前寒武纪地球动力学(Ⅳ):前板块体制

前寒武纪地球动力学关注地球45.6~5.43亿年期间的沉积、岩浆、变质、变形、地幔和岩石圈的动力学机制,是永恒的地球科学前沿研究内容。现今研究积累表明:早前寒武纪构造还难以完全用板块构造理论给予说明,板块构造起源的时间虽然可能因地而异,但主流认识是27~21亿年期间,华北克拉通也是如此。板块构造出现之前的前板块构造体制也业已提出了多种认识:地幔柱理论、地幔翻转、重力构造、小板块构造等,其中重力构造被认为主要发生在冥古宙的地球层圈分异阶段,尤其是45.4~44.5亿年间地核形成和地幔的岩浆海阶段。迄今,对于地壳层次的卵形构造成因,也有8种模式之多:底辟构造、中下地壳流动构造、水平渠道流、多期褶皱叠加构造、变形分解构造、龟裂-拗沉俯冲构造、卵形构造的多层Top-down流变构造、岩基侵入-挠曲分解构造等,它们皆可出现在挤压、伸展、走滑构造背景下。无论是板块构造还是前板块构造阶段,全球构造过程似乎都是Top-down机制。     

前寒武纪的超大陆旋回及其板块构造演化意义

太古代末早古生代存在４次超大陆或大陆聚合时期,超大陆的聚合与裂解造成全球性的重大构造热事件,成为全球板块构造演化的主线,威尔逊旋回在早前寒武纪已明显起作用。超大陆的聚合表现为克拉通的增生与陆块的碰撞造山作用;超大型的裂解表现为非造山岩浆活动、大规模基性岩墙群侵位及大陆裂谷的爆发等。超大陆的裂解可能与地幔柱上涌或超大陆下放射性物质积聚造成的热能积累有关,或地外物质冲击的触发有关。华北克拉通与世界古陆块的前寒武纪构造演化对比,及其在超大陆中的拼合模式成为我国大陆地质学研究面临的挑战性重大科学问题。     

从变质作用观看板块构造何时在华北克拉通开始

了解板块构造在地球上何时和怎样开始的是地球科学领域还没有解决的重要问题之一。作为板块运动的最终结果,大陆碰撞造山带是识别地球历史演化中板块构造机制起主导作用的重要标志。大陆碰撞带变质作用一般以顺时针p-T轨迹演化为特征,尤其伴有峰期变质之后的等温减压过程。这样,具有峰后等温减压过程的顺时针p-T轨迹是识别地球早期的板块构造作用的重要标志之一。作为世界上最古老的克拉通陆块之一,华北克拉通基底岩石变质作用p-T演化在过去几年已得到广泛深入的研究,使得该克拉通可能成为应用大规模变质作用p-T轨迹途径来探讨构造环境和构造演化过程的最佳场所。构造上,华北克拉通可划分为三个小的陆块(东部陆块、阴山陆块和鄂尔多斯陆块)和三个古元古代活动带(华北中部碰撞带、孔兹岩带和胶—辽—吉带)。东部陆块和阴山陆块新太古代基底岩石变质作用具有等压冷却型逆时针p-T演化轨迹特征,反映变质作用热源与大量地幔岩浆底板垫托或侵位有关。尽管理论上这样大规模的地幔岩浆可形成在大陆岩浆弧、地幔柱或大陆裂谷环境,只有地幔柱模式才能合理地解释东部陆块和阴山陆块新太古代基底岩石时空分布、岩石组合和构造特征。这样,地幔柱可能是主导东部陆块和阴山陆块新太古代地壳形成和演化的主要构造机制,而板块构造在晚太古宙并不是其主要的构造机制。古元古代孔兹岩带和华北中部碰撞带基底岩石变质作用均具有等温减压型顺时针p-T演化特征,反映两造山带都经历地壳加厚和随后的隆升剥蚀构造过程。这样的构造过程是板块构造体制下的碰撞造山带的典型标志。古元古代胶—辽—吉带可进一步划分为南部带和北部带,其中南部带基底岩石具有逆时针p-T演化特征,而北部带基地岩石具有顺时针p-T演化特征,也反映板块构造机制下的产物。现代规模的板块构造在华北克拉通上的启动时间可以由三个活动带中最老的与板块俯冲有关的新生地壳形成时间来大致标定。目前,华北克拉通内部三个活动带中可识别出来的最老的与板块俯冲有关的新生地壳是华北中部碰撞带2·56Ga五台花岗岩,它们的形成可能大致标志着现代样式的板块构造在华北克拉通大规模作用的开始。     

