青藏高原大陆动力学研究若干进展

近10年来,"大陆构造与动力学实验室"在青藏高原大陆动力学研究,尤其在特提斯演化和青藏高原生长方面取得若干进展,包括(1)"青藏高原——造山的高原"理念的提出;(2)青藏高原特提斯体制和构造格架的再造;(3)新特提斯蛇绿岩中原位金刚石和深地幔矿物群的重大发现;(4)新特提斯洋盆俯冲新机制的揭示;(5)印度/亚洲碰撞的早期岩浆和喜马拉雅折返中的作用;(6)喜马拉雅三维碰撞造山机制和折返全过程的初步建立;(7)青藏高原东南缘物质逃逸的新机制——"弯曲与地壳解耦"的提出;(8)青藏高原俯冲型、碰撞型及陆内型片麻岩穹窿;(9)青藏高原东缘汶川强震的构造背景和强震机制;(10)青藏高原碰撞造山成矿模式;(11)印度/亚洲碰撞过程的数值模拟。综述和集成上述成果是为了与同行们交流磋商,进一步共同发展青藏高原大陆动力学理论,向国际地学前沿的冲刺。     

造山带沉积盆地与大陆动力学

造山带原型盆地恢复是地质学研究的重要内容,是板块构造研究的难点与前沿,对于理解造山带演化及其大陆动力学具有重要意义.本文从原型盆地恢复的方法出发,评述了前人根据碎屑组成、元素地球化学和碎屑单矿物年代学来进行原型盆地恢复的原理、方法和效果.基于喜马拉雅造山带沉积盆地的实践,提出造山带原型盆地恢复的五个要素:盆地顶底界面、...     

秦岭造山带重大地质事件、矿床类型和成矿大陆动力学背景

秦岭造山带由两条主缝合带（商丹、勉略缝合带）及其分划的三个地块（华北地块南缘、秦岭微地块和扬子地块北缘）组成。秦岭造山带是在晚太古一中元古代洋陆间杂构造基础上,于晚元古代一中三叠世经历现代板块构造体制的主造山期的华北、秦岭、扬子三板块依次沿商丹和勉略两条缝合带由南向北俯冲碰撞造山,奠定了基本构造格局,并由于后造山期强烈的陆内造山作用的叠加改造成复合型造山带。秦岭造山带内的金属矿床主要有热水喷流沉积型铅一锌矿床、火山喷流型块状硫化物、斑岩一矽卡岩型钼（钨）矿床、卡林一类卡林型金矿床、岩浆热液脉型金矿床和低温热液改造型汞锑矿床。造山带内的商丹和勉略缝合带产有部分岩浆分结或熔离型铬铁矿和铜镍硫化物矿床。沉积一变质成因铁矿床主要分布在扬予和华北古板块边缘。秦岭造山带造山过程与成矿作用演化存在时空耦合关系,因此研究秦岭造山带成矿事件对其不同时期地质事件的响应,对发展我国大陆成矿理论具有重要理论和实际意义。     

青藏高原东缘龙门山晚新生代走滑挤压作用的沉积响应

成都盆地位于青藏高原东缘,夹于龙门山与龙泉山之间,盆地的长轴方向平行于龙门山,呈现为北东—南西向展布的线性盆地。盆地中充填了3.6Ma以来的半固结—松散堆积物,最大厚度为541 m,在垂向上由下部的大邑砾岩、中部的雅安砾石层和上部的上更新统至全新统砾石层组成,其与下覆地层均为不整合接触,显示该盆地是一个单独的成盆期,并非是在中生代前陆盆地基础上形成的继承性盆地。在垂直于龙门山造山带方向上,成都盆地具不对称的楔形结构,沉积基底面整体向西呈阶梯状倾斜,盆地中充填的碎屑物质均来源于盆地西侧的龙门山,具横向水系和单向充填的特征;而且盆地的沉降中心具有逐渐向远离造山带方向迁移的特征,显示盆地的挤压方向垂直于龙门山主断裂,造成了成都盆地在垂直于造山带方向上的构造缩短。在平行于龙门山造山带方向上,成都盆地具有一系列的北东向延伸的次级凸起和凹陷,凹陷和凸起相间分布,且在空间上呈斜列形式展布于盆地的底部,其中次级凹陷（沉降中心）和冲积扇具有向平行龙门山造山带方向迁移的特征,表明成都盆地西缘的龙门山断裂具有右旋走滑的特征。鉴于以上特征,认为成都盆地是在龙门山造山带晚新生代走滑与逆冲的联合作用下形成的走滑挤压盆地。     

