抽拉—逆冲岩片构造——秦岭造山带的新模式

除地槽回返造山和板块碰撞造山之外,尚存在第三种造山模式,即抽拉-逆冲岩片构造造山模式,秦岭-大别造山带就是抽拉-逆冲岩片构造的典型代表。文中详细介绍了抽拉-逆冲岩片构造的基本概念、运动方式和在大陆造山带发展、演化中所起的作用,运用抽拉-逆冲岩片的观点对秦岭造山带的构造单元进行了划分,并明确提出抽拉-逆冲岩片构造是一种新的造山模式。     

大陆造山带盆-山转换的类型及阶段──以秦岭造山带为例

盆 山转换是造山带研究中重要的内容。从秦岭和中国西部造山带实际中总结出来的盆 山转换的三种类型、三个阶段,对正确认识秦岭和中国大陆造山带的发展和演化有重要的作用,特别是盆 山转换的第二、第三阶段的提出,有助于重新认识秦岭乃至全球陆内造山带的特征和演化规律,有重要的理论和实际意义。按盆地的属性与造山带之间的转换可以分为三种类型及三个阶段：中－ 新元古代洋壳或过渡性洋壳盆地与造山带之间的转换,形成古秦岭造山带和古中国板块（ 或地台） ;古生代－ 三叠纪板内（ 或地台） 海相沉积盆地与造山带之间的转换形成中秦岭造山带和联合古陆（ 或中国板块） ;印支期以来陆相沉积盆地与造山带之间的转换,形成新秦岭造山带和中国板块（ 或地台） 的裂解。按造山带与沉积盆地之间的结构特征,可以分为造山带与沉积盆地走向基本一致的第Ⅰ类型造山带,造山带与沉积盆地走向不一致,甚至相互垂直的第Ⅱ类型造山带,以及深层构造岩片抽拉 逆冲推覆、叠加在陆相沉积盆地之上的第Ⅲ类型造山带。开合律不是造山带形成与演化的普遍规律     

大陆造山带的大地构造特征及研究造山作用的几种学派—以秦岭—大别山造山带研究为例

文章以秦岭—大别山造山带的研究为例，介绍了运用“开合律”总结的五种造山带类型。运用抽拉—逆冲岩片构造观点研究大陆造山运动发展、演化的新观点以及运用多旋回造山运动观点对造山带的解释．认为秦岭—大别山造山带是多旋回构造运动的场地，但缺少威尔逊旋回．秦岭—大别山造山带多旋回造山作用实际上是多期次陆内俯冲和拆离构造的体现．     

中国大地构造几个重大问题的探讨

中国大地构造需要研究的重大问题甚多 ,文中选择了其中的 4个加以讨论。首先是大地构造发展演化的动力学理论。现在流行的按密度差、温度差建立的地幔对流、拆沉作用、地幔柱理论 ,阐明不了中国大陆岩石圈、大陆造山带的组成、结构与演化。我们的研究成果表明 ,任何一个自然形成的系统 ,其运动与演化的能源 (或力源 )都来源于它的自身 ;它内部的变形和结构几何学特征 ,也是它自身运动的结果。为此特提出在地球自转速度变化制约下的多层扭动涡旋甩出说———核幔壳“风暴”所引发的热核反应是地球发展与演化惟一的、统一的动力来源。第二 ,地槽、板块是涡旋甩出构造体系中的一种运动方式、一种造山模式。此外 ,我们根据秦岭和其它造山带所总结出来的抽拉逆冲岩片构造 (或抽拉构造 )也是大陆岩石圈板块或壳块内部的一种新的运动方式 ,它是继地槽学说、板块构造理论以后一种新的造山模式。文中较详细地介绍了抽拉构造理论的基本特征。第三 ,中国大陆岩石圈在中—新生代时期、在陆相沉积盆地形成以后、在抽拉构造体制作用下所形成的 (陆内 )造山带以及它们之间的残留陆相 (或海相 )沉积盆地 ,是中国大地构造的基本特征。陆内造山作用是中国大陆划时代的造山作用 ,所形成的造山带是中国大陆最重要的造山带。?     

