多旋回地壳运动理论及其应用

Ⅰ多旋回地壳运动理论的创立和现状多旋回地壳运动理论是历史大地构造学的一个重要内容。地球构造圈的各部分,在不同阶段构造格局和构造特点的不同,正是地壳构造发展的多旋回性的反映,即地壳构造是多旋回螺旋式向前发展的。地质科学是从欧洲和美洲一些国家发展起来的,从一些旧的观念来说,造山运动发生于从寒武纪以来所形成的地槽沉积带,它们的造山时期各处不同,加里东、华力西、阿尔卑斯是早已被公认的三个主要时期或三个造山旋回。当初,不少著名学者一般都认为欧洲和美洲的地槽地带及造山时期是“单旋回的”,例如:斯堪的纳维亚半岛的造山运动是加里东旋回,而无华力西和阿尔卑斯旋回。德国中部的造山运动是华力西旋回,而无加里东和阿尔卑斯旋回。美国东部的阿帕拉契地槽(至少南段)是华力西旋回而无加里东和阿尔卑斯旋回。1939年到1950年间,德国地质学家史蒂勒(H. Stille)发表了几篇论文,总结并建立了地槽发展的单旋回模式。他提出了地槽褶皱带的构造岩浆旋回发展特点,其基本内容大体如下:     

大别山造山带与合肥盆地的构造耦合

对大别山造山带和合肥盆地的地质、地球物理、地球化学综合研究表明，大别山造山带是中生代碰撞造山作用的产物，合舅地是这一造山带隆起时开始形成的，经历了凹陷－断陷－构造反转３个阶段，造山带的“去根”过程与地幔上涌控制着大别山的隆起和合肥盆地的发育。     

云南哀牢山金矿带镇沅超大型金矿载金黄铁矿Re-Os定年及其地质意义

镇沅金矿是哀牢山金矿带最大的超大型金矿床,但一直缺少同位素直接定年数据.从镇沅金矿田冬瓜林矿段变石英杂砂岩金矿石中,选取4个黄铁矿样品,采用Carius管溶样,蒸馏分离Os,丙酮萃取Re,高分辨率电感耦合等离子体质谱(HR-ICP-MS)测定法,对其进行了Re-Os同位素定年,获得其等时线年龄为229±38Ma(MSWD=2.0,置信度95%),187Os/188Os初始值0.68±0.24,Os为442±91,黄铁矿Re/Os比值为40.8～100.5.结果显示:镇沅超大型金矿至少在印支期存在一次重要的成矿事件,该期成矿物质来源属壳-幔混合来源,但以幔源为主.构造-岩浆演化历史表明,哀牢山复合造山作用经历了前寒武纪-早古生代基底的形成、晚古生代俯冲造山作用、海西期末-印支期强烈碰撞造山、燕山期-喜马拉雅期伸展(走滑)造山等复杂的演化过程.多旋回的构造-岩浆-成矿作用使得镇沅金矿具有多期次成矿特征,成矿作用可能主要发生于印支期碰撞造山过程,而矿床中占次要地位的蚀变花岗斑岩型和蚀变煌斑岩型金矿可能是后期改造叠加所致.     

华夏南部可能存在Grenville期造山作用: 来自基底变质岩中锆石U-Pb定年及Lu-Hf同位素信息

对华夏地块南部粤中增城和赣南鹤仔3个基底变质岩的地球化学和碎屑锆石年代学研究表明, 它们的原岩都是形成于晚新元古代的沉积岩. 3个变质沉积岩都主要由新元古代早期(1.0~0.9 Ga)的碎屑物质组成, 并混有少量中元古代和新元古代中晚期(0.8~0.6 Ga)的碎屑物, 说明沉积物主要来源于一个遭受过Gondwana大陆聚合事件影响的Grenville期造山带. 碎屑锆石的Hf同位素成分显示这些Grenville期锆石可能是造山旋回早期形成的弧与古老大陆碰撞产生的岩浆结晶的. 结合华夏地块其他地区~1.0 Ga年龄锆石的分布及形态学特征, 本文认为华夏地块的南缘很可能曾经存在或者极其靠近一个Grenville期的造山带. 而这期造山作用的时代与东印度以及东南极的Grenville造山带一致, 且同样受到Gondwana大陆聚合事件的影响. 因此, 从Rodinia超大陆裂解到Gondwana超大陆聚合期间, 华南地块很可能位于澳大利亚西部而与东印度和东南极相邻.     

华南晚古生代岩浆活动的新发现:岛弧还是陆内造山?

