天体化学：地球起源与演化的几个关键问题

以近几年天体化学研究取得的一些重要成果，论述了对于认识地球的起源和演化进程的重要意义。地球主要由一套具有独立化学成分组成的硅酸盐质星子群随机碰撞吸积而成。地球的星子堆积形成方式和初始化学成分的不均一性制约着地球后期的非均一，非均变演化过程。以１８００Ｍａ为转折点，地球的演化具明显的两阶段演化特征：早期以初生壳体－星子源地体的形成和发展为特点，后期以岩石圈板块运动为特点。     

地球的原始不均一性起源及其对超大型矿床分布的制约

本文从太阳星云演变模式入手,着重介绍地球的非均一堆积起源模式.指出地球的化学成分具有原始的不均一性;这种不均一性起源于前地球阶段堆积星子的不均一性.地球的星子吸积过程具有明显的两阶段性,即原地球吸积阶段和晚期吸积阶段,而后期的吸积过程对上地幔及地壳的化学成分不均一性的影响尤为显著.最后指出地球化学不均一性对超大型矿床分布的制约.     

堆积的地球及其初始不均一性

从天体化学和地球科学的研究成果出发，认为地球是在一较窄的类地行星区域内，主要由硅酸盐质星子随机吸积而成。在星子形成之前，初始太阳星云已经历了挥发性元素的强烈亏损事件，同时也已发生了硫化物、金属和硅酸盐成分之间的分馏作用，随着行星的形成，行星内部的分馏作用将会持续进行。在形成地球的独立吸积区内，混合作用不彻底，星子群之间的化学成分不均一，因此，构成地球的将是一套具有各自独立化学成分组成的星子群，而不同于地球上现已发现的任何陨石或者它们的组合。     

行星地球的起源和演化模式—地球原始不均一性的起源及对后期演…

本文指出地球具原始不均一性，并且，这种原始不均一起源于前地球阶段堆积星子的不均一性。地球不均一性的演化从早期不均一性经１８００Ｍａ前后变格“事件”而发展成为晚期不均一性。地球化学不均一性和地球的形成、演化密切相关。地球形成经历了原地球堆积和补堆积两个阶段，地球的演化可以１８００Ｍａ为转折点具明显两阶段演化特征：早期以初生壳体－星子源地体的形成和发展为特点，后期以岩石圈板块运动为特点。并认为，区域矿     

碰撞作用与类地行星起源探讨

类地行星挥发性元素普遍亏损很可能是由于太阳星云早期剧烈的太阳活动引起的。当气体、尘粒、挥发性元素和水被驱赶出内太阳系时，只有米级到公里级的物质保存下来并堆积成星子，最终吸积星子形成类地行星。我们认为类地行星的初始物质主要是已分异的星子和一些未分异的球粒陨石质星子或不同类型的陨石母体，最靠近太阳形成的星子具有最低的ＦｅＯ／（ＦｅＯ＋ＭｇＯ）值，水星是在靠近太阳的高度还原条件下吸积成分类似ＥＨ球粒陨石的星子形成的。地球的初始物质为分异的铁陨石及Ｈ群球粒陨石。随着距太阳距离增大及温度降低，陨石形成的部位大致为：ＥＨ、ＥＬ－ＩＡＢ－ＳＮＣ（辉玻无球粒陨石、辉橄无球粒陨石、纯橄无球粒陨石）－Ｅｕｃ（钙长辉长无球粒陨石）－Ｈ、Ｌ、ＬＬ－ＣＶ、ＣＭ、ＣＯ－Ｃｌ－彗星。物体之间、星子之间及行星与星子之间的碰撞对太阳系的形成和演化起着重要的作用。     

地球的形成及其初始状态的探讨—二阶段不均一吸积模式

本文详细讨论了地球的单阶段均一吸积模式在解释全球地球化学特征时所遇到的困难。作者认为地球的吸积是分二阶段进行的：还原的原地球吸积阶段和氧化的晚期吸积阶段。第一阶段吸积形成的原地球，其体积已达地球体积的９９％以上，处于还原的全熔状态，导致地核的形成；第二阶段吸积形成氧化态折冷或部分熔融的初始地球的上地幔，控制着地球后期的地质演化作用，并同时构成原始地幔挥发性组份的内部储库。根据上地幔微量亲石元素、亲     

地球环境演化的阶段性及其形成机制探讨

地球环境（大气圈、水圈）的演化具有明显的阶段性。撞击作用与地内核转变能是地球环境（大气圈、水圈）演化的根本机制。地球吸积形成期，原地球捕获太阳星云大气形成的原始大气经太阳风驱赶和星子撞击而逃逸，早期大规模的撞击过程又可能使地球上折矿物脱去挥发分，形成地球次生大气的一部分，也可使其次生大气部分脱离地球，地球形成期曾经历过撞击生气与气体逃逸的多次旋回，撞击作用决定其环境条件；地球形成之后，撞击作用仍起     

