造山带构造研究进展及方法思考
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西南天山造山带的研究现状简述【摘要】西南天山造山带是地球上重要的造山带之一,其构造特征及成因一直备受研究者关注。
通过地质构造演化历史的探讨,可以更好地理解这一地区的地质演化过程。
研究方法与技术应用的不断更新,为对该造山带的认识提供了新的视角。
地质事件时代研究和矿产资源调查与评价,有助于揭示西南天山造山带的地质历史与矿产资源潜力。
本文对西南天山造山带的研究现状进行了总结,展望未来在这一领域的研究方向,为深入了解该造山带提供了参考。
通过对该地区的综合分析,可以更好地认识其地质特征,并为资源利用和环境保护提供科学依据。
【关键词】西南天山造山带、构造特征、成因、地质构造演化、研究方法、技术应用、地质事件时代、矿产资源、研究现状、未来研究方向。
1. 引言1.1 西南天山造山带的概述西南天山造山带位于我国新疆维吾尔自治区西南部,是全球范围内重要的造山带之一。
地处欧亚板块与印度板块的碰撞带,形成于晚古生代-中生代,经历了多期构造运动和岩浆活动。
西南天山造山带的构造特征复杂多样,包括褶皱、断裂、褶皱-断裂共生等多种构造形态,显示出明显的构造活动性。
该造山带的成因是欧亚板块与印度板块碰撞的结果,造山作用受到多期构造事件的影响,形成复杂多样的地质特征。
目前,关于西南天山造山带的研究主要集中在探讨其构造特征及成因解析、地质构造演化历史、研究方法与技术应用、地质事件时代研究以及矿产资源调查与评价等方面。
深入研究西南天山造山带的地质演化过程和矿产资源分布情况,对于揭示天山山脉的形成机制、推动区域经济发展具有重要意义。
2. 正文2.1 构造特征及成因解析西南天山造山带是中国西北地区的一个重要构造地质带,具有复杂的构造特征和多样的成因解析。
该地区地质构造复杂多样,主要包括叠合构造、褶皱构造、断裂构造和褶皱断裂构造等。
在叠合构造方面,西南天山地区经历了多期造山运动和岩浆活动,形成了多个叠加构造,包括早古生代至中生代的阿尔考里克运动、晚古生代的隆运动、中生代的构造转换运动等。
2023/039(11):3447 3460ActaPetrologicaSinica 岩石学报doi:10.18654/1000 0569/2023.11.14朱明帅,罗晔,贾朝媛等.2023.蒙古 鄂霍茨克造山带山弯构造形成的动力学机制探讨.岩石学报,39(11):3447-3460,doi:10.18654/1000-0569/2023.11.14蒙古 鄂霍茨克造山带山弯构造形成的动力学机制探讨朱明帅1,2,3 罗晔1,2,3 贾朝媛1,2,3 苗来成1,2,3 张福勤1,2,3 SANCHIRDorjgochoo1,2,3 于剑峰4ZHUMingShuai1,2,3,LUOYe1,2,3,JIAChaoYuan1,2,3,MIAOLaiCheng1,2,3,ZHANGFuQin1,2,3,SANCHIRDorjgochoo1,2,3andYUJianFeng41 中国科学院矿产资源研究重点实验室,中国科学院地质与地球物理研究所,北京 1000292 中国科学院地球科学研究院,北京 1000293 中国科学院大学,北京 1000494 山东省第三地质矿产勘查院,烟台 2640001 KeyLaboratoryofMineralResources,InstituteofGeologyandGeophysics,ChineseAcademyofSciences,Beijing100029,China2 InnovationAcademyforEarthScience,ChineseAcademyofSciences,Beijing100029,China3 UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China4 ShandongNo 3ExplorationInstituteofGeologyandMineralResources,Yantai264000,China2023 06 14收稿,2023 08 21改回ZhuMS,LuoY,JiaCY,MiaoLC,ZhangFQ,SanchirDandYuJF 2023 ThegeodynamicmechanismfortheformationofMongol Okhotskorcocline.ActaPetrologicaSinica,39(11):3447-3460,doi:10.18654/1000 0569/2023.11.14Abstract TheMongol OkhotskorogenicbeltextendstothenortheastfromCentralMongoliaasfarastheUdaGulfintheOkhotskSea,anditislikelyformedfromtheclosureoftheMongol OkhotskOceanduringJurassic Cretaceous Thus,thereconstructionoftheMongol OkhotskorogenicbeltplayedacrucialroleinthetectonicevolutionoftheNortheastAsiaandthefinalamalgamationoftheEurasiaduringtheMesozoic TheMongol OkhotskorogenicbeltischaracterizedbythedevelopmentofaU shapedoroclinalstructure,anditsbucklinghasledtoastrong“self collision”betweenitstwowings Inprevioustectonicmodels,theformationofMongol Okhotskoroclinalstructurewasattributedtoeitherbucklingofalongribbon likesystemduetotheconvergenceoftheSiberianandTarimcratons,roll backofthePaleo AsianOceanandtherelativerotationoftheNorthChinaandSiberiancratons,buthasignoredtheeffectofthesubductionoftheMongol OkhotskOcean Recently,structuralobservationaroundthehingeoftheoroclineandmagmaticmigrationindicatesthatrollbackofthesubductedMongol OkhotskOceanplatecouldcontributetothedevelopmentoftheorocline,butthismodelisconceptualandnotwellconstrainedbygeologicaldata Theback arcophiolite,bimodalvolcanicsuite,A2 typeandS typegranitesandassociatedsedimentssurroundingtheMongol Okhotskoroclineindicatethata>5000 km longmultistageback arcextensionbeltexistedinthesouthwesternsegmentoftheMongol OkhotskorogenicbeltrelatedtotherollbackoftheMongol OkhotskoceanicplateduringPermo TriassicPeriod Theidentificationoftheback arcextensionbeltsuggestsaprobableWesternPacific typeactivemarginratherthanthepreviouslyproposedAndean typemarginduringthePermo TriassicPeriod The~5000 km longmulti stageback arcextensiondevelopedduringthemajorphaseofMongol Okhotskoroclinalbending(Permo Triassic),indicatingtherollbackoftheMongol OkhotskoceanicplateprobablyplayanimportantrolefortheformationoftheMongol OkhotskoroclineKeywords Mongol Okhotsk;Orocline;Back arcextension;Slabroll back摘 要 蒙古 鄂霍茨克造山带呈北东向从蒙古中部延至鄂霍茨克海的乌地湾,被认为是蒙古 鄂霍茨克洋侏罗纪 白垩纪闭合产物,其对于探讨东北亚区域大地构造演化以及欧亚大陆中生代聚合具有重要意义。
秦岭造山带主要大地构造单元的新划分一、概述秦岭造山带,作为中国重要的地质构造区,其形成和演化过程一直是地质学研究的热点和难点。
随着近年来地层沉积、岩浆活动、火山作用和构造变形及岩石地球化学等方面的研究取得的新进展,我们对秦岭造山带的认识不断深化。
本文旨在根据最新的研究成果,结合前人的工作,按照大地构造相单元划分原则,对秦岭造山带的主要大地构造单元进行新的划分和阐述。
秦岭造山带是一个东西南北构造共存的复杂造山带,其构造格局的形成是多种地质作用共同作用的结果。
本文在综合分析了秦岭造山带的构造特征、岩石地层、岩浆活动、火山作用和地球化学等方面的资料后,认为秦岭造山带可以划分为华北南缘陆坡带、秦岭岛弧杂岩带、秦岭弧前盆地系和秦岭增生混杂带等主要构造单元。
