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特提斯地質大學

發布時間: 2021-02-12 07:16:24

⑴ 西藏特提斯海演化的最後階段——消亡期的特徵

古近紀是西藏特提斯海演化的一個重要時期。白堊紀以後,印度板塊仍向北快速移動,速度大約為15 cm/年(萬曉樵,1986;Molnar and Tappenier,1975),並與歐亞板塊碰撞拼合。從漸新世開始,我國境內西藏特提斯海的海相沉積歷史已全部結束。位於印度板塊北緣的西藏南部地區,在這一大地構造背景下,古新世和始新世古地理面貌和沉積環境均發生了巨大變化。

白堊紀末全球性的大海退在西藏地區具有同步的影響。古新世海侵主要影響了西藏南部地區,始新世海侵范圍加大,波及到雅魯藏布江以北的許多地區。藏南定日、崗巴地區接受海侵時間最長,並形成了完整的海相沉積,較好地記錄了西藏特提斯最後演化階段的特徵。

從古近紀開始,藏南僅保留一殘留海盆(萬曉樵,1987b;徐鈺林等,1989,餘光明、王成善,1990;Shi Xiaoying et al.,1995,1996;Liu Guanghua,1992)。藏南海相古近系以淺水沉積物為特徵,古近紀的海平面變化具有兩個清晰的海侵/海退旋迴(圖7-4)(萬曉樵,1990;Shi Xiaoying et al.,1996)。

第一個海侵/海退旋迴,發生時間限於古新世丹尼期至塔內特期,這一時期在崗巴-定日海盆內沉積有濱海相的基堵拉組和淺海陸棚相的宗浦組。根據有孔蟲生物相的研究,藏南可區分出代表不同水深環境的2種生物相類型,即Rotalia生物相、Miscellanea生物相(萬曉樵,1987b)。丹尼早期基堵拉組普遍為中—粗粒石英砂岩,具大型交錯層理,生物化石貧乏,為濱岸極淺水環境。丹尼晚期宗浦組下段全部為碳酸鹽岩,發育有有孔蟲Rotalia生物相。岩石中有孔蟲化石極為豐富,另外還見有腹足類、雙殼類、介形蟲及藻類等化石,為近岸淺灘環境,水深0~20 m左右。塔內特期宗浦組上段為灰—深灰色有孔蟲灰岩,呈瘤狀產出,發育有孔蟲Miscellanea生物相。岩石中有孔蟲化石極為豐富,另外還見有雙殼類、腹足類、棘皮類、介形蟲及藻類化石,具開放型陸棚淺海環境的沉積特徵,水深70~90 m。藏南有孔蟲生物相隨時間的推移而發生變化,反映了該區古新世海水的進退規律:從丹尼早期開始發生海侵,塔內特期海侵達到最高峰,之後逐漸發生海退至下一次海侵/海退旋迴。

圖7-4 西藏古近紀有孔蟲生物相及海水進退示意圖

第二個海侵/海退旋迴發生在始新世早期伊普里斯期至始新世中期巴爾通期。這一時期,藏南普遍沉積了遮普惹組下段碳酸鹽岩段及上段頁岩段。據萬曉樵(1986,1987b)對生物相的研究,該時期主要存在3種生物相類型,即Orbitolites-Fasciolites生物相,Assilina生物相及Globigerina生物相。始新世早期伊普里斯期—魯帝特期,在崗巴地區遮普惹組下段灰岩中具有Orbitolites-Fasciolites生物相,除有孔蟲十分豐富外,還含有雙殼類、腹足類、介形蟲、藻類等化石,為局限台地環境,水深一般淺於50 m,通常為5~25 m;而在定日地區遮普惹組下段灰岩中則具有Assilina生物相,除有孔蟲十分豐富外,還含有腹足類、介形蟲、珊瑚及藻類等,為開闊台地環境,水體與崗巴地區相比稍深,約60~80 m,並可能出現貨幣蟲礁灘。中始新世巴爾通早期有孔蟲生物相主要表現為浮游類型生物相。崗巴地區遮普惹組上段頁岩中下部此時發育有Globigerina生物相,除浮游有孔蟲發育外,還含有底棲有孔蟲Nummulites,Rotalia,Lockhartia及Smoutina等,為水體受到限制的殘留海盆環境,水深略深於80 m。而在定日地區此時期則未見Globigerina生物相沉積,在遮普惹組上段頁岩的下部層位(與李祥輝等2000,2001所命名的朋曲組恩巴段下部相當)中鑒定出Turborotalia一屬5種浮游有孔蟲,本文中將其確定為Turborotalia生物相,該生物相浮游類型有孔蟲主要有:Turborotalia boweri,T.cerroazulensis possagnoensis,T.c.frontosa,T.pseudomayeri,T.libyaensis,Planorotalites renzi,Globigerina patagenica,Globorotalia sp.,另外還見有底棲類型:Nonion sp.,Rotalia sp.,Lenticulina sp.及Quinqueloculina sp.等。除有孔蟲化石之外,還見有介形蟲、腹足類及鈣質超微化石。鈣質超微化石主要以Nannotetrina fulsens-Chiasmolithus gigas組合為特徵(徐鈺林,2000,Li Xianghui et al.,2000)。Turborotalia生物相同樣為受到限制的殘留海盆環境,但水體較崗巴地區略深,在100 m左右。定日Bartonian中期遮普惹組上段頁岩段中部岩層(與李祥輝等2000,2001所命名的朋曲組恩巴段上部相當)中有孔蟲化石已極少見,本次樣品處理過程中僅發現極少量的Globigerina,Cibicides,Lockhartia等屬的分子,並且保存較差,而鈣質超微化石卻十分豐富,主要以Discoaster bifax-Chiasmolithus solitus組合為代表(徐鈺林,2000;Li Xianghui et al.,2000)。本組合中鈣質超微化石十分豐富,計有30餘屬種,說明此時海水較深。Bartonian晚期遮普惹組上段頁岩段上部岩層(與李祥輝等2000,2001所命名的朋曲組扎果段相當)中仍以鈣質超微化石最為常見,以Sphenolithus pseudoradians-Reticulofenestra umbilica組合為代表。在這個組合中,鈣質超微化石豐度中等,屬種分異度不高,計有15餘屬種,反映出此時海水已逐漸變淺,水體受限程度加強。到中始新世末期,海水幾乎同時從崗巴和定日地區退出。

古近紀西藏特提斯海的演化主要是受構造運動——海底擴張運動的影響。晚白堊世馬斯特里赫特期,由於印度洋洋脊擴張速度減慢,洋脊收縮較多,洋中脊體積較小,致使海盆容積增大、海平面下降,在白堊紀末期—古近紀初期出現規模較大的海退。之後,由於印度洋洋脊又開始活動,洋脊擴張速度加快,新生洋殼冷卻不充分,洋中脊體積增大,導致海盆容積減小,海平面升高,產生了古新世西藏特提斯小規模海侵。古新世末期—始新世初期,澳洲與南極洲發生分裂,並向北漂移,其間形成印度洋洋中脊的東南支(同濟大學海洋地質系,1985),這一次新生代期間唯一的大陸分離事件可能是導致全球始新世再一次發生海侵的主要原因。

⑵ 胡克的中國地質大學教授

男,1957年7月29日出生於山東省蓬萊市
學位:博士 職稱:教授、博導 現任職務:副院長
學歷學位教育
1982年畢業於長春地質學院,獲地質學學士學位
1986年畢業於長春地質學院,獲岩石學碩士學位
1989年畢業於長春地質學院,獲岩石學專業博士學位
工作簡歷
1989—1996年 長春地質學院任教(1991年原地礦部破格晉升為副教授;1994年原地礦部破格晉升為教授)
1996—1998年 在美國加州大學洛杉磯分校(UCLA)做訪問學者
1998—1999年 長春科技大學任教,擔任國土資源系主任
1999—2000年 日本九州大學訪問學者和客座研究
2000-2001年 吉林大學地球科學學院任教,任國土資源系主任
2001-2004年 任吉林大學地球科學學院副院長,主管科研和外事工作
2004.12 至今 任中國地質大學海洋學院副院長
中國礦山生態環境治理工作委員會 理事
吉林大學學報(地球科學版)編委 胡克、吳東輝等,2000,城市生態環境受沙塵暴影響的研究實例,長春科技大學學報, v31(3),p265
楊吉龍、胡克,2001,乾熱岩(HDR)資源研究與開發技術綜述,世界地質,v20(1),p43-51
楊吉龍、李家存、胡克等,2001,遙感技術與數字國土,長春科技大學學報,v31(專輯),p18-20
胡克、吳東輝、楊德明等,2001,遠源沙塵暴對城市生態環境影響的初步研究,長春科技大學學報,v32(2),pp176-179
王建國、胡克,2002,農村居民點整理的必要性與可行性,國土資源(4),p42-45
[介冬梅、胡克、白躍華等,2003,東北平原的鹼性塵暴,第四紀研究,v23(2),p
胡克、王雲等,2003,長春市「2000-04-07」遠源沙塵濕沉降攜帶細菌研究,中國沙漠,v23(6),p652-655
陳橋、胡克、文屹等,2003,鞍山市鐵礦山礦山地質災害形成條件及對策研究,世界地質,v22(2),p166-171
楊娟、胡克,2003,城市房屋拆遷中土地使用權補償價值的探討,國土資源(12),p28-29
胡克,2003,礦山土地污染場區的防治與管理,見中國礦山環境管理實用手冊,地質出版社(北京),p103-117
陳兵、胡克、介冬梅等,2004,吉林西部鹼塵通量及物質特徵分析,生態環境,v13(3),p191-193
介冬梅、胡克,霍新疆等,2004,東北地區2002年春季沙塵暴的物質特徵和成因分析,環境科學v25(2),p27-31
劉玉英、胡克、楊俊鵬等,2004,吉林西部全新世晚期土壤碳酸鹽中碳穩定同位素記錄的古氣候信息,土壤通報,v35(4),p408-412
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陳橋、胡克等,2004,礦山土地污染危害及污染源探討,國土資源科技管理v21(4),p50-53
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曹振、胡克、張永光等,2004,科爾沁沙地可風蝕性地表沉積物粒度分析研究,中國沙漠v25(1),15-19
李福來、胡克等,2005,中國礦山固體廢棄物現狀與對策分析,國土資源科技管理(1)66-69
張新榮、胡克、劉莉莉,2005,吉林敦化地區全新世泥炭沉積中植硅體分析,微體古生物學報,v22(2),202-207
宋日、胡克、郭繼勛等,2005,137Cs示蹤法在東北松嫩平原土壤侵蝕定量評價中的應用,中國草地,v27(3),11-20
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王建軍、胡克、王永慧,2006,礦山復墾產業化的實現途徑,資源與產業,v8(1),55-57
陳兵、胡克、介冬梅、Kitagawa等,2006,松嫩平原西部鹼塵氣溶膠的時段變化及其氣候影響因素分析,環境科學學報,v26(3),515-520
胡克、陳兵、Kitagawa,2006,松嫩平原西部鹼塵元素組成分析,吉林大學學報(地學版)v36(3)
學術會議論文
胡克、吳東輝等,2002,鞍山鐵礦山廢棄地的土壤動物群落研究,中國地理學會學術年會論文摘要集,2002.11
介冬梅、胡克等,大布蘇湖全新世定量古生態過程研究,中國地理學會2002年學術年會論文摘要集,2002.11
胡克、趙偉、陳橋、馮軍等,2003,金屬礦山生態環境重建的評價體系研究,第六屆全國礦山尾礦利用和礦山環境會議論文集,p120-129
陳橋、胡克,2003,關於礦山生態環境治理必要性的討論,第六屆全國礦山尾礦利用和礦山環境會議論文集,p31-37
陳兵、胡克等,2004,吉林西部鹼塵氣溶膠礦物與元素組成和來源研究,過程工程學報v(4)(專輯),p736-741,中國顆粒學會2004年會(山東煙台)
曹振、胡克等,2004,科爾沁沙地土地利用與表土粒度相互關系研究,LUCC科學研究進展暨中國土地學會年會(北京) 國土資源概論教學課件,國土資源部,2000-01,負責人
中國東北地區沙塵暴形成機制與預警預報,973子課題專項,2001-2003,專項負責人
鞍山市礦山生態環境重建試驗研究,國土資源部地質環境專項,2001-02,負責人
黑龍江省礦山地質環境定量化評價,中國地質調查局,2002-03,子課題負責人
石家莊市土地開發整理規劃(專題研究),石家莊市國土資源局,2001-02,工作組長
黑龍江省穆棱縣、雞東縣地質災害調查,中國地質調查局計劃項目,2002-03,合作負責人
湖州市礦山生態環境治理規劃(專題研究),湖州市人民政府委託項目,2001,工作組長
盤錦市雙台河口生態環境調查與評價,遼寧省國土資源廳,2003-2005,負責人
遼河油田興-2井井中換熱試驗,遼寧省國土資源廳,2005-2006,負責人
遼寧省國土規劃專題項目(2005TP043),2005-2006,負責人
鞍山市鐵礦山復墾與生態重建試驗工程,2005-2007,負責人 1995,西藏龍木錯—雙湖古特提斯縫合帶研究,地質出版社
1996,華中元古宙高壓變質帶,地質出版社
2003,礦山環境管理實用指南(姜建軍主編),地震出版社 2001年,獲遼寧省科技成果三等獎;
2005年,獲國土資源部科技進步二等獎;

⑶ 中國地質科學院地質研究所

中國地質科學院地質研究所是國家科技創新體系的重要組成部分,是國家基礎地質研究和地質調查的重要力量,主要從事基礎性、公益性、戰略性和前沿性的基礎地質調查及基礎地質研究工作,同時承擔地質學、地球物理學和地球化學等專業研究人才的教育和培養。通過50多年的建設和發展,地質研究所已經成為一個學科較齊全、人員結構較合理、設備較完善的綜合性地學基礎研究機構,20世紀90年代曾被國際地學刊物《地質時代》評為世界地學百強機構,是中國最有影響的兩個地學機構之一。

所長兼黨委書記侯增謙(右二)、副所長耿元生(左二)、副所長高錦曦(左一)、常委副書記兼紀檢書記沈琳(右一)

松多榴輝岩帶的新達朗榴輝岩露頭

2009年地質研究所承擔項目100餘項,其中國家科技支撐課題11項、國家863課題1項、國家973課題2項、國家自然科學基金項目39項、地質大調查項目43項、深部探測技術與實驗研究專項項目2項、公益性行業科研專項項目2項、國土資源部百人計劃項目2項、非財政項目13項、基本業務費項目和院實驗室項目若干項。獲國土資源科學技術獎一等獎1項、二等獎1項。以第一作者發表論文210篇,其中SCI收錄120篇(國際SCI論文40篇),國內核心期刊100篇,出版專著2部。

