《大洋钻探五十年》书评

如果把大洋钻探比作人生,那么50岁的国际大洋钻探,历经沧桑,砥砺前行,波澜壮阔,功成名就,但也正面临重整旗鼓,再次出发;而20岁的中国大洋钻探,风华正茂,后来居上,年富力强,踌躅满志,但在新世纪地球系统科学的号角声中,能否站在巨人的肩膀上,整装出发,打造全球视野,引领地球科学的前沿?     

大洋岩石圈和大陆岩石圈的元素丰度

根据大洋地壳、大陆地壳、上地幔和球岩石圈的元素丰度资料,本文初次分别求出大洋岩石圈和大陆岩石圈的元素丰度.可用作研究化学元素在洋圈或陆圈内各地区分布特征的地球化学背景值.     

再论大陆构造与动力学

采用大陆构造时空动态相关分析法，对大陆构造进行系统的分层，分块，分阶段域构造解析，认为包括隆块，陷块和旋块等基本类型的断块构造具有不同的物质成分，变形强度，流变状态的层状构造是大陆构造的基本型式。在构造活动期间层流隆陷构造系统发生大规模的物质行，构成动态的循环体系，大陆地壳下部层圈以热动力作用为主，造成粘性热流物质和韧性固流物质沿着壳内流层从幔隆区流向拗区；上部层圈以应力作用为主，与下地壳层流相关     

亚洲东部大陆边缘的构造扩张和地球动力环境

东亚大陆边缘位居大陆岩石圈和大洋岩石圈交接地带,是各种地质作用的强烈演变带,也是它们之间的物质交换和能量转变带。在这里我们可以看到大洋岩石圈和大陆岩石圈的差别,也可以看到大陆边缘在构造扩张中陆壳解体、分离和漂移的演变历史,以及在构造收缩中陆壳块体聚合、拼贴和碰撞的发展过程。大陆边缘构造背景的变换,取决干大陆岩石圈板块和大洋岩石圈板块之间构造作用的动平衡,也取决于区域地幔应力场的变化。     

地球中的流体和穿越层圈构造

地球中的流体是当前科学研究的重点。从地球科学的角度来说,流体应包括气体、液体（水和石油）、熔体和地球中受应力作用而移动的物体。在半经为6378 km的固体地球中可分为7个层圈。目前对地球内部流体的了解很少,为探索流体在各层圈中的成分,物理化学性质和分布,以现阶段对地球层圈和流体研究程度来看,其重点应放在地球中穿越层圈的构造部分和地壳。地球中穿越层圈的构造主要有三个：板块构造的俯冲带是由上到下的穿越层圈构造,向下俯冲的大洋岩石圈可以抵达地幔过渡带;大洋中脊的扩张引起的由下而上的穿越层圈构造,使岩石圈和地幔的熔流体从下向上运移;地幔柱引起的由下而上的穿越层圈构造,使地幔的熔流体从下向上迁移。通过对三个穿越层圈构造和地壳中流体的研究,可以得出地壳、岩石圈、上地幔、过渡带、下地幔和核幔边界层流体的种类和成分、流动和演化。这是至今为至能鉴定到地球中深部流体的方法。这四个方面的研究是当前地球中流体科学研究的重点,并对开展深部找矿有实际意义。     

地球材料物理性质和大陆深部构造意义

本文着重讨论：（１）当前大陆深部构造研究面临的困惑和挑战；（２）地球材料物理性质研究在深部构造中的意义；（３）对我国开展这个领域研究的希望和建议。文章强调地球材料物理性质不仅是深部构造研究的核心问题之一，同时也是地球物理成果合理解释的重要约束条件。     

中国大陆构造研究的重大进展

近年来,在地质矿产部和国家自然科学基金会的支持下,联合各部门、各学科专家学者对中国大陆的组成、结构、演化和动力学进行了多学科的专题和综合研究,现已获得一系列重要进展,摘要报道如下:     

