活动古地理重建的实践与思考——以青藏特提斯为例

由于石油工业的推动,特提斯构造域一直作为活动古地理重建的重点研究地区,并取得大量研究成果,直接推动了全球古地理研究工作的深入。近年来对位于该构造域东部的青藏高原地区进行了活动古地理重建的研究工作实践,其主要思路是:在古地理重建数据库和古地理重建模拟系统开发的基础上,依据古地磁学运动轨迹研究古大陆位置,结合古构造和古生物对青藏高原喜马拉雅（印度北缘）、拉萨、东和西羌塘地体的古大陆位置进行复位;利用深部地球物理、地表地质断裂证据,借助生物古地理资料,对古大陆和盆地的边界、规模予以限制;利用变形缩短率、构造平衡剖面恢复技术等对原型盆地进行复原;在沉积和生物环境识别划分基础上,编绘基于古大陆重建的岩相和生物古地理图;进一步通过沉积学、沉积地球化学、古生物有关方法和技术,对古海洋海水参数特征、海洋气候参数进行分析研究,探讨古地理和古构造格局控制下的古海洋、古气候条件与盆地、储集岩和烃源岩的形成环境。通过活动古地理重建的研究趋势分析和青藏特提斯的实践认为,古地理重建是现代地质科学的集成,是一项复杂的系统工程。它的研究不仅具有从过去走向未来,从固定走向活动,从古大陆再造到古地理重建,从示意性的小比例尺到大比例尺,以及模拟技术、信息技术、全球定位技术（GPS）等特点;而且具有从单一沉积学要素到古环境、古气候、古海洋等多种要素,可以表现地质历史中各种地质作用及其结果（如古构造和地貌、岩浆和变质作用与各种岩体的剥露）的优势。我们相信,活动古地理重建研究将会成为未来我国沉积地质学重点研究领域之一。     

晚元古冰川成因机制的评述

本文综述了晚元古冰川成因的最新研究成果．晚元白冰成岩的古地磁研究有两个重大成果：（1）晚元古冰川赋存于低古纬度：（2）晚元古超大陆的存在。它们依据古地磁及其他地质证据，反过来利用超大陆的全球古地理重建，以及冰成岩与相伴生的碳酸盐岩沉积学研究、探讨新的成因机制。     

全球古地理重建模型的构建方法、比较与知识发现

作为深时数字地球项目的底层框架,全球古地理重建模型包括地质历史时期板块的位置和运动轨迹以及地表特征两方面的内容。过去数十年里,基于不同方法、不同资料的全球古地理重建模型不断涌现。综合古地磁学、古生物学、沉积学、地球物理、地球化学以及地球动力学领域的知识与资料解释古地理,并建立起数字化、可修改、随时间演变的模型是当前常见的方法。文章介绍了国内外全球古地理重建模型的构建方法,并比较了六种主流的重建模型(PaleoMap、PLATES、UNIL、GOLONKA、GMAP和EarthByte),旨在为国内相关领域研究提供参考。文章还介绍了数字化全球重建古地理模型在古气候、板块构造驱动力以及盆地演化方面的应用及知识发现。通过对现存模型的介绍,提出展望,希望在深时数字地球计划的框架下整合国内外优秀科学家,重新设计并建立真正统一的四维古地理重建模型。     

碳酸盐岩中磁性矿物及其在古地理研究中的作用

磁性矿物及其转化现象在碳酸盐岩中十分常见。在其沉积演化各个阶段形成的磁性矿物,分别携带了它们形成时的古环境信息,是沉积古地理学和环境磁学的直接研究对象。磁性矿物在其形成过程中还受到地磁场的磁化作用,致使其获得了原生剩磁。鉴于对这类磁性矿物的准确鉴定及其所携带的原生剩磁成分的准确辨识,是获得可靠古地磁资料和建立地块极移曲线、编制非当今界限的古地理图与进行古地理重建的前提,从而成为古地磁学和大地构造古地理学的主要研究对象。在后生阶段形成的磁性矿物,通常由原有的磁性矿物转化而成,这种转化作用常起因于构造运动及与其密切相关的岩浆活动和流体活动。由于在其转化过程中,地磁场也相应发生了变化,所以新生磁性矿物就携带上新的剩磁（重磁化剩磁）,因而它们也应该是古地磁学和大地构造古地理学的重要研究对象。如果在进行古地磁研究时,增加与构造事件和热事件相关样品的采集,加强磁性矿物的成因矿物学研究,那么就可以为进行古地理重建,提供更加可靠和更加丰富的古地磁资料。由此表明,在古地理学这一门综合性很强的地球科学,发展到巳经形成许多分支学科的今天,有必要关注磁性矿物与古地理研究之间的密切联系。     