雅魯藏布江大拐彎縫合帶西側「魯郎—拉月韌性走滑剪切帶」的野外照片

南迦巴瓦石榴輝石岩及其退變質岩的顯微照片

2009年度重要科研成果

青藏高原周緣造山帶的崛起及資源效應:中國地質調查局、國家自然科學基金資助項目,負責人為許志琴院士等。項目在拉薩地體中部發現了松多榴輝岩高壓—超高壓變質帶,把拉薩地體解體為北拉薩地體和南拉薩地體,為古特提斯洋盆演化和多地體存在提供了新證據。釐定了南迦巴瓦的構造格架、地質年代序列和重要的構造岩漿事件;提出南迦巴瓦岩群經歷了多期造山與再活化過程;獲得了拉薩地體前寒武紀構造熱事件的年代學證據;證明拉薩地體存在同俯沖/碰撞型埃達克岩;發現了高喜馬拉雅造山帶的EW向拆離構造,拆離構造始於27Ma,與南迦巴瓦變質地體向北擠出時限相當,提出新的隧道流和物質側向運動的模式;確定了北喜馬拉雅穹隆帶中的兩期富鈉過鋁質花崗岩漿事件,提出高級變質岩的部分熔融,可能是形成埃達克質岩漿及相關斑岩型銅金礦床的重要機制。通過阿爾金斷裂—康西瓦斷裂及喀喇昆侖斷裂的幾何學、運動學、年代學、走滑速率及地震位移的研究,闡明青藏高原西緣大型走滑斷裂的動力學與物質運動方式,探索了地震強震復發周期。釐定了龍門山—錦屏山西緣的前震旦紀基底和蓋層之間的一條大型拆離斷裂;提出龍門山—錦屏山在白堊紀開始強烈隆升的擠出機制,認為高原北緣和東緣的強烈隆升發生在印度和亞洲碰撞之前的白堊紀,可能與班公湖—怒江特提斯洋盆的關閉有關。提出四川前陸盆地是晚三疊世—侏羅紀松潘—甘孜前陸盆地和白堊紀—第四紀龍門山—錦屏山再生前陸盆地疊合的中新生代前陸盆地。銻金多金屬礦床的成礦作用與特提斯喜馬拉雅前陸斷褶帶沿逆沖推覆構造事件誘發地殼部分熔融,導致岩漿侵位及成礦。開展了高原西北緣西昆侖和塔里木盆地盆山耦合研究,提出塔里木南緣的前陸盆地的北界為麻扎塔格逆沖斷裂;重新釐定天山構造系和青藏高原構造系的界限以及動力學機制。

阿伊拉日居山地區喀喇昆侖韌性剪切帶中的變形特徵

阿爾金斷裂帶西段地區Landsat衛星影像、活動構造及火山岩的分布特徵

青藏高原演化與資源環境效應:中國地質調查局基礎地質調查與研究工作項目,負責人為肖序常院士。項目對羌塘中部高壓變質帶中已發現的榴輝岩、藍片岩等進行了詳細的研究,建立了相應的PTt軌跡;在絨瑪地區發現了典型的藍閃石;在岡瑪錯地區發現了新的榴輝岩出露點,對認識青藏高原早期形成演化、板塊閉合及碰撞造山過程的研究具有重要意義。發現並確定了羌塘中部早古生代蛇綠混雜岩,對探討特提斯洋的構造演化具有重要意義。推斷羌南—保山板塊基底與羌北—昌都板塊和松潘—甘孜板塊基底性質不同,而與印度板塊和喜馬拉雅造山帶之間有很好的親緣性。通過對晚古生界—三疊系剖面的實測,證實了北羌塘盆地南緣存在中下二疊統含特提斯暖水動物群的碳酸鹽岩相地層;在上三疊統望湖嶺組中發現淺海相生物化石;提出上二疊統吉普日阿組更可能為早中三疊世地層。對第四紀以來該區氣候環境變遷作了探討,發現了新石器時代遺存物。提出青藏高原油氣成藏地質背景與西特提斯有一定對比性,指出了高原具有尋找油氣藏的前景,提出「幔源(流)合成催化生油論」。

藏北羌塘榴輝岩位置圖

羌塘中部角木日二疊紀蛇綠岩野外露頭

榴輝岩顯微照片

賀蘭山群野外露頭

中國西北地區若乾重要演化階段地層格架建立與對比研究:中國地質調查局、國家自然科學基金資助項目,負責人耿元生、姚建新、朱祥坤研究員等。項目分為3個專題開展工作,分別取得重要進展。

賀蘭山群變質PT軌跡

中國西北部前寒武紀地層對比研究:查明和確定了趙池口群、賀蘭山群和千里山群的分布、組成特徵和形成環境、時代,改變了以往將賀蘭山群和千里山群劃歸太古宙的認識;查明了賀蘭山地區早前寒武紀岩漿事件的期次、特徵;揭示出華北克拉通的西北緣古元古代晚期的岩漿啟動和結束事件均早於北緣。在阿拉善岩群中識別出一些具有重要意義的變質變形的新元古代、晚古生代和中生代的岩漿岩。賀蘭山群變質過程的PT演化軌跡的建立表明該區變質晚期是較慢的抬升減薄過程。通過對比研究,提出了阿拉善地塊在不同階段的大地構造屬性。

塔里木重要區段古生代和中生代地層格架的建立及對比研究:在一些重要的地層中採集到孢粉、疑源類和幾丁石等微體化石,為這些地層時代的確定與對比提供了新的證據。據發現的鈣質超微化石、溝鞭藻化石進一步釐定了該區中—新生代地層層序,證實了庫車坳陷及塔東北地區晚白堊世存在海相和陸相沉積,塔西南是近岸濱海—淺海沉積環境。確定麻扎地區火成岩具有島弧性質,且形成於早石炭世。建立了柯坪地區早古生代三級層序,歸並出二級層序,提出中—上奧陶統自東向西發生超覆。

柯坪同古四布隆寒武系灰岩野外露頭

新元古代—早古生代重大轉折期的同位素記錄和生物與環境的協調發展:通過對陡山沱組蓋帽碳酸鹽岩Sr同位素研究,揭示了新元古代「雪球地球」事件之後強烈的化學風化作用和巨量的陸源物質輸入。過渡族元素(鐵、銅、鋅)同位素分析表明,相對於碳酸鹽岩,黑色頁岩Fe重同位素富集、Zn重同位素虧損、Cu同位素組成無明顯差異。Fe、Cu和Zn同位素在不同沉積相存在著差異,表明海水存在化學分層。陡山沱期早期,從台地相、斜坡相到深海盆地相,海水由表層氧化逐漸向深海的還原狀態轉化。

峽東地區九龍灣剖面蓋帽碳酸鹽岩的稀土元素和鍶同位素特徵

都蘭單元南帶榴輝岩中首次發現石榴子石的柯石英包體

柴北緣超高壓榴輝岩野外露頭

祁連—阿爾金造山帶構造演化及其對成礦作用的制約:中國地質調查局、國家自然科學基金資助項目,負責人張建新、李海兵研究員。項目劃分並確定了祁連—阿爾金造山帶的構造單元和構造屬性,明確了被阿爾金斷裂所切割的阿爾金山和祁連山古構造單元具可對比性;首次在柴北緣榴輝岩中發現柯石英,在都蘭識別出新的高壓麻粒岩單元;建立了南阿爾金—柴北緣高壓/超高壓變質帶的年代學格架;明確了北祁連—北阿爾金早古生代具有冷洋殼俯沖性質,而且早古生代洋殼俯沖存在穿時性;確定了北阿爾金紅柳溝蛇綠岩的完整組合,獲得北祁連SSZ蛇綠岩時限。南北兩條俯沖(碰撞)雜岩帶控制了這一地區基本的古構造格架和礦產資源的時空分布。

阿爾金斷裂帶被識別出新生代有多期強烈活動,至少存在3次快速隆升過程;最大走滑位移量由韌性和脆性走滑位移量組成;祁連山西段新生代火山岩和東段白堊紀火山岩特徵為阿爾金斷裂活動時限及演化提供了新的佐證;區域山脈的形成可能與阿爾金斷裂走滑作用伴隨的逆沖斷裂活動有關。祁連山在白堊紀開始抬升,形成了青藏高原雛形的北部邊界,新近紀的快速抬升造就了現今的高原北部面貌。白堊紀昌馬盆地具有較大的旋轉量,而柴達木地塊並沒有發生整體順時針旋轉。柴達木盆地和酒西盆地的主要油氣構造是伴隨阿爾金斷裂走滑過程的產物,對沖構造發育區是上述盆地中的有利儲油構造。

青藏高原南部地幔岩及鉻鐵礦成因:中國地質調查局、國家自然科學基金資助項目,負責人為楊經綏研究員。項目在羅布莎鉻鐵礦中發現呈斯石英假象的柯石英,推測是由更高壓相的斯石英減壓相變形成,提供了鉻鐵礦可能來自>300km的地幔深部的重要證據;在鉻鐵礦的鋨銥礦中發現原位金剛石,表明金剛石形成在高溫高壓(T>2000℃,P>5GPa)環境;在羅布莎、康金拉和香卡山礦區的鉻鐵礦及其圍岩中發現了金剛石,為探討鉻鐵礦、蛇綠岩的成因提供了新的重要證據。

在俄羅斯極地烏拉爾鉻鐵礦中首次發現金剛石等異常地幔礦物,並在金剛石中發現納米級柯石英包裹體,證明金剛石為原位產出,提供了鉻鐵礦成因的關鍵證據;羅布莎鉻鐵礦中發現的新礦物羅布莎礦、曲松礦、藏布礦和雅魯礦獲國際新礦物委員會的批准;高溫高壓實驗證明,鉻鐵礦中發現的硅金紅石形成於超高壓環境;發現碳硅石的原位δ13C虧損,經對比認為其可能來自下地幔;提出地幔橄欖岩經歷了洋底擴張,在板塊匯聚邊緣經歷了高Mg熔體的交代。橄欖岩中的鋯石年齡(130Ma)代表了岩體的侵位階段,提出康金拉鉻鐵礦成礦物質來自深部而不是容礦圍岩。認為地幔橄欖岩中發現的殼源鋯石、石英、紅柱石、藍晶石等可能存在早期俯沖地殼物質的再循環,支持了「地幔不均勻」理論,羅布莎地幔橄欖岩和鉻鐵礦體均可能形成於地幔柱背景。

呈斯石英假象的柯石英及其共生礦物

白水江群灰岩塊體中的牙形石

a—Ligonodina sp.;b—Icrios culicellus;c,d—Icrios sp.

南秦嶺主要構造岩帶及其形成環境研究:中國地質調查局、國家自然科學基金資助項目,負責人王宗起研究員等。項目重新梳理了白水江群、碧口群、橫丹群、西鄉群、三花石群、耀嶺河群、鄖西群、洞河群的岩石組成特徵,結合構造變形樣式及古生物化石,認為南秦嶺白水江群等志留系、北大巴山地區洞河群和部分志留系分別具有增生雜岩和弧後混雜岩的典型特徵,碧口群、西鄉群與耀嶺河群/鄖西群則為晚古生代島弧雜岩,北大巴山地區則為古生代弧後雜岩及弧後陸緣組合序列。泥盆紀孢子、幾丁蟲、蟲顎等微體化石的發現證明碧口群和廣義的西鄉群主體時代為晚古生代,對前人有關北大巴山腹地沒有晚古生代地層的認識做出了重要更正。早石炭世微體化石的發現和玄武岩、凝灰岩鋯石年齡表明安康一帶耀嶺河群主要形成於晚古生代。原劃為奧陶紀大堡組的生物灰岩塊中發現了中泥盆世化石,白水江群碎屑鋯石年齡及花崗侵入岩年齡表明南秦嶺增生雜岩帶形成的最終時間為二疊紀末或三疊紀初。

全國區域地質綜合研究試點:中國地質調查局基礎地質調查與研究工作項目,負責人李廷棟院士、丁孝忠研究員。完成了全國區域地質志編寫技術要求的研究,基本滿足了地質志編寫專業構架內容的要求。在區域地層綜合研究、大地構造綜合研究、岩漿岩綜合研究、地球物理和深部地質綜合研究、編圖、第四紀地質綜合研究及地質志資料庫建設方面提出了整體編圖的指導思想、編圖原則和地質志圖件、資料庫的基本構架。江西省的試點工作全面覆蓋了區域地質、礦產、環境三部分。通過資料總結研究和初步的野外調查對江西省的諸如雙橋山群研究等重大地質疑難問題的研究有了重要的新發現和新認識,為指導和規范全國地質志的編寫提供了有益的經驗和範例。

雙橋山群和河上鎮群地層柱及鋯石U-Pb諧和圖

內蒙古中部晚新生代湖泊演化與古氣候研究:中國地質調查局基礎地質調查與研究工作項目,負責人為王永研究員。項目結合衛星遙感影像解譯及野外地質調查,綜合分析湖泊沉積地層、孢粉組合及環境磁學特徵,將內蒙古中部第四紀晚期以來湖泊演變及氣候環境演化劃分出3個階段:150ka、21ka、10ka,此期間曾大范圍發育湖泊,為一較溫暖的半濕潤氣候環境。將之與陽原全新世剖面對比分析,證實了中國北方第四紀晚期氣候變化的波動性與階段性,同時也存在區域性差異。渾善達克沙地在晚更新世就已經存在,經歷了3次明顯的氣候乾冷事件。

浩來呼熱古湖泊遙感影像圖

典型珍稀化石特徵研究:中國地質調查局基礎地質調查與研究工作項目,負責人為姬書安研究員。項目基本查明收藏的恐龍蛋化石、哺乳動物化石以及其他類型化石的產出地點以及時代分布;完成了中國恐龍蛋化石分布、河南省恐龍蛋化石分布、和政地區晚新生代哺乳動物化石分布圖等圖件。對發現於河南潭頭盆地的恐龍蛋殼進行了詳細研究,確定了2個屬3個種恐龍蛋,極大地豐富了前人對該盆地恐龍蛋的認識。在甘肅蘭州盆地中鋪一帶發現了恐龍蛋殼,為甘肅省境內恐龍蛋化石的首次記錄。識別出了恐龍蛋化石、和政哺乳動物頭骨化石標本中幾類不同形式的作假現象,對以後相關工作的開展具有借鑒意義。