在福建省周宁县五凤楼村发现了一个形成于313±4Ma的片麻状花岗岩.该岩石具有高的K2O和Al2O3含量和低的SiO2和Na2O含量,其A/CNK比值高达1.22,指示其源区为经过化学风化的沉积岩,因此属于S型花岗岩.所含锆石为柱状自形形态,其U-Pb年龄变化于326～301Ma(加权平均年龄为313±4Ma),具有负的?Hf(t)值(?8.35～?1.74)和1.43～1.84Ga的二阶段Hf模式年龄.这是首次在华南发现有确凿同位素年代学证据的晚石炭世S型花岗质岩浆活动.该S型花岗岩最可能形成于陆内造山阶段,源岩主要为古元古代晚期生长的地壳.结合前人对岩相古地理、古生代盆地性质、早二叠世火山作用以及晚古生代-早中生代沉积岩中碎屑锆石的U-Pb-Hf同位素资料,本文推断华夏东部可能曾经存在一个晚古生代造山带.从晚石炭世(340～310Ma)的挤压造山阶段演化到早二叠世(285～270Ma)的后造山或板内伸展阶段,华南东部经历了一个较为完整的晚古生代造山旋回,所形成的晚古生代岩浆岩是陆内造山作用的产物,而不是岛弧岩浆作用产物.     

大别山北坡苏家河群及原信阳群龟山组变基性杂岩~(40)Ar/~(39)Ar测年及其地质意义

苏家河群、原信阳群龟山组均产有时代争议较大的变基性岩组合,变基性岩角闪石~(40)Ar/”Ar 定年结果表明,原信阳群龟山组强烈卷入加里东期(401Ma)变质热事件,属碰撞缝合带内的逆冲一推覆岩片;而苏家河群既属造山带主体的逆冲-滑脱岩片,又是成分复杂的构造地层单元,其中记录了扬子旋回(761Ma)变质热事件.     

新疆北部海西期造山褶皱带与地体构造

新疆北部海西期造山褶皱带分布很广,达八条之多。这在其他地区是少见的。造山带的沟盆沉积建造、蛇绿岩套、岩浆弧火山作用,钙碱系列Cu-Ni硫化物基性杂岩体,以及指示造山期结束的富碱侵入岩遍及阿尔泰、东西准噶尔和天山山系。传统观点认为造山作用与西伯     

大别山碰撞造山带基本结构

碰撞造山带理论和模式已成为大陆动力学研究的热点, 大别山造山带是我国南北地块的接合带,以其诸多特色,尤其暴露造山带根带极难得的剖面,吸引了众多的国内外地质学家,然而,目前对大别造山带的碰撞过程,造山带结构及深部地质了解甚少,1991年由地质矿产部第一综合物探大队实测的安徽六安-江西瑞昌大地电磁测深剖面,成为第一条横穿大别造山带的地球物理剖面,提供许多深部信息,对已有造山带地质模型予以检验。     

喜玛拉雅平行于造山带伸展——是垮塌的标志还是挤压隆升过程的产物?

喜玛拉雅造山带内普遍发育垂直于造山带的伸展构造,曲松、普兰、洛扎、聂拉木和亚东等地的研究表明它们代表平行于造山带的伸展,伸展形成的盆地内发育与伸展同期的垂直于造山带的挤压构造,伸展构造的形成时代为１６～１３Ｍａ,与整个东南亚强烈挤压期一致,所以它们是造山期同收缩伸展,伸展期的主导构造运动为挤压和隆升,伸展构造是造山带应变分解所致,而不是高原下降的标志。     

山盆耦合的一种重要形式: 造山带及其侧陆盆地

造山作用以及由此引发的气候变化可形成两类河流系统, 一是垂直于造山带流动的横向河流, 二是平行于造山带流动的纵向河流, 它们分别将沉积物卸载于前陆盆地和侧陆盆地中. 侧陆盆地不仅比前陆盆地演化历史长, 而且可保存较完整的沉积记录. 新生代发源于青藏高原的河流以纵向河流为主, 由此形成了一系列侧陆盆地. 位于祁连山东、西两侧的兰州盆地和疏勒河冲积扇的演化与青藏高原新生代隆升、构造变形以及气候演化是耦合的. 造山作用和侧陆盆地沉积之间的耦合关系也广泛发生在前新生代, 其中以秦岭造山带与松潘-甘孜三叠纪深海复理石侧陆盆地之间的耦合最具特色. 造山带、侧陆盆地以及将两者联系在一起的纵向河流间的耦合关系是大陆动力学过程的一个重要环节.     

我国大陆造山带研究的新突破

从90年代初开始,固体地球科学将大陆动力学作为跨世纪的研究目标。代表岩石圈热学和力学变化最为剧烈的造山带既是大陆动力学的重点研究对象,又是地学界集中力量攻克的难点和研究热点。90年代初,国家自然科学基金委员会地球科学部抓住这一科学机遇,利用我国是世界上造山带最多、类型最全的国家这一地域优势,选择具代表意义的秦岭造山带通过     

碰撞造山过程内生矿床成矿作用的研究历史和进展

碰撞造山成矿作用研究是发展与完善板块构造理论和区域矿床学的必须,必然日益受到注意。列举了板块理论兴起以来与该问题有关的主要研究和讨论,将碰撞造山成矿作用研究历史划分为２个阶段,即１９７１－１９９０年间的初级研究阶段,１９９０年以后的高级研究阶段。初级研究阶段以Ｇｕｉｌｄ（１９７１）提出碰撞过程不可能发生成矿作用为开始,主要是讨论碰撞造山过程中是否有成矿作用发生;高级阶段则以提出碰撞造山岩成模式为标     

阿尔泰造山带地幔脱气的氦同位素研究

在洋中脊和陆内拉张盆地环境中常见地幔脱气的现象,但造山带的情况较复杂.通过阿尔泰造山带不同类型岩石和矿石样品的氦同位素研究,发现岩石和矿石的~3He/~4He比值可高达 2.54 X 10~(-6)从而认为造山带同样存在地幔脱气,并且对造山带中矿床的形成具有重要意义.     

