古大陆再造的回顾与展望

最早的古大陆再造基于大陆轮廓的拼接，古生物区系以及古气候方面资料的对比。20世纪50年代古地磁技术的突破为确定大陆的古地理位置、古陆块0之间的相互关系以及大陆裂解和大洋扩张的历史提供了更有说服力的证据。60年代，板块构造成为古大陆再造的理论基础，由此推动了技术的发展、观念和更新和学科之间的交融。在成图方面，完善了球面坐标系下古大陆移动、拼合的计算机软件；建成了一系列 全球性的古大陆再造基础资料数据库。按照板块构造理论，超级大陆的形成是古大陆拼合的结果，所以对造山带的分析正在成为古大陆再造中最重要的方法，由此也推动了古大陆再造与地质、地球物理、地球化学等多学科理论、技术之间的交叉和集成。主要根据同位素年代学证据和造山带全球性分布的特征，人们推测地质历史上可能发生过多次超级大陆（Supercontinent)或泛大陆（Pangea)聚散事件，但目前对其古地理和构造格局已基本研究清楚的只有古生代的超级大陆冈瓦那（Gondwana)晚古生代一早中生代的泛大陆。90年代初提出的Rodinia超级大陆，尚处于在完善证据和修订模式的阶段。中国古大陆再造研究的主要问题包括：中国古陆块之间的关系，中国古陆块和造山带与冈瓦那大陆及特提斯演化的关系、与欧亚大陆碰增生演化的关系以及最近提出的中国古陆块对全球Rodinaia超级大陆事件的响应等。基于不同的资料和数据，将产生不同的再造模式，因此对观测资料和分析数据的可靠性以及数据解释多解性方面珲应给予更多的重视。现阶段对高质量的年代学、古地磁学以及区域构造解析等方面的取证性研究仍然是很急需的。古大陆聚散研究推动了许多前沿课题的进展，如全球构造背景和地理背景下生物的多样性，超级地幔柱以及巨量岩浆活动与超大陆裂解的关系，地磁场真极移现象，地球雪球化效应和全球构造控制的大型成矿作用等。这些课题促使人们朝着把地球作为一个整体，深入研究地球不同层圈之间的相互作用，以建立完整的系统地球科学理论的研究方向前进。     

东秦岭的泥盆系及构造演化

本文简述了有关秦岭构造演化的不同解释;从沉积、古地理、古构造等方面讨论了北带泥盆系与与中、南带泥盆系的明显差异及它们的分界位置;论述了秦岭属印支带及其东延的主要证据;提出了秦岭构造演化模式。     

滇西古特提斯多岛洋的结构及其南北延伸

在深化滇西古特提斯构造古地理格局研究基础上 ,提出了区分多岛洋与多岛海的时、空尺度标准。根据藏北羌塘、泰国北部与滇西古特提斯沉积地质学的比较研究 ,论证了滇西昌宁—孟连带北延连接冈玛错缝合带 ,南延与泰国北部隐蔽缝合带相接。泰国东北部著名的难河—程逸缝合带北延很可能潜伏于思茅盆地中新生代红层之下 ,因此古特提斯阶段并不存在稳定的“思茅地块”。泰国西北部湄萨良带存在洋盆硅质岩、海山碳酸盐岩和被动陆缘碎屑岩的构造混杂沉积组合 ,原属“泥盆系”的硅质岩中已发现早石炭世和晚三叠世卡尼期放射虫动物群 ,启示了古特提斯东段存在双子星座式主支洋盆的构造古地理格局。湄萨良带北延最可能与保山地块、腾冲地块之间的潞西三台山蛇绿混杂带相连。滇西北地区原属晚三叠世哈工组内侏罗纪放射虫化石的发现等 ,启示了青藏高原三江带在古、新特提斯转折期古地理演化的复杂性     

GIS支持下的盆地古构造再造——以松辽盆地北部古中央隆起带为例

再造地质历史时期盆地的古格局构造对于盆地构造演化史研究和油气运移路径模拟具有重要意义.将地理信息系统与盆地分析方法融合开展了松辽盆地北部古中央隆起带古构造演化史研究, 阐述了在GIS支持下开展盆地古构造演化研究的原理和方法, 再造了古中央隆起带的古构造格局, 简要分析了古中央隆起带的古构造演化史.分析表明, 古中央隆起带于火石岭—营城期开始发育, 登楼库期定型, 泉头期开始萎缩, 姚家期末停止发育, 从油气主运移期与构造形成期的配套关系考虑, 古中央隆起带是深层天然气聚集的有利场所.      

