构造动力体制与复合造山作用——兼论三江复合造山带时空演化

构造动力体制是研究区域大地构造演化和成矿地质环境的基础,而造山带作为全球金属矿产资源集中产出的地带,同时保留了地球地质构造演化最为丰富的记录,因而是用来解剖不同构造动力体制及相关成矿环境和成矿作用的主要对象.板块构造源于大洋,描述和解释的是以水平运动为主导的板块构造导致的大陆边缘增生和大洋板块消失及与其相关的地质现象,其动力学体制称为大洋动力体制;大陆构造描述和解释的主要是大陆内部而不是边缘发生的以垂直运动(壳幔相互作用)为主导的的大陆物质增生和消失及其相关的地质现象,其动力学体制称为大陆动力体制;而洋陆转换则是水平和垂直运动相互耦合、共同作用的动力学体制,描述和解释的是洋陆转换及其相关的地质现象,可以将其称为转换动力体制.不同构造动力体制在全球范围内具有同区转承和异区并存特点.每一种构造动力体制都可以激发造山作用,因此,地球上同时存在着不同类型的造山作用和造山带,可以归结为俯冲造山(带)、碰撞造山(带)、伸展造山(带)和陆内造山(带)等完整反映造山带演化过程的4种类型.复合造山概念科学地描述了全球不同造山带的复杂性.它具有三种涵义,一是不同时期相同或不同类型造山带在空间上的复合(叠置);二是同一造山带在不同地质历史阶段、不同构造动力体制下造山作用的时间复合(叠加);三是同时具有时空复合特征的复合造山带.对三江造山带时空结构的解析表明,它是具有时空复合特征的巨型复合造山带的典型代表.     

泰山地区太古宙末韧性剪切作用在陆壳演化中的意义

泰山地区北西向韧性剪切作用发生在构造体制从韧塑性变形向脆性变形转化的太古宙末期,属于中高温变形环境条件下的剪切变形。剪切带中岩石结构构造解析和化学成分变异等比线研究表明,岩石的物理变化贯穿韧性剪切作用的始终,化学变化仅发生在糜棱岩化阶段。韧性剪切变形在地壳演化中具有加厚陆壳的作用,是陆壳克拉通化的标志性构造事件     

泰山地区太古宙末韧性剪切作用在陆壳演化中的意义

泰山地区北西向韧性剪切作用发生在构造体制从韧塑性变形向脆性变形转化的在古宙末期,属于中高温变形环境条件下的剪切变形。剪切带中岩石结构构造解析和化学成分变异等比线研究表明,岩石的的物理变化贯穿韧性剪切作用的始终,化学变化及仅发生在糜棱岩化阶段。韧性剪切变形在地壳演化中具有加厚陆壳的作用,是陆壳克拉通化的标志性构造事件。     

川西南地区大地构造演化及其金矿大地构造成矿带

本文用板块构造理论全面分析和恢复了川西南地区大地构造演化,通过阐明大地构造对金矿成矿的专属性及金矿大地构造成矿带的概念,划分了本区的金矿大地构造成矿带.并对各成矿带大地构造控制及主要的成矿地质作用进行了描述,通过对比区内金矿床的实际产出情形和相应区带对金矿矿床类型的专属性,确定了区内不同环境中金矿找矿的方向.     

底侵作用（underplating）及其壳——幔演化动力学意义

上地幔物质加入大陆地壳底部过程（底侵作用），在大陆地壳生长、改造和演化过程中起着重要作用，是大陆垂向增生的一种重要方式。底作用会引志大陆下地壳成分、波速结构、同位素组成和热结构的明显变化。     

土壤水分运动空间变异性尺度效应的染色示踪入渗试验研究

探讨了土壤水非均匀流动特性和描述方法,通过染色示踪剂调查了三种试验尺度条件下非均匀流动模式,并采用随机层叠模型对不同实验尺度条件下非均匀流动模式进行了模拟。随机层叠模型中具有对数正态分布性质的随机层叠发生器被用来描述水流入渗过程,不同的方法被用于模型参数求解。试验观测和模拟计算结果均表明,尺度特性是非均匀流动的重要影响因素之一,准确的描述不同研究尺度下的非均匀流动特征,须同时考虑流动在水平和垂直方向的变异性。随着研究尺度的增加,流动的非均匀性变异程度更加明显。     

