地球表层运动和变形的GPS描述

利用IERS所公布的分在全球各大构造板块上的 6 5 7个GPS、SLR和VLBI连续观测站在ITRF框架下的速度场资料 ,采用刚体板块运动 +板块整体均匀应变 +板块内局部不均匀应变的变形分析模型 ,研究了全球各主要板块的运动和变形。结果表明板块的整体变形在统计上均不显著。在一级近似上板块间表现出来的整体相对运动显著 ,根据这些运动参数定量研究了板块边界的相对运动的大小和性质。认为地球的双重不对称变形可能主要表现为南北、东西两半球所含的板块边界的运动方式不同所致。板块内的局部不均匀变形明显 ,为板块内部可能应划分成次一级的活动地块提供了佐证。由于观测点分布的密度和均匀性不足 ,本文未能就板内不均匀变形作进一步的深入讨论。     

论中国大陆的板内变形机制

中国大陆板内变形普遍比较强烈。造成大陆板内变形比较强烈的原因 ,笔者认为主要有以下4点 :地块小、数量多、地块稳定性差 ;沉积盖层厚度大、地块表层强度低 ;地块经受了多期次的碰撞、拼合 ;中生代以来周邻板块作用比较强烈 ,板内应力场多次发生变化。板块间碰撞所产生远程效应是造成中国大陆普遍发生强烈板内变形的主要动力。正是在这种方向多变的、近于水平的动力作用下 ,由于各圈层岩石强度不同 ,派生出一系列圈层间的滑脱面、拆离面或断层 ,造成了比较强烈的大陆板内变形 ,在地下深处出现局部的减压地段 ,从而诱发了深部的岩浆活动。     

澳大利亚大地震与新断层陡崖

在模拟地壳表面板块运动试验中，地球科学家们一直沿用刚性板块的特定假设，这种假设对板内的近似研究，其结果并不太坏，并且已成功地预测了地震空区的一些板缘地震，直到今天，澳大利亚和其它大陆地区发生的板内地震证实了连续的板内块变形自地质年代以来就始终进行着，变形速率从一个大陆到另一个大陆有着非常大的不同。     

初论板内造山带

讨论了关于板内造山带含义的不同认识。指出板内造山带是一种特殊类型的造山带,而不是板缘造山带或板间造山带持续发展的结果。简要介绍分别发育在４ 个大陆的不同时代的板内造山带,总结板内造山带在区域大地构造位置、造山带构造格局、构造变形与变质作用、岩浆活动与沉积作用、造山带构造演化等方面与板缘造山带的差异。板内造山带形成于相对较老且强硬的岩石圈板块内部,造山带内部构造单元不具有平行于造山带走向分布的特征,即不具有线状构造格局,构造变形具有地台基底乃至整个地壳卷入的厚皮构造性质,同造山区域变质作用微弱,同造山岩浆活动、沉积作用和构造变形均无极性演化趋势。岩石圈拆沉作用（ｄｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎ） 可较好地解释板内造山带的火山活动特征。尽管板块间相互作用（ 俯冲或碰撞）所产生的水平挤压应力似乎更易于阐明板内造山带的收缩变形特征;但是,板块间相互碰撞或俯冲产生的边界应力可否有效地被远程传递,尚有待进一步研究和解决。将板块间相互作用的水平应力场与岩石圈纵向物质与能量调整（ 重力、热力等） 因素作综合考虑,可能是解决板内造山带造山作用机制的有效途径     

扬子板块西北边缘碧口增生体的形成与演化

依据 1∶5万区域地质调查和科研成果 ,认为碧口增生体内部具“三层式”结构特点 ,在对碧口增生体内部物质组成、变形、变质特征及形成时代等方面研究的基础上 ,将碧口增生体的形成和演化划分为 5个阶段 :沟、弧、盆体系形成发展阶段、板块碰撞造山阶段、陆内伸展和陆盆形成阶段、陆内逆冲推覆造山阶段、断块活动和差异性抬升阶段。     

新编亚洲大地构造区划图

提要：在大量综合亚洲地质、地球化学与地球物理资料的基础上,笔者新编了亚洲大地构造区划图,确定了划分原则,将亚洲大陆划分为六大构造域,以及67个板块（或地块）、碰撞带或增生碰撞带,并以此为基础进行了图件的编制。组成亚洲大陆的板块或地块主要形成于1800 Ma、800 Ma、 500 Ma 和400 Ma前后,上述时期即各地块形成统一结晶基底的时期。碰撞带或增生碰撞带形成时期较多,为800 Ma、397 Ma、345～260 Ma、200 Ma、135 Ma、52 Ma和23 Ma等,还有23 Ma以来形成俯冲带。对于资料比较充实的、古生代以后的板块运移、板内变形与碰撞带的形成过程进行了概略的讨论。本文还关注了在地块形成之后的板内变形。正是板内变形阶段,可能对成矿作用及其类型、过程与赋存部位产生重要的影响。     

