中国古地理图研制发展的脉络与前景

早期的中国古地理图,是在地球大陆固定概念的基础上着重于海陆分布、形态、变化特征的描绘。后来注意了全球构造的“活动论”与历史演化的“阶段论”相结合,开始了多种类型图件的表达,再后通过板块构造、古地磁学资料的更多积累,预期下一代的中国古地理图将呈现各地质时期的古地理单元恢复到原始位置进行描绘的前景。从第四纪大冰期冰川作用的深入研究,使其极大影响下的各种古地理事件及古地理单元的形成、分布和变化得到深入的了解和更合理的解释,可编制出该时期新一代更符合实际的中国古地理图来。     

云南石林岩溶发育的古环境研究

以地质地貌景观调查、填图为基础,应用区域地层、古地磁资料、植物和孢粉化石、岩石与古土壤的化学成分(含稀土元素)、古土壤粘粒硅铝比值、钙华、溶蚀率等资料,研究了石林岩溶各主要演化阶段的古环境特点。石林地区能保留有早二叠世晚期至第四纪的石林岩溶是源于该区特殊古地理环境演变所控制的不同古环境下的岩溶过程差异。按照岩溶与环境的关系,可将石林岩溶演化的漫长过程分别划分出有利于石林岩溶发育与有利于石林岩溶保存的不同时期。石林地区的石林岩溶经历了古热带湿热海岸边缘、古热带行星风系干旱环境、半干旱山地湖泊环境与热带低海拔湿热气候到高原亚热带干湿季风气候演变。石林地区是研究漫长地质时期的不同环境下石林岩溶发育与保存的较好地点之一。      

中国石炭纪的岩相-古地理和古构造特征

以新的石炭纪地质年表为时间坐标,概述了中国石炭纪各期的岩相—古地理特征及其演变规律:石炭纪为一海浸时期,新村期(C_2~1)和上司期(C_2~2)是其中两个地壳运动比较活跃的阶段,根据古生物地理学、古气候学和古地磁学等方面的资料,揭示了中国和东亚地区石炭纪的古构造格局及其变化历程。     

胶辽地块古元古代大地构造问题：历史观与活动论

对胶辽地块内古元古代活动带的大地构造属性及原始构造线方位、古地理位置，一直存有争议。本文运用历史分析法和活动论的观点，根据大量地质记录提出该活动带经历了裂陷、被动大陆边缘至活动大陆边缘，最后碰撞造山的完整过程，故认为其大地构造属性为一古造山带；通过消除中新生代郯庐断裂左行错移等后期地质事件的影响，可以认为该古造山带的原始构造线方位应为EW走向，其古地理位置应与现今华北地块南缘对比。     

羌塘地块中生代时期的漂移演化及其成钾条件

通过研究地块的古纬度,可以为我们认识该地块在地质历史时期的古地理位置和南北向漂移演化提供定量约束。本文通过收集、整理、评判中生代时期羌塘地块已发表的古地磁数据,建立了该地块在中生代时期的漂移演化历史。羌塘地块在中—晚三叠世期间,可能发生大规模快速北向漂移,并与羌塘北部的构造单元体发生碰撞;中侏罗世时期位于北半球21.4°N,晚侏罗世期间已北向到达31.8°N。中晚侏罗纪期间,羌塘地块古纬度值逐步升高,发生约1154±223km(△λ=10.4°±2.1°)的北向漂移。白垩世期间羌塘地块相对稳定,在古纬度30°N左右。综合上述羌塘地块的漂移演化历史,结合其它地质证据,如古气候、构造和从古地理位置等,中晚侏罗世夏里组时期羌塘地块具备较好的成钾条件。     

