华北前寒武纪成矿系统与重大地质事件的联系

前寒武纪是指显生宙最古老的地质时代——寒武纪之前的地质时代,它占了地球演化历史的近90％.地球陆壳的80％～90％以上是在前寒武纪形成的,记录了复杂和惊心动魄的地质构造过程,还赋存着丰富的矿产资源.前寒武纪最重要的地质事件有陆壳的巨量增生、前板块机制/板块机制的构造转折、由缺氧到富氧的地球环境的剧变.华北克拉通是全球最古老陆块之一,前寒武纪各阶段全球性重大地质事件几乎都被记录下来,并表现出一些特殊性.与全球其它克拉通相比,华北陆壳生长-稳定化过程具有多阶段特征,太古宙末-古元古代环境剧变记录复杂多样,古元古代与板块体制建立和超大陆演化相关的俯冲碰撞和伸展裂解等地质记录丰富,中-新元古代经历持续伸展并接受巨量裂谷沉积.这些重大地质事件都伴随大规模成矿作用,形成了华北克拉通丰富的矿产资源和独特的优势矿种.     

辽宁板块构造特征及大地构造单元划分

利用板块构造理论,依据近年来1：5万区域地质调查及相关科研成果,对辽宁地壳发展演化进行了分析研究,提出辽宁地壳发展可暂划分为早前寒武纪大陆增生构造体制和中元古宙以来的板块构造体制.中太古代-古元古代发现了绿岩地体和古元古宙裂谷,因此将早前寒武纪视作原始板块,中元古代-古生代视作古板块,中生代以来视作现代板块.在此基础上对辽宁大地构造单元进行了划分.辽宁Ⅰ级构造单元为塔里木-华北板块.Ⅱ级构造单元为天山-赤峰陆缘活动带和华北陆块.Ⅲ级构造单元5个,分别为建平-西丰华力西陆缘造山带、冀辽地块、铁岭-清原微地块、辽吉地块及下辽河-辽东湾新生代裂谷.Ⅳ级构造单元16个.为清楚地了解辽宁地壳发展演化特点,对5个Ⅲ级构造单元地质特征进行简要阐述.     

Tectonics and plate tectonics model for the Variscan belt of Europe

A plate tectonics model is presented to explain the tectonometamorphic characteristics of the European Variscides. After the closing of two oceanic domains by two-sided subduction (500-420 Ma) and obduction (420-380 Ma), collision of the European and African continental plates occurred. We propose that the subsequent complex intracontinental deformation (380-290 Ma) is the result of a double subduction of the continental lithosphere accompanied by crust-mantle décollement. This mechanism explains the progressive crustal thickening and migration of the deformation through time from the sutures toward the external parts of the Variscan Belt. Accounting for this model and for the relationships between the European Variscides and the other Paleozoic peri-Atlantic belts (Caledonides, Appalachian, Mauritanides and Morocco), we infer the relative positions of Africa, America and Europe between the Silurian and the Permian.     

陆内造山带特征及其动力学讨论

板块构造理论上陆后遇到了难解之谜。陆内宽广的造山带、频繁的陆内地震、陆内普遍发育的透入性变形构造及其巨量的过铝质花岗岩,是大陆构造的普遍现象,陆内(或板内)构造已经成为板块构造理论的重要组成部分。本文简要回顾了大陆变形与陆内造山带的研究历程,总结了陆内造山带的基本特征,包括定义、位置、规模、地质特征、地壳结构、岩浆活动、应变分布、山根、热能、动力源等,结合自己的研究,对世界上几个典型陆内造山带的地质特征进行了介绍,展示了华南早古生代陆内造山带与板缘造山带地质特性的对比,对其动力学进行了讨论,提出了现今面临的挑战及其研究展望。     

