序言:中国中—新元古代地层学、沉积学与地质事件记录

尽管早前研究认为中年地球(1.8~0.8 Ga)是较为静默(boring billion)(Buick et al.,1995)的时期,但中国华北、扬子和塔里木三大克拉通中—新元古代地层中记录了一系列同时期重大地质事件及其环境演化等重要信息。为深入揭示地球中年期这些重大地质事件。

盆地模拟相同层位不同地质事件处理方法

在盆地模拟中,同一地质层位的不同区域可能有不同的沉积类型。为实现不同区域地质事件类别不同情况下的盆地模拟计算,提出了基于区域分块的处理方法。首先将含有不同地质事件的不同区域进行分块,每个块单独设置地质事件,然后在盆地模拟过程中分块模拟,并在需要合并起来计算的步骤中进行合并,最终完成整体的盆地模拟流程。研究方法一方面保证了盆地的整体意义,另一方面实现了地质层位各个不同地质事件区域准确的模拟计算结果,解决了同一层位不同地质事件这一问题。

阿尔金山地区构造单元划分和前寒武纪重要地质事件

阿尔金山地区构造单元从北至南划分为敦煌地块、阿尔金北缘蛇绿混杂岩带、中阿尔金中—新元古代构造岩片、阿尔金构造杂岩带和阿尔金南缘基性超基性岩带5个构造单元,它们具有不同的岩石组合和变质变形特征。在正确识别地质事件的性质和特征的基础上,根据现有同位素年龄资料甄别出5期重要地质事件。3600～2500Ma的数据表明敦煌地块内存在始太古代、古太古代、中太古代、新太古代古老地壳和多期的岩浆活动;2500～1800Ma的古元古代是敦煌地块遭受强烈改造和中基性侵入岩形成的时代;1000～800Ma存在新元古代碰撞造山和大规模的岩浆活动;530～500Ma是阿尔金北缘蛇绿混杂岩带、高压变质泥质岩和榴辉岩的变质时代,形成的构造杂岩带是古生代早期秦岭-柴达木盆地北缘巨型碰撞带的西延部分;400Ma的柴水沟辉长岩的斜锆石年龄代表了碰撞后的裂解事件。

吕梁地区早前寒武纪主要地质事件的年代框架

通过同位素地质年代学研究初步建立的吕梁山地区早前寒武纪主要地质事件的年代格架是:界河口群形成在2600～2400Ma期间。吕梁群近周峪组火山岩形成在2360～2350Ma期间,2124Ma时野鸡山群白龙山组火山岩喷发。赤坚岭杂岩约在2150Ma时侵位,随后发生了钾质花岗岩的侵入(2031 Ma左右),界河口群和吕梁山群都受到这次构造热事件的影响。芦芽山紫苏花岗岩在1800Ma左右侵位。

晚中生代地球表层重大地质事件的陆地环境剧变与生物群演替响应

晚中生代时期华北东北部发育燕辽生物群、热河生物群和阜新生物群陆地生物群。它们的快速演变过程和华北克拉通上同时期发育的岩石圈减薄、大面积强烈岩浆活动、变质核杂岩及伴随的伸展盆地等地球表层重大地质事件并行发生,表现着地壳表层系统圈层间的相互作用和响应。生物群的繁盛与灭绝与地球表层大规模岩浆-火山活动(髫髻山组—张家口组和大北沟组—义县组)发育时代高度协同一致。地球表层重大地质事件直接或间接地控制或改造着地球表层古地理和古生态环境,生物群只得调整自身去适应环境和生态背景的改变。火山-岩浆活动改变着地质-生态环境,生物群都紧密联系多期次火山-岩浆活动,化石也都被埋葬在沉积-火山碎屑岩中。华北克拉通破坏重大地质事件发生响应于全球变化和统一地球表层系统。盆地沉积充填序列、特殊陆相环境沉积建造、特殊环境沉积物等记录了响应的古地理、古环境变化与响应。陆地生物群分布、演化、更替与精确定年,脊椎-无脊椎生物(化石)埋葬特征,生物演化速率、消长关系和生物群(组合)更替的形式和性质,以及脊椎动物骨骼、牙齿的常量、微量元素、H-B-C-N-O-S和C-O-Sr等地球化学特征的研究可以恢复和重建古地理、古生态环境和古生态系统。

柴达木北缘新元古代重大地质事件年代格架

近年来柴达木北缘地质研究逐渐得到了地学界的广泛关注，已经取得许多重要进展。赖绍聪等１９９３年提出在柴达木北缘发现大型韧性剪切带，并认为柴达木北缘是加里东晚期古洋盆闭合后的陆陆碰撞型造山带。我们将之进一步确定为新元古代早期造山的产物（陆松年等，１９９８...

