地球的层圈结构与穿越层圈构造

从1906年发现地核到20世纪60年代,地球物理学、地质学和矿物物理学的研究揭示了地球具有物理化学性质截然不同的层圈结构,并根据全球地震波速度和密度的变化建立了初始参考地球模型。1967年提出的板块构造理论假定刚性的岩石圈板块在塑性的软流圈之上发生运动,在洋中脊不断形成的洋壳逐渐在海沟俯冲,由于板块是刚性的,变形将主要集中在板块边界。板块构造理论成功地解释了大洋岩石圈的形成和消亡、火山和地震活动带的分布以及全球构造格局,给地球科学带来了一场革命。但是,经典的板块构造理论尚未解决板块运动的起源和驱动力、大陆岩石圈的弥散性变形、大陆深俯冲等问题,因此大陆动力学成为对板块构造理论的重要补充。近年来的研究表明:在板块汇聚边界,大洋岩石圈可以俯冲至地幔过渡带、下地幔,乃至核幔边界;而大陆岩石圈可以俯冲至150~300 km深度,然后相对低密度的陆壳物质快速折返形成含柯石英和微粒金刚石的超高压变质带。地幔柱活动是是俯冲板块再循环的产物,不仅可以形成大火成岩省和洋岛玄武岩,还可以把俯冲到地幔过渡带的物质带回浅部,导致蛇绿岩中保留金刚石和深地幔矿物。因此,俯冲带和地幔柱不仅提供了穿越层圈的物质和能量交换的通道,也驱动了对地球宜居性至关重要的水循环和碳循环,是研究地球物质组成和动力学演化的重要窗口。     

浅地幔系统的组成和属性相态

板块构造学说根据构造的活动性划分单元,不考虑单元是否同质。浅地幔系统考虑了系统组成单元的异质性和动力来源,适合于系统的能量和物质运动总体规律的研究。把地球系统地划分为地球表面、浅地幔、地幔对流和地核四个子系统,地球系统就完整了。浅地幔子系统由四个不同质的的单元相互作用组成,它们是大洋岩石圈、大陆岩石圈、洋陆转换带岩石圈和软流圈,它们是不同质的。地震层析成像结果支持这种单元划分。系统作用反映了大洋岩石圈与大陆岩石圈的相互博弈,洋陆转换带是洋底扩张和大陆增生之间博弈的主要战场和阻尼器。软流圈是地幔对流的顶层,也是系统的能量库和主要动力来源。在深度200 km以下,软流圈的物质运动已经与板块运动模式分离。软流圈物质运动主要是大尺度的蠕动,也包括流体的析出和渗透,局部岩浆的集结和上涌。岩石圈板块浮在蠕动的软流圈之上,软流圈地幔的热流体可以通过岩石圈地幔黏度较小的区域向上渗透。同时,在重力作用下,岩石圈黏度大的物质也可以向下运动,拆沉到软流圈底部。从目前的成像结果可以看到,对于地球表面难以观察的软流圈和地下深部,对比三维的地震波速和电阻率扰动图像,可以获得关于物质运动的信息,认知已经发生在地壳和上地幔的物质运动特征。     

从全球对比探讨华北克拉通早期地质演化与板块构造过程

板块构造理论为 2 0世纪取得的重大科学成就。如何在新世纪发展板块构造、推动大陆动力学研究成为新的挑战。世界古大陆前寒武纪地质研究在花岗岩绿岩带、高级变质区 ,新太古代造山作用 ,早期大洋地质记录与古板块构造 ,以及超级大陆等方面取得新进展。在此全球构造背景下 ,华北早期地质演化的相关重大问题包括 :新太古代典型造山带地质演化、碰撞过程及其盆山耦合作用。围绕新太古代蛇绿岩的研究 ,特别是豆荚状铬铁矿及地幔岩 ,将提供早期大洋岩石圈性质、扩张运移过程的重要线索 ,并提出早期板块边界划分标志及其洋陆作用过程。华北中部造山带及蛇绿岩混杂带的洲际对比 ,对认识华北与最古老超级大陆聚合过程具有重要意义     

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.     

