大陆构造研究中一些值得重视的问题

大陆构造是为当代地学界所瞩目的重大前沿领域.国内外许多地质学家意识到大陆构造研究将成为创立超越板块构造新理论的突破口.我国是一个以大陆为主体的国家,具有多种类型、各具特色的造山带和盆地,我国地学界应当为创立大陆构造新理论、推动地球科学发展,作出更大的贡献。     

大陆地质与大陆构造和大陆动力学

当代地球科学发展的新需求与板块构造对大陆地质的深化研究,使大陆问题成为21世纪地学发展的前沿研究领域、热点和关键。文中在提出“大陆动力学”研究20多年后的今天,进行关于大陆研究的新思考,从讨论厘定大陆研究的有关争议概念、大陆的基本问题、中国大陆构造的典型实例以及与世界同类范例的简要对比出发,综合概括了大陆地质与大陆构造和大陆动力学研究的关键科学问题与进一步探索研究的思考课题。提出了在大陆研究中,在进一步精确深化板块构造对大陆的研究的同时,应突出加强大陆构造中有无非板块构造动力及其远程效应的大陆内的、在深部动力学与陆块间差异非均衡背景下由陆内陆块间相互作用导致的真正陆内构造及其动力学问题的研究,以便为深化发展板块构造、认知大陆、探索大陆动力学、构建包括板块构造在内新的行星地球构造观作出努力与探索。     

大陆板内构造变形及其动力学机制

典型大陆板内变形发生在克拉通化的大陆岩石圈内部,距离同变形期活动板块构造边界数百至2000km以上。收缩变形主要表现为区域尺度的盆地构造反转、结晶基底与上覆盖层共同卷入变形的厚皮式逆冲构造,具有变形局部化特征。因为流变学分层特征不同,大陆板内变形可以发生在中上部地壳、整个地壳乃至岩石圈尺度上,表现为不同波长的地壳或岩石圈尺度纵弯弯曲。大陆岩石圈板块内部物质组成与结构的不均一性、流体活动、热作用、克拉通内盆地巨厚沉积产生的覆盖效应、地壳加厚等导致的岩石圈强度的局部降低等,是导致大陆板内变形以及应变局部化的原因。构造活化是大陆板内变形的重要方式。板块俯冲或碰撞远程效应被认为是大陆板内变形的主导动力学模型,但是放射性元素积累导致的岩石圈强度热弱化,或大陆冰川消退触发板内应力状态变化等导致大陆板内变形的动力学模型也应该引起关注。     

深部岩石力学性质及其在大陆构造变形过程研究中的作用

在阐述了与深部岩石力学性质相关的岩石流变学基本模型的基础上,探讨了深部岩石力学性质对温度、压力和岩石化学组分等因素的依赖关系。根据目前对深部岩石力学性质的认识,讨论了岩石流变学在研究大陆构造变形过程中所起的重要作用。有关研究结果表明:在运用理论分析和数值模拟方法揭示大陆岩石圈中变形的动力学机制时,合理的选用深部岩石的流变学模型是必须考虑的一个重要因素。     

中国大陆构造研究的重大进展

近年来,在地质矿产部和国家自然科学基金会的支持下,联合各部门、各学科专家学者对中国大陆的组成、结构、演化和动力学进行了多学科的专题和综合研究,现已获得一系列重要进展,摘要报道如下:     

亚洲大陆岩石圈多层构造模型和塑性流动网络

中、东部亚洲大陆的广大地区存在着由两族大型地震带共轭相交而成的统一地震网络;位于中、上地壳的这种地震网络,实际上是岩石圈下层(含下地壳和岩石圈地幔)塑性流动网络的一种响应。统一塑性流动网络系统的存在,证实了板内构造变形的驱动力源主要来自印度板块的碰撞推挤,而作用力的远程传递主要借助于网络状塑性流动。塑性流动网络对板内构造变形起着控制作用。     

对中国大陆构造格架的讨论

大陆动力学的理论与研究开启了人们一个新的思路:在确认中国大陆构造格架、划分构造单元时,除了前寒武纪基底、南华-印支期生物地层格架以外,不能不考虑中-新生代以来重大的陆内变形事件所产生的陆内变形(大型走滑断裂、推覆构造、挤出构造)对印支与前印支期所形成大陆构造格架大幅度的改造,因此对前印支期构造单元的性质需要通过构造复位来重新认识.通过构造复位认为:阿拉善、中祁连-柴达木、北羌塘等微陆块和塔里木板块是一个整体的克拉通--西域板块,不存在整体的昆(仑)-祁(连)-秦(岭)海洋板块,早古生代满加尔-北祁连坳拉槽-小洋盆和晚古生代东昆仑-阿尼玛卿-金沙江裂陷洋盆可能是由古特提斯洋脊楔入所引起的,类似于现今的红海-亚丁湾.本文拟从阿拉善、北羌塘地块的构造归属、西域板块的确认:中国境内北亚构造域的构造划分和晚侏罗-早白垩世陆内变形、中亚挤出构造;中朝与扬子-华南板块划分和南北黄海、朝鲜半岛的构造归属等方面,来讨论有关中国及邻区大陆构造格架的一些争议问题.     

