古地理与大地构造研究——简评目前的学术乱象*

野外调查是大地构造研究的重要基础。古地理及与之相关的沉积岩石学、古生物地层学、构造地质学等在大地构造研究中一直发挥着非常重要的作用,这在著名学者葛利普、黄汲清、王鸿祯等的著作中均有充分的体现。然而,自20世纪90年代以来,在以SCI为导向的评价体系指挥下,这些比较费时、费力的工作往往受到忽视。粉末化、简单化、模式化,新八股式的所谓研究,大行其道,成为一种时尚,形成一股十分有害的逆流。为扭转这种局面,科技界领导必须转变思想,改变政策,创造良好的科研环境,使中国的学术研究走上健康发展的道路。     

试论中国东南部的大地构造性质

中国东南部,在九岭山脉以南,雪峰山脉以东的广大地区的大地构造,中外地质学家曾经多次予以论证。他们绝大多数人,都认为这里是一个前震旦纪的地台地带。新出版的“中国大地构造纲要(中国及邻国边境大地构造图说明书)”的作者,将该区当作华南台块的一部分,并作为中国地台活化的典型地区之一。最近陈国达似乎主要依据对这一地区大地构造的研究,提出了“地壳第三基本构造单元——地洼区”的理论。     

序--"开"与"合"的几个问题

中国地质学会构造地质学与地球动力学专业委员会开合构造研究组的同仁们出版的这本专辑，是该学科组第一次学术会议的科学纪录，也是该学科组主要成员近些年来工作成果的一次展示。     

后记

为了迎接21世纪的到来,2000年11月15日—19日在北京昌平富豪宾馆召开了“中国构造地质学发展的回顾与展望学术讨论会”。这次会议是由中国地质学会构造地质专业委员会会同国家自然科学基金委员会、中国地质调查局、中国地质学会前寒武纪地质专业委员会、中国地球物理学会大陆动力学委员会和石油大学联合发起,构造地质专业委员会主持,石油大学具体筹办召开的。近80名来自全国各地学部门、大专院校和科研单位的学者参加了会议。 20世纪二、三十年代,在辛亥革命和“五四”精神的感召下,在章鸿钊、丁文江、翁文灏、李四光等杰出学者的领导下,我国构造地质学开创之初,就坚持从     

新一代中国大地构造图——中国及邻区大地构造图（1：5000000）附简要说明：从全球看中国大地构造

新一代中国大地构造图(1∶5 000 000中国及邻区大地构造图(图1)及简要说明-- <从全球看中国大地构造>),已于1999年由地质出版社用中、英文两种版本出版,2002年第2次印刷.该图是在中国区域地质填图基础上,综合研究地质、地球化学、地球物理等资料,由中国地质科学院地质研究所大地构造室编制而成.这是中国地球科学界各学科知名学者共同参与的一项集体劳作,体现了中国大地构造研究的最新成果.该图从4个方面,在时空的结合上,清晰地展示了中国大地构造演化过程和资源、环境、灾害的地质背景:     

寻找消失的大陆

已发表的大量海洋地质、地球物理调查和海底钻探文献资料表明,现今大西洋、印度洋、太平洋的不同部位——海底高原、深海平原、海沟、转换断层以至大洋中脊都可以找到大陆残块或大陆壳的痕迹。值得注意的是,大洋盆地中已经发现的大陆残块,在全球磁异常图上,大多位于南美洲、非洲、欧洲、南极洲、大洋洲的大陆磁异常带向相邻大洋盆地延伸部分,二者互相印证。这说明,具有大陆磁异常特征的这部分大洋盆地的基底具有大陆壳的性质,这是否意味着现代大洋的相当一部分深海盆地并不是以典型的大洋地壳,而是以大陆属性的地壳为基底的。然而,在世界地质图上,这些深海盆地的底多被以海底磁异常条带为基础的海底扩张模型解释为白垩纪的大洋地壳。这就不得不使我们对根据Vine—Matthews假说建立的海底扩张模型产生质疑。基于上述事实,我们认为,在大地构造研究中,不仅要在各时代的造山带中寻找消失的大洋,而且要在各个时期的海洋中寻找消失的大陆,才能更准确地进行古构造一古地理再造,还原各地史时期大地构造的真实面貌。我们认为,大陆经裂谷作用转化为大洋,大洋经造山作用转化为大陆的过程中,必然存在着地球各层圈之间,特别是壳幔之间的物理、化学作用。因此,大地构造研究必须从全球整体出发,注意物质水平运动的同时,还要更加注意研究壳与幔、幔与核,以及壳、幔、核的不同层次之间能量的转换和物质转化过程,才能对大陆与大洋的形成和演化过程作出正确的判断。     

