隆升作用及其隆升机制

隆升作用及其隆升机制王国灿（中国地质大学，武汉，４３００７４）隆升作用可发生于不同的动力体制下，根据目前的研究，主要可分以下四种：（１）造山期的隆升─—构造隆升。构造隆升的机制是挤压应力作用，岩石圈受载缩短的结果，为达到构造挤压作用力与受载岩石圈体力...     

华北中—新生代大陆岩石圈转型的研究现状与方向 ——兼评“岩石圈减薄”和“克拉通破坏”

对我国大陆岩石圈的持续热点研究领域——华北中-新生代大陆岩石圈巨厚减薄研究中所涉及的问题再次进行了评述,特别是将对问题认识过程与克拉通陆内造山研究相联系。综述了岩石地球化学、地球物理、构造地质等不同学科对中生代华北大陆岩石圈演化特征研究的最新进展,以及对大陆岩石圈诸多学科不同定义内涵及由此产生的讨论。在分述了国际大陆岩石圈研究背景,岩石圈转型的空间特征及时间特征,新技术方法的应用,地表构造体系转折的再认识,以及几种可能的转型机制基础上,再次建议以大陆岩石圈全面转型,即一系列大陆岩石圈地质、物理及化学参量的系统变化,来描述这一大尺度东亚地球动力学过程,并提出目前以“克拉通破坏”作为大陆岩石圈改造研究的提法应予修正。呼吁大力鼓励及进行多学科交叉综合研究,重视各学科新技术新方法的引进及应用。在相关研究中高度重视地球深部圈层相互作用,将中生代全球深部地幔事件对中国东部岩石圈地幔全面转型的影响作为今后研究重点。     

试论幔柱构造与成矿系统——以三江特提斯成矿域为例

以三江特提斯成矿域为例,简述了幔柱构造特征,提出了“幔柱构造成矿体系”新观点。研究表明,热幔柱发育演化,导致大陆岩石圈向大洋岩石圈构造体制转化,伴随大陆活化、减薄、去根、张裂、解体和成洋诸事件;冷幔柱形成演变,导致大洋岩石圈向大陆岩石圈构造体制转变,并引发俯冲造山→碰撞造山→陆内造山过程。在幔柱构造制约下,一系列形成于不同构造背景、产出不同地质环境、具有不同成矿体制、不同序次组合和不同成矿类型的矿床成矿系列组合和矿床成矿谱系,共同构成统一的成矿体系。热幔柱成矿体系包括热幔柱热点和热幔柱－扩张脊２大次级成矿系统,冷幔柱成矿体系包括冷幔柱－俯冲造山、冷幔柱－碰撞造山和冷幔柱－陆内造山３大次级成矿系统。最后,按成矿体系,成矿系列和矿床三级体制对三江特提斯成矿域主要矿床形成条件和成矿规律进行了全新分析。     

祁连造山带研究概况——历史,现状及展望

回顾了祁连造山带的研究历史，对研究现状作了简要总结。认为在祁连造山带已初步建立起岩石圈结构及动力学模型，划分了板块构造单元，祁连山自震理纪以来先后出现大陆裂谷和板块构造两种构造体制及三种不同类型的造山作用（俯冲造山，碰撞造山和陆内造山）而构造体制变更，盆地类型转换以及造山作用类型变化的地球动力学机制是地幔柱构造。提出了造山带研究现存在的关键问题，对未来的研究进行了展望，作者认为祁连山造山理论的研究     

超越板块构造——我国构造地质学要做些什么?

