造山运动：追溯地球的历史踪迹

地球的大部分地质历史是由一第列洋盆的演化旋四所组成，每一个这样的旋回都不可避免地要产生造山运动，由此形成的造山速通常就成为这一旋回的唯一境的记录，录求一种完美的造山作用理论历来是大多数构造地质学家们呕心沥血探求的目标。     

中国超高压变质岩研究评述

国际上,超高压变质岩的研究热始于1984年,以Chopin和Smith对西阿尔卑斯山变沉积岩和挪威加里东造山带地壳成因榴辉岩中柯石英的研究为标志.在国内,虽然60年代就开始了对苏北榴辉岩的初步研究,但真正作为超高压变质岩研究则始于80年代后期.自从许志琴在1987年北京怀柔构造会议上口头报道了大别山造山带发现柯石英后,该带引起了国际注目.潘国强等、周高志等,董申保等先后与美国刘忠     

中国大地构造研究工作中存在的一些问题——学习辩证唯物主义的点滴体会

一研究中国大地构造的方法问题中国地质工作者研究大地构造是由两方面进行的。一是纯地质学的方法,这个方法是由国外大地构造学说而来的,根据各地质时代的古地理海陆分布、沉积的厚薄和相变、岩浆活动,以及褶皱断裂程度,来划分地壳为活动地带(地槽)与稳定地带(地台),把中国大地构造单位划分为地台(前塞武纪)、加里东褶皱带、华力西褶皱带、燕山褶皱带等等。按照这个方法,首先是分析古老岩系以确定属于前塞武纪的地台,然后再分析较新的岩系以确定以后的褶皱带(也就是新地台),因此,可说是由古到新的研究方法;另一方     

八布蛇绿岩突厥型造山带

我国南方由扬子、华夏陆块及其间的碰撞造山带组成,传统上认为两者经加里东运动拼合以后,从晚古生代起成为新的华南地台并开始了统一的演化历程.许靖华等人[1]根据与阿尔卑斯、阿帕拉契亚等造山带变形图式的对比,从80年代初起著文提出不同意见,他们1987年文章的题目“是华南造山带而不是华南地台”就表明了自己的观点.经过10余年的实践,在有关华南晚古生代构造性质的认识方面已取得若干重要进展,主要包括:吴浩若等人[2]根据广西自晚泥盆到晚二叠世的暗色薄层硅质岩连续剖面时限长而厚度小、与锰、镍、钴质沉积共生而不见陆源碎屑岩、所含放…     

华南中生代以来弯山构造的发育和地块相对旋转——地质和古地磁证据

华南地块晚元古代至中生代沉积盖层显示了复杂构造图案,不同时期不同性质构造作用的交织,限制了对区域构造运动规律的了解和显生宙视极移轨迹(APWP)的建立,也产生了对其区域大地构造性质的不同认识.本文提供了古地磁和构造分析的初步解释:(1)扬子克拉通中部和东部的构造图案可能主要是由于中生代造山运动时期沉积盖层的滑脱造成;(2)第三纪印度大陆与欧亚板块的碰撞导致了华南地块西部和西南部广泛的局部旋转;(3)中国东南部显生宙结构模式是中古生代中期加里东造山运动和中生代中期造山运动的结果.     

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.     

陆地的体、面积会否愈来愈大

两种对立的观点 在地质学家看来,造山运动就是造陆运动。这一点从欧洲和北美洲的造山带分布中可以看得很清楚。在欧洲,中部加里东至海西造山带(距今4.5～2.5亿年)和南部阿尔卑斯造山带(距今不足1.5亿年),依次紧贴在北部由前寒武纪地层(距今27～10亿年)构成的斯堪的纳维亚地质节上。在北美洲,距今32～27亿年的“苏必利尔”古陆核依次受到年龄为18亿年的“丘吉尔区”和年龄为12～9亿年的“格林维尔区”的紧紧包围。每一期山脉之下一般均见有更老的花岗岩基底。由此就地球上陆地的生成问题产生了两种截然对立的观点。一种观点认为,每期山脉都     

