对中国东部中生代动力学机制的新认识

从20世纪70年代板块构造学说引入中国后,中国地质学家(包括笔者)普遍接受了太平洋板块向欧亚板块俯冲导致中国东部中生代强烈的构造-岩浆活动和相应的成矿作用的观点,乃至成为被认知的理论至今仍然广泛流传。但是,2000—2006年国土资源部开展的《中国岩石圈三维结构》专项研究成果表明：深部软流圈(层)物质上涌才是中国东部中—新生代强烈构造-岩浆活动的主要动力来源。在进一步研究中国东部巨厚的软流圈形成的原因时发现：中侏罗世以来,中国大陆受到了来自4个不同方向的动力挤压,由此导致软流圈物质汇聚到中国东部及邻区大陆之下。太平洋板块的俯冲力只是4个方向中的一个——由东向西挤压,它起到了阻挡软流圈物质继续向东部“洋区”流动的作用,可称它为“远程力效应”。     

中国东部中生代软流圈上涌与构造 岩浆 矿集区

在深入研究华南地震层析成像的基础上,按照大地构造环境和软流圈上涌形状和热度,将中国东部(大陆)中生代上地幔中岩石圈 软流圈构造划分为3类:(1)陆台区(华北块和扬子块),软流圈沿古裂陷上涌,其柱头上方形成幔壳混熔花岗质岩及相应Au、Cu、Mo、Pb Zn等矿集区,并于软流圈与岩石圈厚区之陡接触带形成中基性杂岩及相应Fe矿集区;(2)褶皱带中心区(南岭及其延伸带),软流圈在适当深度、热量充足、较大范围内“平卧”,因热传导而致使地壳内物质部分重熔,形成壳源型花岗质岩及相应的W、Sn、稀有元素矿集区;(3)褶皱带边缘区(大兴安岭南部及华南南缘),在软流圈上涌柱上方形成幔源或幔壳混熔的花岗质岩,相应为Cu、Au、Pb Zn、Mo、Ag矿集区。总之,软流圈上涌是中生代构造、岩浆、矿集区形成之根源。     

中国东部中生代岩石圈演化与太平洋板块俯冲消减关系的讨论

国内外不少学者认为中国东部中生代岩石圈演化与太平洋板块向欧亚大陆俯冲、消减有关,近年来作者从岩石圈-软流层深部地质过程审视中国东部岩石圈演化问题发现,中国东部中生代早期(三叠纪至侏罗纪)岩石圈演化与太平洋板块向欧亚大陆俯冲消减没有直接的关系,它们可能是一种源自中国东部周边东亚洋盆系的一些洋盆向中国东部大陆俯冲消减碰撞造山以及由它们引发的中国东部大陆内的软流层上涌的深部地质作用联合作用的结果。软流层上涌作用自始至终控制着中国东部大陆岩石圈与软流层之间以及壳幔之间的层圈拆离,底侵作用以及岩石圈变形缩短、伸展和岩浆活动。     

华南陆块东北部构造特征、成矿作用与动力学机制——来自大地电磁测深的认识

通常认为,华南陆块在新元古代由扬子克拉通和华夏地块沿江南造山带碰撞拼合而成,之后经历了陆内造山、洋壳俯冲等多期岩浆—构造活动。但因华南陆块所处的特殊地质构造环境,就目前华南陆块各块体之间的接触关系、江南造山带深部构造特征及区域动力学意义等诸多地质问题争议颇多。本文依托地质调查项目和“深部探测技术与实验研究（SinoProbe）”项目完成的8d和12g两条大地电磁测深剖面,经过精细的数据处理,使用非线性共轭梯度（NLCG）算法对TE+TM模式数据联合反演得到华南陆块东北部岩石圈尺度的二维电性剖面,并用ModEM三维反演代码对全阻抗张量数据反演获得了三维电性模型。对研究区内扬子地块东部、江南造山带以及华夏地块进行电性结构研究,发现研究区内的江南造山带西南段存在扬子地块和华夏地块碰撞镶嵌的构造表现,扬子地块已越过江南造山带,在江山—绍兴断裂位置与华夏地块挤压,形成江绍断裂等逆冲型深大断裂,从电性结构推测其现今仍然为活动断裂,但东北段块体之间的接触关系被上侵的地幔物质破坏,江绍、赣东北等断裂的深部结构已被剧烈改造,推测这种深部成矿热物质上涌是形成赣东北以金银矿种为主的岩浆热液型矿床的深部动力原因;研究区东部华夏地块电性特征为高阻的上地壳以及被岩浆底侵而破坏的中下地壳,发育其中的屯溪—鹰潭—安远和上虞—大浦—政和断裂切割深度超过了50 km,为深大断裂构造。结合前人地表侵入岩填图结果,认为由于中生代以来古太平洋板块向欧亚大陆的俯冲,华南陆块东部上地壳被严重破坏,从电性特征推断可能发生过大面积的板片重融,华夏地块东北部地壳相较于西南部厚度明显更小、后期改造严重,受到的太平洋板块俯冲导致的热扰动更剧烈。     