对近十年来全球构造学和构造地质学的重要进展进行了简要评述.30年前建立的全球构造理论改变了人们对地球及其演化的认识.作为固体地球统一理论的板块构造主要涉及刚性板块边界之间的变形、地震活动和火山作用.至今还没有完整理论阐明板块运动的驱动力和地幔对流机制.板块边界和板内变形等许多问题仍然无法回答.大陆岩石圈和大洋岩石圈在成分、厚度和力学强度方面有明显的差别, 因此现有板块构造不完全适合于大陆构造.大陆地壳和地幔流变学的综合研究是认识大陆构造和超越板块构造的最佳途径.流变学是大陆造山带几何学和动力学的桥梁.大陆岩石圈对构造作用、重力作用和热作用的响应在很大程度上取决于其流变强度.岩石圈流变性质是岩石圈分层和塑性流动的主导因素.大量透入性变形和巨型大陆造山带内部构造显示非刚性特征.大陆构造和力学行为主要由地壳强度而不是地幔强度所控制.从大陆岩石圈多层性和力学强度不均匀性表征看, 现在是抛弃传统“三明治”构造模式的时候了.面对地球系统科学和地球动力学新思维发展趋势, 多学科综合研究大陆构造(造山带)和加速高水平构造地质学人才的培养是我国构造地质学发展的最紧迫任务      

从深部背景看燕山陆内造山作用的主因

中生代华北燕山造山带是陆内造山作用的典型,但长期来对造山作用的动力学机制存在多种分歧观点。本文尝试将岩石圈不同深度的构造整合在一起,探索陆内造山作用的主因。本文拟从燕山带中生代构造运动的基本特征入手,选择集宁-承德基底岩石圈断裂带作为先存构造薄弱带,结合不同深度层次的地质作用:①地表的断陷盆地及其火山-沉积岩建造;②断块构造的差异隆升;③固态流变和地热活动;④幔源或者壳幔混溶的火山岩,论证先存构造薄弱带的活化现象。在此基础上,通过幔源熔-流体的交代作用讨论了岩石圈强度的弱化,结合岩石圈结构的层析成像研究,得到初步结论:地幔底辟体上涌是华北克拉通中生代构造活化的重要背景。不排除不同板块间相互作用的影响。最后,从与国外典型的陆内造山带的对比中,进一步认识到:深部地幔物质上涌和上部岩石圈物质的均衡调整,是陆内造山与陆缘造山的本质区别。     

欧亚大陆及边缘海岩石圈的结构特性

从地球层块结构的研究思路出发,运用构造解析的理论和方法,对东亚及西太平洋地区人工地震测深和天然地震面波层析成像进行构造解析,发现岩石圈中下部存在形态各异、大小不等的高速块体,结合地质学、地球化学及其他地球物理学标志的综合研究将其称为幔块构造,高速块体或幔块构造是控制东亚西太平洋岩石圈构造格局和岩石圈表层构造变形最基本条件之一。在系统研究该区岩石圈高速块体或幔块构造三维几何结构基础上,建立起东亚西太平洋岩石圈八种三维几何结构型式:克拉通陆根状结构、高原陆根状结构、造山带楔状结构、碎块状结构、香肠状结构、哑铃状结构、藕节状结构和板状结构,以及岩石圈形成与构造演化四种构造类型:克拉通型岩石圈、增厚型岩石圈、减薄型岩石圈和大洋型岩石圈。文章在详细论述岩石圈各结构构造类基本特征的基础上,认为全球最大的青藏高原具有增厚型岩石圈特性,存在大陆根,并且大陆根正在增厚过程中;地震层析成像显示,研究区存在全球最大的东亚大陆巨型裂谷体系,具有减薄型岩石圈特性,新生代晚期东亚大陆巨型裂谷体系被西太平洋沟弧盆体系叠加与改造。根据岩石圈三维结构型式,探讨了岩石圈形成机制与演化模式,东亚大陆边缘岩石圈大规模伸展拆沉减薄作用以及软流圈和地幔物质上涌加热作用与青藏高原岩石圈大规模俯冲碰撞?入增厚作用是东亚大陆及边缘海晚中生代以来地幔动力学最基本的表现型式,从而形成全球最大的青藏高原和全球最大的东亚大陆巨型裂谷体系。     