新疆天山石炭—二叠纪大规模岩浆成矿事件与形成机制探讨

天山地质构造演化复杂,多阶段演化中岩浆活动与成矿作用规模并不均衡。而石炭-二叠纪却是天山成矿带大规模岩浆活动和金属成矿作用的"爆发"期。本研究紧紧围绕岩浆铜镍矿床、斑岩型铜(钼)矿床及火山岩型磁铁矿矿床,从含矿岩体的岩浆起源、岩浆演化及成矿特点,系统研究地球深部相应岩浆活动的地质过程。通过典型矿床的深入剖析,建立相应矿床类型的成矿模式,破解制约找矿突破的控制因素,系统阐述了板块构造与地幔柱体制叠加并存的地质特征与成矿表现。联系塔里木地幔柱的活动特点和成矿表现,将其与天山造山带三类主要矿床类型建立关联,对比岩石学、年代学及地球化学研究,发现天山成矿带成矿类型与塔里木地幔柱及板块构造存有密切关系,可能是两种构造体制叠加并存的结果。塔里木克拉通深部熔融的地幔物质,围绕刚性塔里木克拉通边缘不断上涌,并与表壳物质发生交换,随着板块俯冲的持续和减弱,深部上涌的地幔物质不断加强,先后形成因深部地幔物质多寡而金属聚集的不同矿床类型。该地幔柱形成时深部过程与成矿作用认识模型的建立,极大地推进了板块构造、地幔柱与岩浆成矿作用的研究,同时可为天山及邻区找矿突破提供借鉴和指导。     

“前寒武纪地球动力学”主题专辑 序言

<正>前寒武纪地球动力学涉及早期地球演化、大陆形成与保存、板块起源、超大陆旋回等一系列关键地质过程,是当今地球科学研究前沿。现今板块构造理论尚不能完全解释前寒武纪构造体制和机制,替代机制便成为许多地球科学家的追求,诸如地幔柱构造被认为是太古宙的主导构造。前寒武纪占据地球演化历史的90%,相应的地质体也占据大陆组成的90%,要深入了解大陆动力学并建立全球全时地球动力学理论,就必需了解前寒武纪,必须加强对前寒武纪地球动力学     

从板块构造观点看前寒武纪岩石

由于前寒武纪占地质时代的7/8,为了解地壳演化的模式,就首先要了解前寒武纪活动带的构造演化情况。现在我们必须提出的问题是:地幔对流是发生在晚元古代之前,还是某些其他不均一的构造机制导致了大部分前寒武纪造山带的形成? 为了回答这一点,我们很自然地回到岩石这个问题上,并且考虑它们的相互共生组合、时代关系、构造发展和地球化学特征,确定它们是否经由威尔逊旋回这一演化过程。但我们首先要单独考虑一下某些与前寒武纪构造发展有关的地球物理方面的因素,即热的产生和古地磁。     

早前寒武纪大陆块壳构造理论——华北克拉通早前寒武纪基底构造格架、地壳演化及其与区域地球化学不均一性的关系研究

早前寒武纪大陆块壳构造理论——华北克拉通早前寒武纪基底构造格架、地壳演化及其与区域地球化学不均一性的关系研究张福勤＊＊（中国科学院地球化学研究所，贵阳５５０００２）关键词大陆块壳并合带地壳演化进程地球化学不均一性早前寒武纪地质学研究是地球科学最基础的...     