大陆造山带基底岩块中的基性岩墙群研究——以南秦岭武当地块为例

基性岩墙群是大陆和大陆造山带内发育的特殊地质体,包含丰富的地球动力学信息。造山带内基底岩块是造山作用过程卷入造山带的外来或原地地块（陆块）,基底岩块中基性岩墙群的发育及其变形、变质特征,既为造山带内存在古老陆块和古陆块的裂离提供了证据,也为造山过程的构造动力学研究提供了重要信息。加强造山带基底岩块中基性岩墙群的多学科综合研究,对于探讨大陆造山带的形成、演化及其动力学过程具重要意义。     

大陆岩石圈与软流圈之间的耦合关系—大陆动力学研究的突破口

板块构造学说解释了全球构造的许多现象,但尚未满意地解释大陆构造中的一些问题,例如陆内造山带的形成、造山带和盆地形成的复杂历史和旋回性问题、大陆构造圈的不均一性等。新近提出的一些构造模式,都不约而同地指出了软流圈在大陆构造发展中的重要作用,但尚未成功解决软流圈运动的驱动力问题。本文认为,大陆岩石圈与软流圈之间相互作用关系的深入研究,是阐明大陆动力学过程的关键之一。此外,本文还对“软流体振荡作用”工作假说作了初步讨论。     

大陆岩石圈与软流圈之间的耦合关系─—大陆动力学研究的突破口

板块构造学说解释了全球构造的许多现象，但尚未满意地解释大陆构造中的一些问题，例如陆内造山带的形成、造山带和盆地形成的复杂历史和旋回性问题、大陆构造圈的不均一性等。新近提出的一些构造模式，都不约而同地指出了软流圈在大陆构造发展中的重要作用，但尚未成功解决软流圈运动的驱动力问题。本文认为，大陆岩石圈与软流圈之间相互作用关系的深入研究，是阐明大陆动力学过程的关键之一。此外，本文还对“软流体振荡作用”工作假说作了初步讨论。     

大陆造山带的研究趋势和进展

本文在通过对大陆造山带研究历史回顾的基础上,对现令造山带的分类、研究内容、研究方法及前缘问题做了系统论述,认为以大陆动力学为指导思想的造山带主要研究内容应是：造山带的基本组成、结构构造以及造山带形成演化过程和动力学机制。造山后的伸展作用和隆升机制、高压超高压变质岩形成和折返机制、造山带与盆地耦合关系和动力学、以及造山带流体作用研究等是现今造山带研究的前线问题,它们不仅是解决造山带问题的关键,同时对发展完善大陆动力学理论体系有重要意义。     

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.     

再探青藏高原十大关键地学科学问题——《地质学报》百年华诞纪念

本文重新审视了青藏高原的关键科学问题,为解决板块构造理论的"登陆"难题提供新的线索,为理解板块汇聚边界的大陆岩石圈演化及其能源资源、地质灾害和全球环境效应提供新的思路.本文探讨了青藏高原如下十大关键地学问题:①印度大陆北漂模型;②印度-亚洲初始碰撞时限;③青藏高原的古特提斯造山作用;④古近纪喜马拉雅造山带的地壳缩短;⑤...     

