前寒武纪突发事件与小行星＼彗星碰撞的联系—地球科学中灾变观的重现

包括地外事件在内的地球中阵发性的意义重新引起了１８世纪均变论与灾变论之间的论争。看来有些前寒武纪构造热事件可能关系到和代表着大直径抛射物大型撞击的最终效果。特别是，影响到构造上活动地热上活跃的即硅镁壳下厚度小于２０ｋｍ的地区，可望引发区域性及全球性的亚岩石圈扰动，岩浆突发作用大岩浆省的形成。     

晋北早前寒武纪变质岩区构造相研究

晋北地区出露有不同层次的地壳,是研究构造相最理想的地区之一。本文以构造分析为主线,结合当前地壳流变学研究进展,对该区早前寒武纪构造特征进行了分析,初步建立了早前寒武纪地质事件序列。提出了该区北部（大同-集宁）麻粒岩相变质岩代表下地壳的物质组成,中部（恒山）中深变质岩代表典型的中下地壳过渡带的特征（早前寒武纪一个重要的软...     

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。     

早前寒武纪大陆块壳构造理论——华北克拉通早前寒武纪基底构造格架、地壳演化及其与区域地球化学不均一性的关系研究

早前寒武纪大陆块壳构造理论——华北克拉通早前寒武纪基底构造格架、地壳演化及其与区域地球化学不均一性的关系研究张福勤＊＊（中国科学院地球化学研究所，贵阳５５０００２）关键词大陆块壳并合带地壳演化进程地球化学不均一性早前寒武纪地质学研究是地球科学最基础的...     

胶北早前寒武纪变质基底多期岩浆-变质热事件:来自TTG片麻岩和花岗质片麻岩中锆石U-Pb定年的证据

本文采用LA-ICP-MS技术,对胶北地体TTG片麻岩和花岗质片麻岩中锆石进行系统原位U-Pb定年和稀土、微量元素的分析,发现研究区早前寒武变质结晶基底存在多期岩浆-变质热事件。4件TTG片麻岩和2件花岗质片麻岩锆石样品记录了2909±13Ma、2738±23Ma、2544±15~2564±12Ma和2095±12Ma 4组岩浆事件年龄,以及2504±16~2513±32Ma和1863±41Ma 2组变质事件年龄。结合以往TTG片麻岩和花岗质片麻岩的地球化学及Nd同位素研究发现,约2738Ma的TTG岩浆事件可能代表胶北地体地壳最主要的生长事件,而2544~2564Ma的岩浆事件则可能代表古老地壳重熔的最强烈岩浆事件,约2095Ma岩浆事件则反映了胶-辽-吉构造带内部在该时期与地壳拉张作用有关的岩浆活动。2504~2513Ma是研究区以及华北克拉通早前寒武基底最主要的一期变质热事件,可能与地幔柱(热点)岩浆的底侵作用有关,而TTG片麻岩记录的约1863Ma的变质年龄与研究区基性和泥质高压麻粒岩相岩石记录的麻粒岩相变质时代一致,暗示TTG片麻岩可能也经历了古元古代高压麻粒岩相变质作用,上述研究进一步表明胶北地体在古元古代的确存在一期陆-陆碰撞的重要造山事件。该项研究成果对于进一步深入探讨胶北乃至华北克拉通早前寒武纪变质基底的形成演化、岩浆-变质热事件序列及其构造背景具有重要的科学意义。     

北苏鲁超高压变质带前寒武纪基底研究新进展

北苏鲁超高压变质带位于胶东牟平-即墨断裂以东的地区,其前寒武纪基底以出露新元古代的双峰式火成岩为主要特征,其主要岩石组合包括大量花岗片麻岩以及少量变（超）基性岩（榴辉岩）、变沉积岩。对花岗片麻岩、变质（超）基性岩的岩石组合、地球化学、锆石U-Pb和Lu-Hf同位素的研究表明,北苏鲁存在新太古代-古元古代的残留地壳,经历了1.8~2.2 Ga期间的岩浆-火山-变质事件;新元古代中期（0.72~0.80 Ga）与Rodinia超大陆的裂解相关的岩浆活动促使地壳的生长和再造,形成了北苏鲁的前寒武纪基底的主体;北苏鲁和苏鲁-大别造山带一样,其前寒武纪基底是扬子板块北缘的一部分,苏鲁造山带的西北边界是五莲-烟台断裂带。     