华南陆块东北部构造特征、成矿作用与动力学机制——来自大地电磁测深的认识

通常认为,华南陆块在元古代由扬子克拉通和华夏地块沿江南造山带碰撞拼合而成,之后经历了陆内造山、洋壳俯冲等多期岩浆—构造活动。但因华南陆块所处的特殊地质构造环境,就目前华南陆块各块体之间的接触关系、江南造山带深部构造特征及区域动力学意义等诸多地质问题争议颇多。本文依托地质调查项目和“深部探测技术与实验研究（SinoProbe）”项目完成的8d和12g两条大地电磁测深剖面,经过精细的数据处理,使用非线性共轭梯度（NLCG）算法对TE+TM模式数据联合反演得到华南陆块东北部岩石圈尺度的二维电性剖面,并用ModEM三维反演代码对全阻抗张量数据反演获得了三维电性模型。对研究区内扬子地块东部、江南造山带以及华夏地块进行电性结构研究,发现研究区内的江南造山带西南段存在扬子地块和华夏地块碰撞镶嵌的构造表现,扬子地块已越过江南造山带,在江绍断裂位置与华夏地块挤压,形成江绍断裂等逆冲型深大断裂,从电性结构推测其现今仍然为活动断裂,但东北段块体之间的接触关系被上侵的地幔物质破坏,江绍、赣东北等断裂的深部结构已被剧烈改造,推测这种深部成矿热物质上涌是形成赣东北以金银矿种为主的岩浆热液型矿床的深部动力原因;研究区东部华夏地块电性特征为高阻的上地壳以及被岩浆底侵而破坏的中下地壳,发育其中的屯溪—鹰潭—安远和上虞—大浦—政和断裂切割深度超过了50 km,为深大断裂构造。结合前人地表侵入岩填图结果,认为由于中生代以来古太平洋板块向欧亚大陆的俯冲,华南陆块东部上地壳被严重破坏,从电性特征推断可能发生过大面积的板片重融,华夏地块东北部地壳相较于西南部厚度明显更小、后期改造严重,受到的太平洋板块俯冲导致的热扰动更剧烈。     

浙西新路盆地火山岩型铀成矿的深部动力学机制

在中生代岩浆作用过程主量元素、微量元素和Sr-Nd同位素地球化学演化轨迹的研究基础上,探讨了新路盆地火山岩型铀成矿的深部动力学机制.研究表明,新路盆地由早至晚系列岩浆岩,SiO2含量依次降低,碱度和K2O/Na2O比值逐渐升高,氧化物含量表现为“跳跃性”演变并趋向辉绿岩;ΣLREE、δEu值和Sr元素等含量显著动态升高;微量元素特征比值表现出趋势性变化特点;Sr-Nd同位素演化呈现出由黄尖组熔结凝灰岩依次趋向花岗斑岩、辉绿岩的混合演化趋势线;代表成矿流体同位素组成的萤石投影点位于岩浆作用过程Sr-Nd同位素混合演化趋势线上,且较花岗斑岩更趋近于辉绿岩投影区.认为新路盆地铀矿床成矿流体具有壳幔源区物质混合特征;酸性系列岩浆岩与火山岩型铀矿在空间上的叠置,是壳幔作用机制下系列产物的耦合;来自岩石圈富集地幔的以富含LREE及K、Sr等大离子亲石元素为特征的高温“轻物质流”持续上涌及由此诱发的壳幔作用,为新路盆地岩浆活动及火山岩型铀成矿作用提供了动力学机制;壳幔作用源区是铀成矿作用的动力源,也是成矿流体的发源地.     