天井山古隆起的“前世今生”:论古隆起的构造复原

古隆起是地质历史时期地表的正向构造单元,是该时期地球内、外动力综合作用的结果;复原其构造-沉积面貌,将为探索地球演化历史及资源、能源矿产的赋存规律奠定重要基础。文中以龙门山北段的天井山古隆起为例,分析古隆起的地质结构及其演化、改造特征,探讨古隆起复原的思路、方法及意义。天井山古隆起早在20世纪80年代便被人们发现并提出,由于其所处地理位置特殊,天井山古隆起的地质结构及其在地质历史时期的形成与演化过程一直存在争议。基于天井山地区的地层与构造分布,文中建立其浅表地质结构模型,应用构造复原方法重建其形成与演化过程,恢复出天井山古隆起在不同地质历史时期的空间展布特征。研究认为,天井山古隆起发育震旦系、寒武系—志留系、泥盆系—石炭系、二叠系—三叠系和侏罗系—第四系等5套构造地层层序,沿构造走向划分为北、中、南3段。天井山古隆起北段总体表现为两背斜夹一向斜构造,中段表现为一紧闭的背斜构造,南段表现为一逐渐倾伏的背斜构造;天井山古隆起经历了寒武纪—志留纪幕式隆升、泥盆纪—石炭纪持续隆升、二叠纪—三叠纪整体埋藏与侏罗纪—现今为破坏改造等4个演化阶段;天井山古隆起在形成演化过程中,古隆起核部呈现出向南东迁移的特征。天井山古隆起为改造残余古隆起,反映了龙门山北段的多幕伸展-挤压构造事件的作用。     

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。     

古环境对河北古岩溶发育影响

碳酸盐岩的岩溶发育过程是诸多因素综合作用的结果。古气候环境对河北古岩溶发育起到控制作用。喜山期早第三纪河北南部显示了热带—亚热带气候特征,根据古地磁测得的磁矢量值推算河北邢台内邱一带古纬度值为20.6°,要比现今纬度靠南16°左右。早第三纪是河北古岩溶发育形成的主要时期,该期形成的数层溶洞分布于太行山,燕山区和河北平原几千米深的古潜山。河北存在古岩溶而且发育的还很强烈,因此,不能用现代气候去否认北方曾有过古岩溶的事实,也不能把古岩溶与现代岩溶混为一谈。      

柴达木地块早奥陶世古地理位置的古地磁学约束

柴达木地块早古生代古地理位置和构造归属长期存在争议.前人根据沉积地层和古生物资料认为柴达木地块早奥陶世位于赤道附近的低纬度地区,但是这种定性认识还缺少古地磁学的定量证据.本次研究对柴达木地块欧龙布鲁克地区下奥陶统多泉山组灰岩开展了古地磁学研究,通过系统热退磁获得了8个采点的高温特征剩磁分量,其构造校正后的古地磁平均方向为Ds=345.3°,Is=-14.5°,κs=54.8,α95=7.5°.这一高温特征剩磁分量远离现代地磁场方向,且所有样品的特征剩磁分量均为反极性,其单一反极性特点与全球奥陶纪磁性地层研究确定的早奥陶世反向极性期相吻合,本文认为这一高温特征剩磁分量很可能代表了研究剖面早奥陶世时期的原生剩磁.根据奥陶纪地磁极性特征,确定柴达木地块早奥陶世的古地磁极位置为-43.4°N/116.9°E(dp/dm=3.9°/7.7°),相应的古纬度为7.4°N±5.5°(参考点:37.2°N/96.6°E),表明柴达木地块在早奥陶世位于赤道附近的低纬度位置.综合古生物和沉积学资料,提出柴达木地块早奥陶世可能处于华南地块北部,冈瓦纳古大陆澳大利亚陆块西北的古地理位置.     

冰筏沉积与古气候,古地理

冰筏沉积物，是古气候，古地理的有效记录。对冰筏沉积的研究，可用于研究冰川发育时期，范围，重建冰川发史，重塑地质历史时期的古气候。通过冰筏沉积物中的砾石和砂级颗粒的成分分析，可了解古冰川发育区母岩的岩性组合。     