Formation and evolution of the Archean continental crust of China: A review

The mainland of China is composed of the North China Craton, the South China Craton, the Tarim Craton and other young orogenic belts. Amongst the three cratons, the North China Craton has been studied most and noted for its widely-distributed Archean basement rocks. In this paper, we assess and compare the geology, rock types, formation age and geochemical composition features of the Archean basements of the three cratons. They have some common characteristics, including the fact that the crustal rocks prior to the Paleoarchean and the supracrustal rocks of the Neoarchean were preserved, and Tonalite-Trondhjemtite-Granodiorite (TTG) magmatism and tectono-magmatism occurred at about 2.7 Ga and about 2.5 Ga respectively. The Tarim Craton and the North China Craton show more similarities in their early Precambrian crustal evolution. Significant findings on the Archean basement of the North China Craton are concluded to be: (1) the tectonic regime in the early stage (>3.1 Ga) is distinct from modern plate tectonics; (2) the continental crust accretion occurred mostly from the late Mesoarchean to the early Neoarchean period; (3) a huge linear tectonic belt already existed in the late Neoarchean period, suggesting the beginning of plate tectonics; and (4) the preliminary cratonization had already been completed by about 2.5 Ga. Hadean detrital zircons were found at a total of nine locations within China. Most of them show clear oscillatory zoning, sharing similar textures with magmatic zircons from intermediate-felsic magmatic rocks. This indicates that a fair quantity of continental material had already developed on Earth at that time.     

前寒武纪大陆地壳地质构造演化研究进展与问题

前寒武纪地质构造是地球系统科学研究的一个承前启后的重要组成部分,现存最古老的固体地球物质是38亿年前的大陆长英质岩石。以地质构造热事件为标志确认早中太古代已有30亿年年龄值的大陆克拉通化,而新太古代末大陆地壳已出现普遍的克拉通化。由深变质作用岩石测得的p-t值推断当时地温梯度与现今大陆稳定区相似,大规模的陆壳区断块已具基本刚性特征,使板块构造运动模式基本适用于太古宙地壳演化。古元古代末陆壳普遍隆升和遭剥蚀,陆壳生长作用导致形成大陆区块上的裂谷型坳拉槽系。中元古代起,世界约于18亿年前近乎同时出现不变质的沉积盖层,使前寒武纪明显必需划分为早、晚前寒武纪两大阶段。华北克拉通区是世界大陆克拉通地壳的组成部分,与世界各大陆克拉通演化有很好的可对比性,在前寒武纪超级大陆重建中有一定位置。在现今阶段研究基础上,对华北克拉通区提出了几个前瞻性的基础研究课题,应予深入探索。     

华北北部古生代大陆地壳增生过程中的岩浆作用与成矿效应

包括前寒武纪克拉通与显生宙造山带两大构造单元的华北北部,古生代时期板块构造体制下古亚洲洋的裂解-扩展-消亡与汇聚大陆边缘的俯冲-碰撞-伸展循环构成了其大陆地壳增生与再造演化的基本图景,并形成了一系列记录这些因果演变连续过程的岩浆侵入与喷发事件。这些物质记录无疑是研究汇聚大陆边缘壳-幔作用和物质交换、大陆地壳演化与大规模成矿作用耦合关系的绝佳窗口。本文在系统总结最近几年积累的年代学和岩石地球化学资料的基础上,以一些带有特定过程印记的标志性岩浆事件为纲领,表征这些古生代岩浆作用形成过程中的地球动力学演变,揭示其所记录的华北北部大陆地壳的多阶段增生与再造演化机制,并初步探讨了有利地球动力学过程制约下的岩浆行为引起的成矿物质聚集效应。     

Major Advances in the Study of the Precambrian Geology and Metallogenesis of the North China Craton: A Review

The North China Craton(NCC) is one of the most ancient cratons in the world and records a complex geological evolution since the early Precambrian. In addition to recording major geological events similar to those of other cratons, the NCC also exhibits some unique features such as multistage cratonization(late Archaean and Palaeoproterozoic) and long-term rifting during the Meso–Neoproterozoic. The NCC thus provides one of the best examples to address secular changes in geological history and metallogenic epochs in the evolving Earth. We summarize the major geological events and metallogenic systems of the NCC, so that the evolutionary patterns of the NCC can provide a better understanding of the Precambrian NCC and facilitate comparison of the NCC with other ancient continental blocks globally. The NCC experienced three major tectonic cycles during the Precambrian:(1) Neoarchaean crustal growth and stabilization;(2) Palaeoproterozoic rifting–subduction–accretion–collision with imprints of the Great Oxidation Event and(3) Meso–Neoproterozoic multi-stage rifting. A transition from primitive- to modern-style plate tectonics occurred during the early Precambrian to late Proterozoic and is evidenced by the major geological events. Accompanying these major geological events, three major metallogenic systems are identified:(1) the Archaean banded iron formation system;(2) Palaeoproterozoic Cu–Pb–Zn and Mg–B systems and(3) a Mesoproterozoic rare earth element–Fe–Pb–Zn system. The ore-deposit types in each of these metallogenic systems show distinct characteristics and tectonic affinities.     

