构造-流体-成矿系统及其动力学的理论格架与方法体系

综述了构造流体与成矿系统及其动力学的研究进展、趋势 ,初步提出构造 -流体 -成矿系统及其动力学的理论格架与方法体系 .突出构造和流体在成矿中的关键作用 ,强调多种组成与多重作用过程耦合和套合的整体性及其综合效应 ,并以这一理论为指导 ,提出将构造-流体 -成矿系统及其动力学作为一个整体 ,从流体与岩石 -构造环境相互作用及构造 -流体演化的角度探讨成矿系统的形成过程和动力学特征 ,遵循实践→认识→再实践→再认识的循序渐进原则 ,在多学科综合研究的基础上 ,以宏观整体性认识为指导 ,深入解析代表性典型中观成矿系统时 -空轨迹的规律性特色本质 ,具体指导微观成矿作用过程及机理的研究 ,实现研究的系统性、完整性和定量化 ,从更广、更深层次上认识构造 -流体 -成矿系统时 -空结构及本质属性 .

构造-流体-成矿体系的反应-输运-力学耦合模型和动力学模拟

建立了一个综合的构造流体成矿体系的反应输运力学耦合动力学模型。利用有限元方法求解岩石变形、断裂作用和断裂网络统计动力学、流体流动、有机和无机地球化学反应及成岩成矿作用、压力溶液和其它压实力学、热迁移的方程组 ,可以对构造流体成矿体系的动力学演化过程进行 1～ 3维数值模拟。模拟的主要内容是在各种过程耦合作用下描述构造流体成矿体系的主要变量的时空演化 :( 1)与成矿流体的形成和性质有关的变量 ,如地层中矿物 (包括成矿物质 )的溶解速率、流体中各组分的浓度与饱和度、流体温度、压力、离子强度等 ;( 2 )与构造变形和流体运移有关的各变量 ,如应力与变形速率、岩石孔隙度、构造 (断裂 )渗透率等 ;( 3 )与沉淀成矿有关的变量 ,如矿物 (金属矿物和脉石矿物 )的成核速率、各矿物的沉淀量等 ;( 4 )上述各有关变量间的时空耦合关系 ,如断裂渗透率时空演化与流体流动、汇聚和成矿的耦合关系等。以湖南沃溪金锑钨矿床为例 ,应用该模型和方法对成矿动力学过程和动力学机制进行了初步的模拟与分析。

长江流域中央造山系盆-山体系的构造样式分析及其动力学机制探讨

盆地和造山带是在空间展布和形成机制上具有密切联系的构造体系。盆 -山体系的构造样式分析 ,不仅可以重塑造山带及其邻区盆地的盆山耦合过程和景观演化 ,而且是探索造山作用对地貌、气候、资源、能源、环境和灾害等方面控制作用的基础。按照地球动力学环境 ,可以归纳为三种主要类型 ,即伸展、挤压、走滑盆 -山体系 ,结合其所处的大地构造体制和板块运动阶段 ,可以得出盆 -山体系构造样式的综合分类方案。长江流域的地质 -生态环境与自然灾害受到中新生代以来地壳运动和秦岭 -大别等造山作用的严格制约与影响。根据盆地原型和盆缘造山带之间的配置关系和成因联系 ,研究区长江流域中央造山系的典型盆 -山体系构造样式主要有桐柏 -大别造山带与中扬子北缘的江汉洞庭断陷盆地 ,秦巴边缘冲断造山带与上扬子北缘的四川前陆盆地。本文按同造山期、晚造山期和后造山期演化阶段 ,依此分析两个典型盆

