新世纪构造地质学的纵深发展:深海、深部、深空、深时四领域成就及关键技术

近10年来,构造地质学面临前所未有的机会和巨大的发展前景,建立超越板块构造理论的时代已经来临,地幔柱理论与板块构造理论的融合必将为太阳系乃至宇宙形成的构造过程提供全新认识。文中从宏观角度,综述了当前深部、深海、深空和深时4个发展方向取得的成就,展望了这4个方面的未来发展趋势。同时,综合概述了推动近10年来构造地质学发展的4个关键技术:针对表面构造形迹的高精度激光高度计(深空星球表面成像)、高分辨率多波束(深海海底地形成像);针对深部构造形态的层析成像(tomography);针对动力学演化(深时)的各种模拟软件(ANSYS、COMSOL、FLAC等);针对物质材料流变学的高温高压实验和成分原位测试技术。     

大兴安岭西南坡成矿带晚古生代中期未变质岩浆岩的SHRIMP锆石U-Pb年代学

大兴安岭西南坡晚古生代中、晚期未变质的岩浆岩广泛分布,它们的侵位时间虽不尽相同,但都晚于中亚-蒙古造山区(带)东部峰期造山的时间,且大多与主缝合带拼合后的拉张构造环境有关,岩石性质也多具有偏碱性或双峰式的特点。本文测定了内蒙古东南部二连浩特-贺根山缝合带与索伦山-西拉木伦缝合带之间的维拉斯托石英闪长岩和闪长岩、拜仁达坝花岗闪长岩以及道伦达坝英安质晶屑凝灰岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄,它们分别为310±2、311±2、319±3和300±5Ma,时代均为晚石炭世。这些岩浆岩的形成时间比(峰期造山形成的)锡林郭勒杂岩的变质年龄(337±6Ma)晚约20～40Ma,未受到变形和变质作用的影响,推测其属于晚造山/后造山的岩浆岩。认为西伯利亚板块与华北板块之间主缝合带的闭合时间应在晚石炭世前,主缝合带的位置应在二连浩特-贺根山一线。     

大别山超高压岩区花岗片麻岩的特征与原岩成因讨论

大别山东南部超高压岩区花岗片麻岩主要包括二长花岗片麻岩和碱长花岗片麻岩。它们以富碱、贫CaO、高Fe~*/MgO,尤其以富Ba、Rb、Th、Ta、REE(Eu除外)、Ga、Nb、Zn等高场强(HFS)元素,贫Sr、Eu、Cr、Co、Ni等元素为特征。这套花岗片麻岩,尤其是其中的碱长花岗片麻岩具有典型的A型花岗岩的化学特征。岩浆侵位时代约为     

大别山碧溪岭未经历超高压变质的片麻状花岗岩

关于大别山超高压变质带中与榴辉岩密切伴生的花岗片麻岩是否也经历了超高压变质作用一直是个争议的问题。笔者最近在碧溪岭片麻状花岗岩中首次发现了可靠的岩相学和矿物学证据 ,证明该岩石只遭受到绿片岩相变质作用的改造 ,而未曾记录超高压变质矿物组合。根据片麻状花岗岩与围岩接触部位强烈糜棱岩化的发育 ,认为超高压岩石在抬升到地壳范围时与以花岗质岩石为主构成的扬子陆壳发生了大规模的构造并置。     

歧口凹陷滩海区下第三系层序地层分析及沉积体系研究

利用地震、测井、岩心等资料,通过对该区进行层序地层学的分析和研究,把歧口凹陷滩海区下第三系划分出一个二级层序,六个三级层序,并对每个层序的主控成因进行了详细的研究,总结出构造层序和气候层序的不同特点。同时对每个层序内部的沉积特点和沉积体系进行了分析,指出了层序发育对岩石储集性的控制作用。研究过程中,还发现陆相盆地的单断特点控制了该区层序发育的总体特征;而断陷湖盆内部三级断层对层序内砂体的位置则有明显的控制作用。     