大陆地质与大陆构造和大陆动力学

当代地球科学发展的新需求与板块构造对大陆地质的深化研究,使大陆问题成为21世纪地学发展的前沿研究领域、热点和关键。文中在提出“大陆动力学”研究20多年后的今天,进行关于大陆研究的新思考,从讨论厘定大陆研究的有关争议概念、大陆的基本问题、中国大陆构造的典型实例以及与世界同类范例的简要对比出发,综合概括了大陆地质与大陆构造和大陆动力学研究的关键科学问题与进一步探索研究的思考课题。提出了在大陆研究中,在进一步精确深化板块构造对大陆的研究的同时,应突出加强大陆构造中有无非板块构造动力及其远程效应的大陆内的、在深部动力学与陆块间差异非均衡背景下由陆内陆块间相互作用导致的真正陆内构造及其动力学问题的研究,以便为深化发展板块构造、认知大陆、探索大陆动力学、构建包括板块构造在内新的行星地球构造观作出努力与探索。     

试论大陆构造研究问题

本文对大陆构造研究中存在的某些问题作了初步讨论,认为大陆构造研究不能照搬板块构造或地体构造理论,而应博采众长,并以活动论思想为指导,建立起大陆构造的几何学、运动学和动力学的知识体系才能担负起创造性发展大陆构造的时代重任。     

关于中国大陆动力学与造山带研究的几点思考

根据人类社会和我国发展的新需求和当代地学的新发展，就我国大陆动力学造山带研究的学术思路、起点、科学目标和关键科学问题与主要研究内容及方法进行了分析讨论，提出了几点思考建议。面对地学 发展的挑战与机遇，制定地学前沿领域研究战略，面向全球，从我国大陆地质实际出发，充分发挥地域优势与特色，突出中国大陆动力学关键科学问题，建立持续研究基地，重点解剖，重点突破。以大陆动力学研究为突破口、源头创新，参与国际地学发展与竞争，进入世界地学先进行列，为我国从地学大国走向地学强国而努力，作为中国应有的贡献。     

断块构造说的形成和发展

断块说形成过程充分表现了张文佑先生广蓄并纳继承创新的治学思路。在1956～1958年主持编纂的1∶5 000 000中国大地构造图及其说明书《中国大地构造纲要》和20世纪80年代初期完成的1∶5 000 000中国及邻区海陆大地构造图及其说明书《断块构造导论》是其发展两大阶段的标志。古中国大陆在断裂体系影响下破碎分离再逐步拼合的过程中形成稳定断块与活动带相间的格局; 拉张造洋挤压造陆,洋、陆型地壳互相转化等两大学术观点的提出是其重大理论创新。断块说在解释中国及邻区大地构造中不断发展并融合了其它学术流派,断块开合说的提出即是其表现之一。立足亚洲-西太平洋复杂的地质构造断块说可望得到进一步发展。     

花岗岩与大陆构造、岩浆热场与成矿

文中指出,花岗岩研究存在两个误区:(1)花岗岩没有自己独立的理论,花岗岩主要是效仿玄武岩的理论;(2)花岗岩的理论主要是应用板块构造的理论,而板块构造的理论并不适合大陆花岗岩。板块构造理论只能解决海洋里及海洋边缘的问题(如安第斯),不能解决大陆本身的问题。花岗岩在海洋里很少,绝大部分在大陆。花岗岩能否分离结晶是学术界争论的重大问题,本文从野外和镜下关系上、从理论上、方法学上和三段论法的逻辑学上进行了分析,指出花岗岩分离结晶作用是不可能的。混合作用是又一个争论的焦点,花岗岩是能够发生混合作用的,关键是笔者认为,花岗岩的混合作用主要发生在下地壳底部,而不是在花岗岩侵位和上升的过程中。目前,花岗岩研究领域里地球化学最受重视,花岗岩地球化学研究应当着力解决两个问题:(1)解决生产中提出的问题;(2)解决地球化学学科自身发展提出的问题。离开这两条,花岗岩地球化学研究即迷失了方向。笔者认为,花岗岩区分为大洋系列和大陆系列,位于海洋和海洋边缘受俯冲作用影响的为大洋系列;位于大陆内部的属于大陆系列。现存的一些花岗岩构造环境判别图仅适用于大洋系列的花岗岩,而不适用于大陆系列的花岗岩。大陆系列花岗岩的地球动力学意义不是构造环境或碰撞环境,而是地壳底部温度和压力状况。我们提出的花岗岩按照Sr-Yb的分类,适合于解释大陆花岗岩的地球动力学问题。花岗岩与成矿的关系是学术界争论的重大问题,争论的焦点主要集中在两个问题上:(1)岩浆是怎么形成的?岩浆源自哪里?(2)流体是怎么形成的?流体来自哪里,流体如何上升?为了探讨上述问题,文中主要讨论了岩浆热场理论,希望用这个理论去解释与花岗岩有关的各种成矿作用,包括与岩浆有关的各种变质和沉积热液成矿作用以及岩浆热场对煤和油气的影响等。在此基础上,提出了"与花岗岩有关的成矿组合"的概念。岩浆热场最重要的意义可能是解释了大规模岩浆活动为什么与大规模成矿作用有关的问题,指出大规模岩浆活动所造成的是1+12的效果。大数据技术是当今社会的热门话题,大数据的特点主要不在于数据的大,而在于思维的新,用新思维去处理数据才是大数据的特点。不强调"因果关系",重视"关联关系";不关注"为什么",只关心"是什么",是大数据思维的特点。其实这个特点可能恰恰最符合地质找矿的实际。板块构造引发了地球科学的一场变革,但是,它只限于地球科学理论上的变革。而大数据带来的这场变革主要不是体现在地球科学理论方面,而是地球科学研究方法和研究思路方面,它所带来的效益将是前所未有的。     