开合旋构造体系及其形成机制探讨:兼论板块构造的动力学机制

开合构造总体上可以表述为:地球膨胀为开,收缩为合;垂向上地球物质离心(地心)运动为开,向心运动为合;水平方向上地球物质相背运动为开,相向运动为合。从驱动机制角度,我们把以热力(热能)为主体驱动的上浮物质运动定义为开;将重力(势能)为主体驱动的下沉物质运动定义为合。因此,开与合是一个高度综合的概念,具有广阔的内涵,开合运动是联系一切地质运动和地质科学的纽带。开合运动具有同步统一性,即垂向的开在水平方向也表现为开;垂向开得强烈,水平方向同样开得强烈,反之亦然。地球刚形成时诸多开合构造是无序的,地球的旋转运动统领地球上所有物质、能量、运动和大大小小的各种开合构造于旋转运动中,并将它们调剂到有序状态。简言之开合构造体系是开合旋运动长期作用下形成的不同时期、不同层次、不同级别的开合旋回组成的动态平衡构造体系。本文总结了地球开合旋构造体系物质组成、结构构造特征和规律,建立了开合旋复杂构造体系简要模型。提出平衡体系的形成机制是开合旋运动遵循地球重力均衡准则、最小内能原理(结晶化)、几何淘汰生长(垂直地心生长)和物质均匀化四条自然演化规律,其中重力均衡准则是主导的。由于地质事件(构造运动)在破坏开合旋平衡体系的同时,经常直接或间接向体系内输入新能量,往往使新的旋回比老旋回的结构构造更符合地质演化的自然规律,于是使地球显得更强大而有活力。这一次又一次的地质事件(构造运动)是开合旋构造体系螺旋式向前发展的动因。本文最后用开合构造观点探讨了地球的形成和演化,分析了板块构造运动的动力学过程。

盆地-山岭耦合体系与地球动力学机制

盆山耦合分析应该将地球动力学环境和板块运动学序列结合起来 ,根据地球动力学环境所提出的 :伸展构造体系、挤压构造体系、走滑构造体系和克拉通构造体系进行定性与定量分析 ;依照板块运动学序列所划分的主要旋回 :裂解阶段、俯冲阶段、碰撞阶段和后造山阶段进行定位与定时分析 .伸展构造体系在离散期为陆内裂陷盆地及伸展造山带 ;在聚合期为弧后裂陷盆地及张性岩浆弧造山带 ;在后造山期为后继裂陷盆地及晚期伸展造山带 .挤压构造体系在俯冲期为弧后前陆盆地及俯冲造山带 ;在碰撞期为周缘前陆盆地及碰撞造山带 ;在再活动期为再生前陆盆地及再生造山带 .走滑构造体系在伸展期为走滑拉分盆地及剪张山岭 ;在挤压期为走滑挠曲盆地及剪压造山带 .克拉通构造体系在裂解期为克拉通内部盆地 ;在拼合期为克拉通边缘盆地 .

行星地球元素的演化与地球内部的相对运动:再论中国大地构造发展演化的新全球动力学理论

从相对论的质能互换、时空弯曲、相对速度(孪生子效应)、虫洞原理、奇点原理和量子力学的不确定性原理、多重历史思想出发,全面论述了秦岭和中国大地构造的基本特征与发展演化。从质能定律出发,提出地球的组成和地核、地幔、地壳3个圈层的形成是随核元素的燃烧阶段逐步实现的;按核燃烧的顺序,地球的组成是先形成原子序数小的长英质酸性核变岩,后形成原子序数大的铁镁质的超基性-基性核变岩。核元素转化过程中所产生的巨大能量是大地构造发展、演化唯一的动力来源。地球结构特征是物质组成在高能高速运动过程中时空弯曲的结果;DNA、RNA所决定的结构态的演变,在生物的俱生、俱灭中起决定性的作用;生物的进化是地球自身运用多维时空弯曲按质数律创生出来的。以多重历史思想和不确定性原理为基础,论述了中国大地构造的阶段发展、演化以及事件、组成、结构产生的随机性和概率性。从时空弯曲的普遍性出发,中国境内可建立青藏高原、西伯利亚和西南太平洋涡旋-甩出-热核反应3个一级构造单位。从相对速度的孪生子效应、虫洞原理出发,中国大陆造山带是高能高速的等离子-粒子流流体所形成的核变岩地质体,在短暂瞬间从地球深部抽拉-逆冲至地球的表层,与地表系统长期形成的地质体相互耦合、拼贴、混杂的产物,不存在任何形式的晋宁、加里东、华力西、印支、燕山和喜马拉雅等造山带拼贴增生的概念。抽拉-逆冲岩片构造或抽拉构造是造山带形成的主要形式,是岩石圈重要的运动方式。文中最后还对成矿作用、生物的俱生俱灭和地学中十多个地质难题进行了讨论,提出了地球质量极限值在地球演化和生物进化中的重要作用。在全面论述涡旋-热核反应动力体系在地球发展和中国大地构造演化中的作用后认为,新全球动力学理论是地球的无限空间之王。