南天山—北山—索伦—长春缝合带的性质与演化

南天山—北山—索伦—长春缝合带作为古亚洲洋的最终闭合位置,其形成与演化特征一直以来都是中亚造山带相关研究的焦点与热点问题。对于该缝合带形成时代以及俯冲极性等方面的研究,有利于揭示中亚造山带的增生与演化历史,为古亚洲洋构造演化模型的建立提供理论支持。笔者等依据南天山—北山—索伦—长春缝合带内的大地构造背景、构造岩石组成、闭合方式和闭合时代的差异,自西向东将其分为4段：① 南天山缝合带位于缝合带西段,形成于塔里木板块向北俯冲与哈萨克斯坦—伊犁地块发生拼贴的过程中,根据高压变质年龄、钉合岩体以及不整合盖层等证据来综合分析,其闭合时代应为晚石炭世;② 北山缝合带位于缝合带中段,形成于敦煌地块和阿拉善地块向北俯冲与北部图瓦—蒙古板块发生拼贴的过程中,根据带内蛇绿岩的年代学证据限定其闭合时代应为早—中二叠世。阿拉善地块北缘的两条蛇绿岩带作为北山缝合带与索伦—长春缝合带之间的连接带,分别代表了古亚洲洋在该区域闭合时形成的缝合带和弧后盆地,其形成时代应当为中二叠世—晚二叠世早期;③ 索伦—长春缝合带位于缝合带中—东段,古亚洲洋在该地区同时发生了南北两侧的双向俯冲,两侧地块在中二叠世—早三叠世完成拼贴;④长春—延吉缝合带形成于中三叠世前后华北板块与佳木斯—兴凯地块的俯冲增生过程中,其较西侧索伦—长春缝合带的形成时间（270~250 Ma）晚20~30 Ma。因此长春—延吉缝合带与索伦—长春缝合带的形成时代与构造背景存在显著的差异,不属于其东延部分。在上述分析基础上,笔者等认为古亚洲洋沿南天山—北山—索伦—长春缝合带自西向东发生了4个阶段的演化过程,闭合时代自西向东逐渐变年轻,整个过程从晚石炭世一直持续到了三叠世,其中长春—延吉缝合带记录了古亚洲洋和古太平洋构造域叠加与转换的地质过程。     

南天山—北山—索伦—长春缝合带的性质与演化

南天山—北山—索伦—长春缝合带作为古亚洲洋的最终闭合位置,其形成与演化特征一直以来都是中亚造山带相关研究的焦点与热点问题。对于该缝合带形成时代以及俯冲极性等方面的研究,有利于揭示中亚造山带的增生与演化历史,为古亚洲洋构造演化模型的建立提供理论支持。笔者等依据南天山—北山—索伦—长春缝合带内的大地构造背景、构造岩石组成、闭合方式和闭合时代的差异,自西向东将其分为4段：① 南天山缝合带位于缝合带西段,形成于塔里木板块向北俯冲与哈萨克斯坦—伊犁地块发生拼贴的过程中,根据高压变质年龄、钉合岩体以及不整合盖层等证据来综合分析,其闭合时代应为晚石炭世;② 北山缝合带位于缝合带中段,形成于敦煌地块和阿拉善地块向北俯冲与北部图瓦—蒙古板块发生拼贴的过程中,根据带内蛇绿岩的年代学证据限定其闭合时代应为早—中二叠世。阿拉善地块北缘的两条蛇绿岩带作为北山缝合带与索伦—长春缝合带之间的连接带,分别代表了古亚洲洋在该区域闭合时形成的缝合带和弧后盆地,其形成时代应当为中二叠世—晚二叠世早期;③ 索伦—长春缝合带位于缝合带中—东段,古亚洲洋在该地区同时发生了南北两侧的双向俯冲,两侧地块在中二叠世—早三叠世完成拼贴;④长春—延吉缝合带形成于中三叠世前后华北板块与佳木斯—兴凯地块的俯冲增生过程中,其较西侧索伦—长春缝合带的形成时间（270~250 Ma）晚20~30 Ma。因此长春—延吉缝合带与索伦—长春缝合带的形成时代与构造背景存在显著的差异,不属于其东延部分。在上述分析基础上,笔者等认为古亚洲洋沿南天山—北山—索伦—长春缝合带自西向东发生了4个阶段的演化过程,闭合时代自西向东逐渐变年轻,整个过程从晚石炭世一直持续到了三叠世,其中长春—延吉缝合带记录了古亚洲洋和古太平洋构造域叠加与转换的地质过程。     