秦岭造山带是印支碰撞造山带吗?

国内外一些学者认为秦岭是一个印支碰撞造山带.但迄今为止,秦岭尚未发现三叠纪或古生代延续到三叠纪的洋盆存在的任何痕迹.秦岭泥盆系-三叠系为滨、浅海相沉积,没有远洋沉积,更没有镁铁质和超镁铁质岩石及与之密切相关的放射虫硅质岩组成的蛇绿岩套.泥盆系与下伏地质体之间有一个清楚的区域性角度不整合.商丹断裂并不是印支期,而是加里东期的板块缝合带;其两侧,中朝板块南缘和扬子板块北缘均有十分清楚的加里东造山作用的记录.沉积于扬子板块北缘的中上泥盆统刘岭群的放射性铅同位素组成与北秦岭相近,碎屑锆石年龄谱系亦证明其物质主要来自中朝板块南缘的北秦岭造山带.所谓勉略印支缝合带中的勉略和三里岗蛇绿混杂岩中的镁铁质岩,同位素测年均为元古代之产物,后者又被南华系-震旦系沉积覆盖.所谓勉略缝合带,实为一区域性大断裂带.早古生代,其北侧属扬子板块北部被动边缘;南侧为扬子板块核心部分的扬子准地台(小克拉通).所以,秦岭的印支造山作用,并不是洋盆消失后的陆陆碰撞造山作用,而是海盆消失后的中朝与扬子2个小陆块间逆冲-叠覆造山作用.作为秦岭东延的大别山超高压变质带被认为是秦岭印支碰撞造山的重要证据之一,但大别山超高压变质岩是在造山作用过程中动态超高压条件下形成的,仅用简单的静岩压力来计算其形成深度,显然是不符合实际情况的.野外地质观察、构造地质学、变质岩石学、同位素地质学、地球化学、地球物理学以及物理实验等方面的实际资料和研究结果均说明超高压变质作用并不是在上地幔而是在地壳内进行的.南秦岭-大别山的地壳构造层次,上地壳自上而下依次为:未变质的沉积岩层、绿帘-蓝片岩层、高压变质岩层、超高压变质岩层;下地壳为未卷入超高压变质作用的麻粒岩相-高角闪岩相变质杂岩.含柯石英的超高压单位只是位于上地壳下部的厚约10～12km的席状构造岩片.初步认为上地壳这一从低压到高压再到超高压的构造系统,是印支造山期间,南秦岭-大别山的上地壳以下地壳顶部为主剪切滑动面,多层次剪切作用造成的.上地壳下部的超高压变质岩,则可能是强烈剪切引起的频繁地震的震源区瞬时超高压作用的结果.     

