前寒武纪含矿构造的演化

含矿构造的总分类随着地质年代学方法的完善,对地壳早期阶段的发展的具体情况更加了解了,发现了前寒武纪早期大陆壳及其构造类型的新资料,极大的开扩了对太古宙及元古宙成矿作用的有利条件的认识,更充分地认识了与地壳发展总方向有关的成矿作用的演化问题。等人曾建议将太古宙克拉通、原地台、原地槽及活化作用区组成一个前寒武纪早期含矿构造的完整系列,在这些构造系     

前寒武纪地球动力学(Ⅲ):前寒武纪地质基本特征

地球45.6~5.43亿年处于前寒武纪,具有很多独特的古气候、沉积、岩浆、变质、变形等地质特征,地幔和岩石圈的动力学机制也非常不同。本文通过总结前寒武纪地球动力学进展,系统介绍了前寒武纪地壳和岩石圈物质组成与性质、地壳生长的幕式增生特征、太古宙地幔温度和黏度变化、地壳和岩石圈厚度变化、地壳和岩石圈强度与流变结构演变。地球38~25亿年期间的热流值是现今热流值的2.5~4倍,在热的早期地球期间,下地幔热的积累比上地幔热损失快,导致周期性循环翻转,即上升的下地幔穿过干的橄榄岩固相线,并在大于150km深处经历大规模熔融。这就是太古宙大陆岩石圈地幔形成的机制和能量背景,但在太古宙以后,因地球的长期冷却,这种机制终结了。太古宙高热流值也说明太古宙热地幔难以支撑较大的地形高差,太古宙岩石圈强度也不大,在重力作用下会发生快速地形响应。但是,随着巨型基性岩墙群(大约2.75和2.45Ga)首次出现以及表壳岩系的出现,又意味着太古宙晚期地壳逐步足够刚性,允许熔体上升穿过地壳并冷却固化。前寒武纪重大地质事件的根本原因都是因为地球热振荡衰减的结果,前寒武纪地壳生长(增生)、超大陆形成、岩浆作用、成矿作用等都是不等周期、非线性的幕式演化,从TTG大规模短时间集中式形成,表明早期大陆生长模式可能以垂向增生为主。最后,探讨了冥古宙特征,大陆起源、生长和保存机制,前寒武纪超大陆重建与机制和早期地球环境-生命协同演化等前寒武纪关键科学问题和前沿。     

前言

孙大中院士是我国地学界知名的科学家。他一生勤于实践，勇于探索，在教学和科研工作中都展示出他的才华。40多年来，他主要从事前寒武纪地质、地球化学研究。从华北到华南，从太古宙到元古宙，从地表到深部，他所涉及的相关领域宽、地域广，加之长期而系统研究的优势，使他在该领域多有建树。他通过对我国前寒武纪基底的研究，总结出我国大陆地壳的地球化学性状、地壳增长方式和主要增长阶段等演化规律，并与世界其他主要地区对比，指出中国前寒武纪地质的特点和研究重点。中条山和冀东是他研究前寒武纪地质的两个最主要的基地，为这两个地…     

海南岛前寒武纪地壳构造演化

在系统总结和分析前人成果的基础上，运用前寒武纪地质学新理论和同位素代学方法，对海南岛前寒武纪地壳的组成，时代和演化进行了研究和讨论，初步将海南岛前寒武纪基底岩系划分为中新太古宙紫苏花岗岩－片麻岩系，琼西古中元古宙绿岩系和中元古宙花岗岩类以及石绿新元古宙变质沉积－火山岩系等３种地质实体，并将前寒武纪构造演化划分为新太古宙结晶基底形成，古中元古宙陆壳断裂，中元古宙俯冲造山和新元古宙裂陷－冰川事件４大演     

早前寒武纪花岗质岩石成因研究中的若干问题

在前寒武纪地块广泛分布的英云闪长岩、奥长花岗岩和花岗闪长岩质片麻岩是世界各大陆太古宙高级变质区片麻岩(灰色片麻岩)的主要岩石,也是绿岩—花岗岩地体的主要组成部分。各大陆早前寒武地体的同位素资料表明,这些岩石的形成(或变质)年龄均老于绿岩带。显然,早前寒武纪花岗质岩石的形成与地球早期历史中上地幔—地壳     