吉林省晚古生代造山带二叠纪移置地体及古地理原型

吉林省晚古生代造山带是西伯利亚板块与中朝板块离散、聚敛后褶皱造山带的一部分，又处于与滨太平洋构造域的复合部位，地质构造极为复杂。现存的岩石—地层体乃是经历多次构造运动移置、改造的结果。以生物地层学、沉积地质学为基础，综合应用构造学及地球化学理论和方法，详细地研究此造山带的生物地理区、岩相古地理、岩石化学和古地磁学等内容，首先发现在二叠纪时有四个移置地体组成，即延边、吉中、松辽和白城。根据生物古地理特征、物质成分判别及其沉积序列，确定各地体的古纬度和古构造环境，结合地球动力学分析，再造构造古地理原型，乃是一个活动大陆边缘的复合边缘海盆。     

中国古地理图研制发展的脉络与前景

早期的中国古地理图,是在地球大陆固定概念的基础上着重于海陆分布、形态、变化特征的描绘。后来注意了全球构造的“活动论”与历史演化的“阶段论”相结合,开始了多种类型图件的表达,再后通过板块构造、古地磁学资料的更多积累,预期下一代的中国古地理图将呈现各地质时期的古地理单元恢复到原始位置进行描绘的前景。从第四纪大冰期冰川作用的深入研究,使其极大影响下的各种古地理事件及古地理单元的形成、分布和变化得到深入的了解和更合理的解释,可编制出该时期新一代更符合实际的中国古地理图来。     

中国石炭纪的岩相-古地理和古构造特征

以新的石炭纪地质年表为时间坐标,概述了中国石炭纪各期的岩相—古地理特征及其演变规律:石炭纪为一海浸时期,新村期(C_2~1)和上司期(C_2~2)是其中两个地壳运动比较活跃的阶段,根据古生物地理学、古气候学和古地磁学等方面的资料,揭示了中国和东亚地区石炭纪的古构造格局及其变化历程。     

重大气候转折期生命演变与环境和深时全球古地理、古气候重建研讨会在南京举行

正1月13～15日,由中国科学院生物演化与环境卓越创新中心主办、中国科学院南京地质古生物研究所承办的《重大气候转折期生命演变与环境和深时全球古地理、古气候重建》研讨会在南京隆重举行。这次研讨会规模大、档次高,老中青三代科学家汇聚一堂,围绕"重大气候转折期的生物与环境演变暨深时全球古地理、古气候重建"这一关键科学问题,开展古生物学、地层学、沉积学、地球化学、同位素年代学、全球古地理古气候重建、古地磁学、地     

燕山期——东亚大地构造发展的重要转折

最近，赵越等人从现实主义原则和现代地质学理论，分析综合了东亚构造地质、古地磁、古生物地理、地质年代等方面的一些最新研究成果，提出东亚古亚洲洋构造系和古特提斯构造系向环太平洋主动陆缘的转变最终出现在中侏罗世，而不是印支期。     

古地理图计算机辅助成图技术

本文主要评述了古地理图计算机辅助成图的技术特色．这种方法把古地理图的绘制带到了半定量化的水平．各种区域性古地理要素的位势和变化可以通过大量地质数据的内插计算而予以确定．对已有的各种古地理图都可以统一编录在全球古板块图上进行比较分析，提取有价值的信息，并运用古生物地理、构造地理、古气候和盆地分析等方面的实际资料验证。全球古板块图则通过计算板块边缘各点移动的距离和旋转的角度而绘制，已经过反复推敲。笔者拟采用此方法试制成套的华南二叠纪古地形图，以说明其运作过程。     