地球演化过程中金属矿产的形成

通过对全球重要金属成矿区（带）的综合性分析对比研究，从古大陆成矿作用地球动力学角度入手，讨论了地球各圈层金属元素的起源和间分布特点，探讨了地球不同演化阶段构造－岩浆活动与金属矿床成矿作用的耦合机理，揭示了成矿流体的来源、迁移和金属巨量堆积过程，阐述了前寒武纪和显生宙（古生代和中生代）时期重要金融矿床的形成环境、就位特点和保存规律，建立了综合性成矿模式并提出了相应的找矿模型。     

华北大陆地壳─上地幔岩石学结构与演化

本文基于出露的前寒武纪变质岩系、中、新生代岩浆活动以及新生代玄武岩中上地幔包体的岩石学与地质压力计研究，结合地球物理测涤资料与高温高压下岩石中地震波传播速度的实验成果，提出了华北大陆三个地区（河北平原、太行－五台、鄂尔多斯）的地壳－上地幔岩石学结构，讨论了界面性质及其演化。在强调ｖ＿ｐ、ｖｂ、σ结构与岩石学结构共同约束的基础上，有效地识别了不同地区硅铝质陆壳在物质组成上的差异和上地幔低速层或矿物相转变等特征。本文提出壳－幔岩石学结构及其演化，密切地与陆壳主要形成时期的太古－早元古构造岩浆事件相关，又与显生宙构造岩浆事件对它的改造程度有关，壳－幔岩石学结构是我们追索大陆的构造性质及其演化的一个重要记录和科学依据。     

河淮地幔亚热柱的演化及其对华北地区成矿的控制作用

本文依据华北地台东部的地球物理测深资料、火山－岩浆活动、沉积建造特征及构造演化历史，提出河滩地区是中生代以来强烈隆升的地幔亚热柱。亚热柱的强烈上升使岩石圈下部发生热减薄，上地壳发生裂陷，新生界堆积厚达５－９ｋｍ。岩石圈热减薄仅至６０－８０ｋｍ。金、银等成矿元素除部分来自赋矿围岩之外，其主要部分来自地核，并以气态随地幔热柱向上运移，当其进入亚热柱阶段时，部分转变为液态．呈气－液混合相随亚热柱运移，当伞状外展亚热柱被造山带陡倾韧性剪切带切割时，气－液相全、银随深熔岩浆或沿韧性剪切带向上迁移，并在幔枝（变质核杂岩）构造的有利扩容带富集成矿。     

鲁西地区早前寒武纪地质研究新进展

近年来在鲁西地区早前寒武纪结晶基底进行锆石SHRIMP测年结果显示,泰山岩群形成年龄大约在2770～2750Ma。新太古代发生3期岩浆侵入活动,每期岩浆侵入活动开始都有地幔岩浆侵入。早期构造岩浆活动主要形成2740～2700Ma的英云闪长质片麻岩、条带状英云闪长质片麻岩;中期构造岩浆活动主要形成2650～2600Ma的TTG质花岗岩;晚期构造岩浆活动最强烈,从地幔岩浆侵入到地壳深熔形成大规模的钾质花岗岩,导致大规模陆壳的形成。古元古代早期和中元古代,有少量岩浆沿太古代刚性陆壳裂解形成的张性裂隙侵入。对鲁西地区前寒武纪侵入岩按岩性＋时代进行了重新划分,变质深成侵入体（片麻岩）按时代＋gn,依据其不同成分和不同结构构造的第一个英文大写字母进行表示,探讨了鲁西地区早前寒武纪陆壳演化历史。     

早前寒武纪地质及深成构造作用研究进展

早前寒武纪地质的研究进展主要表现在准大陆克拉通早期构造演化,克拉通及古老造山带深层结构,元古代超大陆恢复对比、早期地壳性质及生长等主要问题上开展多学科研究计划的实施。其中,同位素年代学,特别是锆石Ｕ－Ｐｂ方法,地震反射、Ｐ－Ｔ计算及古地磁研究对前寒武纪地质学的进展具有重要的推动作用。和个古陆克拉通区域地质学的持质研究积累,不断产生新的认识,这种新的科学思想涉及到早期陆壳组成及区划,太古代克拉通化历史,太古代－元古代界限及性质,元古代造山带网络与克拉进陆块拼合,大陆下地壳剖面及其组成等同题。华北早前寒武纪地质演化研究中的重要问题包括：华北麻粒岩相带与克拉通基底构造的关系,克拉通基底构造区域,早期陆壳性质及其记录的重大构造一热事件幕,华北克拉通与世界典型陆块构造演化对比等。     