这些构造单元的形成和演化,不仅记录了秦岭造山带的形成历史,也反映了中国大陆地壳的构造演化过程。
本文的划分结果不仅有助于我们深入理解秦岭造山带的构造格局和演化历史,同时也为矿产勘查、环境保护、灾害预测等提供了重要的地质背景资料。
未来,随着研究的深入和技术的进步,我们期待对秦岭造山带的认识能够更加全面和深入。
1. 秦岭造山带的重要性和研究意义秦岭造山带是中国乃至全球最重要的造山带之一,它位于中国大陆中央,横跨多个省份,具有复杂的地质构造和丰富的矿产资源。
秦岭造山带的研究对于理解中国乃至东亚地区的地壳演化、板块构造、矿产资源分布以及自然灾害发生机制等具有深远的意义。
秦岭造山带是连接华北板块和华南板块的关键区域,其形成和演化历史直接反映了中国大陆地壳的形成和演化过程。
通过对秦岭造山带的研究,可以深入了解地壳增生、俯冲消减、碰撞造山等重要的地质过程,为理解地壳动力学提供宝贵的资料。
秦岭造山带是多种矿产资源的富集区,包括金、银、铅、锌、铁、铜等金属矿产以及煤炭、石油等非金属矿产。
对这些矿产资源的形成机制和分布规律进行研究,可以为我国的矿产勘查和开发提供理论支持。
秦岭造山带也是自然灾害频发区,如地震、滑坡、泥石流等。
阿尔泰造山带南缘金矿的构造-流体-成矿作用研究与分析摘要:新疆的阿尔泰造山带南缘包括了额尔齐斯构造带,为重要金矿床成矿带之一。
文章以研究区成矿地质背景及成矿特征为基础,应用金矿成矿过程中构造-流体-成矿作用理论,对阿尔泰造山带南缘金矿成矿规律进行分析和探讨,提出了阿尔泰造山带南缘山——盆转换系统内金的构造-流体-成矿作用体系中构造主导作用、流体直接作用及构造和流体耦合作用与金矿成矿机理和时空分布特征间的关系。
关键词:阿尔泰造山带;金矿;成矿背景;构造-流体-成矿作用前言阿尔泰造山带南缘是新疆北部重要金矿床集中地,特别是沿额尔齐斯成矿构造带分布有众多金矿床(如萨尔布拉克、克科萨依、阿拉那提等金矿)。
近十几年来,将构造-流体作用研究与矿床成矿机理研究结合起来,已成为矿床学研究领域内一个新学科,经过深入分析前人资料,考察和研究该地区矿床,认识到构造和地质流体对矿床的形成起主导作用。
运用成矿构造-地质流体-成矿作用体系研究方法,在分析其区域地质背景和矿床成矿特征基础上,以阿尔泰造山带独特地质特征与成矿作用研究为主线,详细分析研究了阿尔泰造山带南缘主要岩金矿的构造成矿作用和流体成矿作用,提出其规律性,对在该区现有金矿床基础上,寻找和预测新的工业矿床提供依据。
1.成矿地质背景研究区位于西伯利亚板块与准噶尔-哈萨克斯坦板块聚合拼接部位。
以北为西伯利亚板块南缘的阿尔泰陆缘弧构造带,以南为北准噶尔构造带。
区内主干断裂呈NW向展布,其中额尔齐斯断裂控制本区构造-岩浆-成矿作用。
以额尔齐斯断裂为界,阿尔泰南缘地区可分为南东部和北西部两个不同构造变形域。
区域地层大体分为3大套:前震旦纪基底岩系,震旦—古生代以火山沉积和陆源碎屑岩为主的盖层岩系,中新生代为上叠盆地型陆内碎屑岩系。
该区岩浆侵入活动十分强烈。
主要包括如下3种岩:①以超基性岩为主的基性-超基性岩浆岩,形成蛇绿岩套中超基性-基性杂岩体;②以基性岩为主含少量超基性岩的超基性-基性岩浆岩,形成钙碱性超基性-基性杂岩体;③遍布全区的深成-中深成相花岗岩类和中酸性浅成-超浅成侵入岩类岩浆活动。
对秦岭造山带区域构造——成矿作用过程的认识斯尚华长江大学地球科学学院一、陆块或板块的开裂过程该过程是地幔物质向地壳中转移的作用过程。
与之相对应的成矿作用主要与海相火山活动有关,其次为受深断裂控制的基性、超基性及碱性岩浆岩侵入活动。
海相火山活动时期是秦岭地区最主要的成矿作用类型之一。
秦岭造山带中从老至新的火山—沉积建造基本上都是重要的含矿层位。
秦岭造山带曾经发生多次开裂事件,并对应着一定的构造—成矿旋回,形成具有不同规模和强度的成矿作用。
例如,中、新元古代时期,与张裂过程之海相火山活动有关的成矿作用在华北地块南缘区(宽坪小洋盆)与扬子地块北缘区(武当—碧口裂陷海槽)就有很大差异,后者在规模、强度、范围及矿种方面均明显大于(多于)前者。
二者虽同处开裂过程,且开裂程度及岩石类型也很相近,但成矿特征却如此不同,其原因可能与地幔物质的分布和运动状态有关。
但同样是在华北地块南缘,早古生代时期二郎坪小洋盆张裂过程中海相火山活动有关的成矿作用与中、新元古代宽坪小洋盆的开裂时期迥然不同,前者成矿作用与武当—碧口裂陷海槽开裂时期有一定相似性。
晚古生代,张裂过程中的成矿作用发生在扬子地块北缘的玛沁—略阳—北巴一线。
秦岭地区五个大的开裂—成矿时期中,由成矿元素地球化学性质所反映的成矿物质来源并无明显变化,均以幔源为重要特征,这种间隔交替式的成矿演化仅仅反映深部物质运动的某种规律,因此实质上是构造活动强度交替发展在成矿方面的一种具体表现。
二、陆块或板块的拼合碰撞过程秦岭地区经历的大规模的碰撞拼合过程主要有三次,分别为晋宁期,晚加里东其—早华力西期和印支期。
拼合碰撞过程是壳—幔物质强烈相互作用的过程,但成矿物质和成矿作用反映地壳物质运动信息较多。
成矿地质作用主要有花岗质岩浆活动、区域变质作用和陆源碎屑—碳酸盐岩沉积成矿作用。
前两种作用在一定时期具有密切的成因联系和空间上的一致性。
由它们共同作用可造就一个矿床成矿系列,最典型的就是晚加里东期—早华力西期秦岭造山带北部地区与区域变质岩及混合(伟晶)岩化作用有关的稀有金属、蓝晶石、红柱石、白云母、石墨、玉石及金红石矿床成矿系列。
青藏高原碰撞造山带I主碰撞造山成矿作用一、本文概述青藏高原,被誉为“世界屋脊”,其壮丽的自然景观和独特的地理位置使其成为地质学研究的热点地区。
本文聚焦青藏高原碰撞造山带I主碰撞造山成矿作用,旨在深入解析这一地区在地质历史演化过程中的成矿机制和成矿规律。
通过对青藏高原碰撞造山带I主碰撞造山成矿作用的系统研究,我们期望能够为理解板块碰撞、成矿作用以及资源分布提供新的视角和理论支撑。
青藏高原的形成是地球科学领域的一个重要课题,它涉及到大陆碰撞、板块俯冲、地壳增厚等一系列复杂的地质过程。
在这个过程中,成矿作用作为地质作用的重要组成部分,对于揭示青藏高原的演化历史和资源分布具有重要意义。
本文将从地质背景、成矿条件、成矿机制等方面展开论述,以期对青藏高原碰撞造山带I主碰撞造山成矿作用有一个全面而深入的认识。
通过本文的研究,我们期望能够为青藏高原及类似地区的资源勘探和开发提供理论指导,同时为推动地质学和相关领域的发展做出贡献。
二、青藏高原碰撞造山带概述青藏高原,被誉为“世界屋脊”,是地球上最大、最高的高原,同时也是地球科学研究中极其重要的地区。
它位于欧亚板块和印度-澳大利亚板块之间的交汇带,这里发生了复杂的板块碰撞和陆陆碰撞过程,形成了独特的青藏高原碰撞造山带。
这一区域的地壳运动、岩浆活动、变质作用以及相关的成矿作用一直是地球科学研究的前沿领域。
青藏高原碰撞造山带经历了多期次的构造演化,包括早期的洋盆关闭、陆陆碰撞、陆内变形以及后期的隆升和剥蚀等过程。
这些过程不仅塑造了青藏高原现今的地貌格局,也控制了其内部矿产资源的分布和成矿作用的特点。
特别是主碰撞造山期,是青藏高原成矿作用的关键时期,其内在的地质条件和动力学背景为成矿提供了重要的控制因素。
主碰撞造山期,随着印度板块向北俯冲,青藏高原地区发生了强烈的构造变形和岩浆活动。
这些岩浆活动不仅带来了大量的成矿物质,而且为成矿作用提供了必要的热源和动力。
同时,碰撞过程中形成的构造断裂和褶皱也为成矿提供了有利的空间条件。
西南天山造山带的研究现状简述1. 引言1.1 西南天山造山带的独特地质特征西南天山造山带是中国境内的一个重要地质构造带,其独特的地质特征吸引着众多地质学者的研究兴趣。
该造山带主要由花岗质、变质岩和沉积岩组成,具有明显的岩石变质和变形特征。
在地质构造上,西南天山造山带表现为多次构造事件的叠加,形成了多个构造单位,呈现出复杂的地质构造格局。
其独特之处还在于地质年代上呈现出多阶段演化过程。
这些演化过程包括了叠加造山、火山喷发、构造变形等多个阶段,每个阶段都留下了独特的地质痕迹。
由于该地区地质构造复杂,地质年代资料完整,因此西南天山造山带被认为是研究造山过程和地壳演化的理想地点。
在地质构造特征上,西南天山造山带还表现出与周边地区不同的独特性。
其构造单元间的联系较为紧密,构造带内部褶皱、断裂、褶皱等构造形态发育完善,构成了独特的构造特征。
这些独特的地质特征为西南天山造山带的研究提供了丰富的实验数据和研究对象,也为地质科学领域提供了重要的参考和借鉴。
1.2 西南天山造山带的研究意义西南天山造山带是世界上重要的造山构造之一,对于研究大陆构造演化、板块构造及大地构造有着重要的意义。
通过对西南天山造山带的研究,可以深入了解地球内部物质的运动和地壳构造的演化过程,从而揭示大地构造的规律和特点。
西南天山造山带是中国西部重要的地质构造带,探究其地质演化历史和构造特征可以为该地区的地质资源勘探与开发提供重要的参考依据。
对于地震、地质灾害等自然灾害的研究也具有一定的意义,可以为地质灾害防治和减灾提供科学依据。
西南天山造山带的研究还可以为人类社会经济发展提供支持。
通过对其地质构造、构造运动特征的深入研究,可以为区域地质环境的评价和规划提供科学依据,促进当地经济的发展和资源的合理利用。
研究西南天山造山带不仅有助于加深对地球构造和地质演化的认识,同时也对促进地区经济发展、资源利用和自然灾害预防具有重要意义。
2. 正文2.1 西南天山造山带的岩石组成及构造特征1. 岩石组成:西南天山造山带主要由变质岩和沉积岩构成。
松潘—甘孜造山带构造研究新进展
许志琴;侯立玮
【期刊名称】《中国地质》
【年(卷),期】1991(000)012
【摘要】松潘-甘孜造山带位居中国西南部,特提斯-喜马拉雅造山系之东缘.在中国及世界造山带中,松潘-甘孜造山带是一个奇特的造山带.它之所以奇特,是因为其具有与一般线型造山带不同的“几何学”、“造山极性”及“构造体制”,因而使这个地区的造山过程、演化历史及板块动力学机制与众不同.加之陡峭险峻的山川地势及倒三角形的形貌,素有“中国地质百慕大”之称.