青海都兰地区前泥盆纪古陆块的物质组成和重大地质事件

通过对青海都兰地区前泥盆纪地块的地质、地球化学和同位素年代学研究,将其由北向南划分为欧龙布鲁克微陆块、沙柳河超高压碰撞带和柴达木陆块三个构造单元。基本查明了欧龙布鲁克古陆块主要由德令哈片麻岩、莫河片麻岩、达肯大坂岩群、万洞沟群和全吉群组成,柴达木盆地北缘高压碰撞带主要为中新元古代沙柳河岩群、花岗闪长质片麻岩、英云闪长质片麻岩、钾长花岗片麻岩、榴辉岩、滩间山群和蛇绿岩,柴达木古陆块主要由古元古代金水口岩群和夕线堇青花岗片麻岩组成。详细厘定了本区前泥盆纪重要地质事件,特别是与Rodinia超大陆有关的汇聚与裂解事件。同时,利用先进的同位素地质年代学手段,确定了本区重要地质事件的地质时代和序列,为研究我国中-新元古代古陆块汇聚与裂解关系,以及它们在整个超大陆中的位置提供了证据。

西藏斑岩铜矿对重大地质事件的响应

西藏已有 3个构造岩浆带发现斑岩铜矿 :玉龙成矿带、冈底斯成矿带和班公错成矿带。其中班公错成矿带还少有研究和找矿评价 ,目前仅报导在改则西北发现多不杂斑岩铜金矿 ,但该带的邻国已发现大型斑岩铜矿 ,例如巴基斯坦的赛恩达克 (Saindak)和伊朗的萨尔切什梅 (SaiCheshmeh)等。据青藏高原 70Ma以来的古气候研究 ,在新特提斯洋闭合之后 ,印度板块与亚洲板块陆陆碰撞 ,曾有过 3次加速 :第一次为 4 0～ 35Ma ,与玉龙矿带的成岩成矿年龄相吻合 ;第二次为 1 8～ 1 2Ma ,与冈底斯矿带的成岩成矿年龄相吻合 ;第三次为 3.6Ma以来 ,与羊八井等热泉和铯金锑成矿年龄相吻合。故西藏斑岩铜矿为印度洋扩张和陆陆碰撞“A”型 (Ampferersubduction)俯冲的产物。第一次加速在青藏高原的东缘三江地区产生一系列喜马拉雅期走滑拉分盆地 ,导致幔源斑岩岩浆上侵 ,形成玉龙等一系列斑岩型夕卡岩型铜铜钼铜金矿 ;第二次加速使冈底斯深部挤压而浅部拉张 ,导致幔源斑岩浆岩侵位 ,形成冈底斯一系列斑岩型夕卡岩型浅成热液型铜钼铜金多金属矿 ;第三次加速使青藏高原整体深部挤压而浅部拉张 ,在藏南。

