关于大陆动力学几个问题的思考

本文对大陆动力学研究中密切关注的问题，如大陆裂解和碰撞的经典、非经典、非威尔逊旋回；盆─山转换的多类型多阶段；大陆垂向增生与侧向增生──是拆沉还是抽拉？造山带结构的复杂性和多样性以及大陆岩石圈发展与演化的“力源”等问题进行了归纳分析和讨论，同时提出了笔者对上述问题的看法。     

造山带金矿研究现状与存在的问题

造山带金矿是当前矿床学和大地构造学研究热点,Groves等(1998)、Goldfarb等(2001)基于太古"地壳连续模式"(Groves,1993)的研究工作以涉及资料量大、应用成果新、考虑地质因素多而居于这一领域前沿.但是,目前众多研究对前寒武地质与显生宙地质的宏观差异、世界金矿一些总体规律及若干具体大地构造背景等尚认识不足.显生宙缺乏太古代大规模火成活动,已知金矿中很少同变质深成型(hypozonal),以浅变质岩为围岩的金矿区中没有相当的中-深变质岩为围岩的金矿."太古绿岩带"金矿区同样也缺乏浅变质岩为围岩的金矿.华北地块周边金矿主要形成在侏罗-白垩纪,明显晚于大兴安岭造山带和秦岭-大别山造山带,而与欧亚陆缘近南北向燕山期岩浆弧有关.距俯冲带较远、缺乏蛇绿混杂岩与大规模变质作用、发育大量中-新生代盆地及广泛地壳减薄等表明,中国东部与北美科迪勒拉(Cordillera)造山带晚中生代地质存在宏观差异,燕山期岩浆弧可能形成于一个以伸展为主导的环境,大量以花岗岩为围岩或相对太古变质围岩后生成因金矿及其成矿的大地构造背景值得深入研究,弄清各类显生宙金矿与造山带的关系是推进造山带金矿研究的关键.     

南方极端低温雨雪冰冻过程天气学特征分析

应用常规气象观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,对我国1961-2008年的南方极端低温冰雪典型过程进行了天气学分析.1961-2008年我国南方极端低温冰雪过程共发生了5次;这5次南方极端低温冰雪过程主要是受西风槽和南支槽、中层低涡和切变线、西南急流、地面强冷空气共同影响造成的;多股冷空气不断南下,前沿冷锋抵达黔滇地区、低层冷垫上空暖湿气流强盛、垂直结构逆温长时期维持是南方极端低温冰雪过程的重要特征;根据环流特征的不同可分为西南气流和偏西气流两种类型,前者降水和降温基本上是同时发生,形成雨雪冰冻天气,而后者一般是先降水、后降温,且后期降温剧烈,以低温冰冻天气为主.     

俯冲带库仑楔形体力学

楔形体理论研究楔形体在底部摩擦力、重力和边界外力共同作用下内部的应力状态,有助于我们定量分析断层强度和岩石性质与楔形体稳定状态之间的关系.本文首先简要介绍基于不同楔形体材料而得出的应力解析解.然后介绍基于理想弹塑性材料的俯冲带库仑楔应力解析解.最后介绍基于该解析解而提出的动态库仑楔形体理论.俯冲带地震反射剖面数据表明,...     

甘肃北山地区古亚洲南缘古生代岛弧带位置的讨论

综合研究得出结论:"甘肃北山红石山断裂带以北的雀儿山-英安山地区为一种与俯冲洋壳板块相关的岛弧带,它记录了古亚洲大洋向南缘东天山古陆系统下俯冲消减的整个地史过程".主要依据:①该地区缺少古老基底陆壳;②发育于区内的中奥陶世-泥盆纪不同时代地层中的火山岩和石炭-三叠纪的中酸性侵入岩,主要以钙碱性或TTG或埃达克成分系列为主要标志,揭示深部有消减洋壳板片或岩源的存在;③从中奥陶世和志留纪火山岩的玄武岩、安山岩和英安岩组合,到泥盆纪以安山岩、英安岩为主的流纹岩、玄武岩组合,至三叠纪马鞍山、小草湖中酸性侵入岩序列的部分高钾钙碱性岩石类型组合,反映古亚洲大洋在南侧消减带之上从一种不成熟岛弧到成熟岛弧和大陆边缘弧发育演化的过程;文章提出代表古亚洲大洋南缘消减带的实际位置应在雀儿山-英安山一线以北的蒙古境内,而北山岛弧带实属南侧东天山古陆陆缘增生地体的一部分.     

黑龙江北部多宝山矿区奥陶系的岩石特征和构造意义

黑龙江北部多宝山矿区广泛发育奥陶系,因含有铜、钼矿源层而受到地质界的注意.本文概述了其生物地层和沉积特征,重点探讨了其火山岩的岩石化学特征.该套火山岩总体上属钙碱性系列,部分（主要是酸性岩）可能属拉斑玄武岩系.下旋回（窝里河组）火山岩以相对低K、La和Eu负异常为特征,总体属大陆边缘岛弧,局部显示出大洋岛弧安山岩的性质.上旋回（多宝山组）的弧则属大陆边缘岛弧与安第斯型山弧的过渡类型,部分地区可能有安第斯型山弧发育.分5个阶段重塑了该区奥陶纪大地构造演化,早古代洋壳向东偏北消减于布列亚一佳木斯地块之下,因后退式的消减而火山弧向西偏南迁移,构造线方向为北北西向.     

