关于大陆构造研究的一些思考与讨论

指出板块构造理论在解释大陆构造中的不足之处,从而在进一步深化板块构造理论发展的同时,构建大陆构造理论体系;通过长期大陆构造研究实践并利用国内外大陆造山带的6个例子提出有关大陆的基本问题,诸如早期大陆起源、超大陆方式演化的大陆演化机制以及大洋和大陆岩石圈的本质不同和构造旋回;说明大陆是由板块构造(包括可能的板块构造远程效应)和大陆自身机制分别形成的组分的拼合体.主张大陆有自身的机制操控它的起源、保存和演化.在排除了来自板块边缘以及板块远程效应的作用力的前提下,出现在陆内环境的造山作用可由大陆本身尤其可能由陆内中小块体之间的相互作用引发.需要强化大陆构造研究,在深化板块构造理论的同时,探索和创建大陆构造理论体系.     

"蓝色风暴"与"红色革命"——论创建新的"大陆构造学说"

60年代兴起的板块构造学说如一场"兰色风暴"席卷全球,开创了地球科学的新纪元。但是,板块构造学说也存在许多难以解释的问题,板块构造学说解决不了大陆地质问题。大陆有不同于海洋的特点,大陆需要有新的理论。为此,美国构造学家在2002年率先提出了超越板块构造(beyond plate tectonics)的思想,开辟了地球科学研究的新领域,具有里程碑式的意义。作者的研究发现,板块构造学说解释不了花岗岩问题,应当另辟蹊径,开展一场"红色革命",创建有别于板块构造学说的新的大陆构造学说。作者指出,板块构造不是全球构造,板块构造 地幔柱构造也不是全球构造,板块构造 大陆构造才是全球构造。文中回顾了中国大陆构造研究的历史和现状,建议将大陆的形成与演化、大陆构造与板块构造的关系、陆壳与地幔的关系和大陆变化与环境、生态、人居的关系作为大陆构造学研究的4个目标,提出4项研究任务,并建议以中国东部活化和青藏高原抬升两个课题作为研究的切入点。文中还探讨了大陆构造学研究的前景,分析了中国在创建新的大陆构造学中的有利条件和不利因素,指出开创新的大陆构造学说,需要国家的大投入,思想的大解放和人才的大引进。     

前寒武纪的超大陆旋回及其板块构造演化意义

太古代末早古生代存在４次超大陆或大陆聚合时期,超大陆的聚合与裂解造成全球性的重大构造热事件,成为全球板块构造演化的主线,威尔逊旋回在早前寒武纪已明显起作用。超大陆的聚合表现为克拉通的增生与陆块的碰撞造山作用;超大型的裂解表现为非造山岩浆活动、大规模基性岩墙群侵位及大陆裂谷的爆发等。超大陆的裂解可能与地幔柱上涌或超大陆下放射性物质积聚造成的热能积累有关,或地外物质冲击的触发有关。华北克拉通与世界古陆块的前寒武纪构造演化对比,及其在超大陆中的拼合模式成为我国大陆地质学研究面临的挑战性重大科学问题。     

