依据古地磁资料探讨华北和华南块体运动及其对秦岭造山带构造演化的影响

本文在收集和整理国内外近年来古地磁研究结果的基础上,按照一定的规则选取了部分数据,经统计分析计算,得到华南和华北块体的古生代至中生代古地磁极移曲线和古纬度变化曲线,由此导出两块体的运动形式和北向运动速度分量,估算了两块体间的南北向距离,即秦岭海域的宽度,指出两块体拼合的时限,并根据华北、华南块体的相对位置改变,探讨了秦岭造山带的构造演化历史,对秦岭研究中一些争议较大的问题提出了新的解释。     

华北块体南缘上元古界氧碳同位素特征及其沉积环境意义

完善中国晚前寒武纪地层的标准剖面,使其成为国际地层对比的参考标准,是中国地质学家的追求。华北蓟县剖面和扬子块体三峡剖面一直被视为中国的标准剖面,多学科的研究、特别是生物地层和雪球事件地层学的研究取得了突破性进展。笔者试图通过化学地层学研究手段,对华北块体南缘豫西地区中-新元古代地层中碳酸盐岩进行氧碳同位素地球化学研究,试图建立新的扬子块体与华北块体震旦纪地层对比桥梁。同时,对华北南缘新元古代碳酸盐岩地层的形成环境进行了分析,解释了华北新元古代冰碛岩的时空关系。     

地壳运动的机制及动力来源

通过分析各种地壳运动假说,提出了地幔胀缩力和重力是地壳运动的主要动力来源,地球自转离心力和潮汐摩擦力是地壳运动的次要动力来源。地幔软流圈中放射性元素衰变热产生的膨胀使岩石圈产生拉裂,软流圈物质以岩浆形式喷出地表,岩浆柱散热收缩,产生负压,岩石圈在负压和重力作用下形成地壳运动。     

华北铝土矿的物质来源及成矿模式探讨

华北石炭纪岩溶型铝土矿的主要物质五源为下伏的晚牙世－中奥世碳酸盐岩。在 风化过程中，碳酸盐岩中活泼元素被带走，而残余的Ａｌ、Ｔｉ、Ｆｅ等惰性元素得到富集，其依据为下伏基岩具有与铝土矿相近的Ａｌ／Ｔｉ值；两者的痕量元素分布和富集系数基本一致；重砂矿物的种类、标型特征具有明显的继承性；现代碳酸盐岩岩溶洼地上正在形成的铝土矿矿床可提供例证。华北铝土矿的成矿模式概括为：在早古生代碳酸盐岩风化壳的物质基础上     

高应变动力试桩误差来源分析

本文根据我国目前进行高应变动力试桩的实际情况,从其理论方法、野外数据采集、室内数据处理上可能出现的误差及其原因进行分析。     

中生代华北南缘带状岩石圈结构特征及其大陆形成演化意义

大陆岩石圈根的形成与破坏是当前固体地球科学的重大研究课题之一.对独具时空特色的华北东部地块南缘信阳中生代火山岩中一系列包括下地壳镁铁质-长英质的麻粒岩、榴辉岩、变辉长岩、辉石岩和上地幔橄榄岩等岩石包体进行了系统的定深、定年研究, 建立了华北中生代(~160Ma) 多块体结合部位的组成和年龄呈带状结构的岩石圈几何模型, 并在此基础上分析了形成的动力学过程.在华北南缘地表出露最老~2.85Ga的岩石之下的30km处(上部下地壳), 由年龄为3.6~3.4Ga的长英质麻粒岩和辉石岩组成; 更深处30~40km位置, 则由具古元古代年龄(2.0~1.8Ga) 的镁铁质-长英质麻粒岩和变辉长岩构成, 其形成过程与华北东部地块与西部地块的碰撞有关, 记录着全球性的哥伦比亚超大陆汇聚事件.Hf同位素数据显示在这次重要事件里, 既有新生地幔物质加入, 也有古老地壳(3.8~3.0Ga) 组分的再熔融作用.在来自下地壳更深处的榴辉岩(40~45km) 和上地幔橄榄岩(> 45km), 它们的主要年龄分别是古生代(440~260Ma) 和早中生代(228~219Ma), 记录着在显生宙不同时期扬子与华北碰撞的动力学过程.      

新元古时期中国华南和华北陆块的相对位置及构造意义

作者试图抛开Rodinia超大陆的概念,从我国现有的新元古-早古生代的古地磁数据出发,利用挪威地质调查所提供的"GMAP程序作图,探讨新元古时期华南和华北陆块的古位置及它们之间的关系,以及与澳大利亚的相对位置.     

