大陆动力学的过去、现在和未来——理论与应用

近十年来大陆岩石圈流变学、板块下的构造和整个地幔运动、现代大陆变形动力学、大陆深俯冲动力学、"中下地壳的隧道流"、复合造山带和复合造山动力学、盆-山耦合与大陆增生、地幔物质和地幔动力学以及全球大陆科学钻探整合计划等大陆动力学研究的重要进展,表明大陆动力学是继"板块构造"之后固体地球科学发展的新的起点,建立大陆动力学新的理论体系以及为资源、能源、环境和预防地震灾害的人类需求服务,是大陆动力学发展的未来.     

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。     

国家自然科学基金大陆动力学研究资助与绩效

大陆动力学主要研究大陆岩石圈组成、结构及演化的动力学过程,是对板块构造理论的重大发展.国家自然科学基金对大陆动力学领域进行了长期稳定的关注和重点支持.在地球科学部"十五"发展战略中,大陆动力学正式为7个优先发展领域之一,并在"十一五"之后继续得到加强.2002--2009年,共资助63个重点项目,累计资助经费约1亿元,...     

关于大陆构造的思考

大陆动力学与全球动力学是当代地学的重在前沿领域。本文在研究青藏高原与周缘盆地的同步演化规律和综合前人最新研究成果的基础上，分析了大陆构造的１０个基本问题，并进一步阐述了层流构造模式，其内容包括：（１）深部层流导致浅部隆陷；（２）层流隆陷构造系统的物质循环过程；（３）大陆层块结构与地温场，应力场的关系；（４）层流构造的阶段发展与复合叠加；（５）层流构造的深部过程及动力学源，特别强调指出应当区大分陆隆     

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。     

大陆岩石圈流变学研究的发展现状与前景

板块构造登陆导致大陆动力学的兴起,但大陆动力学迄今在理论上尚无长足发展,究其原因是大陆构造的复杂性,这一复杂性取决于大陆岩石圈复杂的流变学结构(纵向分层和横向不均一)。因此,大陆岩石圈流变学研究是大陆动力学的核心,并成为发展大陆动力学、完善板块构造理论的关键研究领域,同时对构造地质学学科发展具有推动作用,并在资源形成和地震机理方面具有实际意义。本文在阐述了岩石圈流变学的发展与现状的基础上,较详细分析了大陆流变学的核心内容:大陆岩石圈流变学结构特征,大陆物质的本构方程及大陆流变学特性对大陆变形与构造演化的影响。本文还总结了我国开展大陆流变学的基础和条件,对未来研究进行了展望:1)形成常态的多尺度-多手段-多学科-多部门的联合研究;2)缩小量子力学和岩石/矿物流变结构研究间的差距; 3)从全球尺度物质流动着手,构建以流变学为基础的大陆动力学模型。     

全球构造研究的若干重要进展

全球构造是百余年来国际地学界普遍关注的最重要研究领域之一，近十多年来研究不断取得新的重大进展；揭示出全球现今大洋中脊系统良好的定向性与等距性分布规律、地球各圈层不等速的西向运动规律及其他全球构造运动与地球自转的种种相关性；证明大陆板块内部存在不同类型的强烈陆内造山作用；发现了古今不同时期巨厚的大陆山根与岩石圈的去根作用等重要现象。当今全球构造研究出现若干新的趋势。在全球构造驱动力源与驱动机制研究方面，开始由单一动力驱动机制研究转入多种动力因子所构成地球动力系统的综合研究。大陆动力学中的山脉隆升过程与隆升机制、陆内造山机理、大陆岩石圈去根作用等已成为新的研究热点，中国颇具特色的大陆地质构造正吸引着越来越多国家众多地球科学家们的重视。     

大陆岩石圈深部过程的多元同位素制约研究

本文简述了在大陆动力学新的研究框架中大陆岩石圈深部过程研究的重要意义，主要方法和技术途径，以及作为研究实例的中国东部大陆岩石圈演化的主要特征。本文强调了多元同位素示踪理论与地质学和地球物理学相结合的多维制约研究的重要性和必要性。     