地质动力学体系与年轻地台和被动大陆边缘的含油气性

年轻地台和被动大陆边缘是地球上富含油气资源的最为重要的大地构造带。

秦岭勉(县)略(阳)缝合带及南秦岭地块的变质动力学研究

将变质地质学与构造地质学的研究相结合 ,将造山过程与变质演化相结合 ,系统研究了勉 (县 )略 (阳 )缝合带的康县—高川段变质动力学特征及其与佛坪递增变质带的关系 ,认为该区变质作用时空演化特征表现为 :不同构造环境同时出现不同类型的变质 (如俯冲、拉张等 ) ,同一地带不同时期或阶段变质类型的叠加 (如俯冲与碰撞 ) ,不同地段具差异抬升的历史等特征 ,从而导致变质类型在空间上的复杂性。这一结果也表明勉略带是一复杂的蛇绿构造混杂岩带 ,其内部不同的一系列构造岩片早期曾有不同的变质演化历史 ,后期经历了相似的变质叠加 ,最后在构造作用下差异抬升。该区变质作用演化可细分为 4个阶段 :主体发生于海西期并延续至印支早期的拉张变质作用阶段 ,晚海西—印支期俯冲变质作用阶段 ,印支晚期碰撞变质作用阶段和印支末期的热接触变质作用和动力退变质作用阶段。勉略缝合带康县—高川段不同岩片及佛坪递增变质带的PTt轨迹研究 ,揭示了它们不同的变质动力学演化及俯冲、碰撞、拆沉的构造演化过程和机制 ,也反映了缝合带是由不同层次、起源和环境的岩石经构造作用混杂而成 ,并经历了后期差异隆升剥蚀历史。

盆地沉积动力学:研究现状与未来发展趋势

盆地沉积动力学或称盆地沉积充填动力学分析,即强调盆地沉积特征与形成过程的响应关系及控制机制的研究,是沉积盆地分析和油气地质研究的一个前缘领域。文中结合中国沉积盆地的特色和研究实践,阐述了这一领域的研究现状,展望了未来的发展趋势。当前盆地沉积充填动力学分析的主要热点方向包括:①盆地的沉积层序结构、沉积体系(域)构成和演化及其响应机制研究;②盆地构造沉积学或构造地层学分析;③源-汇系统与盆地沉积物分散体系研究;④盆地沉积充填动力学过程的模拟分析等。盆地沉积充填动力学分析将不断为地球动力学系统研究提供高分辨的沉积记录,并继续为难度日益增大的沉积地质资源的勘探和开发提供新的理论支撑。盆地沉积动力学研究预示了深远和广泛的发展前景。

新全球动力学理论与成矿作用

成矿作用的本质是成矿流体子系统在统一地质 成矿场中与其它子系统在远离平衡系统的动态过程中所能达到平衡的程度。成矿物质的来源和矿床的富集部位都受新全球动力学理论 -涡旋甩出说以及由它所决定的抽拉构造和多重岩片的控制。

构造体系—地质动力学流体矿产勘探开采原理简介

本文介绍一种新的寻找、开采地下油气水(热水、凉水)的基本原理和成功案例。证实应用这一原理将大幅提升勘探成功率和采收率。

南海海盆东南部大型深水浊积扇体系及其成因的构造控制

运用近年来海洋地质调查工程获取的最新地质地球物理数据,在南海海盆东南部水深2000~3800 m区域,发现中中新世到第四纪多期大型浊积扇沉积体系,揭示了南海南部深海沉积作用及沉积演化过程。该浊积扇体系以沉积物波、水道充填、海底扇、块体流等沉积体为主,总体上由海盆东南部向海盆中央呈扇形推进,推进距离为150~260 km,从老到新规模和结构不断变化,蕴含了丰富的海平面变化信息。垂向上浊流沉积层层叠置发育,形成厚层的浊积砂体。海底水道十分发育,水道砂体底部呈“V”型展布,由南向北延伸,揭示出物源主要来自礼乐滩及北巴拉望区域。该浊积扇的形成明显受到构造控制,与中中新世以来礼乐滩—巴拉望岛的隆升和晚中新世以来的岩浆活动密不可分。浊流发育位置处于南海东南部陆缘和深海平原之间,是陆源物质由浅海输送到深海平原的重要机制,构成南海南部“源-汇”沉积体系的重要环节。