华北克拉通南缘的地块差异性及其成矿意义

研究表明:华北克拉通南缘的基底系由嵩箕地块、华熊地块等构成,两地块在中岳(吕梁)运动时(1850Ma)沿三门峡-宝丰断裂带拼合。两地块各自具有独立的地质演化史,二者在基底、盖层、岩浆岩、构造线方向和矿产等方面都存在一系列明显的差异。用块体构造认识华北前寒武纪基底的组成不均一性,对认识与研究华北及其周边的构造特征并确定找矿方向具有十分重要的意义。     

华北南缘石炭纪仁村大型喀斯特型铝土矿物质来源与成矿过程研究

华北克拉通在中奥陶世至晚石炭世经历了强烈的风化和喀斯特化作用, 并在晚石炭世形成大规模喀斯特型铝土矿, 但是其物质来源及成矿过程目前仍存争议。本文选取华北南缘仁村大型喀斯特型铝土矿床, 在矿床地质剖析基础上, 对两个钻孔岩心进行矿物学、地球化学、碳-氧同位素分析, 剖析了成矿物质来源和成矿环境条件, 总结了铝土矿形成过程。仁村铝土矿含矿岩系赋存于奥陶系灰岩风化面之上的石炭系本溪组中, 含矿岩系自下而上包括铁质粘土岩、铝土矿和粘土岩。X衍射和扫描电镜-能谱分析显示铁质粘土岩主要矿物为菱铁矿和伊利石, 铝土矿主要矿物为硬水铝石、黄铁矿、菱铁矿、锐钛矿、伊利石和高岭石, 而粘土岩主要矿物为高岭石和勃姆石。铁质粘土岩元素组成以SiO₂、FeO、Al₂O₃为主, 铝土矿以Al₂O₃、SiO₂、FeO、TiO₂为主, 而粘土岩主要为SiO₂。微量元素Zr、Hf、Nb、Ta、Th和U等在含矿岩系呈现整体富集, 稀土元素主要在铝土矿层底部富集。硬水铝石-黄铁矿-菱铁矿矿物集合体、铝土矿层中Ce异常、La/Y和(La/Yb)_N比值以及菱铁矿C-O同位素组成(δ¹³C: -11.35‰~-7.63‰; δ¹⁸O: -9.26‰~-5.93‰)揭示铝土矿主要形成于地表碱性-还原的喀斯特洼地环境, 微生物广泛参与成矿过程。微量-稀土元素组成及稳定元素比率显示含矿岩系成矿物源存在明显垂向变化。其中, 底部铁质粘土岩主体为底板碳酸盐岩原地风化形成, 而顶部铝土矿和粘土岩为异地来源。综合前人研究成果, 提出了华北南缘石炭系本溪组铝粘土矿三阶段形成过程: 早期风化阶段(450~320Ma)形成铁质粘土岩或铁质风化壳; 物源输送阶段(320~310Ma)堆积大规模成矿物质; 成矿及后生改造阶段(< 310Ma)形成大规模铝粘土矿。

     

盆山系统沉积学-兼论华北和塔里木地区研究实例

在地球科学领域盆山系统可以作为一种新的地质单元或整体进行研究。在评述国内外研究成果基础上,本文提出了盆山系统分类三原则:即板块构造单元（位置）、盆山形成演化的构造动力学体制、构造-古地理特征或区域源-汇构造-沉积属性,并由此将盆山系统划分为陆内、陆缘（陆洋）和洋内盆山系统三大类及下属十四个亚类。进而论述了盆山系统沉积学的研究体系,其中构造-地层单元与等时地层格架、物源示踪与源汇体系、综合沉积记录及古构造-古气候演变等三方面是研究基础,沉积体系（域）与综合构造-古地理是核心,而盆山演化动力学为学科目标。以华北东部陆内盆山系统为例,研究指出西伯利亚板块与华北-蒙古联合块体的碰撞隆升,形成了该区侏罗纪-早白垩世早期最显著的陆内山-盆系统,而苏鲁造山带碎屑物源影响甚微;以塔里木陆缘盆山系统为例,初步揭示了泥盆-石炭纪西南天山被动陆缘与东南天山弧相关陆缘盆山系统的差异记录。研究认为,为了深化盆山动力学研究,现阶段特别值得在物源示踪与源汇体系、综合沉积记录及古构造-古气候演变方面加强盆山系统沉积学工作。     

