地史中成矿演化的趋势和阶段性

大量的地质矿产资料表明，随着地球的形成和发展，尤其是水圈、大气圈和生物圈的演化，成矿作用也呈前进的、不可逆的发展趋势，表现在成矿物质（矿种）由少到多；矿床类型由简到繁；成矿频率由低到高；聚矿能力由弱到强。受地球上重大地质事件的制约，这一成矿演化过程又表现出阶段性，可划分出７个成矿大阶段，即太古宙、古元古代、中元古代、新元古代、早古生代、晚古生代—早中生代、晚中生代—新生代等成矿期。每一期中都有特定的成矿构造环境和矿床成因类型。制约地史上成矿演化的主要因素有：①成矿物质的地球化学性质；②水圈、大气圈和生物圈的演化；③地球构造运动的演变。矿床形成后的保存条件对矿床的时空分布特征也有重要影响。     

应用MPM­2模式新元古代气候初步研究

新元古代(650MaB.P.)是地球演化历史上最重大的转折时期之一,这一时期地球气候的模拟研究,对于了解气候变迁、现代气候的形成、自然地理环境的演变有重要意义; 在地质学上,对于地层划分和对比,地壳演化研究以及矿产资源成因和探测都有重要意义。本文在借鉴国内外已有研究的基础上,应用MPM­2——一个中等复杂程度的地球系统模式(EMIC),通过太阳常数和大气二氧化碳浓度的敏感性试验,对新元古代地球气候进行了模拟研究,结果表明在650Ma前,地球全球平均温度一直低于零度,即地球一直是“雪球”,直到650Ma前,全球平均温度大于零,“雪球”消融,雪球时代才结束。     

对地质时代划分的意见及新地质年代表

<正> 1989年国际地层委员会通过了新的前塞武划分方案(Cowie 1989,孙大中1990,孙卫国1990),该方案将前塞武分为太古、元古两宙,而将元古宙又分为老、中、新三代(各以 2500、1600、1000M·Y·B·P·为底界)。元古宙各代共分出十个纪,各纪的名称采用当时地球上主要地质事件的希腊文词根来命名(如σιδηρ-铁,στενο-狭窄等)。     

地球的起源与演化研究进展

地球科学在研究远古地球的形成与演化方面积累了越来越多的证据 ,人类对于太空的观测程度也不断提高 ,加深了对类地行星的认识 ,取得了重要的成果。太阳系中的火星和金星可能存在已经绝灭了的生命。慧星和小行星对地球的多次撞击有能力导致严重的环境效应及生命大灭绝。行星的演化可能有两种模式 :冷的星团加热及热的星云冷却。火星上存在与地球壳体非常相似的沉积岩 ,说明有流动水存在的可能。较高地热的太古代地壳热流输出被认为是认识地壳构造特性的关键。晚太古代会聚与离散大陆边缘的对比研究表明太古代板块运动与年轻的板块构造旋回在样式及幕次方面都没有根本的区别。元古代大陆的增生是由于元古代源于地幔的板块构造及产生于地幔的热柱构造导致新生成分的加入而造成的。裂谷、盆地、推覆及伸展、火山侵入作用是显生宙大陆增生的主要因素。     

地球节律的成因

地球节律主要受地球内部能量间歇性的释放所控制。旋转系统有不同于非旋转系统的位能、热能和旋转能的相互转换方式。在重力分异和热对流过程中，地核不仅有巨量热能，而且有巨量的旋转能和放射性蜕变能。这是地球能量释放的内因。天文因素使地球内核周期性地南北振动，使地球轨道、体积，形状、自转速度、公转速度和差异旋转状态周期性地变化。这是地球能量间歇性释放的外因。对作差异旋转的内核而言，万有引力常数Ｇ的变化可以改变太阳辐射量和太阳系体积，影响核幔的角动量交换和地壳地幔容积，造成热幔柱的形成与喷发，控制了核幔边界的能量交换过程。这是天文周期与地质旋回一一对应的原因，也是地球节律产生的根本原因。这使人们可以从天文周期预测地质变动。     