扬子板块板内构造形成机制浅析

本文在概略分析扬子板块内部构造变形特征和地史发展演化阶段的基础上，初步探讨了该板内构造形成的机制，认为其薄皮构造用“岩石圈内俯冲作用模式”予以解释。     

辽北法库韧性剪切带变形及其区域构造意义

晚古生代—早中生代古亚洲洋板块俯冲华北板块在辽北法库地区形成大型产状近水平的韧性剪切带。剪切带发展伴随着多期幔源及壳源的岩浆侵入,侵入岩在韧性剪切作用下发生韧性变形,记录了韧性剪切带变形历史。详细的野外地质调查结合岩石的宏观变形、显微构造及石英c轴组构特征分析,揭示了法库韧性剪切带内五龙山杂岩、高丽沟杂岩、早期十间房超单元变形处于上盘向北的剪切作用之下,晚期十间房超单元岩石变形指示构造运动转变为上盘向南剪切。LA-ICP-MS锆石U-Pb分析结果显示高丽沟杂岩变形时间为264.7±3.6 Ma(MSWD=1.3),早期十间房超单变形时间为253.9±4.3 Ma(MSWD=3.3),晚期十间房超单元244.0±3.0 Ma(MSWD=1.9)。岩石地球化学特征表明早期十间房超单元及小房申岩体中部分岩石来源于部分熔融的岩石圈地幔。结合前人研究成果,我们认为华北板块北缘东段(辽北地区)晚二叠世(264.7~253.9 Ma)处于古亚洲洋板块俯冲华北板块作用之下;晚二叠世至早三叠世(253.9~244.0 Ma)构造体制转变为碰撞后伸展且逐渐停止,244.0±3.0 Ma碰撞后伸展逐渐结束;构造体制转变并逐渐结束的过程是壳幔共同作用的结果,暗示了古亚洲洋板块的俯冲板片断离、重力失衡,这标志着辽北地区古亚洲洋构造域演化结束。     

俯冲板块板内岩浆作用和动力学

地球上的岩浆活动主要发生于大洋中脊、俯冲带，而板内岩浆通常是由地幔柱或热点作用产生的。最近一二十年，在俯冲板块内部发现了一些岩浆活动，它们通常不能用传统的动力学机制来解释。本文综述了位于不同构造背景的俯冲板块内部的岩浆活动，包括大洋板块俯冲背景下俯冲的大洋和大陆板块部分，以及陆陆碰撞背景下俯冲的大陆板块。在此基础上，讨论了板片拉力在俯冲板块岩浆作用中的地位和效应，认为俯冲下盘微陆块的裂解通常需要多种因素的综合，并且需要多学科综合研究来鉴别地史上的俯冲板块以及相应的板内岩浆作用。俯冲板块中的板内岩浆的识别和研究将是板块构造理论框架下解释板内岩浆作用的重要补充。     

板块结合带与边缘海的壳幔同位素演化

板内构造研究的许多新资料表明，板块常常是通过一个宽的结合带而拼合在一起。后者具有异常的壳幔结构，是地幔受到陆壳不同程度地混染所致，是一种弱亏损地幔，εNd（t）为负值或低正值，Isr轻度富集，富放射性Pb的地幔源。它形成于板块边缘，故称为边缘海。板块俯冲碰撞首先是通过边缘海进行，最终才是两个板块的碰撞，故在其间常保存一个因边缘海聚合而形成的板块结合带。     

浅谈大陆构造-板块构造的回顾与反思

60年代提出的板块构造理论拓宽了人们的思路,给地球科学带来了活力。但是随着对大陆区域地质调查的深入,发现大陆板块与大洋板块差异很大,用刚性板块运动学理论不能解释大陆内部复杂的构造形变和板内地震活动。J. Dewey(1986)和P. Molnar(1988)相继提出大陆构造及其研究方法。我国青藏高原是一个典型而独特的大陆构造单元,是最强烈的板内形变带和地震活动区,同时是亚洲大气环流的启博器。青藏高原很可能成为新的地球科学理论的诞生地。     