大陆边缘反S状造山带三维模式兼论青藏高原结构与隆升

文中根据北美大陆西南边缘造山带的构造地貌及新构造运动特征, 建立了反S状大陆边缘造山带的三维构造力学模式, 指出阿拉斯加地区为弧形右旋剪切隆升造山带; 科迪勒拉造山带为直线右旋走滑造山带; 马德雷山以南, 延至加勒比海为一左旋沉降`旋扭沟-弧-盆系统'。以此模式检验欧亚大陆南缘造山带, 确定从阿尔卑斯经扎格罗斯、喜马拉雅至印度尼西亚蜿蜒曲折的山链是由四个反S状造山带连锁而成, 导致它们的分解为四个构造体系的原因, 与南半球冈瓦纳大陆裂解有关。依据上述的区域构造规律, 作者认为青藏高原内部结构的原型为旋扭沟-弧-盆系统, 属帕米尔—喀喇昆仑—喜马拉雅反S状造山带尾弧的组成部分。后经印度板块俯冲、青藏—三江—印度尼西亚反S状造山带头部弧右旋隆升两组动力系统叠加结果。      

造山与成盆作用形成于统一的动力学机制

造山带和盆地成因是当前地学研究的两个热点。本文第一部分简述了多种主要造山理论和成盆学说;其中挤压造山说与拉张成盆论在众多学说中仍占主导地位。一般都认为造山带和盆地形成于不同的地球动力学环境。第二部分结合我国地质实际,提出了造山和成盆作用形成于统一的动力学环境,即他们的形成是由于挤压后效——拉张-均衡造山、成盆。     

中国大陆造山带地壳密度结构特征

本文探讨中国大陆造山带地壳介质密度的变化特征和不同类型,并用大陆动力学机制解释这些特征产生的原因。根据重力场小波变换的尺度—源深度转换律,进行地面重力异常场多尺度分解,取得了反映中国地壳不同埋藏深度的小波细节,揭示了造山带地壳的密度结构。和克拉通地体不同,中国大陆的造山带下地壳密度都偏低,只有古生代块体弱碰撞形成的摺皱山脉是例外。这些造山带大都与古大洋封闭和俯冲碰撞作用有关。古大洋封闭后在地壳中留下的裂隙和海水,会造成地壳密度降低。中国大陆造山带地壳密度结构大致可以分四类。上中下地壳密度都偏低的属于第一类造山带。第二类造山带上中地壳密度偏低,而下地壳密度偏高。第三类造山带上中地壳密度偏高,而下地壳密度偏低。第四类造山带上中下地壳密度都偏高。通过板块构造原理和岩石物理规律对青藏高原造山带地壳密度结构分类的解释可见,青藏高原南部,中部和北部地壳密度结构分属三类不同的造山带,体现印度次大陆和欧亚板块碰撞不同阶段作用造成的结果。根据地壳密度变低和厚度是否加大,还可以识别板沿和板内造山带。     

秦岭金属矿床成矿系列与大陆造山带构造动力学背景

根据构造单元、构造演化及其矿床组合,将秦岭造山带划分为4个成矿集中区:小秦岭古陆活化区、熊耳山裂谷增生区、南秦岭被动陆缘断陷区和碧口地体古拼合带。分别构成4个成矿系列:花岗-绿岩带型金-铁矿床系列、陆相火山岩型金-钼矿床系列、沉积岩型金-铅锌-汞锑矿床系列、海相火山岩型金-银-多金属矿床系列与超基性岩型镍-金矿床系列。矿床系列表现出同生成矿作用和后生叠加改造成矿作用的演化,同生成矿作用与造山带形成早期(古生代及其以前)广泛的地幔羽或热点活动有关,后生成矿作用是在盆山转化和陆内构造-岩浆活动时期(120～340Ma)完成的。     

中国造山带动力学研究中的数值模拟应用与发展

数值模拟为造山带动力学研究提供了有效的量化工具,但即使研究人员根据造山带不同的动力问题进行针对性模拟,也很难对各种模型的优劣进行判断。文章在研究和分析国内外学者运用数值模拟研究中国造山带动力学成果的基础上,系统总结了造山带动力学数值模拟的方法及研究成果,并对未来的研究方向及趋势进行了展望。与国外造山带研究相比,中国复杂造山带的数值模拟研究仍存在不足,需要加强洋—陆俯冲模拟结果与实际地质情况的对比力度。运用多场耦合以及高精度模拟和高级求解方法相结合的数值模拟是造山带动力学模拟研究的趋势。      