全球早古生代造山带(Ⅳ):板块重建与Carolina超大陆

古元古代与显生宙的板块构造特征和旋回演化过程具有明显区别,反映出地质记录为两种不同的板块构造体制。早古生代为这两个时期的过渡阶段,其构造过程研究与板块重建是地球板块构造旋回机制和周期分析的关键。本文采用综合集成的方法,在总结对比罗迪尼亚超大陆裂解以来全球早古生代主要碰撞造山带的地质事件基础上,分析早古生代碰撞造山带的演化特征,总结出与冈瓦纳大陆拼合、劳俄大陆拼合、古中华陆块群增生相关的7期碰撞-增生造山事件群:Brasiliano、东非、Kuunga、东亚与原特提斯洋和古亚洲洋演化相关的的加里东期造山事件、经典加里东造山、中欧加里东造山、Appalachian造山。再在这7期造山事件群基础上,结合古地磁、古生物、古地理等资料,重建了新元古代-早古生代末全球板块的拼合过程:罗迪尼亚超大陆从新元古代的~950 Ma开始经历了3个阶段裂解,此时存在泛大洋、莫桑比克洋和古太平洋3个大洋,随后615~560 Ma Iapetus洋打开,~560 Ma波罗的陆块与西冈瓦纳裂离导致狭窄的Ran洋打开;~540 Ma南半球Brasiliano、东非和Kuunga造山运动导致冈瓦纳大陆分阶段最终完成拼贴;~500 Ma冈瓦纳大陆北缘西段的微陆块群局部向北裂离,导致Rheic洋和Tornquist洋打开,并于~420 Ma随经典加里东造山带和中欧缝合带形成导致Iapetus洋闭合,此时斯瓦尔巴特和英国可能位于格陵兰地盾东南缘,同时冈瓦纳大陆北缘东段华北为代表的微陆块基本拼合在冈瓦纳大陆北缘;此外,虽然425 Ma西伯利亚板块有远离聚合了的劳俄大陆的趋势,但晚奥陶世-早泥盆世南美和北美板块靠近,北美板块与环冈瓦纳北缘西段的地体拼合碰撞。在大约400 Ma时,南、北美洲的混合生物群和古地理重建显示两者非常接近,因此,推测此时存在一个初始的逐步稳定的超大陆的可能,本文称为Carolina超大陆,因为Carolina造山带是这个超大陆最终拼合的地带。并据此判断超大陆旋回为7亿年。     

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。     

中国高压低温变质带概述兼论蓝闪石冻蓝闪石有关问题

双变质带是地球岩石圈板块构造运动产生的重要地质图象,高压低温变质带是大陆上开展板块构造研究的重要目标。它是大洋板块在岛弧和大陆边缘之下俯冲形成的。蓝闪石及其共生矿物的存在是鉴别高压变质岩石产出的标志。板块构造理论问世以来,区域成因岩石学和板块构造矿物学有很大发展。这个理论引进我国十余年来,高压变质带(即高压低温变质带,下同)作为板块构造研究的一个重要方面也取得了成果。本文着重论述我国这方面研究情况,并对蓝闪石、冻蓝闪石的有关问题进行介绍和讨论。     

“板块构造与大陆构造”专题讨论

本刊从本期起开展“板块构造与大陆构造”专题讨论。大陆构造研究是当前全球构造的个心课题。我国是以大陆为主体的国家,为了探索板块模式在大陆上的具体表现,揭示大陆构造及其与板块构造的关系,探求大陆构造的控矿规律,为第30届世界地质大会有关板块构造和大陆构造的讨论作必要的准备,本刊特征文进行交流和讨论,并感谢地质矿产部部长朱训同志为此讨论作序。     

试论板块构造与大陆构造的关系

板块构造理论问世已近30年了,近30年的实践充分显示了板块构造理论的生命力和平远影响。但是板块构造理论的基础资料来自大洋,而现在所知,大洋只不过两亿年的历史,大陆却保存有40亿年以来地壳和岩石圈演化的丰富和完整的资料,况且目前人类生活、生存和发展的领域主要在大陆。所以板块构造如果不与大陆构造紧密结合,则有很大的片面性,并将失     

中国高压低温变质带概述兼论蓝闪石冻蓝闪石有关问题

双变质带是地球岩石圈板块构造运动产生的重要地质图象,高压低温变质带是大陆上开展板块构造研究的重要目标。它是大洋板块在岛弧和大陆边缘之下俯冲形成的。蓝闪石及其共生矿物的存在是鉴别高压变质岩石产出的标志。板块构造理论问世以来,区域成因岩石学和板块构造矿物学有很大发展。这个理论引进我国十余年来,高压变质带(即高压低温变质带,下同)作为板块构造研究的一个重要方面也取得了成果。本文着重论述我国这方面研究情况,并对蓝闪石、冻蓝闪石的有关问题进行介绍和讨论。     

