造山带地层学和沉积学研究方法探讨

造山带地层学和沉积学是现代地层学、现代沉积学与板块构造学相结合，应用于大陆造山带构造演化的新研究领域，其主导思想是板块构造环境控制并影响了造山带地层发育、沉积作用和沉积盆地的形成与发展，其哲学依据是全球构造活动论和地质演化突变观。     

造山带沉积地质学研究的新进展

造山带沉积地质学是造山带研究的一个重要方面。随着板块学说和活动论思想在大陆造山带研究中的应用和深化，造山带沉积地质学领域出现了政府和方法论上的重大革新和突破。本文从造山带非史密斯地层学、沉积盆地分析、大地构造相分析、造山带层序地层学、造山带古海洋学、造山带动力沉积学及造山带沉积地质研究内容和技术路线等诸方面扼要介绍了造山带沉积地质学的新进展。     

西秦岭造山带泥盆纪沉积地质学和动力沉积学:造山带沉积地质学研究的思想、内容与方法

造山带沉积地质学是融造山带地层学、沉积学、大地构造学及地球物理、地球化学等为一体的综合性分支学科,被誉为近年来自层序地层学诞生之后,沉积学领域又一次Bench-mark式的跃进。本文着重介绍了造山带沉积地质学研究中应坚持以活动论思想为指导,借鉴沉积盆地分析中整体分析、综合分析、背景分析和演化分析的学术思想和工作原理,并结合造山带结构和盆地及古海洋格局,确定造山带沉积地质学研究内容和技术路线。造山带沉积地质学包括造山带区域地层学、区域沉积学、区域构造学、地层层序和沉积演化、古地理和古海洋格局、动力沉积学和动力演化模式等内容和多层次综合研究的技术路线。     

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      

20世纪后半叶构造地质学的进展

本文简述了20世纪构造地质学的发展历史，以上世纪100年构造地质学论文占地质学论文的比重变化，讨论构造地质学在整个地质科学体系中的地位及其变化。对板块构造、大陆动力学和地球动力学等研究领域，并在构造分析、岩石变形机制与流变学特征、造山带的推覆构造与晚造山伸展垮塌作用、大型走滑断层与压入一挤出构造、活动构造与自然灾害等研究领域的进展进行了重点分析。     

关于造山带动力沉积学若干问题的思考

造山带动力沉积学是造山带地质学和大陆动力学研究的重要方面。造山带动力沉积学研究的重要基础是识别造山带的原型沉积盆地,认识其大地构造沉积相和原型沉积盆地的演化。造山带动力沉积学研究的主要内容包括造山带区域地层学、沉积学、大地构造学、造山带原型盆地的充填序列或构造层序、古地理和古海洋及建立沉积盆地的动力模式。其研究方法涉及造山带原型盆地的物源和组分分析、沉积相和沉积体系及沉积构型分析、充填序列和构造层序分析、古流向和古地理分析、沉积厚度和沉降分析以及沉积盆地动力模拟等。     

关于发展洋板块地质学的思考

为揭示造山带物质组成和结构构造,发展洋板块地质学,阐明大陆形成演化过程和动力来源,应用板块构造理论和地质学方法,对造山带俯冲增生杂岩带、蛇绿岩带等大洋岩石圈板块地质建造、结构构造进行系统研究,寻找俯冲带岛弧前弧火成岩组合;研究洋板块初始俯冲过程中,从前弧玄武岩到玻安岩、高镁安山岩,再到弧拉斑玄武岩和钙碱性熔岩的岩浆作用分阶段递进演变历史,以揭示洋盆向大陆转化的原始弧性质和前弧火成岩组合及洋陆转换过程,为建立和发展洋板块地质学奠定科学基础.     

甘肃北山早古生代蛇绿岩带的特征及演化

板块构造学说问世以来,地质学有了突破性进展。现代大洋岩石与大陆蛇绿岩之间明显的相似性,使人们把蛇绿岩视为消失大洋在大陆造山带中的残留标志。笔者综合有关蛇绿岩的研究成果,在我国北山首次确定了早古生代的蛇绿岩带,并对其发展演化做了研究     