脉状金矿研究的若干问题

在脉状金矿研究中,应当注重矿床自然类型.据矿床直观特征将脉状金矿分为石英脉型、蚀变碎裂岩型、糜棱岩型、冰长石-绢云母石英脉型及微细浸染型.从地质环境和含金建造及裂隙构造系统和成矿流体作用方面分析了成矿环境与基本控矿要素.在勘查与评价中应加强矿体分布规律和矿石可选性研究及勘查效益比较研究.     

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。     

脉状金矿研究的若干问题

在脉状金矿研究中,应当注重矿床自然类型。据矿床直观特征将脉状金矿分为石英脉型、蚀变碎裂岩型、糜棱岩型、冰长石－绢云母石英脉型及微细浸染型。从地质天南地北和含金建造及裂隙构造系统和成矿流体作用方面分析了成矿环境与基本控矿要素。在勘查与评价中应加强矿体分布规律和矿石可选性研究及勘查效益比较研究。     

西准噶尔蛇绿岩:古大洋俯冲增生过程的记录

蛇绿岩记录了大洋岩石圈形成、演化、消亡的全过程,是刻画区域板块构造和洋 陆格局演化的关键证据。本文通过系统梳理前人相关研究,总结西准噶尔蛇绿岩最新研究成果,探讨大陆地壳增生方式、恢复古大洋演化历史,从而对西准噶尔构造体制转化提供新制约。西准噶尔地区发育多条震旦纪—石炭纪被构造肢解的蛇绿岩带,具有典型的岩块 基质结构,绝大多数蛇绿岩包括正常洋壳组分和海山/大洋高原残片,其中基性岩具有MORB和OIB的地球化学特征。基于前人研究,本文认为在西准噶尔古大洋发育过程中,发育不同时代与地幔柱有关的海山/大洋高原,同时存在增生型和侵蚀型两类汇聚板块边界。另外,大洋高原增生不仅是大陆地壳增生的有效途径之一,还可能诱发俯冲极性反转和传递。而在大洋高原形成初期,还可能存在地幔柱诱发俯冲起始机制。     

大陆构造系统动力学及构造应力叠加场探讨

从＂系统动力学＂的角度，对大陆构造动力学系统的结构、组成和特性进行了初步探讨，并且指出大陆区域构造应力场是多种因素联合作用的结果，是多种内、外力的非线性动态叠加场，大陆构造应力叠加场的主要成分包括重应力场、热应力场、离心惯性应力场、板块互相作用应力场、壳幔相变应力场、地幔流剪切应力场和其他诸如地幔底辟、岩浆侵入等造成的应力场等。并以亚洲东北部中新生代断陷盆地系的形成演化为例，试图说明在大陆构造动力学系统内，各种因素总是以其固有的规律演化着，并且相互作用，相互叠加，甚至相互转化，导致构造应力场的多次转化，推动一场又一场不同方式、不同方向和不同性质的构造运动，使中国大陆区域出现纷繁复杂的构造图象，铸成了特有的山川盆湖的分布格局。大陆构造系统动力学与现有的各种大地构造学的有机结合，可能导致＂系统大地构造学＂的发生和发展。     

东北亚中生代火山岩研究若干问题的思考

东北亚中生代火山岩包括大陆边缘北北东向线型火山岩带,以及大陆内部俄罗斯西伯利亚、蒙古、中国大兴安岭等面型火山岩带。它们是东北亚古亚洲洋构造域向太平洋构造域转换时期深部地幔地球化学过程以及东亚大陆与古太平洋板块相互作用的产物。对它们的研究涉及古生代古亚洲构造域闭合过程的深部地幔的动力学和地球化学演化历史,以及东亚大陆边缘由被动边缘向活动大陆边缘转换历史。古亚洲域大洋岩石圈向地幔深部潜入而引发的热地幔     