【总页数】3页(P14-16)
【作者】许志琴;侯立玮
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】P542.2
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青藏高原碰撞造山带成矿作用构造背景、时空分布和主要类型一、本文概述本文旨在全面探讨青藏高原碰撞造山带的成矿作用构造背景、时空分布以及主要类型。
青藏高原,作为地球上最大、最年轻的高原,其形成与演化过程复杂且独特,尤其在碰撞造山带这一关键区域,地质活动频繁,矿产资源丰富。
本文将从地质构造背景出发,深入分析青藏高原碰撞造山带的成矿作用,揭示其时空分布规律,并探讨主要的成矿类型。
我们将概述青藏高原碰撞造山带的基本地质构造背景,包括板块构造、地壳运动、岩浆活动等方面,为后续的成矿作用分析提供基础。
在此基础上,我们将深入探讨碰撞造山带内的成矿作用,包括成矿物质的来源、运移、聚集以及成矿机制等,以期揭示其成矿规律。
本文将详细分析青藏高原碰撞造山带成矿作用的时空分布特征。
通过收集和分析大量的地质、地球物理、地球化学等多源数据,我们将揭示成矿作用在时间和空间上的分布规律,为成矿预测和资源开发提供重要依据。
我们将总结青藏高原碰撞造山带的主要成矿类型,包括金属矿产、非金属矿产以及能源矿产等。
通过对不同类型成矿作用的深入研究,我们将为区域矿产勘查和资源开发提供理论支撑和实践指导。
本文将从构造背景、时空分布和主要类型三个方面全面探讨青藏高原碰撞造山带的成矿作用,以期为该区域的矿产资源勘查和开发提供科学依据和决策支持。
二、青藏高原碰撞造山带的地质背景青藏高原,被誉为“世界屋脊”,是由印度板块与欧亚板块碰撞形成的巨大碰撞造山带。
这一区域的地质背景极为复杂,涉及多个构造单元、地层序列和岩浆活动。
青藏高原的碰撞造山过程始于约50 Ma 前,印度板块以低角度俯冲的方式向北推进,与欧亚板块发生碰撞。
随着碰撞的持续进行,印度板块逐渐转为高角度俯冲,形成了现今所见的青藏高原的基本地貌格局。
在碰撞造山过程中,青藏高原经历了多期的构造变形和岩浆活动。
早期碰撞阶段,主要表现为地壳缩短、增厚和大规模的逆冲推覆构造的形成。
这些构造不仅改造了先前的地壳结构,也为后续的岩浆活动和成矿作用提供了有利的地质条件。
第!"卷第#期地球科学!!!中国地质大学学报$%&’!"!(%’#!))*年++月,-./01234524!6%7.5-&%89035-:53;4.<3/=%8>4%<234524<(%;’!!))*收稿日期!!))*?)@?+@基金项目!国土资源部+A !@万定结县幅"B C @9))C ))*#$陈塘区幅">C @9))+))*#区域地质调查项目"!)))+*)))+C @#’喜马拉雅造山带中段北坡构造地貌初步研究刘德民!李德威!谢德凡!廖群安!易顺华!中国地质大学地球科学学院"湖北武汉C *))D C#摘要!研究区位于喜马拉雅造山带中段北坡%构造地貌丰富&典型’本文在野外调查的基础上%将区内构造地貌分为断裂构造地貌&花岗岩构造地貌&夷平面构造地貌&冰川构造地貌&水系及阶地构造地貌和土林构造地貌等类型%并对这些构造地貌特征进行初步分析描述%为喜马拉雅造山带的构造隆升研究提供了地表构造地貌上的有力信息’关键词!构造地貌$河流阶地$喜马拉雅造山带$定结地区’中图分类号!E @*C ’#*$E @C !!!!文献标识码!F 文章编号!+)))?!*"*"!))*#)#?)#*G ?)#作者简介!刘德民"+G D @?#%男%现攻读构造地质学博士学位%主要研究方向为大陆动力学与构造地貌’,H I -3&’&=I &J I !))!!+#*’2%I )!引言构造地貌是指反映地壳运动和地质构造形迹的地貌%或者说是由地壳运动和地质构造直接或间接造成的一种动态的&积极活跃的地貌(+%!)’吴珍汉等(*)将地球内动力&构造运动与内外动力耦合所导致的地壳表部不同形态&不同规模&不同特点的地貌统称为构造地貌’:83I /<4;(C )将地貌的构造分析称为构造的第三副孔%他认为地貌构造分析或叫新构造分析的理论基础是年轻内生作用的速率和特征与地球表面地貌的相关性’关于构造地貌的研究在!)世纪以来比较热%如李志中(@)&赵小麟等(#)&闫纯有(D)&吴忱(")&杜国云等(!)分别对不同地区的构造地貌进行过详细研究%他们的研究为构造地貌的研究打下坚实的基础’对研究区构造地貌进行研究是非常重要的%这是因为前人对于青藏高原崛起与喜马拉雅造山带的隆升研究往往只注重隆起与环境变化及内部机制与动力%但现今的社会发展要求我们的科研应注重与人类更为密切&对人类活动带来更大影响的方面%如构造地貌的研究$而且研究区构造地貌能对喜马拉雅造山带隆升研究提供大量信息’+!研究区自然地理研究区位于西藏自治区西南部%行政区划属日喀则地区萨迦县&定结县&定日县&岗巴县管辖’地形起伏大%逾越条件差’最高点马卡鲁山为"C #*I %最低点海拔为!+))I %平均海拔C @))I 以上’地势以南北两侧较高%中间较低’区内河流较多%大部分为内流型%流向研究区湖泊’发育在研究区南部的部分河流流向印度洋’湖泊众多%均为咸水湖%面积大于!)K I !的有C 个%其中最大的错木折林面积为!C )K I !%湖面高程C C !)I %其次还有面积较小的共左错和丁木错等咸水湖’此外%在靠近现代冰川的高山附近发育小型湖泊%如冻结错&宗格错&直习错等冰湖’研究区气候属高原大陆型温带半干旱季风气候%以低温干燥&空气稀薄&日照充足&昼夜温差大为特点%属高寒缺氧山区’平均气温为D ""L’降雨量集中在D ""月%风季集中在!"C 月’一年仅有冷暖两季%四季不分%每年+)月到翌年C 月为冷季%@"G 月为暖季%日照时间长且强烈%暖季是旅游的黄金时间’研究区以农牧业为主%其土地类型主要为一等至二等宜牧型%以错木折林附近最好%为一等宜牧的滨湖滩地藁草草甸沼泽草地’一般为二等宜牧的高山草甸土藁草草地和亚高山草原土针茅草地’少数地区为宜农耕地%属平原草原土水浇地和平地潮土水地球科学!!!中国地质大学学报第!"卷浇地等’此外"研究区尚有+#*的地区属极高山冰缘寒冻土$冰川与永久性积雪层以及砂地与戈壁"为不宜农牧区’!!构造地貌单元及特征研究区属典型的高原复合型构造地貌带"高山$极高山融冻侵蚀构造地形"具有遍布的山岳冰川与现代终年积雪及冰川地貌"冲积$湖积平原以及山麓倾斜平原镶嵌分布等特点"这些丰富的构造地貌形态按成因可以分类描述如下’!’"!断裂构造地貌喜马拉雅隆升过程中形成多体制$多层次$多类型$多方向的断裂系统"由于这些断裂的控制与改造"研究区形成相应的各类断裂构造地貌’断块山’普遍为极高终年积雪山"如马卡鲁山$拉轨岗日山$普弄抗日$日玛那等断块山"均由正断层或低角度拆离断层所控制’如宗格错?定结县正断层和康工?活里拉正断层位于日玛那断块山的东西两侧"在地貌上形成断崖$断层三角面"造成巨大的地势反差’沿着该断块山断崖的东面"线状分布一系列串珠状泉水"显示了该断层的活动性’北东向平移正断层主要分布在北北东向亚莫如山脉两侧及鲁鲁$扣乌等地"该组断层规模较大"分布在山地和盆地之间"最直观的标志是晚更新世冰碛砾石层与变质核杂岩呈断层接触"使冰碛砾石层上游冰蚀谷成为悬谷’断陷%湖&盆地’主要分布在研究区的中部及东部"主要有定日盆地$长所盆地$定结盆地$萨尔盆地$致克盆地$昌龙盆地’无论是中新世古盆地’G"+)(还是第四纪湖盆"往往受到走向近1(向或近,M 向的断层控制"而且晚期断陷湖盆都是在早期断陷盆地的基础上继承发育起来的’如长所盆地"北侧由近东西向的定日?