Evolution of taphrogenic lineaments in continental platforms

The Rift System of eastern Africa is taken as a basis for an enquiry into the nature and age of taphrogenic lineaments in continental platforms. Special emphasis is placed on those segments in which the early Precambrian infrastructure has been exposed by continued uplift and deep erosion, and the evidence points to a genetic association of the Neogene graben faults with dislocation zones originating in the Precambrian and affecting the deep lithosphere. These proto-rift dislocations were repeatedly rejuvenated during successive tectonothermal cycles, showing blasto-mylonites, flaser gneisses and migmatites according to tectonic depth, and culminating in brittle surface faulting. A fundamental difference between taphrogenic and orogenic processes is emphasized by the oblique crossing of younger fold belts by the lineaments. Geophysical and other evidence from Africa confirms data from the Rhinegraben and Lake Baikal showing that continental rift systems are underlain by zones of high heat flow and intrusions of anomalous low density mantle rock (penetrative convection), producing structures comparable with those beneath mid-ocean ridges. Geological mapping, however, proves that dilation is minimal and that rift volcanism is of continental type and, with small exceptions, is limited to a sector extending south from the Afar triangle in Ethiopia through Kenya. It is suggested that sea-floor spreading in the African rifts was prevented by their geotectonic position, and that the continent was under pressure from the active mid-ocean ridges surrounding it on three sides. Evidence is described from East Africa, and from the West African and Guiana Shields, indicating that continental lineaments extended into the ancestral rifts of sea-floor spreading. It is concluded that in the lithosphere, above the mantle lowvelocity zone, deep criss-crossing lineaments of ancient origin exist, of which some served in Precambrian times as dislocation zones and channels for penetrative convection and were thus pre-conditioned for periodic tectonothermal rejuvenation. Certain segments of these channels have been selected by the powerful rising mantle dorsals associated with sea-floor spreading, and thus play a part in plate tectonics.     

华北克拉通对前寒武纪超大陆旋回的基本制约

全球大陆克拉通在前寒武纪至少记录了3次超大陆聚合－裂解的构造旋回。不同大陆前寒武纪地质的研究证明，板块的构造模式可以前推至新太古代。超大陆的聚合表现为大规模造山带的穿时性发育，而裂解则表现为大陆裂谷系、非造山花岗岩及巨型基性岩浆岩省的同期快速发育。广泛的区域地质研究揭示华北克拉通前寒武纪地质构造演化具有明显的阶段性差异特征，克拉通主体形成于新太古代陆壳增生与碰撞造山过程。华北克拉通在太古宙末期首次经历强烈的裂解作用，在古元古代晚期涉及强烈的陆缘再造作用。在古元古代末期发生第二次大规模的裂解活动，随后以中元古代末期的造山带拼合为Rodinia超大陆的组成部分。详细的区域构造对比证明，华北克拉通长期以来与波罗的地质、东南极克拉通、印度南部克拉通、巴西克拉通等具有构造亲缘关系。     

早期碰撞造山过程与板块构造：前寒武纪地质研究的机遇和挑战

普遍认为修正后的板块构造模式仍适用于新太古代地质研究，但是早期板块构造过程与后期有明显差异，包括陆块规模、造山带类型、碰撞造山过程等。典型碰撞造山带在地史上的初次形成具有划时代的构造演化意义，涉及典型板块构造初始发生过程、最早超级大陆拼合、威尔逊旋回及板块碰撞造山过程等方面。华北中部保留一条近南北向的碰撞造山带（2 600~2 500 Ma BP），保留特征的巨型复式褶皱、不同层次推覆构造、蛇绿岩混杂带等。围绕华北中部造山带及其25亿年重大构造热事件的研究，对认识华北早期构造演化及其超大陆再造具有重要意义，也是早期板块构造研究的关键突破口之一，开展其不同地壳层次构造变形及其前陆盆地的研究，将深化早期板块边界及其造山过程的科学认识。     