新疆南天山克孜尔河沉积物碎屑锆石U‐Pb年代学研究及其地质意义

新疆克孜尔河流经南天山造山带南缘,其河流沉积物中记录了流域内地质体的重要信息。为进一步约束南天山造山带的构造演化历史,探讨该造山带古生代地壳生长与演化,对克孜尔河沉积物中的碎屑锆石进行U‐Pb定年。结果表明锆石年龄主要集中分布在460~390 Ma和310~260 Ma,少量分布在前寒武纪,暗示南天山造山带在古生代期间发生了强烈的岩浆活动。物源分析表明克孜尔河沉积物中的碎屑锆石主要源于南天山造山带和塔里木克拉通北部,年龄为460~390 Ma的碎屑锆石很可能记录了南天山洋在晚奥陶—早泥盆世期间向南俯冲到塔里木克拉通之下的弧岩浆作用。南天山洋闭合以及塔里木克拉通与伊犁—中天山地块的最终碰撞可能发生在晚石炭世,随后发生同碰撞和后碰撞岩浆作用,以样品中大量310~260 Ma的碎屑锆石为代表。结合南天山造山带内已有的古生代岩浆岩锆石的Hf同位素数据分析表明,晚奥陶—早泥盆世南天山造山带的大陆地壳演化主要以古老地壳的再造和部分新生地幔物质的加入为主,晚石炭—早二叠世该造山带地壳演化则以前寒武纪古老基底岩石的改造为主,仅有限的新生组分加入到岩浆的形成过程中。     

北山北带新元古代岩浆记录:来自内蒙古哈珠地区片麻状花岗岩的证据

北山造山带位于中亚造山系中段,带内各古老陆块的前寒武纪演化历史是了解北山造山带形成和演化的关键问题.本文选取北山北带哈珠地区片麻状花岗岩进行了锆石U-Pb年代学和地球化学分析.结果显示哈珠地区片麻状花岗岩形成于885±4 Ma,首次揭示了北山北带存在新元古代岩浆活动.哈珠片麻状花岗岩主量元素具有高SiO₂、低CaO、高K₂O+Na₂O的特征,铝饱和指数A/CNK>1,属过铝质高钾钙碱性花岗岩.稀土元素球粒陨石标准化曲线呈现出轻稀土富集,重稀土亏损,铕强烈负异常的右倾海燕型;微量元素显示岩石富集Rb、K、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Sr、P、Ti等高场强元素.岩石成因分析表明其为S型花岗岩,岩浆来源于变质杂砂岩部分熔融的源区,且初始熔融温度较高（777~798℃）.构造环境判别图解显示其形成于碰撞后由挤压转向伸展的背景,为大陆碰撞的产物.通过与北山南带和东天山地块前寒武纪资料的对比,结果表明北山南带、北山北带和天山造山带中各古老陆块在前寒武纪可能具有一致的演化历史,其共同参与了新元古代Rodinia超大陆的聚合,构成了Rodinia超大陆的一部分.哈珠地区新元古代岩浆事件即为Rodinia超大陆聚合在北山地区的响应.      

Multiring-forming large bolide impacts and evolution of planetary surfaces

In the past few years, meteoritic and cometary impacts have emerged as a major geological agent in the construction and evolution of planetary surfaces. Formation of complex central ring, peak ring and multiring craters involves excavation and melting of large volumes of crustal material. High-resolution geophysical mapping measuring gravity, magnetics, and topography of the Moon and Mars have recently provided information on the subsurface structure of large basins and aided in identifying buried giant craters. The terrestrial crater record has been significantly erased by tectonic, magmatic, and erosion processes and only a small proportion of impact structures remain. Record of multiring craters is limited to three examples: Vredefort, Sudbury and Chicxulub. Deep geophysical surveys and geochemical and isotopic studies of those craters provide means to evaluate the influence of large impacts on the lithospheric and crustal evolution by providing estimates of excavation depth and volume, amounts of material fragmented, ejected, vaporized and melted, and effects on the crustal stratigraphy and crustal thickness. Analyses on the melt from Vredefort, Sudbury, and Chicxulub indicate andesitic composition derived from lower-crustal material. The melt formed inside the lower transient cavity from lower crustal material that was then redistributed and emplaced in upper-crustal levels, resulting in crustal redistribution. Crystalline basement clasts fragmented and incorporated into the breccias show varying degrees of alteration but no significant thermal effects. Ejecta were deposited locally within the crater region and ballistic material and fine ejecta are globally distributed on the planetary surface. Impacts influence the crust–mantle boundary, with Moho uplift. Material from the mantle was not incorporated into the melt and impact breccias, indicating that the excavation cavities were confined to the lower crust. This is also apparently the case for the giant basins on the Moon, including the 2500 km diameter South Pole-Aitken Basin. Considering the numbers of large multiring basins, possible flux of large impacts, and effects on target surfaces, crustal scale redistribution of material during those large impacts has played a major role in the evolution of planetary surfaces.     