岗巴逆冲断层控制"南侧由除马正断层所控制’与之相类似的致克盆地"北侧被定日?岗巴逆冲断层冲断"南侧被第四系近东西向的拉龙拉?亚木拉活动断层所围限’东西向正断层主要分布在昌龙古湖与致克古湖盆南缘"活断层最直观的表现是使第四系变形$变位"即早更新世地层及中更新世地层形成低角度倾斜变形和断裂变位"地貌上是山地与第四纪盆地的线性界线’特别明显的是洪积扇变形变位$洪积扇被切割$洪积扇顶向盆地方向迁移"同时第四系地层形成断层陡坎"如错母折林湖盆被平行于喜马拉雅造山带走向的岗日阿?亚拉木正断层控制’研究区新生代断裂的存在不仅控制着断块山的形成$古湖盆的再改造"而且在很大程度上控制了新生代盆地%如定结盆地&的发育$河流%如陆布者曲&流向$湖泊%如羊姆丁错姆$丁木错&演化$温泉%如鲁鲁$扣乌温泉&展布等’如位于萨迦县扣乌镇的扣乌温泉%图+-&"沿着扣乌断裂平行展布着多个泉口"泉水水温高达#)L以上"远看热浪冲天"泉华极其发育%图+N&"硫酸味很浓烈’!’!!花岗岩构造地貌花岗岩本是地下深处形成的岩浆岩"后因构造抬升及地表受到侵蚀作用而出露地表’一般来说"花岗岩"尤其是时代较新的喜马拉雅花岗岩"具有较强的抗蚀能力"因此"它们常常构成高山的山峰或山脊"如研究区内的马卡鲁山$拉轨岗日山及日玛那山"山体均是由喜马拉雅期花岗岩组成的高大山峰’但这些花岗岩山体均未形成像我国东部地区的黄山$华山$九华山$天柱山那样悬崖峭壁的奇峰异山"而是呈现出浑圆状的山头和山脊"这可能是由花岗岩的球状风化及高原的干寒气候所造成的’++(’而黄山等地的花岗岩地貌发育在高差大的山区"由岩株状的花岗岩体组成"花岗岩岩石裸露"岩体内多组断裂和节理发育"受冰川或流水强烈切割和风化剥蚀后形成了雄伟高耸$峰峦重叠$谷深坡陡的奇峰深壑’+!(’喜山期花岗岩在研究区分布较广"岩体的分布明显受构造带的控制"集中分布在高喜马拉雅隆起带和拉轨岗日隆起带’岩体规模较小"一般成小型岩株$岩滴$岩脉产出"少数可形成大型岩株规模的岩体’岩体的形态和内部组构特征与其产出的构造位置有关"沿拆离断层带产出的岩体"形态一般不规则"成脉状$椭圆状或扁豆状"长轴方向与拆离断层的走向基本一致"如拉轨岗日带的麻布加岩体和茶尕岩体’由于受到长期风化剥蚀以及构造变动"局部岩体发生裂解崩塌"在地貌上形成低山缓坡的丘陵山地’通过岩体中白云母淡色花岗岩磷灰岩裂变径迹测年%%@’D O!’)&P-"%+)’@O+’#&P-&可知"研究区花岗岩地貌是晚新生代以来构造活动与岩浆活动造成的’!’#!夷平面构造地貌夷平面是地表形态发展演变历史过程中在地球表面形成的一种常见的层状构造地貌"具有时间与空间分布的特点"普遍发育于山地与低山丘陵地区") C #!第#期!刘德民等!喜马拉雅造山带中段北坡构造地貌初步研究图+!构造地貌样式Q3R’+S42/%532&-5J8%.I<它是地壳处于相对稳定状态下"经过外营力长期侵蚀#剥蚀作用的结果"一般形成于构造运动微弱的剥蚀夷平期"其形成需要长期的构造相对稳定$+*%’研究区内可观察到两级夷平面’#级夷平面&山顶面’是较高的一级夷平面"一般分布在各大山脉的顶部"保存面积较小且大部分成为现代平顶冰川和冰帽的发育中心’主要分布于定结县萨尔乡西面的亚莫如山脉等高山区"表现为齐平的山顶面#山脊线"平垣状"海拔在@@))I左右"面积约*))K I!"由于受第四纪冰川和冰缘作用的改造"所以缺乏风化壳"覆盖有冰碛物和寒冻岩石碎块’山顶面切割的最新地层是始新世和渐新世沉积"由此看来它应晚于渐新世’$级夷平面&主夷平面’出现在高喜马拉雅北侧盆山过渡带及拉轨岗日南北两侧河流之间的分水岭"保留面积较大"主要分布于高山#亚高山区"构成高原山地的主体"如萨迦县东北帕这狼(日阿的高山侵蚀地区及定结县东拉龙拉(扎嘎的亚高山侵蚀地区"零星散布"平垣状"海拔高度大多为C@))"@)))I’主夷平面普遍切削了早第三纪沉积和晚第三纪沉积"故其应为晚第三纪以后形成的’!’$!冰川构造地貌研究区发育有现代冰川和古冰川’古冰川分布在喜马拉雅山脉北坡及拉轨岗日山脉四周"距现代冰川距离近"冰碛外围形态较完整"与现代冰川相似"但规模大得多’堆积地貌以终碛为主"少量侧碛"分布在):*形谷底较低的部位"常被流水破坏而残存成小丘状"分布高度在海拔C@))"@)))I左右"与终碛相对立的是):*形槽谷#悬槽谷’冰蚀地貌与冰碛物紧密相连"冰蚀谷上方出现的冰斗均以冰川湖泊形式出现"在冰斗&图+2’上方出现刃脊和角峰&图+J’’+C#地球科学!!!中国地质大学学报第!"卷现代冰川是晚更新世晚期即末次冰川的继承"属大陆山谷冰川"分布在现代雪线之上#图+4$"主要是在喜马拉雅山脉中段和拉轨岗日地区’冰川地貌主要为悬冰川%冰斗冰川%冰斗山谷冰川%复式山谷冰川%山谷冰川%冰帽和平顶冰川"规模一般不大’它们的发育却存在于山体内部或龟缩于山岭上部或河谷源头’少数冰川的末端有新的终碛与侧碛"其中埋藏有冰"岩块松动"没有生物"为石冰川"在喜马拉雅山脉南坡伸入森林地带’而新的终侧碛之上常见堵塞冰水湖泊#图+8$发育’高喜马拉雅高山区常见现代冰蚀地貌"冰斗和角峰成群出现"巨大的冰川&:’形谷传送大量的冰碛物"主要是近源的片麻岩%花岗岩砾石’发育规模较大的冰川有甘马藏布河右支流的沙基塘冰川(G)"形态为双支山谷冰川*卡达冰川发育在卡达河右源"形态为大冰斗!山谷冰川"它具有广阔的粒雪盆及宽而短的冰舌"冰川表面比较洁净"有冰塔发育*马卡鲁冰川发育在马卡鲁峰附近康雄冰川的右侧"形态为再生山谷冰川’现代冰川的冰缘地貌比较丰富多彩"一是在寒冻风化和重力作用下"在亚莫如山脉西坡%拉轨岗日山四周形成一系列岩屑锥%岩屑裙%岩屑坡’主要是基底杂岩"岩石质地较均匀坚硬%坡度大于C)T’大量寒冻风化的岩屑落于山坡下形成锥状堆积体"岩屑锥下部相连形成岩屑裙"在马卡鲁山附近的高山几乎每天都可以看见岩屑锥的形成"巨大石块沿山坡滚落发出轰鸣的声音’在马卡鲁山区及拉轨岗日山还有主要由粗碎屑#一般*)"@)2I"大者!"*I$组成的石海%石河"即细粒物质极少"又没有植物生长’二是融冻%冻胀作用在冰缘冻土区普遍形成石多边形%斑状土%冻胀丘’石多边形似一种龟裂状"由夹细砾砂土组成’呈椭圆或不规则状"其规模小者密度大时称为斑状土"地下水富集而冻结膨胀"形成坟丘状%蛋丘状小丘"表面有草皮或土层所覆时称为冻胀丘’!’%!