地球史中的构造活动论和发展阶段论

从全球构造的活动论和地壳演化的发展阶段论出发,简要地讨论如下科学问题:(1)岩石圈形成;(2)中国大陆形成和演化;(3)造山过程;(4)裂谷作用过程中的某些问题。研究认为:(1)岩石圈不是地球形成时就已存在了,亦不是一次形成的,而是对流地幔(或软流圈)多次(或多阶段)分异形成的;基于岩浆作用、沉积作用、变质作用和成矿作用等在地球发展历史中长远阶段性的变化的可能指示,提出岩石圈-软流圈系统的不可逆的长远期阶段性变化特征,并可划分为若干阶段。(2)基于对中国大陆形成与演化的大阶段的研究,认为显生宙以来,中国大陆是由塔里木、扬子、中朝、华夏、蒙古和印度等陆块经过多个阶段的造山运动,镶嵌组装在一起的一个复合大陆,其拼合组装的各个阶段的洋陆分布的格局是不一样的,这种构造重组一定伴随岩石圈-软流圈动力系统的重组和构造体制的重大转换。(3)燕山带燕山期可识别出5个造山幕,每个造山幕的岩浆作用、沉积建造、变质作用、变形方式均有差异,造山过程的幕式阶段性标志明显;并认为华北地区现今面积的大小,并不能代表侏罗纪-白垩纪时的状态,燕山带的面积在侏罗纪—白垩纪时期远比现在的小。(4)提出华北大陆裂谷作用在古近纪与新近纪—第四纪的伸展作用是两次幕式事件,而不是前人认为的一次事件的两个相,同时,认为古近纪的断陷性质盆地发育对应纯剪切机制,而新近纪—第四纪拗陷性质盆地发育对应于分布剪切机制。(5)认为燕山期和喜山期华北地区岩石圈减薄作用的机制、过程不同,分属两个不同的阶段的动力学系统,而不是一个连续的渐变过程。     

冈瓦纳大陆北缘安第斯型造山带:藏北安多奥陶纪花岗岩锆石U-Pb年龄和地球化学证据

随着近年来地质研究程度的提高,青藏高原晚古生代-中生代的板块构造演化过程已经日趋清晰,但是对于青藏高原前寒武纪-早古生代演化历史的认知程度仍然很低.本文报道了青藏高原拉萨地块安多地区花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、岩石地球化学和锆石Hf同位素分析结果.这些花岗岩形成于早奥陶世(481～487Ma),为I型花...     

华北地区新生代岩石圈伸展减薄的机制与过程

华北地区可划分出2个岩石圈尺度的构造单元:西面的鄂尔多斯克拉通块体和东部的华北裂谷盆地。华北裂谷由主体的似环状盆地和周边山岭组成,还有大的似环状盆地中央的苏鲁淮山岭。华北裂谷盆地,在古近纪(E)和新近纪(N)—第四纪(Q)时期分别通过主要的纯剪切(pureshearing)和分布剪切(distributedshesring)(均含简单剪切组分)变形机制形成,它们导源于软流圈上涌诱发的巨大岩石圈减薄作用。然而,鄂尔多斯块体周边的断陷盆地带则是通过简单剪切(simpleshearing)变形机制形成,它们导源于鄂尔多斯克拉通块体的隆升和作用于鄂尔多斯南缘的六盘山与来自青藏高原碰撞带的北东向挤压力的联合作用。新生代时期,在快速的岩石圈大幅度减薄的时期内,华北地区东部向东伸展的速率比西部的鄂尔多斯块体大得多,它暗示软流圈物质向东的流动可能主动地拖拉着上覆岩石圈向东移动。可能有3条这样的通道,允许青藏碰撞带下面的软流圈物质向东流动,它们是:(a)高原南部过松潘—甘孜、三江达南海;(b)高原北部经六盘山、鄂尔多斯周边和华北—东北平原达日本海;(c)帕米尔经天山、蒙古西部、贝加尔达鄂霍次克海。     

中国东部燕山期火成岩构造组合与造山——深部过程

中国东部燕山期火成岩构造组合可识别出两种类型,大多数的火成人有类似于安第斯和美国西部的大陆边缘弧的岩石学与地球化学性质;南岭地区则发育海西型黑云母、二云母和白云母花岗岩组合。沿岩浆构造带可识别出３个火成岩段。按岩浆－－构造事件序列,北、中、南段分别为反时针、顺时针和反时针＋顺时针的ｐＴｔ轨迹。在中段,玄武岩岩浆底侵作用发生于陆壳增厚之后,即顺时针ｐＴｔ轨迹的造山－－深部过程被认为是钾玄岩组合占优势     

