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－－地质系统以混沌边缘分形生长”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。     

长江源区新生代火山岩的系列及成因

长江源区的新生代火山岩系包括高钾钙碱性系列和钾玄岩系列.高钾钙碱性火山岩形成于始新世, 钾玄岩系列火山岩形成于中、上新世.总体而言, 该区火山岩富碱高钾, 富集大离子亲石元素, 稀土元素含量高且轻稀土相对富集.相对而言, 高钾钙碱性火山岩富集SiO₂、Al₂O₃, 无负Eu异常, 属于壳源岩浆系列, 其原始岩浆由加厚陆壳的榴辉岩质下地壳经部分熔融产生.钾玄岩系列火山岩富集K₂ O、TiO₂、P₂ O₅、MgO、FeO, ∑REE、HFSE、I_Sr值均较高, 弱负Eu异常, 属于幔源岩浆系列, 其原始岩浆由EMⅡ型富集地幔的部分熔融生成.2个系列的火山岩均是大陆碰撞造山后期岩浆作用的产物.始新世以来, 随着该区由碰撞、挤压作用发展到出现走滑, 应力环境由挤压转变为张性, 导致依次喷发高钾钙碱性火山岩和钾玄岩系列火山岩.      

相山及邻区七个火山盆地火山岩岩性特征及成因探讨

本文研究赣杭构造带西南端相山及其邻区7个火山盆地主体岩石的特征和成因,从地质产状、岩性、岩石化学等方面做了论述。采用了红外光谱、矿物包裹体、高温实验等研究方法,探讨了岩石的形成机理。相山主体岩石是一种成因特殊的火山碎屑（斑）熔岩,即岩颈碎屑熔岩和岩流碎屑熔岩。相山等火山盆地主体岩石边部的塑性岩屑不是熔离成因,而是由火山喷发作用形成的。火山碎屑熔岩中的斜长石牌号变化大,钾长石主要是低透长石,表明岩石的形成具有高温特征。不同岩石相的矿物中的熔融包裹体有明显的形态标型。碎眉熔岩中的石英碎斑结构,主要是高温热炸裂成因的。7个火山盆地中的主体岩石可划分两大类:相山、玉华山和礼陂火山盆地的主体岩石是火山碎屑熔岩;高家、林家、谙源和谭港火山盆地的主体岩石是弱熔结凝灰岩。     

北秦岭二郎坪岩群与秦岭岩群间构造边界的地质特征

二郎坪岩群与秦岭岩群间的构造边界是北秦岭一条重要的地质界线,经历了多期、不同层次复杂的构造变形,经研究可进一步划分为：早期韧性逆冲推覆变形期和晚期脆韧性逆冲推覆与走滑剪切变形期两个变形阶段。早期变形与二郎坪弧后盆地构造演化密切相关,晚期变形反映了陆内造山阶段的构造特征。     

横断山区花岗岩类中角闪石的标型特征及其成因意义

本文研究了横断山区不同成因类型花岗岩中角闪石的化学成分、微量元素、稀土元素、晶胞参数和物理性质等特征。按化学成分对角闪石作了晶体化学成因分类。在三种不同成因类型角闪石中，其M值[M=Mg/(Mg Fe^2 )]各不相同；幔型M＞0．7，壳幔型M＝0．7－0．5，壳型M<0．5。     

鄂尔多斯盆地南部晚三叠世沉降与沉积中心研究

从古地貌恢复的角度出发,依据残留厚度和补偿厚度印模法原理,恢复了鄂尔多斯盆地晚三叠世早期古地层厚度,从而确定了沉降中心;选取粒度矩法平均值这一参数,对同井位同层位的粒度值求平均值,将所得值投放平面图,获得粒度均值平面等值线图,湖盆中细粒碎屑物质的聚集区反映了古水流的汇合区,指示沉积中心。研究结果表明,鄂尔多斯盆地晚三叠世早期沉降中心位于马家滩-白豹-宜君一线,西南部镇原-崇信一线存在局部沉降区,盆地的地层厚度变化较大,说明晚三叠世差异沉降作用明显;而沉积中心主要位于正宁-合水-姬塬-吴起-志丹-太白-黄陵-黄龙一线围成的区域,由西北向东南延展,并以北西-南东为轴向两侧迁移,长10至长7沉积期湖岸线的变化,反映了受构造沉降速率控制,湖盆的沉积中心不断扩大,长7沉积期湖盆面积最大。     

渤海湾盆地埕北低凸起潜山断裂特征及其控藏机制

通过对新地震资料的精细构造解释,结合区域地质分析表明,埕岛潜山受印支、燕山等多期构造运动的影响,发育了负反转、走滑拉张、构造调节三种断裂;紧邻古近系凹陷的负反转断裂以及与不整合面沟通的走滑拉张断裂在油气的纵向输导中起到了重要作用,构造调节断裂对油气聚集起到了侧向遮挡作用。总体上断裂体系控制了油气展布,形成了多个油气富集条带。     

云南石林盆地地热地质特征及成因分析

结合石林盆地地热异常及地热钻孔资料,对石林盆地地热田的热储构造条件、地热地质特征及地下水化学特征进行研究,该地热田热储层为元古界震旦系白云岩、白云质灰岩,热水径流特征和地温场特征受九乡石垭口断裂、牛头山古陆控制。钻孔资料显示,地温梯度为(1.5~4.8)℃/100 m,地热类型为深循环层状地热田,地下热水水化学类型为HCO3-Ca。从水文地质条件看,地下热水补给有限,应控制地热水的开发利用。     

冀西北赤城-宣化盆地土城子组沉积特征及盆缘构造分析

为了揭示华北北部晚侏罗世沉积盆地性质,对赤城-宣化盆地中土城子组沉积特征及盆缘构造进行了研究。通过对土城子组沉积特征研究表明,土城子组中-下部为一套河湖相沉积,上部为一套冲积扇粗碎屑沉积;土城子组砾岩成分系统统计分析显示,赤城盆地与宣化-下花园盆地具有相似岩屑岩性相旋回,反映源区具有相同或相近的蚀顶过程。研究区晚侏罗世盆地中土城子组充填特征及盆缘构造特征表明,土城子组形成于挤压构造背景,土城子组沉积时期盆地受控于盆缘逆冲断层。大地构造背景暗示,赤城-宣化盆地晚侏罗世-早白垩世期间,古太平洋板块向NW方向的俯冲作用与尚义-赤城断裂向南逆冲并伴随右旋走滑作用是土城子组沉积时期盆地格局形成的重要控制因素。     

西藏南木林盆地铀异常地质特征及成矿条件分析

西藏南木林盆地是一个经历多次构造活动的中-新生代断陷盆地,近年来在该盆地相继发现了一批铀异常点(带),主要产于第三系流纹岩、凝灰岩和喜山期花岗岩中。该盆地基底、蚀源区及盖层岩石的铀含量普遍较高,具有成矿的物质基础;盆地断裂构造也比较发育,中东部断裂带铀异常明显;铀异常具有点多、分布广的特点,是铀矿找矿的重点地区之一。笔者初步认为,南木林盆地具有形成花岗岩型、火山岩型等构造热液型铀矿床的有利地质条件和找矿前景。