燕山陆内造山作用的深部制约因素

中生代燕山陆内造山带是在克拉通软弱带上发育起来的。陆内造山作用受到深部条件的制约是与陆缘造山的主要区别。深部制约表现在:(1)继承性的构造活动;(2)断块的差异升降;(3)主动裂谷盆地演化;(4)岩石圈剧烈的构造变动。其中,岩石圈剧烈的构造变动和主动裂谷盆地演化直接受制于上地幔的影响,而断块差异升降是深部作用的间接反映。继承性的构造活动贯穿于燕山运动各个时期,其表现形式可以不同。这些深部影响因素随着时间是有变化的,存在交叉叠置,但是构造-岩浆活动的深度总的来说趋于越来越浅。与其他陆缘、陆间造山带对比,可以看到深部热体制调整在燕山陆内造山作用中是最重要的因素。陆内造山作用是上部地壳对岩石圈不同深度层次剧烈变动的响应,地壳以及岩石圈的加厚和随后的变薄是其实质性的构造过程,不仅导致岩石的变形,而且也引起了山脉的隆升。     

晚新生代全球构造地貌与环境变化研究进展

介绍了晚新生代全球构造地貌与环境变化研究中的一些重要进展 ,这主要集中在大陆的构造隆升、板内造山带与大陆穹隆的形成、全球海平面变化、边缘海的“窗口”作用、水道的开启与关闭等方面。上述研究进展表明 ,地球各圈层的相互作用是塑造现今地球构造地貌格局和驱动全球环境变化的重要因素。从地球的整体行为出发 ,研究长时间尺度 (Ma)岩石圈结构变异与全球环境变化间的耦合反馈关系 ,是今后工作值得注意的一个方向。     

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。?     

岩石圈热—流变结构与大陆动力学

由于大陆内部存在上千公里宽的弥散边界变形带，板块构造理论用于解释新生代大陆内部的显著的构造变形遇到了困难。因此，探讨大陆岩石圈的构造变形机制、演化及动力学过程从而成为国际地球科学的热点研究领域---大陆动力学。大量的地震测深、地震层析成像技术的应用对岩石圈的精细结构研究，已揭示岩石圈结构和物质组成存在显著的横向非均质性。这种横向非均质性是地质时期内大陆岩石圈经历多期次构造-热事件叠加与改造所形成的。同时，也决定了岩石圈热-流变学结构的横向分块、纵向分层的特性。大陆岩石圈热-流变学结构非均质性及其构造继承性对大陆内部构造变形起控制作用。所以，大陆动力学应注重开展大陆变形的运动学、大陆岩石圈的热-流变学结构和大陆变形的地球动力学数值模拟研究。     

含油气盆地地球动力学模式

文章讨论了含油气盆地地球动力学模式,其中着重讨论了以下几个问题:(1)沉积盆地地球动力学研究的进展,使得能够提出一种根据盆地所处的板块位置和地球动力学模型进行划分的含油气盆地分类;(2)尽管我们有一些古生代克拉通盆地的地球动力学模式,但其成因机制仍缺乏令人信服的解释;(3)通过大陆内裂谷火山岩化学成分、地温场、构造变形、岩石圈结构以及区域板块构造背景综合分析,我们建立了六种大陆裂谷形成的地球动力学模式;(4)前陆盆地的形成与其周缘造山带密切相关,其地球动力学模式是大陆岩石圈对褶皱冲断带构造负载的挠曲响应;     

Salt tectonics at the margins of young oceans

The paper is devoted to salt tectonics in marginal oceanic salt-dome basins and is based on a wide synthesis of the literature and the author’s data. For the first time, the general pattern of global distribution of these basins has been illustrated by a map. Their localization and structure, tectonic position and evolution, and peculiar morphokinematic features of salt tectonics are characterized and compared with the attributes of salt tectonics inherent to continental regions. The geodynamic settings of the initial formation of marginal oceanic basins and their present-day arrangement have been refined, as well as the onset of salt tectonics therein, manifested in various styles. It has been shown that the geodynamic type of basin and stages of its geodynamic evolution determine the morphokinematic type of salt tectonics, character of its manifestation, and dislocations in host sedimentary complexes, and, therefore, they are auxiliary indicators of geodynamic regimes. The mechanisms of salt tectonics, its effect on the structure of overlying sedimentary sequences, and localization of hydrocarbon fields are discussed.     