Precambrian paleontology and acrochrons of the biosphere evolution: On the theory of the expanding biosphere

What is pre-life? We have no idea, since it is hidden in chemical molecules that conceal its future genetic potential. From the biological standpoint, a prokaryotic cyanobacteria cell represents a culmination of biochemical evolution. Its appearance on the Earth marked the starting point of the formation of the first biogeocoenosis on the planet, i.e., the onset of its biosphere. After having started, approximately 4.0–3.7 Ga ago, biosphere evolution has continued uninterrupted on the Earth. Its whole course is reflected in the geochronological record of the stratisphere, the stratified shell of the Earth. In the stratigraphic sense, this record comprises the Archean, Proterozoic (i.e., Karelian and Riphean), and Phanerozoic (i.e., Paleozoic, Mesozoic, and Cenozoic). They correspond to acrochrons, i.e., the main stages in biosphere evolution. According to the Precambrian paleontology, the first three acrochrons represent a pre-Vendian stage in the evolution of unicellular prokaryotic and eukaryotic organisms that terminated in the Riphean with the appearance of their colonial communities. The true metacellular structure of tissue Metaphyta and Metazoa started forming only in the Late Neoproterozoic (Late Riphean). The Vendian Period was marked by a radiation of macrotaxonomic diversity with the appearance of the main multicellular types of the Phanerozoic organization level. Therefore, the last acrochron (lasting from approximately 650 Ma ago) should be considered as corresponding to the Vendian-Phanerozoic period. The Cambrian explosion corresponds to the mass expansion of skeletal Metazoa.     

Late Proterozoic African glacial era

A series of large-scale glaciations occurring in the second half of the Late Riphean and Vendian are referred to as the African Glacial Era (Glacioera), which was separated from the preceding Huronian Glacioera by an interglacial of 1.5 Gyr. Six large discrete glacial events (glacioperiods) repeating each 30–50 Myr, occurred during the African Glacioera. The following glacioperiods (in geochronological succession) are recognized: Kaigas, Rapitan, Sturtian, Marinoan, Gaskiers, and Baykonur. Most glacioperiods included several discrete glaciation episodes. Glaciations were accompanied by repeated biosphere change and crises. The dynamic coevolution of climate and biosphere at the end of the Proterozoic facilitated an accelerated development of Earth’s biota, which culminated in the appearance and divergence of multicellular and skeletal fauna. The African Glacioera terminated the Proterozoic and was the time when the Phanerozoic climatic system and the biosphere were forming on the Earth.     

天津蓟县晚元古代冰碛岩的发现

在对华北板块中北部天津蓟县中、新元古界的研究中发现,在新元古界青白口系景儿峪组之上、早寒武世府君山组之下,发育一套角砾岩,其究竟属于晚元古代还是早寒武世,并没有确切证据。由此推测为晚元古代并将这套地层命名为“西井峪组”。通过对西井峪组角砾岩的野外实测、薄片观察,对角砾岩的沉积特征做了详细的描述,并对其成因及物源进行了分析。结果表明:西井峪组为一套厚155 m的角砾岩,并可根据角砾成分和大小的变化分为九段。这套角砾岩中角砾的成分主要为白云岩,还有少量的燧石及石灰岩;整体呈块状,无层理,无层面;角砾含量80%~90%,杂乱排列,大小混杂,分选差,磨圆差,普遍为棱角状和次棱角状,填隙物主要为白云石泥和粉砂,结构成熟度极低。角砾的母岩主要是中元古界蓟县系雾迷山组,少量来自铁岭组。这套角砾岩属于冰川成因,为典型的冰碛岩。这套冰碛岩的发现对恢复晚元古代地球气候特征具有重要意义,其出现或许与“雪球地球”有关。     