鄂尔多斯盆地西、南缘奥陶纪地质事件群耦合作用

北祁连造山带和北秦岭造山带在早古生代经历了相似的洋陆转化过程,于奥陶纪时发育了汇聚板块边缘的沟-弧-盆体系,分别形成了北西向展布的北祁连造山带走廊南山北缘早古生代岛弧及弧后盆地和东西向展布的北秦岭造山带早古生代岛弧及弧后盆地。期间,秦岭-祁连洋的俯冲造山作用和鄂尔多斯盆地西南缘沉积类型和内陆湖盆的发展演化之间存在有机的联系,构成了盆-山耦合体系,引发一系列构造事件、火山喷发事件和多种类型的事件沉积等。它们之间存在着一系列成因机制上的联系,有着共同的宏观背景。鄂尔多斯盆地西、南缘在几乎相同时期存在一次构造背景的转变,由被动大陆边缘转化为主动大陆边缘,并诱发了多期火山喷发事件,在盆地西南缘奥陶系形成多套斑脱岩夹层,这些斑脱岩可能为同时期或者稍后的钾盐矿(包括含钾卤水)的形成提供了重要物源。同时,鄂尔多斯盆地南缘由浅水碳酸盐台地陷落为深水斜坡,在盆地西、南缘奥陶系有规律的集中发育重力流沉积(海底扇、浊积岩等)、滑塌沉积和震积岩等事件沉积。从形成机制上,华南板块向北俯冲触发了火山活动和地震,火山喷发在奥陶系集中沉积了多套凝灰岩夹层,地震活动导致同时期大套重力流沉积,并触发相对深水区沉积物向深水区移动,使得重力流沉积转化为浊流沉积,形成了具有良好储层的浊积岩。统计表明,上述事件发育的时间与秦岭地区构造活动相对最活跃的时期基本一致。因此这些分布稳定的凝灰岩薄层和中奥陶世集中有规律分布的重力流沉积砂体为华南板块向华北本快俯冲背景下形成的,它们之间存在耦合关系。

新疆北部主要地质事件同位素年表

通过对新疆北部地区同位素年代学的研究，获得了４００多个新的年龄数据，尤其是在塔里木北缘地区获得３２６３±１２９Ｍａ（２σ）的年龄数据，首次确定该区早－中太古界的存在。在此研究的基础上，综合作者在新疆北部地区已有的年龄数据，以及近期内其他一些研究成果，提出一个初步的新疆北部主要地质事件同位素年表的划分方案。

新疆大陆基底分区模式和主要地质事件的划分

在同位素年代学和地球化学研究的基础上，概括了1982~2000年间的同位素年代学和地球化学研究成果，特别是1987~2000年“305”项目的研究成果。展现了近年来对新疆大陆前寒武纪基底同位素年代学研究的新成果：塔里木北缘灰色片麻岩锆石U-Pb年龄为2600 Ma，西昆仑基底石榴黑云母片麻岩中的锆石U-Pb一致年龄则为（2 048(20）Ma，阿尔金灰色片麻岩锆石U-Pb上交点年龄为（1 820 ( 277）Ma，测定了东天山星星峡群片麻岩的锆石U-Pb上交点年龄为（1 404(18）Ma，与1986年的结果一致（1 400 ( 42）Ma，获得西天山温泉群、那拉提群和木扎尔特群混合岩化片麻岩中锆石U-Pb年龄分别为（821( 11）^（798( 8）Ma，（882( 83）Ma和（707( 7） Ma；基于Sm-Nd 模式年龄统计结果，将新疆大陆基底分为5个区域，即：塔里木大陆太古宙－古元古代（3.2~2.2）Ga基底区，昆仑-阿尔金造山带古元古代基底区（2.0~1.8）Ga，天山古中元古代基底区（2.1~1.7）Ga，准噶尔为年轻地壳基底区（1.4~0.7）Ga和阿尔泰古元古代、中新元古代复合基底区（( 2.6~2.4 Ga, 1.5~0.9 Ga）；基于多年研究的积累，并综合了国内外一些可以应用的同位素年代学研究结果，提出以塔里木太古宙大陆地核向南、北逐步增生的新疆大陆地壳基底演化模式；