论中国大陆复杂和混杂的碰撞带构造

中国大陆碰撞带是以结构复杂、形成过程复杂和物质成分趋于混杂为主要特征的。在构造特征上 ,表现为由构造岩片和混杂岩带所组成 ,形成扇状褶皱和对冲型逆掩断层。在剖面上常形成楔状(鳄鱼式 )构造 ,在平面上可构成嵌入构造 ,它们其实是两个板块在碰撞过程中互相挤压、缩短与穿插的、一个统一的三维共轭剪切断裂系统中的不同表现形式。绝大多数中国大陆碰撞带都不是一次形成的 ,而是经历了多期次、活动性质各不相同的、复杂的形成过程。为了进一步提高碰撞带的研究水平 ,应该把碰撞带及其两侧的板块当作一个整体来进行综合研究 ,应该大力加强碰撞带周邻板块的沉积古地理、生物古地理、古地磁学、地球化学和构造变形、变位资料的系统研究。碰撞作用时期是元素、岩石和构造单元趋于混杂的时期 ,而不是有利于元素、物质的分异和富集。碰撞带的主碰撞期形成的矿床是十分有限的。笔者推测有 4种类型的矿床可能将成为西部古碰撞带地区找矿的主要目标。     

岩石圈—软流圈物质循环促进大陆增生的新方式

大陆动力学研究地球内能量和物质的运动和伴随的信息传播,上地幔中的软流圈是地球内部的物质运动的关键部位之一。由于观测的技术方法少,人类对软流圈内部的地质作用过程所知甚少。在青藏高原,过去地震波三维层析成像的分辨率不高,难以对地壳上地幔构造进行准确的定位。我们收集和整理了地方地震台的数字化观测数据,使地震体波三维层析成像的准确度大大提高,为解决软流圈的地质构造准确成像提供了新的可能性。根据地震体波三维层析的成像结果,在古特提斯洋和特提斯洋俯冲板块前沿的软流圈底部410 km间断面上方,存在反映古大洋俯冲板块的高速体,它们在青藏高原、苏鲁和伊朗都有出现。清晰和稳定的高波速异常的位置表明,特提斯洋俯冲板块现在已经拆沉在软流圈的底部,古特提斯洋俯冲板块也可能曾经拆沉在软流圈的底部。对比青藏高原和苏鲁的地壳上地幔波速结构推测,拆沉造成软流圈中的轻元素物质上涌,进入大陆岩石圈,造成岩浆活动。上涌还使碰撞造山带地壳厚度减小,而岩石圈厚度增加。大约100 Ma后,俯冲下去的大洋残块会被软流圈物质磨蚀交代,使岩石圈厚度增加, 形成大陆下方的大陆根,造成大陆克拉通化和体积增生。大洋板块俯冲后在软流圈拆沉是岩石圈—软流圈物质循环的一种重要方式,对软流圈中物质均衡和体积稳定也起重要作用。     

内蒙古海勒斯台俯冲增生混杂岩地质特征及发现的意义

采用"造山带混杂岩区"新理论,首次在贺根山-黑河缝合带中段发现海勒斯台俯冲增生混杂岩,建立由"基质"+"岩块"组成的俯冲增生杂岩体系,其构造样式为整体左行逆冲剪切.基质主要有糜棱岩、千糜岩、超糜棱岩及少量的沉凝灰岩、粉砂岩、细砂岩,构造环境为弧前盆地,时代主要为中寒武世;岩块有洋岛海山岩块、弧后洋盆洋壳残片、火山弧岩块、裂离陆块,岩块的年龄区间主要在中寒武世-中奥陶世,裂离陆块时代为新太古代.结合俯冲增生杂岩基质年龄、岩块的年龄、侵入混杂岩的TTG年龄（449 Ma）和变形程度、接触关系等,将海勒斯台俯冲增生杂岩的形成时代厘定为中晚奥陶世.认为研究区俯冲作用在早寒武世就已经开始,在大陆边缘形成火山岛弧;奥陶纪初期弧后发育弧后盆地,至中奥陶世弧后盆地出现洋壳;此时中寒武世的基质经俯冲下切后在中奥陶世时期折返上升;晚奥陶世时期由于区域的持续汇聚挤压,该弧后洋盆很快夭折;弧陆开始碰撞,导致双向俯冲.在弧陆碰撞过程中,晚期形成的弧后盆地洋壳等新岩块混入早期形成的基质中.海勒斯台俯冲增生混杂岩带的发现填补了贺根山-黑河缝合岩带中段的空白,对区域构造格架厘定具有非常重要的意义,为研究古亚洲构造域演化提供了新的证据.