太古宙构造研究进展

太古宙构造研究倍受地质学家们重视，它对研究大陆岩石圈乃至整个地球形成和演化，创立地球动力学模式具有重大地质意义，近年来，太古宙构造研究取得巨大进展，通过对世界上一些经典地区研究，越来越多的地质学家认为太古宙克拉通内的高级区和绿岩带及其内部都是由异地构造层或地体水平拼贴形成的，尽管太古宙克拉通的大地构造模式众多，但就目前的研究成果看，板块构造模式在太古宙构造演化中仍处于主导地位。     

不列颠群岛北部及相邻劳伦和波罗的各地体的早元古代构造综述

本文运用Ｐｉｐｅｒ（１９７６）的劳伦和波罗的地体在格林威尔造山前拟合的修订方案，回顾了英国刘易斯期杂岩及邻区劳伦和波罗的早元古代造山带的构造。整个区内于１．９￣１．８Ｇａ期间在会聚方向上的明显一致性说明重建是正确的，并且表明北大西洋地区在早元古代期间经历了相同的运动型式。推测的该区２．６￣１．６Ｇａ期间的板块构造历史可划分为四个阶段。（１）２．６￣２．４Ｇａ；北大西洋克拉通内共轭剪切带系统的形成；     

造山带PTt演化及区域变质作用的起因

Ｂａｒｒｏｗ（１８９３）提出了三个重要观点：（ｌ）关键性指示矿物的应用可确定变质带并推断区域变质作用的空间特征；（２）递增变质作用的概念；（３）热岩浆平流可能是区域变质作用的一个起因，这些都加深了对变质作用过程的理解。本文通过回顾我们对变质岩石ＰＴｔ轨迹得出的造山带动态演化的认识，以及考虑到造山带内不同类型区域变质作用的可能起因，来进一步探讨这些论题。通过峰值温度和压力的相对时间关系，对区域变质岩石可区分出两种不同的基本造山带类型。以顺时针ＰＴ轨迹为特征的造山带在达到峰值温度前获得峰值压力，变质峰期一般滞后于带内早期变形，高于“正常”传导热流的附加热与超覆量有关。相反，以逆时针ＰＴ轨迹为特征的造山带在获得峰值压力前达到峰值温度，变质峰期一般先于带内早期变形或与之同时，高于“正常”传导热流的附加热与深成任人体的就位有关。用于确定ＰＴｔ轨迹的手段有：变斑晶及反应结构中矿物包裹体序列的应用、温压计、流体包体的应用、诸如Ｇｉｂｂｓ方法的热力学方法、放射性同位素测年、裂变径迹研究和数字模拟。在合适的岩石中，我们可利用特定矿物共生组合来确定单条ＰＴｔ轨迹，并且同—造山带内的一套ＰＴｔ轨迹使我们能够解释变质作用动态演化过     

微板块与大板块：基本原理与范式转换

传统板块构造理论50多年来一直是占统治地位的地学理论，是理解固体地球运行的基本范式，但遇到三大难题：板块起源、板内变形和板块驱动力。针对这三大难题，微板块构造理论试图开拓一个全球构造研究的新范式。本文通过与传统板块构造理论中基本原理的逐条对比，阐明了微板块构造理论的基本原理和优势及其对传统板块构造理论的拓展。微板块构造范式既不同于传统板块构造范式，又不同于地幔柱范式，是两者的重要补充与拓展。文中着重从几何学、运动学、动力学、适用范围、理论出发点、理论假设与预测的角度，阐明了大板块与微板块的异同，并探讨了两者的转换关系及其转换机制的多样性，介绍了微板块生长成为大板块的4种途径、大〖JP2〗板块破碎为微板块的3种转换模式，探索了前板块构造体制下微地块在非线性地球系统中通过自组织、自生长等方式，进化为板块体制下微板块的自然选择过程。本文还提出陆壳型微地块是密度选择的结果，其密度决定了其保存机制，这是陆壳起源的根本；〖JP〗微地块向微板块的转变是刚性选择的结果，其刚性是初始板块构造体制起始的必要条件；微板块不对称俯冲或对流型式的转变是热选择的结果，其热不对称性是现代板块构造体制起始的必要条件。