青海省航磁反映的深部构造特征

根据青海省航磁（△Ｔ）化极上延６０ｋｍ异常等值线图,推断出青海省内深部大致由四大地质块体和四条深大断裂夹一特提斯构造带（物质来源于深部或沉积盖层）组俣拼接而成,各地质块体之间为深部断裂或缝合带相隔。     

新疆古块体的形成与演化

在中亚造山带南缘中国新疆地区划分出塔里木—库鲁克塔格、中天山、伊犁、柯坪四个古块体。塔里木—库鲁克塔格和中天山块体具有一致的前南华纪基底、相似的岩石组合与构造-岩浆演化过程,反映彼此间密切的亲缘性。推测库鲁克塔格在深部可能与塔里木相连,属于塔里木克拉通的一部分。研究表明,中天山是从塔里木克拉通裂解出去的块体,位于两者之间的是通过弧后引张作用而形成的古生代南天山洋盆。伊犁块体在新元古代岩石组合、地层序列、构造环境与演化历史等方面与塔里木块体相似;南华纪裂解以来,差异逐渐明显,并逐渐朝中亚地区的巴尔喀什块体方向运移,到志留纪时增生到哈萨克斯坦板块上,成为巴尔喀什山弯构造带的南部成员。柯坪块体在岩石构造组合、岩层时代、构造环境与演化历史等方面和塔里木—库鲁克塔格、伊犁、中天山三个块体均存在较大差异,属于新元古代洋壳块体。地质证据、岩浆岩年代学证据和碎屑锆石U-Pb年龄谱表明,新疆地区的前寒武纪块体记录了地球早期演化过程中丰富的地壳活动与岩浆作用信息,对全球多期构造-岩浆事件响应积极,包括全球古陆核生长事件、哥伦比亚超大陆聚合事件、罗迪尼亚超大陆聚合与裂解事件。柯坪块体保留了冈瓦纳大陆聚合的信息。     

帕米尔高原Rushan-Pshart古特提斯洋或中特提斯洋争论的岩石地球化学证据

帕米尔高原上广泛分布的加里东期火山岩,印支期火山岩与燕山期火山岩被认为是块体依次向北俯冲拼贴到欧亚板块上的产物。特别是燕山期火山岩被认为是Rushan-Pshart中特提斯洋闭合的产物。但近年来地层古生物、火山岩证据不断表明Rushan-Pshart洋闭合时间在晚三叠一早侏罗世,由此限定Rushan-Pshart古特提斯洋性质,而帕米尔高原上广泛分布的燕山期火山岩是更南部的Shyok中特提斯洋闭合的产物。目前,中国境内Rushan-Pshart缝合带属性的研究工作展开较晚,研究程度较低。我们对塔什库尔干明铁盖沟一线燕山期火山岩带展开的工作发现零星分布的印支期花岗岩。印支期花岗岩错石U・Pb年龄显示岩体侵位时间在201 Ma左右。全岩主量元素特征表明岩石为I型高钾钙碱性闪长花岗岩;稀土元素在球粒陨石标准化图解中呈轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损的右倾海鸥型。明铁盖岩体的微量元素显示大离子亲石元素明显富集,而高场强元素明显亏损。稀土微量元素特征倾向花岗岩属性为岛弧型花岗岩,Sr-Nd-Hf同位素比值特征显示岩体形成于下地壳部分熔融环境。岩体的地化特征表明岩体形成的构造环境为板块汇聚的洋壳俯冲阶段,结合区域地质特征,我们将花岗岩体归为Rushan-Pshart古特提斯洋壳俯冲消减的产物。Rushan-Pshart缝合带传统上认为是中特提斯带,近年的研究进展认为其为古特提斯缝合带,本文的工作支持这种观点。Rushan-Pshart古特提斯缝合带的确立对帕米尔高原与青藏高原主体的块体对比提供了可信的对比方案,并对青藏高原新生代陆内变形方式的争论提供了可靠的证据。     

