大陆构造变形与地震活动——以青藏高原为例

大陆内部构造变形和地震活动往往突显出复杂的、区域性的特征,很难用板块构造理论来解释。青藏高原是大陆构造变形的典型实例,具有不同构造变形的分区特征,不仅表现在物质组成、地形地貌和断裂组合等方面的不同,而且还表现出不同的地震活动特征。东昆仑断裂带以北的青藏高原北部地块,主要发育一系列挤压环境下的盆岭构造,表现为以连续变形为特征的上地壳挤压缩短变形;高原中北部巴颜喀拉地块,具有整体向东运动的特点,变形主要集中在其边缘,表现为刚性块体运动特征。在东部,由于稳定的四川盆地(扬子地块)的阻挡,位于龙日坝和龙门山断裂带之间相对坚硬的龙门山地区受到东西向强烈挤压,西部边界为伸展变形;在高原中央腹地羌塘地块西部,由于上地壳物质在向东挤出的驱动下不断变形,沿一系列小型正断层和走滑断层以伸展变形为主,表现为弥散型变形特征。相比之下,羌塘地块的东部向东-南东方向挤出,在大型走滑断层之间形成一个刚性块体;高原南部地块以东西向伸展的南北向裂谷系为主要变形特征,高原南缘以南北向挤压的大型逆冲断裂系为特征。历史地震和仪器记录的大地震(M≥8)只发生在高原东北和东南部的大型走滑带,以及东部和南部边缘的大型逆冲断裂上,沿后者更为频发。到目前为止,高原其他地区只发生了8级以下地震。青藏高原这种分区域的地壳变形形式和地震活动分布是大陆构造变形的重要特征。

对中国大陆构造格架的讨论

大陆动力学的理论与研究开启了人们一个新的思路:在确认中国大陆构造格架、划分构造单元时,除了前寒武纪基底、南华—印支期生物地层格架以外,不能不考虑中-新生代以来重大的陆内变形事件所产生的陆内变形(大型走滑断裂、推覆构造、挤出构造)对印支与前印支期所形成大陆构造格架大幅度的改造,因此对前印支期构造单元的性质需要通过构造复位来重新认识。通过构造复位认为:阿拉善、中祁连—柴达木、北羌塘等微陆块和塔里木板块是一个整体的克拉通——西域板块,不存在整体的昆(仑)—祁(连)—秦(岭)海洋板块,早古生代满加尔—北祁连坳拉槽-小洋盆和晚古生代东昆仑—阿尼玛卿—金沙江裂陷洋盆可能是由古特提斯洋脊楔入所引起的,类似于现今的红海—亚丁湾。本文拟从阿拉善、北羌塘地块的构造归属、西域板块的确认;中国境内北亚构造域的构造划分和晚侏罗—早白垩世陆内变形、中亚挤出构造;中朝与扬子—华南板块划分和南北黄海、朝鲜半岛的构造归属等方面,来讨论有关中国及邻区大陆构造格架的一些争议问题。

大陆地质与大陆构造和大陆动力学

当代地球科学发展的新需求与板块构造对大陆地质的深化研究,使大陆问题成为21世纪地学发展的前沿研究领域、热点和关键。文中在提出"大陆动力学"研究20多年后的今天,进行关于大陆研究的新思考,从讨论厘定大陆研究的有关争议概念、大陆的基本问题、中国大陆构造的典型实例以及与世界同类范例的简要对比出发,综合概括了大陆地质与大陆构造和大陆动力学研究的关键科学问题与进一步探索研究的思考课题。提出了在大陆研究中,在进一步精确深化板块构造对大陆的研究的同时,应突出加强大陆构造中有无非板块构造动力及其远程效应的大陆内的、在深部动力学与陆块间差异非均衡背景下由陆内陆块间相互作用导致的真正陆内构造及其动力学问题的研究,以便为深化发展板块构造、认知大陆、探索大陆动力学、构建包括板块构造在内新的行星地球构造观作出努力与探索。