辽东半岛印支期侵入岩侵入机制与岩浆大陆动力学演化

辽东半岛广泛分布印支期侵入岩,作为研究辽东半岛印支期陆内造山作用的客观实体,意义重大.概述了印支期侵入岩地质特征、岩石化学及地球化学特征,总结出岩浆演化趋势由超基性→基性→中性→酸性→碱性.提出了岩浆源区性质为幔源、壳幔混源、壳源3种类型.总结了造山初期至造山早期伸展机制下席状侵位,造山主期穹隆式及穿刺式侵位,造山后构造崩塌被动侵位3种侵位机制模式及岩浆大陆动力学演化过程.     

壳幔过渡层及其大陆动力学意义

根据地震测量结果,造山带常见一个P波传播速度介于典型地壳和典型地幔之间的圈层,称为壳幔过渡层。这个圈层在地球物质科学领域常常被解释为壳幔混合层,形成机制不十分明确。提供了另一种选择,认为壳幔过渡层实际上可能是幔源岩浆底侵作用和地壳分异作用的产物,其密度随压力的逐渐变化是其波速特征的主要原因,是区域岩石圈重力不稳定的标志;也可能是软流圈物质岩石圈化的结果,是区域岩石圈逐渐冷却的象征。这个模型可以更好地解释造山带岩石圈拆沉作用、壳幔物质交换和岩浆活动,因而壳幔过渡层的查明具有重要的大陆动力学意义。     

青藏高原东缘地区隆升作用特征－低温年代学证据

通过对比研究青藏高原东缘若尔盖－泸定地区低温年代学样品(ZFT样31件、AFT样56件和 A(U­Th)/He 样37件)各参数(隆升年龄和隆升速率)特征表明,该地区中生代以来的抬升冷却过程具由北向南的递进隆升特征,南部丹巴弧形带与北部茂县弧形带产生了显著的隆升剥露“翘掀式”调整,北部弧形带隆升剥露较早、速率先快后慢,南部弧形带隆升剥露较晚、速率先慢后快; 且在早中新世研究区处于平静期,抬升剥露作用显著减缓。年龄及抬升冷却速率等值线垂向上浅部(70℃等温面)较深部(110℃等温面)弧形展布特征显著; 平面上总体向南具连续弧形变化趋势(年龄变新、隆升速率增大)。抬升冷却(剥露)特征显示出中央造山带和青藏高原的形成对该地区隆升过程的强烈影响,以及弧形构造格架对浅部地表抬升剥露的显著控制作用。     

一部大陆造山带研究的佳作──评《祁连山大地构造与造山作用》

一部大陆造山带研究的佳作──评《祁连山大地构造与造山作用》由地矿部酉安地质矿产研究所冯益民、何世平所著的《祁连山大地构造与造山作用》一书，是国家科委“八五”攻关成果之一，已由地质出版社公开出版发行。祁连造山带是现今中国保存最好的造山带之一，有许多独具...     

柴达木盆地东缘早古生代弯山构造

位于中国中央造山带内部的柴达木盆地周缘出露有代表原特提斯洋盆的蛇绿岩带、指示大洋俯冲与大陆深俯冲的高压-超高压变质带以及不同性质的早古生代花岗岩带。根据这些构造单元的空间展布形态及其综合地质年龄分布,表现为一条环绕柴达木盆地东缘的连续而弯曲的加里东期造山带。造山带内发育一系列右行走滑断裂和韧性剪切带,与古地磁资料所揭示的柴达木地块在早古生代的相对逆时针旋转息息相关。本文提出,柴达木盆地周缘造山带为一弯山构造。它是在原特提斯洋向南斜向俯冲闭合过程中,诱发的大型走滑断裂和柴达木地块逆时针旋转牵引造山带发生弯曲所致。