大别山北翼大别群中C型榴辉岩的Sm-Nd同位素年龄及其构造意义

秦岭一大别山造山带是华北地块与扬子地块的会聚地带。由于这两大地块的对接、碰撞,在该造山带的地缝合线附近广泛发育有各种高压低温变质岩,如蓝闪石片岩、C型榴辉岩等,其中C型榴辉岩在大别山段较发育。很显然,精确测定这些C型榴辉岩的生成年龄对探讨华北、扬子两大陆块的对接时代及造山带演化历史有重要意义。     

秦岭沙河湾奥长环斑花岗岩的年龄及其对秦岭造山带主造山期结束时间的限制

秦岭是我国著名大陆碰撞造山带 .其主造山期结束时间还存在争议 .报道了秦岭新发现的沙河湾奥长环斑花岗岩的40 Ar 3 9Ar,Rb Sr和锆石U Pb年龄 ,讨论了秦岭造山带主造山期结束时间 .     

华北克拉通早元古代拼合与Columbia超大陆形成研究进展

通过对华北克拉通及全球其他古老大陆及其早元古代碰撞造山带的系统对比,提出了地球上20~18亿年碰撞型造山带记录了一次全球性大陆拼合事件,并导致一个早-中元古代超级大陆的形成,该超级大陆称为Columbia或Nuna.华北克拉通两条古老的喜马拉雅型碰撞造山带(即~19.5亿年的西部孔兹岩带和~18.5亿年的中部造山带)的发现,证实了华北克拉通基底是~19.5亿年和~18.5亿年期间多个微陆块拼合而成,完整保留了Columbia超大陆的聚合记录,说明华北克拉通是Columbia超大陆的组成部分之一.     

秦岭沙河湾奥长环斑花岗岩的年龄及其对秦岭造山带主造山期结束时间的限制

秦岭是我国著名大陆碰撞造山带。其主造山期约束时间还存在争议,报道了秦岭新发现的沙河湾奥长环斑花岗岩的＾４０Ａｒ－＾３９Ａｒ,Ｒｂ－Ｓｒ和锆石Ｕ－Ｐｂ年龄,讨论了秦岭造山带主造山期结束时间。     

郯庐断裂带同造山走滑运动的40Ar/39Ar年代学证据

大别造山带东缘的郯庐断裂带, 具有两期左旋走滑韧性剪切带. 最近从3处早期韧性剪切带糜棱岩中, 获得了3个白云母的⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄, 分别为192.5±0.7, 189.7±0.6, 188.7±0.7 Ma, 认为代表了早期左旋走滑变形的冷却年龄. 这表明郯庐断裂带的左行平移起源于华北、华南板块沿大别-苏鲁造山带碰撞造山过程的后期, 属于同造山走滑构造. 而其在早白垩世滨太平洋构造活动时又被利用而再次发生左行平移. 认为该断裂带在造山期可能是以转换断层型式出现的.     

造山带的伸展构造与软流圈隆起——以兴蒙造山带为例

本文选择了兴蒙造山带为例,探讨软流圈隆起与大陆岩石圈构造演变间的关系.兴蒙造山带展布范围大体相当于内蒙—大兴安岭褶皱系的范围(图1).它是在华北板块与西伯利亚板块对接基础上形成的.早古生代末(S_3-D_1)是该区最主要的一次碰撞造山事件,以早古生代地层(∈-S_2)普遍的变质和变形作用以及发育的深成岩和磨拉石建造为标志.中古生代(D_2-3)大陆岩石圈发生暂短的裂解,形成陆间洋盆.法门阶底部不整合标志古亚洲洋最后封闭与造山,造山作用相对比较弱,没有广泛分布的磨拉石建造,上志留-下泥盆统的地层组成宽缓对称的褶皱,岩层基本不变质或弱变质.中石炭-早二叠世全区广泛处于陆表海环境,二叠纪陆内裂谷阶段,形成双峰式火山岩和晚古生代末的碱性花岗岩带,晚二叠世-三叠纪全     

大别山南麓含柯石英榴辉岩的Sm-Nd同位素年龄

在大别山带及其东延部分(苏北-胶南隆起)发育一条榴辉岩带,它是华北与扬子陆块在这里碰撞产生高压变质作用的有力证据。最近,人们在一部分榴辉岩中发现了柯石英,它以包裹体形式存在于石榴石和绿辉石矿物晶体中。这是继挪威、西阿尔卑斯之后,世界上第三个发现柯石英的造山带,因而引起了广泛重视。含柯石英榴辉岩均分布在该造山带南翼(岳西