帕米尔高原Rushan-Pshart古特提斯洋或中特提斯洋争论的岩石地球化学证据

帕米尔高原上广泛分布的加里东期火山岩,印支期火山岩与燕山期火山岩被认为是块体依次向北俯冲拼贴到欧亚板块上的产物。特别是燕山期火山岩被认为是Rushan-Pshart中特提斯洋闭合的产物。但近年来地层古生物、火山岩证据不断表明Rushan-Pshart洋闭合时间在晚三叠—早侏罗世,由此限定Rushan-Pshart古特提斯洋性质,而帕米尔高原上广泛分布的燕山期火山岩是更南部的Shyok中特提斯洋闭合的产物。目前,中国境内Rushan-Pshart缝合带属性的研究工作展开较晚,研究程度较低。我们对塔什库尔干明铁盖沟一线燕山期火山岩带展开的工作发现零星分布的印支期花岗岩。印支期花岗岩锆石U-Pb年龄显示岩体侵位时间在201 Ma左右。全岩主量元素特征表明岩石为Ⅰ型高钾钙碱性闪长花岗岩;稀土元素在球粒陨石标准化图解中呈轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损的右倾海鸥型。明铁盖岩体的微量元素显示大离子亲石元素明显富集,而高场强元素明显亏损。稀土微量元素特征倾向花岗岩属性为岛弧型花岗岩,Sr-Nd-Hf同位素比值特征显示岩体形成于下地壳部分熔融环境。岩体的地化特征表明岩体形成的构造环境为板块汇聚的洋壳俯冲阶段,结合区域地质特征,我们将花岗岩体归为Rushan-Pshart古特提斯洋壳俯冲消减的产物。Rushan-Pshart缝合带传统上认为是中特提斯带,近年的研究进展认为其为古特提斯缝合带,本文的工作支持这种观点。Rushan-Pshart古特提斯缝合带的确立对帕米尔高原与青藏高原主体的块体对比提供了可信的对比方案,并对青藏高原新生代陆内变形方式的争论提供了可靠的证据。     

西藏的缝合带与特提斯演化

西藏的缝合带一直是西藏高原基础地质研究中最热门的科学问题之一.立足于西藏高原4条主要缝合带的物质组成、缝合结构以及形成时代等资料,根据时空结构分析认为古特提斯演化与转换构造有关,雅鲁藏布江洋盆扩张与羌塘-三江地区的印支运动具有耦合的时空变换关系;重点讨论了以班公湖-怒江带为中心的古-新特提斯转换扩张性质,构造体制上属左行走滑拉分,形成了西藏高原上颇具特色的与走滑拉分方向平行的伸展构造类型杂岩系,其重要意义不亚于高原周缘逆冲-拆离系构成的杂岩系和美国西部的盆-岭变质核杂岩;探讨了西藏东、西部地区不同地质结构的科学问题,提出了冈底斯岩浆弧拓展加宽受雅鲁藏布洋双重俯冲的制约.      