对造山带古地理学在盆地构造——古地理重建中的若干思考

造山带古地理学在盆地构造--古地理重建中的若干思考的核心，是以活动论的构造观指导盆地分析。本文强调以发展的、动态演化的思路来研究盆地。现存的一个盆地，可能只是地史期间大盆地的残余（或残留）部分；或是原来彼此分开和独立的几个盆地内的沉积记录组成的沉积物拼盘。一个盆地内现存的次级构造单元可能由年轻的造山运动形成；另一种可能性则是原来的次级单元已被后来的构造-热事件模糊或遮蔽了。在盆地的建造过程中，隆起（包括次级隆起）的时起时伏十分常见；相应地，盆地间的时分时合也十分常见。在泛大陆旋回与大盆地发育间有着内在联系，即：大盆地发育受邻侧的洋盆演化和造山过程制约，故“盆”“山”间的耦合分析是正确认识盆地动态演化的钥匙。体现在构造--古地理重建中，造山带古地理学倡导原地的古地理重建与非原地的古地理重建相结合且以后者为主。非原地的古地理重建可通过定量的（如基于古地磁资料的重建）和定性的两条途径实现。文章讨论了定性重建中的5个要点：1）时间上，要结合“反序”的研究，2）空间上，要结合“反转构造”的研究，3）强调构造复位在古地理重建中的意义，4）盆地建造阶段中的改造事件所起的承前启后作用，和5）盆地动力学与造山动力学的结合研究。     

深时源-汇系统古地理重建方法评述

源-汇系统根据侵蚀、搬运及沉积作用的显著程度可划分为物源区、过渡区和沉积区,根据研究的时间尺度可划分为现代系统、第四纪系统和深时系统。洋陆边缘源-汇系统根据地貌单元的空间配置可划分为"陡—短—深"、"宽—深"及"宽—浅"3种空间分布类型,这3种类型在沉积体积分布及沉积记录保存潜力上存在差异。完整的源-汇系统古地理重建包括沉积区古地理重建和物源区古地理重建。深时尺度下沉积区古地理重建方法随着岩相古地理、构造古地理、生物古地理及层序地层学的发展已趋完善,而物源区古地理重建则更具挑战性,尤其是在物源区遭受侵蚀而不复存在的情况下更具难度。在源-汇分析方法体系中,物源区古流域水系形态、面积范围、地貌地势等古地理要素可通过构造要素分析、碎屑矿物分析、沉积体积回填、地貌学参数比例关系、古水力学参数比例关系和河流沉积通量模型等方法获得。总之,深时源-汇系统古地理重建能够通过盆地沉积记录揭示出物源区古地理演化特征,为沉积盆地充填过程提供沉积供给的信息,对能源矿产勘探和深时古环境研究具有重要意义。     

一种基于GIS建立数字古高程模型的方法

随着 GIS和3D技术的不断成熟,古地理重建已从传统的二维古地理图的绘制,逐渐向含地形地貌 特征的三维可视化方向发展。对此,作者提出一种基于GIS技术建立数字古高程模型的方法：首先以不同年代 的岩相古地理图为基础,结合解释的古高程和古水深范围,进行古地形地貌的复原;然后利用相关数学算法及 GIS方法对等值线图进行空间插值渲染及3D表达。以晚侏罗世拉萨地体为例,对该方法流程进行了详细的介 绍。结果表明按照文中设计的方法,对古环境进行近似的3D渲染复原是可行的,生成的数字古高程模型能够正 确且直观地反应古地理图上沉积相所指示的地形地貌特征。该研究将计算机和 GIS技术应用于古地理重建工作, 为中国古地理重建的信息化发展提供了一种新的研究方法和手段。     

一种基于GIS建立数字古高程模型的方法

随着GIS和3D技术的不断成熟,古地理重建已从传统的二维古地理图的绘制,逐渐向含地形地貌特征的三维可视化方向发展。对此,作者提出一种基于GIS技术建立数字古高程模型的方法:首先以不同年代的岩相古地理图为基础,结合解释的古高程和古水深范围,进行古地形地貌的复原;然后利用相关数学算法及GIS方法对等值线图进行空间插值渲染及3D表达。以晚侏罗世拉萨地体为例,对该方法流程进行了详细的介绍。结果表明按照文中设计的方法,对古地理环境进行近似的3D渲染复原是可行的,生成的数字古高程模型能够正确且直观地反应古地理图上沉积相所指示的地形地貌特征。该研究将计算机和GIS技术应用于古地理重建工作,为中国古地理重建的信息化发展提供了一种新的研究方法和手段。     

一种基于GIS建立数字古高程模型的方法

随着 GIS和3D技术的不断成熟,古地理重建已从传统的二维古地理图的绘制,逐渐向含地形地貌 特征的三维可视化方向发展。对此,作者提出一种基于GIS技术建立数字古高程模型的方法：首先以不同年代 的岩相古地理图为基础,结合解释的古高程和古水深范围,进行古地形地貌的复原;然后利用相关数学算法及 GIS方法对等值线图进行空间插值渲染及3D表达。以晚侏罗世拉萨地体为例,对该方法流程进行了详细的介 绍。结果表明按照文中设计的方法,对古地理环境进行近似的3D渲染复原是可行的,生成的数字古高程模型能 够正确且直观地反应古地理图上沉积相所指示的地形地貌特征。该研究将计算机和 GIS技术应用于古地理重建 工作,为中国古地理重建的信息化发展提供了一种新的研究方法和手段。     