水系及阶地构造地貌水系的发育状况%分布及流向与线状构造产出极为密切’研究区水系发育"河流密布’在喜马拉雅山脉中段北麓与拉轨岗日山脉南坡以南形成朋曲水系"而在拉轨岗日山脉北坡少部分为雅鲁藏布江水系’除雅鲁藏布江和朋曲两大主流河以外"其他较大的支流河还有甘玛藏布%拿当曲%雅鲁藏布曲%洛洛曲%甲裸藏布%扎嘎曲%萨迦藏布%叶如藏布%几脚浦%金龙曲等’区内水系面貌主要由树枝状水系%放射状水系及扇状水系等*种水系型式组合而成’在山脊线以下"交织着不同性质的内外流水系"内流水系大都蜿蜒山谷中"部分地段发育一些以湖盆为中心的向心状水系"放射状水系主要发育在北部的拉轨岗日变质核杂岩构造带"以核杂岩山峰为辐射中心’这些水系大部分是时令河"宽阔的谷地和细小%弯曲分汊的水流相配’另外"研究区也发育了与构造密切相关的南北向和东西向外流水系"它们除上游段具有高原面上的宽谷特征外"其中下游段河谷均深深地侵蚀切割在高原面以下"以宽狭相间的谷形为主"急流奔泻’朋曲河是珠峰北坡的一条主要河流’属于恒河水系阿龙河的上游"发源于希夏邦马峰#")+!I$北坡野博康加勒冰川的末端"在陈塘附近进入尼泊尔境内"称阿龙河*境内在西宁藏布汇口以上为东西向河段"而以下的为南北向河段"这两段在河谷地貌上有很大的差别’在支流西宁藏布汇口以上流向与地层走向一致"呈东西向"基本上沿着喜马拉雅山北麓的区域构造线发育’西宁藏布汇口以下折向南流"切过喜马拉雅山主脉"大致顺应了日玛那西翼南北向构造发育’就整个河段来说"东西向河段的特点是"河床宽浅不一"河道弯曲并多分叉"河流的加积作用明显"因而河谷平原中的孤立残丘的下部常被洪积和冲积物以至湖积物掩埋’南北向河段的河谷宽窄相间"宽谷中填充有砂砾"并组成数级阶地*峡谷则幽深"多瀑布和跌水(++"+C)"如陈塘乡所在的高山上悬挂着多条瀑布"茂密的森林从幽深峡谷中冲天而起组成一幅奇特的构造地貌景观’朋曲进入定日盆地后"在出山口的盆地边缘都有大规模坡度平缓的冰水扇发育#图+R$"而细粒泥沙则带到盆地中部与朋曲汇口处堆积下来"使河床淤高"出现大片湿地和沼泽地’定日至吉雄间"朋曲河基本上沿地层走向和与走向一致的近东西向断层发育’由于接受了两侧支流的大量来水"因此河道形态与定日盆地以上有明显差别"河道弯曲多心滩"河漫滩宽广’南岸河谷平原宽广"并有大规模山麓地带洪积扇发育"平原上分布着孤立的岛状残山"目前谷中的一些岛状残丘的坡麓均被洪积!冲积物掩埋*北岸河谷平原较窄’吉雄至长所盆地和西宁藏布盆地间"朋曲河谷地较窄"局部地段为峡谷"但峡谷两侧山地较矮"谷中所见阶地有三级"低阶地高出河床!)"*)I"属基座阶地*二级和三级阶地高出河床#)"")I和+))I"系侵蚀阶地’长所盆地是朋曲流域的另一个较大的古湖盆"盆地东侧低洼并积水成! C #!第#期!刘德民等!喜马拉雅造山带中段北坡构造地貌初步研究丁木错"盆地中风沙作用强烈"地面大部被风沙覆盖"新月形沙丘较发育’目前朋曲河自盆地南缘流过"河床分叉漫流"心滩#边滩十分发育’河流右岸有一级高出河床!)I的基座阶地"在盆地边缘零星分布着一级相对高度约+))I的基座阶地"上覆松散物为湖相亚砂土和亚粘土’扎西岗以下朋曲河进入陈塘峡谷区"该峡谷由于亚莫如山西侧北东向断层的复活切割而形成"从而使沿东西向造线状发育的朋曲河向南呈大角度的转折汇入印度洋水系’河床纵剖面多跌水和瀑布"两侧谷坡陡峻"谷深在C))" @))I以上’由于有康雄冰川等现代山谷冰川和悬冰川下伸"峡谷河段冰川地貌发育"第四纪冰川遗迹沿各支流分布$+C%’雅鲁藏布是朋曲河流域的最大一条支流"具有与朋曲河东西向河段相似的特点’在定结县与萨尔间由于受日玛那南北向构造的影响而向北流"并在荣巩附近切穿该构造而流入西宁藏布’河谷内的阶地主要见于上游河口段’萨尔与定结县之间河流左岸有一级高@)"#)I的阶地"由贡巴砾岩所组成’定结至河口有三级由河湖相粘土和砂砾组成的阶地"在河口的高度分别为*)"@)和"@I$++%’雅鲁藏布流经昌龙附近"河流两侧发育很多次级支流"这些支流流向均为南北向"次级支流克弄浦两岸阶地极为发育"河流左岸有一高达@)多I的基座阶地"右岸侵蚀阶地发育"阶地相对高差在!"@I左右"阶地面之上发育土林构造地貌’几脚浦是雅鲁藏布北侧的一条支流"几脚桥以上分为两支"南支称为金龙藏布#北支称为曲强藏布’两河均发育在古湖盆内"盆地中堆积着厚层的河湖相和湖滨相粘土与砂砾层’古湖盆的湖面高程由几脚桥附近的C!))I左右向上游增至C*))I左右"湖积物光释光测年为&!**’C O!D’C’K-"是中更新世形成的’河流多弯曲#阶地发育’几脚浦与雅鲁藏布汇口处以下称西宁藏布谷地’西宁藏布谷地呈北北东走向"它是发育于同走向的断层带内的"在与朋曲汇口的右岸断层的构造形迹十分清晰’西宁藏布是一条构造谷地"河床宽浅"心滩和边滩发育"河漫滩宽广’河谷内现代风沙作用强烈"右岸漫滩和部分谷坡被风沙覆盖"并有新月形沙丘#半固定的沙堆等发育’!’&!土林构造地貌研究区土林构造地貌主要分布在喜马拉雅山北麓"如昌龙乡克弄浦河流两岸以及昌龙乡(牧乡之间的河流阶地之上发育比较丰富的次生层状构造地貌"这些均为上新世以来的河流相沉积地层"以粉细砂岩和粘土层为主"间夹粗砂岩和砂砾岩"岩性比较疏松&半成岩状态’"均分布在河流阶地之上"由于山体的强烈上隆#河流的强烈切割及雨水风化等作用"其平面形态酷似黄土地貌!未被分割的地方为平坦宽广的台地)分割较少的地方为岗状#垅状平台)强烈分割的地方则呈孤立的锥状#穿孔状&图+0’#圆丘状#甚至类似飞来峰&图+3’等形态奇特的*山峰+’这些孤立小*山峰+往往发育在河流两岸阶地之上"呈线状排列"由于差异性风化剥蚀等外动力因素"通常是河流一岸较发育"另一岸不发育’这些*山峰+完全不同于残余峰林及溶蚀地貌’*!结语研究区构造地貌是处于挤压构造背景伸展体制下形成的"是对喜马拉雅造山带隆起演化的响应’区内构造地貌在极大程度上受线状构造的控制"如泉水的串珠状产出#朋曲在与西宁藏布汇口处突然转向#湖盆的分布及土林线状排列等"这些都说明新构造运动对地貌演化起着非常大的作用’一系列高温热泉在研究区的展布表明研究区处于高热流地带"是一个构造剧烈活动区’整个研究区所表现出的断块山#断陷盆地#山间盆地#河流阶地及土林等差异特征"都是第三纪末或晚新生代以来随着喜马拉雅造山带整体隆升而沿着活动性断裂差异升降及脉动式活动的结果’论文的完成得到了张雄华副教授!曹树钊副教授!袁晏明副教授等的大力协助"在此一并感谢!参考文献!$+%韩慕康’构造地貌学$6%’地球科学进展"+G G!"D&@’!#+ ?#!’B F(P U’S42/%532R4%I%.V0%&%R=$6%’F J;-52435,-./01234524<"+G G!"D&@’!#+?#!’$!%杜国云"王竹华"李晓燕’构造地貌分析体系及相关的构造地貌标志$6%’烟台师范学院学报&自然科学版’"!))!"+"&!’!+)@?++!’W:>X"M F(>Y B"Z[\X’F5-&=<3<<=</4I-5J I-.K8%./42/%532R4%I%.V0%&%R=$6%’X-5/-3(%.I-&:53H ;4.<3/=6%7.5-&&(-/7.-&1234524’"!))!"+"&!’!+)@?++!’$*%吴珍汉"吴中海"江万"等’中国大陆及邻区新生代构造(地貌演化过程与机理$P%’北京!地质出版社"!))+’*C#地球科学!!!中国地质大学学报第!"卷M:Y B "M:Y B "6[F (>M "4/-&’S 04945%]%324;%&7/3%5-5JI 420-53<I%8/42/%532H &-5J 8%.I <%89035-2%5/3545/-5J 3/<-J ^-245/-.4-<#P $’_43^35R %>4%&%RH 32-&E 7N &3<035R B%7<4"!))+’#C $:83I /<4;>Q ’S 04/03.J8-24%8/42/%532<!S 42/%532-5-&=<3<%8.4&348#6$’,-./01234524Q .