地球三级层流隆陷构造系统的关联机理

本文针对板块构造学说不能合理解释的一些重大科学问题,采用系统科学和系统哲学的分析方法,研究开放复杂地球系统及其子系统的时空、物质和能量规律。作者高度综合了超洋陆、洋陆和大陆盆山系统几何学、运动学、流变学和演化史的基本特征,初步阐明了地球内部三个软流层四维非均匀层流及其多级垂平转换形成超洋陆、洋陆和盆山的统一动力学机制,强调热动力引起岩浆活动、固态流变是地球构造活动的主因,揭示了地球各子系统不同热状态下的物质运动规律,提出了南半球现代特提斯、未来超大洋-超大陆格局、西太平洋存在中、新特提斯及其相关古陆、北美西部裂陷成洋、地球三级非均匀层流导致地球磁场动态叠加和磁极移动、地热能取代碳能带动新产业革命等十大科学猜想。上述研究成果为创立全新地学理论奠定了基础,并为人类改善地球生态环境提供了一个新的思路。     

地球系统多圈层构造观

地球系统多圈层构造观的基本理论框架是:①把大地构造学从研究地球表层的地壳构造、岩石圈构造推进到研究地球整体多圈层构造的新阶段.②地球系统和宇宙天体系统共同作用下形成的全球动力学,太阳能、地球系统多圈层相互作用以及宇宙天体运行的联合作用是各种地质作用的动力来源.③洋陆转化论:陆与洋是对立统一、相互转化的.陆与洋都不会永存...     

初论地球自然灾害系统

在地核和太阳强大的热能驱动下,开放的地球系统固液气态物质发生不同尺度的循环运动。流体运动是地球物质运动的主导因子。地球不均匀热结构导致流体不均匀流动,涉及固流气耦合、天地耦合、地气耦合、洋陆耦合和盆山耦合,产生能量链、物质链、结构链、事件链、资源链、能源链、灾害链和环境链。地球内部热动力及其相关的重力、应力、引潮力联合作用于地球某个特殊部位,形成一系列具有成因联系、时空联系、前兆联系的自然灾害。通过灾害链的时空结构和有成因联系的前兆异常可以预测灾害,能够有效地防灾。地热异常区与灾害多发区吻合。在合适的构造部位系统开发地热和地气,能够有效地减灾和减排,并彻底改善能源结构,消除能源危机。     

长直链烷基苯及其异构体母质来源研究及地球化学意义

烷基苯系列化合物广泛分布在岩石圈中,但其母质来源和指示意义仍存在一定争议。对四川盆地晚三叠世须家河组和鄂尔多斯盆地晚三叠世延长组烃源岩样品进行了岩石热解及GC-MS（GC-MS-MS）分析,检测出一系列的长直链烷基苯及其异构体。烃源岩基本地球化学参数表明四川盆地和鄂尔多斯盆地样品均遭受过较强程度的微生物降解作用,有机质类型以腐殖腐泥型为主,埋藏期间经历过一定程度的黏土矿物催化作用,以弱氧化的淡水沉积为主。此外,两个研究区样品中长直链烷基苯及其异构体的相对含量呈现出相反的分布模式,在前人研究基础上并结合研究区烃源岩沉积环境和热演化背景,认为烷基苯系列化合物可能来自于类脂化合物（如脂肪酸和脂肪醇）或简单芳烃化合物与类脂化合物的反应,且热作用会导致长直链烷基苯向其异构体转化。综合以上研究表明长直链烷基苯及其异构体可以作为一种指示有机质热演化程度和母质来源的有效参数。     

内蒙古北山造山带小红山TTG岩石锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其对百合山构造带性质的制约

分布于内蒙北山地区小红山南一带的晚石炭世花岗岩,是由英云闪长岩（T1）、花岗闪长岩（G1）和奥长花岗岩（T2）组成的一套TTG岩石组合。该套组合具有富硅、富钠、低铝的地球化学特征,稀土元素总量偏低,∑REE=27.86×10-6~104.56×10-6,轻稀土元素富集,LREE/HREE值为4.71~22.76,（La/Yb）值为4.78~43.18,δEu为0.62~1.72,稀土元素配分曲线为右倾型,微量元素总体表现为富集大离子亲石元素（LILEs）,亏损高场强元素（HFSEs）,且具有明显的Nb、P、Ti负异常,Y、Yb含量低。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测定技术,测得该套TTG组合酸性侵入体中花岗闪长岩、英云闪长岩、奥长花岗岩206Pb/238U年龄加权平均值分别为315.6±1.6 Ma、310.8±1.4 Ma、305±1.9 Ma,形成于晚石炭世。研究认为,小红山晚石炭世TTG花岗岩组合具有陆缘弧花岗岩的成因特点,形成于石炭纪百合山弧间洋盆向南侧陆缘消减过程中洋壳俯冲板片的部分熔融,这套与百合山蛇绿岩同期形成的明水陆缘弧的发育,指示了百合山构造带形成于弧盆体系的演化阶段。     