用化石天长计算地球年龄的方法及意义——如何理解地球年龄

天长（一天时长）是地球自转速度的直接反映。古生代-中生代化石记录的天长数据表明,古生代-中生代期间的天长随时间呈线性增加。根据角动量守恒定律,这意味着同时段地球自转速度呈线性衰减。如果把这个趋势应用于地球历史的全过程,计算结果为4.519～4.495 Ga,与目前公认的地球绝对年龄4.54 Ga一致。这意味着,从这个时间点起,地球有一种自转速度衰减的总趋势。地球自转速度衰减年龄等值于地球年龄说明：1）所测量的陨石样本生成的时间（表征地球年龄）与地球受月球吸引形成自转减速的时间几乎相同。这意味着地-月体系形成之前的地球比该陨石表征的地球年龄更为古老。2）地球、月球、自转速度衰减时长,三者的年龄呈现等值状态,因而此结果与月球起源于大碰撞的假说可以匹配。     

武当山地区晚震旦世至早古生代古地理轮廓分析与推覆作用

本文在综合前人地质成果的基础上,对该区晚震旦世—早古生代的古地理特征重新进行了分析与探讨。认为武当山地区在震旦纪至古生代是沉积区而非古陆区,印支运动以来的推覆作用塑造了该区现今的“古隆起”构造格局     

华北地台西缘晚石炭世-早二叠世早期海水进退及其与聚煤作用的关系

从古元古代至晚古生代,华北地台西缘经历了坳拉槽、槽后坳和坳陷发育阶段。笔者在大区域地层对比及详细的沉积环境分析基础上,对晚古生代海水进退与聚煤作用关系作了较深入研究。结果表明：晚石炭世晚期至早二叠世早期华北地台西缘主要为潮坪和三角洲沉积发育区,在空间上沉积环境具有东西有别南北分带的特点;西部由泻湖潮坪沉积环境逐渐过渡为河控泻湖三角洲和受潮汐影响的河控滨海三角洲沉积环境;东部为潮坪沉积环境,东侧边缘还出现近山滨海平原沉积环境。研究区在晚石炭世早期-早二叠世早期发生过4次2级海水进退,其中第三、第四次海侵全区发育。早二叠世早期初的第三次2级海侵是最大的一次。最大海侵前夕晚石炭世晚期末是大区域发育厚-巨厚煤层的最好时期。泻湖三角洲平原和陆源碎屑潮上泥炭坪及泥炭沼泽是最佳的聚煤场所。     

Neoproterozoic metamorphism and deformation at the southeastern margin of the East European Craton,Uralides, Russia

The eastern margin of the East European Craton (EEC) has a long lasting geological record of Precambrian age. Archaean and Proterozoic strata are exposed in the western fold-and-thrust belt of the Uralides and are known from drill cores and geophysical data below the Palaeozoic cover in the Uralides and its western foredeep. In the southern Uralides, sedimentary, metamorphic and magmatic rocks of Riphean and Vendian age occur in the Bashkirian Mega-anticlinorium (BMA) and the Beloretzk Terrane. In the eastern part of the BMA (Yamantau anticlinorium) and the Beloretzk Terrane, K-Ar ages of the <2-µm-size fraction of phyllites (potassic white mica) and slates (illite) give evidence for a complex pre-Uralian metamorphic and deformational history of the Precambrian basement at the southeastern margin of the EEC. Interpretation of the K-Ar ages considered the variation of secondary foliation and the diagenetic to metamorphic grade. In the Yamantau anticlinorium, the greenschist-facies metamorphism of the Mesoproterozoic siliciclastic rocks is of Early Neoproterozoic origin (about 970 Ma) and the S1 cleavage formation of Late Neoproterozoic (about 550 Ma). The second wide-spaced cleavage is of Uralian origin. In the central and western part of the BMA, the diagenetic to incipient metamorphic grade developed in Late Neoproterozoic time. In post-Uralian time, Proterozoic siliciclastic rocks with a cleavage of Uralian age have not been exhumed to the surface of the BMA. Late Neoproterozoic thrusts and faults within the eastern margin of the EEC are reactivated during the Uralian deformation.     

