特提斯地球动力学

特提斯是地球显生宙期间位于北方劳亚大陆和南方冈瓦纳大陆之间的巨型海洋,它在新生代期间的闭合形成现今东西向展布的欧洲阿尔卑斯山、土耳其-伊朗高原、喜马拉雅山和青藏高原。根据演化历史,特提斯可划分为原特提斯、古特提斯和新特提斯三个阶段,分别代表早古生代、晚古生代和中生代期间的大洋。大约在500Ma左右,冈瓦纳大陆北缘发生张裂,裂解的块体向北漂移,并使其与塔里木-华北之间的原特提斯洋在420～440Ma左右关闭,产生原特提斯造山作用,与北美-西欧地区Avalonia地体与劳伦大陆之间的阿巴拉契亚-加里东造山作用基本相当。原特提斯造山带之南、早古生代即已存在的龙木错-双湖-昌宁-孟连古特提斯洋在380Ma向北俯冲,使早期闭合的康西瓦-阿尼玛卿洋重新张开,并由于弧后扩张形成金沙江-哀牢山洋。330～360Ma左右,特提斯西部大洋由于南侧非洲板块和北侧欧洲板块的碰撞而关闭,形成欧洲华力西造山带。而特提斯东段的上述三条古特提斯洋在250Ma左右基本同时关闭,华北、华南、印支等块体聚合形成华夏大陆。该大陆与冈瓦纳大陆、劳亚大陆和华力西造山带一起围限形成封闭的古特提斯残留洋,并一直到晚三叠世-早侏罗世海水才全部退出。此后,南侧冈瓦纳大陆在三叠纪晚期重新裂解形成新特提斯洋,该洋盆在新生代初期由于印度和亚洲的碰撞而关闭。原、古、新特提斯三次造山作用基本代表了中国大陆显生宙期间的地质演化历史,并在此过程中形成了特色的特提斯域金属成矿作用。广布的被动陆缘和赤道附近的古地理位置,以及后期的造山作用同时也成就了特提斯域内巨量油气资源的形成;塑就的地貌与海陆分布格局,也对当时的古气候与古环境产生了重要影响。特别是,与原、古、新特提斯洋消亡相关的三次弧岩浆活动与显生宙地球历史上三次温室地球向冰室地球的转变,在时间上高度吻合。上述演化历史同时还表明,特提斯地质演化以南侧冈瓦纳大陆不断裂解、块体向北漂移并与劳亚大陆持续聚合为特征,其动力机制主要来自俯冲板片的拖拽力,而地幔柱是否对大陆的裂解与漂移有所贡献,则有待进一步评价。     

基于古地磁与~(230)Th定年的西沙西科1井乐东组生物礁沉积年代的初步研究

生物礁是重要的自然资源,在全球气候变化与碳循环中扮演了重要角色.磁性地层学是建立年代框架的有效手段,但是,由于生物礁沉积物中天然剩磁强度弱,南海地区生物礁的磁性地层学研究尚未很好展开.为此,本文利用西沙群岛西科1井乐东组生物礁沉积样品进行了详细的岩石磁学和磁性地层学研究.结果显示,西沙群岛乐东组记录了布容正极性时、奥杜维尔正极性时和松山负极性时.通过对比已有的钻孔资料,本文认为应基于岩石地层特征这一标准将西沙地区的乐东组埋深予以统一.在此基础上,综合磁性地层与~(230)Th定年结果,本文将乐东组的底界限定在~2.0 Ma.     

辽东地区金矿床成因与资源潜力

华北东部广泛分布着与晚中生代克拉通破坏相关的金矿床,但不同地区金矿床在研究程度、成矿特征、探明储量等方面存在显著差异.华北东部的辽东具有与胶东相似的区域地质特征,并共同经历了晚中生代克拉通破坏作用,但其金成矿的理论研究和探明的黄金资源量却存在巨大差异.本文在分析研究辽东区域地质、中生代岩浆-构造演化和矿床地质基础上,通过深部-浅部综合地球物理探测和大数据AI资源量预测,提出了辽东晚中生代金元素富集主体来自于克拉通破坏诱发的幔源熔流体,金矿床主要受北东-北北东向断裂控制,金矿类型以破碎带蚀变岩型和含硫化物石英脉型为主.明确了鸭绿江主断裂带及相关的次级断裂、已知矿集区外围与深部是未来金矿资源勘查的重要区域,预测鸭绿江成矿带黄金资源潜力巨大,具备新增数千吨级黄金资源的潜力.     