中国西部的大陆构造格架

在我国实施“西部大开发”战略的过程中 ,对中国西部大陆构造格架的正确认识至关重要 ,作者在近十余年研究的基础上提出三点新认识 :1.根据近年对阿尔金断裂带内同变形期新生矿物的激光微区 40 Ar/39Ar测年结果 ,阿尔金断裂走滑变形可能起始于 97～ 89Ma,它与喜马拉雅“西构造结”的形成 (10 2～ 85 Ma)近于同步 ,其累积错距达 35 0～ 40 0 km左右 ,晚白垩世—新生代同步错移了两侧原有的构造带和原型盆地。因此 ,在讨论中国西部大陆构造格架的形成时 ,首先考虑新生代由于喜马拉雅运动所引起的大尺度构造位移 ;2 .组成中国西部大陆的地块分属于北亚型、扬子型和冈瓦纳型。其中塔里木、柴达木、阿拉善地块 ,古生代期间是一个统一的扬子型非稳定克拉通——西域板块 ,震旦纪—早古生代它和扬子—华南、印支、澳大利亚板块同样隶属于东风瓦纳大陆 ,而后裂解、漂移 ,晚古生代—印支期构造就位于贺兰山以西 ,喜马拉雅期被肢解、错移成现今被分隔的盆地 (地块 ) ;3.北祁连山早古生代不是大洋盆地 ,而是西域克拉通陆内裂解出现洋壳的拗拉槽—小洋盆 ,它的西延部是塔里木盆地北部的满加尔—阿瓦提坳陷 ,新生代被阿尔金断裂左行错移达到现今的位置。北祁连山最终的造山作用 ,发生在上新世到早更新世末 。

中国大陆构造及动力学若干问题的认识

中国(东亚)大陆受特提斯、古亚洲和太平洋构造体系的制约,具有复杂的地体构架和特殊的岩石圈结构。本文从地学前沿——大陆动力学的视野出发,围绕中国大陆构造及动力学四个方面的研究,总结已有的进展并提出新的思考:①中国大陆板块下的构造和整个地幔运动的构架:地震层析资料揭示西太平洋板片向西俯冲到东亚大陆之下,其倾角逐渐减小,最后近水平地插进400～600km深度的地幔过渡带中,成为箕状几何形态的超深俯冲板片。印度岩石圈板片超深俯冲至青藏高原之下～800km的深度,在喜马拉雅西构造结部位发生双向不对称深俯冲,印度岩石圈板片向东俯冲至东构造结东侧之下300～500km的深度。②中国大陆变质基底的再活化:中国大陆的大部分陆块未受显生宙以来构造、变质和岩浆事件的改造与激活,在冈瓦纳大陆北缘的印度陆块和阿拉伯陆块北缘还发育有形成于泛非期(530～470Ma)的造山带,其影响范围至高喜马拉雅、拉萨地体和三江地区。新生代的变质活化普遍出现在喜马拉雅、南迦巴瓦、拉萨地体和三江-缅甸地区,最新的变质年龄仅2～1Ma(南迦巴瓦)。③中国主要高压-超高压变质带的大地构造背景及深俯冲-折返机制:中国及邻区含榴辉岩的高压-超高压(HP/UHP)变质带有洋壳(深)俯冲和陆壳(深)俯冲之分。青藏高原中,大部分洋壳俯冲形成的高压/超高压变质带与原-古特提斯洋盆中诸多微陆块之间的小洋盆的汇聚碰撞有关,陆壳深俯冲作用有两种机制,它们分别是大陆块之间剪式碰撞和撕裂式岩石圈舌形板片的深俯冲。④中国大陆造山带的深部物质可经3类机制挤出,即深部地壳物质"牙膏式"挤出、侧向挤出和"挤压转换式"挤出。

中国东部中—新生代大陆构造的形成与演化

20世纪60年代提出的“威尔逊旋回”以关闭洋盆两侧板块的碰撞作为板块运动旋回的终结,然而板块构造学说“登陆”20多年来的实践说明这种认识是不全面的.大陆弥散而宽广的陆内变形说明洋盆闭合两侧板块的碰撞并未终止板内构造作用.古亚洲大陆形成后中国东部中—新生代广泛发育的板内构造变形、岩浆活动、克拉通内盆地的形成都和古亚洲大陆南、北,印度洋和北冰洋洋脊的持续扩张、西太平洋和菲律宾洋壳的俯冲相关.本文拟厘清中国东部中—新生代大陆构造形成与演化的重大事件、构造性质、形成背景及其时空展布：（1）晚海西—印支期古特提斯洋关闭陆块拼合碰撞古亚洲大陆雏形形成;（2）晚侏罗—早白垩世蒙古—鄂霍茨克海闭合,陆-陆碰撞古亚洲大陆形成,挤压逆冲推覆构造在陆内变形中形成高潮,西太平洋伊佐奈岐洋壳板块的斜俯冲叠加了自东而西的影响;（3）早白垩世晚期—古近纪加厚地壳-岩石圈减薄、转型,陆内伸展变形达到高潮,大陆克拉通泛盆地、准平原化;（4）始新世晚期—早中新世（40～ 23Ma）太平洋板块运动转向对东亚大陆NWW向的挤压和印度洋脊扩张印—澳板块对古亚洲南部陆-陆碰撞挤压的叠加,形成中国东部新生的构造地貌;（5）中-上新世—早更新世受东亚—西太平洋巨型裂谷系和印度洋中脊扩张的叠加影响,中国东部岩石圈地幔隆升、地壳减薄,陆缘、陆内伸展变形相继形成边缘海、岛弧、裂谷型盆地和剥蚀高原地貌;（6）早更新世晚期（0.9 ～ 0.8 Ma）一晚更新世末（0.01Ma）中国东部大陆构造地貌基本形成.