中国古喀斯特发育时期及其形成的古地理环境

中国古喀斯特的形成受大地构造演化和古地理位置的控制，本文结合中国地壳运动的特点，概述中国各地质历史时期发育的古喀斯特。并根据古地磁资料所恢复的古地理位置及所保留的喀斯形态组合等，讨论了古环境。根据大地构造的演化，中国地质历史上发育的古喀斯特，可划分为５个主要时期，即元古代喀斯特发育时期，早古生代喀斯特发育时期，晚古生长喀斯特发育时期，中生代喀斯特发时期和第三纪喀斯特发育时期。根据古地磁资料所恢复的     

湖北省郧县恐龙化石分布地区古地磁学初步研究

湖北郧县梅铺－带晚白垩世地层以盛产恐龙化石闻名于国内外，在大量地质工作研究的基础上进行了古地磁学研究，给出了该区的古应力方向，为该区建立国家地质公园和地质科学考察研究中心、地学科普教育基地提供了基础参考数据。     

古地磁:从地球到火星

古地磁学是一门典型的交叉学科,通过综合地质学、地球物理学、环境科学等学科相关方法,分析天然样品中记录的磁学信息,深入研究地磁场演化、地球动力学过程、古环境与古气候演化等.自20世纪中叶以来,古地磁学在各研究领域得到快速发展,通过进一步与其他学科交叉,衍生出诸多新兴方向.首先回顾了古地磁学的发展历史与基础研究领域.在此基础上,重点介绍了高精度卫星磁测与相关研究新领域、月球与火星磁学研究的新进展.同时,对古地磁学与高精度磁测等方法集成在地磁场演化、板块构造、深部结构、月球磁场演化、火星磁场及环境演化等方面的综合应用进行了讨论.最后,对古地磁学未来的潜在研究方向进行了展望.      

基于定量古地理的BQART模型深时古地势重建方法

源—汇系统分析下的古地势重建是当前沉积学领域的一个热点方向。古地势重建对于理解区域构造演化、气候变化、地表风化、物源供给及其相互关系具有重要作用。BQART沉积通量模型提供了入海流域中沉积通量与地质背景B、水流量Q、流域面积A、最大地势高度R、年均温度T之间的经验关系,逐渐发展为深时尺度下古流域地势重建的重要工具。本文在综合层序—古地理、旋回地层学、古水文比例关系和古地貌比例关系等方法的基础上,提出基于定量古地理的BQART模型深时古地势重建方法,结合沉积体积回填法可进一步获得构造抬升幅度与速率。通过该方法获得峨眉山大火成岩省内带古地势在晚二叠世期间持续缓慢上升,至晚二叠世末达200余米,累计构造抬升幅度约500~750 m。该深时古地势方法适用于气候温暖湿润、构造相对稳定条件下的中大型外流盆地,对能源盆地的勘探开发具有重要意义。     

述评：Rodinia超大陆拼合和裂解的古地磁检验

近期，关于新元古代Rodinia超大陆的重建问题，随着地质学和古地磁学研究的进展许多学者提出新的见解。Weil等（1999）重新汇编了劳仑、波罗的、刚果、圣弗朗西斯科和卡拉哈里克拉通1100－800Ma定年较好的古地磁极，并做出新的重建。南美（圣弗朗西斯科）首次获得古地磁重建位置。Powell等的研究使卡拉哈在Rodinia的位置更加清晰。东冈瓦纳（澳大利亚、大印度、南极洲）的古地磁研究更加深入，厘定了澳大利亚与劳仑裂解发生在750Ma前，不是先前的720Ma。地质和古地磁研究认为南极洲东部不是一个完整的大陆块，而是由三个古陆块组成。大印度（包括印度、马达加斯加等） 也离开澳洲。这动摇了东冈瓦纳为统一的古大陆的假设。西伯利亚在Rodinia中的位置也在争论之中，依据古地磁至少有三个位置。总之，关于Rodinia超大陆构成的研究还需要更多、更可靠的古地磁证据支持；同时新元古全球统一超大陆的存在也受到质疑。文中重点评述Rodinia超大陆拼合和裂解的古地磁检验，以及以此进行的全球主要大陆的重建。