华北克拉通破坏的时间、范围与机制

华北是全球古老克拉通遭受破坏最明显和最典型的地区.自国家自然科学基金委员会设立＂华北克拉通破坏＂研究计划以来,通过不同学科间的有效交叉融合,围绕该克拉通破坏的时间、范围和机制等重要科学问题,进行了大量的工作,并取得了诸多新认识太行山东西两侧地壳与岩石圈厚度空间变化以及地球化学属性的异同显示,华北克拉通破坏主要集中在东部,而西部主要表现为克拉通的改造.克拉通化之后的沉积建造、岩浆活动和构造变形等特征表明,克拉通破坏发生在中生代,其峰期为125Ma左右.通过对比发现,岩石圈减薄在全球其他克拉通中也多有发生,但大多并不伴随克拉通的破坏;只有当受到大洋板块俯冲作用的强烈影响时,克拉通破坏才有可能发生.具体到华北地区,在早白垩世全球地幔整体升温背景下,太平洋板块的俯冲使华北克拉通东部地幔对流系统失稳,导致了华北克拉通东部破坏;岩石圈拆沉或热-化学/机械侵蚀是地幔对流失稳所产生的不同表现形式.     

从古地磁研究看中国大陆形成与演化过程

古地磁学是进行大陆板块或微板块(地块)运动演化过程和古地理重建的最有效手段之一。近半个世纪以来,通过中外学者艰苦卓绝的努力,在中国大陆上积累了大量的古地磁数据,为中国大陆各主要块体的起源、构造演化和碰撞拼合过程等提供了定量约束。文中根据现代古地磁数据可靠性判别标准,对扬子、华北及塔里木地块显生宙古地磁数据进行了重新分析和筛选,结合拉萨和喜马拉雅地块的古地磁数据,对中国大陆的形成和演化提出了几点认识:(1)古生代中国大陆各主要块体基本位于赤道附近的低纬度地区;早古生代扬子、华北及塔里木地块与东冈瓦纳大陆关系密切;(2)中生代是中国大陆各主要块体发生碰撞和拼合的主要时期;(3)中国大陆主要块体间的碰撞和拼合具有局部首先碰撞、相互旋转、完全拼合、陆内挤压造山和伸展反弹的特点。     

胶东半岛黄崖剖面早白垩世火山岩古地磁结果及其构造意义

对采自于胶东半岛黄崖剖面火山岩样品进行了系统的岩石磁学和古地磁学研究,结果表明HY1和HY2熔岩流样品的载磁矿物主要为磁铁矿和赤铁矿的混合,HY3熔岩流的样品主要为磁铁矿。系统热退磁实验从40块样品中分离出了稳定的特征剩磁方向,获得古地磁偏角/倾角平均方向为12.8°/62.4°(α95=4.8°),对应的平均虚地磁极位置为76.7°N/162.6°E(A95=6.2°)。40Ar/39Ar同位素定年结果显示,HY3火山岩的喷出年龄约为115.3±1.3 Ma~115.6±1.6 Ma(2σ)。比较结果显示,未发现研究区相对于华北块体在早白垩世有较大幅度的旋转或位移。对比山东、辽宁地区以及朝鲜半岛南部已有的晚中生代古地磁数据,发现侏罗-白垩纪期间古地磁的偏角随时间变化规律具有相似性,说明块体的旋转运动具有较一致规律性,指示东亚东缘构造运动可能受到古太平洋俯冲运动方向调整的影响。     

黄土高原红粘土成因及上新世北方干旱化问题

本文通过对黄土高原第三纪红粘土的野外观察，以及沉积学和地球化学分析，得到能证明红粘土为风成沉积的新证据。另外，佳县红粘土沉积的土壤学特征表明，上新世时期的东亚夏季风强度总体强于第四纪。     

华北地块早古生代古地磁结果的大地构造意义

对采自鄂尔多斯盆地边缘早古生代地层的１００６块（１５３采点）定向古地磁岩芯标本的研究表明，大多数地层单元的岩石剩磁组分可分离出Ａ、Ｂ两个主要分量．根据其稳定性检验结果，Ａ分量（北西方向，低负倾角及其对方向）为岩石形成时期的特征剩磁分量，而Ｂ分量（北西方向，中至低正倾角及其对方向）则可能是晚古生代的重磁化分量．华北地块早古生代的古地磁参考极均位于大西洋；与此相应，华北地块位于南纬１５°左右．     

Blake亚时及其形态学研究

本文对西宁黄土剖面古土壤层S₁的721块定向样品进行了详细的岩石磁学和古地磁学研究,获得了Blake亚时转换过程中地球磁场变化特征较精确的记录。主要结果为:1.Blake亚时位于S₁的中下部;与地球磁场方向和强度变化相联系的持续时间分别为3900a和5000a。2.Blake亚时转换过程中地球磁场主体变化特征是由6次快速倒转构成,每次快速倒转所经历的时间为百年的量级,虚地磁极（VGP）极移曲线沿美洲大陆移动,这意味着在此期间地球磁场可能仍以偶极子场为主。3.Blake亚时是一次不成功的极性转换。4.黄土高原西部黄土-古土壤序列的主要磁性矿物可能仍是磁铁矿,次生剩磁主要是粘滞剩磁,当加热温度达到300℃之后即可获得单一组分的特征剩磁。