东南亚构造分区

东南亚位于多板块碰撞交汇区,形成过程极其复杂。由于地理和历史的原因,东南亚地区整体研究程度较低,目前仍存在一些尚未解决的科学问题。其中厘清东南亚块体的组成,块体的边界、属性与来源是开展东南亚地学研究的关键。考虑到成因上的密切联系,中国华南、华北、青藏高原以及澳大利亚和印度洋板块向北的俯冲带都可以纳入到东南亚构造区域中,形成一个广义的东南亚构造区;根据地层对比、缝合带追踪、年龄分布和地震特征等,将东南亚划分为东南亚特提斯构造域、东南亚山弧构造域、东南亚挤出逃逸构造域、东南亚巽他古陆构造域、东南亚东部边缘海构造域和东南亚菲律宾弧构造域。其中特提斯块体从冈瓦纳大陆的裂离及拼贴方式、古南海的存在与消亡、新南海的成因机制、菲律宾岛弧活动带和新几内亚岛弧带的属性以及与古南海的关系是今后东南亚地球科学研究中值得关注的科学问题。     

古太平洋俯冲作用的开始:来自吉黑东部早-中侏罗世火山岩的年代学及地球化学证据

研究区位于兴蒙造山带东段,该区古生代期间是一个由多块体拼贴的造山带,这些块体包括佳木斯地块、兴凯地块、松嫩-张广才岭地块、额尔古纳地块等,它们经历了古亚洲洋构造体系的演化.中生代该区叠加了环太平洋构造体系.古亚洲洋构造体系与古太平洋构造体系是何时转化的?这是该区地质研究中一直存在的争论问题.吉黑东部早-中侏罗世火山岩的年代学、岩石组合及地球化学的研究为此提供了制约.     

藏东碧土蛇绿岩对羌塘构造属性和羌塘油气勘察的启示

藏东北澜沧江构造带一直被认为是连接藏中龙木措—双湖缝合带和藏东南昌宁—孟连缝合带之间的桥梁,但蛇绿混杂岩带的缺失是制约这一认识的关键因素.近年来随着左贡碧土蛇绿岩带的发现,使南北羌塘地块在藏东地区的边界乃至与东南亚地区的块体对比成为现实.本文提供了碧土蛇绿岩套新的岩石学和年代学证据,新的辉长岩锆石U-Pb LA-ICP...     

东昆仑山清水泉蛇绿岩特征及其大地构造意义

出露在青海省都兰县南部布尔汗布达山主脊部位的清水泉蛇绿岩是作者1986年新发现的,它为厘定昆仑山中央大断裂的早古生代缝合带性质从岩石学上提供了有力的板块构造证据。本文从区域地质、产出状态、岩石组合、地球化学、形成时代等方面对清水泉蛇绿岩进行了较详细的论证。同时根据蛇绿岩的特征和成因,结合区域地质和地球物理新资料,提出了昆中断裂是东昆仑地区的一条加里东期古缝合带的新认识,并且认为昆中古缝合带就是青海境内柴达木地块与华南地块的界线,而沿此线保存的清水泉蛇绿岩则可能代表着早古生代秦祁昆古大洋壳在东昆仑地区的残迹。     

滇西北羊拉铜矿区两套玄武岩的成因及其对古特提斯洋演化的约束

西南三江地区地处冈瓦纳大陆与欧亚大陆结合带,是古特提斯构造域的东延部分。伴随古特提斯洋的闭合,区域内自西向东形成了澜沧江缝合带、昌宁-孟连缝合带、金沙江缝合带及甘孜-理塘缝合带,其中昌宁-孟连缝合带被认为是古特提斯洋主洋盆闭合后的残余。作为古特提斯洋的重要分支,金沙江洋的形成与演化长期受     

东昆仑山清水泉蛇绿岩特征及其大地构造意义

出露在青海省都兰县南部布尔汗布达山主脊部位的清水泉蛇绿岩是作者1986年新发现的,它为厘定昆仑山中央大断裂的早古生代缝合带性质从岩石学上提供了有力的板块构造证据.本文从区域地质、产出状态、岩石组合、地球化学、形成时代等方面对清水泉蛇绿岩进行了较详细的论证.同时根据蛇绿岩的特征和成因,结合区域地质和地球物理新资料,提出了昆中断裂是东昆仑地区的一条加里东期古缝合带的新认识,并且认为昆中古缝合带就是青海境内柴达木地块与华南地块的界线,而沿此线保存的清水泉蛇绿岩则可能代表着早古生代秦祁昆古大洋壳在东昆仑地区的残迹.     