太行山区元古代早期和中期地层的古地磁学测定结果及其地质意义

最近十余年来,我国古地磁学工作者曾对南方震旦纪地层以及北方蓟县的元古代地层做过一些古地磁学测定,并且对某些地质现象进行了解释。但是,对再早一些时期岩石的古地磁学研究仍属空白。地球的基本磁场主要起源于地球内部,它的参量必然反映地球的内部特征。按照地磁场的轴向地心偶极子假定,古地磁学的典型研究成果——视古地磁极移动轨迹应与地壳的构造发育演化过程有着内在的联系。太行山区是华北地台中、下元古界一个颇为发育的地区,本文简要报道作者对分布在该区地质年龄约为-2300百万年至-1650百万年的滹沱超群和长城系的古地磁学初步测定结果,并结合太行山区元古代早期和中期的大地构造问题提出粗浅的看法。     

中国三叠纪古地势图*

古地势图主要恢复地质历史时期的地势分布,高地指示厚的地壳,而低地表明为正常厚度地壳或薄的地壳。中国三叠纪古地势图主要是根据不同类型花岗岩、金铜钨锡等矿床及古地理资料编制而成的。编图的结果表明,三叠纪中国可能存在5个高地,即：华北高原、北山山脉、羌塘-秦岭山脉、龙门山山脉和湖南山地。三叠纪的东北、北疆、华北和华南则为低地。研究表明,上述高地主要发育在晚三叠世,是陆块挤压碰撞的产物,表明晚三叠世的印支运动可能是中国大陆拼合的最重要时期。编图的结果表明,文中提出的关于古地势图编图的理论和方法是可行的。另外,文中还讨论了编图中存在的问题及进一步研究的建议。     

碳酸盐岩中磁性矿物及其在古地理研究中的作用

磁性矿物及其转化现象在碳酸盐岩中十分常见。在其沉积演化各个阶段形成的磁性矿物,分别携带了它们形成时的古环境信息,是沉积古地理学和环境磁学的直接研究对象。磁性矿物在其形成过程中还受到地磁场的磁化作用,致使其获得了原生剩磁。鉴于对这类磁性矿物的准确鉴定及其所携带的原生剩磁成分的准确辨识,是获得可靠古地磁资料和建立地块极移曲线、编制非当今界限的古地理图与进行古地理重建的前提,从而成为古地磁学和大地构造古地理学的主要研究对象。在后生阶段形成的磁性矿物,通常由原有的磁性矿物转化而成,这种转化作用常起因于构造运动及与其密切相关的岩浆活动和流体活动。由于在其转化过程中,地磁场也相应发生了变化,所以新生磁性矿物就携带上新的剩磁（重磁化剩磁）,因而它们也应该是古地磁学和大地构造古地理学的重要研究对象。如果在进行古地磁研究时,增加与构造事件和热事件相关样品的采集,加强磁性矿物的成因矿物学研究,那么就可以为进行古地理重建,提供更加可靠和更加丰富的古地磁资料。由此表明,在古地理学这一门综合性很强的地球科学,发展到巳经形成许多分支学科的今天,有必要关注磁性矿物与古地理研究之间的密切联系。     

东昆仑造山带海西—印支期构造古地理演化的古地磁证据

东昆仑造山带从北向南依次可划分出东昆北带、东昆中混杂岩带、东昆南带、阿尼玛卿混杂岩带和巴颜喀拉带５个大地构造地层带．根据对各地层带物质建造序列和构造古地理的研究基础之上所进行的古地磁分析认为,东昆北、东昆南、阿尼玛卿３个构造单元,在海西—印支期均处于北纬１４°～２０°之间．迄今为止,三者由南而北已漂移了约１５００～２０００ｋｍ．３个构造单元在不同时期的古纬度及古纬度差反映了多岛洋盆扩张和闭合的多旋回性．从东昆中到巴颜喀拉带,其洋盆的开裂、收缩、关闭和前陆盆地的演化更替,无论在时间上和地理位置上均呈现规律性的从北向南依次迁移的特点,即在时间和平面上构成定向性构造迁移和多旋回．     

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.      

