辽西地区中元古代变质岩系的初步研究

辽西地区中元古代变质表壳岩包括石英岩、千枚岩-片岩、大理岩及细粒长英质片麻岩和少量阳起石片岩,为中酸性火山活动及钙碱性玄武岩活动之后的海进型沉积旋回,显示出一套较为连续的火山-沉积系列。变质深成岩以斜长花岗质片麻岩为主体。根据同位素测年、微古植物化石分析及与地层的接触关系等,厘定它们为中元古代产物。在中元古代该区经历了大陆边缘岛弧的形成、发展过程。     

一条Rodinia山脉——震旦纪的喜马拉雅山

笔者首次将海拔高度的概念及现代冰川理论 ,并结合古地磁资料 ,提出罗圈冰期时古天山 -秦岭山脉是一条大约位于赤道 -北回归线之间、由众多高山组成的 ,且许多山峰至少在 4 0 0 0m以上 ,已形成冰川、或许局部地区存在冰原的山脉 ,总的地理特征类似于今天的喜马拉雅山脉。而华北地块和库鲁克塔格地块是高原或平原 ,此二地块的南边是海域。古秦岭的南坡是现代秦岭的北坡。冰川融化时冰水携带的冰碛物向南流入海 ,所以华北地块上无冰碛物存在大地构造上 ,晋宁期以前 ,上述各地块相互独立。震旦纪时它们开始发生作用 ,秦岭地块和阿克苏—乌什地块分别向华北地块与库鲁克塔格地块汇聚 ,引起后者上升 ,逐渐发展成为山脉。至震旦纪末期 ,山脉上升到 4 0 0 0m以上 ,形成冰川。此后 ,山脉被剥蚀夷平 ,至寒武纪初 ,华北、库鲁克塔格两地块又降到海平面之下接受沉积 ,该山脉消亡。由此我们恢复了新元古代超大陆一条造山带 ,并推测新元古宙末期华北、华南、塔里木三大地块曾经汇聚在一起     

地质系统的复杂性—地质科学的基本问题(Ⅰ)

笔者根据其所提出的“地质作用与时空结构是一切地质现象的本质与核心”的自然哲学理念将地质科学的学科体系划分为地球物质的成分与结构、地质作用、地质学场与地质系统的演化等四大基本领域, 它与9个重大基础地质问题以及与其相关的基础理论问题相对应(表 2).笔者将其已发表的地质科学的复杂性理论“地质作用的临界过程动力学——地质系统在混沌边缘分形生长”应用于研究9个重大基础地质问题, 着重对于其中所包含的主要基础理论问题的实质及其理论与研究方法作较深入而简要的剖析.目的是通过将地质系统的复杂性作为地质科学的基本问题的新视角对古老而常新的地质科学进行再认识, 将重大基础地质问题的研究提高到非线性科学和复杂性理论的层次, 并实现地质科学向精确科学的跨越, 取得突破性进展      

全球前寒武纪基底构造格局与古大陆再造问题

全球前寒武纪基底构造格架与构造单元的划分是古大陆再造和泛大陆拼合的重要基础.本文整理了基底构造单元的级别体系, 以晋宁期和印支期为准, 提出了一级构造域、二级陆台及地区和三级陆核、地块等3级划分.分出了5个一级、14个二级和若干个三级单元, 并予以系统编号, 以便查询和增修.认为超大陆是泛大陆的组成部分, 现在重点研究的罗迪尼亚超大陆已经涉及全球, 进入了泛大陆-850的研究范围.论证了中国3个陆台和华夏地区在新元古代晋宁期的位置关系, 认为它们相距不远, 并部分相互碰撞, 构成亚洲中轴(大华夏)构造域.讨论了罗迪尼亚的流行模式及SWEAT连接问题.指出新元古代Chuaria Tawuia宏观藻组合在东亚和北美西部的分布, 认为大华夏构造域应作为一个松散的整体与劳伦古大陆相邻, 并概略讨论了泛大陆-850的再造格局特征.提出了经过改进的泛大陆-250在中二叠世(280257 Ma)的再造模式, 讨论了古植物和海生动物生物地理分区在古大陆再造中的意义.      