我国境内格林威尔期造山带的存在及其对中元古代末期超大陆再造的制约

中元古代超大陆Rodinia 再造研究最重要的问题之一就是围绕全球格林威尔期(1.0Ga)造山带的构造演化对比,详细的构造分析表明,我国境内至少存在两条格林威尔期造山带(北秦岭造山带及江南造山带),它们以活动陆缘增生型造山带为主,涉及板块俯冲、岛弧-弧后盆地的发育,以及微陆块的碰撞作用。这些造山带发育的时代主要集中于1.0-0.9Ga,它们在时代上与北美、欧洲格林威尔期造山带具有很好的可比性,成为制约我国主要陆块(华北、扬子)在超大陆中拼合方式最主要的证据之一。     

西秦岭造山带的演化、构造格局和性质

简要论述了西秦岭造山带显生宙以来的构造演化和格局,讨论了西秦岭造山带的性质。西秦岭造山带自800Ma左右以来,经历了超大陆裂解、洋陆演化、碰撞造山、板内伸展和陆内叠覆造山后才形成现今的西秦岭造山带。在不同的构造演化阶段,西秦岭有着完全不同的构造体制和格局。在洋陆演化阶段属板块构造体制,以多陆块洋为特征的洋陆格局;在板内伸展阶段属板内裂谷和裂陷盆地体制,以板内伸展盆地体系为特征的海陆格局;在陆内叠覆造山阶段属陆内盆山体制和陆内盆山格局。西秦岭造山带是一个“碰撞—陆内型”复合造山带。     

大陆造山带的大地构造特征及研究造山作用的几种学派—以秦岭—大别山造...

文章以秦岭－大别山造山带的研究为例，介绍了运用“开合律”总结的五种造山带类型。运用抽拉－逆冲岩片构造观点研究大陆造山运动发展，演化的新观点以及运用多旋回造山运动观点对造山带的解释。认为秦岭－大别山造山带是多旋回构造运动的场地，但缺少威尔逊旋回。     

南秦岭勉略构造带研究现状分析

南秦岭勉略构造带在研究中国大陆构造演化历史中具有重要的大地构造意义。年代学及岩石地球化学研究显示勉略蛇绿构造混杂岩的形成时代、形成原因都是非常复杂的;大量三叠纪花岗岩的分布特征及形成时代显示其成因与勉略洋盆闭合及之后发生的陆壳基底的俯冲有关,同时关于这些花岗岩形成的动力学背景,也存在多种不同的观点;区内高压基性麻粒岩的研究反映了秦岭造山带在印支期沿勉略构造带发生俯冲-碰撞-折返的造山过程。如果对勉略构造带更多高压变质岩石进行细致研究,可为恢复秦岭造山带造山过程提供更多岩石学证据。     

大陆造山带元古宙构造体制研究的思路和方法探讨──以秦岭造山带为例

根据现代构造理论和大陆地质研究的新进展，以秦岭造山带为例，从稳定地块与造山带的结合、显生宙造山过程对元古宙构造体制的限制、元古宙地层划分对比、元古宙古构造环境分析的地球化学等方面研究入手，对造山带元古宙构造体制研究的思路和方法进行了初步探讨。     

大陆造山带元古宙构造体制研究的思路和方法探讨——以秦岭造山带为例

根据现代构造理论和大陆地质研究的新进展，以秦岭造山带为例，从稳定地块与造山带的结合、显生宙造山过程对元古宙构造体制的限制、元古宙地层划分对比、元古宙古构造环境分析的地球化学等方面研究入手，对造山带元古宙构造体制研究的思路和方法进行了初步探讨。     

造山的高原——青藏高原巨型造山拼贴体和造山类型

青藏高原是一个巨型碰撞造山拼贴体,它的形成与始特提斯、古特提斯和新特提斯洋盆的先后开启、消减、闭合以及古大陆的裂解、诸地体的移动、会聚和拼合有关。造山类型形成于不同时期海(洋)盆俯冲、地体碰撞和陆内会聚的不同阶段。多地体/多岛弧/多弧前海的构架表明,诸多的俯冲型山链可以产生在地体边界的活动陆缘一侧,古特提斯南、北两洋盆的双向俯冲构筑了双向俯冲型山链;碰撞型山链由于地体边界与块体驱动方向的几何学关系形成“正向碰撞型”和“斜向碰撞型”造山类型。“斜向碰撞型山链”与走滑断裂的形成、规模及其运动学直接相关。50~60Ma印度/亚洲碰撞不仅形成青藏高原造山拼贴体的最后成员———喜马拉雅山链,而且在拼贴体的北缘由于陆内俯冲作用使早期形成的山链在整修后又一次崛起。青藏高原的周缘山链铸成屏障与外侧的克拉通相隔。青藏高原巨型碰撞造山拼贴体的形成是亚洲大陆自北往南的增生和造山迁移的生长结果,其所反映的活动长期性、非原地性、俯冲/碰撞/陆内造山类型的多样性、碰撞造山的多期性以及造山的复合叠置性比世界上任何一个复合山链(或造山拼贴体)来得复杂、多彩。     