地球早期历史的成矿作用

前言现代成矿理论是根据地壳有规律不可逆演化的基本理论和伴生矿床建立起来的。最近在解释地球早期历史方面的进展有力地促进了这一理论的进一步发展。地球早期历史一般认为是地质前期和太古宙时期的总和,时距为45—25亿年。本文使用的“早期历史”一词具另一种意义,即包括太古宙和早元古宙(38—18亿年)。有两个理由证明这种研究问题方法:1)太古宙和早元古宙构造之间紧密相连,而在许多地区晚元古宙构造与显生宙相似。2)缺少地质前期的成矿作用资料。     

华北克拉通地壳生长和演化:来自现代河流碎屑锆石Hf同位素组成的启示

定量地给出大陆地壳生长速率以及生长量随时间的演化是研究大陆地壳形成与演化的核心问题之一.近年来,利用沉积岩和沉积物中碎屑锆石的U-Pb年龄和Hf同位素组成已成为目前研究大陆地壳生长和演化最为简捷、有效的工具.本文对来自华北克拉通西部泾河和洛河河沙中的187颗碎屑锆石进行Hf同位素组成分析,并结合已有的资料来探讨华北克拉通地壳的生长和演化规律.结果显示:随着地质历史变化,华北克拉通地壳生长呈阶段性特点.如在中太古代中期-新太古代末期(3.0 ～2.5Ga)地壳生长速率较快,大约已有60％现今大陆地壳形成.此后,陆壳呈较稳定速率增长,到新元古代晚期(600Ma)基本己形成现存大陆地壳.表明现今的大陆主要生长于太古宙和元古宙,而显生宙陆壳的增生量可以忽略不计.根据河流碎屑锆石和前寒武纪岩石中锆石的U-Pb年龄、两阶段模式年龄(t DM2C和tNC2C)和εHf(t)所获得华北克拉通早前寒武纪地壳演化曲线,本文提出～2.7Ga和～2.5Ga分别曾经为华北克拉通太古宙岩浆作用最活跃时期,也是地壳快速生长时期,表明华北克拉通在新太古代曾发生过两期明显的地壳生长.     

大别山地区约2. 5 Ga花岗质岩石的发现——扬子基底太古宙—元古宙之交陆壳的直接证据

南由扬子和华夏地块组成,是构建东亚大陆的主要前寒武纪块体之一。扬子地块包含了华南所有已知的太古宙岩石单元,它们规模相对局限且零散分布于地块的不同部位,但碎屑和捕获/继承锆石指示了区域上太古宙地壳的广泛存在。现有的碎屑和捕获/继承锆石数据均指示扬子地块以约2. 7 Ga和约2. 5 Ga为主的太古宙地壳物质组成,对应全球大陆地壳快速生长与初始克拉通化的最重要阶段。然而,目前扬子地块仅有约2. 7 Ga岩石的报道,约2. 5 Ga岩石则相对缺乏,导致其基底地壳成分及克拉通化过程认识的不足。大别造山带是中生代扬子地块向北与华北板块俯冲、碰撞的产物,卷入并保留了大量扬子地块的前寒武纪基底,并以变质杂岩或地体的形式出露于大别山的不同部位。本文从大别山地区前寒武纪变质杂岩中识别出具不同岩性特征的约2. 5 Ga花岗岩质岩石,报道了它们的LA- ICP- MS锆石U- Pb测年结果。孝昌地区两个糜棱岩化黑云母花岗岩的测年结果分别为2479±17 Ma和2497±20 Ma,宿松杂岩地区两个花岗质片麻岩偏钾质,年龄分别为2491±15 Ma和2516±26 Ma。结合区域地质证据,认为大别山地区可能存在较为广泛的约2. 5 Ga地壳。这提供了约2. 5 Ga扬子基底地壳的直接证据,太古宙—元古宙（Ar—Pt）之交应是扬子地块原始克拉通形成与演化的重要时期。     