花岗岩与大陆构造、岩浆热场与成矿

文中指出,花岗岩研究存在两个误区:(1)花岗岩没有自己独立的理论,花岗岩主要是效仿玄武岩的理论;(2)花岗岩的理论主要是应用板块构造的理论,而板块构造的理论并不适合大陆花岗岩。板块构造理论只能解决海洋里及海洋边缘的问题(如安第斯),不能解决大陆本身的问题。花岗岩在海洋里很少,绝大部分在大陆。花岗岩能否分离结晶是学术界争论的重大问题,本文从野外和镜下关系上、从理论上、方法学上和三段论法的逻辑学上进行了分析,指出花岗岩分离结晶作用是不可能的。混合作用是又一个争论的焦点,花岗岩是能够发生混合作用的,关键是笔者认为,花岗岩的混合作用主要发生在下地壳底部,而不是在花岗岩侵位和上升的过程中。目前,花岗岩研究领域里地球化学最受重视,花岗岩地球化学研究应当着力解决两个问题:(1)解决生产中提出的问题;(2)解决地球化学学科自身发展提出的问题。离开这两条,花岗岩地球化学研究即迷失了方向。笔者认为,花岗岩区分为大洋系列和大陆系列,位于海洋和海洋边缘受俯冲作用影响的为大洋系列;位于大陆内部的属于大陆系列。现存的一些花岗岩构造环境判别图仅适用于大洋系列的花岗岩,而不适用于大陆系列的花岗岩。大陆系列花岗岩的地球动力学意义不是构造环境或碰撞环境,而是地壳底部温度和压力状况。我们提出的花岗岩按照Sr-Yb的分类,适合于解释大陆花岗岩的地球动力学问题。花岗岩与成矿的关系是学术界争论的重大问题,争论的焦点主要集中在两个问题上:(1)岩浆是怎么形成的?岩浆源自哪里?(2)流体是怎么形成的?流体来自哪里,流体如何上升?为了探讨上述问题,文中主要讨论了岩浆热场理论,希望用这个理论去解释与花岗岩有关的各种成矿作用,包括与岩浆有关的各种变质和沉积热液成矿作用以及岩浆热场对煤和油气的影响等。在此基础上,提出了"与花岗岩有关的成矿组合"的概念。岩浆热场最重要的意义可能是解释了大规模岩浆活动为什么与大规模成矿作用有关的问题,指出大规模岩浆活动所造成的是1+1>2的效果。大数据技术是当今社会的热门话题,大数据的特点主要不在于数据的大,而在于思维的新,用新思维去处理数据才是大数据的特点。不强调"因果关系",重视"关联关系";不关注"为什么",只关心"是什么",是大数据思维的特点。其实这个特点可能恰恰最符合地质找矿的实际。板块构造引发了地球科学的一场变革,但是,它只限于地球科学理论上的变革。而大数据带来的这场变革主要不是体现在地球科学理论方面,而是地球科学研究方法和研究思路方面,它所带来的效益将是前所未有的。

深部岩石力学性质及其在大陆构造变形过程研究中的作用

在阐述了与深部岩石力学性质相关的岩石流变学基本模型的基础上,探讨了深部岩石力学性质对温度、压力和岩石化学组分等因素的依赖关系。根据目前对深部岩石力学性质的认识,讨论了岩石流变学在研究大陆构造变形过程中所起的重要作用。有关研究结果表明:在运用理论分析和数值模拟方法揭示大陆岩石圈中变形的动力学机制时,合理的选用深部岩石的流变学模型是必须考虑的一个重要因素。