河东煤田中部晚古生代含煤岩系中宇宙尘的首次发现及其特征

宇宙尘系重要的太阳系物质.笔者在利用双目镜、扫描电镜研究河东煤田中部晚古生代含煤岩系沉积岩时,发现了沉积的宇宙尘.可见到的表面显微构造特征有:无规则全晶质构造、晶间孔构造、熔蚀构造、瘤状构造、气孔和空腔构造、球粒构造、皱纹构造和碎裂构造等八种类型。由电子探针测定的化学成分得知,本区宇宙尘有玻璃质、硅酸盐质和铁质三种。它们均与已报道的宇宙尘的化学成分相似。但铁质宇宙尘中的Ir含量高达1.09%,这种“指纹元素”的大量存在,进一步证明了它们确系地外星球物质。     

从40万年长偏心率周期看米兰科维奇理论

新生代至前寒武纪海相和陆相沉积记录显示,405 ka长偏心率周期贯穿整个地质历史,从陆地季风降水到大洋碳循环都有表现,是地球表层系统中水循环和碳循环的基本节拍,不仅可用作基本的地质计时单位,还是低纬过程的重要特征之一.现有的地质记录表明405 ka长偏心率周期存在被隐匿或被破坏的现象,火山岩浆活动释放CO₂、生物圈重大变革和冰盖增大事件等都可以造成405 ka长偏心率周期的隐匿,这为揭示地球表层系统重大变化提供了一个新的切入点.通过研究405 ka长偏心率周期的演变特征和破坏机制,可望穿越暖室和冰室期,建立起完整的气候演变理论.最后对我国开展天文旋回研究力争走到世界前列提出了建议和展望.      

A fundamental Precambrian–Phanerozoic shift in earth's glacial style?

It has recently been found that Neoproterozoic glaciogenic sediments were deposited mainly at low paleolatitudes, in marked qualitative contrast to their Pleistocene counterparts. Several competing models vie for explanation of this unusual paleoclimatic record, most notably the high-obliquity hypothesis and varying degrees of the snowball Earth scenario. The present study quantitatively compiles the global distributions of Miocene–Pleistocene glaciogenic deposits and paleomagnetically derived paleolatitudes for Late Devonian–Permian, Ordovician–Silurian, Neoproterozoic, and Paleoproterozoic glaciogenic rocks. Whereas high depositional latitudes dominate all Phanerozoic ice ages, exclusively low paleolatitudes characterize both of the major Precambrian glacial epochs. Transition between these modes occurred within a 100-My interval, precisely coeval with the Neoproterozoic–Cambrian “explosion” of metazoan diversity. Glaciation is much more common since 750 Ma than in the preceding sedimentary record, an observation that cannot be ascribed merely to preservation. These patterns suggest an overall cooling of Earth's longterm climate, superimposed by developing regulatory feedbacks involving an increasingly complex biosphere.     

新星云假说下地球扁率变化上限及影响因素

地球的形状变化是地球演化研究的基本问题之一。为了确定地球形状的变化需要了解各个地质历史时期地球扁率的变化。根据位场球函数理论导出地球的扁率公式,研究扁率与地球的半径、质量和角速度的关系。基于新星云假说推测地球的半径、质量和角速度的变化量,计算出地球在各个时期的扁率并作为上限并画出曲线,各地质历史时期中地球扁率的真实值应该小于计算的扁率值。地球的扁率自地球形成以来脉动变化的情况下总体趋势在减小。影响地球扁率的因素有平均半径、质量和角速度,分析发现地球形成后5亿年为时间起点计算,到现在(共41亿年)为止平均半径变化对扁率的总影响约为3%,质量变化的总影响没有超过百万分之三。而角速度的减小对扁率变化的贡献超过97%。地球扁率共减少了74.3%。     