中国东部中—新生代大陆构造的形成与演化

20世纪60年代提出的"威尔逊旋回"以关闭洋盆两侧板块的碰撞作为板块运动旋回的终结,然而板块构造学说"登陆"20多年来的实践说明这种认识是不全面的。大陆弥散而宽广的陆内变形说明洋盆闭合两侧板块的碰撞并未终止板内构造作用。古亚洲大陆形成后中国东部中—新生代广泛发育的板内构造变形、岩浆活动、克拉通内盆地的形成都和古亚洲大陆南、北,印度洋和北冰洋洋脊的持续扩张、西太平洋和菲律宾洋壳的俯冲相关。本文拟厘清中国东部中—新生代大陆构造形成与演化的重大事件、构造性质、形成背景及其时空展布:(1)晚海西—印支期古特提斯洋关闭陆块拼合碰撞古亚洲大陆雏形形成;(2)晚侏罗—早白垩世蒙古—鄂霍茨克海闭合,陆-陆碰撞古亚洲大陆形成,挤压逆冲推覆构造在陆内变形中形成高潮,西太平洋伊佐奈岐洋壳板块的斜俯冲叠加了自东而西的影响;(3)早白垩世晚期—古近纪加厚地壳-岩石圈减薄、转型,陆内伸展变形达到高潮,大陆克拉通泛盆地、准平原化;(4)始新世晚期—早中新世(40~23 Ma)太平洋板块运动转向对东亚大陆NWW向的挤压和印度洋脊扩张印—澳板块对古亚洲南部陆-陆碰撞挤压的叠加,形成中国东部新生的构造地貌;(5)中-上新世—早更新世受东亚—西太平洋巨型裂谷系和印度洋中脊扩张的叠加影响,中国东部岩石圈地幔隆升、地壳减薄,陆缘、陆内伸展变形相继形成边缘海、岛弧、裂谷型盆地和剥蚀高原地貌;(6)早更新世晚期(0.9~0.8 Ma)—晚更新世末(0.01 Ma)中国东部大陆构造地貌基本形成。     

论构造地质学和大地构造学的几个重要问题

在构造地质学与大地构造学研究中,自从创立板块构造学说以来,尽管已经取得巨大的成绩,但是还存在很多重大的难题有待解决,也有一些极具争议的课题值得探讨,尤其是大陆岩石圈内的构造地质问题。笔者认为,在中国区域地质调查中断层的多期活动及其年代学的研究最为薄弱,对此必须大力加强;在构造地质研究中,必须将变形与变位紧密地结合起来,也即应该把中、小型构造研究与大地构造研究结合起来。为促进深部能源的开发,盆地深部构造研究应大力加强。应认真关注碰撞带的定义、范围、内部结构及其与周边板块关系的研究。应扎实地推进岩石流变学与流体在各种地质条件下作用的研究。临震预报的探索与现代地球动力学研究十分重要,可能是中国为人类社会的安全和稳定所能做的一项巨大的贡献。大陆岩石圈内各个构造滑脱面及其相关断层的研究,对于构造-岩浆活动和板内地震起到重要的控制作用。定量化的大陆动力学研究与深部成矿预测是当前很重要的课题。笔者建议大力加强对于上述课题的研究,科研决策部门也可考虑给予大力的资助。板块构造动力学机制的探讨是完善板块构造学说所必需的,但是在可预见的未来此课题很难有重大的突破。     