华北克拉通基底主要构造单元变质作用演化及其若干问题讨论

华北克拉通基底可分为三个太古宙微陆块(东部陆块、阴山陆块和鄂尔多斯陆块)和三个早元古宙活动带(孔兹岩带、华北中部带和胶-辽-吉带).这些构造单元具有不同的变质作用时间和P-T演化特征.东部陆块和阴山陆块晚太古宙基底岩系的变质作用发生在～2.5Ga,变质演化以等压冷却(IBC)逆时针P-T轨迹为特征,反映变质作用的成因与大规模地幔岩浆底侵有关.孔兹岩带主期变质作用发生在～1.95Ga,变质演化以近等温减压(ITD)顺时针P-T轨迹为特征,反映阴山陆块与鄂尔多斯陆块碰撞形成西部陆块的热构造过程.华北中部带变质作用发生在～1.85Ga,变质演化同样以近等温减压(ITD)顺时针P-T轨迹为特征,反映了西部陆块和东部陆块最终碰撞形成统一的华北克拉通基底的构造过程.早元古宙胶-辽-吉带变质作用表现‘双变质带'特征:西北带的北辽河群、老岭群和粉子山群的变质作用以中压顺时针P-T轨迹为特征,而东南带的南辽河群、吉安群和荆山群的变质作用以低压逆时针P-T演化为特征.华北克拉通基底变质作用演化地质图能更好地反映上述不同构造单元的变质作用演化特征.尽管岩浆弧、大陆裂谷和地幔柱模式都能解释东部陆块晚太古宙基底变质作用所具有的近等压冷却(IBC)逆时针P-T演化特征,地幔柱模式能够更合理解释东部陆块所存在的宽达800千米而时代近于相同的晚太古代火成岩带、大量科马提质超镁铁质岩石和双峰式火山岩、广泛发育的穹窿构造等.华北克拉通变质基底中具有石榴石-单斜辉石-斜长石-石英组合的高压基性麻粒岩和具有蓝晶石-钾长石组合的高压泥质麻粒岩的出露只局限在早元古宙华北中部带的北段和胶-辽-吉带的南端;这些高压麻粒岩形成在俯冲和陆-陆碰撞的构造环境中.西部陆块孔兹岩带含假蓝宝石麻粒岩是碰撞后(～1.92Ga)拉伸引发地幔岩浆底侵导致局部地带发生超高温(UHT)变质作用的产物.     

南海盆地演化对生物礁的控制及礁油气藏勘探潜力分析

南海盆地经历了断陷、坳陷和区域热沉降等演化过程。古新世—早渐新世,包括南沙地块在内的古南海北部陆缘的岩石圈伸展作用导致断陷湖盆的形成,局部遭受海侵。该期仅在古南海北部陆架和陆坡地区具备形成生物礁的条件。晚渐新世—中中新世,由于洋壳扩张南海盆地形成,南沙地块漂移到现今位置。随着海水大面积入侵,早期形成的断阶高部位成为水下隆起,岩石圈伸展引起的地幔岩浆喷发,形成水下火山高地,为生物礁的形成创造了地形地貌条件。在物源供给不足的地区,出现适于生物礁发育的温暖、透光、洁净、具有正常盐度的浅水环境,生物礁繁盛。从南海盆地演化和生储盖等地层层系形成时间上看,生物礁具有有利的生储盖配置关系和油气运聚条件。晚中新世-全新世区域热沉降形成全区统一的区域盖层,南海生物礁油气藏得以保存。上述情况决定了南海盆地生物礁具有很大的油气勘探潜力。     