%5/34.<"+G G @"!&+?!’%G ?+"’#@$李志中’阿尔金山及其毗邻地区构造地貌的形成和演化#6$’地理研究"+G G C "+*&*’%*@?C *’Z [YY ’Q %.I -/3%5-5J4;%&7/3%5%8/04/42/%532&-5J H8%.I <35/04F &/75I %75/-35-5J 3/<543R 0N %7.35R .4R3%5#6$’>4%R .-V 032-&‘4<4-.20"+G G C "+*&*’%*@?C *’##$赵小麟"邓起东"陈社发’岷山隆起的构造地貌学研究#6$’地震地质"+G G C "+#&C ’%C !G ?C *G ’Y B F a\Z "W ,(>b W "9B ,(1Q ’S 42/%532R 4%HI %.V 0%&%R =%8/04P 35<0-57V&38/35c 4</4.513207-5"<%7/0c 4</4.59035-#6$’143<I %&%R =-5J >4%&%R ="+G 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中国阿尔泰造山带南缘构造分析的开题报告
一、选题背景
中国阿尔泰造山带南缘是一个典型的造山带,该区域构造复杂,地质结构多样,因此对其构造演化进行研究具有重要意义。
在前人的研究基础上,本研究将利用现代地球物理探测技术,对该区域的构造特征进行深入探究,以期更加全面地认识该区域的构造演化史。
二、选题目的
该研究的目的在于:(1)深入研究阿尔泰造山带南缘的地质特征和构造机制,(2)探讨该区域演化历程中的构造响应,(3)全面了解该区域的构造演化历史,为该区域的资源勘探和开发提供科学依据和理论支持。
三、研究内容和方法
本项研究将主要采用现代地球物理探测技术,包括重力测量、磁力测量、地震勘探、电磁勘探等,对中国阿尔泰造山带南缘的地质构造特征进行深入的探究和分析。
具体内容包括:
(1)地形地貌:通过遥感技术获取该区域的DEM数据,分析该区域地貌特征、地形起伏、河川分布等信息,为后续工作提供数据支持。
(2)地球物理探测:采用重力测量、磁力测量、电磁勘探等技术,获取该区域的重力、磁力、电磁响应数据,对该区域的地质构造特征进行分析和研究。
(3)地震勘探:通过地震勘探技术,获取该区域的地壳结构、地震活动特征等信息,对该区域的地震活动机制进行探究。
四、预期结果及其意义
通过本次研究,预期能够深入认识中国阿尔泰造山带南缘的地质特征和构造机制,探究该区域演化历程中的构造响应,全面了解该区域的构造演化历史,为该区域的资源勘探和开发提供科学依据和理论支持。
同时,预计本项研究能够为全球造山带构造演化研究提供重要的参考和借鉴。
造山带地球化学研究的理论构想与实践31999年1月10日收稿.3国家自然科学基金项目(No.49290102)资助.张本仁(中国地质大学地球化学研究所,武汉430074)摘 要 简要地评述了现今造山带地球化学研究的状况.为适应造山带研究与大陆动力学接轨的需要,讨论和提出了对大陆造山带开展系统性地球化学研究的理论构想及在造山带多学科研究中发挥地球化学专长和优势的技术路线;并以近5年秦岭造山带研究的主要成果为例,说明实践的效果.关键词 造山带,地壳化学结构,壳幔相互作用,化学地球动力学.中图法分类号 P59作者简介 张本仁,男,1929年生,教授,博士导师,1952年毕业于南京大学地质系,1956年研究生毕业于北京地质学院,长期从事矿区和成矿带地球化学、区域地球化学、造山带地球化学等研究.0 引言大陆造山带是不同板块岩石圈与壳/幔相互作用剧烈进行和集中的会聚带,是研究大陆构造的重要对象.90年代以来,由于国际固体地球科学的研究前沿发生了由全球岩石圈向大陆动力学的战略转移,大陆造山带已经成为探讨大陆动力学的重要窗口.大陆造山带的研究已不像以往那样仅仅要求揭示造山带岩石圈的结构和演化,而扩宽到探索大陆造山运动的动力学模型.现代地球化学研究已经渗入到地球科学的各个领域,并且已经广泛参与了大陆造山带研究,成为多学科研究的不可缺少的一个兵种.同位素年代学研究已成为造山带重大地质事件定年的重要途径.通过蛇绿岩、火山岩、花岗岩、沉积岩和高压变质岩等形成构造环境的地球化学鉴别,进而探索区域构造格局和构造演化的研究,自70年代中以来就逐渐在大陆造山带研究中普及.这两方面的研究至今仍是造山带地球化学研究的主要内容.近20多年来,由于地幔岩石包体研究及微量元素和同位素示踪岩浆岩源区技术和方法的迅速发展,促进和深化了地幔和地壳组成和演化的研究.通过开展全球和区域(包括中国大陆)的同位素填图,在揭示地幔化学不均一性、地幔源区组分端元、地球化学省等方面已经取得了很有意义的成果.随板块构造学说兴起而形成的壳幔相互作用和再循环的概念,通过国际岩石圈计划的执行与美国大陆动力学国家计划的启动,其内容和意义也在不断发展.由板块会聚带(洋壳消减带)壳幔再循环的研究,扩宽到大陆地壳基性岩浆底侵(underplating)、下地壳和岩石圈地幔拆沉(delamination)、地幔热柱等的探索;使壳幔相互作用概念拓展到下地幔,甚至幔-核过渡带,旨在揭示大陆岩石圈板块的运动学与动力学,并据此提出了化学地球动力学(chemical geodynam2 ics)的构想[1,2].新意义上的壳幔相互作用概念已经构成现今全球和大陆动力学理论框架的核心.地球化学在壳幔相互作用研究方面取得的新的认识、经验与成果,已为深化大陆造山带的研究奠定了很好的基础.然而,从现今大陆造山带地球化学研究的状况,尤其我国的状况看,地球化学工作还远未能满足造山带多学科研究的要求,现代地球化学的潜力尚未能充分发挥.这主要表现为:(1)造山带岩石圈三维结构地球化学研究仍属于薄弱环节,甚至在地学断面研究中除岩石的同位素测年外,其他地球化学工作还很少见及,在这方面基本未能发挥地球化学研究应该而且能够做到的沟通地表地质研究与地球物理测深的桥梁作用.(2)80年代以来发展起来的壳幔组成、壳幔演化和壳幔相互作用的微量元素和同第24卷第3期地球科学———中国地质大学学报Vol.24 No.3 1999年5月Earth Science—Journal of China University of G eosciences May 1999位素地球化学示踪理论和方法,以及地球化学探讨地球动力学的思想,还很少系统地被应用于大陆造山带的研究.这限制了地球化学发挥在探索和揭示造山带发展运动学和动力学方面的作用.(3)迄今造山带地球化学研究仍然是以重大地质事件的同位素年代学研究,以及鉴别蛇绿岩、火山岩、花岗岩、沉积岩等的构造属性为主流,而且还多为单岩类的专题性研究,很少多岩类的综合研究.研究岩浆和沉积作用特征和源区的地球化学理论和方法,在造山带构造研究中也未得到应有的重视与普遍运用.这种状况必然使地球化学研究基本处于为地质构造学研究提供证据的局面,而很难发挥地球化学在造山带构造研究方面的补充与启迪的作用.这并不有利于地质构造学与地球化学研究的相互补充和相互检验,从而最终不利于多学科研究优势的发挥.此外,有些岩石地球化学特征的构造环境意义是多解的,仅依据单一类型岩石的化学特征进行构造环境的判别,难免出现误判的可能.