现今全球构造特征及其动力学解释

构造地质学、大地构造学和全球构造学是三个尺度的构造学研究领域,它们平行交叉而且互有扬弃。全球构造学可分为历史的和现今的两个分支。岩石圈板片和板条构造、板舌构造、洋脊构造以及大陆岩石圈多元组合板的多重滑脱构造和多层剪切构造网络等是现今岩石圈板的基本构造形态。全球级现今岩石圈构造主要表现为三大构造系统:环太平洋深消减带板舌构造系、大洋增生带洋脊构造系和大陆碰撞造山构造系,三者在球坐标系内表现出构造形态、物理场背景和动力学状态等多方面半球级的反对称关系(南/北、0°/180°),各构造系统内部还表现了普遍的东西反对称。论其动力学解释,岩石圈向西和地幔向东相对漂移的定向性显示了地球自转变化的导向作用,决定了经向构造两侧的多级反对称;地震层析探测到的地幔结构显示的热心南偏和质心北偏可能是南北反对称的动力基础;上地幔分层结构及“软层”物质在构造引张条件下形成的热涌有可能解释地表的视对流现象,有助于说明构造变动的跳位和变格以及板条和反对称运动机制。     

试论新疆深部构造基本特征

在编制１：２００万新疆莫霍面等深线图的基础上，结合航磁、遥感、地质和地球物理资料，系统编制出新疆古深部构造分区图，划分出新疆深部构造类型和单元，并简要阐述其基本特征。深部构造类型分为构造区和幔源断裂，构造区分为幔隆区、幔坳区和幔坡区三大类及幔凸、幔脊、幔坪、幔槽、幔谷、幔凹、幔坡等若干工类，幔源断裂按其活动时间和特征分为古、恒、今幔源断裂三类。新疆深部构造单元划分为阿尔泰—蒙古幔坳区、准噶尔幔隆区、伊犁幔坳区、塔里木幔隆区、昆仑幔坡区和羌塘—冈底斯幔坡区等６个一级，２０个二级及２７个三级单元。由此对新疆古板块进行了初步探讨，认为额尔齐斯、天山中央、康西瓦三条断裂深部构造特征明显，可作为一级板块构造界线。准噶尔古板块属古生代洋壳板块，其内不存在前寒武纪变质岩结晶基底。     

华北克拉通的形成以及早期板块构造

地球上最早的地壳岩石是高钠的花岗质(TTG)岩石,但是否有更老的洋壳存在过、以及陆壳是怎样形成的,涉及到地球动力学几乎所有的问题。其中板块构造是在什么时候开始的,就是个延续了数十年热度不减的前沿科学问题。流行的说法是板块构造始于新元古代,也有一些学者认为在新太古代就已经开始,或者认为自从地球上有了水的记录,就开始有板块构造。在众多的判别板块构造的标志中,蛇绿岩残片和古老的高压变质岩无疑是两个最具影响力的问题。前者可以确定有远古的古老洋壳存在过并成为缝合带中的残片,后者可以指示曾有地表的岩石单元被俯冲到深部,是俯冲、消减与碰撞的岩石学证据。本文在讨论和比较了太古宙绿岩带与蛇绿岩,以及早前寒武纪高温高压(HTHP)麻粒岩/高温—超高温(HT-UHT)麻粒岩与造山带高压变质带之后,认为尚不能作为板块构造的证据。本文还对华北的新太古代末的稳定大陆形成以及古元古代活动带的裂谷-俯冲-碰撞进行了论述。提出华北克拉通在新太古代末的绿岩带-高级区格局可能标志着热体制下有限的横向活动构造,微陆块被火山-沉积岩系焊接,随后发生变质作用和花岗岩化,完成稳定大陆的克拉通化过程。其构造机制可能是适度规模且多发的地幔柱构造控制下小尺度的横向构造运动的机制。华北克拉通的古元古代活动带有与绿岩带-高级区不同的构造样式,表壳岩带状分布,经受了强烈的变形以及中级变质作用,伴随花岗岩的侵入,虽然没有蛇绿岩和高压变质带,但已表现出板块构造的雏形特征。     