大陆俯冲隧道过程:大陆碰撞过程中的板块界面相互作用

研究俯冲带过程是发展板块构造理论的关键.板块界面相互作用是实现地球表层与内部之间物质和能量交换的基本机制.将俯冲隧道模型拓展到大陆碰撞造山带,能够透视大陆俯冲带构造过程及其产物.由长英质到镁铁质岩石组成的大陆地壳于不同深度从大陆岩石圈上部拆离并迁移进入大陆俯冲隧道,由橄榄岩组成的大陆岩石圈地幔楔底部也受到俯冲板片刮削进入俯冲隧道.大小不同的地壳和地幔碎块在俯冲隧道中受到角力流作用向上或向下运动,导致它们经历不同程度的变质作用,并伴有不同程度的变形乃至局部深熔.在俯冲隧道中壳源岩石与幔源岩石之间发生机械混合,结果形成了超高压变质混杂岩.它们在折返到地壳层位时与低级变质岩拼合到一起,形成构造混杂岩,结果在同一造山带出露有不同变质程度的岩石.俯冲陆壳基底花岗岩和上覆沉积物衍生的熔/流体与上覆大陆岩石圈地幔楔橄榄岩之间发生化学反应,实现了大陆俯冲隧道中的壳幔相互作用.超高压变质岩原岩性质支配了碰撞造山带的类型、超高压变质地体的大小和折返速率.     

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     

大别造山带周缘盆地发育及其对碰撞造山过程的指示

大别造山带中生代构造演化是国内外高度关注的热点问题之一, 尤其是周缘中生代沉积盆地如何记录这一经历了强烈俯冲消减和巨量剥蚀的造山带构造演化更为引人瞩目. 近年来, 通过周缘盆地沉积学分析, 并结合构造变形研究, 认为大别造山带南北边缘从晚三叠世至早白垩世遭受挤压逆冲, 从而控制外缘前陆盆地发育, 而其核部自侏罗纪至早白垩世逐步发生伸展变形、穹隆和裂陷, 直至在晚白垩世之后造山带全面塌陷, 总体上造山带呈现出长时期的挤压逆冲, 伸展自核部向边缘不断扩展、增强, 挤压与伸展在地壳尺度上并存(J-K₁)的构造演化特征; 大别造山带核部超高压变质岩揭顶年代自东向西依次为早侏罗世至晚侏罗世, 其剥露深度从西至东不断加大; 造山带剥露的深层次轴部变质杂岩为北侧合肥盆地提供主要物源, 而南侧中扬子盆地的物源可能主要来自于造山带南部盖层岩石及现已被逆冲掩盖的、并与勉略缝合带相关的地层. 动力学分析表明, 华北与华南板块之间受沿商丹和勉略缝合带拼合碰撞作用及其之后的江南褶皱逆冲带自南东向北西推进、华北板块南缘沿秦岭北界断裂向南的陆内俯冲的叠加影响, 导致大别造山带逆冲增厚及之后的核部重力扩展、均衡隆升, 从而导致高压/超高压变质岩多期剥露. 未来从周缘沉积盆地揭示大别造山带造山过程方面的研究应强调进一步探索勉略缝合带的东延、大别造山带高压/超高压变质地体对华南北缘不同地质单元和盆地的掩盖及盆地同沉积期源区构造面貌及其东西延展、大别造山带盖层和基底岩石的巨量剥蚀及其流向、恢复大别造山带内部俯冲消减和被剥蚀的构造单元等.     

