烯是合成早期生物的重要单体,２．５Ｇａ前寒武纪时期,已经产生了厌氧光合细菌和真核生物,原核生物的生成时期可能早于２．５Ｇａ。     

早期碰撞造山过程与板块构造：前寒武纪地质研究的机遇和挑战

普遍认为修正后的板块构造模式仍适用于新太古代地质研究，但是早期板块构造过程与后期有明显差异，包括陆块规模、造山带类型、碰撞造山过程等。典型碰撞造山带在地史上的初次形成具有划时代的构造演化意义，涉及典型板块构造初始发生过程、最早超级大陆拼合、威尔逊旋回及板块碰撞造山过程等方面。华北中部保留一条近南北向的碰撞造山带（2 600~2 500 Ma BP），保留特征的巨型复式褶皱、不同层次推覆构造、蛇绿岩混杂带等。围绕华北中部造山带及其25亿年重大构造热事件的研究，对认识华北早期构造演化及其超大陆再造具有重要意义，也是早期板块构造研究的关键突破口之一，开展其不同地壳层次构造变形及其前陆盆地的研究，将深化早期板块边界及其造山过程的科学认识。     

前寒武纪地质学在当代地球科学中的地位与作用

前寒武纪地质学是地球科学的主要研究领域之一。在前寒武纪岩层中蕴藏着丰富的矿藏,为人类的生存和发展提供了大量的有用资源。前寒武纪还是大陆地壳生长的主要时期,大陆地壳的形成、成因、演化过程及其模式是地球科学家最关心的问题之一。现在出露地表的前寒武纪中、深变质岩已成为研究深部地壳的窗口,为岩石圈研究开辟了新途径,提供了新信息。而生命起源及其早期演化则必须依赖前寒武纪地层中的生命化石记录进行研究。纵观地球科学的发展历史,前寒武纪地质学是地球科学中其它分支学科无法替代的研究领域。     

臼齿碳酸盐岩: 解密前寒武纪海洋化学性质的钥匙*

臼齿构造(Molar tooth structure,MTS)是指主要由微米级微亮晶方解石充填的、具有肠状褶皱等特殊形态和结构的前寒武纪沉积构造。具有臼齿构造的这类前寒武纪碳酸盐岩称为臼齿碳酸盐岩(Molar tooth carbonate,MTC)。MTS具有全球分布、时代限定、形态多样、由微米级微亮晶方解石组成及早期成岩等基本特征,该认识早已得到学界广泛认同。在系统归纳MTC的地理分布、发育时限、宏观形态和微观组构的基础上,再次总结性地剖析了物理作用、生物作用和生物-地球化学作用3类主要成因假说的基本论点及其局限性。长期以来,作为一种大量出现于中—新元古代、具全球性分布的特殊碳酸盐岩类或沉积构造,研究关注的焦点和热点是MTS形成与消失的机制。尽管MTS成因还有争议,但其所具有的早期成岩特征,使越来越多的研究者将其作为前寒武纪海洋地球化学环境重建的重要研究对象。MTC的兴衰与前寒武纪海洋化学性质演化和前寒武纪一系列全球性事件密不可分。在此基础上提出MTC进一步研究的方向:一是探索MTC事件与相关全球性事件(如叠层石、冰川事件等)相互响应、促进或消长的关系,MTS的兴衰如何协同Columbia和Rodinia超大陆的聚散过程; 二是从MTS微亮晶方解石微观组构出发,采用行之有效的地球化学方法,将MTC的形成、演化、更替与前寒武纪海洋性质以及大气圈、生物圈的演化相结合,进一步完善MTC成因理论,为前寒武纪诸多重大科学问题的研究提供参考。     

早前寒武纪地质及深成构造作用研究进展

早前寒武纪地质的研究进展主要表现在准大陆克拉通早期构造演化,克拉通及古老造山带深层结构,元古代超大陆恢复对比、早期地壳性质及生长等主要问题上开展多学科研究计划的实施。其中,同位素年代学,特别是锆石Ｕ－Ｐｂ方法,地震反射、Ｐ－Ｔ计算及古地磁研究对前寒武纪地质学的进展具有重要的推动作用。和个古陆克拉通区域地质学的持质研究积累,不断产生新的认识,这种新的科学思想涉及到早期陆壳组成及区划,太古代克拉通化历史,太古代－元古代界限及性质,元古代造山带网络与克拉进陆块拼合,大陆下地壳剖面及其组成等同题。华北早前寒武纪地质演化研究中的重要问题包括：华北麻粒岩相带与克拉通基底构造的关系,克拉通基底构造区域,早期陆壳性质及其记录的重大构造一热事件幕,华北克拉通与世界典型陆块构造演化对比等。     

Regularities of volcanosedimentary iron accumulation in the Early Precambrian

Issue of the correlation between ferruginous-siliceous accumulation and volcanism at early stages of the continental lithosphere evolution is considered. Magnetite quartzites of the Early Precambrian volcanosedimentary greenstone and intensely metamorphosed complexes are subdivided into volcanosedimentary and sedimentary genetic types. Major features of the evolution of ferruginous-siliceous accumulation in the Early Precambrian are elucidated and a model of the evolution of volcanogenic iron accumulation is proposed. Principles of the prognosis of magnetite mineralization in the Early Precambrian metamorphic, primary volcanosedimentary, and greenstone complexes are elaborated.     

中国前寒武纪痕迹化石的分布及其古生物学、地层学意义

近年来，在我国前寒武纪不同时代的地层中发现了大量的痕迹化石，其中前寒武纪冰期前的痕迹化石主要分布于我国北方的长城纪和青白口纪地层中。这些痕迹化石产出时代古老，表明在我国北方１４～１７亿年前的海水中就可能生活有古老的后生动物，这些痕迹化石的发现对于探索后生动物的起源及演化具有重要意义。前寒武纪冰期后所发现的痕迹化石主要分布于我国西南地区震旦纪晚期的地层中，这些痕迹化石在震旦纪地层中的广泛分布，对震旦系及震旦系与寒武系界线的划分对比将提供重要依据。     

前寒武纪大陆地壳地质构造演化研究进展与问题

前寒武纪地质构造是地球系统科学研究的一个承前启后的重要组成部分,现存最古老的固体地球物质是38亿年前的大陆长英质岩石。以地质构造热事件为标志确认早中太古代已有30亿年年龄值的大陆克拉通化,而新太古代末大陆地壳已出现普遍的克拉通化。由深变质作用岩石测得的p-t值推断当时地温梯度与现今大陆稳定区相似,大规模的陆壳区断块已具基本刚性特征,使板块构造运动模式基本适用于太古宙地壳演化。古元古代末陆壳普遍隆升和遭剥蚀,陆壳生长作用导致形成大陆区块上的裂谷型坳拉槽系。中元古代起,世界约于18亿年前近乎同时出现不变质的沉积盖层,使前寒武纪明显必需划分为早、晚前寒武纪两大阶段。华北克拉通区是世界大陆克拉通地壳的组成部分,与世界各大陆克拉通演化有很好的可对比性,在前寒武纪超级大陆重建中有一定位置。在现今阶段研究基础上,对华北克拉通区提出了几个前瞻性的基础研究课题,应予深入探索。