华南、华北地块中生代构造演化与超高压变质岩的折返机制

本文在讨论中国东部现有构造演化模式基础上，着重从华北与华南地块之间板块尺度的动力学过程剖析秦岭－大别中生代造山带构造演化，以及大别－苏鲁超高压变质地体的形成和折返过程。晚二叠世－中三叠世华南地块向华北地块持续挤压，陆壳大规模俯冲导致超高压变质作用的产生，而华北地块在晚三叠世至早侏罗世发生快速逆时针旋转，使得这一地区上地幔深度的超高压变质地体快速折返至下地壳。由于超高压变质地体侵位后，地壳结构、构造的差异，在南北地块的进一步挤压下，造成中国东部晚侏罗世－早白垩世郯庐断裂带的巨大左行剪切。     

华北和扬子陆块及秦岭-大别造山带地表和深部太古宙基底的新信息

本文根据华北和扬子陆块及秦岭-大别造山带地表和深部出露的各种岩石中发现的继承性锆石的测年数据,报道了太古宙基底和岩浆事件的新信息,并简要地论述其地质意义。华北陆块东北缘、东南缘、北缘、西北缘共6个地区的深部都存在新太古代和中、古太古代岩浆事件的新信息;南缘深部也存在古太古代岩浆事件的新信息。在华北陆块早前寒武纪同位素年龄直方图(以太古宙岩浆事件为主)上,最高峰值位于2.45-2.6 Ga区间,而以2.5-2.55 Ga最为突出,显示该区间岩浆事件最为强烈,可能代表一次重要的碰撞事件。此外还见有2.7 Ga,2.8 -2.85 Ga,2.95-3.0 Ga,3.1-3.15 Ga,3.3-3.4 Ga,3.45-3.5 Ga,3.6 Ga和3.8 Ga等较高峰值,反映了岩浆事件不同活动阶段的演化趋势。扬子陆块北缘地表和深部有与华北陆块相似的太古宙古老基底信息。扬子陆块中部的长江中下游地区、东南缘相当于江南古陆的地区以及扬子陆块西南缘地区在地壳深部均保留有新太古代和/或古太古代岩浆锆石的年龄信息。秦岭-大别造山带从东到西,多处(主要是深部)也发现有新-中太古代残余岩浆锆石的年龄信息。     

北亚造山区南部及其毗邻地区地壳构造分区与构造演化

基于板块构造理论和已有资料的综合研究,建议把北亚造山区南部及其毗邻地区地壳构造单元划分为西伯利亚、哈萨克斯坦、布列亚-佳木斯、塔里木和中朝等5个古板块,每个古板块再可以进一步划分为古陆和古陆缘区,并简要讨论了各个古板块的组成和演化以及蒙古弧、准噶尔盆地基底和北山与毗邻地区关系等几个重大地质构造问题;提出了蒙古-鄂霍茨克碰撞带不是古板块缝合带、华北北缘是一条复合造山带而不是克拉通、在晚古生代存在一个大华北古陆、北亚造山区前身洋盆包括中元古代大陆裂解形成的古太平洋和新元古代大陆裂解形成的古亚洲洋等新认识。     

Continental- Margin Structure of Northeast China and Its Adjacent Areas

The continental margin of Northeast China and its adjacent areas is composed of two tectonic belts. The inner belt is a collage made up of fragments resulting from breakup of an old land with the north part related to the evolution of the Palaeo-Asian Ocean and the south part to the evolution of the Palaeo - Pacific Ocean. The outer belt is a Mesozoic terrane, which is a melange made up of fragments of the Late Palaeozoic to Early Mesozoic oceanic crust and the Late M esozoic trench accumulations.There existed another ocean-the Palaeo - Pacific Ocean during the period from the closing of the Palaeo-Asian Ocean to the opening of the modern Pacific Ocean or from the Devonian to Jurassic, and the ocean-floor spreading of the Palaeo - Pacific Ocean led to the formation of the above-mentioned tectonic belts. The development of the strike-slip fault system after the Late Jurassic and the formation of an epicontinental volcano -plutonic rock belt in the Late Cretaceous to Early Tertiary are attributed to the i     