泰山地区早前寒武纪主要地质事件与陆壳演化

通过详细的野外地质调查和岩石学、地球化学、同位素年代学工作，建立了鲁西泰山地区地质演化框架：晚太古代早期表壳岩形成（２８４０～２８２０Ｍａ）；晚太古代早期望府山期英云闪长岩侵位和高角闪岩相变质变形改造（＞２７００Ｍａ）；晚太古代晚期绿岩建造形成和高绿片岩相－低角闪岩相变质变形改造（２７００～２６００Ｍａ）；晚太古代晚期大众桥期基性－中酸性岩侵位（２５６０～２５３０Ｍａ）；晚太古代晚期傲徕山期二长花岗岩侵位（２５６０～２５１４Ｍａ）；早元古代初期中天门期中性－中酸性岩侵位（２５１９～２４９０Ｍａ）；早元古代初期摩天岭期二长花岗岩侵位（２４９０Ｍａ）和早元古代晚期红门期辉绿岩侵位（２１００～１８００Ｍａ）。晚太古代早期变质表壳岩和望府山期英云闪长岩在高角闪岩相变质和强烈的变形作用改造下，形成北东向展布的似层状岩系，此阶段称为晚太古代早期阜平期前绿岩陆壳形成和改造阶段（＞２７００Ｍａ）；晚太古代晚期绿岩建造，大众桥期、傲徕山期深成侵入岩系呈北西向展布，且经历低角闪岩相－绿片岩相变质和塑性、韧性变形作用改造，此阶段称为晚太古代晚期陆壳增生和克拉通化阶段（２７００～２５００±２０Ｍａ）；在早元古代深成侵入岩系沿北西向?

北秦岭晋宁期主要地质事件及其构造背景探讨

北秦岭主要发育元古宙构造岩石地层单位，包括古元古代秦岭杂岩、中元古代峡河岩群、宽坪岩群和武关岩群、中元古代晚期松树沟蛇绿岩构造岩片、新元古代丹凤岩群和二郎坪岩群的下部地层单位等。北秦岭广泛存在晋宁期的强烈构造－岩浆－变质地质事件，且是新元古代主体形成的古老造山带。晋宁期的地质事件可能并不代表扬子地块和华北地块之间的直接碰撞拼合，而是具扬子地块基底特征的“中秦岭微地块”与北秦岭微地块或华北地块之间的俯冲碰撞拼合。震旦纪之后又逐渐开始发生大陆裂解，进入显生宙的构造演化阶段。新元古代晋宁期（１０００～８００Ｍａ）发生的主要地质事件和有限的俯冲—碰撞拼合及震旦纪之后又逐渐开始发生裂解与国外一些地质学家提出的新元古代时期Ｒｏｄｉｎｉａ超大陆的形成和７００～５７０Ｍａ期间Ｒｏｄｉｎｉａ超大陆的裂解不谋而合。

应用测井技术识别碎屑岩与碳酸盐岩地质事件及其差异

应用测井技术识别地质事件时,对具有隐蔽测井信息结构变化的识别涉及较少,限制了认知地质事件的精度和可靠性。而根据测井记录的地质响应及其相关测井信息组合特征,研究重要地质事件的多样性与测井曲线之间的成因关系,以及测井曲线纵、横向变化与地质演变的成因关系,可以探索性地解决上述问题。运用该方法可识别出碎屑岩和碳酸盐岩地质事件并推断其成因机理。通过对地质事件表现形式多样性的分析,提出了碎屑岩地质事件的识别和论证方法;通过同成因地质界面的识别与追踪,提出了碳酸盐岩"同期异相"地层对比问题的识别方法和依据。地层的岩性成因机制不同,碎屑岩和碳酸盐岩地层的地质事件研究方法也有所不同,二者的识别差别在于地质界面的追踪依据不同、地质界面的测井响应特征不同以及测井信息与地质界面识别的对应关系不同。应用该方法,成功解决了大港油田、普光气田以及澳大利亚等国内外油气探区地质研究中地质界面识别的关键问题。

冀西北麻粒岩区早前寒武纪主要地质事件的年代格架

本文通过年代学资料和其它地质依据建立了冀西北及邻区麻粒岩地体早前寒武纪主要地质事件的年代格架。早期的基性火山喷发事件发生在2868—2932Ma期间,形成本区的早期地壳。在2761Ma左右发生了大规模的TTG岩浆侵位事件,在2650Ma时发生了基性岩浆侵位,使地壳加厚。在2561—2503Ma期间,花岗闪长质岩浆在本区广泛侵入,使地壳进一步加厚。2477—2461Ma期间,紫苏花岗岩以岩株形式侵入,同时发生区域麻粒岩相变质,早期地壳受到改造。大约在2300Ma时发生第二阶段的麻粒岩相变质。此后,在2144—2087Ma期间红色花岗岩侵位,形成花岗岩带。