造山带概念的演变及它在现今大陆构造研究中面临的问题

造山运动和造山带是应用普遍和影响广泛的两个古老概念,一百多年来随着地球科学的快速发展和板块构造理论出现,情况已发生很大的变化。如何修订这一概念的内涵使之适应新的认识而又保持原定义的首尾一贯正受到普遍关注。作为2000年中国构造地质学发展回顾与展望学术讨论会的一个专题,本文回顾了上述概念产生的历史背景;分析了它们在板块构造理论框架下,特别是在现今大陆构造研究中所面临的挑战;提出并归纳了讨论中形成的有关新形势下造山带概念的再理解和应用范围的共识。

大陆构造沉积学

大陆构造沉积学王东坡，刘立，薛林福，高福红，王德勤（长春地质学院能源系长春１３００２６）（美国爱达荷州立大学）关键词大陆动力学，沉积学，地球深部层圈板块构造学说的诞生和发展在地学中引起了一场变革是地球科学发展过程中的一个里程碑。它成为推动和指导地学各...

深化大陆构造研究 发展板块构造 促进固体地球科学发展

目的提出深化大陆构造研究,发展板块构造,推动固体地球科学发展的思考与建议,以引起关注与讨论。方法面对当代地球科学的最新发展和板块构造与大陆动力学研究的新进展,根据中国大陆地质与大陆构造在全球共性中的地域突出特点及其在现代地学发展中的独特意义,提出深化大陆构造研究的思考和建议。结果提出了一系列新的思考和建议。结论深化大陆构造研究是发展板块构造,推动固体地球科学发展的必由之路,势在必行。

关于中国大陆地质与大陆构造基础研究的思考

作为全球大陆重要组成部分,中国大陆长期所处的全球特殊构造部位和深部地球动力学背景使其经历了世界其他大陆所未曾有的极端复杂条件,从而造就了它全球共性中的独有的地域性特征．这些特征赋存有当代地学发展前沿重大科学命题的丰富信息．因此,中国大陆地质与大陆构造成为当代地学研究得天独厚的天然实验室和良好场所,是科学研究不可多得的宝贵资源．当代地球科学已开始进入地球系统科学与后板块构造时代,如何充分利用我国这一地域优势和特有资源,参与国际地学发展和创建新的地球构造观及相关理论与方法已是我们面对的历史机遇和重大挑战．文中在综合分析中国大陆全球共性中的特殊性基础上,概括提出4类优先研究的中国大陆地质与大陆构造关键科学问题：中国大陆构造与大陆动力学研究；中新生代中国大陆及邻区地壳变形及其深部过程；人类生存尺度的地壳构造活动及其深部动力学背景与演变趋势；中国大陆不同构造系统的交接转换和深部背景与演变过程,供地学界讨论参考．

“大陆构造及成矿作用研究现状”笔谈会

在探索地球岩石圈构造及其演化中,人们认识到必须把注意力集中于大陆构造.因为现代海洋年龄仅两亿年,大陆岩石圈则全面系统地保留了四十六亿年来岩石圈的变形构造和演化过程,所以大陆及其边缘被列为80年代国际岩石圈计划的主要研究课题.我国夹持在西伯利亚板块、印度板块和太平洋板块之间.在几大板块的相互作用中,中国大陆展现了一幅丰富多彩、复杂纷繁的构造图景.为了探索我国东部大陆构造及其形成演化的规律,开拓找矿远景,今秋将在中国地质大学(武汉)召开“中国东部大陆构造及成矿作用讨论会”.本刊约请几位专家对大陆构造中的几个问题抒发己见,供关心大陆构造及成矿作用研究现状的同志们参考.今后我们还将采用这种笔谈形式对地质领域的重大课题进行讨论交流.

