地壳对接消减带和叠接消减带与陆-陆碰撞造山和俯冲增生造山:来自侵入岩构造组合的记录

从地壳对接消减带与地壳叠接消减带的概念出发,讨论了板块构造岩浆旋回,俯冲增生造山和陆-陆碰撞造山分别对应于板块会聚构造的第一次和第二次造山作用;讨论了俯冲增生造山的结构样式,主要由俯冲增生杂岩和岩浆弧构成;陆-陆碰撞造山指相意义的S型花岗岩类的鉴别标志,以及指示板块构造岩浆旋回结束的后造山过碱性A型花岗岩类的识别标志。最后主要基于中国侵入岩大地构造图(1∶250万)及其说明书的成果,简要地讨论了中国三个克拉通性质的陆块区以及与西伯利亚克拉通、印度克拉通之间的大洋区的洋陆转换形成的俯冲增生造山和随后的陆-陆碰撞造山,认为:(1)塔里木克拉通西北缘与西伯利亚克拉通西南缘陆-陆碰撞可能发生在石炭纪,早二叠世可能完成;(2)中国三个克拉通的陆-陆碰撞可能分别发生在早—中三叠世,晚三叠世完成拼合,形成中国主体大陆;(3)早白垩世晚期—晚白垩世完成中国主体大陆与西伯利亚大陆的最终拼合;(4)新生代中国大陆与印度大陆拼合,碰撞造山仍在进行。     

与陆-陆碰撞作用相关的盆-山构造数值模拟

陆-陆碰撞作用是导致大陆岩石圈各种地质作用发生的最重要的驱动机制,如何识别和标定陆-陆碰撞作用,特别是其四维时空演化,是地学界长期以来关注和研究的重点。陆-陆碰撞作用的主要表现形式为下伏地块沿陆内俯冲带的强烈下插(俯冲)和上覆地块沿陆内俯冲带的不断仰冲(逆冲扩展),在垂直俯冲带方向出现盆-山相间的构造格局和MOHO的弯曲、错断。通过数值模拟计算,详细论述了在仰冲(逆冲扩展)和俯冲作用过程中,盆地坳陷、山体抬升、MOHO上抬和下坳等各种位移量和位移速率之间的耦合关系及盆地中心的迁移规律。说明它们有可能成为判断或标定陆-陆碰撞作用的一种标志或尺度。     

陆-陆碰撞造山带动力学成因机制的物理模拟实验

报道了利用自行研制的ＧＪ １ 型物理模拟实验装置实施的陆 陆碰撞造山带形成和演化动力学过程的最新实验结果。实验结果表明,陆 陆碰撞是岩石圈或地壳缩短和增厚的主要机制之一。在地幔对流派生的拖曳力和板块相互运动产生的压缩力以及其它附加力的联合作用下,模型长度和厚度分别缩短４５ ％ 和增厚８５ ％ 是可能的。推覆造山作用有可能将下地壳的岩石物质和构造推覆到上地壳或地表,形成在地表可观察到的韧性剪切带构造。推覆体中的逆冲断层系往往沿最为发育的一组剪切面形成和演化,被叠置或双重地层的形成使地壳厚度明显增加。实验结果展示出推覆造山带、俯冲带和混杂岩带三个主要构造单元的形成和演化的动力学过程,以及它们之间的构造动力学和几何学关系。认为：陆 陆碰撞造山带是在地幔对流派生的拖曳力和板块相互运动产生的压缩力以及其它附加力联合作用下形成和演化的,大洋闭合和二个大陆之间的对接与碰撞导致了造山作用的发生,混杂岩带的形成和演化与洋壳俯冲作用密切相关。     

从安第斯到冈底斯：从洋- 陆俯冲到陆- 陆碰撞

全球造山系类型主要分为增生型和碰撞型两大类。现今,全球两大巨型造山系的研究表明：环太平洋增生造山系正在经历洋- 陆俯冲过程,新特提斯- 喜马拉雅碰撞造山系经历过洋- 陆俯冲之后又步入陆- 陆碰撞阶段。其中,安第斯造山带是东太平洋Lazaca 大洋板块多阶段向东俯冲在南美大陆之下后形成的以“大洋板块深(陡)- 浅(平)俯冲交替、洋岛- 地体增生拼贴、碰撞和俯冲型高原隆升”为特征的现代“安第斯岛弧带”和“安第斯- 科迪勒拉俯冲型增生造山系”。位于亚洲大陆内部的冈底斯造山系经历了新特提斯洋盆向北俯冲、消减和洋盆闭合以及印度- 亚洲碰撞的两重阶段,具体包括早中生代开始的新特提斯“多洋岛”形成和向拉萨地体的多阶段俯冲汇聚,致使洋岛 地体增生碰撞形成冈底斯岩浆弧,继而铸造了晚白垩世的“安第斯型”俯冲增生造山系;在俯冲和碰撞转换阶段发生了岩浆大爆发并形成冈底斯初始高原;而后才进入印度- 亚洲陆陆碰撞阶段,形成大规模的E- W向逆冲断裂、走滑断裂和S- N向裂谷系。因此,安第斯是冈底斯的前半生,冈底斯的今天是安第斯的未来。研究冈底斯的构造演化,特别是早期的构造岩浆活动,必须与安第斯俯冲增生的历史进行对比。     

陆-陆碰撞造山带双前陆盆地模式——来自大别山、喜马拉雅和乌拉尔造山带的证据

大陆碰撞造山带不同的构造演化阶段往往形成不同成因类型的周缘前陆盆地 (系统 )。根据对几个典型大陆造山带的研究 ,我们把大陆碰撞造山带的构造演化过程分为陆 -陆拼接和大规模陆内逆冲推覆 (陆内俯冲 )两个阶段 ;早期陆 -陆拼接阶段直接在俯冲板块被动大陆边缘基础上形成的前陆盆地称为“原前陆盆地” ,后期大规模陆内逆冲 -推覆 (或陆内俯冲 )阶段在俯冲板块内部形成的前陆盆地称为“远前陆盆地”(它比原前陆盆地距主缝合带远 )。原前陆盆地和远前陆盆地是同一大陆碰撞造山带不同构造演化阶段的产物 ,是两种不同成因类型的周缘前陆盆地 ,它们构成了同一大陆造山带的双前陆盆地 ,而不是传统概念的单一成因类型前陆盆地。     

与陆-陆碰撞作用相关的盆-山构造数值模拟

陆 -陆碰撞是导致大陆岩石圈各种地质作用发生的最重要的驱动机制 ,如何设别和标定陆 -陆碰撞作用 ,特别是其四维时空演化 ,是地学界长期以来关注的重点。陆 -陆碰撞作用的主要表现形式为下伏地块沿陆内俯冲带的强烈下插 (俯冲 )和上覆地块沿陆内俯冲带的不断仰冲 (逆冲扩展 )     

柴北缘超高压变质带：从大洋到大陆的深俯冲过程

    柴北缘超高压变质带同我国大别- 苏鲁造山带类似,同属典型的大陆型俯冲碰撞带。柯石英在榴辉岩和片麻岩中均 有发现,且石榴橄榄岩锆石中含有金刚石。本文从岩石学、温压计算、地球化学和年代学四个方面,对此带中的鱼卡、绿 梁山、锡铁山和都兰4 个榴辉岩和石榴橄榄岩出露地区近些年的研究进展进行了系统详细的综述。与典型的大陆型俯冲碰 撞带不同,柴北缘超高压变质带保存了早期陆壳俯冲前发生的洋壳深俯冲的证据。因此,结合现有数据,本文对柴北缘超 高压变质带从大洋俯冲到大陆俯冲碰撞的构造演化模式进行了探讨。     

天山古生代增生造山作用及其构造转换事件

天山造山带自新元古代以来，经历了漫长而复杂的俯冲增生造山作用和陆内构造活化过程，属于典型的复合型造山带。基于近年研究进展，本文对伊犁、境内外中天山和南天山构造带前寒武纪基底、古生代沉积序列、多期陆缘弧岩浆岩和构造缝合带的变形变质特征、形成环境和年代学等进行了总结分析，梳理了天山古生代增生造山作用中的三次重要构造转换事件及其地质记录。① 伊犁南北两缘、中天山、南天山和塔里木北缘，均发育中奥陶世—志留纪的大陆弧岩浆作用，伊犁北缘、南天山 塔里木北部早古生代沉积环境发生显著变化，表明天山 塔里木北缘在中—晚奥陶世发生了从被动陆缘向活动陆缘的转换。② 伊犁南、北两缘和中天山的早古生代岩层在晚志留世—早泥盆世普遍发生了强烈的韧性变形和角闪岩相变质作用，其上不整合覆盖有弱变形未变质的晚泥盆世—石炭纪火山 沉积地层；该区域不整合是哈萨克斯坦微大陆拼合事件在研究区的构造响应，也标志着准噶尔洋和南天山洋的俯冲方式在泥盆纪发生了由前进式（东太平洋型）向后撤式（西太平洋型）的构造转换，导致伊犁和中天山在晚泥盆世—石炭纪经历了伸展背景下的大陆弧岩浆作用，在南天山 塔里木北缘则形成了一系列弧后有限洋盆。③ 天山各构造单元及其边界缝合带中普遍发育晚石炭世逆冲推覆构造和二叠纪走滑韧性剪切带、晚石炭世—早二叠世滑塌堆积和二叠纪后造山岩浆岩，指示晚石炭世—早二叠世发生了由汇聚造山向陆内构造的转换。这些构造转换事件是认识古亚洲洋各分支洋盆从初始俯冲、俯冲方式转换到俯冲终结过程的基础，也是探讨增生造山动力学的关键。     