中生代板块—通过对俯冲的Farallon板块地震图像的考察研究其在东北太平洋之下的运动史

北美西部的地质是由三个主要的大洋板块 :Ｋｕｌａ、Ｆａｒａｌｌｏｎ和太平洋板块相互作用构成的。其在新生代的运动已通过对板块的相对运动进行仔细的重构而得到推断。但是 ,在时间上反推以重构Ｋｕｌａ和Ｆａｒａｌｌｏｎ板块的运动十分困难 ,因为中生代的太平洋板块已几乎完全消失于俯冲之中。古老的大洋岩石圈的缺失已提醒人们注意使用高分辨率的层面Ｘ射线照相术模型来追踪以往的板块运动。在北美 ,上地幔横波构造中最快的地震速度异常明显地与在大约 30Ｍａ前Ｆａｒａｌｌｏｎ板块在新生代的俯冲有关。Ｋｕｌａ和Ｆａｒａｌｌｏｎ板…     

大陆板内构造变形及其动力学机制

典型大陆板内变形发生在克拉通化的大陆岩石圈内部,距离同变形期活动板块构造边界数百至2000km以上。收缩变形主要表现为区域尺度的盆地构造反转、结晶基底与上覆盖层共同卷入变形的厚皮式逆冲构造,具有变形局部化特征。因为流变学分层特征不同,大陆板内变形可以发生在中上部地壳、整个地壳乃至岩石圈尺度上,表现为不同波长的地壳或岩石圈尺度纵弯弯曲。大陆岩石圈板块内部物质组成与结构的不均一性、流体活动、热作用、克拉通内盆地巨厚沉积产生的覆盖效应、地壳加厚等导致的岩石圈强度的局部降低等,是导致大陆板内变形以及应变局部化的原因。构造活化是大陆板内变形的重要方式。板块俯冲或碰撞远程效应被认为是大陆板内变形的主导动力学模型,但是放射性元素积累导致的岩石圈强度热弱化,或大陆冰川消退触发板内应力状态变化等导致大陆板内变形的动力学模型也应该引起关注。     

断块开合说——我国大地构造研究的新思维

对板块说应持分析态度,既充分肯定它的创见,又看到它的不足,张文佑倡导的断块说强调地质演化中的陆洋地壳转化,即拉张造洋,挤压造陆,近年来提出的开合说,继承了板块说,断块说和新地槽－地台说的合理内核,笔者认为,断块－开合大地构造说是中国大地构造研究中有代表性的思潮。本文概括了它的基本观点,强调了开合中的多模式,多旋回,开合中的非封闭性及不可逆性。     

华北板内深部构造与区域成矿

本文应用深部地球物理资料，认为华北板块的形成经历了早前寒武纪、燕山期及喜马拉雅期。由于华北板块自身及周围板块的相对运动，上地幔岩石圈的不均一性等特点，造成了许多板内构造单元，如阴山板缘带、鄂尔多斯稳定硬块，河－淮活动软块、燕山活动硬块、山西过渡地块、鲁皖相对硬块及秦岭板缘带。笔者还划出了６个金及多金属成矿带，郯庐金刚石成矿带及华北西部金刚石远景带。此外，华北地区的地热田皆为新生代大陆裂谷型，计有河淮大型裂隙地热带及汾渭线状裂谷地热带。     

特提斯的微板块：运动学及其与主板块运动的关系

特提斯海的发育过程过去曾归咎于阿尔卑斯褶皱系,在此过程中可以注意到几个微板块的位移。某些研究者认为,这些中型地块代表着冈瓦纳大陆被动边缘的断块,它们的向北运移与这一海洋北段(古特提斯)的闭合及南段(新特提斯)的张开有关。不过,实际情况比这一过程所展示的更复杂。比如,伊朗地块与阿富汗地块(有时认为是Kimmerian联合微陆的组成部分并非同时发育的。伊朗地块三叠纪未期合并到欧亚大陆上,而阿富汗中部地块却是在晚白垩时期由它分离出来的。中生代时期特提斯的闭合期间,这些微板块的表现明显不同。比如,随着非洲板块相对于欧亚板块的位移相应出现了Apoulia地块的旋转,Menderea地块与kirshekhir地块的运动是由主板块运动产生的,而Lesser Caucasus地块、Armenian地块及Lut地块却没有这种反应。     