大陆构造、大洋构造和地球构造研究构想

大陆动力学和大洋动力学是当前固体地球科学的前沿领域 ,反映处于中期阶段的板块理论正向更加深入、全面、完善的方向发展 ,并走向统一的地球构造学的趋势。中、新生代造山带构造 ,全球高原构造的比较 ,周边洋底构造对欧亚大陆的动力作用 ,应是大陆动力学中优先研究的问题。对全球洋底构造的继续探测 ,用地震各向异性研究地幔的流动或变形 ,布设海底宽频带地震台阵探测地幔细结构 ,将会提供更多的地球内部过程信息。“地球大系统科学”概念的提出 ,将能推进固、液、气三态地球多球层相互作用的研究 ,例如固体地球微动态、固液气三态球层运动的可比较性、不同球层分区性的比较等 ,都是需要深入探讨的问题 。

中国大陆构造强烈活动性对海相盆地油气成藏和勘探的影响

中国大陆频繁而又强烈的构造活动,既有对古老海相含油气盆地进行强烈改造导致油气大量散失并使油气藏分布复杂化而增加勘探难度这不利的一面,又有形成多旋回沉积建造和多期含油气盆地发育这有利的一面。在古生代海相盆地发育过程中,挤压抬升作用使古隆起顶部地层遭受侵蚀,造成早期聚集油气的大量散失,而古陆块活动性大,地壳变形强烈,多期沉降的陆缘坳陷和陆内坳陷又有利于优质烃源岩堆积。挤压抬升所形成的古隆起伴生有溶蚀孔洞和构造裂缝,可以改善储层物性,使古隆起成为晚期生成油气的有利聚集场所。中一新生代,中国大陆受到相邻板块的强烈作用,古老的海相盆地受到强烈改造和破坏,缩小了海相地层的有利勘探范围;中—新生代构造和盆地叠加作用,则使古生界变形强烈、埋藏深度加大并且造成复杂的地貌,增加了海相油气藏的勘探难度。但同时,中—新生代地层的覆盖也是海相地层深埋生烃和古油藏保存的必要条件,在海相油气封盖层未受到严重破坏的地区,具有良好的油气勘探前景。

中国大陆构造环境监测网络FG5/214结果分析

介绍了中国大陆构造环境监测网络的基本情况以及FG5/214绝对重力仪在该项目中绝对重力观测的情况,并对FG5/214观测结果进行了分析。结果表明,FG5/214稳定性良好,观测精度优于±5.00×10-8ms-2,满足中国大陆构造环境监测网络绝对重力测量的技术要求。

大陆构造与动力学研究的若干重要方向

为了建立新的地球观，当代地学界把主要科学目标瞄准大陆动力学。大陆构造是大陆动力学的核心领域，涉及到盆地和造山带的形成与演化、大陆岩石圈三维层块结构、大陆下地壳的热状态和流变状态、大陆地震成因和大陆地壳运动的动力来源等一系列重大课题。随着多学科的联合攻关和新技术、新方法的应用，在上述研究领域取得的新突破将导致大陆动力学新理论的诞生，并推动固体地球科学迅速发展，以至带来新的地学革命。

大陆构造样式及大陆动力学模式初探

根据大陆构造的最新研究成果,总结了大陆构造的基本型式,提出了大陆五层两域的构造模型,并从物质流变和构造变形的有机联系出发,探讨了大陆动力学的层流隆陷机制。

“蓝色风暴”与“红色革命”——论创建新的“大陆构造学说”

60年代兴起的板块构造学说如一场"兰色风暴"席卷全球,开创了地球科学的新纪元。但是,板块构造学说也存在许多难以解释的问题,板块构造学说解决不了大陆地质问题。大陆有不同于海洋的特点,大陆需要有新的理论。为此,美国构造学家在2002年率先提出了超越板块构造(beyond plate tectonics)的思想,开辟了地球科学研究的新领域,具有里程碑式的意义。作者的研究发现,板块构造学说解释不了花岗岩问题,应当另辟蹊径,开展一场"红色革命",创建有别于板块构造学说的新的大陆构造学说。作者指出,板块构造不是全球构造,板块构造+地幔柱构造也不是全球构造,板块构造+大陆构造才是全球构造。文中回顾了中国大陆构造研究的历史和现状,建议将大陆的形成与演化、大陆构造与板块构造的关系、陆壳与地幔的关系和大陆变化与环境、生态、人居的关系作为大陆构造学研究的4个目标,提出4项研究任务,并建议以中国东部活化和青藏高原抬升两个课题作为研究的切入点。文中还探讨了大陆构造学研究的前景,分析了中国在创建新的大陆构造学中的有利条件和不利因素,指出开创新的大陆构造学说,需要国家的大投入,思想的大解放和人才的大引进。

中国大陆构造研究的重大进展

近年来,在地质矿产部和国家自然科学基金会的支持下,联合各部门、各学科专家学者对中国大陆的组成、结构、演化和动力学进行了多学科的专题和综合研究,现已获得一系列重要进展,摘要报道如下: