我国区域地质学、大地构造学的权威大师——纪念李春昱院士逝世30周年(三)

2018年是我国区域地质学及大地构造学大师李眷昱先生逝世三十周年,为纪念这位为中国地球科学事业作出了不可磨灭贡献的地质学大师,本刊从2018年第5期起在《科学人生》栏目分3期刊发由我国著名地质学史专家潘云唐教授撰写的特约稿,以志纪念。正是李春昱先生,在抗战最艰苦的岁月,年仅34岁的他挑起了四川省地质研究所所长的重担,并作出优异成绩;也正是李春昱先生,在中国历史转折的关键时刻,作为中央地质调查所所长,团结带领全体员工,抗迁护所,将一个完整的地质调查所连同全体人员、图书、资料、仪器设备等统统交回到人民政府手中,成为新中国地质事业腾飞的重要基地;还是李春昱先生,在遭受反右冤屈和“文革”冲击之际,先后主持编制了首张“亚洲地质图”和“亚洲大地构造图”,使我国进入国际地质图件编制行列;“文革”后,已进入耄耋之年的李春昱先生,成为中国地学界最早宣传引进板块构造说的学者之一,并身体力行成立相应组织,结合中国地质实际开展研究,在去世前的十年间发表了50余篇板块构造研究论文。“历经坎坷志未改,我以我心荐轩辕”,这就是李春昱先生留给后人的精神和科学遗产。     

浅议古板块构造单元划分原则

板块构造理论是古板块分区的基础。古板块构造分区和命名必须有明确的时空概念。按照威尔逊旋回，大洋俯冲阶段的构造分带最复杂、最明显，应该以该阶段作为分区的时间区间，一级构造单元是岩石图板块，以大洋型蛇绿混杂岩带作为分区界线；二级构造单元以地壳性质作为分区原则，可分为过渡壳和陆壳，地壳性质依据蛇绿岩（套）、沉积建造、岩浆岩组合特征来综合判别；三级构造单元是在二级构造区内以沉积岩、火山岩、岩浆岩建造的显著差异为分区原则，如岛弧弧盆带内分为弧前隆起、弧前盆地、岛弧带、弧间盆地、弧后盆地，在陆壳区内分为稳定陆壳区及活动陆壳区。四级构造单元是在三级构造区内以构造形态或局部地质特征作为分区原则，分为复背斜、复向斜、断褶带、岩浆岩带、蛇绿混杂岩带等。     

地质学的若干问题

对地质学几个领域近几十年的发展做了扼要的总结,指出了一些有突破性的进展,并提出了这些学科今后若干年可能的发展展望,论文涉及的学科包括矿物学、花岗岩、铁镁－超铁镁岩、变质岩、沉积学、多重地层分类与地质年代学、构造这以及板块构造学与大陆动力学。对于各学科并非全面的论述,而是指出其有重大意义的突破性进展,在矿物学方面强调了由于新技术的运用而大大地促进了矿物学的进展,矿物材料学和环境矿物学都是今后着重发展的方向。总结了当前对花岗岩的基本认识,指出应开展“岩浆系统”与“火山系统”的深层次研究;对于铁镁－超铁镁岩今后要加强壳幔物质的相互作用与深部过程的研究;总结了变质岩研究的三个阶段,今后要在重点地质区坚持长期深入系统的研究,特别是前寒武纪麻粒岩区和造山带。沉积学最近有较大发展,有三方面的意义;在构造地质学方面指出在大陆造山带伸展构造、韧性剪切等研究热点以及从定性到定量的研究趋势;板块构造学是地球科学有史以来最伟大的成就,90年代是大陆构造研究的大发展时期。     

甘肃省板块构造单元划分及其构造演化

本文将甘肃省板块构造单元划分为三级，其中一级单元包括西伯利亚板，塔里木板块，华北板块，华南板块，它们之间的分界线分别以红石山断裂带，阿尔金走滑断裂带，泽库－武山煌裂带所分割；并进一步细分为８个二级单元，１９个三级单元。同时，对各极构造单元的基本地质特征和演化特点，作了概略的探讨。认为在中晚元古代时期，四大板块地基底均已固结成大陆型地壳，稍后却以大陆核（或地台）为板块的生长中心，其间则为古亚洲洋（山     

燕山带中生代主要构造事件与板块构造背景问题

对冀北、辽西火成岩体和火山岩的定年与野外构造的研究揭示,燕山地区主要缩短变形期为：①前中侏罗期（１８０Ｍａ）;②晚侏罗期（１６１～１４８Ｍａ）;③早白垩期（１４３～１２７Ｍａ→１１７Ｍａ）。前中侏罗期为ＳＮ向缩短可能与蒙古弧－华北板块沿索伦缝合带拼合有关。晚侏罗世－早白垩世的缩短变形可能是西伯利亚与蒙古－华北拼合板块沿其北１０００～１８００ｋｍ外,蒙古－鄂霍茨克缝合带碰撞的板内响应。我国东部ＮＮＥ     