中国东南部晚中生代构造作用

濒太平洋西缘,位居东亚陆缘南段的中国东南部,是在EW向古亚洲构造域基底之上发育起来的。研究表明,该区在早、中侏罗世经历了一次从EW向古亚洲构造域向NE向西太平洋构造域的体制转换,其转换位置之一是在南岭一带,其地质标志是侏罗纪盆地内近东西走向的灰色沉积岩层、同位素年龄值为180 Ma左右的双峰式火山岩和中侏罗世A型花岗岩等。到早白垩世,本区已基本完成古亚洲域向西太平洋构造域的体制转换。中国东南部晚中生代火成岩的成因机制基本上可用古太平洋岩石圈消减作用、玄武岩浆底侵作用和地壳深熔作用相结合的模式来解释。日本中央构造线—台湾纵谷带—菲律宾民都洛-巴拉望带是晚中生代古太平洋板块向东亚陆缘的消减带。晚中生代古太平洋板块(伊泽奈琦和库拉板块)低角度(<30°)、快速率(>10cm/a)的俯冲,是西太平洋陆缘区能形成宽阔火山岩带的重要动力学原因。宽阔的火山—侵入杂岩区和6条区域断裂构成了中国东南部晚中生代的基本构造框架。台湾纵谷带为古太平洋板块的俯冲-缝合带,而发育在大陆内部的5条区域断裂则具不同构造属性:长乐—南澳带是晚中生代大陆内部的左旋走滑带,上虞—政和—大埔断裂是古基底隆升区与晚中生代火山—沉积盆地区的分界带,绍兴—江山—东乡—萍乡断裂是晚白垩世—古近纪红     

中国岩石圈构造单元

笔者根据地壳表层构造与深部构造相结合原则,提出岩石圈构造单元划分应遵循的6条原则。根据地质和地球化学,特别是地球物理场所显示的特征,以贺兰山—川滇南北构造带为界,初步把中国大陆及邻近海域划分为中亚岩石圈构造域和东亚岩石圈构造域2个一级岩石圈构造单元,并进一步划分出6个二级构造单元:西域岩石圈块体、青藏岩石圈块体、松辽岩石圈块体、华北岩石圈块体、华南岩石圈块体、南海岩石圈块体,分别阐述了它们的地质、地球物理、地球化学主要特征。最后,就岩石圈构造单元划分的几个问题进行了探讨,提出一些看法。     

南祁连拉脊山口增生楔的结构与组成特征

造山带内增生楔/增生杂岩结构与组成的精细研究可为古洋盆演化和古板块构造格局重建提供最直接证据。北祁连构造带发育多条增生杂岩带,记录了阿拉善和中祁连地块之间原特提斯洋的俯冲和闭合过程,然而南祁连构造带大地构造演化长期存在争议。地质填图结果表明,南祁连构造带拉脊山口地区存在一套强烈片理化的玄武岩、灰黑色和红色硅质岩、砂岩和泥岩组合,它们与一套呈现"块体裹夹于基质"结构特征的混杂岩共同构成了增生杂岩,发育双重逆冲构造、逆冲断层、无根褶皱、紧闭褶皱和透入性面理。该增生杂岩与蛇绿岩之间为断层接触,并位于断层下盘。混杂岩是由斜长花岗岩(561Ma)、斜长岩(507Ma)、辉绿岩、玄武岩、硅质岩和砂岩等外来或原地岩块与浊流成因的细碎屑岩基质共同组成;基质和砂岩块体均发育同沉积构造,呈现出滑塌堆积典型特征。空间上,拉脊山口增生杂岩与上覆蛇绿岩被断层所分割且共同仰冲于中祁连南缘青石坡组浊积岩之上,具有与东侧昂思多地区增生杂岩和蛇绿岩相似的岩石组成、构造变形和时空结构特征。它们与南侧的岛弧带共同构成了南祁连构造带寒武纪-早奥陶世沟-弧体系,指示了寒武纪-早奥陶世时期南祁连洋盆向南俯冲。