中国河南东秦岭—桐柏成矿区、带的划分

东秦岭桐柏区域成矿规律的研究,是以不同时期的板块或地体俯冲或碰撞增生构造分析为基础。根据华北地台南缘由两个早寒武地体所组成,划分出华熊成矿区和嵩箕成矿区。著名的秦岭—桐柏褶皱带即为秦岭—桐柏成矿带;而成矿亚带的划分是以不同时期活动陆缘增生或造山带为根据的,它们分别是中元古、加里东和海西成矿亚带。文中阐述了构造环境和成矿作用,并提出花岗岩类及其成矿作用板块构造模式,特别是中生代大储内都挤压或A—型俯冲的成岩成矿模式。     

克拉通、下地壳与大陆岩石圈——庆贺沈其韩先生百年华诞

把克拉通、下地壳和大陆岩石圈这几个重要的地质名词放在一起做文章的标题,其实只是想强调一个事情,即陆壳形成和稳定化的结果是形成大陆岩石圈。大陆岩石圈是地球圈层的基本单元,是现代板块构造运动的核心构件和核心载体。忽视大陆岩石圈,要讨论地球上大陆与大洋、地壳与地幔、地球的深部圈层与外部圈层、内部圈层间相互作用以及物质与能量的交换等问题都无法深入。大陆岩石的最初形成可能在冥古宙早期已经开始,全球大陆的稳定化即克拉通化一般认为完成于太古宙末,并开启了元古宙的新纪元。对大陆壳的形成机制和演化过程,已经有很多讨论,但是还存在许多争议。而对大陆岩石圈人们知之不多,文献中常常在早期的小的陆壳形成,即陆核或微陆块阶段,就将其与大陆岩石圈的概念混为一谈。岩石圈的形成固然是大陆形成演化的结果,但是岩石圈的物质组成、结构和物理性质等从最初形成到成熟并成为稳定的地球独立圈层并足以承担板块构造的重任,可能经历了不止一个阶段。本文强调应对岩石圈的形成和演化给予更多的关注,并深化研究大陆地壳形成、克拉通化对大陆岩石圈形成的贡献。     

“造山带研究”笔谈会

《地学前缘》编辑部遵循"百花齐放,百家争鸣"的方针,以笔谈会形式邀请10多位地质学家从不同角度阐述造山带研究的意义、理论和方法等。文中主要论述了下列内容：（1）关于造山带的涵义。对造山带的涵义有两种不同的认识：一种意见把造山带与板块间的相互作用密切联系,强调只有会聚板块边缘构造作用形成的地质体,才能称为造山带;另一种意见认为板内造山带是客观存在的,对大陆造山带的研究是大陆动力学的关键。（2）关于中国造山带的特点。中国地处3大体系──印度板块、太平洋板块和西伯利亚板块的交汇处,是古亚洲、特提斯和太平洋3大洋盆体系和其间诸多地块开裂、演化、增生、碰撞和消亡的结果。它们通常经历了长期的地质演化,形成了许多多期复合型造山带,而不完全与地球上一些典型的造山带相同。另一个特点是老造山带和已稳定地块在后期可再次卷入构造运动而活化。因此,中国是研究大陆开裂、增生、碰撞和拼贴作用的理想场所。（3）我们应当在总结中国各类造山带的地质。地球物理和地球化学等特征的基础上,结合东亚以至全球构造研究,创建大陆造山带的新理论。     

秦岭区前寒武纪构造格局与演化问题探讨

秦岭造山带中夹持大量前寒武纪岩层、地块,筛除后期改造与变位,昨原,它们复杂而多样,不仅是秦岭造山带研究的基础,也是研究早期中国大陆壳形成演化的关键地带。现有的地质、地球化学研究,揭示秦岭区早前寒武纪具非统一多块分离拼合特征,晚期已成为早期化南块的边缘带。中新元古代相应于Ｇｒｅｎｖｉｌｌｉａｎ造山事件和Ｒｏｄｉｎｉａ超大陆全球性构造时期,秦岭区从扩张裂谷系与小洋盆兼杂并存的垂向加积增生构造体制向侧向     