內蒙古中部地區全新世以來孢粉組合特徵

中國白堊紀恐龍蛋化石分布圖

河南潭頭盆地恐龍蛋化石

中國大陸科學深鑽主孔鑽井

中國大陸科學鑽探工程綜合研究(東海):中國地質調查局、國家自然科學基金資助項目,負責人為許志琴院士、劉福來研究員等。項目通過鑽探,在原有金紅石礦體下又發現了厚達400m的金紅石礦體,為富含鈦磁鐵礦的輝長岩經超高壓轉變成富金紅石榴輝岩的結果。在岩心及附近地表露頭岩石的鋯石中普遍發現柯石英,表明蘇魯地體由榴輝岩及其圍岩的原岩所組成的巨量陸殼物質曾整體發生深俯沖。發現有經超高壓變質的侵入性超鎂鐵岩(CCSD主孔、PP3衛星孔)和殘餘地幔楔(PP1和PP6衛星孔);在主孔岩心橄欖岩和榴輝岩岩屑中鑒定出金剛石、方鐵礦、自然鐵、自然鉻、自然金、自然鋁、鎳紋石、鐵紋石等數十種礦物,初步判斷它們來自於深部地幔。礦物氧同位素組成研究證實超高壓地體的原岩形成於被動大陸邊緣的構造環境,陸殼岩石曾與寒冷的冰水發生過廣泛的交換作用。建立了蘇魯地體「俯沖—超高壓變質—折返—隆升—去頂」全過程的年齡譜系和各階段的俯沖與抬升速率,表明蘇魯超高壓變質帶經歷了快速俯沖—快速折返以及慢速隆升和極慢速去頂的演化過程。顯微構造分析發現橄欖岩和榴輝岩在深俯沖過程中經歷了強烈的高溫塑性變形。將蘇魯超高壓岩石的流體—岩石相互作用劃分為7個演化階段,提出大陸板塊的深俯沖可以將相當多的流體和其中的溶解物質從地表帶入到地幔深處;在鋯石中發現了與柯石英共存的原生流體包裹體和超臨界富硅酸鹽的含水熔體,表明蘇魯地體的榴輝岩及其圍岩在超高壓峰期變質階段有流體參與。提出了蘇魯地體分片俯沖—折返的穿時模型和深俯沖的物質沿板塊匯聚邊界的多層隧道呈多重/分片樣式「擠出」的折返模式。首次利用科學鑽探驗證了結晶岩區地球物理成果,並建立了主孔區6000m深度的結構剖面,為陸—陸碰撞帶的深根和蘇魯UHP變質地體三維結構的建立奠定了基礎。

5100m鑽探岩性剖面

汶川地震鑽探專項:為科技部項目,總負責人為許志琴院士,由8個子課題組成在汶川特大地震發生及其餘震尚在繼續的特殊時期,快速實施汶川地震斷裂的科學鑽探是認識地震發生的機制、提高地震監視和預警的能力的一條重要途徑,是研究地震破裂、應力解除過程的最佳時段。WFSD—1完成了1200m的鑽進目標,在589~700m深度發現北川—映秀地震主斷裂。主斷裂帶由厚達200m的黑色斷層泥、碎裂岩和斷層角礫岩組成,發現了罕見的20m厚的斷層泥;在主斷裂上部的彭灌雜岩中發現近20條古地震斷裂帶。開鑽以來通過30000次餘震的監測以及隨鑽實時流體監測,發現流體異常與餘震及斷裂帶有相關關系。

脊椎動物化石研究取得了突破性進展:為中國地質調查局、國家自然科學基金、科技部973課題共同資助的階段性成果。在遼西熱河生物群研究中取得了突破性進展:新的哺乳動物化石——亞洲毛獸的發現為早期哺乳動物的中耳演化提供了重要線索。新屬新種孔子天宇龍恐龍化石的發現不僅將異齒龍類恐龍的分布擴展至亞洲,而且填補了羽毛早期演化中的一個空白。達爾文翼龍化石的發現填補了由原始翼龍向進步翼龍演化的過渡類型的空白。中國猛龍恐爪龍類足跡化石的發現(河北省赤城縣土城子組地層)成為世界上最古老的、最小的恐爪龍類足跡。

大型科學儀器遠程共享公共服務系統取得重大進展:由北京離子探針中心牽頭承擔的國家科技基礎條件平台重點項目「用於微束分析的大型科學儀器遠程共享公共服務系統」和「離子探針示範系統」項目實現了微束分析大型科學儀器遠程共享公共服務系統和離子探針遠程共享控制系統,接入了中國地質科學院、中國計量科學研究院、吉林大學、南京大學、西北大學、北京大學、天津地礦所、宜昌地礦所和澳大利亞Curtin大學及ASI公司等單位的微束儀器,提供了針對地球科學、材料科學、生命科學、醫學、納米技術等學科的遠程科學實驗,提高了該類儀器的使用效率和應用水平。

我國台灣地區第一個SHRIMP遠程工作站建成。SHRIMPII中國台灣地區遠程工作站(SROS工作站)於2009年3月16日下午順利通過調試,並在3月16日至19日期間與北京連線進行了約80個小時的實際樣品遠程定年。系統運轉穩定,測試工作圓滿成功。SROS得到國際地學界的廣泛認可和高度評價,SHRIMPII遠程測試工作已在全球范圍內成功地常規化開展。中國台灣地區遠程工作站的建立,將進一步加強海峽兩岸在地學研究方面的互動與交流,為地質研究所與台灣地學界同仁開展全方位的合作打開新局面。

汶川地震科學鑽探

台北中研院地球科學研究所所長江博明教授和中心主任劉敦—研究員在2009年3月建立的台北SROS工作站觀摩SHRIMP遠程實驗

⑷ 胡克的地質學教授

姓名:胡克
性別:男
出生年月:1957.07
民族:漢族
籍貫:山東省
文化程度:博研生
所學專業:岩石學
現從事對第四紀地質學、海洋地質學等方面的研究,為教授職稱。
學歷學位教育
1982年畢業於長春地質學院,獲地質學學士學位
1986年畢業於長春地質學院,獲岩石學碩士學位
1989年畢業於長春地質學院,獲岩石學專業博士學位
工作簡歷
1989—1996年 長春地質學院任教(1991年原地礦部破格晉升為副教授;1994年原地礦部破格晉升為教授)
1996—1998年 在美國加州大學洛杉磯分校(UCLA)做訪問學者
1998—1999年 長春科技大學任教,擔任國土資源系主任
1999—2000年 日本九州大學訪問學者和客座研究
2000-2001年 吉林大學地球科學學院任教,任國土資源系主任
2001-2004年 任吉林大學地球科學學院副院長,主管科研和外事工作
2004.12 至今 任中國地質大學海洋學院副院長
中國礦山生態環境治理工作委員會 理事
吉林大學學報(地球科學版) 編委
2000年以來發表論著
(一)學術論文:
[1] 胡克、吳東輝等,2000,城市生態環境受沙塵暴影響的研究實例,長春科技大學學報, v31(3),p265
[2] Hu Ke,2000,Development of the Geothermal energy in China. Geothermal Res. Report of Kyushu University (9),p5-9
[3] Wu Donghui,Hu Ke,Wang Yun,2000,Ecological effects of remote smallsand descending on urban area. J. Geosci. Res. Northeast Asia,v3 (2),p230-235
[4] Hu Ke,Yang Deming,2000,Geothermal energy in China: status and problems,J. Geosci. Res. Northeast Asia,v3 (1),p 47-52
[5] Zhao Wei,Hu Ke et al.,2001,A simulating experiment in the process of soil erosion on bare land in Mt. Tanakami,J. Geosci. Res. Northeast Asia,v4 (2),p79-83
[6] 楊吉龍、胡克,2001,乾熱岩(HDR)資源研究與開發技術綜述,世界地質,v20(1),p43-51
[7] 楊吉龍、李家存、胡克等,2001,遙感技術與數字國土,長春科技大學學報,v31(專輯),p18-20
[8] 胡克、吳東輝、楊德明等,2001,遠源沙塵暴對城市生態環境影響的初步研究,長春科技大學學報,v32(2),pp176-179
[9] 王建國、胡克,2002,農村居民點整理的必要性與可行性,國土資源(4),p42-45
[10] 介冬梅、胡克、白躍華等,2003,東北平原的鹼性塵暴,第四紀研究,v23(2),p
[11] Hu Ke,Liu Yuying,Cao Zhen,2003. Two different st storms in Northeast China: the sources and influences in East Asia. J. Geosci. Res. Northeast Asia,v6(1),p99-104
[12] 吳東輝、胡克,2003,大型土壤動物在鞍山市大孤山鐵礦廢棄地生態環境恢與重建中的指示作用,吉林大學學報(地學版),v33(2),p213-216
[13] 吳東輝、胡克、王雲等,2003,長春市「2000-04-07」遠源沙塵濕沉降攜帶細菌研究,中國沙漠,v23(6),p652-655
[14] 陳橋、胡克、文屹等,2003,鞍山市鐵礦山礦山地質災害形成條件及對策研究,世界地質,v22(2),p166-171
[15] 楊娟、胡克,2003,城市房屋拆遷中土地使用權補償價值的探討,國土資源(12),p28-29
[16] 胡克,2003,礦山土地污染場區的防治與管理,見中國礦山環境管理實用手冊,地質出版社(北京),p103-117
[17] 陳兵、胡克、介冬梅等,2004,吉林西部鹼塵通量及物質特徵分析,生態環境,v13(3),p191-193
[18] 介冬梅、胡克,霍新疆等,2004,東北地區2002年春季沙塵暴的物質特徵和成因分析,環境科學v25(2),p27-31
[19] Hazaea Mohammad,Hu Ke,2004. A geochemical survey of thermal springs in west part of Yemen and their geothermometric characteristics. J. Geosci. Res. Northeast Asia,v7(1),p58-63
[20] 劉玉英、胡克、楊俊鵬等,2004,吉林西部全新世晚期土壤碳酸鹽中碳穩定同位素記錄的古氣候信息,土壤通報,v35(4),p408-412
[21] 陳橋、胡克、馮軍等,2004,對礦山生態環境治理必要性的討論,地質通報,v23(4),p310-313
[22] 張新榮、胡克、王東坡等,2004,植硅體研究及其應用的討論,世界地質,v23(2),p112-117
[23] 楊娟、胡克,2004,國有土地的房屋拆遷補償之研究,現代城市研究(8),p61-64
[24] 陳兵、胡克、戴琳娜等,2004,黑龍江省穆陵市森林資源現狀分析與經濟效益評價,國土與自然資源研究(3),p86-87
[25] 陳橋、胡克等,2004,礦山土地污染危害及污染源探討,國土資源科技管理v21(4),p50-53
[26] 陳兵、胡克、介冬梅、 H Kitagawa,2004,吉林西部鹼塵的通量與物質特徵分析,生態環境v13(2),p191-193
[27] 曹振、胡克、張永光等,2004,科爾沁沙地可風蝕性地表沉積物粒度分析研究,中國沙漠v25(1),15-19
[28] 李福來、胡克等,2005,中國礦山固體廢棄物現狀與對策分析,國土資源科技管理(1)66-69
[29] 張新榮、胡克、劉莉莉,2005,吉林敦化地區全新世泥炭沉積中植硅體分析,微體古生物學報,v22(2),202-207
[30] 宋日、胡克、郭繼勛等,2005,137Cs示蹤法在東北松嫩平原土壤侵蝕定量評價中的應用,中國草地,v27(3),11-20
[31] 劉莉莉、胡克、介冬梅等,2005,退化羊草草地生態恢復過程中大型土壤動物群落生態特徵,生態環境,v14(6),908-912
[32] 王建軍、胡克、王永慧,2006,礦山復墾產業化的實現途徑,資源與產業,v8(1),55-57
[33] 陳兵、胡克、介冬梅、Kitagawa等,2006,松嫩平原西部鹼塵氣溶膠的時段變化及其氣候影響因素分析,環境科學學報,v26(3),515-520
[34] 胡克、陳兵、Kitagawa,2006,松嫩平原西部鹼塵元素組成分析,吉林大學學報(地學版)v36(3)
(二)學術會議論文:
[1] 胡克、吳東輝等,2002,鞍山鐵礦山廢棄地的土壤動物群落研究,中國地理學會學術年會論文摘要集,2002.11
[2] 介冬梅、胡克等,大布蘇湖全新世定量古生態過程研究,中國地理學會2002年學術年會論文摘要集,2002.11
[3] Zhao Wei,Hu Ke et al.. 2002,Regulation of metal mine ecological rehabitation – A case of iron mines in Anshan city,Proceedings of 2nd international symposium of Geosciences in NE Asia (eds. Sun G. Et al.),2002,Changchun,China
[4] Hu Ke,Jie Dongmei,2002,Occurrence and damage effects of two different st-storm from Northeast China. Proceedings of Korea-Sino Dust-Storm Conference (Seoul),p17-34
[5] 胡克、趙偉、陳橋、馮軍等,2003,金屬礦山生態環境重建的評價體系研究,第六屆全國礦山尾礦利用和礦山環境會議論文集,p120-129
[6] 陳橋、胡克,2003,關於礦山生態環境治理必要性的討論,第六屆全國礦山尾礦利用和礦山環境會議論文集,p31-37
[7] Hu Ke,Chen Bing,Fan Sulan,2003,On the solid wastes of the mining in China. Proceedings of 5th ISGMC,China-Russia-Mongolia (Changchun),p82-83
[8] 陳兵、胡克等,2004,吉林西部鹼塵氣溶膠礦物與元素組成和來源研究,過程工程學報v(4)(專輯),p736-741,中國顆粒學會2004年會(山東煙台)
[9] 曹振、胡克等,2004,科爾沁沙地土地利用與表土粒度相互關系研究,LUCC科學研究進展暨中國土地學會年會(北京)
[10] Chen Bing,Hu Ke,H. Kitagawa,2006,Characterization of the atmospheric suspended particles in Western Songnen Plain,northeastern China,第九屆全球環境變化學術討論會(北京)
2000年以來承擔的重要科研項目
國土資源概論教學課件,國土資源部,2000-01,負責人
中國東北地區沙塵暴形成機制與預警預報,973子課題專項,2001-2003,專項負責人
鞍山市礦山生態環境重建試驗研究,國土資源部地質環境專項,2001-02,負責人
黑龍江省礦山地質環境定量化評價,中國地質調查局,2002-03,子課題負責人
石家莊市土地開發整理規劃(專題研究),石家莊市國土資源局,2001-02,工作組長
黑龍江省穆棱縣、雞東縣地質災害調查,中國地質調查局計劃項目,2002-03,合作負責人
湖州市礦山生態環境治理規劃(專題研究),湖州市人民政府委託項目,2001,工作組長
盤錦市雙台河口生態環境調查與評價,遼寧省國土資源廳,2003-2005,負責人
遼河油田興-2井井中換熱試驗,遼寧省國土資源廳,2005-2006,負責人
遼寧省國土規劃專題項目(2005TP043),2005-2006,負責人
鞍山市鐵礦山復墾與生態重建試驗工程,2005-2007,負責人
1995,西藏龍木錯—雙湖古特提斯縫合帶研究,地質出版社
1996,華中元古宙高壓變質帶,地質出版社
2003,礦山環境管理實用指南(姜建軍主編),地震出版社
2001年,獲遼寧省科技成果三等獎;
2005年,獲國土資源部科技進步二等獎;