抚顺南部早前寒武纪变质杂岩的地质事件序列

抚顺南部早前寒武纪变质杂岩是华北克拉通北缘辽北-吉南早前寒武纪变质地块的一个重要组成部分,主要由浑南群石棚子组角闪岩相变质火山岩、火山碎屑岩及相伴生的沉积岩等表壳岩系和侵位于其中的石英闪长质片麻岩、英云闪长质-奥长花岗质-花岗闪长质(TTG)片麻岩和花岗闪长岩-二长花岗岩-钾长花岗岩岩石组合组成。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素分析结果显示,侵位于表壳岩中的石英闪长质片麻岩样品12LN39-3的岩浆结晶年龄为2571±7Ma,指示存在老于该年龄的表壳岩系。英云闪长质片麻岩样品12LN04-1和奥长花岗质片麻岩样品13LB49-3的岩浆结晶年龄分别为2544±4Ma和2550±10Ma,记录了一期重要的英云闪长质-奥长花岗质片麻岩侵位事件。斜长角闪岩(样品12LN25-2)的岩浆结晶的最小年龄为2530±5Ma,指示另一火山喷发阶段。晚期钾长花岗岩样品12LN01-1和奥长花岗质片麻岩样品12LN27-1分别侵位于2522±4Ma和2518±23Ma,说明它们的岩浆作用发生于同一时期。而采自于晚期未变形侵入体的石英闪长岩样品12LN30-2的岩浆结晶年龄为2496±18Ma,与上述表壳岩和深成侵入体的主要变质作用(2510~2470Ma)同期发生。这些年代学结果表明,抚顺南部地区新太古代大规模的铁镁质火山喷发作用在大于2571±7Ma已经发生,紧接着2571±7Ma发生石英闪长质岩浆侵位,在2550±10Ma^2544±4Ma之间发生英云闪长质-奥长花岗质岩浆侵位。接下来铁镁质火山再度喷发(~2530±5Ma),随后为钾长花岗岩和奥长花岗质岩浆的侵位(2522±4Ma^2518±23Ma)。晚期为角闪岩相变质作用时期(2510~2470Ma),伴随一定规模的石英闪长岩侵位。

成矿地质事件的同位素年代学研究

成矿事件同位素地质年代学研究是一项十分重要而复杂的任务。成矿事件时间维的确定，对于矿床成因、成矿作用与其它异常地质事件的耦合关系的认识，以及对于找矿勘探均具有至关重要的理论和实际意义。文中讨论了各种常用测年方法（如ＲｂＳｒ、ＳｍＮｄ等时线法和ＵＰｂ法等）的适用性和局限性，并介绍了测年方法（尤其是与成矿事件年代学研究有关的测年方法）的新进展。结合国内外典型研究事例分析，比较了成矿事件的直接测年和间接测年方法，强调应在扎实的野外地质工作的基础上，综合采用多元同位素体系对成矿事件进行年代学研究。最后讨论了成矿事件与其它异常地质事件的耦合关系，并指出应加强成矿事件与大陆聚散旋回的时间耦合性的研究。

北京十三陵中元古代串岭沟期地质事件的探索

宏观、微观和地球化学研究结果证明在北京十三陵中元古界长城系串沟组有地质事件层。宏观标志包括一系列地震滑塌、砂体液化、层内错断和角砾化构造等;微观标志包括火山晶屑、火山玻璃的假像、显微层内错位等。地球化学资料表明,Re、Os及其同位素和Ir含量异常,某些稀有元素含量的对比等等,都有可能说明地质事件引起了异常现象的出现。笔者认为串岭沟组的地质事件是由于燕山裂陷槽形成早期的火山活动及由其引发的地震事件产生的。根据北京十三陵串岭沟组地质事件记录的研究,对比蓟县、宽城和曲阳等地的剖面后,笔者认为十三陵地区的串岭沟组相当于蓟县串岭沟组的上部层位。此外,串岭沟组出现火山—地震事件可能导致常州沟组后生动物遗迹化石的延续性被破坏;串岭沟组和常州沟组泥岩中有可能存在自生独居石,自生独居石为U,Th-Pb法同位素测年提供可能。