Zircon U–Pb and Lu–Hf systematics of the major terranes of the Western Superior Craton,Canada: Mantle-crust interaction and mechanism(s) of craton formation

Paleo-to Neoarchean granitoid gneisses (ca. 3.30 to 2.49 Ga) are well preserved in the Western Superior Craton. Protoliths of these gneisses are mainly I-type granitoids characterized by high Sr/Y and La/Yb ratios and low Mg#, consistent with Archean tonalite-trondhjemite-granodiorites. Zircons from granitoid gneisses commonly contain three growth phases: inherited cores (zircon I), magmatic rims (zircon II) and outer rims that have undergone Pb-loss (zircon III). The 3.12 Ga to 2.86 Ga zircon I represent early crustal material, that was captured in younger zircons; zircon II preserve crustal re-working and younger crustal additions that are constrained between 2.85 to 2.72 and 2.69 to 2.65 Ga.Zircon II contains both positive and negative εHf(t) values (−6.3 to +8.1), with both depleted-mantle and older crustal signatures. Half of the magmatic rims (II) are characterized by depleted mantle signatures with positive εHf(t) values representing juvenile crust-forming events, whereas the other half are characterized by recycled crustal signatures with negative εHf(t) values. εHf(t) results show that the North Caribou and the Island Lake terranes and the northern Uchi domain are isotopically more enriched than the southern Uchi, English River, Wabigoon and Winnipeg River terranes, suggesting the northern Uchi margin represents a major terrane boundary.Based on mass balance calculations, large volumes of juvenile material at circa 3.0 Ga mixed with smaller amounts of older crust. The vast majority of the granites were derived from a source with about 50% mantle material during the peak crust formation events after 2.8 Ga. The decline in the volume of felsic magmatism in the later Archean is coeval with a reduced supply of both heat and material from depleted mantle sources. Combined with previously published geochemical, geochronological and isotopic data, this suggests an evolution in felsic magma sources consistent with crustal thickening.     

东天山前寒武纪基底若干问题的讨论

东天山前寒武纪基底由星星峡群和卡瓦布拉克群组成。通过其物质组成、同位素年龄资料并与邻区－库鲁克塔格和甘肃北山前寒武纪基底对比，提出东天山前寒武纪基底是由已变质的深成岩侵入体（包括奥长花岗岩等）和表壳岩组成，与库鲁克塔格和甘肃北山前寒武纪基底有着显著差别，绝不是同一地质环境的产物。年龄数据显示它有晚太古代和早元古代的成分，其岩石组合反映具有早前寒武纪结晶基底特征，应暂将其置于一个单独的大地构造单元，建议将星星峡群和卡瓦布拉克群暂分别称为星星峡杂岩和卡瓦布拉克岩群。     