地体的单向和多向聚合与离散

地体构造是对板块构造理论的发展和补充,它受控于全球板块动力学体系,因此不能将地体与板块割裂开来去研究。其相对于刚性板块的小规模、多样性和广泛性,对了解全球板块的离散和大陆的拼贴增生过程具有十分重要意义。地体构造无处不在,它不仅存在于中、新生代陆缘造山带中,也存在于古老造山带中,一些古老的克拉通实际上也是由不同的地体拼合而成的。地体的运动包括聚合、离散和走滑三种方式,地体的增生作用是聚合的主要表现形式,并导致大陆的生长扩大,而地体的离散作用联合增生作用,决定了现代大陆的轮廓。分析地体聚合和离散的过程,可以发现有两种不同的模式,即单向聚合-离散和多向聚合-离散,它们对应了不同的地球动力学过程。地体的单向聚合-离散可以由大洋的俯冲增生或大陆汇聚碰撞而导致,但在这个过程中,大洋向大陆的单向俯冲起到了主导作用。地体的多向离散和聚合与岩石圈的裂解与汇聚有密切联系,从全球构造演化的格局来看,岩石圈裂解与汇聚的方向本身具有多向性,这就导致了一些微陆块地体与具洋壳性质的地体一同发生多向离散和聚合。地体的单向离散和聚合会因构造变动而转变为多向离散和聚合,俯冲板片回转与海沟后撤会导致俯冲带弯曲和俯冲方向的改...     

兴蒙造山带的基底属性与构造演化过程

为了解兴蒙造山带基底属性和多个构造体系演化与叠加历史,系统总结了近年来在基础地质研究中取得的新成果,并利用这些成果讨论了兴蒙造山带的基底属性与演化历史.兴蒙造山带是指我国东北地区古生代构造作用影响的地区,这些地区也遭受了中生代构造作用的叠加与改造.兴蒙造山带主要由微陆块和其间的造山带组成.虽然传统上认为属于前寒武纪结晶基底的地质体主要已解体为古生代和早中生代,但随着新太古代和古元古代地质体的相继发现,以及新生代玄武岩中幔源古元古代橄榄岩包体的发现,可以判定兴蒙造山带内微陆块应具有古老的前寒武纪基底,并且壳幔是耦合的.微陆块内部地壳增生以垂向增生为主,且主要发生在新元古代和中元古代,以及次要的新太古代和古生代.相反,陆块间造山带或岛弧地体的陆壳则以侧向增生为主,且主要发生在新元古代和古生代.额尔古纳地块与兴安地块的拼合发生在早古生代早期;兴安地块与松嫩地块的拼合发生在早石炭世晚期;松嫩地块与佳木斯地块的拼合发生在早古生代晚期,中生代早期又经历了裂解与再闭合的构造演化过程;华北克拉通北缘增生杂岩带与北方微陆块群的最终拼合发生在晚二叠世-中三叠世,古亚洲洋的最终闭合发生在中三叠世,且为剪刀式闭合.晚古生代晚期蒙古-鄂霍茨克大洋板块南向俯冲作用的发生以及早中生代(三叠纪-早侏罗世)的持续南向俯冲,控制了大兴安岭-冀北-辽西地区的岩浆活动,蒙古-鄂霍茨克大洋的闭合发生在中侏罗世,晚侏罗世-早白垩世主要表现为闭合后的伸展环境.古太平洋板块中生代的俯冲起始时间为早侏罗世,晚侏罗世-早白垩世早期东北亚陆缘主要表现为走滑的构造属性和陆缘地体从低纬度到高纬度的构造就位过程,早白垩世晚期-古近纪岩浆作用的向东收缩揭示了古太平洋板块的持续俯冲和俯冲板片的后撤过程,古近纪晚期日本海的打开标志着东北亚陆缘从活动陆缘已经转变为沟-弧-盆体系,并且标志着东亚大地幔楔的形成.     