40 kaBP来亚非季风演化趋势及青藏高原泛湖期

基于18个黄土/古土壤序列 (黄土高原与青藏高原) 与27个湖泊沉积序列 (青藏高原、新疆、云南与赤道非洲及其以北的非洲季风区) 对比分析了东亚季风区、印度季风区与非洲季风区40 ka以来的区域环境演变特征。结果显示：上述区域在对应岁差周期的高太阳辐射阶段,也就是40~24 kaBP与14~4 kaBP分别经历了一次环境湿润期,而在末次冰期最盛期,除中国云南、青藏高原及新疆部分地区外,其他地区则较为干燥。青藏高原及其北侧的新疆区,40~24 kaBP比14~4 kaBP气候更为湿润,湖泊呈现40 ka以来的最高最大湖面,高原进入一次泛湖期。而非洲区及黄土高原,则与此相反;14~4 kaBP气候比40~24 kaBP更为湿润、适宜,湖面更高,成壤作用更强。40~24 kaBP,印度季风强盛,加强了对高原的水汽与潜热输送,同时,由于北方冰盖的存在,西风气流则相对南移,增加了对高原的影响,两种气流交互作用引起的强降水,可能是造成湖泊显著扩张的主要原因。     

南海海域新生代沉积盆地构造演化的动力学特征及其油气资源

通过对构造环境、地球物理场特征、盆地生储盖层发育等方面对比研究, 讨论南海南北部沉积盆地的油气资源分布特征, 为在南海进行油气勘查指明方向.目前油气勘探实践证明, 南海南部的油气资源比北部丰富, 究其原因, 南海北部为被动大陆边缘, 张性沉积盆地的烃源岩体积较小, 而南部挤压环境下形成的沉积盆地的烃源岩体积大; 北部的地热流较南部小, 因此地温梯度也较小, 如北部陆架上的珠江口盆地的热流值在5 3~ 87mW /m2之间, 平均6 7mW /m2, 而南海南部大曾母盆地平均热流值达97mW /m2, 最大值达130mW /m2, 故南部边缘烃源岩的成熟度比北部高; 由于南部边缘处于挤压构造环境, 因此在沉积盆地中形成了许多挤压构造, 而北部边缘一直处于张性构造环境, 形成的构造较少且较小; 同时, 南部边缘沉积盆地中, 烃源岩生烃与构造形成在时间上搭配较好.因此, 在南海南部边缘沉积盆地中形成了许多大型油气田, 而南海北部边缘沉积盆地中, 大型油气田较少, 中小型油气田较多.这就是为什么南海南部边缘的油气资源比北部丰富的地质原因.      

北部湾大陆边缘地壳结构特征

文章利用天然地震的ＰＳ转换波研究了北部湾陆缘地区的地壳结构特征。ＰＳ转换波测量表明：本区地壳内部在４个明显的转换界面：ＰＳＣ、ＰＳＧ、ＰＳＭ、ＰＳＭ１,分别代表上地壳、中地壳底界以及Ｍｏｈｏ面（下地壳底界）和上地幔顶的第一转换面。计算结果表明,本区上地壳厚约１２ｋｍ,中地壳厚约９ｋｍ,下地壳厚约１１ｋｍ,Ｍｏｂｏ面深约３２ｋｍ。地壳厚度（或Ｍｏｂｏ面深度）由海向陆变厚（或变深）,由内陆的灵山到海陆     

KSC-127型射流式冲击器应用于大陆科学深钻的试验研究

根据现场试验,评价了ＫＳＣ－１２７冲击器的性能,分析了其对大陆科学深钻的适应性,且对大直径全面破碎冲击回转钻进工艺进行了讨论。     

地质作用的自组织临界过程动力学——地质系统在混沌边缘分形生长(下)

笔者对复杂性科学中的自组织临界性、瞬态混沌、混沌边缘和弱混沌四大理论和研究领域就其发展现状和最近动态作系统和深入的剖析后得出结论 ,认为以上四者是对自然界中开放、远离平衡、相互作用的巨大耗散动力学系统的时空演化这个统一事物的本质的面面观。笔者进一步将四者的相互关系归纳成一个重要的命题 :自然界中开放、远离平衡、相互作用的巨大耗散动力学系统的时空演化服从“自组织临界过程动力学” ,并且系统“在混沌边缘分形生长”。地质系统是自然界中的一种既十分重要 ,又异常复杂的开放、远离平衡、相互作用的巨大耗散动力学系统。它具有自组织临界性的内禀基本属性。它的时空行为服从地质作用的自组织临界过程动力学。地质系统位于有序和混沌之间的过渡时空域 ,即混沌边缘 ,其中系统呈规则与混沌运动并存和混合的弱混沌动力学状态 ,并且地质系统在混沌边缘分形生长。将上述命题演绎和整合成一种广泛适用于地质系统的地球科学的复杂性理论 ,名之为 :“地质作用的自组织临界过程动力学———地质系统在混沌边缘分形生长” ,并将其内容归纳成 6部分 :(1)自组织临界性、瞬态混沌、混沌边缘和弱混沌 ,(2 )多组分的耦合与相互作用及其相干与协同 ,(3)演化过程的分形动力学 ,(4 )作用的时空结构 ,(