中国大陆地幔对流格局和岩石圈层构造运动

六十年代以来,由于卫星重力测量和计算技术的迅速发展,有些研究者,如Runcorn(1967)和Liu(1976-1980),根据卫星重力数据计算获得地幔对流及其应力场图象来研究全球板块构造和区域构造。愈来愈多的事实表明,构造运动不仅是地壳和岩石圈层物质运动的表现,而更重要的是地幔物质运动的反映。因此,本文应用作者计算获得的岩石圈层下面地幔流运动图象与大地构造及近代构造运动的资料相对比,探索我国岩石圈层下的地幔对流格局形成及其对构造运动的影响。     

地幔柱构造理论研究若干问题及研究进展

介绍了目前地幔柱构造理论研究中若干重要问题和最新进展,许多证据显示,地幔柱是严自于核幔边界附近的Ｄ″层发生热扰动并产生地幔柱的热动力源于外地核的不均匀加热作用;一个新启动的地幔柱在穿过整个地幔的缓慢上升过程会形成巨大球状顶冠和狭窄尾柱;地幔柱巨大球状顶冠会导致地壳发生上隆、区域变质作用、地壳深熔作用、构造变形作用和大规模火山作用,形成大陆或大洋溢流玄武岩;地幔柱狭窄尾柱的长期活动会在上覆运动板块上     

挤出构造对凤县八卦庙金矿床的控制

八卦庙金矿床的控矿构造为脆-韧性剪切带,其变形从早至晚经历了变形分解阶段、构造挤出阶段与倾竖褶皱阶段。在变形分解阶段,剪切带内形成线性强变形带与透镜状弱变形域,并在强变形带中发育一系列"顺层"石英脉,且递进剪切为一系列A型褶曲;在构造挤出阶段,剪切带产状由缓变陡,构造体制逐渐由非共轴剪切转变为近共轴挤压,形成挤出构造控制的构造蚀变岩型成矿构造;在倾竖褶皱阶段,剪切带叠加了顺层非共轴右行剪切,形成八卦庙倾竖褶皱,并在挤出构造体中形成一组NE向剪裂控制的构造脉型成矿构造。挤出构造主要包括:剪切带边部呈叠瓦状分布的内倾弧形逆冲断层系;剪切带内条带状构造大理岩与构造千枚岩间的滑动构造;构造千枚岩带中发育一系列呈倒水滴状、平面上呈不对称"鱼状"的挤出构造体;挤出构造体中含炭泥砾-角砾岩脉。蚀变岩型金矿体发育于挤出构造体中,其空间排布规律及挤出构造结构完全受控于构造挤出时的动力学机制。单个蚀变岩型金矿体向西侧伏,侧伏角约65°;而南、中、北矿带则整体向东侧伏,侧伏角约25°。     

Tectonics in the Northwestern West Philippine Basin

The West Philippine basin (WPB) is a currently inactive marginal basin belonging to Philippine Sea plate, which has a complex formation history and various crust structures. Based on gravity, magnetic and seismic data, the tectonics in West Philippine basin is characterized by amagnma spreading stage and strike slip fractures. NNE trending Okinawa-Luzon fracture zone is a large fracture zone with apparent geomorphology and shows a right-handed movement. The results of joint gravity-magnetic-seismic inversion suggest that the Okinawa-Luzon fracture zone has intensive deformation and is a transform fault. Western existence of the NW trending fractures under Ryukyu Islands Arc is the main cause of the differences between south and north Okinawa Trough. The Urdaneta plateau is not a remained arc, but remnant of mantle plume although its lava chemistry is similar to oceanic island basalt (OIB).     

吉林夹皮沟金矿床主成矿时代的确定及找矿方向

夹皮沟金矿床主成矿时代一直悬而未决，矿区及外围找矿始终处于排徊阶段。通过构造、岩浆岩、脉岩和标型矿物等综合地质分析，结合４４条脉岩ＫＡｒ年龄的统计和含金石英脉石英流体包裹体ＲｂＳｒ同位素测试等表明，夹皮沟金矿带主成矿时代为燕山期。燕山期正是太平洋板块向欧亚大陆俯冲，造成华北地台东部强烈岩浆活动、深大断裂和环太平洋成矿带形成的最佳期。找矿靶区应重点选定在夹皮沟大砬子深大断裂两侧中生代构造系统和脉岩体附近。