华北陆块基底构造格局及早期大陆克拉通化过程

依据区域构造分析及同位素年代娄数据库,华北克拉通普质基底主要可以区划为以处构造单元：１）鄂尔多斯陆块新太古代被动边缘沉积;２）恒山－－承德太古代末期构造带;３）太古代末期五台－－登封岛弧带杂岩及构造缝合带;４）鲁西－－冀东－辽吉新太古代活动大陆边缘岩浆杂岩带;５）胶辽陆块;６）冀北－－固阳古元代初造山带及内蒙－＝东再造麻粒岩要带;７）吕梁－－中条古元古代裂谷带;８）辽南古元古代裂谷带。华北克拉通早     

从变质作用观看板块构造何时在华北克拉通开始

了解板块构造在地球上何时和怎样开始的是地球科学领域还没有解决的重要问题之一。作为板块运动的最终结果,大陆碰撞造山带是识别地球历史演化中板块构造机制起主导作用的重要标志。大陆碰撞带变质作用一般以顺时针p-T轨迹演化为特征,尤其伴有峰期变质之后的等温减压过程。这样,具有峰后等温减压过程的顺时针p-T轨迹是识别地球早期的板块构造作用的重要标志之一。作为世界上最古老的克拉通陆块之一,华北克拉通基底岩石变质作用p-T演化在过去几年已得到广泛深入的研究,使得该克拉通可能成为应用大规模变质作用p-T轨迹途径来探讨构造环境和构造演化过程的最佳场所。构造上,华北克拉通可划分为三个小的陆块(东部陆块、阴山陆块和鄂尔多斯陆块)和三个古元古代活动带(华北中部碰撞带、孔兹岩带和胶—辽—吉带)。东部陆块和阴山陆块新太古代基底岩石变质作用具有等压冷却型逆时针p-T演化轨迹特征,反映变质作用热源与大量地幔岩浆底板垫托或侵位有关。尽管理论上这样大规模的地幔岩浆可形成在大陆岩浆弧、地幔柱或大陆裂谷环境,只有地幔柱模式才能合理地解释东部陆块和阴山陆块新太古代基底岩石时空分布、岩石组合和构造特征。这样,地幔柱可能是主导东部陆块和阴山陆块新太古代地壳形成和演化的主要构造机制,而板块构造在晚太古宙并不是其主要的构造机制。古元古代孔兹岩带和华北中部碰撞带基底岩石变质作用均具有等温减压型顺时针p-T演化特征,反映两造山带都经历地壳加厚和随后的隆升剥蚀构造过程。这样的构造过程是板块构造体制下的碰撞造山带的典型标志。古元古代胶—辽—吉带可进一步划分为南部带和北部带,其中南部带基底岩石具有逆时针p-T演化特征,而北部带基地岩石具有顺时针p-T演化特征,也反映板块构造机制下的产物。现代规模的板块构造在华北克拉通上的启动时间可以由三个活动带中最老的与板块俯冲有关的新生地壳形成时间来大致标定。目前,华北克拉通内部三个活动带中可识别出来的最老的与板块俯冲有关的新生地壳是华北中部碰撞带2·56Ga五台花岗岩,它们的形成可能大致标志着现代样式的板块构造在华北克拉通大规模作用的开始。     

构造动力体制与复合造山作用——兼论三江复合造山带时空演化

构造动力体制是研究区域大地构造演化和成矿地质环境的基础,而造山带作为全球金属矿产资源集中产出的地带,同时保留了地球地质构造演化最为丰富的记录,因而是用来解剖不同构造动力体制及相关成矿环境和成矿作用的主要对象.板块构造源于大洋,描述和解释的是以水平运动为主导的板块构造导致的大陆边缘增生和大洋板块消失及与其相关的地质现象,其动力学体制称为大洋动力体制;大陆构造描述和解释的主要是大陆内部而不是边缘发生的以垂直运动(壳幔相互作用)为主导的的大陆物质增生和消失及其相关的地质现象,其动力学体制称为大陆动力体制;而洋陆转换则是水平和垂直运动相互耦合、共同作用的动力学体制,描述和解释的是洋陆转换及其相关的地质现象,可以将其称为转换动力体制.不同构造动力体制在全球范围内具有同区转承和异区并存特点.每一种构造动力体制都可以激发造山作用,因此,地球上同时存在着不同类型的造山作用和造山带,可以归结为俯冲造山(带)、碰撞造山(带)、伸展造山(带)和陆内造山(带)等完整反映造山带演化过程的4种类型.复合造山概念科学地描述了全球不同造山带的复杂性.它具有三种涵义,一是不同时期相同或不同类型造山带在空间上的复合(叠置);二是同一造山带在不同地质历史阶段、不同构造动力体制下造山作用的时间复合(叠加);三是同时具有时空复合特征的复合造山带.对三江造山带时空结构的解析表明,它是具有时空复合特征的巨型复合造山带的典型代表.