前寒武纪重大地质事件

本文概括性地阐述我国前寒武纪冥古宙、太古宙、元古宙三大地史阶段的重大地质事件,粗略勾绘前寒武纪地球演化的轨迹,期望了解我国与全球变化的异同,进一步突出我国前寒武纪三大地史阶段中新太古代超级地质事件及元古宙时期中国大陆块体对哥伦比亚及罗迪尼亚两个超大陆形成与破裂的地质响应。冥古宙是地球最早期的地史阶段,从太阳系形成的4 567Ma至地球上最老的4 030Ma的Acasta片麻杂岩。碎屑锆石保存最好的地点是西澳的Mt.Narryer和Jack Hills。目前在中国大陆至少有7个地点发现具有罕见的约4.0Ga的碎屑锆石,这些地点并不位于克拉通区,而是赋存于造山系新元古代至古生代以碎屑岩为主的地层中。太古宙（4 030～2 420Ma）定义为从最古老的岩石出现（4 030Ma Acasta片麻岩）至冰碛层首次广泛分布的寒冷期之间的一段地史。最古老的岩石为英云闪长片麻岩,构成加拿大西北斯拉夫克拉通4.03～3.94Ga Acasta片麻岩的一部分。西南格陵兰Isua带保存全球有最老的表壳岩,形成于3 810 Ma。太古宙最重大的地质事件莫过于2 780～2 420 Ma时期的新太古代超级事件。值得指出的是华北克拉通最古老、也是中国最古老的岩石出露在中国辽宁鞍山地区,约3.80Ga英云闪长岩-奧长花岗质片麻岩和3.30Ga的表壳岩已被识别。华北克拉通太古宙有与世界各地太古宙相似的演化历史和特点,包括花岗岩-绿岩带及高级变质片麻岩带、广泛的英云闪长岩-奧长花岗岩-花岗闪长岩（TTG）片麻岩、古陆壳的出露（略老于3.8Ga）、广泛分布的BIF等。我国太古宙花岗岩-绿岩带虽然在华北克拉通分布较广,但与南非、格陵兰、加拿大、西澳等地经典的花岗岩-绿岩带相比,时代偏新,仅以新太古代为主,规模偏小,缺少大面积分布的科马提岩,且变质程度偏高,主要为角闪岩相-麻粒岩相变质。演化到元古宙（2 420～541 Ma）,则进入成熟的、较冷的、刚性程度较高的地球,以现代样式板块构造、超大陆旋回和更复杂的疑源类（eukaryotic）生命的发育为特征。这种变化大致出现在2 420 Ma左右,与哈默斯利型BIF的消失及地史中首次广泛出现的冰川沉积物年代相近。古元古代早期十分重要的＂休伦冰川事件＂、指示大氧化事件的古老红层在我国尚未被发现,与Lomagundi-Jatuli（LJE）δ13 C的同位素漂移有关的关门山组古元古代沉积地层的同位素年代学依据不足;古元古代磷矿和具有巨大石油潜力的2.01Ga Shunga事件也未能鉴别。但中国最大特色是发育了与哥伦比亚和罗迪尼亚超大陆汇聚与裂解有关的良好地质记录,特别是华北克拉通保存了古元古代与哥伦比亚超大陆汇聚有关的超高温、高压麻粒岩等变质及岩浆事件,1 780 Ma以后的中元古代又保存了与哥伦比亚超大陆裂解有关的裂谷沉积及岩浆活动;而在扬子和塔里木陆块区则保存了与新元古代早期与罗迪尼亚超大陆汇聚有关的蛇绿岩、混杂岩、洋内弧、俯冲增生杂岩及大陆边缘弧,在约800 Ma以后则发育了与罗迪尼亚超大陆裂解有关的沉积及岩浆活动的地质记录,为中国和全球地质学者研究这一时期地球系统变化和成矿作用提供了客观的野外实验室和良好的范例。

江西三清山国家地质公园内的重大地质事件记录

江西三清山于2005年3月批准为国家地质公园,2008年7月入选世界自然遗产名录,以花岗岩地质与花岗岩峰林地貌著称。拥有10亿年演化历史的三清山,不仅是一个地学等多个领域具有全球研究对比意义的地学宝库,而且是拥有重要科学价值及科普意义的地质遗迹。在申报世界地质公园野外考察的基础上,本文综述了三清山地质遗迹代表性的9个重大地质事件,这也是世界自然遗产开发和保护基础工作以及地质公园管理的要求。