国外沉积学期刊文献摘要选登

一、10亿年板块构造期的构造—气候超旋回:二叠纪泛大陆冰室与白垩纪分散大陆温室的交替在长达400Ma的超旋回中,地球从具冰室气候的单一大陆(泛大陆)和大洋(泛古洋)更替为具温室气候的许多大陆和海洋。该旋回由泛大陆隔热层下积聚的热所驱动。温室气候则由板块运动速率较快时从地幔排出的过量CO_2所造成。在中石炭世(320Ma)以来的现代超旋回(A)中,在全球同期克拉通沉积层序中发现的泛大陆热的兴衰有以下从下到上的顺序:(1)地层间断;(2)拗陷作用;(3)断裂作用;(4)海底快速扩张和(5)海底     

地球接受太阳辐射能量变化对板块构造影响的估算

板块构造理论可以被认为是构造地质学研究的基本模型和框架。传统板块构造理论认为岩石圈板块在软流圈上方随软流圈对流发生运动,软流圈对流所需要的能量则完全由地球内部能量,如重力势能和放射性衰变产生的热能提供。但是近年来的一些研究证明了气候变化会对板块构造活动,如造山带活动产生直接影响。对传统的板块构造所需能量全部由地球内部提供这一观点做出了补充和更新。本文主要从两个方面对外动力作用可能影响板块构造做出分析,一是利用傅里叶分析证明了太阳辐射变化在构造活动,如洋中脊两侧地貌和火山沉积物中均能够留下记录;二是建立了一个简单的平面力学模型,探究洋流同大陆的力学作用会如何影响大陆运动特征。虽然这一模型忽略了很多因素,定量计算的结果本身并不具有很严格的数据绝对意义。但是这一模型的结果可以证明地球所有板块构造活动中释放的能量低于地球系统每年从太阳辐射中接收的能量,而且模型得到的大陆运动特征同现今实际观测下的运动特征存在一致性,洋流向大陆岩石圈传递的能量同地震活动释放的能量处于同一量级,从侧面可以证明洋流可能对板块构造产生了较大的影响。     

大地貌学研究进展综述

板块构造革命和空间影象新技术推动了80年代大地貌学的更新。大地貌学研究的是由板块构造作用和随后的地表侵蚀和沉积作用产生的典型地貌。目前,它在被动大陆边缘、板块边界和活动大陆边缘、以及大陆测高法方面取得了令人瞩目的研究进展。     

超大陆旋回和成矿作用

全球构造与成矿是矿床是研究的重要问题之一。近年来，诸多将板块构造与成矿作用相结合的研究极大地推动了对成矿作用地进一步认识。构造背景是成矿作用的基本控制因素，同时矿床的形成也受背景地质条件的制约。矿床的时空分布规律研究表明，成矿作用在地史中具有明显的旋回性，与超大陆的滞和裂解作用相一致。即成矿旋回与超大陆的裂陷、离散、会聚和拼合作用等构造旋回相耦合。大量资料说明，在地史中，至少存在7个超大陆旋回，最早的超大陆可能出现在2700Ma,骐 后分别在2700－2500Ma、2500－1800Ma、1800－1000Ma、1000－540Ma、540－230Ma、230－0Ma出现了超大陆旋回，相应的演化阶段也出现了相应的成矿旋回。这一事实表明：构造背景研究对于正确认识区域成矿作用和矿床勘探都具有重要意义。     

广西泥盆纪海盆的板块构造环境

对于广西地区晚古生代海盆的板块构造环境的性质问题,目前在认识上还存在许多不同意见。本文在综合分析前人资料的基础上,并根据沉积盆地分析的方法,通过对广西泥盆纪海盆的基底类型、沉积建造性质,所处的大地构造位置,构造活动和构造样式,岩浆活动与层控矿床特点等方面的分析研究,认为广西泥盆纪的板块构造,属于离散型大陆边缘(或被动大陆边缘)。     

大 陆 岩 石 圈 研 究

大陆岩石圈和大洋岩石圈有着深刻的差别，运用板块构造理论和模式研究大陆岩石圈会遇到许多特殊的问题。本文从陆缘演化和多个板块构造旋回叠加两方面做了初步探讨，提出岩浆型被动陆缘是独立的一类古陆缘；在辨认后续板块构造旋回叠加中，新构造成分和格局的确定有重要意义。本文还讨论了汲取大陆地质研究经验，在新的学科水平上重新解释传统大地构造学中一些有用概念的意义。     