新特提斯洋俯冲起始的地质记录:土耳其南部蛇绿岩和变质底板

在现行板块构造理论的框架下,板块的初始俯冲是岩浆活动和构造运动发生转变的重要过程,亦是理解板块运动的关键节点。在俯冲起始过程中,主要存在四个方面的地质记录,分别为一系列地球化学成分多样的岩浆活动、SSZ型蛇绿岩、变质底板和玻安岩及其对应的铬铁矿床。特提斯造山带作为公认的研究板块构造理论尤其是初始俯冲的关键场所,一直备受地学界的重视。而土耳其南部构造带作为特提斯造山带的重要组成部分,亦是确定亚欧板块和阿拉伯板块之间缝合线存在的重要标志。该南部构造带是研究新特提斯洋俯冲起始的理想场所,上述关于俯冲初始的四个地质记录均保存良好,且有如下方面的重要特点:1)不同地区的镁铁质岩石甚至同一地区的镁铁质岩石具有不同的地球化学特征,从似洋中脊玄武岩,到过渡型岩石类型和玻安质岩石均有发育; 2)大部分蛇绿岩具有完整的序列,各单元及变质底板岩石中普遍发育侵入的基性岩脉,产状多变,是多期岩浆事件的产物; 3)蛇绿岩下部通常发育一套角闪岩相变质底板,且其年龄与蛇绿岩的形成年龄基本一致; 4)蛇绿岩中普遍发育铬铁矿床,以高Cr型为主,部分蛇绿岩中还赋存高Al-高Cr的过渡型铬铁矿,均被认为是幔源岩浆与地幔橄榄岩反应的产物。因而,这些地质体完整记录了新特提斯洋形成-俯冲-消减的演化过程。     

Dominant Lid Tectonics behaviour of continental lithosphere in Precambrian times:Palaeomagnetism confirms prolonged quasi-integrity and absence of supercontinent cycles

Although Plate Tectonics cannot be effectively tested by palaeomagnetism in the Precambrian aeon due to the paucity of high precision poles spanning such a long time period,the possibility of Lid Tectonics is eminently testable because it seeks accordance of the wider dataset over prolonged intervals of time;deficiencies and complexities in the data merely contribute to dispersion.Accordance of palaeomagnetic poles across a quasi-integral continental crust for time periods of up to thousands of millions of years,together with recognition of very long intervals characterised by minimal polar motions(～2.6-2.0,～1.5-1.25 and～0.75-0.6 Ga)has been used to demonstrate that Lid Tectonics dominated this aeon.The new PALEOMAGIA database is used to refine a model for the Precambrian lid incorporating a large quasiintegral crescentric core running from South-Central Africa through Laurentia to Siberia with peripheral cratons subject to reorganisation at～2.1,～1.6 and～1.1 Ga.The model explains low levels of tidal friction,reduced heat balance,unique petrologic and isotopic signatures,and the prolonged crustal stability of Earth's"Middle Age",whilst density concentrations of the palaeomagnetic poles show that the centre of the continental lid was persistently focussed near Earth's rotation axis from～2.8 to 0.6 Ga.The exception was the～2.7-2.2 Ga interval defined by～90°polar movements which translated the periphery of the lid to the rotation pole for this quasi-static period,a time characterised by glaciation and low levels of magmatic activity;the～2.7 Ga shift correlates with key interval of mid-Archaean crustal growth to some 60-70%of the present volume and REE signatures whilst the～2.2 Ga shift correlates with the Lomagundiδ～(13)C and Great Oxygenation events.The palaeomagnetic signature of breakup of the lid at～0.6 Ga is recorded by the world-wide Ediacaran development of passive margins and associated environmental signatures of new ocean basins.This event defined the end of a dominant Lid Tectonic phase in the history of Earth's continental lithosphere recorded by the quasi-integral Precambrian supercontinent Palaeopangaea and the beginning of the comprehensive Plate Tectonics which has characterised the Phanerozoic aeon.Peripheral modifications to the lid achieved a symmetrical and hemispheric shape in Neoproterozoic times comparable to the familiar short-lived supercontinent(Neo)Pangaea(～350-150 Ma)and this appears to be the sole supercontinent cycle recorded by the palaeomagnetic record.Prolonged integrity of a large continental nucleus accompanied by periodic readjustments of peripheral shields can reconcile divergent tectonic analyses of Precambrian times which on the one hand propose multiple Wilson Cycles to explain some signatures of Plate Tectonics,and alternative interpretations which consider that Plate Tectonics did not commence until the end of the Neoproterozoic.     

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。     

阿拉善地块东部早前寒武纪变质基底性质及归属

阿拉善地块是一个被造山带和断裂带围限的前寒武纪微陆块,其早前寒武纪变质基底的性质和归属一直存在争议.本文根据笔者最近在阿拉善地块东部地区获取的研究资料,结合阿拉善地块近年来的研究进展,对阿拉善地块东部早前寒武纪变质基底的性质和归属进行了讨论,认为阿拉善地块东部地区出露的2.64 Ga的斜长角闪岩和～2.5 Ga的TTG...