华南构造演化的基本特征

华南至少经历了4期区域规模的大陆动力学过程,除新元古代和晚中生代具有活动陆缘背景外,均在板块内部发生并完成。华夏块体是一个以新元古代岩石为主体构成的前南华纪基底,不是稳定的克拉通古陆,经历了聚合-裂解-再聚合的复杂构造演化。志留纪发生的板内碰撞-拼合事件使华夏块体与扬子块体再次缝合,形成真正统一的中国南方大陆。在震旦纪—早侏罗世期间,整个华南基本处于陆内滨海-浅海-斜坡环境,内部没有切穿岩石圈的断层,没有大规模幔源岩浆和火山喷发的记录,多次构造变形与岩浆活动均在统一的华南岩石圈之上进行。经过早—中侏罗世的构造体制转换,才演化成为晚中生代西太平洋活动大陆边缘的一部分。从早到晚,华南岩石圈经历了多期、幕式的生长,以侧向增生为主(块体拼合),垂向生长为辅(岩浆上侵)。到晚中生代,在古太平洋板块俯冲和陆内伸展的背景下,形成了独特的华南盆岭构造。长期的板内构造演化和多期的花岗岩浆活动使华南具有很好的成矿条件,成为各种矿产与资源的富集区。新元古代南华纪和晚中生代晚侏罗世—早白垩世是华南最有利的成矿期,尤以后者矿种最多、储量最大。     

大陆伸展构造综述

简述了大陆伸展构造的研究历史,并从基本概念、构造样式、变形机制和动力背景等方面对大陆伸展构造进行了综述.伸展是大陆构造一种主要类型,并以正断层为主形成多种构造样式,如地堑、裂谷、拆离断层和变质核杂岩等.大陆伸展的变形机制包括纯剪切、简单剪切及分层剪切模式,并由此产生对称与非对称构造.大陆伸展构造的地表表现形式主要为裂谷或变质核杂岩,两者的形成主要取决于岩石圈的流变学结构.大陆伸展的动力学背景主要包括地幔柱上涌、俯冲板片反转与俯冲带后撤、增厚地壳的重力垮塌以及走滑体系的派生拉张等.     

THE GLOBAL TECTONIC SYSTEMS AND A LATITUDINAL MOUNTAIN-PLATEAU CHAIN ON THE NORTH HEMISPHERE

THE GLOBAL TECTONIC SYSTEMS AND A LATITUDINAL MOUNTAIN-PLATEAU CHAIN ON THE NORTH HEMISPHERE     

Plate tectonics and the undation model: A comparison

The modern geodynamic model known as ‘New Global Tectonics’ or ‘Plate Tectonics’, elaborated in the past twenty years, is the synthetic result of the great post-war advances achieved in marine geophysical methods, deep-sea drilling technology, worldwide monitoring of earthquakes and paleomagnetics. It represents a ‘mobilistic’ view of the earth based on continental drift and sea-floor spreading (as outward manifestation) and convection currents in the mantle (as interior driving motor). The predictions of this model appear to correspond fairly well with observations about the kinematic evolution of the lithosphere during its younger (or Phanerozoic) phase. Extrapolations to Precambrian times run into conflict, however, with our knowledge of the earlier global evolution and some major revisions of the model appear to be imperative, especially in the field of geochemistry.In comparison, the model of the ‘undation theory’, conceived since 1931, has grown into a synthesis between the (sometimes extreme) mobilistic and fixistic positions. Its driving force is supposed to be primarily provided by the liberation of free energy in the earth's core and its stepwise rise to the surface in an irreversibly outward transport. This general form of energy flow occurs through rheological and geochemical processes, which lead to accumulation of potential energy and its release expressed primarily by vertical deformations of the surface — called ‘undations’ —, of various dimensions.By means of the prognosis—diagnosis method of scientific verification, this view has been repeatedly checked in test-cases of global tectonics.A notable item of this paper is the checking of both models by a comparison of global tectonic features and the major anomalies of the earth's gravity field (as ascertained from the deviations observed in the orbits of man-made satellites).A plausible rheological interpretation of these geoidal anomalies through their correlation with the major tectonic features of the earth can be produced by the undation model, whereas (so far) the model of the new global tectonics has remained silent on this allimportant geodynamic issue.     