超大陆旋回和成矿作用

全球构造与成矿是矿床学研究的重要问题之一。近年来 ,诸多将板块构造与成矿作用相结合的研究极大地推动了对成矿作用地进一步认识。构造背景是成矿作用的基本控制因素 ,同时矿床的形成也受背景地质条件的制约。矿床的时空分布规律研究表明 ,成矿作用在地史中具有明显的旋回性 ,与超大陆的聚合和裂解作用相一致 ,即成矿旋回与超大陆的裂陷、离散、会聚和拼合作用等构造旋回相耦合。大量资料说明 ,在地史中 ,至少存在 7个超大陆旋回 ,最早的超大陆可能出现在 2 70 0Ma ,其后分别在 2 70 0～ 2 5 0 0Ma、2 5 0 0～ 180 0Ma、180 0～ 10 0 0Ma、10 0 0～ 5 4 0Ma、5 4 0～ 2 30Ma、2 30～ 0Ma出现了超大陆旋回 ,在相应的演化阶段也出现了相应的成矿旋回。这一事实表明 :构造背景研究对于正确认识区域成矿作用和矿床勘探都具有重要意义     

康滇地轴中段前震旦纪地质特征及其与板块构造的关系

本文试用板块构造学说,剖析康滇地轴中段前震旦纪地层沉积、岩浆活动、变质作用以及硫化矿床成矿作用等特征,并探索它们与板块构造的关系,供研讨板块构造学说和我国大陆古板块构造参考。     

基于GPlates平台的“深时”板块构造重建：数据库现状与应用实例

板块构造重建是大地构造领域一项关键的研究工作,是构建"深时数字地球"(Deep-time Digital Earth, DDE)的重要途径。板块重建工作需要整合地球科学多个研究领域、海量的数据,同时又是地球动力学和气候模拟等研究的重要约束条件。因此,追踪目前国际主流的板块重建所需的数据库以及板块重建工具的最新进展和应用为了解板块重建研究的前沿提供全面的信息。文章系统介绍了支持板块构造重建研究的多个主流数据库,着重描述数据库的数据格式、数据获取方式及数据如何支持基于GPlates平台的板块构造重建。为了阐述大地构造研究相关数据库在板块重建研究中的应用,此次研究从板块构造重建的三个不同层次出发,列举了多个最新的板块重建模型及其在探索地球系统演化方面的意义。最后,结合DDE项目的相关任务,对250 Ma以来全球板块构造和变形的演化、量化大地构造在地球系统演化中的作用、超大陆旋回中的古大陆和古海洋构造重建以及前中生代(250 Ma)全球板块运动模型重建这四个关键科学问题作出了新的展望。     

再论大陆动力学发展面临的重大挑战

刊序板块构造理论诞生60年来,作为发展板块构造理论的大陆动力学研究也已进行了30年。板块理论被公认为"世纪自然科学领域的五大成就之一,该理论的提出是一次地学革命,因为它重新调整了人们对地球动力学的传统认识。板块构造学说诠释了全球构造的许多现象。但是,与板块构造学说所阐明的大洋岩石圈生长和消亡过程相比,大陆岩石圈的形成和演化过程更为复杂:大陆地壳无均一成分、无共同成因、具有复杂的流变学特征、有复杂多样的造山带和盆地类型、有千姿百态的地形地貌、有构造和热演化史不同地体的拼合、有流体和熔体对大陆岩石圈强度的改造,以及大陆板块聚敛和离散的轮回,因而板块上陆面临重大挑战!大陆动力学的兴起成为板块构造发展新的里程碑,逐步成为解决人类社会需求(资源能源、环境和灾害)的重要理论基础。     

试论大陆构造研究问题

本文对大陆构造研究中存在的某些问题作了初步讨论,认为大陆构造研究不能照搬板块构造或地体构造理论,而应博采众长,并以活动论思想为指导,建立起大陆构造的几何学、运动学和动力学的知识体系才能担负起创造性发展大陆构造的时代重任。