陨石、宇宙尘研究对认识地球演化的几点启示

近年来我们通过对陨石和宇宙尘的研究,获得了一些对地球演化的新认识与启示。 1.地球是由类似陨石的物料组成的相当数量的小型天体堆积而成;地球初始成份极不均匀,其各圈层(地核、地幔、地壳、水圈和大气圈)都是后期经历了漫长演化过程的产物。太阳星云凝聚形成百余种矿物,由高温凝聚相逐渐演化到形成各类低温和含水矿物,最后形成各种气体冷凝的固态矿物相。星云内部各凝聚相的碰撞、吸积与增生,在厘米级的尺     

太阳星云凝聚过程的岩石学模型：（Ⅲ）类地行星区星云凝聚作用和地球原始成分的估算

在建立了小行星区星云凝聚模型的基础上，对类地行星区中上物质（硅酸盐、氧化物、金属、硫化物等）的凝聚作用，以及凝聚物的水化作用进行了讨论，进而建立了包括小行星区在内的整个类地行星区的星云凝聚模式。根据地球核慢质量比和关于地球初期演化的研究结果；使用顽火辉石球粒陨石和Ｃ１陨石的化学成分分别做为地球形成区中类顽火辉石球粒陨石质星子和类Ｃ１陨石质星子的成分数据；假定类顽火辉石无球粒陨石质星子的成分与类顽火辉石球粒陨石质星子的硅酸盐部分成分相同，计算出原始地球可能由１．５８％的类铁陨石质星子、１３．９％的类顽火辉石无球粒陨石质星子、８２．５２％类顽火辉石球粒陨石质星子、２％的类Ｃ１陨石质星子组成。     

太阳星云凝集过程的岩石学模型：（Ⅲ）类地行星区星云凝集作用和地球…

在建立了小行星星云凝聚模型的基础上，对类地行星区中土物质（硅酸盐、氧化物、金属、硫化物等）的凝聚作用，以及凝聚物的水化作用进行了讨论。进而建立了包括小行星区在内的整个类地行星区的星云凝聚模式。根据地球核幔质量比和关于地球初期演化的研究结果：使用顽光辉石球粒陨石和Ｃ１陨石的化学成分分别做为地球形成区中类顽光辉石球粒陨石质星子和类Ｃ１陨石质星子和类Ｃ１陨石质星子的成分数据，假定类顽光辉石无球粒陨石质昨     

行星地球不均一成因和演化的理论框架初探

地球是太阳系的一部分 ,研究地球的成因和演化必须要与太阳系的形成结合起来。文章在综合最新的地球化学、地球物理和天体化学研究资料的基础上 ,对地球的不均一成因进行了理论上的推导。对星子学说、地球的多阶段堆积模型和地球化学不均一性以及它们的相互关系进行了论述 ,从行星演化的角度阐述地球不均一成因的理论框架。根据行星起源的星子学说 ,以及天体化学、地球化学和深部地质地球化学和地球物理资料的多重限制 ,行星地球的增生经历了两个主要阶段 ,即原地球的形成阶段和晚期星子堆积形成上地幔镶饰层阶段。早前寒武纪岩石的铅、钕、氧同位素的研究表明 ,在地球形成的初期就存在化学不均一性 ,而这种不均一性很可能代表初始堆积星子化学组成的差异     

构造演化与成矿系统动力学——以胶东金矿集中区为例

成矿系统的形成、演化与区域构造演化和地球动力学行为有关,成矿系统动力学是确定成矿系统演化和最终结果的关键,其研究是对传统成矿理论的突破,具有重要的理论与实践意义。胶东地区长期处于大陆边缘,构造成岩成矿作用过程表现出复杂性和多样性：（１）太古宙—元古宙绿岩地体产生、形成———金的矿源系统雏形;（２）古生代构造环境稳定———金成矿作用间歇;（３）中生代绿岩带强烈活化改造———构造成岩成矿;（４）新生代构造继承性活动———后期构造破矿作用。胶东金矿集中区是典型的剪切带构造成矿系统,是区域尺度地质作用的产物,其形成、演化受大陆岩石圈和深断裂成熟度控制,与太平洋区板块俯冲碰撞及郯庐断裂带的形成、演化紧密相关,其发生和作用过程及演化受地壳演化和地球动力体制转换制约,与区域构造的形成、演化相互关联。“断裂阀地震泵吸周期性破裂愈合”的构造动力体制转换是成矿物质活化、运移、聚集、成矿的基本动力学保障,构造应力场转换是其重要表现形式,金的成矿作用发生于剪压变形构造岩相向剪张变形构造岩相转换的时空界面     