前寒武纪岩墙研究的地质意义

前寒武纪分布区有一个重要的特征就是元古宙岩墙群非常发育。它们出现在地壳形成的构造旋回的晚期。大多切割前寒武纪基底岩石。国际地质对比计划第257项一前寒武纪岩墙群，主要目的是为了更好地了解元古宙岩墙群的年龄、分布、形态及演化，最终任务的利用这些资料成果来查明古裂谷带，并重建前寒武纪起大陆。1．在苏格兰岩崎侵入的时间约为ZS．9亿年主要有四种类型：l）石英粗玄岩，这是分布最广的一种；2）古铜苦撤岩；3）苏长粗玄岩；4）撤榄辉长岩，具有辉长结构。所有这些岩石结晶都很粗，表明它们是在很深地方结晶的。它们是在大陆壳…     

天山—兴安岭断褶系区域成矿特点

天山—兴安岭断褶系是横跨北亚的一条东西向复杂构造带,其中既有加里东、海西构造旋回的断褶带,也残存许多大小不一的前寒武纪的陆块.它经历了多次构造、岩浆活动,地壳结构复杂,构造变形强烈,成矿作用丰富多彩,是研究地壳各个发展阶段成矿作用的理想地区.本文试图从构造演化、区域构造背景条件的角度讨论该系区域成矿特点.     

前寒武纪地台核心概念——一种新的大地构造模式

许多古老地台分区的成矿作用取决于对前寒武纪基底构造的认识。许多地台盖层中的矿产分布和定位也依赖于基底构造。建立在早前寒武纪地壳结构和演化基础上的新的大地构造理论、概念,往往给进行成矿作用分析提供了一次新的尝试机会。大陆岩石圈形成早期阶段核心概念就是一种新的大地构造模式。这个概念是由前苏联的地质学家提出的。将地壳演化过程,划分出一个地壳成核期。提出了地壳发展的核心概念,而提出在地壳演化     

中国的元古宙构造

构造过程的作用方式是随时间而变化的,它是按长周期旋迴非均质地发展的。自晚太古宙萌地台形成起,在整个元古宙时期(25—5.7亿年前),大陆的增长经历了几个阶段的克拉通化和紧接着的解体,通过新生的活动带系统而发展,最后又相继封闭固结,到元古宙末形成了更大、更稳定的陆块,即元古宙末的超级大陆。每个演化阶段都有其特定的构造体制和构造组合。根据上述,本文将中国元古宙划分为五个构造演化阶段或旋迴。     

华北陆块北缘区域矿床成矿谱系探讨

区域矿床成矿谱系是区域成矿规律研究的重要内容，指一个区域内地质构造环境演化过程中成矿作用的演化及时空结构。在华北陆块北缘划分出18个矿床成矿系列，讨论了它们的分布特点。华北陆块北缘区域矿床成矿谱系证实该区域经历四个主要的地壳演化及成矿时期，依次出现太古宙克拉通矿床、元古宙陆内-陆缘裂陷带矿床、古生代陆间增生褶皱系和陆内盖层矿床、中生代构造-岩浆活动带矿床，存在三个(3000～2500Ma，1900～1400Ma和180～140Ma)成矿作用高峰。成矿谱系指示了从太古宙进入元古宙时，海水和大气的氧化还原电位明显升高的过程。成矿谱系研究意义重大。     

我国前寒武纪地质研究进展与展望

前寒武纪地质学是现代地球科学中最活跃的学科之一。我国前寒武纪地质研究有着良好的条件和优良的传统，前寒武纪岩石在中国大陆上有广泛的分布，保存了从3800Ma到543Ma较完整的岩石、地层和生物形成与演化的历史记录，并蕴藏了丰富的矿产资源。简要回顾了近百年来我国前寒武纪研究的历史，取得的丰硕成果及巨大进展。概述了中国前寒武纪时期的大陆，特别是太古宙华北克拉通地壳演化的特殊性和复杂性，与世界其他地区的克拉通进行了对比。指出前寒武纪地质学在研究地球科学中仍然处于重要的位置，尤其是研究前寒武纪超大陆汇聚与裂解及前寒武纪成矿区带的划分已成为当今世界研究的热点。在此基础上，提出了对我国21世纪前寒武纪地质学的工作设想和展望。     