胶东金矿成矿构造背景探讨

在编制1∶50万山东省大地构造相图基础上,通过对大地构造相研究显示：胶东微地块是经多期增生和碰撞而形成的,其漫长的板块构造演化明显具有阶段性。侏罗纪是该区板块构造演化史上的一个重要转换期,构造演化由原来的南、北分异转变为东、西分异,胶东地区NE向新生构造起了主要作用。胶东地区中生代有2次重要的碰撞造山事件,印支造山作用主要表现为扬子板块向华北板块俯冲,形成苏鲁高压-超高压变质带及同造山花岗岩及后造山高碱正长岩;燕山造山作用的大陆动力学环境起源于中亚-特提斯构造域向滨太平洋构造域转化和太平洋板块的俯冲,在胶东地区表现为3次造山和3次伸展。晚侏罗世造山早期玲珑片麻状花岗岩组合是区域构造挤压导致地壳增厚引起地壳重熔的产物,代表了大陆弧花岗岩特征;早白垩世造山中期郭家岭花岗闪长岩-花岗岩组合代表了造山期大陆弧花岗岩的特点;造山晚期伟德山闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩组合表现为大陆弧花岗岩,后造山A型崂山晶洞过碱性碱长花岗岩-正长花岗岩组合为大陆造陆隆升花岗岩与后造山花岗岩,代表燕山构造的结束。胶东地区构造-岩浆事件和金矿成矿作用受控于特提斯、古亚洲洋和太平洋三大构造域的相互作用,金矿形成的动力学背景是中生代构造体制转折和岩石圈减薄,起因与太平洋板块向华北板块的俯冲机制有关。     

造山带古地理重建的研究方法综述

本文系统地评述造山带古地理重建的方法，该方法包括古地磁学、沉积学、古生物地理学、构造地质学和地球化学等方法。文中强调了板块构造与古地理重建的重要性。古地磁数据是精确地进行古地理重建的关键。各种方法应当综合分析，同时也指出了各种单一方法的局限性和简介了古地理重建的某些进展。     

关于大陆构造研究的一些思考与讨论

指出板块构造理论在解释大陆构造中的不足之处,从而在进一步深化板块构造理论发展的同时,构建大陆构造理论体系;通过长期大陆构造研究实践并利用国内外大陆造山带的6个例子提出有关大陆的基本问题,诸如早期大陆起源、超大陆方式演化的大陆演化机制以及大洋和大陆岩石圈的本质不同和构造旋回;说明大陆是由板块构造(包括可能的板块构造远程效应)和大陆自身机制分别形成的组分的拼合体.主张大陆有自身的机制操控它的起源、保存和演化.在排除了来自板块边缘以及板块远程效应的作用力的前提下,出现在陆内环境的造山作用可由大陆本身尤其可能由陆内中小块体之间的相互作用引发.需要强化大陆构造研究,在深化板块构造理论的同时,探索和创建大陆构造理论体系.     

大陆地质与大陆构造和大陆动力学

当代地球科学发展的新需求与板块构造对大陆地质的深化研究,使大陆问题成为21世纪地学发展的前沿研究领域、热点和关键。文中在提出“大陆动力学”研究20多年后的今天,进行关于大陆研究的新思考,从讨论厘定大陆研究的有关争议概念、大陆的基本问题、中国大陆构造的典型实例以及与世界同类范例的简要对比出发,综合概括了大陆地质与大陆构造和大陆动力学研究的关键科学问题与进一步探索研究的思考课题。提出了在大陆研究中,在进一步精确深化板块构造对大陆的研究的同时,应突出加强大陆构造中有无非板块构造动力及其远程效应的大陆内的、在深部动力学与陆块间差异非均衡背景下由陆内陆块间相互作用导致的真正陆内构造及其动力学问题的研究,以便为深化发展板块构造、认知大陆、探索大陆动力学、构建包括板块构造在内新的行星地球构造观作出努力与探索。     

花岗岩研究的误区——关于花岗岩研究的思考之五

本文在对花岗岩四大基石(混合作用、结晶分离作用、构造环境和源区)问题分析的基础上,指出花岗岩研究存在的三大误区: (1)不恰当地仿效玄武岩的理论和研究方法,忽视了花岗岩的复杂性。(2)不恰当地用板块构造学说解释大陆花岗岩问题。板块构造是地球演化到一定阶段的产物,并成功解释了与板块边界相联系的岩浆活动,但是,它不能解决主要来源于大陆的花岗岩的地质问题。(3)太过重视花岗岩的地球化学研究而忽视了对花岗岩基础地质的研究。作者指出,地球化学方法在花岗岩中的使用应当是有限制的,花岗岩研究陷入误区是我们缺少扎实的基础研究、对板块构造的理解不深和对花岗岩复杂性认识不足等三个方面的原因造成的。文中还批评了学术界存在的人云亦云的奴性思想,指出它严重地阻碍了我们的创新思维,是当前亟待改进和克服的。     