试论地球演化历史中水的总体行为

在地球不均匀吸积模型的基础上，根据比较行星学所获得的行星演化理论、大陆进化的历史、板块运动的特点以及高温高压实验研究结果，对地球演化历史中水的总体行为进行了分析和推论。从而对地球原始壳的特点、地球上液态水成因、地球表面缺失最初８亿年历史的原因、水的总体运移趋势等有了一些新的认识     

地球早期演化的Hf-W同位素制约

~(182)Hf-~(182)W作为短周期放射性衰变体系,可有效约束地球早期演化吸积增生和内部分异过程。本文通过系统总结、归纳太阳系形成初期地球核幔分异过程中Hf-W同位素变化规律、月球与地球硅酸盐的W同位素组成,提出利用~(182)Hf-~(182)W体系测定地球核幔分异时间不确定性的主要原因是地球核幔分异的持续性及开放性,大碰撞时间的~(182)Hf-~(182)W同位素限定主要受控于硅酸盐地球和硅酸盐月球的Hf/W比值,讨论了地幔W同位素不均一性的形成机制,与现代地幔不同的~(182)W/~(184)W组成可能代表了后增生作用之前整体硅酸盐地球的W同位素组成,也可能是~(182)Hf未完全灭绝时形成的区域性Hf/W比值差异经~(182)Hf衰变形成的结果。这些结论为探索类地行星形成与演化提供了重要制约。     

前寒武纪大陆地壳构造—大陆壳体并合构造模式

根据星子理论和地球的星子堆积模型，以及地质演化两阶段模式和区域演化序列的差异，提出一种综合地质构造单元：大陆壳体。大陆克拉通内部南体具独特的并合构造特征，文章将该构造模式称为大陆壳体并合构造，作为研究大陆克通地壳形成、演化的工作模式。作者在系统分析全球大陆克拉通地质、地球化学资料和对中国东部板内地壳构造研究基础上，将大陆克拉通地壳划分为若干类型，并总结了不同类型地壳区的区域演化序列，及并合带的类型     

地球表面冲击坑

太阳星云崩溃后,固态物质相互碰撞,粘附吸积,增长形成行星。碰撞是行星起源、形成和变质作用等演化的最基本过程。大致在太阳系形成后5—6亿年,不论是行星还是卫星均经历着灾难事件,其表面遭受到频繁的碰撞袭击,以致行星表面今天仍然保留着密布的坑     

行星地球的星子堆积模型：小行星带的例证

本文较全面介绍了星子堆积理论，并依据多学科资料阐述了地形形成的７个过程：前太阳星云分子云阶段；尘粒形成阶段；无级序小星子形成阶段（〈１０ｋｍ）；星子级序生长阶段；星子序级分化阶段；地球及类地行星两阶段堆积：原地球阶段和上地幔补堆积阶段；陨石及残余星子冲击阶段。论述了地球形成理论的一个新模式。     

超大型矿床密集区的成因及预测

首次提出地球上矿产资源分布的不均匀主要与太阳系的起源有关。水星、金星、地球、火星、小行星的幔,主要分别由E群、H群、L群、LL群和C群陨石物质组成的星子聚合而成、由此造成行星幔横向不均匀性及幔表层矿产资源不均匀性的基础。由于不同元素在各类星子中分布的不均匀性程度不同,它们对超大型矿床密集区的控制也不一样。富含成矿元素的星子被吸积于上地幔表层,形成了原始矿源区。当地壳形成后,大陆岩石圈没有被软流层的对流作用均匀化,虽经几十亿年的地质作用改造,这一原始矿源区依然存在。通过分析不同群的球粒陨石组分等特征,并结合成矿时代、成矿带及成矿作用改造特征等,可以对超大型矿床密集区进行远景预测。     

秦岭印支期成矿作用及意义

秦岭碰撞造山经历了长期板块构造的俯冲碰撞和板块边缘构造演化，于印支期最终完成，形成了统一的中国大陆，并由此转入陆内变形。Au、Mo多金属矿床同位素年龄资料表明印支期是秦岭的重要成矿期，其成矿作用明显受到构造演化控制，反映特定的地球动力学背景和作用过程。秦岭印支期成矿作用不仅奠定了中国东部中生代成矿大爆发的基础，而且为研究碰撞期和碰撞期后构造体制快速转换的研究提供了新线索。重视秦岭以及中国印支期成矿作用的研究，对正确认识秦岭成矿带的区域成矿规律、造山带演化的深部动力学过程，建立符合中国和东亚实际的成矿理论体系具有重要科学意义。     

太阳系行星系统的形成和演化

本文评述了星云和星子假说、太阳星云的崩塌、星盘的形成和演化、颗粒生长、星子增生、类地行星和类木行星的形成、行星迁移,以及太阳和行星的演化。