Asia: a frontier for a future supercontinent Amasia

Asia is the world’s largest but youngest continent, in which Pacific-type (P-type) and collision-type (C-type) orogenic belts coexist with numerous amalgamated continental blocks. P-type orogens represent major sites of continental growth through tonalite-trondhjemite-granodiorite type (TTG-type) juvenile granitoid magmatism and accretion of oceanic crust and intra-oceanic arcs. The Asian continent includes several P-type orogenic belts, of which the largest are the Central Asian and Western Pacific. The Central Asian Orogenic Belt is dominated by P-type fossil orogens arranged with a regular northward subduction polarity. The Western Pacific is characterized by ongoing P-type orogeny related to the westward subduction of the Pacific plate. Asia has a multi-cratonic structure and its post-Palaeozoic history has witnessed amalgamation of the Laurasia composite continent and Pangaea supercontinent. Nowadays, Asia is surrounded by double-sided subduction zones, which generate new TTG-type crust and supply oceanic crust and microcontinents to its active margins. The TTG-crust can be tectonically eroded and subducted down to the mantle transition zone to form a ‘second’ continent, which may generate mantle upwelling, plumes, and extensive intra-plate volcanism. Moreover, recent plate movements around Asia are dominated by northward directions, which resulted in the India–Eurasia and Arabia–Eurasia collisions beginning at 50–45 and 23–20 Ma, respectively, and will result in Africa–Eurasia collision in the near future. Therefore, Asia is the best candidate to serve as the nucleus for a future supercontinent ‘Amasia’, likely to form 200–250 Ma in the future. In this paper we unravel a puzzle of continental growth in Asia through P-type orogeny by discussing its tectonic history and geological structure, subduction polarity in P-type orogens, tectonic erosion of TTG-type crust and arc subduction at convergent margins, generation of mantle plumes, and prospects of Asia growth and overgrowth.     

峨眉地幔柱轴部的榴辉岩-地幔岩源区:主元素、痕量元素及Sr、Nd、Pb同位素证据

峨眉山大陆溢流玄武岩(ECFB)的西南部以丽江、大理和攀枝花三角区为中心的苦橄岩分布区,面积约5×10 4 km2 ,为峨眉地幔柱的轴部区。Sr、Nd、Pb同位素和痕量元素研究表明,大部分火山岩样品落在洋岛火山岩成分范围内,并存在类似FOZO、HIMU和EM - 的三个端元。这说明它们是在地幔柱轴部,由地幔岩和榴辉岩(古玄武质洋壳)组成的源区产生的岩浆形成的。岩浆源区再循环玄武质洋壳的存在可能是该区超大型钒钛磁铁矿床形成的根本原因。少部分分布在洋岛火山岩成分范围之外的样品,一部分属于地幔柱岩浆与地壳混染产物,另一部分低Ti岩石可能与岩石圈反应有关。地幔端元的地球化学特征如下:FOZO端元以白林山苦橄玄武岩(YB-0 1)为代表,低87Sr/86 Sr(0 .70 36 ) ,高1 43Nd/1 44 Nd(0 .5 12 7) ,中等2 0 6 Pb/2 0 7Pb(18.5 6 93) ;Nb/U =36 .6 7,Th/Nb =0 .0 82 ,L a/Nb=0 .91,Zr/Nb=6 .2 3。HIMU端元以丽江苦橄岩(JL - 2 9)为代表,高2 0 6 Pb/2 0 4 Pb(2 0 .6 4 12 )和2 0 7Pb/2 0 4 Pb(15 .74 89) ,低87Sr/86 Sr(0 .70 4 8)。EM - 端元包括两部分:1以二滩苦橄岩-玄武岩(R- 1、3、5、8)为代表,高87Sr/86 Sr(0 .70 73) ,低1 43Nd/1 44 Nd(0 .5 12 3) ,低2 0 6 Pb/2 0 4 Pb(17.996 8)和2 0 8Pb/2 0 4 Pb(37.94 5 0 )     