⑸ 「殘留特提斯」的猜想——新世紀新目標——開拓中新生代海相油氣新領域

《油蹤紀程》講述了半個世紀以來以尋找中新生代陸相油氣為主的點滴故事。

新世紀即將來臨之際,找油找氣的新目標是什麼?應該如何去開拓油氣新領域?特別是在遼闊的近海海域,除繼續勘探現有的常規油氣外,寄希望於打開海相大領域,發現大型海相油氣田。使有朝一日油氣勘探的重點能從陸上轉向海上。提出「殘留特提斯」的猜想,無非是以此開啟探索者的思路。

任何科學的預見、猜想、推測或假設,都包含著成功與失敗。然而人類文明史的創造,總是以堅韌不拔的精神和高超智慧,去攻克—道道難關,才使世界科學得以發展。

例如,最近丁肇中博士領導的阿爾法磁譜儀航天試驗尋找宇宙反物質,是否馬上會被證實還有待實踐來檢驗,誰也不能斷定會百分之百的成功。

許多諾貝爾獎獲得者的人生,大都是在實驗室里度過的,他們勇於走入「迷宮」,哪怕是遭到千百次失敗,仍勇於走出「迷宮」,最後的成功將屬於堅韌者。

魯迅先生曾提倡「不恥最後」精神。他說:「不恥最後」。即使慢,馳而不息,縱會落後,縱會失敗,但一定可以達到他所向的目標。

就探索地學而言,同樣也要遵循這客觀規律。冷靜地回憶一下,我們所超過的油氣勘查的路難道不是這樣嗎?

——克拉瑪依油田的發現,不是受黑油山「黑池悉腐鼠」的啟示嗎?

——大慶油田的發現,不是起因於松花江小漁船首次採到生油岩嗎?

——我國近海石油工業的崛起,難道會忘卻50年代初,鶯歌海漁民發現那海上的「鬼火」嗎?

還可以舉出許許多多的感人實例。歷史告誡人們,要以科學的態度對待科學,在未經反復實踐就否定它這顯然是違反科學的。

「殘留特提斯」的猜想,也許會成為世紀難題,也許通過實踐證明它不存在,也許會使猜想變成現實,真的獲得成功。這將關繫到我國開發海洋油氣資源,關繫到我國經濟利益與戰略需要。

我朝思暮想,真誠希望得到我國地學界精英們的支持和鼓勵,更希望年輕一代的油氣地質工作者,鍥而不舍地去攻克這道難題,真心實意地希望他們用神來之筆撰寫一部新的《油蹤紀程》吧!

祝願我國油氣地質事業,以高昂的步伐邁向21世紀!

史海鉤沉,使我回憶起參加劉光鼎院士主編的「中國海區及鄰域地質-地球物理系列圖」編圖時,朱夏院士曾談起東海南部有海相層應值得注意。事隔十年之後,其間對南海北部陸坡海洋地質調查和東海南部麗水凹陷油氣勘探,均獲得了有關中生代和古新世,甚至早始新世海相沉積的新資料。

晚印支一早燕山期,西太平洋板塊與歐亞板塊之間邊緣,曾發育有晚期特提斯海。它從喜馬拉雅北側經越北紅河,沿北西方向的鶯歌海而進入南海,再通過南海北部陸坡槽地,至東沙以東受阻於台灣隆起後,分流成南、北兩支。北支經台灣海峽向北進入東海南部;南支由台西南盆地東去進入日本海域。

科學猜想有過非凡的貢獻。就地學而言,早在20世紀初,德國氣象學家阿爾弗雷德·魏格納於本世紀初,根據大西洋兩岸海岸線的驚人一致性,提出了「大陸漂移」的猜想。經過世人風風雨雨的挑戰和爭論,到了60年代初,地學革命風雲驟起,板塊構造理論出現之後,魏格納的大陸漂移說才得以公認。當然,魏格納並非胡思亂想,而是掌握了許多科學證據。例如,關於古生物遷移,爬行動物的全球分布和3億年前石炭、二疊紀冰川沉積物在洲際大陸間的標志等,給人類揭示了耐人尋味的地球演化歷史。

「殘留特提斯」猜想的依據是什麼呢?

依據之一,1985年,上海海洋地質調查局,在東海陸架盆地南部甌江凹陷施工的靈峰1井,該井於2013米以下鑽遇一套海相古新統,經中國科學院地質研究所分析含有孔蟲、溝鞭藻和鈣質超微化石等,屬種豐富,與國際標准屬種和化石帶對比,確認這套地層屬於典型的海相沉積。該統上部有一組煤系地層,其成因有可能是古新世末海平面上升,使大量的陸生植物漂入海中沉積而成。這說明東海陸架南部有過廣闊的古新世海盆以及古海洋環境的變遷。上海海洋地質調查局將這套地層命名為「靈峰組」,該組之下見晚白堊紀地層,但從3041米以下鑽進320米古老變質岩系,取心樣品由地礦部宜昌地質礦產研究所,使用銣-鍶全岩等時線法測定,其地質年代相當於元古代晚期,距今16.8億年,可與浙江的陳蔡群對比,命名為「溫東群」,被認為是東海陸架的古老基底。在變質岩系中還發現油氣顯示,證實油源來自古新統海相層。之後,打石門潭1井時見到厚度更厚的靈峰組約558米,上部為良好蓋層,下部為海相生油層。

依據之二,1985年,廣州海洋地質調查局與美國哥倫比亞大學拉蒙特—多爾蒂地質觀測所合作,在南海北部陸緣進行地球物理調查,研究被動大陸邊緣構造演化史。在陸坡地震剖面上發現反射呈現連續、振幅較強和長距離可跟蹤對比的地震波組(有別大陸架中生界陸相地震波組。)

據中美合作中方科學家姚伯初等解釋:陸坡水深為800~1400米,海底向南為斜坡,分布著許多溝谷,相對深度為100~500米。剖面上,新生代沉積為1800~4000米。以T6始新統頂界為界,分上、下兩套構造層。上構造層從海底至T6,下構造層從T6至Tg(作者懷疑還包括海相古新統)。Tg之下反射波向北傾斜,計算地震層速度為5.05公里/秒,厚度5~7.8公里,雖受構造變動,但沉積層次仍很清楚,頂部受過剝蝕而成殘留地層,確認為海相中生代沉積,推測中生界底界為侏羅系。它處於東沙群島—彭湖列島一帶的火山弧前,而成為前弧盆地。這就是作者推論的晚中生代「殘留特提斯」。

1995年,馮志強教授在研究南海北部構造變革運動時,曾提出「根據海南島出露的海相二疊紀地層中含大量NanKinella(南京

),推測古特提斯海水與華東相連。由於古特提斯印支縫合帶在海南島以東尚未見到確切的岩石學或構造學上的證據,因此,將分布於粵閩陸地的晚三疊—早侏羅世濱海相地層,解釋為亞洲板塊東部的邊緣海或殘留海沉積。直至早侏羅世以後,華南及南海地塊之間曾發育有晚特提斯,其形態近似坳拉槽。但閉合地質時代從晚印支一早燕山期,並延續到古新世和早始新世」。

依據之三,台西南盆地F1井所見的白堊紀地層,為輕變質的海相頁岩,含超微化石,地層最厚可達5000米,反映了殘留特提斯沉積向東延伸的趨勢。

依據之四,1996年,中國海洋石油總公司總地質師龔再升和王國純兩位專家,曾對東海陸架盆地南部溫東麗水凹陷海相古新統沉積進行了深入細致的研究,並作出預測評價:「認為麗水凹陷近期具備找到大中型油氣田的前景。凹陷中的麗水36—1和溫州13—1構造是台北坳陷找油氣的突破口」。

夢寐以求的願望終於得到回報,專家的科學預測已被一個點的勘探實踐所證實。1997年,東海石油公司與英國超准石油公司合作,在溫東麗水凹陷32區塊施工的麗水36—1井,於海相古新統中試獲高產天然氣。這個重大發現揭開了東海南部油氣勘探海相新領域,為海域油氣勘探史寫下了新篇章。消息傳開震驚了中外石油界(因為該井之前曾打了14口井未獲油氣),引起了科研單位高度重視,激發了人們對古新世特提斯海的研究產生了濃厚興趣。上海海洋地質調查局從事多年東海油氣勘探的趙金海教授、同濟大學的汪品先教授,對此也反響強烈。

特提斯(Tethys)來自古希臘神話,海神的姐妹和妻子叫特提斯。引入自然科學後,有兩種說法:天文學中稱土星的8個衛星之一叫特提斯;地質學中對中生代的環球地槽叫特提斯地槽,簡稱特提斯。另一說法更接近歷史:諾伊馬爾提出從阿爾卑斯到喜馬拉雅之間存在東西向的海洋,即中央地中海。後來被徐士起名為特提斯,以紀念希臘神話學家沃希努斯的妻子。

近百年來,特提斯的概念所代表的海洋性質及地質時代已有所擴大,不再限於中生代大洋,還包括古生代淺海。

1964年,甘塞爾(Gansser.A.,1964)在劃分喜馬拉雅構造單元時,把喜馬拉雅北側的寒武紀—始新世淺海相沉積帶,也稱為特提斯喜馬拉雅帶。

有報道說:埃及的瓦迪努庫爾和土庫曼的托朗利,在古新世末期也形成特提斯海,在那裡由於缺氧引起底棲有孔蟲滅絕。

綜上所述,中國海的「殘留特提斯」,自西向東主要由三部分組成:

(1)鶯歌海海槽——印支運動,地中海洋殼向華南地塊俯沖,使印支地塊與華南大陸閉合而遺留下來紅河地縫合線。由於印度板塊持續嵌入,使印支地塊向東擠出,導致閉合後的紅河斷裂發生北西向的走滑斷裂,從而造成新的拉張,誘發特提斯繼續活化,接受了深海一半深海相沉積。

在鶯歌海盆地東南端,樂東30-1-1A井,是盆地內最深的鑽井,終井深度5026米,尚未鑽穿新第三系。地震勘探剖面取得近20000米的波組還未見底,難以確定深部沉積地層和基底的性質。但海槽的形成與紅河走滑斷裂的活動有著密切關系,這種特殊地質現象,很難用「沉降速度」來解釋。張啟明教授對此有深入研究,他稱鶯歌海是個「獨特的沉積盆地」。

(2)南海北部陸坡海槽——根據地震調查資料推測是殘留中生代特提斯,由於受後期構造運動影響,它與鶯歌海海槽是否相連?目前尚難確定,有可能原來是個統一海槽,而後被南北向的剪切斷裂錯位而分離。這塊殘留特提斯約在早始新世後,便成為「消失的海洋」。

(3)「靈峰海」——東海受北西向斷裂影響,造成南北分塊構造格局,在南塊即東海陸架盆地南部的台北坳陷及其東部海域,古新世接受了來自南海的特提斯海侵,從而形成了「靈峰海」,接受了廣泛的古新世海相沉積。其古海洋環境:基底是由古老變質岩系及其被燕山期花崗岩侵入的「沉沒大陸」,在此基礎上形成了邊緣海。

20世紀60年代,板塊構造學說興起後,根據古地磁資料和大陸輪廓重新擬定古生代末泛大陸時,曾認定在歐亞大陸與岡瓦納大陸之間,存在著向西變窄,向東開口與太平洋相連的特提斯海。這有可能就是上述提到的「殘留特提斯」。

猜想是否成為現實?還有待實踐檢驗。假如猜想成為世紀難題,但願後來人去解釋。類似情況在數學領域也曾有過,世界著名數學難題——哥德巴赫猜想,經過幾代人的研究,終於到了陳景潤手裡才取得了突破性進展。

21世紀,希望有一批青年地質學家,對中國海「殘留特提斯」的研究能獲得重大成果,並能形成基礎理論。誰領風騷?吾人當翹首以待,樂觀其成。

借鑒唐代大詩人韓愈所說:「惟陳言而務去!」踏踏實實去攻克猜想的難關,只要鍥而不舍,定能心想事成,取得石破天驚的新成就。

(該文發表於「中國地質」1998年第4期)

油蹤紀程:油氣勘查50年隨想

⑹ 藏北羌塘盆地索縣至唐古拉山一帶的地層及分區斷裂特徵

李尚林1 楊補旺2 袁華缽3 於景春1 趙寒冬4 李瑞清4 汪曉燕3

(1.國土資源部實物地質資料中心,北京 101149;2.內蒙古地質調查院,呼和浩特 010020;3.中國冶金地質勘查工程總局第一地質勘查院,北京 101601;4.中國地質大學,北京 100083)

摘要 在藏北羌塘盆地索縣-唐古拉山一帶,自北而南首次確定為三個地層區:華南地層大區羌北-昌都-蘭坪地層區唐古拉-昌都分區、滇藏地層大區羌南-保山地層區索縣-左貢地層分區和滇藏地層大區班公錯-怒江地層區東恰錯分區,其間被雙湖-查吾拉-碧土-昌寧斷裂帶和班公錯-怒江斷裂帶所分割。為區域地質研究提供了重要的實際資料。

關鍵詞 藏北;唐古拉山;地層;斷裂帶

一、概述

藏北羌塘盆地索縣至唐古拉山一帶僅有1:100萬地質調查簡單路線穿越的資料,前人對研究區的地質認識多屬於推斷解釋,並且認為是單一地層區[1~23]。筆者(2003~2005年)在藏北羌塘盆地1:25萬倉來拉幅開展區域地質調查,根據研究區地層分布和發育特徵、岩性及其組合、層序與接觸關系、古生物組合和不同地質時期的建造特徵,結合區域地質資料[23~37],將研究區自北而南劃分為三個地層區:華南地層大區羌北-昌都-蘭坪地層區唐古拉-昌都分區、滇藏地層大區羌南-保山地層區索縣-左貢地層分區和滇藏地層大區班公錯-怒江地層區東恰錯分區(圖1),其間被雙湖-查吾拉-碧土-昌寧斷裂帶(F2)和班公錯-怒江斷裂帶(F1)所分割(圖1)。為認識區域構造古地理格局和地史演化提供了重要資料。