油气田古岩溶与深岩溶研究新进展

项目来源：国家“九五”重点科技攻关项目“中国大中型气田勘探开发”研究专题 起止时间： 1996年—2000年 项目负责人：夏日元 主要完成人：夏日元唐健生罗伟权邓自强关碧珠 承担单位：中国地质科学院岩溶地质研究所 古岩溶是指地质历史时期而非现代营力环境下形成的岩溶；深岩溶则为不受地表侵蚀基准面控制环境条件下的深埋藏岩溶作用。近年来，鄂尔多斯盆地、渤海湾盆地及塔里木盆地等深埋藏碳酸盐岩中的油气勘探相继取得了重大突破，在埋藏深度大于2000～3000m的碳酸盐岩中发现了高产古岩溶储集层。由于储集空间主要为岩溶孔洞、裂缝等，非均质性明显，空间分布规律复杂，加之碳酸盐岩储层经历了漫长的岩溶作用过程(既有地质历史时期近地表环境下的古岩溶作用，又经历了长期逐渐被埋藏过程中深岩溶作用的叠加与改造)，造成油气储集规律十分复杂，给勘探、开发带来了一定难度。为此，从1996年起，国家“九五”重点科技攻关项目“中国大中型气田勘探开发研究(96—110)”特设立了油气田碳酸盐岩古岩溶与深岩溶专题研究。 专题研究采用古水文地质综合方法、溶蚀作用地球化学物理和数学模拟、岩石地球化学测试、岩溶储层介质结构定量评价和预测等技术手段，系统研究了鄂尔多斯盆地和渤海湾盆地奥陶系碳酸盐岩古岩溶和深岩溶的形成条件、影响控制因素和发育特征，揭示了不同时期岩溶作用的机制、发育演化特征及其与油气富集关系，识别出多种多样的古岩溶成因类型： (1)鄂尔多斯盆地古岩溶包括早期“层状岩溶”、中期“膏溶”和晚期“断裂系统岩溶”三个发育演化阶段。“膏溶”作用起关键作用，古岩溶地貌形态对油气富集有明显的控制作用； (2)深岩溶包括压释水岩溶和热水岩溶两种类型。压释水岩溶是指在压力差驱动下，上覆煤系地层成岩压实过程中释放出来的酸性水，通过渗流窗口侵入古风化壳产生对流循环而形成的岩溶。具有“水平渗流”、“侧向渗流—对流循环”、“纵向对流循环”三种发育模式，与烃类运移、聚集的关系为：早期为烃类改善运移通道，中期改造贮存空间，晚期对储集体形成封闭； (3)热水岩溶为奥陶系古风化壳深埋藏后，受燕山运动构造热事件影响，古地温梯度明显增高，呈承压状态向上运移的具有溶蚀能力的深循环热水对可溶岩所产生的溶蚀作用。热水岩溶主要经历了深循环对流热水形成、溶蚀与白云岩化作用两大阶段，对油气藏的形成具有建设性作用； (4)渤海湾盆地黄骅坳陷奥陶系碳酸盐岩岩溶发育主要经历了三个演化阶段：①加里东晚期—海西早期裸露古岩溶；②印支—燕山早期裸露和浅埋藏古岩溶：③燕山晚期—喜山期埋藏深岩溶。通过研究，建立了向斜翼部侵蚀洼地排泄型、向斜轴部山间洼地排泄型、山前浅埋藏断陷盆地型等三种古岩溶发育模式，以及倾斜垒式断块压释水作用、深埋褶断凸起构造压释水作用、深大断裂带高位掀斜断块热水作用等三种深岩溶发育模式。 (5)建立了各类古岩溶和深岩溶发育演化模式，提出了岩溶型油气储层定量评价和预测的模拟勘探技术，预测了三处有利勘探块区，取得了一定社会经济效益。     

寒武纪秦岭古海洋演化

华北与扬子块体在中元古代拼合成中国古大陆，但自晚震旦世又分离成两大板块，各自有其发展历史，其间以商丹断裂为界，至晚三叠世完成最终对接、拼合、寒武纪时期华北南部陆缘区为活动大陆边缘，扬子北部陆缘区为被动大陆边缘，各自又分成若干隆凹相间的次级构造岩相带，晚寒武世从扬子北部陆缘区分离出中秦岭微板块，据岩相，古生物地理，并参考古地磁资料，再造了寒武纪古大陆及秦岭古海洋面貌。     