Advances in Structural Geology and Tectonics in the Late 20th Century： A Review

Based on analyses of the share of documents of structural geology and tectonics in the GeoRef system over 100 years in the last century, and the historical change of international （31 years） and domestic （16 years） document counts of various topics in structural geology and tectonics, the position of structural geology and tectonics in the geosciences is evaluated and the major advaces in fields of plate tectonics, continental dynamics and global dynamics are reviewed. Our attention mainly focuses on the advances in studies of structural analysis, deformation mechanisms and rheology of rocks, contractional tectonics and late- and post-orogenic extensional collapse in orogens, large-scale strikeslip faults and indentation-extrusion tectonics, active tectonics and natural hazards. The relationships of structural geology and tectonics with petrology and geochronology are also discussed in terms of intersection of scientific disciplines. Finally, some suggestions are proposed for the further development of structural geology and tectonics in China.     

"蓝色风暴"与"红色革命"——论创建新的"大陆构造学说"

60年代兴起的板块构造学说如一场"兰色风暴"席卷全球,开创了地球科学的新纪元.但是,板块构造学说也存在许多难以解释的问题,板块构造学说解决不了大陆地质问题.大陆有不同于海洋的特点,大陆需要有新的理论.为此,美国构造学家在2002年率先提出了超越板块构造(beyond plate tectonics)的思想,开辟了地球科学研究的新领域,具有里程碑式的意义.作者的研究发现,板块构造学说解释不了花岗岩问题,应当另辟蹊径,开展一场"红色革命",创建有别于板块构造学说的新的大陆构造学说.作者指出,板块构造不是全球构造,板块构造 地幔柱构造也不是全球构造,板块构造 大陆构造才是全球构造.文中回顾了中国大陆构造研究的历史和现状,建议将大陆的形成与演化、大陆构造与板块构造的关系、陆壳与地幔的关系和大陆变化与环境、生态、人居的关系作为大陆构造学研究的4个目标,提出4项研究任务,并建议以中国东部活化和青藏高原抬升两个课题作为研究的切入点.文中还探讨了大陆构造学研究的前景,分析了中国在创建新的大陆构造学中的有利条件和不利因素,指出开创新的大陆构造学说,需要国家的大投入,思想的大解放和人才的大引进.     

祁连山地区镁铁——超镁铁岩的多样性

祁连山地区出露有不同类型的镁铁－超镁铁岩，包括蛇绿岩，阿拉斯加型岩体，橄榄岩－闪长岩型岩体以有产于北祁连西部的一种特殊的镁铁－超镁铁岩组合。不同的镁铁－超镁铁岩形成于一同的构造环境，蛇绿岩代表洋壳的残片，阿拉斯加型岩体产生岛弧或活动陆缘环境，橄榄岩一闪长岩体则是板块碰撞之后形成的，根据蛇绿岩与大致同时代的阿拉斯加型岩体产出的位置，推测在北祁连早古生代时存在向南的消减事件。     

关于加强流变构造学研究的建议

流变学构造研究已成为21世纪固体地球科学的前沿领域。构造地质学作为固体地球科学各个分支领域的带动学科,需要以流变学的理论和研究方法武装自身,以便从根本上和真正意义上开展大陆地质和大陆动力学的研究,进而推动板块构造理论的进步和为创建崭新的超越板块构造的构造理论奠定基础。在论及开展构造地质和大陆地质的流变学研究的5点理由之后,本文提出了3项旨在加强流变学研究的建议,即:1)大陆流变构造的观测、分析和积累研究,2)实验研究和理论探索,3)基础理论学习与人才培养,供国内构造地质学界同仁讨论。     