变形分角作用与大陆构造

论述了造山带核部与变质基底中的透镜体型变形分解作用、大陆岩石圈内层圈结构与平等间隔型变形分解作用；认为许多块状地质体的变形变质改造以及某些构造混杂岩实际上是由变形分解作用造成的；并尝试运用变形分解使用原理来解决某些构造盆地的成因及其类型。认为变形分解构造理论的提出与系统研究可能为探讨大陆构造与大陆动力学提供一条途径。     

中国大陆动力学研究进展

针对当前地球科学发展正以系统科学理论来探讨地球的性质与行为以及地球各圈层的演化规律与相互作用过程的发展趋势，比较系统地回顾了近２０年来我国大陆动力学在构造地质、地球物理、地质地球化学方面的研究进展，并指出我国大陆动力学研究方向。     

大陆下地壳研究的新进展

伴随地球物理、捕虏体岩石学、同位素年代学等方面新资料的不断丰富，大陆深部地质作用及其过程的研究取得了不少新进展。重建下地壳的形成和改造历史，对探讨岩石圈的演化变动具有十分重要的意义。幔源岩浆分异作用、板底垫托作用及局部地壳熔融等在太古代至今下地壳的形成改造和麻粒岩相变质事件中起着关键的作用。活化大陆岛弧的下地壳较为全面地记录了下地壳复杂的演化历史，它是我们研究大陆动力学富有前景的构造区域。     

大陆岩石圈流变学研究

简单介绍了流变学的概念和两种基本研究方法,基于大陆岩石圈较大洋岩石圈有更为复杂的流变特征客观事实,指出研究大陆岩石圈流变学的重要性,并提出几个主要的研究方向和领域。     

中国大陆岩石圈的化学元素丰度

中国大陆岩石圈模型的面积９６０万ｋｍ＾２，平均厚度１１０ｋｍ，体积１０．６亿ｋｍ＾３，岩石平均密度３．０６４ｇ／ｃｍ＾３、总质量３．２４５×１０＾１８ｔ。在中国大陆地壳元素丰度的基础上，作者首次求出中国大陆岩石圈的元素丰度值。其质量丰度，厚子丰度和相对丰度列于表１。此外还按１０类（７８种）元素分别讨论中国大陆岩石圈的主要化学特征。     

论大陆岩石圈形成过程中的克拉通化阶段

克拉通化是大陆岩石圈形成和演化中 ,从活动转变到稳定过程中的重要阶段。它的鉴别和正确划出 ,无疑有助于大陆岩石圈形成和演化研究的深入。不仅如此 ,大量研究实践表明 ,克拉通化阶段还提供了形成大规模有用矿产的有利条件 ,往往构成成矿作用高峰期。因此 ,克拉通化阶段的研究具有重要的理论和实际意义。然而 ,长期以来 ,多数学者只认同始于古元古代末、世界上几个主要老地台地区的克拉通化作用。文中通过对文献的分析 ,并结合作者们自己的研究经验 ,回顾了克拉通化有关概念和理论的发生、发展 ,重点探讨显生宙以来形成的新大陆岩石圈的稳定化过程 ;目的是借鉴克拉通化概念和研究问题的思路对碰撞后和陆内阶段的构造岩浆作用的规律做一讨论。笔者认为 ,克拉通化作用的第一阶段 (碰撞后阶段 )仍继续碰撞阶段板块相互作用的方式和运动学特征 ,继承碰撞阶段的区域构造格局 ;第二阶段 (板内阶段 )则出现新的构造格局 ,深部地质作用的重要性也越来越增加了。     

论大陆岩石圈内的垂直转换断层

近些年来,地震测深和重力测量方法揭示出大陆岩石圈内存在一组穿透地壳并延深到上地幔的高角度断裂,经厘定,被命名为垂直转换断层(vertical trans-form fault)。原只认为它们存在于高亚洲,包括青藏高原。本文表明其也出现于低亚洲西伯利亚平原。大陆岩石圈内是否普遍存在垂直转换断层以及它们在大陆岩石圈动力学研究中的意义,是今后构造地质学研究的方向之一。      

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。     

花岗岩构造与侵位机制研究进展

近年来对造山带花岗岩构造与侵位机制的研究表明，花岗岩不但可以侵位在区域伸展的构造背景，也可以侵位在区域挤压（缩短）的构造背景。花岗岩侵位受断裂的控制并不是像以前认为的那样明显，而是受多种侵位机制的共同作用，而构造样式和变形组构则是侵位机制研究的基础。提出了一些新的研究思路和方法。此外，对大别山中生代花岗岩构造、侵位机制作了简要讨论。