华北克拉通中生代下地壳置换：非造山过程的壳幔交换

华北克拉通内部前寒武纪麻粒岩地体和新生代火山岩的麻粒岩捕虏体的研究表明，前寒武纪下地壳与现今下地壳的是不同的。下地壳的主要置换发生在中生代。这表明，华北克拉通中生代的构造重大转折，不仅使得盆山格局发生了变化，而且下地壳和上地幔的组成和结构发生了变化。已发表的关于东部岩石圈减薄的机理有折沉作用、幔柱构造模式，均与造山带的演化相联系。本文注意到，华北克拉通最下部地壳的部分或大部都已被中代的下地壳置换，它们不仅发生在克拉通边部，而且发生在克拉通内部。因此华北克拉通中生代的下地壳被中生代的下地壳取代的作用，可称为华北克拉通中生代换底作用。中生代时期的华北拉通下可能存在有规模的地幔柱，强烈的壳幔交换是换底的作用的主要方式，热侵蚀和化学侵蚀的细节还不清楚。但可以推测这与造山带的演化没有直接关系，和造山带岩石圈根部的折沉作用有一般意义的底侵作用不同。     

多岛海(洋)及多岛弧盆系造山模式解析造山带演化的研究进展

评述了板块构造"登陆"以来的多岛洋构造、板内造山多岛海模式以及多岛弧盆系构造在造山带研究中的重要性.这3种模式在造山带的研究中均起到了重要的作用,深化了对造山带的认识.多岛弧盆系构造是认识造山带演化的切入点,能够全面解剖造山带的物质组成、结构构造和演化历史.基于多岛弧盆系的造山模式认为,弧后萎缩作用和弧前增生作用是造山过程的普遍现象,引起了弧-弧、弧-陆碰撞,这两种作用在造山带的形成演化过程起到了重要作用.多岛弧盆系的识别不但在造山带的研究中具有重要意义,而且对于分析前寒武纪大陆克拉通基底同样具有重要意义,前寒武纪克拉通的形成与弧前增生和弧后萎缩作用密不可分,多岛弧盆系构造的深入研究对前寒武纪大陆克拉通基底的研究具有重要启示.     

新疆北部晚古生代大规模岩浆作用与成矿耦合关系研究主要进展及成果

新疆北部晚古生代地质构造演化复杂,岩浆作用形式多样,造就了大规模的成矿作用。本研究紧紧围绕岩浆铜镍矿床、斑岩型铜(钼)矿床及火山岩型磁铁矿矿床,从含矿岩体的岩浆起源、岩浆演化及成矿特点,系统研究深部相应岩浆活动的地质过程。通过典型矿床的深入剖析,建立相应矿床类型的成矿模式,破解制约找矿突破的控制因素,系统阐述了板块构造与地幔柱体制叠加并存的地质特征与成矿表现。鉴于塔里木地幔柱的活动特点和成矿表现,将其与新疆北部三类主要矿床类型建立关联,对比岩石学、年代学及地球化学特点,发现其成矿类型与塔里木地幔柱及板块构造存有密切关系,可能是两种构造体制叠加并存的结果。塔里木克拉通深部熔融的地幔物质,围绕刚性塔里木克拉通边缘不断上涌,并与表壳物质发生交换,随着俯冲板块的持续和减弱,深部上涌的地幔物质不断加强,先后形成因深部地幔物质多寡而金属聚集的不同矿床类型。     

长江三峡东部地区震旦纪事件沉积?

长江三峡东部地区震旦纪先后发生了热事件、冷事件、重力事件等突发性灾变沉积。早震旦世发育由河流作用与陆地冰川作用形成的陆源碎屑沉积；晚震旦世则发育由两次台地-盆地-台地的海进-海退旋回形成的巨厚海相碳酸盐沉积。热事件沉积产物见于下震旦统莲沱组，夹于河流相沉积的砂岩及粉砂岩中。根据凝灰碎屑的岩石学特征，可将其分为降落型凝灰碎屑和水携型凝灰碎屑两类。冷事件沉积产物为下震旦统南沱冰碛层，属低纬度低高程的大陆冰川沉积。重力事件可分为滑塌事件和浊流事件，其沉积产物均分布于上震旦统，夹在大套的深水碳酸盐岩中。其中滑塌事件的沉积产物主要为滑塌角砾白云岩（石灰岩），浊流事件的沉积产物主要为浊积颗粒石灰岩（白云岩）。     

昌都地区三叠纪事件沉积及其成因

事件沉积是指偏离正常过程的地质作用（事件） 所形成的沉积物。昌都地区的事件沉积很发育,尤以风暴沉积与火山堆积为典型例子。本文对区内事件沉积作了较系统的总结与分析,阐述了风暴沉积事件与火山事件的时空分布,探讨了其成因及其作用过程。     