华北新构造：印欧碰撞远场效应与太平洋俯冲地幔上涌之间的相互作用

作为大陆内部典型的伸展断陷区和强震活动区,华北地区处于东部太平洋板块俯冲构造和西部印欧大陆碰撞构造的双重大地构造背景之下,其新构造运动相当复杂:西部沿鄂尔多斯地块周缘两个地堑盆地系引张伸展断陷作用、中部太行山块体的局部断陷和整体隆升、东部华北平原区和渤海湾海域区的区域沉降,南缘沿秦岭构造带的左旋走滑拉张活动,东缘沿郯庐断裂带的右旋挤压走滑活动。这些不同类型的断裂构造在晚新生代的阶段性活动,产生了复杂的构造地貌组合特征。综合研究发现,华北晚新生代经历了3期伸展断陷-挤压隆升演化阶段:新近纪晚期(10～2.5 Ma)、早中更新世和晚更新世以来。地壳引张应力方向或NW-SE、或NE-SW向;地块隆升导致湖盆的消亡,挤压应力方向为NE-SW至W-E向。研究认为,华北地区新构造受两个岩石圈构造过程的相互影响:印欧碰撞产生的远程效应和东部岩石圈地幔的上涌。一方面,青藏高原东北缘地块的持续推挤及其构造应力向东的传递导致鄂尔多斯地块反时针旋转和秦岭山地的向东挤出逃逸,这个挤出构造动力学统治了华北地区晚新生代的引张伸展、斜张走滑和挤压变形。尤其是,新近纪晚期强烈的NW-SE向地壳伸展变形与青藏东缘挤出造山作用同步(10～9 Ma至4.2 Ma);上新世末期(约2.5 Ma)、晚更新世早期(约200～70 ka)和晚更新世晚期—全新世(约20 ka以来)3次构造挤压事件与青藏高原东缘构造事件基本对应。另一方面,岩石圈地幔上涌主导了华北东部平原区的区域地壳沉降,同时伴随着早、中更新世的5期幔源火山活动。这两个岩石圈构造作用力此消彼长,深刻统治着华北地区新构造与现今活动构造以及地震构造。     

秦岭中更新世以来抬升的新资料及认识

秦岭北坡的陕西省洛南县南洛河北岸发育高度不同的6层溶蚀洞穴,其中5层溶蚀洞穴中发现沉积物和古生物化石。对这些洞穴进行了考察和发掘,并研究了洞穴内沉积物的化石。另外对洞穴外的河流阶地进行了高程测量和对比分析,用选频光释光法测定各洞穴底部沉积物和洞穴外河流阶地沉积物的年龄,确定了各洞穴大致的形成时代,并首次得到秦岭中更新世以来的抬升资料。其抬升过程中速度不均一性、时代越新抬升速率越强的总趋势等状况与青藏高原相似     

中国辽宁中华侏罗兽的发现代表早期哺乳动物演化的一个新里程碑

真兽类哺乳动物是现代最为丰富多彩的哺乳动物类群,其起源和早期演化是国际科学界高度关注的科学问题之一.中国辽宁中侏罗世髫髻山组产出的中华侏罗兽是目前世界上发现的最古老的真兽类哺乳动物,代表了早期哺乳动物演化的一个新里程碑.研究表明,中华侏罗兽的发现将以前国际上的白垩纪化石记录提前了3500万年,填补了早期哺乳动物演化的化石记录间隔,帮助校正了现代基于DNA方法研究的哺乳动物演化历史,并与基于 DNA 方法测定的真兽类哺乳动物起源时间的研究结果相吻合,为哺乳动物演化历史建立了以化石为标准点的新标尺.中华侏罗兽的精确年龄有助于确定真兽类哺乳动物与其它哺乳动物,如后兽亚纲(它们的后代包括有袋类,如袋鼠)和单孔类(如鸭嘴兽),分异发展的时间.     