大陆生长演化与成矿作用讨论

无论是与岩浆作用,还是与沉积作用或变质作用岩石相关形成的矿床均发生在地壳之中。事实上,成岩与成矿紧密的关系意味着要理解成矿作用就必须深入的认识整个地质时代地壳演化的特征。相应的研究有2个最基本的方向:其一是经验性的描述成矿构造环境和容矿岩石的研究;其二是构绘大陆演化与矿床在其演化中的时空位置的研究。前者已经获得相当多细致的研究;但后者研究上需要对大陆演化历史的全面理解,认识上就更为困难。特别是成矿作用传统认识上的局限性,难以将成矿作用置于活动的大陆聚散过程中去认识。笔者以全球活动构造的视角,从大陆生长速率、水圈和大气圈的演化、全球性热产物演变和海平面的变化的历史纪录角度,对活动的地球演化环境下的成矿作用进行总结探索,以激发对该领域更深入地研究。     

新疆诺尔特地区阿提什花岗岩体岩浆演化动力学

新疆诺尔特地区花岗岩分布广泛,其中阿提什花岗岩体与燕山期阿克提什坎金矿床在时间、空间上密切相关,该岩体为二长花岗岩,具铝过饱和特征,属于高钾钙碱性系列.为探讨阿提什花岗岩体与阿克提什坎金矿床成矿的关系,从动力学角度探讨了燕山期阿提什花岗岩体的岩浆演化机理.瑞利数计算结果远远大于104,显示阿提什花岗岩体岩浆中对流作用是存在的.模拟计算显示,分凝作用是存在的,分凝作用对于大颗粒的残余体的分离作用明显,而对于小颗粒的残余体的分离作用很小.晶体分布参数S介于10-7～10-3间,显示岩浆中晶体基本上是自由浮动的,晶体的运动受流体的运动控制.斜长石粒度分布的体视学特征显示,在对流条件下,岩浆成分通过晶体与熔体的差异运动而发生变异.     

分层沉积物河流-地下水系统水力连通演化

为揭示河流-地下水系统水力连通状态演化特征,以分层沉积物季节性失水河流-地下水系统为研究对象,解析水力连通状态判别标准,剖析系统内渗流变异机制,阐明水力连通状态变异类型与机制,完善演化理论框架。构建6个具有不同分层沉积物的河流-地下水系统渗流模型,利用数值模拟方法模拟水力连通状态演化及变异。结果表明：湿润锋曲线和饱和带前锋曲线是刻画水力连通状态演化的特征曲线;沉积物内渗透能力和毛细力作用差异是导致变异的原因。湿润锋曲线变异类型为陡坎型、缓坡型或交替型;饱和带前锋曲线变异类型为后移型、前突型或交替型。研究成果为进一步开展河流-地下水系统内水量评估、物质迁移和能量传输研究提供理论支撑。     

冈底斯岩浆弧的形成与演化

位于青藏高原南部的冈底斯岩浆弧是新特提斯大洋岩石圈长期俯冲导致的中生代岩浆作用的产物,而且在印度与亚洲大陆碰撞过程中叠加了强烈的新生代岩浆作用,是世界上典型的复合型大陆岩浆弧,也是研究增生与碰撞造山作用和大陆地壳生长与再造的天然实验室。基于岩浆、变质和成矿作用研究成果,我们将冈底斯弧的形成与演化历史划分5期,即新特提斯洋早期俯冲、新特提斯洋中脊俯冲、新特提斯洋晚期俯冲、印度-亚洲大陆碰撞和后碰撞期。第1期发生在晚白垩世之前,是以新特提斯洋岩石圈的长期俯冲、地幔楔部分熔融形成钙碱性弧岩浆岩为特征。长期的幔源岩浆作用导致了整个冈底斯弧发生显著的新生地壳生长,并在岩浆弧西部形成了一个大型的与俯冲相关的斑岩型铜矿。第2期发生在晚白垩世,活动的新特提斯洋中脊发生俯冲,软流软圈沿板片窗上涌,使上升的软流圈、地幔楔和俯冲洋壳发生部分熔融,导致了强烈的幔源岩浆作用和显著的新生地壳生长与加厚,并以不同类型和不同成分岩浆岩的同时发育和伴随的高温变质作用为特征。第3期发生在晚白垩世晚期,为新特提斯洋脊俯冲后残余大洋岩石圈的俯冲期,以正常的弧型岩浆作用为特征。第4期发生在古新世至中始新世,伴随印度与亚洲大陆的碰撞,俯冲的新特提斯洋岩石圈回转和断离引起软流圈上涌,诱发了强烈的幔源岩浆作用。在此阶段,大陆碰撞导致的地壳挤压缩短和幔源岩浆的底侵与增生,使冈底斯弧经历了显著的地壳生长和加厚,新生和古老加厚下地壳的高压、高温变质和部分熔融,幔源和壳源岩浆岩的共生和强烈的岩浆混合。所形成的I型花岗岩大多继承了新生地壳弧型岩浆岩的化学成分,并多显出埃达克岩的地球化学特征。在岩浆弧北部形成了一系列与起源于古老地壳花岗岩相关的Pb-Zn矿床。第5期发生在晚渐新世到早-中中新世的后碰撞挤压过程中,以地壳的继续加厚,加厚下地壳的高温变质、部分熔融和埃达克质岩石的形成为特征。在岩浆弧东段南部形成了一系列与起源于新生加厚下地壳埃达克质岩石相关的斑岩型Cu-Au-Mo矿。冈底斯带的多期岩浆、变质与成矿作用为其从新特提斯洋俯冲到印度-亚洲大陆碰撞的构造演化提供了重要限定。     