上述问题的存在,原因是多方面的,但是缺乏能适应现代地球科学和地球化学发展水平的、有关造山带地球化学综合研究的理论构想和技术路线,不能不说是重要原因之一.下面将根据我们“七五”和“八五”期间在秦岭造山带开展系统综合地球化学研究的实际体会,简要地介绍我们对造山带地球化学研究的思路与技术路线,并配合一些实例,用以说明实践的效果.1 造山带地球化学综合研究的理论构想基于地球化学研究地球系统的化学组成、化学作用与化学演化的学科实质,以及地球化学系统的组成与状态制约着地球化学过程和元素行为的特征的基本认识[3],我们在1986年开始执行地质矿产部“七五”计划中秦巴地区(东秦岭造山带)的地球化学研究时,将区域岩石圈(尽可能地考虑软流圈)视为地球系统的一个子系统,开展了区域岩石圈化学组成与热状态的初步研究[4~6].同时在区域岩石圈系统组成和热状态的约束下,进行了该区构造运动及岩石和矿产形成作用的地球化学研究,探索了在一个区域内将岩石圈系统的研究与各类地质运动和作用的研究有机联系起来的途径,取得了很有意义的结果和经验,肯定了将区域地球化学问题置于特定的区域壳幔系统中进行研究的重要性[7].90年代初,当我们开始执行国家自然科学基金重大项目———秦岭造山带岩石圈结构、演化及成矿背景时,国际岩石圈计划已经向大陆动力学计划转移,固体地球科学的战略构想已集中于通过地球内部层圈相互作用的探索来揭示大陆岩石圈的发展和演化及其动力学.这时如果有关地球系统及其子系统的概念仍然停留于上述的理解上(尽管重视它们的演化性),显然已经不够了.在吸收化学地球动力学将地球视为一个统一的动力学系统思想的基础上,我们认为现今应当将大陆造山带视为一个特定的区域壳幔动力学系统来研究,不仅要查明区域岩石圈静态的结构和组成,还需注意追索壳幔动态的运动和演化历史,并且应以区域壳幔组成、状态和其不均一性、壳幔相互作用的机制及演化,来约束造山带构造的分区、格局和演化,以及岩石和矿产形成作用的特征.这里仍应强调特定区域壳幔系统研究的重要性.例如,秦岭花岗岩类与成矿的特征明显不同于南岭,就主要是受秦岭地壳的特殊岩石和化学组成及岩石圈长期的高热流所制约的[7].显然,全球壳幔系统的一般性是不能完全代替区域壳幔系统的特殊性的,只有在一般的指导下,深入剖析特殊性,才能将一般认识提升到更高的层次.全球地幔物质组成不均一与热量不平衡导致了地幔物质对流,后者推动着深部地幔物质与岩石圈地幔和地壳的相互作用,表现为壳幔间物质和能量的交换及动量的传递.这种大规模不断进行的壳幔相互作用控制着大陆地壳的增生与消减、岩石圈结构和组成的发展与变化,以及地壳中各类地质作用的发生与演化.因此,壳幔相互作用及其深部过程的研究既是探索大陆动力学的必由之路,又是深化造山带和大陆构造及成矿作用研究的重要方向,应该作为大陆造山带地球化学研究的主线.为了阐明大陆岩石圈结构变化、地壳增生方式和厚度变化、造山带隆升、以及地壳组成变异等,已经提出底侵和拆沉作用模型[8,9].深入探讨它们的发生与作用已经成为当前固体地球化学的前沿课题.近年,地幔柱活动与大陆岩石圈破裂和全球板块运动的关系再次受到关注[10,11],这是将大陆岩石圈构造与深部地幔活动联系起来用以揭示前者发生动力的探索.近年有关超高压变质岩带的发现,提出了陆壳俯冲与折返的另一重要壳幔相互作用形式,它的研究已成为揭示222地球科学———中国地质大学学报第24卷大陆碰撞机制的重要途径.近代板块会聚带(洋壳俯冲带)壳幔再循环的研究已经取得肯定性的丰硕成果,然而大陆造山带古板块会聚带是否会发生类似的洋壳俯冲和壳幔再循环,迄今仍很少研究.此外,造山带碰撞后的陆内造山过程迄今也属于研究的薄弱环节,而这阶段正是造山带壳幔发生剧烈再调整的时期.上述指出的有关壳幔相互作用及其深部过程的课题,应当列为现阶段大陆造山带地球化学研究的重点内容.它们的研究结果不仅能从深部过程及壳幔作用运动学的角度,补充地表地质学与地球物理的研究,而且还能为大陆动力学的研究积累资料、提供依据及发现值得注意的问题.地球物质的化学运动,与地球物质的力学(构造)运动和物理运动一样(严格说还应包括地球生物运动),均是寓于统一的地质运动之中,并且它们是相互依存、相互制约和相互转化的.循着每一种形式运动在地质体中遗留的痕迹与记录,均能从一个侧面揭示地球或地质运动的历史.因此,要全面地探索大陆和造山带的历史,必须开展多学科综合研究,以发挥各个学科专长的互补作用.上述认识是搞好造山带多学科研究的重要思想基础.据此造山带地球化学研究应重视在目标上与其他学科的协调配合,自觉地以其他学科获得的实际资料和客观规律来约束本学科的立论与思考,并积极地发挥好本学科的专长和优势.造山带地球化学研究应在历史地球化学理论和观点的指导下,坚持地球发展的非均变论和阶段论,注意造山带不同发展阶段的特殊性,不能将岩石指示不同板块构造环境的地球化学准则和标志直接套用于板块构造体制出现以前的太古宙.地幔化学不均一性究竟是由原始均一地球以后通过分异演化产生的(现在地球化学界的统治思想),还是原始地球的固有特征[12],近年已构成重大争论问题.80年代以来,通过全球洋脊和洋岛玄武岩Pb,Nd,Sr等同位素组成研究已经揭示出南半球(赤道至南纬55°左右)长期(达几个十亿年)存在的大规模“地幔同位素异常带”,而同北半球地幔主体不同[13,14].在收集整理全球大陆多类岩石Pb,Nd, Sr等同位素组成数据及开展中国大陆同位素填图的基础上,已经提出冈瓦纳和劳亚古陆在壳幔同位素组成上的不同.同时还揭示出中国主要陆块的壳幔同位素组成之间存在着规律的差异,并提出在同位素组成上华南具有冈瓦纳大陆的特征,华北可同劳亚大陆对比,而扬子则属于华南和华北的过渡类型的见解[15,16].上述研究成果表明,地幔化学不均一性在地理上与古陆块之间是有规律的和长期存在的.基于这些成果,并考虑到有关全球地幔化学不均一性的成因争论问题不是短期内所能解决的,我们认为在现阶段开展造山带地球化学研究时,应对地幔不均一性成因的两种观点尽量保持独立,并注意以不断积累的实际资料对之进行检验.同时,可以利用长期存在的地幔不均一性规律,通过不同构造块体的地球化学对比,划分构造-地球化学分区及判别陆块的构造归属.特别应该开展蛇绿岩中洋脊型玄武岩的地球化学对比,以期从洋下地幔的同位素和化学分区及构造归属方面,配合与检验中国大陆同位素填图的成果,综合探索中国主要陆块在全球范围内的构造格局与归属问题.2 造山带地球化学研究的技术路线技术路线的设定在于保证:造山带多学科研究目标的实现,较充分地发挥地球化学学科的专长与优势,开拓新领域(诸如,地球化学断面与岩石圈三维化学结构、壳幔相互作用深部过程、碰撞后陆内壳幔调整等)的探索,克服结果的多解性和推断成分,增强它们的可信性和实证性等.根据地球化学运动寓于地质运动之中的认识,要发挥地球化学的专长和潜力,首先必须善于将地质课题剖析为地球化学性质的课题来研究,才能有利于发挥地球化学的优势.例如,要解决大陆造山带中古洋盆闭合的时代问题,可以设想在有较开阔洋盆的阻隔时两侧陆源碎屑是不能越洋到达彼岸的,同时两侧的边缘海水也是难以相互沟通的,如果一旦发生了一侧陆缘碎屑岩的物源由原先的本大陆一源转变为两个大陆碎屑物质的混合,或者一侧大陆边缘海水的成分由原来的特征转变为两侧边缘海水的混合特征,就表明古洋盆于该时期应基本闭合.