东濮凹陷西洼南段早第三纪构造-沉积演化

东濮凹陷西洼南段早第三纪构造沉积演化史与该区的油气资源含量密切相关。综合研究表明 ,该区的盆地沉降不但与两侧的长垣断层和黄河断层的活动有关 ,还与盆地的基底活动有关。断层活动与盆地活动的阶段性或幕式性导致盆地沉降量在时间上的不均匀性。同时 ,根据断层与基底活动之间的相互关系 ,可将盆地的沉降方式划分为 3种类型 :断坳式、断陷式和坳陷式。这 3种沉降方式所形成的地层型式、沉积体系及其组合模式也不同 ,断陷沉降期的地层型式为楔形及板状 ,是主要的生油地层 ;断坳及坳陷期的地层型式则主要为单面凸镜体状 。

20世纪后半叶构造地质学的进展

本文简述了20世纪构造地质学的发展历史，以上世纪100年构造地质学论文占地质学论文的比重变化，讨论构造地质学在整个地质科学体系中的地位及其变化。对板块构造、大陆动力学和地球动力学等研究领域，并在构造分析、岩石变形机制与流变学特征、造山带的推覆构造与晚造山伸展垮塌作用、大型走滑断层与压入一挤出构造、活动构造与自然灾害等研究领域的进展进行了重点分析。

构造热年代学——发展与思考

构造热年代学是一门集同位素年代学、构造地质学、岩石矿物学、计算机模拟技术等为一体的综合性学科。它是在同位素年代学研究的基础上 ,结合矿物的封闭温度理论、构造事件、岩浆热事件等的研究而发展起来的。U Pb、40 Ar/ 3 9Ar、裂变径迹及 (U Th) /He等测年手段是该学科的重要支柱手段。这一学科的发展已经、并且将对传统构造地质学、年代学的应用与解释起到巨大的推动作用。而在此基础上的微区微量年代测定与应用将是对地质学特别是构造事件乃至构造运动的演化序列精细测定的一次革命。

构造地球化学研究展望

以断裂构造地球化学为主,从常量元素-微量元素-稀土元素及其分异耗散顺序;矿物脉体-次生包裹体-同变形期流体及其微观动力学分析;压力强度-温热梯度-溶液浓度及其耦联相关体系;构造应力场-流变物理场-地球化学场及其参量数字模拟等4方面研究展望。上述4个方面既自成系统又相互关联,在时空演化上,可以结合地球动力学、构造年代学等统一解释。

鄂尔多斯盆地油田地质灾害的成因分析

介绍了油田地质灾害的概念,给出了鄂尔多斯盆地油田地质灾害的主要类型、特征及其分布规律。综合应用盆地动力学、构造地质学等多学科的理论、方法和技术,提出了盆地内的构造体系与动力学特征不仅是油藏生成、运移、聚集、保存与破坏的主控因素,同时也是油田地质灾害形成与分布的主导原因。针对盆地内可能出现的灾害,进一步提出了几点预防措施与建议。

黑龙江省东部地区新构造运动及地震危险性研究

中国岩石圈动力学图籍（马杏垣）称东北为黑龙江亚板块，依次划分两个地块，东部为长白块体，西部为松辽-大兴安岭块体。松辽-大兴安岭块体受嫩江断裂带控制形成不同的地震地质构造单元。长白块体新构造动表现最活跃的有两条断裂构造，依-舒地堑和敦-密断裂带。历史上断裂内多次发生5级左右地震。依-舒地堑北段是黑龙江省地震活跃地区之一。

输导体系研究思路及方法综述

输导体系一直作为油气成藏的重要元素吸引着人们的关注和研究。本文在对输导体系类型的归类综述的基础上,对输导要素进行了分析,进而探讨了不同输导体系有效性评价的方法,最后对地层、沉积、成岩、盆地模拟、成藏动力学、地球化学、地球物理模拟实验、地质建模等多种输导体系研究方法进行了总结归类。