试论地球内部流体与地质作用——现代地质科学研究思考

把以地球固体部分作为主要研究对象所建立起来的地质科学称为传统地质科学,它只在该学科研究的起点——沉积地质学和学科研究的最终目的——成矿地质学两个领域不自觉地将地球内部流体放到了重要地位,而在其间的绝大多数研究则忽略了对地球内部流体的讨论,在其原有的知识体系范围内已找不到关于地球内部物质和能量转移、转换等方面所存在的大量问题的解决途径和完整答案。现代地质科学的发展已经开始将地球内部流体作为主要研究对象,并将其贯穿到了所有地质学研究的领域当中。其基本出发点应是：地球内部流体广泛存在,并永不停息地运动着,它与固体地球部分同样重要,是现代地质科学研究的主要对象。它不仅在各种地质作用中起着极其重要的作用, 而且, 它基本上可以认为是一切地质作用的最初根源, 也就是说, 流体作用贯穿于一切地质作用( 包括构造活动、岩浆作用、变质作用、沉积作用、成矿作用、地质自然灾害等) 过程的始终。地球内部一切地质作用又通过地球内部流体有机地统一在一起。可将地球内部流体按其与特定地质作用的关系划分为具包含循环性质的初始流体、过程流体和终结流体三类。针对目前的研究大量地集中在过程流体和终结流体方面的现状, 在体现现代地质科学和传统地质科学本质区别的地质作用初始流体方面进行了系统整理和论述, 并提出了可能成为现代地质科学基础性学科的(地球内部) 流体统一地质学。     

庐山隆起─滑脱构造

庐山隆起-滑脱构造呈不对称状,西部外壳宽,出露地层完整;东部外壳窄,缺失地层较多,其内核为-开阔短轴背形,由早元古代星子群深变质及晚元古代、早古生代、中生代花岗岩组成。外壳由中元古代双桥山群浅变质沉积岩和细碧-石英角斑岩,晚元古代汉阳峰组浅变质流纹岩、细碧岩,晚元古代辉绿岩,震旦纪及后震旦纪未变质地层组成。内核与外壳间的接合面原是早元古代星子群与中元古代双桥山群间的平行不整合面,但在庐山隆起-滑脱构造形成过程中,受到了顺层韧性剪切作用及其以后其它构造作用的改造和破坏。以接合面为界,外壳自内向外,顺层韧性剪切变形变质、顺层韧性剪切固态流动褶皱变形由强至弱发生变化,直至无变形变质;而内核从接合面附近向内部,退变质作用逐渐消失。庐山隆起-滑脱构造是在西部挤压,东部拉张的伸展构造环境中形成的,经历了吕梁期雏形（或基础）、晋宁-加里东期形成发展及海西-喜山期改造三个阶段。     

哈萨克斯坦楚-萨雷苏盆地热兹卡兹甘地区构造运动与沉积演化

本文基于对楚-萨雷苏盆地热兹卡兹甘地区的构造运动、相应动力学机制、沉积地层的研究,对楚-萨雷苏盆地盆地上古生界沉积演化做了阐述,提出了热兹卡兹甘地区晚古生代经历了早中泥盆世火山盆地—晚泥盆世(成盆初期)滨海冲积平原、局限台地—早石炭世(海侵期)台地、台缘斜坡、陆棚—中晚石炭世(海退期)海陆交互相三角洲—早二叠世(干旱气候期)干盐湖—晚二叠世盐湖的沉积演化。     

Evolution of manganese ore genesis in the earth’s geological history and the role of the biosphere

The formation of manganese rocks and ores occurred during the whole geological history of the Earth. Five metallogenic epochs (Early to Middle Proterozoic, Late Proterozoic, Early to Middle Paleozoic, Late Paleozoic, and Meso-Cenozoic) and 7 very important phases (Early, Middle, and Late Proterozoic, Early to Middle Paleozoic, Late Paleozoic, Late Mesozoic, and Meso-Cenozoic) can be distinguished. The phases of manganese ore genesis at many stratigraphic levels are closely related to the global climatic and tectonic reconstructions (the breakup of the continent of Gondwana and periods of glaciations and aridization) and biotic events (mass extinction of organisms). Based on carbon isotopic composition in manganese carbonates, participation of oxidized organic carbon is established.