岩石强度时效性演化模型

在一定的外界荷载作用下,岩石材料的强度会随时间不断降低,在工程上常表现为由于强度的弱化而导致岩体的突发性破坏行为以及岩体的长期强度等不同现象和问题。因此,岩石强度的时间效应研究对岩体工程施工安全和工程长期稳定性都具有重要的指导意义。在对大量试验结果分析的基础上,总结了岩石强度演化规律与内在机制,发现岩石强度的损失与岩石本身的固有强度、所受应力状态（屈服接近度）以及应力作用的持续时间有关,在此基础上,提出了以岩石凝聚力和内摩擦角随上述因素变化为核心的岩石强度时效性演化模型。通过对多组试验数据的模拟分析表明,提出的岩石强度时效性演化模型能很好地描述岩石强度的演化规律,可以较好地定量反映不同应力水平下岩石强度弱化过程,且物理意义明确,为岩石强度的时间效应研究开拓了一个新的思路和方法。     

变异函数在马关都龙曼家寨锡锌多金属矿床中的应用

变异函数是地质统计学的核心内容和基本工具,它既能描述区域化变量的空间结构性变化,又能描述其随机性变化.本文在阐述了变异函数理论研究的基础上,依据都龙锡锌矿体的地质特征,运用变异函数,对该矿床Sn、Zn品位进行了变异函数的模拟和结构分析,为该矿床的储量计算和生产勘探提供了科学依据.     

变异函数在都龙锡多金属矿床的应用

变异函数是地质统计学的核心和基本工具.它既能描述区域化变量的空间结构性变化,又能描述其随机性变化,变异函数分析是许多其它地质统计学计算的基础.文章在阐述了地质统计学原理和变异函数理论研究的基础上,运用Surpac矿业软件,根据都龙锡多金属矿床主矿体的产出特征,对该矿区锡、锌品位进行了变异函数分析,并对分析结果进行了地质解释.     

山区城市地质环境演化中包气带的二次污染机制

污染液在包气带中的作用机制,是城市地质环境污染控制研究中的一个重要环节,是人们关注的焦点,本次研究以长江三峡工程水库库尾段重庆等山区城市为典过型实例,研究了包气带地质结构特征和污染现状,在室内开展了岩柱淋滤模拟实验,揭示了污染物在包气带中的作用机制,研究证明,包气带污染物具有净化,聚焦和变异等多种功能,并在一定条件下可造成环境对二次污染,它对城市生态环境演化进程中,具有重要意义。     

石灰岩声发射特性及其演化规律试验研究

为定量描述不同应力条件下岩石材料声发射特性及其特性演变规律,分析不同应力条件下岩石声发射参数与应力、变形的量化关系,对广西高峰矿石灰岩进行了单轴压缩、拉伸和劈裂条件下的声发射特性试验,在此基础上将模糊自相似分维概念引入岩石的声发射试验分析中,就不同应力条件下岩石声发射所表现出的自相似规律进行了研究。研究表明:在压应力作用下石灰岩声发射出现短暂的"钝化期",其声发射事件率及能量率模糊容量维记数曲线出现了"最小-回升"现象;在劈裂条件下石灰岩声发射事件频发且其声发射参数序列同样存在模糊自相似容量维特性,但其模糊容量参数的演化过程未能观测到"最小-回升"现象;在直接拉伸试验中,由于"胶结、引力"材料声发射活动具有瞬发性,不易监测,本次试验可测范围内无法计算其分维数,因此在拉伸条件下岩石试样是否具有自相似性演化规律还有待于进一步的研究。      