中国东部及邻区晚中生代伸展拆离构造——综述与新认识

伸展构造是大陆岩石圈减薄破坏在上部浅层的一种重要表现。其中, 低角度伸展拆离构造为中国东部以及邻区晚中生代地壳伸展变形的显著构造变形样式, 是研究区域岩石圈浅层构造变形与深部减薄过程关系的重要窗口。结合相关的几何学、运动学、年代学等资料的综述分析, 本文对中国东部及邻区低角度伸展拆离构造时空展布、运动学极性、应变机制进行了系统论述。在空间展布上, 这些伸展拆离构造在东亚大陆的分布不均一, 指示岩石圈的不均匀伸展减薄作用。在形成时代上, 伸展拆离活动主要集中在两个时代区间: 140–125 Ma为伸展拆离构造在中下地壳初始形成期, 在水平伸展作用主导下, 以简单剪切为主; 125–110 Ma为伸展拆离构造快速隆升剥露期, 在垂向挤压的主导下, 以纯剪切为主。相关的几何学和运动学标志表明这些伸展构造总体具有在NW–SE方向上单向低角度伸展拆离运动学特征, 反映它们总体受NW–SE向伸展应力场作用控制。以大兴安岭—太行山—武陵山重力梯度带为界, 东、西两侧区域伸展活动均具有从NW向SE传播的趋势, 且这种趋势西部较东部明显, 表现为不同的动力学背景特征。东部主要受到古太平洋板块后撤影响, 而西部可能与蒙古—鄂霍茨克洋闭合之后, 增厚地壳发生重力崩塌而引发区域大规模伸展活动以及同时发生的秦岭—大别构造带陆内造山后应力伸展的联合作用相关。     

华北东部中生代晚期-新生代软流圈上涌与岩石圈减薄

现今的地幔是由软流圈地幔(热的,主元素饱满、微量元素亏损的,塑性流变性质的)、古老岩石圈地幔(地幔1,冷的,主元素贫瘠、微量元素富集的,刚性的,以方辉橄榄岩为代表)以及现今的岩石圈地幔(地幔2,主元素饱满、微量元素亏损,以二辉橄榄岩为代表,可能包括多时期形成的)组成。古老岩石圈地幔与地幔2样品的共存、100~4·3Ma在地幔内部持续发生的古老岩石圈与软流圈的相互作用以及上述作用的时空不均一性,都表明了岩石圈减薄是软流圈呈“蘑菇云状”大规模上涌的结果。上述事件发生于100Ma以后。软流圈来源的玄武岩大范围喷发并伴随了岩石圈的强烈拉伸是事件发生的主要标志,岩石圈减薄是一个深部地质过程,不像是突发事件。     

华南热隆起成矿及其机制探讨

华南热液矿床至少在3方面表现出明显的热隆起成矿特征，即：它们主要集中在后加里东隆起区和海西-印支凹陷中的岛状复背斜带，常与花岗岩穹隆，前寒武纪基底中的块断隆起，以及沉积盆地中的局部隆起或背斜构造有关；与成矿有关的花岗岩类往往呈现早期早阶段斑状-似斑状中-粗粒到晚期晚阶段中-细粒的结构演化，且成矿主要与后者有关；与中酸性火成岩有关的热液成矿流体在早期以岩浆水来源为主，晚期大气降水增多。流体温度和浓度变化制约的浮力驱动机制是造成热隆起成矿的主要因素。除了花岗岩类侵入之外，快速隆起造成的地温异常也是热隆起成矿的重要机制。     