造山带火山岩浆作用

造山带火山岩石学研究的主要目的在于重溯造山带的构造－岩浆演化历史。纵观我国到至全球的大陆造山带形成－演化历史，一个造山带往往经历了古大陆裂解，洋陆转换，陆块拼合，碰撞，陆内伸展－盆山耦合和新构造隆升（陆内造山）等众多不同的构造演化阶段，这些不同的构造演化阶段和不同的构造环境均有特定火山岩浆民之相伴。因此，我们可以根据造山带形成－演化不同阶段火山岩浆作用的特点来重溯造山带的的构造－岩浆演化历史，并进而从更大尺度上加以对比，探索全球动力学乃至比较行星学等重大学问题。本文对造山带火山岩石学研究中的一些重要问题进行了讨论和评述，这些问题包括有：板块内部火册浆活动，离散板块边界上的火山岩浆活动，会聚板块边缘的火山岩浆活动。     

Analytic models for orogenic collapse

The temporal and spatial distribution of the aftershock sequences of the Ruwenzori (February 5, 1994, Mb (5.8)), Masisi (April 29, 1995, Mb (5.1)) and Kalehe (October 24, 2002, Mb (5.9)) earthquakes have been studied. It has been found that most of the aftershocks of the Ruwenzori earthquake are located on the eastern flank of the main escarpment and those of the Masisi earthquake are confined to the northwest of Lake Kivu margin where earthquake occurrence of swarm-type was normally observed. The Kalehe earthquake occurred in the central part of Lake Kivu and it was the largest earthquake observed in the Lake Kivu basin since 1900. The rate of decrease in aftershock activity with the time has shown that the p-value for Ruwenzori and Masisi earthquake equals 0.6, somehow smaller than that found in other geotectonic zones where p is close to 1. The p-value of the Kalehe earthquake is a normal value equal to 1.From an area delimited by spatial distribution of aftershocks, the linear dimension of the fault was estimated. The fault area determined in this study correlates well with those of previous studies which occurred in the Western Rift Valley of Africa including the Tanganyika and Upemba Rift.     

板内扭压造山机制

据中国大陆板块内部构造特征提出两种扭压造山机制：（１） 扭压滑脱褶皱造山作用;（２） 扭压斜滑断裂岩浆造山作用。前者以扬子板块内的武陵山台褶带为例,后者以华北板块内的太行山断裂岩浆带为例。扭压滑脱褶皱造山作用表现为沉积盖层呈隔档式及隔槽式褶皱;结晶基底呈大型隆起和拗折,莫霍面下降,从而使地壳增厚,构成造山带。值得注意的是,这类滑脱褶皱带的整体形状呈Ｓ状展布,其中的次级褶皱呈雁行状斜列,表明这类造山带的形成除受水平挤压作用外,还伴有左行剪切作用。扭压斜滑断裂岩浆造山作用表现为沿断裂带有一系列花岗质深成岩体展布。这些断裂不仅深切地幔,而且导致下地壳局部融熔形成花岗岩浆,驱动岩浆斜向上升,并控制岩体侵位。与此同时地壳在平面上缩短,垂向上增厚,构成造山带。上述两种造山作用一致表明,东亚大陆在中生代时曾相对太平洋板块向南滑移     