花岗岩成因研究前沿的认识

近十多年来，人们已认识到大多数花岗岩浆的发育和演化受对流地幔（软流圈）物质向岩石圈地壳输入作用过程的制约，开创了把壳-幔相互作用研究与花岗岩形成演化紧密结合的新方向，这个新的研究方向的科学前沿主要是花岗岩形成与大陆生长和深部过程的关系；花岗岩形成的深熔作用和热源以及花岗岩的成因类型与构造环境。这些研究试图从大陆生长及大陆动力学的层次去认识花岗岩成因，以期建立起一个它们之间相互关联的框架，并进一步通过这一框架追索它们形成时热能传递的机理及其体制。因此，研究花岗岩不仅可以获得花岗岩物质来源和构造环境的信息，而且可以获得对流地幔（软流圈）物质向岩石圈地壳输入作用过程导致的壳幔物质运动的状态、过程、动力学等问题的本质、深部能量（热能）的传导、转化的重要信息。探索和解译这些信息，对于认识大陆生长具有纲举目张的作用，是解决当今大陆地质演化，建立大陆动力学关键问题之一，是继花岗岩物质来源、构造环境研究的花岗岩研究的第三个里程碑，对传统花岗岩成因观点提出了挑战，因而具有重要的科学意义。     

关于中国大陆动力学与造山带研究的几点思考

根据人类社会和我国发展的新需求和当代地学的新发展，就我国大陆动力学造山带研究的学术思路、起点、科学目标和关键科学问题与主要研究内容及方法进行了分析讨论，提出了几点思考建议。面对地学 发展的挑战与机遇，制定地学前沿领域研究战略，面向全球，从我国大陆地质实际出发，充分发挥地域优势与特色，突出中国大陆动力学关键科学问题，建立持续研究基地，重点解剖，重点突破。以大陆动力学研究为突破口、源头创新，参与国际地学发展与竞争，进入世界地学先进行列，为我国从地学大国走向地学强国而努力，作为中国应有的贡献。     

大陆漂移, 板块构造, 地质力学

本文简要地介绍了魏格纳大陆漂移说的主要内容及其提出的依据; 论述了在大陆漂移说的基础上, 由于海洋地质地球物理调查发现了大洋中脊、洋底扩张, 解释了大陆张裂的机制, 并建立了全球板块构造理论, 形成现代地学思想的革命; 李四光在大陆漂移说提出的同时已在积极地探讨和论述大陆地壳水平运动问题, 并结合中国大陆实际, 发展了陆内碰撞变形理论, 即包括全球大陆构造体系在内的地质力学理论和方法。他强调地质力学是一支脚站在地质上, 另一支脚站在力学上来研究地壳运动和变形现象。后来更扩大了其在资源、环境方面的应用。文章对魏格纳大陆漂移说、全球板块构造理论及地质力学三者的关系做了深入探讨, 论述了李四光地质力学理论方法的现代意义、超前意义, 提出要重视和发扬李四光留给中国人民的宝贵遗产, 建议深入学习李四光的著述, 结合地质调查新成果去丰富它和发展它。     

青藏高原岩石圈结构与地球动力学的30个为什么

本文依据亚东－格尔木及格尔木额济纳旗两条地学断面积累的丰富资料及近年来新的地球物理探测数据，分为高原的组成，结构与变形，物质流动，隆起的历史及动力学等５个方面，提出了青藏高原岩石圈结构与动力不须深化研究的３０个问题。其中一些问题涉及到青藏高原目前的科学前沿。笔者希望通过这些问题的提出把青藏高原的地球动力推向更加深入。     

青藏高原大陆动力学的科学问题

在初步分析大陆动力学的基本含义及其与岩石圈动力学关系的基础上,提出了青藏高原大陆动力学8个方面的科学问题,其核心科学问题是:青藏高原的形成是印度板块与欧亚板块碰撞的滞后效应还是大陆板内构造过程;青藏高原不同构造演化阶段是否具有不同的动力学机制;解体的青藏高原岩石圈下地壳何时、何处、如何和为何流动;青藏高原怎样与周边的盆地同步强耦合作用;如何通过青藏高原大陆动力学的创新带动能源、资源、环境、灾害等应用基础理论的创新.     