大陆动力学的哲学探索

板块构造学说不能合理地解释大陆地质现象。本文从大陆地质事实出发，采用系统的哲学观，探讨大陆造山带与盆地的耦合关系，渐变与突变的内在联系，水平运动与垂直运动的转换过程，地球运动、岩石圈运动与大陆地壳运动的制约关系，指出大陆下地壳层流运动和大陆盆山耦合作用构成大陆动力学的基本结构体系     

发展板块构造: 从洋壳俯冲到大陆碰撞

大陆地壳深俯冲与超高压变质的研究不仅带动了中国固体地球科学的发展, 而且为发展板块构造理论提供了契机. 根据俯冲地壳的性质, 已经认识到俯冲和碰撞分别以两种类型出现. 就地壳俯冲来说, 存在洋壳俯冲型(例如太平洋周边)和陆壳俯冲型(例如阿尔卑斯造山带). 就大陆碰撞来说, 则存在弧-陆碰撞型(例如喜马拉雅和青藏造山带)和陆-陆碰撞型(例如大别-苏鲁造山带). 大陆俯冲带深部化学变化与差异折返、洋壳俯冲与陆壳俯冲之间的时空转换, 将是今后一个时期大陆动力学研究的重点.     

古生代-中生代之交的水循环演变及驱动机制

水循环是连接大气圈、水圈、岩石圈和生物圈的重要物质循环过程.本文根据地质记录和深时气候模拟等数据总结了古生代-中生代之交的水循环演变.结果表明,水循环在晚古生代、早中生代发生了重大变化:(1)地质记录恢复的气候带显示,当时全球的干旱带发生了明显扩张,蒸发岩面积从中-晚二叠世开始扩张,到早三叠世达到顶峰,中三叠世恢复至中-晚二叠世的水平,晚三叠-早侏罗世继续收缩;(2)全球年平均降水量在晚石炭、早侏罗世较高,中-晚二叠世和早三叠世较低,呈现为“V”字形变化,显示出一次重大的波动;(3)全球大陆的聚合可能导致泛大陆巨型陆面风和特提斯区域跨赤道风的形成,进而构成全球性的超级季风;(4)热带辐合带摆动的纬度位置在志留纪-石炭纪以及侏罗纪-现代较低,在二叠纪-三叠纪时期向高纬度大幅度漂移.根据事件发生的时间,这些水循环的重大变化与泛大陆的聚合、华力西造山、晚古生代冰期的结束以及大量碳释放和升温事件吻合,这些因素与当时的大气环流和水循环的变化存在密切联系:泛大陆的聚合改变了当时水储量的空间分布,同时改变了大气环流和“季风”,进而导致中-晚二叠世干旱带开始扩张,降水量减少;晚古生代末期华力西造山运动...     

华南地壳结构与构造边界特征:来自地震背景噪声和重力联合成像模型的约束

查明华南板块的地壳精细结构,厘清不同块体的地壳物质属性和构造边界特征,对研究华南成矿带的深部动力学成因以及华南板块的形成演化具有重要意义.随着新方法的发展和对多类型数据的深入挖掘,对壳内精细结构的分辨率逐渐提高,有鉴于此,本研究通过收集华南地区地震台站的波形数据,利用背景噪声面波和布格重力异常联合反演华南板块的地壳S波速度结构.结果表明:联合反演模型获取的布格重力异常与观测重力值拟合较好,印证了新方法的可靠性;上地壳内主要沉积盆地呈现明显的低速特征,地壳厚度由西到东呈现减薄的趋势,且在中地壳内,江南造山带南段的地壳结构呈现北东向的高低速带状穿插分布,在南北重力梯度带和江山-绍兴-萍乡-永州一线存在“蘑菇云”形状的中地壳隆升;随着深度的增加,在21～30 km下地壳,速度的横向变化不再与地壳浅层主要构造相对应,整个区域的速度分布呈现东高西低的趋势,且随着深度的增加这一特征越发明显;在30～40 km深度上,速度变化的东西分界与南北的布格重力异常梯度带近似重合.据此推测,江南造山带与扬子和华夏地块的构造边界分别沿着九江-常德-吉首-铜仁-百色一线和江山-绍兴-萍乡-永州-柳州-钦州一线;区...     

巨大陨星的撞击曾经改变地球面貌吗?