喜马拉雅造山带东构造结拉布拉多期和格林威尔期造山作用的记录

位于喜马拉雅东构造结西北部的南迦巴瓦复合体,是构造应力最强、隆升和剥蚀最快、新生代变质和深熔作用最强的地区。为厘定该地区早期的变质岩浆作用,本文对南迦巴瓦复合体北部的花岗片麻岩和混合岩进行了岩石学和年代学研究。花岗片麻岩原岩为富钾的偏铝质花岗岩,具有岩浆弧花岗岩的成分特征。花岗片麻岩中的锆石具有岩浆锆石的环带结构,记录了487.9±1.6Ma的一期构造岩浆事件;混合岩的锆石具有明显的核-边结构,核部和边部的不协和线交点年龄分别为1559±13Ma、1154±12Ma。对比印度大陆东部的西隆高原、东高止造山带,发现三者都经历了拉布拉多期、格林威尔期以及泛非期的造山作用。因此,我们认为喜马拉雅东构造结与这两个地区密切相关,可能是他们向北的延伸,这三者可能组成统一的印度大陆东部造山带,一起经历了哥伦比亚超大陆、Rodinia和冈瓦纳超大陆的聚合与裂解过程。     

秦岭—大别造山带(湖北段)重力场特征与造山带构造

利用区域重力资料,通过位场分离、转换技术,揭示了造山带深部构造特征。正的线状重磁异常带及各阶小波细节,清晰地反映了桐柏—大别及东秦岭造山带南缘缝合带的位置,特别是重力异常小波四阶逼近,深部构造特征更加醒目。在鄂西北地区岩石圈所呈现出的"立交桥式"双层结构中,自由空间、均衡重力、剩余重力异常及小波各阶细节明显地反映出相对浅部的造山带近东西向延伸的构造特征;各阶逼近结果则反映了相对深部的地壳-岩石圈地幔南北向伸展的构造特征。应用地球物理资料来研究地球岩石圈结构、构造,除深层地震外,区域重力也是最有效方法手段之一。特别是近年来二维小波变换技术日趋成熟,为应用区域重力资料解决诸如造山带深部构造等疑难问题提供了新的手段和工作思路。     

中新生代陆内造山带的地层学研究——以燕辽造山带为例

陆内造山带作为一种特殊类型的造山作用形式，具有明显不同于稳定陆块区和一般造山带的地层学特征。笔者以燕辽造山带为例，将陆内造山带的地层划分为前造山期地层、始造山期地层、主造山期地层和重造山期地层四种类型。并简要介绍了这四种不同构造层的特点及应采取的研究方法。     

碰撞造山带与成矿区划

碰撞造山事件与成矿作用具有强烈的对应耦合关系,而且成矿规模与碰撞的强度呈正相关关系。碰撞造山带的壳幔物质相互作用与成矿作用的强度也呈正相关关系,特别是多期次碰撞造山带,均发生过强烈的壳幔物质相互作用,孕育着丰富的矿产资源。详细地研究了碰撞造山的构造演化过程,划分了相应的成矿构造单元和成矿区带。从碰撞造山的角度提出西天山、西昆仑山、阿尔金-北祁连山、东昆仑山、秦岭-大别山、西南三江、康滇陆缘等造山带为重要的成矿区带。     

On the origin of orogenic volcanism

It is widely believed that the explanation of orogenic volcanism lies in the shear heating and subsequent partial melting of the crustal fraction of subducted lithosphere. Careful examination of simple models of the shear-heating process indicates, however, that this process cannot occur in a system with constant strain-rate boundary conditions, for reasonable values of the strain rate and material parameters. Thermal runaway cannot occur because viscous dissipation process is limited by the effect of temperature on viscosity, although shear-heating instability may develop during non-steady-state shear at stress or strain-rate values above certain critical values. Examination of subduction history models indicates that supercritical shear stresses constant over some tens of kilometers may be found in subduction shear zones. Since instability may develop if such conditions are present over even a 1–10 km range, it is still possible that non-steady-state process could explain the origin of orogenic volcanism.

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Zusammenfassung Schererwärmung bis zum partiellen Aufschmelzen der subduzierten Kruste wird vielfach als Ursache des orogenen Vulkanismus genannt. Eine sorgfältige Betrachtung eines einfachen Schererwämungsmodells führt zu folgenden Resultaten: Schererwärmung unter Vorgabe konstanter Dehnungsrate in der Scherzone führt zu allmählicher Erwärmung, wobei die Temperatur unter der Solidusgrenze bleibt, sofern man vernünftige Werte der Modellparameter wählt. Die Temperaturerhöhung bleibt in diesem Fall beschränkt durch die Rückkopplung von Temperatur und Viskosität. Schererwärmungsinstabilitäten, die zu partiellem Aufschmelzen führen, sind möglich, sofern bei nicht-stationärer Schererwärmung die Scherspannung oder die Dehnungsrate gewisse kritische Werte übersteigen. Es wird gezeigt, daß die Annahme superkritischer und konstanter Scherspannung entlang von 1–10 km langen Wegstücken der subduzierten Kruste mit Beobachtungen und Modellrechnungen verträglich ist. In diesem Fall können Scherinstabilitäten in einer Tiefe von 100 km bis 200 km in der subduzierten Kruste auftreten.