断层力学科学范畴、发展脉络评论及未来发展思考

为了看清断层力学的理论全貌,文章研究了断层力学的发展脉络、应有体系、框架性缺失,总结了学术各界关注点及研究内容差异。结果表明断层力学关联领域存在尺度差异和目标差异,断层力学是多学科纽带,却是"三不管"地带。岩石裂纹和含内部构造的断层之间存在尺度差异和变形速度差异。断层力学的百年发展经历了从外力研究断层-构造应力场-滑移线场研究断层三个阶段,这三个阶段总的发展方向就是逐渐简化、实用化,阻碍了定量理论的发展。"Mohr范式"是支撑,带有实用化、简单化特点,也阻碍了断层力学向机理化和定量化方向发展。断层研究存在正演和反演两类方法,正演主要包括实验断层力学和理论断层力学两类途径,正演和反演结合是未来发展方向。"地质力学"秉承"力学统一律",体现断层空间联系和力学联系,属于"广义断层力学"范畴。"广义断层力学"体系适用"统一发展,关注联系"发展途径,"狭义断层力学"体系适用"分散发展,各自攻克"发展途径。先存断层或薄弱带控制后生断层,并影响应力展布,"应力制约论"是重要方向。未来将产生"流变摩擦学"和"断层岩组构摩擦学"两个方向,"断层岩组构摩擦学"应整合显微构造学成就,研究岩石组构稳定特征、流变特征、广义摩擦特征等,需要将显微构造学唯象理论上升到大尺度断层力学理论中,将岩石组构引入到岩石力学实验中。不同尺度关注点不同、理论不同、取用参数不同,加剧了研究群体的隔离。断层内泥粒是可以迁移的,由此产生"断层泥粒迁移学"。断层闭锁的概念需要重新考虑,未来研究应立足"慢应变"和"大尺度"的断层摩擦延展力学。      

胶辽地块古元古代构造—热演化与深部过程

近年来的研究表明，华北克拉通由东部地块和西部地块于1．85Ga沿中部带碰撞形成，且碰撞前东部地块的西缘为活动陆缘，研究程度高。相比之下，东部地块的东缘大面积分布的古元古代胶辽吉造山带研究薄弱。根据新近多学科研究成果，综合揭示出胶辽吉造山带古元古代的构造—热演化和深都地质作用过程如下：早期底侵可能与深都地幔柱相关，发生于2．53～2．36Ga之间，导致2．47～2．33Ga岩墙事件、胶辽吉裂谷带的形成和双峰式火山活动。该幕底侵不仅导致地壳上都沉积格架的不同，也导致地壳内初始热结构的分异，从而决定不同空间上变质作用类型和PTt轨迹的差异。晚期底侵导致地壳下部于2．17Ga左右产生A型辽吉花岗岩、2．2Ga与2．0Ga的伟晶岩事件和顺层伸展变形。其主要的造山运动发生在1．911～1．883Ga之间，裂谷封闭、收缩变形，在该造山带南部出现高压变质。之后，1．875～1．66Ga之间，出现小断块的拆沉、环斑花岗岩、钾长花岗岩和正长岩的非造山岩浆事件、伟晶岩脉和基性岩墙群事件和榆树砬子群沉积。东都地块南缘大别—苏鲁一带1．7～1．6Ga期间应是一个重要的古元古代强烈活动陆缘带。中元古代1．6Ga以后大别—苏鲁一带经历了一系列再造事件而与东都地块主体形成显著差异。总之，胶辽吉造山带的底侵样式、碰撞过程、拆沉方式都直接制约着浅部地壳的构造—热演化特征。     

喜马拉雅造山带东构造结南迦巴瓦岩群地质年代学和前寒武纪构造演化

位于喜马拉雅造山带东构造结,印度-雅鲁藏布江缝合带以南的南迦巴瓦岩群经历了高压变质作用和强烈的部分熔融与混合岩化作用.本文选择广泛分布的长英质片麻岩进行了岩石学和年代学研究.除个别岩石保存了由石榴石 蓝晶石 三元长石 石英组成的高压泥质麻粒岩相变质矿物组合以外,大多数片麻岩具有角闪岩相变质矿物组合,它们的原岩包括闪长岩和花岗闪长岩,并具有岩浆弧花岗岩的化学成分特征.片麻岩中的锆石普遍具有核-边结构.SARIMP和LA-ICP-MS原位分析表明,锆石的边缘给出了古生代至新生代的多期变质和岩浆事件年龄(500～10Ma),而锆石的核部给出了前寒武纪年龄,但主要集中在～2500Ma,～1800Ma,～1600Ma和～1000Ma.所分析的锆石区域具有明显的岩浆结晶环带和高的Th/U比值,表明它们所指示的是多期岩浆活动事件年代.这些年代峰值与整个高喜马拉雅结晶杂岩及印度陆块所获得的前寒武纪构造热事件年龄及分布特征基本上可以对比.因此,我们认为南迦巴瓦岩群及高喜马拉雅结晶杂岩的原岩是由新太古代至新元古代形成的多期岩浆岩组成,并作为印度陆块的一部分经历了Columbia、Rodinia和Gondwana超大陆的形成与裂解过程,以及喜马拉雅期的区域变质与岩浆作用再造.