新太古-古元古代华北陆块构造演化的研究进展

在过去的二十年里 ,华北克拉通早期陆块形成和演化的研究进展是中国固体地球科学研究领域最为显著的成果之一。第一个十年代表性的工作包括深变质变形的层状岩系与块状岩系的识别与成因研究、高级区与绿岩带的划分、构造样式与变形序列研究、变质历史与变质动力学、年代学与地质事件的研究等。第二个十年的研究重点是如何认识和理解早期大陆地壳的性质和它们的形成与演化过程。代表性的进展包括均匀域与地质体的划分、古老微陆块的识别、残留洋壳与早期陆壳的形成、下地壳组成和性质、大陆拼贴机制、古地幔柱构造与前Rodinia超大陆旋回等。其中高压麻粒岩地体和退变质榴辉岩的发现 ,是华北早前寒武纪研究中最重要的进展 ,它为早期大陆的拼合机制、地壳的深部结构和古老下地壳与现代的对比等多个领域打开了新的研究思路。对新太古 -早元古代的重大地质事件的厘定已表明 ,华北主要的地壳生长期是在 2 9～ 2 7亿年 ,但 2 5和 18亿两期事件是重大的事件 ,虽然对其性质尚存争议 ,但越来越多的证据把它们与超大陆和地幔柱构造相联系。     

New Paleomagnetic Study on Early Triassic Liujiagou Formation of North China Block *

ＩｔｉｓｋｎｏｗｎｔｏｕｓｔｈａｔｔｈｅｔｉｍｅａｎｄｓｔｙｌｅｏｆｃｏｌｉｓｉｏｎｏｆＮｏｒｔｈＣｈｉｎａｂｌｏｃｋ（ＮＣＢ）ｗｉｔｈＹａｎｇｔｚｅｂｌｏｃｋ（ＹＢ）ａｒｅｒｅｌａｔ－ｅｄｔｏｔｈｅｔｅｃｔｏｎｉｃｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆＱｉｎｌｉｎ...     

华北陆块南部下寒武统海相泥质烃源岩的发现对天然气勘探的意义

在华北陆块南部发现的下寒武统海相泥质烃源岩，有机碳含量平均高达11．2％；于酪根碳同位素等多项分析表明，生源为低等生物茵藻类，属I型有机质类型；Ro(2％～3．5％)与tmax(500～600℃)反映的成熟度已进入过成熟早期乃至晚期阶段，但仍处于生气高峰期内。对我国下寒武统烃源岩综合对比表明，华北陆块南缘下寒武统烃源岩同塔里木陆块和扬子陆块相当层位的烃源岩具有显著的相似性。综合分析认为，华北陆块南缘下寒武统烃源岩具有形成深源气、裂解气和保留早期气的现实性。该套烃源岩的发现，为我国油气勘探提出了新观念——注重海相地层、新层位——寒武系、新领域——在华北陆块周缘寻找以石炭系为主储层的和田河式气藏、以震旦系为主储层的威远式气藏。     

The Phototropism of Jurassic Petrified Wood in North China Plate

Trees on the side directly exposed to sunlight generally grow faster than on the opposite side, a phenomenon termed plant phototropism. There are in situ vertical trunks of silicified wood in the Xiadelongwan area of Yanqing County, north Beijing, where the first National Geologic Park of Petrified Wood of China has been built since 2002. A few trunks have well-preserved growth rings. One petrified stump from the formation shows a positive phototropism direction of SW230°. As compared with the modern normal growth stumps in Beijing plain area, which have a positive phototropism direction of SW210 °± 5°, the evidence of wood phototropism supports the conclusion of previous palaeomagnetic studies that the North China Plate has rotated clockwise since the Late Jurassic. The known petrified wood stumps in the Yanshan-Liaoning area are mainly found from the strata of 165-136 Ma, which corresponds to the main stage of the Yanshanian Movement.     

华北克拉通及邻区孔兹岩系的时代及对太古宙基底组成的制约

根据地质、地球化学和Nd同位素研究 ,华北克拉通及邻区孔兹岩系主要形成于古元古代。笔者对孔兹岩系变泥沙质岩石进行了地球化学统计性研究。它们普遍高K2 O低Na2 O ,具有重稀土部分呈平坦型 ,轻重稀土分离较弱 ,存在较强负铕异常的稀土模式。在岩石/MORB -元素图解上 ,除Nb、P、Ti相对亏损外 ,还存在明显的负钡异常。具高成熟度的泥沙质岩石tDM和ΣNd( 2 .3Ga)变化范围分别为 2 .30～ 3.2 4Ga和 - 4 .77± 5.11。孔兹岩系形成于太古宙之后 ,与其主体由泥沙质岩石组成 ,并且需要有一个广泛出露、高成熟度陆壳基底物源区的认识相吻合。在考虑泥沙质岩石组成受源区组成和作用过程双重制约的情况下 ,给出了华北克拉通太古宙基底组成的估计值。它们与Taylor等 ( 1985)给出的太古宙上部地壳组成估计值存在较大区别