北亚克拉通和造山带金属成矿作用及其相关的地球动力学研究

“北亚克拉通和造山带金属成矿作用、石油资源及地球动力学”国际研讨会上各国地质学家发表了各自的北亚地区金属成矿作用、石油资源及地球动力学观点,对早前寒武纪、西伯利亚克拉通、造山带、板内裂谷等成矿作用及其相关的地球动力学等方面进行了广泛、深入的研讨,基本反映了近些年来北亚地区在金属成矿作用及其有关的地球动力学方面研究现状和取得的进展。西伯利亚克拉通和褶皱造山带有明显的区别。前者演化历史可以分为前寒武纪—早中生代增生和中—新生代裂谷作用两个阶段,早前寒武纪成矿作用主要受区域深大断裂多期拉张和挤压、克拉通内古断裂的形成、古断裂中火山岩喷出或花岗岩类侵入等地球动力学控制,中生代金属成矿作用主要受深部地壳动力学过程控制。造山带包括了新元古代、古生代及中生代不同时期的大洋,主要有大洋、岛弧、大陆边缘、汇聚碰撞、碰撞后五大成矿地球动力学环境,各环境的金属成矿作用特色明显有差异     

略论海陆成矿问题

地壳通过不均一性分异形成大陆型地壳和大洋型地壳, 陆核及地块的形成、大陆裂解与增生、洋壳的新生与消减、陆-陆碰撞拼接形成具有不同构造特征的海陆构造区。中国海陆构造演化经历了太古宙陆核形成、元古宙陆块形成、震旦纪至三叠纪联合大陆形成、中新生代联合大陆解体4个阶段, 形成北方(准噶尔—大兴安岭)、北部(塔里木—华北)、南部(扬子—华南)、南方(冈底斯—喜马拉雅), 东部(滨西太平洋)5个大陆及陆缘构造区。太古宙花岗绿岩带、元古宙裂谷(裂陷)带、显生宙大陆边缘是最重要的海陆成矿环境。海陆成矿有利因素的耦合对成矿至关重要, 而最佳耦合的机制及其发生在海陆构造区的时空位置是圈定有利成矿靶区、引导找矿突破的关键科学问题。     

太古宙和元古宙的构造演化

至少从3.3Ga起,大陆运动的速度就相当于其现今的最小平均速度,这一点毫无疑问地表明,前寒武纪的构造样式本质上相当干显生宙的板块构造,并受大陆板块边缘及内部的变形作用控制。然而,这些运动的详细机制仍然是一个值得争论的关键问题。对于早太古宙,印从4.2Ga前到大约3.9Ga期间,因为岩石圈既薄又软,不可能出现板块构造;但高温热流可能有利于全球热点活动,并伴有岩浆垂向增生的冰岛型大陆增长。大致在3.9～2.5Ga期间,形成了花岗岩-片麻岩-绿岩地体,伴生有大量英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩岩浆,其构造环境尚不清楚,但板块边缘和板内情形是可知的。绿岩和紧邻的、具潜水表壳岩组合夹层的高级变质正片麻岩,它们的变形型式表现出强烈的水平缩短作用和地壳堆叠作用。这可能起因于早在3.9Ga的碰撞作用和(或)旋转运动,并引起了重要的壳内熔融作用。至太古宙末,局部可能更早,地壳厚达35～50km或更多,大约在2.8～2.5Ga期间,非常高的全球地壳增生速度可能起因于与消减作用相关的侧向增生作用和板下强烈的岩浆垫托作用,最终导致形成大面积稳定的克拉通。大致在2.5～2.2Ga的早元古宙期间,全球明显缺乏大的构造和岩浆活动,这是由于精确年龄数据的缺乏而人为造成的;只是在局部地区,形成了陆内岩浆岩和岛弧型岩浆岩。约在2.1～1.8Ga发生的大面积全球性的地壳形成事件为最早的现代模式的板块构造提供了证据,许多岩浆岩,例如在加拿大Trans—Hudson造山带和芬兰西南部的Svecofennian,都具有岛弧型的地球化学特征,而且最近又发现了逆冲的蛇绿岩和蓝片岩组合。此外,元古宙还以长线型活动带为特征,但其起源和演化还处在探讨中。它们大都具有与显生宙碰撞带相当的构造特征,但澳大利亚和南非部分地区的一些元古宙活动带明显发生地壳的伸展作用,而不伴有岩石圈的分离,剥离作用和地壳俯冲作用导致了后继的收缩作用,从而引起造山带的变形作用。至元古宙末期,通过对岛弧增生作用、蛇绿岩消减作用、前陆逆冲作用、褶皱带和外来地体的认识,现代模式的板块构造证据越来越充足,这一构造环境在文献上最好的例子之一便是Arabian—Nubian地盾。虽然对现代板块构造组合是否能照搬到整个前寒武纪的构造样式中尚存疑虑,但有一点是明确的,即早太古宙以来,全球地壳演化是受许多板块的运动控制的,它们经反复聚集而形成超大陆,然后再次分离。不过,在弄清如何解释现代大型地壳变形和起因之前,我们将不了解前寒武纪地壳构造的详细机制。     