中国东部中生代大规模岩浆活动与长英质大火成岩省问题

笔者认为,中国东部中生代大规模岩浆活动很难用太平洋板块的俯冲来解释,中国东部中生代大规模岩浆活动可能相当于几个不同时期发育的长英质大火成岩省,与中生代东亚超级地幔柱的活动有关.世界上存在两类大火成岩省,一类以镁铁质岩为主(M-LIP);另一类以长英质岩为主(F-LIP).中国也存在上述两类大火成岩省,二叠纪的峨眉山玄武岩属于前者,中国东部中生代大规模的岩浆活动属于后者.二者可能均与地幔柱的活动有关,不同在于镁铁质大火成岩省的地幔柱上升停滞在岩石圈底部,在那里发生部分熔融形成大规模玄武岩喷发;而与长英质大火成岩省有关的地幔柱可抵达下地壳底部直接烘烤和加热下地壳,形成长英质成分的岩浆岩.学术界通常认为中国东部中生代大规模岩浆活动与太平洋板块向西俯冲导致的软流圈地幔上升有关,本文却认为它可能与来自下地幔的地幔柱有关.大火成岩省矿产丰富,与镁铁质大火成岩省有关的矿产有铜、镍、铬、铂、钯等,与长英质大火成岩省有关的矿产有金、铜、钨、锡、钼、铋、锑、铀等.     

A traverse through the western Kunlun (Xinjiang,China): tentative geodynamic implications for the Paleozoic and Mesozoic

The northern part of the western Kunlun (southern margin of the Tarim basin) represents a Sinian rifted margin. To the south of this margin, the Sinian to Paleozoic Proto-Tethys Ocean formed. South-directed subduction of this ocean, beneath the continental southern Kunlun block during the Paleozoic, resulted in the collision between the northern and southern Kunlun blocks during the Devonian. The northern part of the Paleo-Tethys Ocean, located to the south of the southern Kunlun, was subducted to the north beneath the southern Kunlun during the Late Paleozoic to Early Mesozoic. This caused the formation of a subduction-accretion complex, including a sizeable accretionary wedge to the south of the southern Kunlun. A microcontinent (or oceanic plateau?), which we refer to as “Uygur terrane,” collided with the subduction complex during the Late Triassic. Both elements together represent the Kara-Kunlun. Final closure of the Paleo-Tethys Ocean took place during the Early Jurassic when the next southerly located continental block collided with the Kara-Kunlun area. From at least the Late Paleozoic to the Early Jurassic, the Tarim basin must be considered a back-arc region. The Kengxiwar lineament, which “connects” the Karakorum fault in the west and the Ruogiang-Xingxingxia/Altyn-Tagh fault zone in the east, shows signs of a polyphase strike-slip fault along which dextral and sinistral shearing occurred.     

南海西缘断裂带走滑特征及其形成机理初步研究

南海西缘断裂带是南海西部最主要的构造要素,从北到南贯穿了该区主要的沉积盆地,具有走滑断裂的性质。由于不同地质时期走滑方向的不同,形成了不同的断层组合,主要表现为负花状构造和北东向、北西向两组雁列断层以及平面上双马尾状构造组合。主体断裂带以单条式为主,区段式活动特征明显。在南北盆地之间的构造转换带表现为负花状构造-犁式断裂-多米诺式反向调节正断层的组合。综合分析认为,南海西缘断裂是一组长期活动的断裂带,大规模走滑活动从中始新世至第四纪时期,主要为右旋走滑,应力以张扭作用为主;但是在中中新世末期,走滑方向曾经发生转变,为左旋走滑,转为压扭应力,造成区域隆升,导致地层被剥蚀,南海西部盆地现今沉积-构造格局基本形成。     

A new caraboid larva from the Middle Jurassic of China (Insecta: Coleoptera)

A new species of caraboid larva (Coleoptera, Adephaga), Carabilarva gongi sp. nov., is described based on a well-preserved specimen from the Middle Jurassic Daohugou deposits (in the upper part of Jiulongshan Formation) of Inner Mongolia, China. It is the fourth caraboid larva from the Mesozoic, and differs from the other three Mesozoic species mainly in having a longer body with shorter mandibles. Scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) show that this Daohugou fossil is preserved as carbonaceous compressions that lost the micro-structure, such as macrochaetae.