东秦岭加里东期沉积-构造演化过程

前人基于北秦岭带广泛分布的与加里东期俯冲-碰撞相关的火山-岩浆-变质事件,认为秦岭加里东期造山运动仅仅局限于北秦岭带,中-南秦岭带由于"软碰撞"表现为泥盆系与下伏地层为连续或平行不整合接触关系,不存在加里东造山作用响应.通过对东秦岭地区中-南秦岭带出露的22条泥盆系与下伏地层接触关系剖面进行变形差异和间断缺失特征研究,且对不整合面之间"志留系红层"进行SHRIMP U-Pb年代学和沉积环境研究,结果显示东秦岭地区泥盆系与下伏褶皱基底地层（Pt₃-S₁）整体上呈区域性角度不整合接触（局部微角度不整合）,不整合面之间缺失地层南北存在明显差异,上下地层存在明显不同构造变形特征.而旬阳县关防-公馆一线不整合面之间"志留系红层"时代为中-晚志留世（S_2-3,＜435 Ma）,其为东秦岭加里东期造山运动形成的前陆盆地在南秦岭地区前缘沉积的响应.基于上述事实,证实不仅北秦岭受加里东期造山运动影响且中-南秦岭带也发生强烈褶皱造山作用,从而为更深入地探讨东秦岭加里东期造山及沉积响应演化过程提供依据.      

从地槽—地台说、板块构造说到地球系统多圈层构造观

从19世纪中叶开始,大地构造理论经历了从地槽—地台说到板块构造说的发展过程。目前,板块构造说虽然仍在盛行,但一个新的大地构造理论——地球系统多圈层构造观(简称多圈层构造观)已在形成中。地槽—地台说,19世纪中叶提出,盛行于20世纪上半叶,是地质学家从理论上研究地壳构造及其演化的开始。地槽—地台说使用的方法是传统的地质学方法;研究领域是大陆地壳,褶皱带(造山带)和克拉通是其研究的核心内容。地槽—地台说大大推动了地质科学的发展,并为地球科学的进一步发展,奠定了良好的基础。板块构造说,起始于20世纪60年代。板块构造使用的方法,除地质学外,加上了地球物理学和地球化学等现代科学和技术手段;研究领域是全球大陆和海洋的岩石圈。板块构造说使大地构造学的研究范围从地球表层扩展到地球内部,从大陆扩展到海洋,极大地推动了地球科学向更高的层次发展。目前,板块构造说虽然仍在盛行,但是不足和缺陷已日益显露出来。地球系统多圈层构造观,孕育于20世纪80年代晚期,目前正在发展中。地球系统多圈层构造观使用的方法更现代化,包括地质学、地球物理学、地球化学以及一切探测地球深部和外层空间的方法、手段;研究领域,已不仅仅是地球表层的地壳或岩石圈,而是地球整体,地球各圈层的相互作用。我们相信,21世纪必将是地球系统多圈层构造观不断发展、不断完善的时代。中国及邻区中、新生代构造演化是全球研究多圈层构造的最理想的切入点之一。我们期待中国地学工作者在新一轮大地构造理论创新中发挥应有的作用。     

中国的全球构造位置和地球动力系统

现今之中国位于亚洲大陆东南部,西太平洋活动带中段;在全球板块构造图上,中国位于欧亚板块的东南部,南为印度板块,东为太平洋板块和菲律宾海板块。地质历史上,以中朝、扬子、塔里木等小克拉通为标志的中国主体属于冈瓦纳和西伯利亚两个大陆之间的转换(互换)构造域:古生代时期,位于古亚洲洋之南,属冈瓦纳结构复杂的大陆边缘;中生代阶段,位于特提斯之北,属劳亚大陆的一部分。显生宙中国大地构造演化依次受古亚洲洋、特提斯-古太平洋、太平洋-印度洋三大动力体系之控制,形成古亚洲洋、特提斯和太平洋三大构造域。不论古亚洲洋,还是特提斯,都不是结构简单的大洋盆地,而是由一系列海底裂谷带(小洋盆带)和众多微陆块组合而成的结构复杂的洋盆体系。加之中、新生代的太平洋构造域和特提斯构造域叠加在古生代的古亚洲洋构造域之上,使中国地质构造图像在二维平面上呈现镶嵌构造,在三维空间上呈现立交桥式结构,使中国不仅是亚洲,也是全球构造最复杂的一个区域。不同阶段的地球动力体系在中国的叠加、复合,使多旋回构造-岩浆和成矿作用成为中国地质最突出的特征。因而中国的造山带大多是多旋回复合造山带,成矿(区)带大多是多旋回复合成矿(区)带,大型含油气盆地大多是多旋回叠合盆地。