当今前沿领域——地球科学与社会——介绍P.J.Wyllie教授的一次学术报告

本文介绍的是P.J.Wyllie教授在中国地质大学(北京)所作的一次学术报告“地球科学与社会”的部分内容.利用资源、监测和减少自然灾害,以及人类如何适应环境的变化是地球科学面临的主要任务.为解决这三大任务必须进行纯科学的研究,亦即基础科学的研究.地球科学是社会的一个好的测试器.     

哀牢山韧性平移剪切带的特征

标志冈瓦纳古陆向华夏古陆俯冲的云南中西部哀牢山古俯冲带,在始新世—渐新世、中新世—上新世时转化为右旋韧性平移剪切带。计算的剪切带的最大应变值(γ)为12.6,角应变(φ)为85.5°,获得的塑性应变的应力场有两期:第一期,主压应力(σ_1)方位为3°/49°,应力张量为-1.575;第二期,主任应力(σ_1)方位为252°/1°,应力张量为-0.876,流动应力值最高达389MPa。     

大兴安岭—小兴安岭地区中生代岩浆-构造-钼成矿地质事件序列的初步框架

兴蒙造山带是中国一条重要的成矿带.通过近几年的调查研究,以及大量人力、物力和资金投入,在该区发现了一批大、中型钼矿床,但是钼矿产出的区域地质背景还不是很清楚.对该区中生代A型花岗岩类、地质图分析以及钼矿的研究得知:(1)研究区印支期和燕山期是两个独立的造山旋回,印支期造山在220～200Ma左右结束,以区域上发育一套碱...     

印度—亚洲大陆主碰撞过程的火山作用响应

广泛发育在西藏冈底斯岩浆岩带中的林子宗火山岩及其与下伏地层间的区域性不整合 ,提供了印度—亚洲大陆碰撞 (在西藏南部 )的构造火成岩新证据。岩石学、主元素、微量元素、稀土元素及Nd Sr Pb同位素地球化学研究表明 ,林子宗火山岩早期带有较多陆缘弧火山岩特征 ,中期开始出现标志陆内岩浆活动的钾玄岩 ,晚期更多地显示了加厚陆壳条件下火山岩的特点 ,记录了由新特提斯俯冲消减末期过渡到印度—亚洲大陆碰撞的信息。系统的40 Ar/3 9Ar同位素测年确定林子宗火山岩的年龄区间为 4 0 .84～ 6 4 .4 7Ma ;其底部年龄给出了林子宗火山岩与下伏地层间不整合形成时间的最晚时限 (～ 6 5Ma)。该不整合面上、下之地层在沉积相、变形样式与变形程度上均截然不同 ,反映形成环境的重大变化 ,标志着一次重大的地质事件。根据上述事实 ,结合青藏高原岩浆活动的区域时空分布 ,及西藏南部地层、古生物与沉积研究成果 ,笔者认为印度—亚洲大陆碰撞开始于 6 5Ma左右(K/T界限时间 )。     

华北地区新生代岩石圈伸展减薄机制的数值模拟

新生代时期华北东部裂谷的伸展减薄机制及其周边的构造应力场,西部鄂尔多斯克拉通的抬升和周边断陷盆地的形成机制是目前研究的热点问题,但是较少有人从数值模拟的角度进行探讨。笔者采用有限元程序FEVPLIB对该地区5个剖面进行了模拟,初步取得如下认识:①在太平洋俯冲带的附近岩石圈伸展减薄较强,这与剖面经过的冲绳海槽正在拉开是吻合的,而太平洋的俯冲对较远的华北盆地的伸展减薄的影响较弱;②火山喷发时期,华北盆地有大的软流圈物质上涌造成华北裂谷的伸展减薄,符合纯剪切的机制,现今华北地区已趋于均衡,动力正趋于稳态;③六盘山逆冲在鄂尔多斯块体之上,代表着青藏高原东北缘的挤压,对华北是一个大的推挤力,可诱发鄂尔多斯块体的隆升,而鄂尔多斯向东北方向移动时提供了周边盆地的拉张的背景;④华北地区岩石圈的伸展减薄是六盘山处的挤压和东部太平洋板块俯冲两者联合的影响。模拟的结果与研究区GPS、重力异常以及岩石圈三维结构是吻合的。     

大地构造相的定义、划分、特征及其鉴别标志

大地构造相是反映陆块区和造山系(带)形成演变过程中,在特定演化阶段、特定构造部位的大地构造环境中,形成的一套岩石-构造组合,是表达大陆岩石圈板块经过离散、聚合碰撞、旋扭等动力学过程而形成的地质构造作用的综合产物,具有恢复与揭示陆块区和造山系(带)的组成、结构、演化与成矿地质背景的功能。根据板块构造理论的基本原理和长期研究中国大陆构造的实践经验,在前人大地构造研究的基础上提出了一个比较系统和详细的大地构造相划分方案。总结了这些大地构造相的基本特征及其鉴别标志,不仅丰富了大陆板块构造研究的内容,而且为区域成矿地质背景和资源预测的研究提供了新的思维和工作方法。大地构造相的鉴别也是厘定大地构造单元属性、划分大地构造演化阶段的重要标志。     