二、研究區地層系統概述

1.華南地層大區羌北—昌都—蘭坪地層區唐古拉—昌都分區(表1)

圖1 研究區位置圖

Ⅰ—滇藏地層大區班公錯-怒江地層區東恰錯分區;Ⅱ—滇藏地層大區羌南 保山地層區索縣-左貢分區;Ⅲ—華南地層大區羌北-昌都-蘭坪地層區唐古拉-昌都地層分區;F1—班公錯-怒江斷裂帶;F2—雙湖查吾拉-碧土-昌寧斷裂帶

表1 研究區地層系統簡表

唐古拉-昌都分區發育富含化石的以濱淺海相碳酸鹽岩為主的下石炭統雜多群珊瑚河組和東風嶺組,生物總體呈現華南暖水型化石面貌下侏羅統那底崗日組、中侏羅統雁石坪群雀莫錯組、布曲組和夏里組的含火山岩碎屑的海相沉積地層直接覆蓋於石炭系之上。古近系—新近系沱沱河組為陸相「磨拉石」泥石流沉積和査寶馬組大陸性火山建造。

2.滇藏地層大區羌南-保山地層區索縣-左貢地層分區(表1)

索縣-左貢分區,在基底變質岩系之上發育上三疊統東達村組、「甲丕拉組」、「波里拉組」、「巴貢組」的「磨拉石」[37、41]——含震積岩海相沉積,東達村組中的菊石Paratibetites為喜馬拉雅區所特有。中侏羅統查吾拉組的海相沉積[37]和古近系牛堡組的磨拉石建造,具有喜馬拉雅地方種的生物分子。

3.滇藏地層大區班公錯-怒江地層區東恰錯分區(表1)

東恰錯分區的上三疊統確哈拉群為深水相的濁流沉積,中侏羅統馬里組為海陸交互相沉積和「吉匈達」混雜堆積岩,新近系康托組為磨拉石沉積。

三、分區斷裂特徵

1.班公錯-怒江斷裂帶(F1)

該斷裂帶呈NWW—SEE向展布,是班公錯-怒江斷裂帶與南羌塘地塊的重要構造界線。該斷裂由多條彼此近平行的大型斷裂和斷裂所夾持的斷塊組成,在研究區內的出露長度約50 km,最大寬度約5 km。區域資料表明,該斷裂帶沿走向延伸發育有蛇綠岩[39],其初始活動時間為早三疊世,晚侏羅世至早白堊世持續活動[5]。斷塊岩性復雜,其時代最老為前奧陶紀[40、41],最新為晚侏羅世。以班公錯-怒江斷裂帶為界,它的南側為班公錯-怒江地層區東恰錯分區,北側為羌南-保山地層區索縣-左貢分區。

2.雙湖-查吾拉-碧土-昌寧斷裂帶(F2)

該斷裂帶多被白堊紀侵入岩所佔據,斷裂帶對古生界、三疊系、侏羅系及古近系具有明顯控製作用。它的南側為滇藏地層大區羌南-保山地層區索縣-左貢分區,北側是華南地層大區羌北-昌都-蘭坪地層區唐古拉-昌都地層分區。研究區地層發育不全,但各分區中發育的地層與區域上各分區中典型的地層均能夠對比。

四、結論

在藏北羌塘盆地索縣—唐古拉山一帶,自北而南首次確定為三個地層區:華南地層大區羌北-昌都-蘭坪地層區唐古拉-昌都分區、滇藏地層大區羌南-保山地層區索縣-左貢地層分區和滇藏地層大區班公錯-怒江地層區東恰錯分區,其間被雙湖-查吾拉-碧土-昌寧斷裂帶和班公錯-怒江斷裂帶所分割。各分區發育各自的岩石地層組合和古生物組合,為區域地質研究提供重要的實際資料。

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Strata & their Regionalization Fracture Characteristics fromsuoxian to Tanggulamountains of Qiangtang Basin,Northern Tibet

Shanglin Li,Buwang Yang,Huabo Yuan,Jingchun Yu,Handong Zhao,Ruiqing Li,Xiaoyan Wang

(1.National Geologicalsample Center,ministry of Land and Resources,Beijing 101149;2.Geologicalsurvey Institute of Innermongolia,Hohhot 010010;3.Chinametallurgical Geological Exploitation Engineering General Bureau First Geologicalsurvey Institute,Beijing 101601;4.China Geology University,Beijing 100083)

Abstract In Qiangtang Basin,Northern Tibet,stratigraphic regionalization fromsuoxian county to Tanggulamountain is initially recognized as consisting of threestratigraphic regionalization,from north tosouth as:Tanggula-Changsubarea of the Qiangbei-Chang-Lanpingstrati graphic area under thesouthern Chinastratigraphicsuper-division;Suoxian-Zuogongstratigraphicsubarea of the Qiangnan-Baoshanstratigraphic area under the Yunnan-Tibetstratigraphicsuper-division;East Qiangcuosubarea of the Bangong Co-Nujiangstratigrapic area under the Yunnan-Tibetstratigraphicsuper-division.They arespaced respectively byshuanghu-Chawola-BishiChangning fault zone and Bangong Co-Nujiang fault zone.These variousstrata provides important practical information for regional geologicalstudies.

Key words Northern Tibet;Tanggulamountains;stratigraphic regionaliztion;fault zone

⑺ 重要構造-岩漿事件

萬天豐等(2007)曾依據古地磁資料,提出過在古生代以前,華北、揚子、阿拉善、塔里木、柴達木、羌塘和岡底斯陸塊,無論在古緯度或古經度上都是各互不相連的。對東段的秦嶺造山帶,張本仁等(1996,2000)依據華北和揚子陸塊岩石圈長期具有不同地球化學和同位素組成,認為以商丹斷裂帶為分界的華北和揚子兩陸塊的增生歷史和地幔演化是各異的。它們早先應分別為獨立發展的不同陸塊或不同大陸塊組成部分。而西段的昆侖造山帶,按李榮社等(2008)和姜寒冰等(2012)研究,以昆中斷裂帶為界,無論在基底變質岩系,蓋層沉積或是構造-岩漿作用事件方面,南北均有明顯差別。就此,他們推論,這種差異反映了兩側陸塊地質構造演化歷程的不同。而其間處於商丹和昆中斷裂帶間的西秦嶺地區,裴先治等(2009)研究發現,被新陽-元龍大型韌性走滑斷裂帶分割的南北兩側,在地質組成,構造變形都存在明顯差異,由此提出,西秦嶺與祁連造山帶間並不是簡單的連通對應關系,而是巨大的斜接交接構造關系,這種關系可能指示現今的兩個構造單元,原本不是一個構造單元,而是分屬於兩個構造單。這就是說,橫亘中國大陸中部的秦祁昆造山系,原本不是某一聯合大陸整體構成部分,而是多個陸塊拼貼的復合造山系。

按構造岩石信息和同位素年代學資料,秦祁昆造山系的形成明顯是通過其間發育過的早古生代原特提斯洋(或昆中洋)和北秦嶺洋的擴張和消亡閉合而鑄就的。或者說,原分屬阿拉善、羌塘、華北和揚子不同陸塊是通過原特提斯洋和北秦嶺洋的消亡閉合和碰撞造山相互拼貼形成的,其間的原特提斯洋,北秦嶺洋,甚至包括北祁連造山帶的北祁連洋,它們幾乎都是同時代的大陸岩石圈裂解擴張作用產物。

其中,可代表原特提斯洋發育標志的蛇綠岩組合,有阿其克庫勒湖西緣,諾木洪和布青山得力斯坦溝早古生代蛇綠岩或蛇綠構造混雜岩。獲得的蛇綠岩最老年齡值為布青山得力斯坦溝的輝長輝綠岩(491 Ma)(邊千韜,1998,1999)。最新年齡數據為諾木洪蛇綠岩層序上部的玄武岩(419 Ma)(中國地質大學(武漢),2002)。這表明原特提斯洋的發育時限可從晚寒武世—志留紀(491~419 Ma)造山系東段的北秦嶺洋,按多數研究者的資料和意見,以商丹縫合帶為標志的北秦嶺洋發育時限也大致在寒武紀—早中奧陶世(534~450 Ma)(張國偉等,1995,2001;裴先治等,2009;閻全人等,2009)。而處於北面的北祁連洋,按夏林圻等(1998 ,2001)獲得的同位素年齡數據,也在寒武—奧陶紀(522~445 Ma)。

對三洋的消亡和碰撞造山過程,西部的原特提斯洋由奧陶-志留系納赤台群的海山鹼性玄武岩產出,鯨魚湖地區志留系賽什騰群的滑塌堆積和濁流沉積的發育時限分析表明,初始消亡大致在晚奧陶世—志留紀,而碰撞造山可從泥盆紀延續到三疊紀,其標志是上泥盆統氂牛山組的一套磨拉石沉積。不過,其間二疊紀還出現過伸展性的地球動力學環境,發育了以馬爾爭組、鯨魚組和阿羌組為代表的一套大陸裂谷型雙峰或火山沉積建造。而最後的構造定位主要發生在晚三疊世,可由沿昆中斷裂帶或縫合帶內的系列埃達克質火山岩和侵入岩產出為典型特徵(詹發余等,2007)。北祁連洋的消亡和造山過程,大體與原特提斯洋同步,消亡閉合開始於晚奧陶世(445~428 Ma)(夏林圻等,2001)。碰撞造山在泥盆紀,以老君山礫岩磨拉石建造為標志,並有祁連清水溝藍片岩的多硅白雲母K-Ar法440~460 Ma年齡數據(吳漢泉等,1987)。而北秦嶺洋的消亡,按閻全人等(2009)資料,也始於晚奧陶-志留紀(456~450 Ma),碰撞造成山在早泥盆世。

由上說明,秦祁昆造山系的兩個重要時段——洋盆擴張和消亡造山事件,幾乎可同孟祥化等(2004),Максимов(1977)和Steiner(1967)劃分的寒武-奧陶紀以正極性為主,泥盆-二疊紀負極性為主的兩種不同地磁極性階段相對比。特別是同孟祥化等對中朝板塊極性劃分中的寒武-奧陶紀(523~470 Ma)以正極性為主期和中奧陶世—石炭紀(470~295 Ma)負極性為主期更接近。且出現在二疊紀時期的裂谷事件和伸展性地球動力學背景,也和孟祥化等劃分的二疊紀和侏羅-白堊紀時期的某些偏正極狀態有較好的可比性。由此看來,秦祁昆造山系的形成是地球兩種不同極性階段演化過程的產物。

再一方面,就前寒武紀時段的構造體制與地磁極性關系分析,按鄧晉福等(2004)提出的成年期陸殼和克拉通化的完成大體在太古宙-古元古代的看法。進入中元古代—早古生代,構成秦祁昆造山系基底陸塊普遍是以大陸裂谷體制為重要標志。其間按時限又可分出長城-薊縣紀和青白口紀兩個時段的裂谷體制。典型的如北祁連的長城系朱龍關群和新元古代-早寒武世的兩套「雙峰式」火山沉積建造的裂谷系;中祁連或柴北緣以萬洞溝群和興隆山群火山沉積岩系為代表的裂谷系;阿爾金造山帶中的長城系巴什庫爾干群和青白口系索爾庫里群火山沉積建造分別代表的阿爾金裂谷系;東昆侖中—新元古界萬保溝群的裂谷系,秦嶺造山帶的熊耳群、耀嶺河群、西鄉群和碧口群分別代表中—新元古代裂谷系等。

對北祁連朱龍關群所代表長城紀裂谷系,按毛景文等(1997、2003)在敖油溝朱龍關群輝綠岩中獲得的鋯石SHRIMP的U-Pb法年齡(1777 ± 28)Ma~(1466 ± 26)Ma,時代為中元古代。而新元古代的裂谷事件,夏林圻等(2001)在祁連清水溝、面鹼溝分別獲得輝石細碧玢岩Rb-Sr等時線年齡634.38 Ma,Sm-Nd等時線年齡545.117 Ma,下柳溝輝石鈉長粗面岩Rb-Sr等時線年齡678.95 Ma,白銀廠火山岩(625.2 ± 2.9)Ma~(522.4 ± 44)Ma,時代可跨越早震旦世—早寒武世。中祁連萬洞溝群的裂谷系,由鷹峰環狀A型花崗岩的鋯石U-Pb年齡1776 Ma,多多爾什偉晶岩的Rb-Sr法年齡1563 Ma說明與北祁連長城紀裂谷系基本同步(賈群子等,2007)。阿爾金中元古代裂谷系,由上1覆薊縣系達肯達坂群的不整合關系,其裂谷事件也發生在中元古代長城紀。而位於南緣並成為阿爾金和東昆侖重要分界的青白口系索爾庫里群代表的新元古代裂谷系,除有青白口紀疊層石組合外,還有準同時代的大規模基性超基性岩侵入事件相伴隨。如有U-Pb年齡637~792 Ma的長沙溝大型鎂鐵—超鎂鐵質層狀侵入體(廣西地調院,2002),U-Pb年齡為722 Ma的幾闊里克基性—超基性岩體群(貴州地調院,2002),而東昆侖地區沿昆中斷裂帶出露的萬保溝群火山沉積建造的裂谷事件,據碳酸鹽岩中的Kussiclla等疊層石、玄武岩的SHRIMP鋯石U-Pb年齡(1348 ± 33)Ma(1:5 萬不凍泉幅),Sm-Nd等時線年齡(1141 ± 230)Ma和(670 ± 15)Ma(1:5 萬萬保溝幅),Sm-Nd等時線年齡1004.41 Ma的哈拉郭勒輝長岩體(鄭健康,1992);Sm-Nd等時線年齡1279 Ma的超鎂鐵質岩體,全岩Sm-Nd等時線年齡(1372 ± 85)Ma的清水泉變玄武岩(朱雲海等,2002)。其主體年齡大多在1400~1200 Ma之間,時代為中元古代薊縣紀。