事件地层学与地外灾变事件

从P∈—∈,P—T等地层界线上的特征岩石、古生物大规模灭绝和Ir及ξ~(13)C的异常等研究表明,与K—R界线一样,在这些界线上也可能存在有地外灾变事件。同时文中提出了界线灾变事件、界线灾变期、界线灾变环境、界线层、界线粘土层、梅树村地质事件等与研究事件地层学有关的一系列新概念。     

辽东本溪-桓仁地区古生界事件地层划分及特征

辽东本溪-桓仁地区古生界发育,是研究地层学、沉积学的典型地区.在简述事件地层学原理和地层事件概念,并对主要地质事件进行初步划分基础上,通过对本溪-桓仁地区1：5万区域地质调查、地层剖面测制研究,对该区古生界,根据地质事件的岩石记录,划分了构造上升和下降、海侵、缺氧、风暴、干燥炎热等6种事件地层单位,8个事件集群,并对各事件地层单位逐一描述,提出事件个体和事件集群、事件沉积层和事件集群沉积段的概念,并探讨了与沉积环境、层序地层的相关性.     

燕山事件

“燕山运动”是对中国大陆影响很大的一次地壳变动,北京地区的实际资料表明它是在快速侧向挤压应力作用下,以突发的民块活动为开端,并继之以拉张,导致基性岩浆喷溢,花岗岩侵入,冯及一系列沉积盆地的形成。中国东部其他地区也经历了类似的历史,“燕山运动”从现象看是一次来自太平洋方向快速打击的结果,地槽造山理论和板块学说都难以给出解答,用燕山事件能更确切地描绘有关现象。本文在排除了其他可能性以后,提出燕山事故的     

鄂尔多斯盆地延长期坳陷湖盆事件沉积记录

鄂尔多斯盆地延长期浊积岩、震积岩、凝灰岩等事件沉积垂向上均发育典型的沉积序列,可根据其沉积序列进行识别。其主要形成于长6期至长8期,平面上分布在盆地西南部的深湖区。从形成机制上看,构造运动触发了火山活动和强烈的地震。地震活动又触发（辫状河）三角洲前缘沉积物向深湖区移动,由牵引流转化为浊流。这几种事件沉积与油气聚集关系密切。浊积岩、震积岩具有一定的储集能力,构成深水区油气的主要储集体;而凝灰岩促进了优质烃源岩的形成,并加速其演化过程。     

赣东北白垩纪事件沉积作用

赣东北白垩纪地层单位涵义一直较为混乱，本文从事件沉积入手，确定了4种不同类型的界面。笔者根据其事件沉积界面，划分出3个组一级和两个段一级的岩石地层单位，较好地控制了陆相地层的纵向和横向的突变，而且对深入盆地研究，解决年代地层都具重要作用。     

The fungal and acritarch events as time markers for the latest Permian mass extinction:An update

The latest Permian extinction(252 Myr ago)was the most severe in the geologic record.On land,widespread Late Permian gymnosperm/seed-fern dominated forests appear to have suffered rapid and almost complete destruction,as evidenced by increased soil erosion and changes in fluvial style in deforested areas,signs of wildfires,replacement of trees by lower plants,and almost complete loss of peat-forming and fire-susceptible vegetation.Permian-Triassic boundary strata at many sites show two widespread palynological events in the wake of the forest destruction:The fungal event,evidenced by a thin zone with95%fungal cells(Reduviasporonites)and woody debris,found in terrestrial and marine sediments,and the acritarch event,marked by the sudden flood of unusual phytoplankton in the marine realm.These two events represent the global temporary explosive spread of stress-tolerant and opportunistic organisms on land and in the sea just after the latest Permian disaster.They represent unique events,and thus they can provide a time marker in correlating latest Permian marine and terrestrial sequences.     

撞击事件诱发核反应热力学过程及其在事件地质学研究中的意义

摘要：从大规模撞击事件的基本动力学和热力学公式推导出发,讨论了白垩纪－第三纪界线（Ｋ／Ｔ界线）事件能量随时间的释放过程,并对发生热核聚变反应的条件进行了分析。最后,还对其可能的事件地质学意义进行了讨论．     

福建数字地震台网地震事件与非地震事件的分析处理

本文对福建数字地震台网98年7月至9月记录到的全部地震与非地震事件作初步统计,并扼要介绍其分析处理情况。