新疆乌伦古富碱花岗岩带碱性花岗岩成因及其形成构造环境

新疆东准噶尔西北部乌伦古河南岸,受乌伦古深断裂控制、沿扎河坝－萨尔铁列克－塔斯嗄克－线,发育着一系列碱性花岗和偏碱性花岗岩侵入体,构成了东准噶尔境内一条颇具物色的富碱花岗岩带,与乌伦古蛇绿岩带相伴产出,显示其重要的构造意义。花岗岩地质学、岩石学矿物学和地球化学研究表明,同国内外已知Ａ型花岗岩相对比,乌伦古富碱花岗岩、属典型的Ａ型花岗岩;同时又具有不同于其碱性花岗岩的某些特性,如岩石化学成分上相对较高的Fe2O3和MnO含量,Na2O>K2O 等,通过乌伦古带碱性花岗岩的系统研究,并参考前人研究成果,笔者提出了“地幔物质活动+脱水的硅铝质源岩部分熔融+花岗质岩浆分异作用+张性地质环境”这一A 型花岗岩的复合成因模式,可以较好地解释A 型花岗岩的成因机理。通过一系列地球化学图解的判别,结合区域构造演化的分析,得出了乌伦古带碱性花岗岩形成于中、晚石炭世碰撞造山之后的拉张构造环境的结论。乌伦古带碱性花岗岩重要的构造意义,在于不仅它的形成代表着东准噶尔造山作用的结束,而且它的空间分布,同其南侧卡拉麦里带碱性花岗岩一道,标志着西伯利亚和哈萨克斯坦两大板块之间巨型缝合带的客观存在,从而揭示了花岗岩类的研究 探讨和解决大地构造问题上的重要作用。     

Late Paleozoic mafic–ultramafic intrusions in southern Central Asian Orogenic Belt (NW China): Insight into magmatic Ni–Cu sulfide mineralization in orogenic setting

The mafic–ultramafic intrusions hosting magmatic Ni–Cu sulfide ore deposits, usually present within the Precambrian cratons and on their margin, have been extensively studied, whereas those occurring within the Phanerozoic orogenic belts have received little attention. The southern margin of the Central Asian Orogenic Belt is a region of late Paleozoic mafic–ultramafic intrusions emplaced during post-orogenic stage. In order to recognize the mineralization features, this study compares barren or weakly mineralized mafic–ultramafic intrusions in the Beishan with those hosting Ni–Cu sulfide ore deposit in the Altay and Eastern Tianshan in petrology, mineralogy and geochemistry aspects. Several mineralization features can be recognized with respects to petrology, mineralogy and geochemistry from comprehensive comparisons. Among the mineralization indicators, we highlight strong alteration accompanying sulfide emplacement, post-erosion exposure of magma conduit, abundant primary hydrous minerals and potential transportation mechanism of ore-forming elements. Other indicators are the presence of orthopyroxene and pyroxenite for potential sulfide formation through crystal fractionation, restricted Fo and Ni ranges in olivines for sulfide segregation, and some other special geochemical characteristics related to crustal contamination. The variation in mineralization could be ascribed to different degrees of partial melting, crustal assimilation and subduction-related modification of a mantle source. We suggest that the Ni–Cu sulfide mineralization of mafic–ultramafic intrusions within orogenic belts is remarkably different from that of cratonic and continental marginal settings in respects of petrogenesis and mineralizing mechanism. Magmatic conduit-type Ni–Cu sulfide ore deposit is a target for future prospecting and exploration for mafic–ultramafic intrusions in the orogenic belts.     

花岗岩:大陆地质研究的突破口以及若干关键科学问题——“岩石学报”花岗岩专辑代序

地球是宇宙中迄今唯一发现有花岗岩的星球。从物质组成而言,大洋的核心问题是玄武岩,大陆的核心问题是花岗岩。花岗岩从被发现的那一天起,围绕它的产状、成因和演化过程及其地质意义的争论就没有停止过。最早的陆壳由长英质片麻岩TTG组成,TTG不能从地幔中直接熔出,是地幔熔融的玄武岩再次熔融形成的。初始的陆壳富钠,太古宙以后的陆壳开始明显富钾。洋壳的寿命仅2~3亿年,陆壳的寿命可长达40~44亿年。花岗岩记录了大陆形成与演化的全过程,大陆演化对于认知地球具有无法替代的作用。因此,花岗岩在某种程度上可以作为陆壳的代用词。20世纪60年代兴起的板块构造理论是地球科学的一次革命,但是,板块构造理论并未解决大陆形成、演化和改造的根本问题。此外,花岗岩与大陆成矿作用关系也非常密切。花岗岩成因还存在诸多待解难题。对花岗岩的研究,只有跳出岩石学和岩石地球化学的范畴,才能真正理解大陆构造的问题。花岗岩所凝聚的科学问题是对板块构造理论的巨大挑战,也是固体地球科学理论创新的重大机遇。花岗岩研究从岩石地球化学层面跃升到陆壳演化层面,是研究思维和理论创新的突破,是21世纪花岗岩研究的重大转折。