中国大陆活动构造基本特征及其对区域动力过程的控制

中国大陆活动构造的研究经历了近百年历程,特别是二十世纪八十年代以来取得了诸多研究成果和显著进展,大量的针对性、专业性、目标性极强的调查和综合性研究工作,奠定了中国大陆活动构造定量研究的基础成果。文章通过回顾活动构造研究历史,综合大量已有研究成果,总结了中国大陆活动构造的基本特征及其对区域动力过程的控制作用。综合认为,中国大陆特殊的构造位置,造就了复杂的构造格局,受不同方向板块运动的影响,致使现今活动构造的运动性质差异明显。从总体上看,中国大陆活动构造几何图像主要体现为由受控于区域性大断裂的不同性质和规模的活动构造共同构成。文章分区对活动构造的基本特征、几何图像、运动特征及对地震的控制作用进行了总结,并结合中国大陆动力学总体特征,以及活动构造对中国大陆构造变形和强震活动的控制作用,对重点区域动力过程及模式进行了总结。结合目前新技术和新方法的发展,对活动构造未来可能的研究方向和目标提出了展望。      

盆地形成与演化的动力学类型及其地球动力学机制

借鉴国内外已有的盆地研究成果,在盆地分析的基础上,从岩石圈板块作用、岩石圈深部作用和岩石圈表生作用3个方面,兼顾系统性、科学性和应用性,确立了盆地新的分类原则,由此深入研究了盆地形成与演化的动力学类型,并进一步阐述了盆地形成与演化的地球动力学机制。研究结果表明:在盆地分类中,首先主要根据盆地形成的地球动力学环境如岩石圈板块作用环境、深部作用环境以及表生作用环境来划分大类;再根据盆地形成与演化的各种地质作用及其动力学过程如构造作用(伸展、挤压或剪切过程)、热力作用及重力作用进行主要类型划分;再根据盆地的基底性质和地壳类型(如陆壳、洋壳或过渡壳)以及盆地的沉积充填史和构造古地理等(如海相盆地、陆相盆地或过渡相盆地)细分亚类。盆地形成与演化的动力学类型主要包括:单一构造或热体制下盆地演化时的原型盆地类型、单一重力体制下盆地演化的原型盆地类型、多种构造-热体制下盆地演化的叠合盆地类型以及多种构造-热体制下盆地演化的残留盆地类型。在单一构造或热体制下,从板块作用或壳幔作用角度原型盆地动力学类型主要划分为:伸展盆地(陆内伸展盆地、陆间伸展盆地、大洋伸展盆地和弧后伸展盆地),挠曲盆地(弧后挠曲盆地、周缘挠曲盆地、陆内挠曲盆地),走滑盆地(走滑伸展盆地、走滑挠曲盆地)以及克拉通盆地(克拉通退缩盆地、克拉通扩展盆地和克拉通迁移盆地);单一重力体制下原型盆地动力学类型有负载盆地和撞击盆地;多种构造-热体制下的叠合盆地动力学类型有叠加盆地和复合盆地;多种构造-热体制下盆地演化的残留盆地动力学类型有伸展隆起下局部沉降引起的残留盆地、推覆褶皱隆起引起的残留盆地、俯冲至局部碰撞引起的残留盆地及周边抬升隆起引起的残留盆地。关于盆地形成与演化的地球动力学机制包括:岩石圈的板块作用机制,岩石圈的深部作用机制以及岩石圈的表生作用机制。岩石圈的板块作用机制包括板块伸展、挤压和剪切作用;岩石圈的深部作用机制包括软流圈与超级地幔柱对岩石圈的作用,尤其是壳幔作用;岩石圈的表生作用机制也很重要,包括盆地的重力作用、大气作用、海洋作用和生物作用。通过本文的研究,可以为研究整个岩石圈演化、壳幔作用、地球动力学过程以及成藏成矿机制奠定重要理论基础;同时,对于沉积盆地矿产资源、能源资源、水资源勘探和开发,以及灾害防治和环境保护也具有重要应用价值。