除上述外,在東昆侖和阿爾金地區,除元古宙裂谷系外,還出現一期同原特提斯洋板塊構造體制同期發育的裂谷事件。主體以阿爾金南緣斷裂帶與索爾庫里群大致同位產生的中—上奧陶統祁漫塔格群的一套雙峰式火山沉積建造為代表,劉良等(1996 ,1998)獲得基性火山岩全岩Rb-Sr年齡為469 Ma,Sm-Nd等時線年齡(481.3 ± 53)Ma,時代為奧陶紀。同屬裂谷雙峰式火成構造組合的基性超基性岩和中酸性岩侵入體,有U-Pb年齡(500.7 ± 1.9)Ma,Rb-Sr年齡474.9 Ma的約馬其克、花泉子、清水泉岩體(李向民等,2009)。有Rb-Sr、Ar-Ar和U-Pb年齡為(496.8 ± 1.3)Ma~(413.8 ± 8)Ma的清水泉、魚目泉、蘇吾什傑等多個基性—中酸性復式岩體(西安地質礦產研究所,2002)。而該時段東昆侖地區的裂谷系,較明顯的為鴨子泉、十字溝的兩條北東向裂谷系。按談迎等(2000)資料,這兩條北東向裂谷帶向北可能沿達柴達木盆地古老基底內。主體由奧陶-志留系灘間山群的一套雙峰式火山沉積建造構成。獲得的層狀玄武岩SmNd年齡為(468 ± 54)Ma,花崗閃長岩和正長花崗岩的鋯石U-Pb年齡分別為(445.4 ± 10.9)Ma、(419.21 ± 1.9)Ma(青海地調院,2003)。時代為奧陶-志留紀,與原特提斯、北祁連洋和北秦嶺洋發育時限基本相當。表明早古生代在昆侖和阿爾金地區同時存在一種大陸裂谷和洋—陸板塊構造並存的雙模式體制。時代大都在晚寒武世—志留紀(500~420 Ma)。

與上述相對照,處於元古宙—早古生代時段構造熱事件,按已有的同位素年代學資料,除缺少晉寧期前更老的年齡數據外,在祁連、阿爾金和東昆侖地區大體可區分出1000~800 Ma,600~500 Ma,400~350 Ma三期主要構造熱事件,並與晉寧、加里東、華力西-印支構造旋迴相對應。其中的晉寧和前晉寧期的構造熱事件,按萬渝生等(2003)研究,祁連造山帶的基底主要形成於0.8~1.0 Ga(晉寧期)由變泥砂質岩和殼源花崗岩組成。花崗質岩石為典型陸-陸碰撞產物。可能與全球新元古代Rodinia超大陸形成有關。阿爾金和東昆侖此時段的構造熱事件,也以碰撞造山型殼源高鉀鈣鹼系列的S型花崗岩產出為重要特徵。代表性岩體有庫勒克薩依岩體(871 Ma),巴什瓦克含榴輝岩的花崗片麻岩體(856 Ma ± 12 Ma)(王永和等,2004),英格利薩含榴輝岩花崗片麻岩(923 Ma ± 13 Ma)(王超等,2006),東昆侖有灘北山岩體(831 Ma)(青海地調院,2003)(李榮社等,2008)。

所見600~500 Ma時段的構造熱事件,除北祁連、阿爾金和柴北緣以含藍片岩、榴輝岩的高壓—超高壓帶產生為重要標志外,屬同期造山型花崗岩有阿爾金南緣斷裂南側的尖山岩體(555 Ma)、東昆侖的群峰東岩體(550 Ma)、黃土泉岩體(555 Ma)(高永寶等,2011)。岩體為花崗閃長岩-二長花崗岩-鉀長花崗岩組合,岩石主要為過鋁質的高鉀鈣鹼系列S型花崗岩類。可標志加里東早期的一次重要擠壓構造熱事件。

而410~350 Ma時段的構造熱事件,明顯是以原特提斯、北秦嶺和北祁連三洋的消亡閉合和碰撞造山會聚過程為重要標志,除泥盆紀普遍發育的一套磨拉石建造外,伴隨的構造熱事件,北祁連有U-Pb法年齡398 Ma的石油河S型花崗岩體,中祁連和柴北緣有U-Pb法年齡(358.72 ± 3.8)Ma的歐龍布魯克岩體,Rb-Sr法年齡391~336 Ma的華家嶺賈家溝岩體。東昆侖有U-Pb法年齡(388.6 ± 0.7)Ma的阿木巴勒阿土坎岩體,UPb法年齡407~408 Ma的喀雅克登塔格岩體,Ar-Ar法年齡406~407 Ma的庫魯達坂捷塔格的肯得烏拉岩體等。岩體主要為S型花崗岩類。地域上,主要展布在昆中斷裂帶的北側,可標志原特提斯洋消亡和碰撞造山主期的一種殼源岩漿作用事件。

進入陸內增生演化階段構造熱事件,按構造體制和動力學條件,在祁連和昆侖地區還大體經歷過擠壓—伸展—俯沖就位的體制轉變過程。其時限自泥盆紀(410~350 Ma)洋盆消亡碰撞造山後,在二疊紀還出現過全域性大陸裂谷事件,除火山沉積建造外,並有大量殼—幔混合型長英質類岩體的侵入。岩體:北祁連有U-Pb法年齡(230 ± 26)Ma的小柳溝岩體,Rb-Sr法年齡(256.11 ± 12.5)Ma的干沙河正長斑岩;柴北緣有K-Ar法年齡294.7 Ma的綠梁山正長斑岩,U-Pb法年齡(287 ± 44)Ma的多羅多什爾岩體(賈群子等,2007)。阿爾金和東昆侖地區有U-Pb法年齡(253 ± 4)Ma箭峽山,U-Pb法年齡(285 ± 0.8)Ma的秦布拉格,K-Ar法年齡263 Ma的喀雅克拉格,U-Pb法年齡(284.3 ± 1.8)Ma的祁漫塔格岩體群。K-Ar法年齡254~247 Ma的求勉雷克塔格,UPb法年齡289~280 Ma的布爾汗達岩體群,以及納木龍岩體群等(李榮社等,2008 ,高永寶等,2011)和U-Pb法年齡247~231 Ma的冬給措納湖岩體群(中國地質大學(武漢),2001)。岩體主體為I類花崗岩部分為A型花崗岩類。這樣,進入陸內增生演化階段的祁連和昆侖造山帶,在300~200 Ma的地史演化過程中,還出現過一次較明顯的伸展性的動力學轉換過程,直到晚三疊世(150~100 Ma)隨著特提斯洋殼的完全消亡和深俯沖構造定位,最終被統入在特提斯構造域的動力學背景之下。

而發生秦嶺造山帶成殼階段後的重要地質事件,與祁連和昆侖造山帶稍有不同。除其間華北地塊南緣熊耳群火岩沉積建造所代表的中元古代長城紀的裂谷事件外,其南部揚子地塊北緣的裂谷構造體制卻多集中在中新元古代。如安康牛山地區年齡為679~833 Ma的耀嶺群火山沉積建造,時代為青白口-南華紀(夏林圻等,2009)。漢南地區的西鄉群年齡多在900 Ma左右(凌文黎等,2002)。但按A.J.Naledret(2004)和夏林圻等(2009)視西鄉群為大陸溢流玄武岩的觀點,其內還應包括侵入的鎂鐵質層狀侵入體和中酸性侵入岩類。鎂鐵質層狀侵入體典型的如產有大型釩鈦磁鐵礦床的畢機溝岩體(1061 Ma),以及望江山(1121 Ma)和城山、碑壩岩體等。中酸性侵入岩類有同位素年齡860~800 Ma的漢南、五堵門、中壩和祖師店岩體等(嚴陣等,1985)。這樣,漢南的裂谷體制的始末可從薊縣紀到青白口紀。而碧口地區的裂谷事件,按累積的同位素年齡資料,明顯可分兩期裂谷作用:一期為Rb-Sr,Sm-Nd法校正年齡為1475 Ma的第二亞群鹼性玄武岩和火山沉積作用(徐學義等,2001)。二期為含疊層石和微古植物化石並有 Rb-Sr 法年齡(744 ± 85)Ma的石英角斑岩,鉛鋅礦石U-Pb法年齡為785 Ma、813 Ma、835 Ma的三、四亞群火山岩,時代為青白口紀。由εNd(t)資料,二疊群火山岩的εNd(t)值為0.501~0.09 ,三、四亞群為+2.04~+5.03 ,兩者明顯是不同期不同源的。前者(二亞群)似一種輕度虧損的地幔源,後者(三、四亞群)則為一種富集型(EM)地幔或經岩石圈混染過的地幔源,整體上呈現為一種雙階段裂谷體制的火山作用模型。

自北秦嶺洋於志留紀—泥盆紀消亡和碰撞連山後,直到三疊紀或中生代(380~65 Ma),秦嶺造山帶的基底岩石圈似乎仍處在一種後造山的伸展性動力學背景,除發育了泥盆系—三疊系的遷移性前陸盆地沉積外,大量和廣泛的印支-燕山期I-A型花崗岩的侵入事件應是這種後造山伸展性動力學背景的典型標志。

圖11.1是綜合秦祁昆造山系重要地質事件的大致時間尺度與孟祥化等(2004)、Steiner(1967)和Максимов(1977)劃分的地磁正負極性階段柱狀對比示意圖。所見7億年來,發生在秦祁昆造山系的幾次大陸裂谷、洋盆活動以及包括陸內增生演化階段的重要構造岩漿作用,基本可和孟祥化,Steiner、Mаксижов劃分的正極性階段的時間尺度相對應,也和Uhyte(1977)、Vogt(1973)得出的正極性與洋脊活動、大陸裂谷、岩漿活動有明顯相關性的結論也較一致。而出現在1000~800 Ma、600~500 Ma、400~330 Ma三個時段以中酸性岩侵入作用為特徵的構造熱事件,其地磁極性狀態也大體可對應於它們的負極性階段。尤其是1000~800 Ma時段是秦祁昆造山基底陸塊成殼過程的一項重要構造-岩漿熱事件。

圖11.1 秦祁昆造山帶主要構造事件與孟祥化等(2004)、Steiner(1967)、MaКcимов(1977)地磁正負極性劃分對比圖

對秦嶺造山帶基底陸塊西鄉群(1100~800 Ma)裂谷事件的時限的混時性,據嚴陣等(1980)資料,構成西鄉群侵入序列的岩石,大體可分出三個序次:一期為輝長輝綠岩、淺色輝長岩、閃長岩和部分蛇紋岩組合,以含釩鈦磁鐵礦和銅鎳礦的鎂鐵層狀侵入雜岩體為代表,時代為中元古代末(1100~1000 Ma);二期為斜長花崗岩類,時代868~800 Ma,岩體有漢南、五堵門和祖師店等;三期以鉀長花崗岩為主,向上可過渡為花崗斑岩、石英斑岩、流紋斑岩,再上還可過渡到火山角礫岩和火山凝灰岩等。成分均為高鉀鈣鹼性的S型花崗岩類,屬殼源型部分熔融產物。由此看來,西鄉群可能是個從裂谷體制到擠壓造山全過程的巨旋迴產物。有關這方面,徐道一等(1983)也同樣提出過,在一個大的構造旋迴中,岩漿作用存在著周期性變化。在旋迴早期多發育玄武岩等基性岩流溢出和超基性岩的「侵入」,中期一般是主體花崗岩侵入。其間可分三個亞期,開始是閃長質岩漿侵入,然後是花崗閃長質岩漿侵入活動,最後是花崗質岩石、白崗質岩石和長英質類岩石侵入,晚期常有中—酸性為的岩漿噴出活動。因此,西鄉群可能是個地磁正、反極性轉換全過程的產物。

所見600~500 Ma的擠壓造山事件,明顯是個在大陸裂谷體制結束,開始向洋-陸極塊構造體制轉換間的一次構造熱事件。並以含榴輝岩或藍片岩高壓變質帶產出為典型標志。而400~350 Ma的構造熱事件,不用說是北祁連、原特提斯和北秦嶺三洋的消亡閉合和碰撞造山的重要時期。

同樣,前晉寧期(>1000 Ma)重要地質事件,最明顯是長城紀全域性的大陸裂谷作用,這完全可和孟祥化等(2004)劃分的1800~1200 Ma時段的中朝板塊沉積旋迴正極性期相對應。說明秦祁昆造山系的基底陸塊自太古宙—古元古代成殼和克位通化完成後,從中元古代開始,已統一進入到一種大陸裂解增生演化模型。另一方面也表明,地磁場正向極性期是大陸岩石圈裂谷體制發生的重要地球動力學條件。當然,在1400~1000 Ma時段,秦嶺造山帶的基底陸塊的極性狀態似乎與西部祁連和昆侖造山帶稍有不同。按Irvnig和Pullaiah(1967)對地磁性狀態的描述,在整個薊縣紀中晚期,祁連造山帶的基底陸塊近乎處在一種偏極性狀態不明顯時段。但在東昆侖和秦嶺造山帶的基底陸塊則分別在薊縣紀中期(1372~1140 Ma)和晚期(± 1000 Ma),發生過較強烈的裂解事件,前者以柴南緣的萬保溝群火山沉積建造為代表,後者以漢南西鄉群火山沉積岩系或大陸溢流玄武岩為特徵。

綜上所述,在秦祁昆造山系地史演化過程中,所發生的重要地質事件,基本都與地磁場正、負極性轉換過程中的極性狀態有密切的相關性。

其次,就岩漿作用和熱事件方面,1800 Ma年以來,岩漿作用幾乎都是伴隨構造體的轉化和演化過程而出現類型和豐度有序更迭的(圖11.2)。如基性—超基性岩(含火山岩)的岩漿作用峰期基本可對應於孟祥化等(2004)劃分的中朝板塊沉積旋迴的幾次正極性期,主要出現於長城紀、中—新元古代、二疊-三疊紀的裂谷體制和寒武紀—奧陶紀板塊構造體制的伸展性地球動力學背景的條件下。而構造熱事件,雖然圖示同位素年齡不多,但仍大體可看出,一些重要的構造-熱事件,大都有出現於每一構造-岩漿旋迴末期的趨勢。如前晉寧旋迴的850~900 Ma,晉寧旋迴的500~600 Ma,加里東旋迴末期-華力西旋迴早期的410~350 Ma時段等。這也同孟祥化等、Stainer和Mаксимов等劃分的地磁負極性時段也比較接近。特別晉寧末期的構造熱事件,不僅峰值較高,而且還和基性和中酸性岩漿作用呈一種峰-谷的對應關系。充分表明晉寧構造旋迴在秦祁昆造山系的構造體制轉換中是個重要的時間界線。