前寒武纪克拉通一活动带构造——多角形微板块的递进变形

许多前寒武纪地区的太古宙—元古宙地壳,都由两个特征截然不同的构造单元组成,即由花岗—绿岩地体构成的太古宙克拉通地块和太古宙—早元古代活动带、褶皱带或造山带组成。后者把克拉通分割开并环绕克拉通改变方位和发生流动。克拉通是相对硬的地块,具有韧性和脆性的变形历史。环绕克拉通的活动带既可以是高应变带和高级变质带,也可以是褶皱的盆地。因之,较韧性的活动带包围着相对硬的克拉通。可以推断,虽然相邻的多角形的硅铝质单个大陆微板块在地幔及主欧拉极控制下曾发生过相对运动,而且由于相互推挤使它们间的共同边界发生了递进变形,但太古宙克拉通最初是彼此分离的。变了形的边界就是现在环绕克拉通的韧性和高应变活动带,它代表了地壳持续性的缺陷;克拉通代表低应变较硬的核和残斑,它们在太古宙以后一直处于稳定的状态。克拉通与活动带之间巨型尺度上的关系(如东非)可以与在眼球状片麻岩及糜棱岩中观察到的规模很小的显径—小型尺度上残斑—基质结构相对比。这些构造关系虽然数量级差别很大(10~8),但因它们之间存在着连续的各种不同的中间尺度构造,所以,是完全可以比较的。几何学上的相似性,表明它们具有共同的力学—流变学成因机制。     

超大陆旋回与金属矿床随时间的分布

几类重要的金属矿床随时间有规律地分布,反映巨大陆周期性地聚合和解体。大陆盆地内形成或与非造山岩浆作用有关的金属矿床在中元古宙(2.0～1.4 Ga)异常丰富,并对应于巨大陆的首次聚合。大陆金属矿床分布量的高峰同样对应于晚元古宙(1.0～0.8Ga)超大陆,遍布于整个泛大陆。而会聚边缘造山带内形成或保存的金属矿床在晚太古宙(2.9～2.6 Ga)最普遍,一致于当时全球热流值较高并且大陆迅速稳定;另一个高峰期出现于200 Ma以来,对应于现代构造旋回。类似的成矿作用发生于早元古宙、晚元古宙及显生宙造山带,但不普遍。以石油工业常用的层序地层学方法识别以上旋回,特别是在前寒武纪岩石记录中,将有助于勘探金属矿床。     

华南大陆深部探测与综合研究

华南主要构造特征为欧亚大陆边缘地壳生长和大陆增生。华南为一联合大陆，前寒武系基底由太古宙与元古宙岩石组成，元古宙有科马提玄武质绿岩和堇青石花岗绿岩。地壳的地球化学组成，从长尺度的时间函数上观察，具前进演化趋势，为原始→亏损→富集地幔→大陆地壳。核－慢分异发生在地球历史早期，而大陆的增生一直持续到现在。大陆边缘裂解构造是华南构造演化的主要形式，幕式地幔柱构造是该区地壳生长的主要动力机制。扬子－特提斯构造域为稳定、冷的地幔块，太平洋构造域为活动的热地幔软块。