铂族元素的地球化学行为及全球主要铂族金属矿床类型

全球铂族金属矿床主要有6种类型,分别为：（1）镁铁质-超镁铁质层状岩体铂族金属矿床;（2）镁铁质-超镁铁质Cu-Ni硫化物矿床伴生的铂族金属矿床;（3）Urals杂岩体型铂族金属矿床;（4）蛇绿岩型铂族金属矿床;（5）与热液相关的铂族金属矿床;(6）外生型铂族金属矿床。除第4类型外其他类型的铂族矿床都具有经济意义。铂族金属矿床的形成主要与幔源岩浆性质及岩浆演化过程密切相关。大规模的幔源岩浆活动及在岩浆演化过程中具有产生硫饱和的条件是形成铂族金属矿床的有利条件,同时岩浆期后的热液作用能使铂族元素迁移并在特定条件下富集,对铂族金属矿床的形成有利。镁铁质-超镁铁质层状侵入体形成铂族金属矿床的有利条件是岩浆分异作用强,并且具有能产生高R因子的环境;镁铁质-超镁铁质Cu-Ni硫化物矿床中形成铂族金属矿床的有利条件是硫化物熔体的结晶分异作用;Urals型杂岩体中,由于岩浆在早期演化过程中硫的不饱和,形成的主要铂族矿物为Pt-Fe、Pt-Ir合金,且主要与铬铁矿共生,在岩浆演化硫饱和阶段可形成富Pd的铂族矿物,且与Cu-Fe-V-Ti-P金属共生;蛇绿岩型杂岩体中,主要形成的铂族矿物为含Ir- 、Os- 、Pt- 的合金或少量硫化物矿物,且主要赋存于铬铁矿中。     

阿尔金断裂：几何学、性质和生长方式

中央造山带范围内的诸多新元古代晚期-早古生长代蛇绿岩带可视为一个系统--昆祁秦缝合系。大致可分西、中、东3段。西段包括库地-苏巴什和麻扎-康西瓦2条缝合带及西昆中微地块；中段包括阿尔金、北祁连、柴达木北缘、祁漫塔格-乌妥及东昆仑南缘5条缝合带和中-南祁连、柴达木、阿牙克库木及玛沁4个较大的微地块及诸多较小的微地块；东段为商丹缝合带和勉略缝合带及其所夹持的秦中-大别微地块。昆祁秦缝合是Rodinia超大陆经历了早-中震旦世（约780-600Ma）初期裂解阶段，晚震旦世-奥陶纪（约600-440Ma）昆祁秦多     

扬子大陆的陆内俯冲与大陆的缩小

本文简要论述了白云母花岗岩是陆内俯冲的岩石学记录。华南大陆与天水－雅江地带广泛分布中生代二云母花岗岩侵入体，已有的同位素年龄范围为２４５－１２２Ｍａ，与此同时，它们两侧的扬子大陆发育的陆褶皱带，这种成对性及其构造配置表明，扬子大陆华击大卢松潘－甘孜褶皱带发生的过陆内俯冲作用，基于二云母花岗岩带的总宽度，估算扬子大陆最小的总俯冲量至少为６５０ｋｍ，扬子大陆现今宽度的６８０ｋｍ，这样，扬子大陆在中生代     

汶川地震断裂带科学钻探1号井(WFSD-1)非弹性应变恢复法(ASR法)三维地应力测试与"5.12"汶川地震的形成机制

汶川地震断裂带科学钻探1号井(WFSD-1)的ASR三维地应力测试结果表明,龙门山前陆逆冲带与其下伏的龙门山前陆盆地和上覆的松潘-甘孜地块的构造及地应力状态存在有重大差异。从整体上看,在汶川地震中,龙门山前陆逆冲带表现为在强烈的区域性挤压背景下,深部物质沿壳内拆离层自SW向NE方向的"层状"流动,在地壳上部转化为沿映秀-北川断裂(YBF)的快速垂向挤出,而其西侧的松潘-甘孜地块作自SE往NW方向的重力滑覆,东侧的龙门山前陆盆地则表现为自NE往SW方向的走滑或右行旋转。晚新生代以来,扬子地块相对于青藏高原东缘的龙门山造山带并无明显的或大尺度的陆内俯冲作用发生。龙门山前陆逆冲带深部高温低粘度物质垂直向上的、快速的流动和挤出,直接导致了"5.12"汶川地震的发生,而松潘-甘孜地块E向扩展导致龙门山前陆带的强烈挤压和陆壳增厚及深部应力和地震能量的积聚则是诱导深部位移场发生突变和物质快速垂向挤出的主因,E向扩展是深部地震能量积聚和快速垂向挤出作用的必要条件,而非地震发生的直接原因。ASR地应力测试得出的主压应力方向完全平行于GPS同震速度场的位移方向,似乎表明ASR测试获得的原地应力场或许真实地反映了或最接近于地震过程中的构造应力状态。