圖11.2中所見中酸性岩漿作用的對限,似乎普遍有滯後於基性—超基性岩類岩漿侵入作用的現象,這在更大程度上揭示裂谷體制中的「雙峰式」火成構造組合和地磁極性向耦合關系。這一特徵,在新近紀青藏高原隆升過程也有明顯地顯示。據湯懋蒼等(2004)研究,在最近40 Ma年來,青藏高原的降升主要靠20 Ma、10 Ma、3.6 Ma和0.78 Ma至今的4次地磁性極長正向期完成的。而發生在青藏高原新近紀的火山作用,據趙振明等(2008)資料,也大體集中在20~15 Ma,15~5 Ma,5~0 Ma的三個時段,其間的高峰期大約在17 Ma、12 Ma、3 Ma。這表明地磁場性變化是個制約岩漿作用強烈程度的重要原因。或者說,地史上不同階段的岩漿作用事件是地磁場正向極性狀態的一個重要標志。

圖11.2 秦祁昆造山帶主要構造-岩漿作用事件同位素年齡峰值統計略圖

註:1.峰值是以同一年齡組每個樣品按2mm累積所構成;數據分析方法為,U-Pb,Sm-Nd,RbSr,Ar-Ar,K-Ar等;構造熱事件年齡數據部分是以鋯石U-Pb法的下交點年齡為依據。2.主要數據源自李榮社等(2008),夏林圻等(2001),嚴陣等(1985)以及相關1:25萬區域地質調查報告和部分文獻資料;3.限於資料眾多,峰期僅具有相對對比意義,或僅指明重要峰期時段

在另一方面,從岩漿作用與構造熱事件的時間轉換和相互更迭關系,還揭示出地磁場變化具有的周期旋迴性。渥金斯(Wathis,1967)曾進行過這種地磁場極性轉換過程的記錄;在數千年之間首先是場強減小1/3~1/4,而方向維持不變。此後,磁場矢量一般經歷數次約30°的擺動再後,該失量沿不規則路徑向相反極性方向移動,其間的場強繼續下降,然後再逐漸上升到正值。事實上,這一過程反映在岩漿作用序列上,同樣可揭示出地磁場極性轉換過程一些實物記錄。舉例說,祁連清水溝—面鹼溝新元古代—早寒武世大陸裂谷體制的雙峰式海相火山岩組合,早期的石英角斑岩和中期的細碧岩系大體可標志在正向極性狀態下的一種裂解和幔源岩漿作用過程,而晚期的一套次火山相的石英鈉長斑岩和鉀質輝綠岩,由獲得的面鹼溝次火山相輝石細碧玢岩的Sm-Nd等時線年齡545.17 Ma(夏林圻等,2001)。同晉寧末期的構造熱事件時限的近似性,表明此時段的地磁場極性可能已轉換為反向極性狀態。到522 Ma後,隨著北祁連洋盆的開啟到消亡碰撞造山,又開始了新一旋迴的正負極性更迭過程。顯然,這種岩漿作用序列的旋迴性,對確定不同地史階段的地磁性狀態亦不失為重要的參考依據之一。

⑻ 多旋迴洋陸轉換階段

該階段是指古生代—三疊紀東昆侖造山帶的形成演化階段。從洋陸轉換的角度考慮有兩個大的旋迴,它們分別是志留紀—泥盆紀原特提斯洋形成演化階段和石炭紀—三疊紀古特提斯洋形成演化階段兩個旋迴。特提斯洋是指位於北方勞亞古陸與南方岡瓦納古陸之間的一個古大洋,它的形成演化歷史早可開始於前寒武紀,晚可到雅魯藏布江縫合帶閉合的始新世。在形態上它是向東張開的剪刀形,一些學者形象地把它說成是古太平洋的一個「海灣」,在特提斯洋中包含有較多的塊體,中國大陸上的大大小小的塊體幾乎都是特提斯洋的一部分,形成特提斯洋中的大大小小的 「島嶼」,多島洋特徵十分明顯。「島嶼」 與「島嶼」 之間多為小洋盆,它們都有其獨特的發展演化歷史和地質構造特徵,因此造成特提斯構造域 (造山帶)中縫合帶較多,形成演化歷史復雜多樣的現象。根據它們的演化歷史一般又劃分為3個階段,分別為原特提斯洋形成演化階段 (早古生代),古特提斯洋形成演化階段 (晚古生代至三疊紀)及特提斯洋形成演化階段 (侏羅紀—始新世)。調查區所在的東昆侖造山帶所涉及的特提斯洋陸轉換階段只包括前兩個階段,三疊紀以前所涉及的特提斯洋均是宏大特提斯洋的小部分相對獨立的小洋盆。志留紀—泥盆紀原特提斯洋形成演化階段,在調查區中稱為「東昆侖洋」,石炭紀—三疊紀期間古特提斯洋形成演化階段,本書稱「木孜塔格洋」和早石炭世「大九壩洋」 (圖5-11)。三疊紀以後東昆侖地區褶皺造山帶形成後,古特提斯洋最終閉合轉換為陸內環境。

志留紀—泥盆紀「東昆侖洋」 主要位於巴顏喀拉陸塊與中昆侖微陸塊之間,志留紀為離散環境,表現在早志留世在中昆侖微陸塊邊緣沉積一套巨厚復理石碎屑岩沉積地層,其內不含火山物質,代表被動陸緣大陸斜坡—深海平原的沉積物。而在中昆侖微陸塊之上中、上志留統為一套灰岩夾碎屑岩沉積組合亦不含有火山岩,代表被動陸緣碳酸鹽岩台地—濱淺海環境。中泥盆世東昆侖洋進入匯聚環境,突出表現為黑頂山縫合帶中見一套中泥盆統灰岩夾碎屑岩及中酸性鈣鹼系列安山岩、英安岩及凝灰岩,可能代表島弧環境的產物,而在北側中昆侖微陸塊之上的中泥盆統布拉克巴什組,為碎屑岩夾灰岩及少量火山岩地層應是弧後盆地沉積環境。調查區 「東昆侖洋」 應是在晚泥盆世閉合,代表性產物是在黑頂山縫合帶中發育的暢流溝及向陽泉兩條蛇綠混雜岩帶,它們是在大陸邊緣不同構造部位就位的洋殼殘片產物。上述兩條蛇綠混雜岩出露於西鄰幅木孜塔格幅,而在本調查區未出露。

石炭紀—三疊紀 「木孜塔格洋」 亦位於巴顏喀拉陸塊與中昆侖微陸塊之間,是在泥盆紀末「東昆侖洋」 閉合造山的基礎上又重新拉開形成,早石炭世 「木孜塔格洋」 處於打開的離散環境,出現洋殼,黑頂山縫合帶中沿木孜塔格-鯨魚湖斷裂分布的木孜塔格蛇綠混雜岩帶以及下石炭統托庫孜達坂組即是這一時期的洋殼殘片及洋殼之上的表殼岩系。洋殼殘片物質組成有超鎂鐵岩、堆晶輝長岩、斜長花崗岩等,它們與蛇綠混雜岩帶中的主體物質,片岩、片麻岩等呈構造接觸關系,後者為基質,是地殼中深部物質,是洋殼殘片就位過程中的構造混雜部分,它們共同組成蛇綠混雜岩帶,呈帶狀沿深大斷裂展布,與蛇綠混雜岩相伴出現的一套表殼岩系,其物質組成為一套代表深海濁積岩系的碎屑岩夾深海硅質岩及海相玄武岩,硅質岩中含放射蟲化石,經中國地質大學 (武漢)馮慶來教授簽定為Alllella indensis Won等,時代為早石炭世杜內期 (維憲),是典型的深海放射蟲組合,海相玄武岩呈夾層產出,它的稀土元素、微量元素等特徵與典型洋殼玄武岩比較相似(見火山岩一節)。

圖5-11 調查區多旋迴洋陸轉換階段構造演化示意圖

從上述物質組成及構造組合樣式看,早石炭世木孜塔格洋已基本成形,具有典型的洋殼及大洋沉積物。整個石炭紀木孜塔格洋北側的中昆侖微陸塊處於隆升剝蝕狀態,未見沉積物,進入二疊紀,地殼活化下沉,開始接受沉積,且是不斷從南向北超覆,(7)號斷裂以南,早二疊世馬平期沉積物開始超覆於下伏志留紀地層之上,沉積環境為濱淺海-大陸斜坡環境;(7)號斷裂以北,中二疊世棲霞期沉積物超覆於下伏泥盆紀地層之上,沉積環境為濱淺海環境,在一道梁北形成近海沖洪積扇,沉積物以下伏地層的灰岩質礫石為主;至中二疊世茅口期,整個微陸塊上過渡為碳酸岩台地,沉積巨厚的碳酸鹽岩地層。二疊紀地層中除正常沉積地層外夾少量火山岩地層,顯示此時木孜塔格洋已處於擠壓環境的殘余洋盆。進入三疊紀,木孜塔格洋處於全面擠壓消減,洋殼向北俯沖於中昆侖微陸塊之下,俯沖帶即位於木孜塔格-鯨魚湖斷裂一線,洋殼殘片物質向上仰沖就位於縫合帶中,俯沖帶北側褶皺成山形成東昆侖造山帶,而在造山帶南側的前陸區域,形成規模宏大的巴顏喀拉前陸盆地,沉積巨厚的造山帶前陸磨拉石組合,調查區內僅見晚三疊世沉積,為一套深海濁積—濱淺海—三角洲相的向上變淺的碎屑岩沉積組合,此時木孜塔格洋的洋殼已基本消減消失,巴顏喀拉陸塊進一步下插俯沖於中昆侖微陸塊之下,前陸盆地以巴顏喀拉陸塊為基底。三疊紀末巴顏喀拉陸塊與中昆侖微陸塊緊緊連接在了一起形成統一大陸,前陸盆地亦結束海相沉積與東昆侖造山帶一起隆升遭受剝蝕,從而完成了這一旋迴的洋陸轉換。

早石炭世大九壩洋位於中昆侖微陸塊與柴達木陸塊庫木庫里微陸塊之間,由於出露地質體及調查區位置的限制,大九壩洋的形成演化歷史難以完全恢復,但僅從早石炭世來看,在庫木庫里微陸塊南緣有晚古生代的陸緣岩漿弧,下石炭統大九壩組為一套濱淺海相—半深海相碎屑岩夾大量火山碎屑岩組合,代表一種極不穩定的陸緣沉積物,從凝灰岩的稀土元素及微量元素特徵考慮可能來自島弧 (見第三章火山岩),綜合分析後我們認為早石炭世大九壩洋北側庫木庫里微陸塊南緣不僅發育陸緣岩漿弧而且發育弧前盆地,大九壩組即是該盆地的沉積物質。

早石炭世在大九壩洋及南側的木孜塔格洋中分別沉積了兩套不同盆地不同成因的沉積地層,我們分別對它們採集了古地磁樣,測量結果大九壩組古緯度為北緯17.5°,托庫孜達坂群古緯度為南緯19.8°,兩者差30多個緯度差,這說明此時的大九壩洋較寬闊,寬度可大於3 000 km;早二疊世沉積物見於中昆侖微陸塊,對它的古地磁測量結果表明此時的中昆侖微陸塊的古緯度為南緯29.3°,這個結果與以往學者在東昆侖及羌塘取得的古地磁結果相近,說明早二疊世木孜塔格洋寬度不大,此時該洋處於擠壓消減收縮的前期,是位於中昆侖微陸塊與巴顏喀拉陸塊間的一個小洋盆。生物古地理也可得出相同結論,在中昆侖微陸塊之上的中二疊世棲霞期的沉積物中,我們首次發現了代表岡瓦納冷水動物群的單通道 Monodiexodina muztagaensis,這一發現改變了過去認為的岡瓦納冷水動物不越過若拉崗日-金沙江縫合帶的認識,這也間接說明在晚古生代中昆侖微陸塊與巴顏喀拉陸塊均是岡瓦納古大陸北緣的小塊體,它們彼此相距不遠,其間相隔小洋盆,生物可以互通,而劃分生物區系的界線應北移至大九壩斷裂,即區域上所說的昆中斷裂。

⑼ 我國搞地質的幾大門派有哪些以及代表人物

大地構造是地球科學的一個分支學科。它主要研究地球的構造、演化及其運動變形和發展規律等問題的學科,是研究地球科學的基礎理論之一,不僅對深入認識地球發展史和地殼、岩石圈運動史有重要的理論意義,而且對研究成礦條件、地表成因及預測礦產資源等都具有重要的實際意義。
中國地處環太平洋構造帶和特提斯構造帶的丁字接合處,具有中國特色的大地構造特徵。「波浪狀鑲嵌構造學說」、「地質力學」、「多旋迴構造」、「地窪說」和「斷塊構造說」是老一輩地質學家對我國大地構造特徵的總結,被稱為「中國五大地質構造學派」。
一、波浪狀鑲嵌構造學說
二、地質力學
三、多旋迴構造運動說
四、斷塊構造學說
五、地窪說
一、「波浪狀鑲嵌構造」 學說
(一)「波浪狀鑲嵌構造」學說創始人張伯聲院士生平簡介 張伯聲院士,1903 年6月23日出生於河南省滎陽縣喬樓村,1994年4月4日下午5時在西安逝世。1926年畢業於北京清華學校,以優異成績被保送赴美留學,先後在威斯康辛大學和芝加哥大學化學系學習,1928年獲芝加哥大學化學系學士學位,後又在芝加哥大學和斯坦福大學地質系研究部攻讀地質學。1930年回國,先後在焦作工學院、交通大學、唐山工學院、河南大學和北洋工學院任地質學和岩礦學教授。1937年抗日戰爭爆發,張伯聲教授隨同北洋工學院從天津遷到陝西,先後在西安臨時大學、西北聯合大學,西北工學院和西北大學任教。抗戰勝利後,原北洋工學院的教師紛紛返回天津,但他則認為,秦嶺需要他,西北需要他,毅然跟隨西北大學遷回西安,出任西北大學地質系主任。解放後,張伯聲院士以極大的熱情投入新中國的社會主義建設事業。1956年光榮地加入中國共產黨。同年,任西北大學副校長。1980年任中國科學院院士,同年11月調任西安地質學院長。張伯聲院士為地質教育和地質科學研究工作整整奮鬥了64年之久,獻出了他的畢生精力,為黨、為人民做出了傑出貢獻。
(二)「波浪狀鑲嵌構造學說」簡介
波浪狀鑲嵌構造學說,是張伯聲教授創立的一種地殼構造和地殼運動理論學說。這一學說的思想萌芽於1959 年。當時主要闡明的問題是,相鄰二地塊在不同地質歷史時期都以它們之間的活動帶為支點帶,互作天平式擺動,並相應地引起支點帶本身與之同時做激烈的波狀運動。1963年,在此基礎上提出了整個地殼是由不同級別的激烈運動的活動帶與不同級別的相對穩定的地殼塊體相結合而形成的一級套一級的鑲嵌構造。並把相鄰二地塊的天平式擺動在空間上擴大范圍來統一考慮,引伸出地塊波浪的概念。自此以後,經過張伯聲教授等不斷地研究,逐步系統化、理論化,成為目前的地殼波浪狀鑲嵌構造說。波浪狀鑲嵌構造有別於五十年代以來國外學者提起過的地殼的鑲嵌構造。他們只是認為地殼的某些部分像一層「巨大的角礫」,雜亂無章地鑲嵌在一起。而波浪狀鑲嵌構造說則認為地殼的鑲嵌是有規律的,其空間展布、運動變化都好象是幾個系統的波浪的相互交織。
三、「多旋迴構造運動」學說簡介
「多旋迴構造運動」學說,即地殼運動的多旋迴理論,是黃汲清教授於一九四五年提出來的。該學說是在地槽發展單旋迴觀點上的進一步發展。所謂單旋迴,是德國地質學家史蒂勒提出來的地槽褶皺帶發展的模式。他認為,地槽發展初期以下沉為主,有大量蛇綠岩出現;以後地槽型沉積褶皺成山,與此同時有大量花崗岩侵入,隨後有安山岩噴發和各種小侵入體;最後褶皺帶遭受剝蝕,地槽轉化為地台,並有玄武岩噴溢。這就是有名的地槽發展單旋迴的基本觀點。
一九四五年黃氏指出,地槽的發展不是單旋迴而是多旋迴的。黃氏分析研究了我國大量資料,並結合世界上其它地槽褶皺帶的實際資料,不斷闡述了地槽的發展可以分為加里東、早華力西、中華力西和晚華力西四個旋迴,每一個旋迴都有基性岩出現和強烈的褶皺運動、花崗岩侵入和安山岩噴發。更重要的是每一旋迴都具有它獨特的內生礦床組合,如哈薩克地槽,早期以金礦為主,中期金礦減少,晚期則鎢錫礦特別重要。
結合地球物理資料,他認為深斷裂也是多旋迴活動,並把深斷裂按深度進行分類:硅鋁層斷裂、硅鎂層斷裂、岩石圈斷裂和超岩石圈斷裂
四、「斷塊構造」學說簡介
斷塊構造學說,是中國科學院地質研究所張文佑教授等,繼承與發展李四光教授的地質力學思想,吸取了「地槽地台說」、「板塊說」等的合理部分,在分析與綜合我國及世界大量地質、地球物理資料的基礎上發展起來的。