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Résumé On croit couramment que l'explication du volcanisme orogénique se trouve dans l'échauffement causé pai les tensions d'arrachement et dans la fusion partielle consécutive de la fraction crustale de la lithosphere en voie de subduction. Une considération soigneuse d'un modèle simple d'échauffement par tensions conduit aux résultats suivants: un échauffement sous de telles tensions et dans des conditions avantageuses d'un degré d'extension constant dans la zone de cisaillement conduit à un échauffement par broyage où la température reste maintenue en-dessous de la limite du solidus pour autant qu'on choisisse des valeurs raisonables pour les paramètres du modèle. L'élévation de température reste dans ce cas limitée par le couple température-viscosité. Les instabilités par échauffement sous tension qui conduisent à la mise en fusion partielle, sont possibles pour autant que, sous un échauffement non stationnaire, le cisaillement ou le degré d'extension ne dépasse pas certaines valeurs critiques. On montre que l'adoption d'une tension de cisaillement supercritique et constante le long de tronçons de 1–10 km de la croûte en voie de subduction est compatible avec les observations et avec les calculs déduits du modèle. Dans ce cas des instabilités sous l'effet du cisaillement peuvent se produire dans la croûte en voie de subduction à une profondeur de 100 à 200 km.

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青藏高原新生代造山型金成矿系统

形成在大洋俯冲过程的造山型金矿已被广泛研究,而对随后的大陆碰撞阶段形成的造山型金矿研究较少。青藏高原是最年轻的大陆碰撞事件的产物,为揭示大洋俯冲-大陆碰撞完整构造演化背景下的造山型金成矿系统的成因提供了难得的研究窗口。研究表明,青藏高原存在三个金成矿带:(1)在大洋俯冲和大陆碰撞初期(60～43Ma),在正向碰撞带的挤压构造中,沿雅鲁藏布江缝合带形成石英脉型金矿带;(2)在大陆侧向碰撞带的大规模走滑剪切环境中(32～21Ma),发育受剪切带控制的石英脉型和浸染型矿体为主的金矿带;(3)在中新世印度大陆岩石圈回撤背景下(19～15Ma),喜马拉雅穹窿带普遍发育与Sb矿化有关的浸染型和细脉型金矿带。矿床矿化-蚀变和成矿流体特征综合表明三个矿带成矿深度具有逐次变浅的系统变化规律。碰撞造山环境造山型金成矿作用发生在峰期变质和退变质之后,脉动式的成矿作用多数和印度-欧亚板块汇聚速率的多期下降具有同步性,和大洋板片断离和大陆板片回撤等地幔扰动事件同期。岩石圈结构控制了流体的运移和成矿位置,深部成矿流体在较厚岩石圈的压力下沿板块边界上涌至岩石圈厚度梯度处就位。石英脉型金矿金属沉淀受到地震泵模式和流体不混溶作用控制,浅成蚀变岩型主要受到水岩反应的控制。三个金矿带黄铁矿δ34S中值大多是0左右,与不同时期的围岩地层无关;成矿流体δ18O整体上与富集地幔产生流体的氧同位素一致;与成矿有关的黄铁矿的40Ar/36Ar和3He/4He值表现出明显的地幔来源特征;矿石硫化物PGE特征显示成矿流体具有和岩浆热液不同的地化属性。矿床地球化学特征、金矿化整体滞后于区域进变质并与地幔扰动事件具有同步性均表明青藏高原金矿成矿流体和金属主体来自于地幔。文章进一步为造山型金矿石氢氧同位素的时空变化提供了新的可能解释,始新世金矿δD值降低指示了有超临界流体的加入,始新世至中新世金矿床δ18O值增高则可以解释为晚期有更多俯冲的大陆物质交代地幔。成矿流体的深来源以及已有造山型金矿的中-浅成矿深度显示青藏高原具有较大的寻找造山型金矿的潜力。