扬子板块俯冲的构造加积楔

在总结大洋板块俯冲形成加积楔的基础上，对大别－苏鲁造山带内部及北缘浅变质岩进行了系统的研究，指出它们是扬子大陆板块俯冲的构造加积楔，这些浅变质岩既有产出在造山带北缘，也有少量出露在超高压变质带的内部，它们均形成于前印支期扬子板块北缘，主体为低绿片岩相变质的复理石相沉积岩和少量侵入岩，并遭受了与造山带超高 为质岩相同的加里东－印支期构造热事件的改造，具有板块俯冲过程中被刮削下来的构造残睛－加积楔的形成机制和特征。垂向剖面上，这些浅变质岩原岩主要由表层浅海复理石相沉积岩系和下伏陆壳基底岩石（花岗质侵入体－变质中基性杂-岩大理岩组合）两部分组成，而超高压变质岩原岩主要为扬子板块北缘的俯冲击壳基底岩石，将构造加积楔形成理论纳入到印支期扬了变质岩及构造加积楔形成过程的时空耦合关系，确定子扬子板块俯冲加积楔不同构造部位浅变质岩的构造组合特点，探讨了扬子板块俯冲过程中构造加积楔形成的动力学过程。     

造山带概念的演变及它在现今大陆构造研究中面临的问题

造山运动和造山带是应用普遍和影响广泛的两个古老概念,一百多年来随着地球科学的快速发展和板块构造理论出现,情况已发生很大的变化。如何修订这一概念的内涵使之适应新的认识而又保持原定义的首尾－贯正受到普遍关注。作为2000年中国构造地质学发展回顾与展望学术讨论会的一个专题,本文回顾了上述概念产生的历史背景,分析了它们在板块构造理论框架下,特别是在现今大陆构造研究中所面临的挑战;提出并归纳了讨论中形成有关新形势下造山带概念的再理解和应用范围的共识。     

造山带概念的由来与演变及问题探讨

造山运动和造山带是被广泛应用和影响较大的两个古老概念,一百多年来随着地球科学的快速发展和板块构造理论的问世,情况已发生很大的变化。如何修订这一概念的内涵使之适应新的认识而又保持原定义的首尾一贯性正受到普遍关注。本文回顾了上述概念产生的历史背景,分析了它们在板块构造理论框架下、特别是在现今大陆构造研究中所面临的问题,本文认为对这一古老概念应进行重新修订、增补或再定义。     

造山型矿床、成矿模式及找矿潜力

矿床新类型的识别往往导致大批矿床和成矿省的发现，预测和识别矿床新类型是矿床研究的重要任务之一。造山型金矿的普遍性和重要性已被世界范围的大量研究所证明，但其他矿种的造山型矿床却很少被涉及。笔者提出了造山型矿床的概念及其变质流体成矿的实质，建立了矿床、矿田和成矿省等不同尺度的造山型矿床成矿模式及其随时间演化的3阶段模式。强调会聚造山作用的挤压伸展转变期是大规模成矿时间。同造山成矿系统的特点是成矿年龄滞后于造山作用时间。通过矿床实例研究证明了造山型银矿床、铅锌矿床、铜矿床和钼矿床的客观存在．阐明了中国巨大的造山型矿床的勘查潜力，例证了运用矿田尺度成矿模式进行成矿预测的有效性和重要意义。     

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.     

原特提斯洋的俯冲、增生及闭合:阿尔金-祁连-柴北缘造山系早古生代增生/碰撞造山作用

分布在青藏高原北缘的阿尔金-祁连-柴北缘早古生代造山系被认为是原特提斯构造域最北部的构造拼合体。与其北侧具有长期增生历史的中亚造山系相比,特提斯造山拼合体被认为是各种来自冈瓦纳大陆北部大陆块体相互碰撞的产物。然而,与典型的阿尔卑斯和喜马拉雅碰撞造山带相比,阿尔金-祁连-柴北缘早古生代造山系包括有大量蛇绿岩、弧岩浆杂岩、俯冲-增生杂岩等,因此一些学者认为青藏高原北部的早古生代造山系为沿塔里木和华北克拉通边界向南逐渐增生的增生型造山带。但是,增生造山模式又很难解释南阿尔金-柴北缘地区普遍存在的与大陆俯冲有关的UHP变质岩、广泛分布的巴罗式变质作用和相关的岩浆作用,以及与碰撞造山有关的变形构造等。在本文中,通过对已有研究资料的综合总结,结合一些新的研究资料,我们提出在青藏高原东北缘的阿尔金-祁连-柴北缘造山系中,早古生代时期存在两种不同类型的造山作用,即增生和碰撞造山作用,其主要标志是北祁连-北阿尔金的HP/LT变质带、蛇绿混杂岩及与洋壳俯冲有关的构造岩浆作用,以及分布在柴北缘-南阿尔金与大陆俯冲和陆陆碰撞有关的UHP变质带、区域巴罗式变质作用、深熔作用、相关的岩浆活动及伸展垮塌作用等,并建立了一个反映原特提斯洋俯冲、增生、闭合及碰撞造山作用的构造模式。