Middle Jurassic continental to marine transition in an extensional tectonics context: the Genna Selole Fm depositional system in the Tacchi area (central Sardinia,Italy)

In Eastern Sardinia during the early Middle Jurassic, Alpine Tethys opening triggered the rise of a temporary tectonic high. The high collapsed rapidly, was fragmented into separate blocks, and subsequently covered by continental, transitional, and finally shallow marine deposits forming a narrow depositional system comprising the Genna Selole Fm. Present‐day exposures in the southern part of the palaeo‐high allow the sedimentological evolution of the transgressive cover sequence to be ascertained. Initial terrestrial deposits comprise alluvial fan deposits located at the mouths of palaeovalleys. These pass into braid‐deltas and in the coastal areas located between adjacent valleys mouths, palustrine and coastal plain tidally‐influenced environments developed. These environments interfingered laterally and passed seaward into a transitional, siliciclastic to carbonate tidal environment. With the collapse of the tectonic high, the continental to transitional environments were transgressed with deposition of marine carbonates. A comparison with similar coeval deposits of the W‐Mediterranean domain has been undertaken. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

准噶尔—天山—北山蛇绿岩:对中亚造山带西南缘洋陆格局演化的制约

准噶尔、天山和北山52个蛇绿岩的地质特征、地球化学性质和同位素年代学资料系统集成研究表明它们可以分为14条蛇绿(混杂)岩带。绝大多数蛇绿岩呈"岩块+基质"的混杂岩型式沿重要断裂带(构造线)线状分布,少数蛇绿岩以构造岩片叠置方式面状产出。混杂岩的基质有蛇纹岩(碳酸盐化蛇纹岩)和糜棱岩化细碎屑岩两类,岩块既有地幔橄榄岩、基性杂岩和基性火山岩等蛇绿岩组分,也有其它非蛇绿岩组分岩石。堆晶岩出露局限,典型席状岩墙群没有发育。这些蛇绿岩可归类为SSZ(Supra-Subduction Zone)和MORB(Mid-Ocean Ridge)两种类型,前者玄武岩具大离子亲石元素(LILE)富集和高场强元素(HFS)亏损特征,后者不显示该特点;洋岛玄武岩(OIB)既可出现在SSZ型蛇绿混杂岩中,也可为MORB型的组成部分;SSZ型蛇绿混杂岩辉长岩和玄武岩比MORB型具有相对更富集的Sr-Nd同位素组成,但部分形成于弧后(间)盆地的SSZ型蛇绿岩与MORB型一致,具有近亏损地幔的Sr-Nd同位素组成。已确认的最老蛇绿岩为西准噶尔572 Ma玛依勒,次之为北山542~527 Ma月牙山—洗肠井和西准噶尔531 Ma唐巴勒,最年轻蛇绿岩为325 Ma北天山巴音沟和321 Ma北山芨芨台子。根据蛇绿岩证据,结合近年来中亚造山带古地磁、岩浆岩、高压—超高压变质岩和构造地质方面的进展,可以推断埃迪卡拉纪末期—早寒武世,古亚洲洋已达到一定规模宽度,发育洋岛和洋内弧;早古生代时期,多岛洋格局发育至鼎盛期,一系列弧地体分别归属哈萨克斯坦微陆块周缘的科克切塔夫—天山—北山线性弧、成吉思弧、巴尔喀什—西准噶尔弧体系和西伯利亚南部大陆边缘弧体系;晚古生代时期,古亚洲洋于石炭纪末期闭合,增生杂岩和弧地体组成哈萨克斯坦拼贴体系和蒙古拼贴体系两个巨型山弯构造。     

初论幔柱构造成矿体系

从板块构造与板块边界矿床、超大陆旋回与大陆边界矿床、地幔热点与大陆内部矿床的角度 ,阐述了幔柱构造成矿体系的基本思想、分类、成矿特征及旋回性 ,提出了热幔柱和冷幔柱两个成矿体系和地幔热柱 -热点、地幔热柱 -大陆裂谷、地幔热柱 -大洋扩张、冷幔柱 -前寒武纪硅铝壳造山、冷幔柱 -显生宙硅铝壳 /洋壳造山等五个成矿系统 ,并初步划分了矿床成矿系列 ,例举了某些典型矿床。