地球上的造山运动一直是间断性的:火山活动、褶皱作用、断层作用和其他诸如此类的造山活动较明显地集中在几个不相连续的时期。两位纽约的科学家说,从撞击地球的大型陨星的数量来看,也有着不相连续的显著集中的时期,每一时期延续几百万年之久。美国布法罗州大学的西费特(C.K.Seyfert)和默陶(J.G.Murtaugh)说,这两种时期似乎是互相吻合的。他们认为     

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。     

从中国大地構造的特征談中国大地構造單位的命名

在讨论中国大地構造單位划分之前,应談一下国大地構造的特点。 (1)中国地台北一般地台(如俄罗斯地台、北美地台等)活动,而地槽比一般地槽(如烏拉尔地槽、阿帕拉齐地槽等)稳定。大家都知道,中国地台基底断裂多,沉积盖层厚,在凹陷区常出现梳状和箱状褶皺,在隆起区则出現断裂和岩漿活动,这是一般地台所沒有的。至于地槽如天山、祁连山、秦岭、大兴安岭等則基性和超基性岩较少,断陷較淺,低角度冲断层不多;由于該处地壳粘—塑性較小,不易一下子沉陷,也不易一下子回返完全,故在構造运动和岩浆活动兩方面都具有显著的多轮迴性(采用黄汲清的术語)。     

鄂尔多斯地区中-晚石炭世海沼沙岭沉积体系

在加里东旋回的晚期,鄂尔多斯地区与整个华北地台一起抬升遭受侵蚀,至华力西旋回中 期鄂尔多斯地区又发生沉降,导致该区最后一次海侵。中石炭世一晚石炭世早期,华北海和祁连海分别从东西两面进入本区,被本区中部南北向“工”字形隆起区隔开,从而在此古陆的东西两侧各形成了一套海岸沉积。东部海岸在中石炭统本溪组上部和上石炭统太原组下部,西部海岸在中石炭统羊虎沟组上部和上石炭统太原组下部发育了一套海沼沙岭(chenier)平原沉积体系。     

构造地貌学:构造-气候-地表过程相互作用的交叉研究

构造地貌学是发展迅速的新兴交叉学科.与传统地貌学不同,构造地貌学是一种定量地貌学,强调对地貌过程的定量描述,其核心概念是构造-气候-地表过程相互作用,聚焦于以量化的方式具体阐述构造活跃造山带地区气候、地形、水文、物理和化学剥蚀、沉积以及岩石变形之间的相互作用.本文首先阐释构造地貌学的主要科学问题与核心概念,即构造、气候和地表过程之间的相互作用.随后简要介绍构造地貌学的主要研究方法和手段,特别是对学科发展起到重要推动作用的测年手段(如宇宙成因核素和低温热年代学)和空间探测技术手段(如LiDAR).基于近年来构造地貌学的研究实例,梳理了构造-气候-地表过程相互作用的研究中获得的一些重要认知,这些研究实例涵盖的时空尺度巨大:时间跨度从数小时到百万年,空间跨度从单个断裂到整个造山带.这些跨度广泛的研究对理解造山带的地形演化具有重大的启示意义.最后,简要总结了构造地貌学的前沿问题.     

云开隆起西缘大型剥离断层的发现及意义

云开隆起与钦州凹陷接合带的构造认识是华南地质构造研究中一个十分引人注目的问题,其主要构造认识有:①博白-岑溪深大断裂:②地体构造边界:③同生沉积断裂,并认为该断裂自早古生代就已孕育,加里东运动后,东侧形成云开隆起,从志留系到寒武系发育加里东递增变质带,即从区域浅变质岩到混合岩、混合花岗岩逐渐过渡;西侧形成钦州海西残余地槽,该地槽在海西末期封闭.此外,还存在下列地质问题:①寒武系、奥陶系、志留系以及部分泥盆系地层的缺失或变薄原因;②上述地层在缺乏生物地层年代证据时,如何准确地划分它们的时代;③下古生代地层变质、变形作用发生的构造背景;④如何评价加里东递增变质带;⑤地层的变质、变形特征及其构造、岩石组合关系.