斷塊說在研究方法上,強調運用地質力學與地質歷史分析相結合的方法,對地球的構造形成與形變進行辨證分析,將構造旋迴的劃分與構造形成、形變過程聯系起來。認為地殼的形變,一般是從褶皺到斷裂;但一經產生斷裂,它便對以後的變形起決定性作用,即第一期的斷裂控制第二期的褶皺,第二期的褶皺改造第一期的形變,也就是基底控制蓋層,蓋層改造基底,所以斷塊學說,側重於研究斷裂的形成與發展。
五、地窪學說簡介
地窪學說是中南大學教授、中國科學院長沙大地構造研究所所長陳國達院士所倡導的學說。該學說認為,自一八五九年以來,地質界傳統的理論是大陸地殼大發展過程只有兩個階段:先出現活動區— 地槽區,後來變為「穩定」區—地台區。一九五六年,陳氏在總結中外地質資料的基礎上提出,中生代中期以來地殼演化進入了新階段,經受斷裂作用和拱曲作用後所形成的狹長形或長圓形的凹地或凸起,其大地構造性質既非地台區,也與地槽區有別,而是一種新型活動區,是大陸地殼的第三構造單元。因它是地台區向活動區轉化的產物,故取名為活化區;又因其最主要的特徵是區內出現地窪盆地,故稱地窪區。

⑽ 特提斯——一個多島洋模式

殷鴻福

(中國地質大學,武漢430074)

摘要本文討論了特提斯的三種模式。根據中國及鄰區的新資料,提出特提斯的多島洋模式,它既符合古地磁和古生物地理證據所反映的歐亞大陸與岡瓦納大陸分隔很遠的情況,又符合沉積學證據所反映的深水海洋很少的情況,因為該寬闊的分隔是被島嶼所充滿的。

關鍵詞特提斯多島洋

1特提斯的多島洋模式

中國大陸的大部分屬於廣義的特提斯。目前關於特提斯有三種模式。第一種淺海模式認為:根據從阿爾卑斯到喜馬拉雅發現的大量底棲生物群、碳酸鹽岩及淺海碎屑岩判斷,地史時期從未存在過寬闊的分隔歐亞大陸與岡瓦納大陸的特提斯大洋,而是由陸表海和相對深的海道(seaway)組成。為了解釋由古地磁、古氣候和古生物地理分隔所判定的南、北超大陸間的寬廣距離,此觀點需部分藉助於由Carey[1]和Owen[2]提出的地球膨脹學說來解釋。按淺海模式,原來海並不寬,後來由於地球膨脹使南、北超大陸間距變寬。至於古地磁反映的寬闊距離,他們認為古地磁資料不可靠。但是,據最近地球物理和地質資料,20%甚至40%的膨脹率是太誇張了,我們保守地假定自太古宙以來地球半徑膨脹率為20%,則在古特提斯期間(約300Ma前)地球半徑的長度應是現代長度的95%,根據公式S=4πr2,可知那個時期的地球表面積應為現代表面積的0.95×0.95=0.9倍,這不足以支持淺海模式。而且,隨著古地磁資料的積累,不可避免地要把南、北超大陸遠距離分開。

第二種或最流行的關於古特提斯的模式是楔形洋模式,它西端尖滅於西阿爾卑斯山,而向東開口於泛古洋或太平洋,例如,Scotese和McKerrow[3]的圖即顯示出一個相對「干凈」的大洋。這個模式綜合了現代古地磁、古氣候及古生物資料,但它不能解釋為什麼在這一廣大區域很少發現洋殼證據。目前,以下公認的、證據充分的事實都是反對「干凈」模式的:

(1)沿古特提斯發現的大多數生物群和岩相都屬於淺海類型。盡管最近報道發現越來越多的復理石、放射蟲及其它深水沉積,但沉積物的整體仍然屬於陸殼類型,洋殼證據相對很少。

(2)沿古特提斯發現的大多數蛇綠岩屬於邊緣海和弧後盆地類型,典型的大洋蛇綠岩很少。

這些事實對第二種模式的真實性提出了疑問,並且導致了本文模式的提出,即特提斯多島洋模式。中國最近積累的資料支持這一模式。過去認為揚子和華北地台間的微大洋是干凈的,並且北秦嶺、南秦嶺分別屬於兩地台的大陸邊緣,但最近研究揭示,在兩板塊間存在一組過渡地塊,它由大別、鎮安—淅川、西秦嶺組成,它們構成了秦嶺微板塊[4](圖1),它北以商縣—丹鳳縫合線,南以勉縣—略陽縫合線為界。在秦嶺微板塊與華北之間,新元古代(震旦紀)到早古生代之間至少存在兩排島弧,南弧由秦嶺群組成,北弧由寬坪群組成。此外,島嶼還存在於揚子被動大陸邊緣海和陸表海內,因此,該地區並不是一干凈的微大洋,而是一個多島微大洋。

圖1晚寒武世秦嶺小洋盆

華南地區,除了雲南西部被認為屬於親岡瓦納的以外,過去也認為或多或少是一個整體,但是,最近在浙江—江西交界的弋陽地區的硅質岩中發現早古生代和石炭紀—二疊紀的微體化石,該硅質岩與「元古宙」的蛇綠岩伴生,且與「元古宙」復理石(雙橋山或板溪群)相互穿插,還發現晚古生代混雜岩和硅質岩中的放射蟲從欽州-防城地區一直延伸到玉林、雲浮及更東的英德,此外在西邊的廣西存在以前認為是輝綠岩岩床的大規模海底玄武岩。這些發現說明分隔華南成不同塊體的微海洋或深海的確存在,它們與沉積、古地磁資料一起,描畫出地史時期華南是由許多塊體構成的。

青藏高原長久以來一直被認為是由縫合線劃界的微板塊和島弧組成,如南北羌塘、唐古拉、岡底斯、昌都、蘭坪—思茅、保山、騰沖等,最近潘桂棠等[5]的文章認為,上述塊體鑲嵌圖可能還要復雜。早古生代,在古亞洲洋的最盛發展期,它在中國北部顯示出類似的多島洋類型,許多作者認為東南亞在中生代也是這樣。圖2繪出板塊的分布情況(微板塊、裂解塊體等),它顯示出東特提斯的多島洋情景。

圖2東特提斯區各塊體的分布

1—西伯利亞;2—蒙古-額爾古納;3—塔里木;4—華北(中朝);5—羌塘;6—拉薩;7—揚子;8—下揚子;9—華夏;10—印支;11—滇緬馬;12—印度

2多島洋模式的造山運動特徵

多島洋模式的板塊運動應該有確定的區別特徵,而不應該模仿從大西洋和太平洋模式推導出來的模型。揚子和華北的縫合過程顯示如下不同於傳統板塊碰撞的特徵:①華北、秦嶺和揚子沿同一方向(北向)移動,但速度及旋轉方向不同,最後導致微大洋關閉和板塊縫合。這一過程產生的動能(1/2·mv2)比兩板塊間正面碰撞產生的動能小得多,因為在後一種情況下速度v是兩板塊的速度之和,而在秦嶺v是兩塊體或板塊的速度之差;②揚子和華北縫合過程經歷了如下步驟:首先,秦嶺群及寬坪群的兩島弧增生到華北邊緣,接著,秦嶺微板塊與新增生的島弧接觸:然後略陽—勉縣小洋盆(早古生代可能為裂陷帶)消減且關閉,秦嶺與揚子接觸:最後揚子和華北板塊從東到西剪刀形縫合。碰撞不是一觸而蹴的,而是一步步完成的,每一單獨步驟可能導致:島嶼的拼合、塊體增生到大陸邊緣或者裂陷槽和微大洋的閉合,每一微型碰撞產生的動能中的質量m是很小的。通過島嶼或塊體增生的微型碰撞,由揚子和華北碰撞產生的全部動能可能分成三個或四個部分,每一微型碰撞的速度為兩個碰撞塊體速率的差額,而不是速度的和,兩碰撞塊體的質量總額又是很小的,這樣,結果就是一個突變轉換成一系列漸變,這一過程的每一步產生的能量很少,根本不能同「普通的」板塊碰撞產生的能量相比,因此不能引起造山運動是很容易理解的,這就是所謂的「軟碰撞」,它是多島洋特提斯造山運動的一個特徵。

第二個區別特徵是:在許多情況下,造山運動並不是緊隨塊體碰撞而發生的,而是可能要延遲100Ma年乃至更長的時間。以秦嶺為例,揚子和華北的第一次「軟碰撞」發生在志留紀—泥盆紀的過渡期,但揚子北邊的大陸邊緣直到中三疊世才經歷了造山運動,這是因為多數參加碰撞的特提斯塊體,由於岡瓦納的離散而向同一方向(北向)運移。根據牛頓作用力和反作用力原理,由速度不等、同一方向運動引起的每一次碰撞能夠加速前面板塊向北的漂移,同時反作用力可以減緩後面塊體的向北運移,因此每一次碰撞之後就是一個擴張的過程或兩塊體之間距離加大的過程,這就是中國地質多旋迴運動的機制。理論上,造山運動只能發生在前方板塊與一固定的板塊碰撞並且靜止下來時,而且向北漂移的後面塊體與前面的塊體碰撞並繼續產生陸內俯沖,這樣才產生擠壓。對秦嶺來說,華北可能在晚二疊世停止運動,且最後與西伯利亞南緣相碰撞。揚子則繼續向北漂移,因此直至中三疊世才發生造山運動。這不同於印度次大陸和亞洲間的碰撞,在這一碰撞中亞洲是一相對固定的超大陸。大約80Ma年前,在與亞洲相碰撞後,印度板塊繼續陸內俯沖消減,大約20Ma年前開始形成喜馬拉雅山,碰撞和造山的時間間隔為60Ma年。可與秦嶺相比的是藏北的班公錯—東巧—丁青侏羅紀微大洋,它的閉合和縫合時間是侏羅紀末—白堊紀初(大約150Ma年前),而它的抬升或西藏高原北部的形成時間估計在新第三紀後(大約23Ma年前),時間差超過100Ma年。此處這一過程所涉及的兩微板塊,即羌塘-唐古拉和岡底斯-拉薩,與秦嶺的情況相似。

三種模式相比,多島洋模式對特提斯及其祖先,尤其是東特提斯更合適。古特提斯、中特提斯、新特提斯和現代印度洋都是通過在諸如特提斯大陸(Tethsides)及基梅里大陸(Cim-merides,或Seng?r)等塊體群的後部張裂帶擴張及開裂,並在岡瓦納裂解和亞洲增生這一總過程中形成的。現代印度洋是通過擴張及開裂,使包括阿拉伯半島、印度次大陸和澳大利亞的板塊從非洲和南極洲分離出來而形成的。從這個意義上來說可稱之為現代特提斯。在從古特提斯洋到印度洋的古代和現代海洋中,一直存在大量的裂解塊體,其前面(北邊)的板塊陸續向歐亞板塊增生,而後面(南邊)的板塊陸續從岡瓦納大陸裂開。因此,它們一直為多洋,而與大西洋和太平洋不同。這與證實歐亞和岡瓦納相距很遠的古地磁和古生物地理資料相一致,也與深海沉積很少的沉積證據相一致,因為廣大區域為島嶼而非大洋所充填。對這種多島洋式板塊運動的過程及機理的研究,或許可以幫助理解地史時期的許多板塊運動現象,並且能預測諸如南海-印度尼西亞多島洋的相似的演化過程。

參考文獻

[1]S.W.Carey.The expanding earth——an essay review.Earth Science Review,1975,11(2),12~25.

[2]H.G.Owen.Has the earth increased in size?In:New concepts in global tectonics.S.Chattergee and N.Hotton(eds.).Lubbock.Tech.Univ.Press,1992.

[3]C.R.Scotese and W.S.McKerrow.Revised world maps and introction,Palaeozoic palaeogeography and biogeography.Memoir of the Geological Society of London,1990,12,1~24.

[4]殷鴻福,黃定華.早古生代鎮淅地塊與秦嶺多島小洋盆的演化.地質學報,1995,69(3),193~204.

[5]潘桂棠,陳智槽,李興振等.東特提斯多弧-盆系統演化模式.岩相古地理,1996,16(2),52~66.

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