地壳早期演化的研究进展

地壳早期演化研究的主题是探讨早期大陆形成、生长和再循环的地质过程及其地球化学和地球物理模式。由于陆上古老岩石分布极为有限,围绕着陆壳生长速率的争论持续了30多年。地球化学家基于陆壳从地幔萃取而成并导致被萃取后的地幔在地球化学上产生亏损的认识,提出了许多重要的大陆形成、生长、再循环模式。近年来发展起来的高精度MC ICPMS分析技术,使单颗粒锆石Lu Hf同位素系统分析为评价早期地壳演化提供了更多的信息和更为可靠的证据。不同大陆早前寒武纪地壳及地幔地球物理和地球化学状态研究表明,陆壳再循环作用、壳—幔以及壳内（如古老的地壳重熔作用及其与相对较新的地壳发生广泛的混合作用）相互作用是早期大陆演化的重要地质过程。     

韧性剪切带中稀土元素变异原因新探——对体积亏损公式解释剪切体系中稀土变异的讨论及稀土变异的若干原因

通过对周建波等发表在《地质论评》上的文章《稀土元素在韧性剪切带体积亏损研究中的应用》的讨论,认为利用体积亏损公式来解释剪切带中稀土元素变异的原因值得商榷.详细分析了O'Hara体积亏损公式的原始推导,从而得出体积亏损公式的应用要视情况而定.提出体积亏损并不是剪切带中稀土元素变异的原因,仅仅是引起稀土元素变异原因的现象.流体作用引起的质量传输才是稀土元素变异的内在因素,并且根据前人的研究结果,概括了剪切带中影响稀土元素变异的其他直接和间接的因素：包括强应力作用下的部分熔融形成的融体对稀土元素（不相容元素）的“萃取”作用;副矿物的残留;氧逸度对稀土变异的动力学调控;高水/岩比环境下的流体有效渗滤;分配系数动态变化以及应力的驱动等.     

论喀斯特地貌的成因与演化

本文对喀斯特地貌的成因与演化进行较全面而简明的综合分析 ,对喀斯特的经济意义、战略意义、美学价值及其历史沿革作简明介绍。全文共七部分。开篇介绍“喀斯特”一词何时、何地、何因而成为地质学和地理学中专有名词。虽起源于上世纪初欧洲著名地质学家H .Stelle的研究 ,观测对象不过是亚德里亚海东北Dalmatian沿岸KarstVillage ,“喀斯特”在地质学中作为岩溶地貌的代名词 ,也不过百年的历史 ;但中国人对它的研究描述 ,已源远流长 :早在宋代和明代 ,大学问家王守仁 (即王阳明 )和大博物学家宋云星 ,就对石灰岩岩溶地貌做过比较确切的描述 (王守仁《平蛮奏折》 ,宋云星《天工开物》)。特别是宋云星 ,还对岩溶及石灰华的再沉积机理 ,做过开创性的研究和记述(《天工开物》)。本文重点在第二节和第三节。前者从多方面对原生喀斯特地貌景观的成因机制作了研究和比较详细的分析 ,主要是 :岩石地层因素 ,地质构造环境 ,水化学及水动力条件 ,生物化学制导等四方面 ,四者缺一不可形成喀斯特。后者则从低温低压条件下地球化学平衡的角度 ,阐述次生喀斯特的成因和演化机制。喀斯特景观之所以具有美学价值和文化内涵 ,乃在于其表面淀积着厚薄不等的沉积物 ,在微生物作用下所凝析的方解石和雯石微晶 ,常见者有 :石     

开膜法养殖淡水珍珠的表面微形貌演化特征

为了解淡水珍珠的成珠过程,采用环境扫描电子显微镜对开膜法养殖异形淡水珍珠样品的表面微形貌特征进行了观察。结果显示,在异形淡水珍珠样品珍珠层中,成层排列的文石板块形状各异,具有多层和有序的特点;在珍珠层的生长初期,形成于成核小片上的有机质为三角帆蚌外套膜细胞所分泌,其为后期矿物提供进一步沉淀的局限空间和成核作用的基底,具有确定矿物成核大小、空间排列、结晶取向和离子堆积是否出现同质多象的功能。同时,珍珠样品表面出现了与在海水珍珠和以淡水池蝶蚌为母贝的淡水珍珠中类似的螺旋生长纹,这可能是其在生长过程中受有机质的调控作用,使文石晶体在不同部位上的堆积具有差异性,也使文石晶体在特定面网方向上生长,控制了其成核结晶取向和堆叠方式,导致其螺旋堆积,形成类似螺旋纹的生长外观。     

鄂尔多斯盆地地下水中氚的演化及其年龄

通过总结20世纪60年代以后不同时期大气降雨氚的组成,根据衰变定律,描述了氚在不同时期形成的地下水中的演化轨迹;通过比较不同时期大气降雨氚的组成和所形成的地下水中氚的演化,得出地下水中氚的衰减速度比大气降雨中氚的更新速度慢这一结论;根据鄂尔多斯盆地地下水中氚的组成,解释了鄂尔多斯盆地地下水的形成年龄。