四川盆地东南部泸州古隆起的厘定及其成因机制

对盆地内部大型古隆起地质结构认识的逐渐加深,往往伴随着重要的油气勘探发现,前期丰富的油气勘探成果表明,泸州古隆起是四川盆地重要的聚油气构造单元之一。同时,泸州古隆起的形成与演化又受到多种地质因素的影响,它是扬子板块内部变形与周缘地块在印支期造山运动的联合响应,是研究盆-山耦合关系与盆地叠加改造过程的天然场所。借助于大量的地震反射剖面和钻井资料,对川东南地区印支期泸州古隆起进行详细的厘定。通过不同地区的地层对比分析,识别隆起发育地区的三叠系地层缺失情况。在精细追踪地震层位的基础上,分析了不整合面的发育特征,进而认识泸州古隆起的阶段性演化特征。利用井、震结合的方法,追踪不同时期的地层尖灭点分布范围,较为详细地刻画出泸州古隆起的展布特征。结合研究区大地构造背景,进一步分析泸州古隆起形成与演化的动力学特征,提出泸州古隆起的成因机制模型。研究认为,四川盆地东南部地区发育印支期的泸州古隆起,其经历了3个显著的演化阶段:早三叠世嘉陵江组沉积时期为萌芽期,中三叠世雷口坡组沉积时期为发育期,晚三叠世须家河组沉积时期为隆起的消亡期。泸州古隆起的形成受控于周缘地块的印支期造山运动,是扬子地块东南缘江南雪峰造山带自东向西挤压、迁移过程中形成于山前坳陷带的前缘隆起。     

贵州古地理的演变

贵州已知的最老地质记录距今约１４００Ｍａ，在这漫长的地质历史时期中，古地理及其演变具如下特点：（１）可分为前震旦纪、震旦纪－志留纪、泥盆纪－晚三叠世中期及晚三叠世中期以后四个阶段，每个阶段的古地理格局具明显的继承性和一致性，而各个阶段又有显著的差异，这种差异是在相对短的地质时期内完成的。（２）演化的总趋势地壳由洋壳演化为陆壳、其厚度增大、活动性减弱，沉积盆地由洋盆转化为克拉通内陆盆地；古环境由海洋转化为陆地；沉积物由海相深水碎屑岩演化为陆相红色碎屑；沉积类型由海相活动性组合演化为陆相活动性组合。（３）贵州地壳经历了由北向南及由南向北的漂移，但始终位于低、中纬地区，气候以温湿为主。（４）沉积物具明显的大规模的旋回性，这种旋回性显示出古地理演变的周期性。（５）影响贵州古地理格局及其演变的主导因素是古构造及构造运动。     

岩石圈板块漂移引起岩石古剩磁偏角变化规律

依据古地磁基本原理,结合岩石圈板块在地球表面的欧拉旋转,通过赤平投影作图,探讨了岩石圈板块漂移引起古剩磁偏角的变化规律,得出古剩磁偏角的变化与岩石圈板块所处的半球、欧拉极所处的区间以及岩石圈板块东西向运动分量相关,在现今地理坐标下的古剩磁偏角是地质历史时期岩石圈板块多期活动引起古剩磁偏角变化的综合结果。由于欧拉极主要分布在绝对占优的两个区间,因此,岩石圈板块运动主要是欧拉极分布在这两个区间的旋转运动,而当欧拉极分布在这两个区间且当岩石圈板块所处的半球的东西向运动分量方向相同时,古剩磁偏角的变化规律较一致。进而可依据欧拉极分布在这两个区间岩石圈板块旋转引起古剩磁偏角变化规律,结合相邻两个时代形成的岩石古剩磁偏角和倾角之差,以及相对较老岩石形成时所处的半球,可定性确定岩石圈板块在这一地质历史时期的运动方向,为构造应力场演化提供一定的依据,使古地磁数据在大地构造研究中发挥出更大作用。