关于板块运动启动时间的争论

"板块运动何时启动?"是当前重大和争议较大的科学问题。文章从超大陆研究、板块运动的地质学标志和热动力学数据模拟等3方面的研究进展介绍国际地学界对这一问题的不同认识。在分析各种不同观点的基础上,作者阐述了对该问题的倾向性认识,赞同地球板块构造不是在一个特定时期出现的独立全球"事件",即不是一个等时的重大热-构造事件的认识。但从新太古代开始,地球上已出现具有板块水平运动特征的俯冲作用。由于地幔温度的差异,早期的板块运动缺少深俯冲形成的高压和超高压变质记录,而从新元古代开始,出现与现代板块一致的动力学机制。因此,赞同大致以新元古代作为"原板块样式"和"现代样式"板块运动的转换时间。     

基于地质动力区划的矿井动力环境研究

矿山工程处于构造块体中,会受到板块构造活动的影响,矿井动力灾害与板块及构造块体的活动密切联系。以板块构造学说为基础,运用地质动力区划方法确定了不同尺度和级别构造活动的特征,提出用构造凹地反差强度、地形曲率变化来评价区域地质动力环境的方法,揭示了矿井动力灾害发生的动力条件与能量基础,建立了板块运动与矿山工程实际的联系。应用结果表明,阜新矿区具备发生动力灾害的地质动力背景,已发生的冲击地压地点处于地质动力区划方法确定的动力区域影响范围内。     

新疆北部古生代大陆增生构造

古生代亚洲中部是一幅两陆夹一洋、洋中多地体的构造图案，大地构造框架与现代西南太平洋格局十分相似。中亚造山带是晚古生代复杂地体的拼贴带。新疆北部古生代存在4类成因的8个地体构造。它们以裂解陆块地层块体、海山和火山弧的形式散布在中蒙大洋中，诸地体间是一系列的小洋盆。晚古生代，这些地体开始彼此拼贴并导致强烈推覆作用。石炭纪末－二叠纪初，中蒙大洋闭合，散布其中的诸地体分别增生到塔里木大陆北缘和西伯利亚大陆南缘。北天山－准噶尔地区6条蛇绿岩带记录了诸地体间碰撞事件。     

华北古陆的形成与构造演化史

以华北古陆为例，论述了地球演化史中经历的三大阶段：（１）古陆的形成阶段（４６００～１８００Ｍａ）：地球形成早期，以地幔对流为主导作用，到早太古宙出现初始古陆核，地幔对流驱动的地体拼贴和板底垫托是陆壳形成的主要方式；中太古宙开始出现一定规模的坳陷盆地，发育了基性火山岩 碎屑岩 镁质碳酸盐岩等表壳岩，同时伴随着大量中基性、花岗质岩浆活动；晚太古宙和早元古宙是陆壳形成的主要时期，并已具现今板块活动特征。地幔热柱与板块构造共同控制着地壳运动。（２）古陆稳定发展阶段（１８００～２５０Ｍａ）：地幔热柱活动较弱，古陆主要表现为缓慢的升降运动（造陆运动）。（３）地球新活动时期（２５０Ｍａ至今）：地幔热柱活动进入一个新的活跃时期。岩石圈发生明显的热减薄，地幔热柱表现为多级演化，并导致盆岭系的形成。     

华南构造演化的基本特征

华南至少经历了4期区域规模的大陆动力学过程,除新元古代和晚中生代具有活动陆缘背景外,均在板块内部发生并完成。华夏块体是一个以新元古代岩石为主体构成的前南华纪基底,不是稳定的克拉通古陆,经历了聚合-裂解-再聚合的复杂构造演化。志留纪发生的板内碰撞-拼合事件使华夏块体与扬子块体再次缝合,形成真正统一的中国南方大陆。在震旦纪—早侏罗世期间,整个华南基本处于陆内滨海-浅海-斜坡环境, 内部没有切穿岩石圈的断层,没有大规模幔源岩浆和火山喷发的记录,多次构造变形与岩浆活动均在统一的华南岩石圈之上进行。经过早—中侏罗世的构造体制转换,才演化成为晚中生代西太平洋活动大陆边缘的一部分。从早到晚,华南岩石圈经历了多期、幕式的生长,以侧向增生为主(块体拼合),垂向生长为辅(岩浆上侵)。到晚中生代,在古太平洋板块俯冲和陆内伸展的背景下,形成了独特的华南盆岭构造。长期的板内构造演化和多期的花岗岩浆活动使华南具有很好的成矿条件,成为各种矿产与资源的富集区。新元古代南华纪和晚中生代晚侏罗世—早白垩世是华南最有利的成矿期,尤以后者矿种最多、储量最大。