太平洋板块中—新生代构造演化及板块重建

太平洋板块是一个中生代以来形成的地球上最大的大洋板块,但其起源机制、结构构造、构造演化等始终不清楚。太平洋板块内部的复杂性更是未受到重视,其内部的大火成岩省、海山链、微洋块、微陆块及其下部更深层地幔的微幔块都非常发育,这些复杂板内或板下构造代表的地球动力学含义亟待解决。文章基于最新的板块重建结果,试图分析其运动学过程,揭示太平洋板块形成与演化机制。研究表明,太平洋板块起源于RRR三节点,但不是一个纯粹的完整大洋板块,其增生演化过程经历了非威尔逊旋回模式,其板缘经历了一些外来微陆块或微洋块的并入,其内部也因各种原因出现了一些新生微洋块,总体表现为一个碎片化的镶嵌式板内格局。太平洋板块记录了与邻区板块相互作用的重要构造事件,大约55 Ma左右开始俯冲到东亚陆缘,导致东亚陆缘短暂的北西-南东向伸展,随后受印度-欧亚碰撞动力系统和太平洋俯冲动力系统联合控制,总体处于右行右阶的拉分背景,形成了一系列盆地群,俯冲后撤等逐渐形成了双俯冲系统。太平洋板块还记录了深浅部耦合过程,下地幔中的太平洋LLSVP通过遥相关对上部岩石圈微板块、大火成岩省分布具有决定性作用;火山链或热点揭示板块运动同时,也反映深浅部物质交换过程,海山群也揭示太平洋板块之下软流圈并非单一对流胞,其对流格局的多样性尚待深入研究。      

中国大陆早古生代构造演化

中国大陆早古生代(中寒武世—早泥盆世)构造期以发生一系列各具特征、分布局限、准同时的构造事件为特征。它们与苏格兰—阿帕拉契亚的加里东事件完全不同,在中国大陆出现了西域板块完成拼合,华夏板块构成统一结晶基底,南扬子板块广泛发育板内褶皱,此时还形成了阿尔泰—额尔古纳碰撞带等重要构造事件,而以中朝和北扬子板块为代表的其他板块则主要表现为稳定沉积,地块运移,并呈离散状态。阿尔泰—额尔古纳带、西域板块、华夏板块以及南扬子板块存在板块汇聚、碰撞或地壳缩短的特征,而中朝、北扬子、羌塘、冈底斯、喜马拉雅等地块则以稳定、离散为主要特征。绝大多数板块基本上保持孤立和离散的状态,这是早古生代中国大陆各个地块构造演化特征截然不同的主要原因。     

再论甘肃省的板块构造

甘肃省的构造部位独特,构造形迹十分复杂。本文在总结前人研究成果和结合近年来的研究进展的基础上,对甘肃省中生代以前的古板块构造重新研究,认为甘肃省地处西伯利亚、哈萨克斯坦、塔里木、华北、柴达木—祁连和扬子6个板块的交汇处。红石山蛇绿岩带以北属西伯利亚板块,柳园—大奇山—帐房山蛇绿岩带以南属塔里木板块,西伯利亚板块和塔里木板块之间是哈萨克斯坦板块,阿尔金走滑断裂、龙首山断裂及北祁连走廊南山—毛毛山蛇绿岩带中东段以南属于柴达木—祁连板块,龙首山断裂及北祁连走廊南山—毛毛山蛇绿岩带中东段以北属华北板块,西秦岭北缘天水关子镇蛇绿岩带是柴达木—祁连板块和扬子板块的分界。又据板内的深断裂和建造特点进一步划分为12个二级单元和22个三级单元。     

板内造山作用与成矿

中国大陆广泛分布强烈的板内变形和造山作用,传统的板块构造理论常常将其解释为板块边缘汇聚力的远程效应。然而,中国大陆的板内造山作用与汇聚板块边界之间缺乏可预期的动力学联系,不能简单地解释为大陆碰撞或板块俯冲的远程效应。本文提出另一种可供选择的解释,认为板内变形主要取决于岩石圈不均一性。相邻的板块拼合在一起形成统一板块之后,区域地质演化进入板内阶段。板块碰撞导致的岩石圈不均一性和重力不稳定性可以触发强烈的板内变形甚至造山作用,其延迟时间的长短取决于岩石圈不稳定性的程度和地球深部的热扰动。与板缘造山带相比,板内造山作用缺少板块俯冲-碰撞过程,板内造山带的演化历史相对简单,通常是以岩石圈拆沉作用开始,以地壳的垂向增生为特征,最后以岩石圈拆沉作用结束或形成重力不稳定岩石圈。因此,板内造山作用一般沿着古造山带发育。古造山带岩石圈结构低成熟度的特点不仅是岩石圈不稳定性的主要原因之一,而且由于挥发分和含矿元素的富集在活化过程中具有很强的成矿潜力。板内造山带的成矿作用依赖于深埋在岩石圈-软流圈系统不同深度水平上含矿流体的突然释放,主要发生在造山作用初始阶段和造山后伸展阶段。