赣中乐安与钨锡多金属矿化有关的山心岩体地质地球化学特征、锆石LA ICP MS年龄及其成矿意义

赣中乐安麻鸡嶂地区产出了一些与钨、锡多金属矿化有关的细粒二云母碱长花岗岩侵人体,统称为山心单元。本文通过对山心单元进行锆石LA-ICP-MS U-Pb测年,获得其成岩年龄为152.5±1_3 Ma,属晚侏罗世岩浆活动的产物。矿物化学分析表明,山心单元中的云母属铁白云母(褐黑色云母)和白云母,长石为钠长石和正长石。山心单元花岗岩富硅富碱过铝,贫钙、镁,富集Rb、Th、Ta等,Ga/Al值较高,亏损Sr、Ba、Ti、P、Eu等元素,稀土配分曲线为"海鸥型",ε_(Nd)(t)值为-8.9,T_(2DM)=1662 Ma,地球化学特征与南岭地区铝质A型花岗岩相似,可能是高分异的铝质A型花岗岩。其高的Rb/Sr、Rb/Ba值,低的Nb/Ta、Zr/Hf、K/Rb值暗示了岩浆演化过程中有挥发分流体参与,并经历了强烈的分异作用,是岩浆演化后期的产物。该岩体可能形成于后造山拉张构造背景下,主要来源于地壳物质的部分熔融,可能有少量地幔物质的参与。山心花岗岩的含钨特性及其与钨锡成矿时代的一致性,显示其与钨锡成矿有关,而山心花岗岩的高分异属性及大量伟晶岩、石英脉和云英岩脉的发育,暗示深部可能存在大的隐伏岩体,具有良好的钨锡成矿潜力。     

中国西部壳幔结构与动力学过程及其对资源环境的制约:"羚羊计划"研究进展

为系统、深入地研究中国西部盆(盆地)、山(山脉)、原(高原)的壳幔结构与深部动力学过程,2003年我们提出并领导实施了“羚羊计划”(ANTILOPE-Array Network of Tibetan International Lithospheric Observation and Probe Experiments),在青藏高原先后完成了羚羊-I(ANTILOPE-I)到羚羊-IV(ANTILOPE-IV)4条二维宽频带台阵剖面,而在青藏高原东西构造结则实施了羚羊-V和羚羊-VI两个三维宽频带台阵探测。另外,我们将前期在准噶尔盆地、天山造山带、塔里木盆地、阿尔金造山带和柴达木盆地开展的九条综合地球物理观测剖面也纳入羚羊计划的总体框架中来。 通过“羚羊计划”的实施,我们在中国西部(包括西北部的环青藏高原盆山体系以及西南部的青藏高原)取得了大量的、高质量的、综合的第一手观测数据,获得了中国西部盆、山、原精细的壳幔结构,系统地揭示了中国西部盆山原的深部地球动力学过程。主要结论总结如下:确定了准噶尔盆地基底的结构与属性,优化了盆地的基底构造格架;建立了天山造山带“层间插入削减”新的陆内造山模式,揭示了印欧碰撞在天山岩石圈缩短44%的去向以及由洋-陆俯冲到陆-陆碰撞俯冲的转换机制;揭示了塔里木盆地、阿尔金造山带和柴达木盆地的盆山接触关系;获得了塔里木盆地顺时针旋转的深部几何学、运动学和动力学证据;确定了青藏高原之下印度板块与欧亚板块的碰撞边界;发现目前的青藏高原由南部的印度板块、北部的欧亚板块和夹持于二者之间的巨型破碎区——西藏“板块”构成,首次确定了各自的岩石圈底边界;修正了高原变形的两个端员模型;建立了深部构造对地表地形的制约关系;系统地揭示了印度板块沿喜马拉雅造山带俯冲的水平距离与俯冲角度的变化规律与控制因素。 “羚羊计划”以其巨大的观测网络与综合地球物理探测技术,采用地球物理学、地质学、地球化学等不同学科相结合的分析方法,揭示了印度板块俯冲、西藏巨型破碎区发育、塔里木板块顺时针旋转、西部水汽通道提前关闭、中国西北部干旱、沙漠化提前这一深部结构、动力学过程及其对地表地形、油气资源和环境变化的制约关系,推动了青藏高原地球系统科学理论的发展。