新疆北部地壳发展各阶段的岩浆建造及其成矿作用

何国琦教授将裴伟等的显生宙地壳发展成熟度理论的三阶段(洋壳—过渡壳—陆壳)模式发展为五阶段(老陆壳—拉张型过渡壳—洋壳—汇聚型过渡壳—新陆壳)模式.本文按此模式讨论了新疆北部地壳发展各阶段的岩浆建造及其成矿作用,并进一步将新陆壳阶段划分出固结期.活化期、稳定期.     

花岗岩研究与大陆动力学

花岗岩是大陆地壳的主要物质组成之一 ,蕴含着探索大陆动力学的重要信息。成因研究特别是混合成因研究可以提供探索大陆结构、生长及壳幔相互作用演化的信息 ;花岗岩形成演化揭示了构造动力学演化、大陆动力学演化及壳幔相互作用演化的某些特点 ;岩浆上升、迁移是大陆内部能量传播、物质迁移和调整的一种形式 ;岩浆的聚集及岩体生产方式与大陆块体运动学、动力学密切相关 ;岩体定时、定位对大陆块体时空定位提供了限制条件 ;变形岩体可作为区域应变标志体和时间标志体 ,研究大陆的变形 ,并有助于古老块体早期构造的解析。这些研究涉及到大陆的形成、演化、内部物质再分配、热动力效应和构造变动等动力学等问题 ,是花岗岩研究与大陆动力学研究的结合点。     

陆壳岩石学

陆壳岩石学是一个新的学科研究方向，它是研究陆壳，特别是其深部物质的化学、物理学与动力学的探针。８０年代初Ｆｏｕｎｔａｉｎ提出了世界上五个地区的陆壳断面，提出上、中、下地壳分别由绿片岩相、角闪岩相与麻粒岩相岩石构成。近年来笔者提出华北大陆三个地区的陆壳断面。陆壳岩石学是多次构造－岩浆事件的记录，陆壳岩石在物理与化学上的不均匀性是我们追索大陆动力学的重要科学依据。今后的发展趋势是研究陆壳细结构岩石学、陆壳类型及其动力学、陆壳岩石学与地质灾害、环境、城市地质学的关系等。     

大陆动力学数值模拟:问题、进展与展望

大陆动力学是地球动力学的基本组成部分,是板块构造理论的重要拓展,是固体地球科学的核心命题之一.在系统的地质、地球物理和地球化学观测的基础上,数值模拟是探讨大陆动力学过程和机制的有效手段.本文主要基于大陆动力学数值模拟,围绕大陆形成和演化过程的四个关键科学问题进行总结和探讨.①大陆起源与早期地球动力学演化.现今观测到的最...     

华北地台与秦岭地槽构造关系初探

边界问题或构造关系问题,一直是地质学家最为关心的问题之一。华北地台与秦岭地槽构造关系的实质是洋壳与陆壳的矛盾统一和相互转化。中晚元古代时,秦岭地槽为洋壳演化区,华北地台为陆壳区,幸岭洋壳板块俯冲至华北陆壳板块之下:黑沟—铁炉子断裂相当俯冲带,其北洛南—栾川断隆是陆壳被改造而具陆缘弧性质;陆缘弧发展晚期在其南缘发育有弧前坳陷;陆缘弧之北的熊耳断坳则为弧后裂陷盆地;陆缘弧与弧后裂陷盆地之间的马超营—石门断裂为前陆断裂带。因此,秦岭地槽与华北地台的具体界线应以中晚元古代时大洋与大陆的分界线——黑沟—铁炉子断裂为准,而马超营—石门断裂仅为陆壳改造区内次级单位的分界.