这样就将解决洋盆闭合时限问题转化为研究碎屑岩的物源变化问题,或者边缘海水成分特征的变化问题,从而就可能发挥地球化学应用细粒碎屑岩的稳定特征微量元素判别陆源区,或者通过纯碳酸盐岩稀土元素指示沉积水体化学特征的特长.利用这两种方法,系统研究了南秦岭被动陆缘各时代碎屑岩的源区及各时代纯碳酸盐岩沉积海水的成分特征,发现两者均在泥盆纪前后发生了由单一类型向南北混合322 第3期 张本仁:造山带地球化学研究的理论构想与实践特征的转化,一致证明古商-丹洋盆应大约于志留-泥盆纪之交基本闭合[17,18].玄武岩一般在造山带中广泛分布,并且在不同地质时期多有形成.这为应用同位素和微量元素指示地幔源区组成特征,探讨地幔化学不均一性和演化、揭示壳幔再循环与深部过程提供了良好的条件.为了减少研究结果的多解性或不确定性,应尽量发挥多同位素(Pb,Nd,Sr)系统和多微量元素参数联合示踪的作用,注意提取同位素与同位素之间、元素参数与元素参数之间,以及同位素与元素参数之间相互关系的有益信息.例如,当岛弧玄武岩地幔源区中有再循环沉积物卷入时,随着沉积物加入量的增加,玄武岩就会显示出Nd同位素比值降低的同时发生Pb和Sr同位素比值的规律增长,即Nd同位素比值与Pb和Sr同位素比值之间呈负相关关系;大洋玄武岩遭受海水蚀变时,在其Nd同位素比值变化微小的情况下,Sr同位素比值可发生明显增长.在玄武岩类幔源区微量元素示踪方面,特别注意选用两种强不相容元素的比值(如,Nb/La,Th/La, Ba/Nb,Pb/Ce等)及两种化学性质十分相似的不相容元素的比值(如,Nb/Ta,Zr/Hf,Y/Tb等)作为指示参数.因为,这两类元素对的比值已被证明在地幔岩石部分熔融形成玄武岩浆的过程中不随熔融程度而变化,所以玄武岩中它们的比值可以代表它们在地幔源区中的比值[19,20].经部分熔融模型的计算模拟证明,当部分熔融程度较高(大于30%)时中等不相容元素对的比值也适用于玄武岩类地幔源区示踪[21].当然,在进行研究之前还应检验和剔除受地壳物质明显污染的样品.在条件允许的情况下,尽量注意以研究区中可以代表源区的岩石成分对示踪结果进行约束,以提高结论的实证性.例如,可以用研究区蛇绿岩中的洋脊型玄武岩(MORB)来代表该区古洋壳成分,用研究区洋岛玄武岩(OIB)成分来限定该区深部地幔柱化学特征等,以期能获取更符合研究区实际的结果.通过壳源岩浆岩(花岗岩类为主)源区同位素和微量元素示踪,可以揭示深部地壳岩石组成及深部作用过程(诸如,陆壳俯冲、基性岩浆底侵等).同样,在条件允许的情况下,应采取对壳源岩浆岩与可能的基底源岩进行多同位素系统与微量元素双向拟合和约束的途径,以增强实证性、减少推断成分.沉积岩(含变沉积岩)Nd模式年龄可以指示其源区平均地壳居留时间,是探讨地壳增生历史的途径之一.然而,从实践中我们体会到,未曾出露于地表的深部岩层(包括地壳底部的基性底侵岩层)在地壳中居留的时间是不会从沉积岩和变沉积岩的Nd模式年龄得到反映的.因此,要较全面揭示研究区地壳增生历史,还需同时考虑壳源岩浆岩(主要花岗岩类)的Nd 模式年龄(最好是二阶段模式年龄).为了获取尽量符合造山带岩石圈实际的现今三维化学结构,关键在于构筑能反映造山带现今实际的地壳结构-岩石组成模型,并且组成各结构层的岩石不应是一般的岩石类型,而应是本区实际存在的岩层.这样才能在本区岩石成分测定的基础上,按照地壳结构-岩石组成模型计算得出现今各结构层的化学成分与元素丰度.当然,在本区能发现较多地幔岩石包体的情况下,也可按上述原则建立造山带现今岩石圈地幔的结构-岩石模型,不过往往这种条件很难满足.因此,只能以区域玄武岩揭示地幔源区化学特征的研究来弥补这方面的不足.要建立符合实际的地壳结构-岩石组成模型,就需以本区公认的主要构造单元划分及地球物理地震测深获得的岩石圈波速(v p)结构为基础,开展各构造单元各类主要基底岩石和花岗岩类地震波速(v p)的高温高压下的实验测定,要求尽可能按照造山带地壳各结构层的温压配置来确定实验的温压条件.建立模型时,以各结构层温压条件下的岩石波速实验测定值与地震测深剖面的波速观察值的对比拟合为主,结合岩石变质相、深源岩石包体、花岗岩类源区等研究结果,综合确定各结构层的岩石组成,进而计算各构造单元各结构层的化学成分和元素丰度,揭示造山带岩石圈的三维化学结构.有了上述各方面的研究基础,我们就不仅能从造山带所在区域壳和幔静态的同位素和化学不均一性,而且还能从动态的地壳增生历史和地幔源区化学演化的差异,来约束造山带的构造分区、鉴别微陆块的构造归属.岩石地球化学特征与形成构造环境并非总是一一对应的,即有时具有同样地球化学特征的岩石可以产出于两种或两种以上的构造环境.例如,显示洋脊玄武岩化学特征的玄武岩可以见于大洋中脊、弧后盆地,甚至边缘海槽等环境.如果仅依据玄武岩单类岩石的化学特征作出构造环境鉴别,就难免发生误判的可能.为了克服这方面的多解性,提高地球化学在研究区域构造方面的作用,我们曾提出:在进行造山带构造类型与构造演化研究时,应坚持岩套内422地球科学———中国地质大学学报第24卷不同岩类配套及同构造阶段的岩套或岩石建造时空配套的综合地球化学研究原则或途径.实践证明这样的综合研究,不仅可以通过不同类型岩石特征的相互约束提高构造类型判别的确定性,而且还十分有助于构造发展细节的揭示[6].①张本仁,高山,张宏飞.秦岭造山带地球化学———国家自然科学基金“八五”秦岭重大项目地球化学课题研究报告.中国地质大学,19983 主要成果按照上述构想与技术路线,我们于1992年—1997年开展了秦岭造山带的综合地球化学研究,通过5年的实践,取得了以下主要成果.(1)造山带岩石圈三维化学结构.首次完成了横穿秦岭造山带的伊川到宜昌的地球化学断面研究,建立了秦岭及相邻华北和扬子陆块缘区4个构造单元地壳的结构-岩石组成模型,计算得出了各构造单元地壳各结构层的化学成分和63种元素的丰度[22,23];揭示了造山带岩石圈的三维化学结构和热结构,并据之对秦岭地壳和地幔中发现的低速高导层带提供了可能的解释[24]①.(2)秦岭造山带壳幔演化与构造-地球化学分区.在华北陆块南缘、北秦岭、南秦岭和扬子陆块北缘4个构造单元中,进行了以壳源岩石Nd 模式年龄揭示地壳的增生历史、以前寒武纪玄武岩Nd 同位素揭示早期地幔源区性质和演化,以及各时代玄武岩地幔源区化学组成特征等的研究,并开展了全区多类岩石和花岗岩长石的Pb 同位素详细填图.在这些成果的基础上,综合探讨了造山带的构造-地球化学分区,论证和提出了:扬子和华北原先分别为具有不同壳幔演化历史及壳幔化学组成特征的独立发展的陆块;南秦岭属于扬子陆块,并具有新太古代陆壳基底;北秦岭于新元古代之前也属于扬子板块,但却是在扬子板块洋壳洋岛基础上发展形成的微陆块;以及商-丹和勉-略洋盆均是扬子板块内部岩石圈破裂扩张形成的类型等认识[25~29]①.(3)造山带构造背景与构造演化.在以往研究的基础上,通过岩类配套和岩套配套的综合研究,进一步肯定了造山带是在古、中元古代裂谷构造体制背景上发展的,并于中-新元古代之交开始转入板块构造体制,随商-丹洋盆的打开,北秦岭转变为华北陆块的活动大陆边缘;补充揭示了商-丹缝合带经历了新元古代洋内岛弧发展、新元古代晚期的弧-陆碰撞、新元古代末至早古生代陆缘弧和弧后盆地发展等阶段的细节,总结了南秦岭震旦至泥盆纪被动陆缘发展阶段的地球化学特征;论证了陆-陆碰撞早阶段的作用表现为造成地壳增厚、地温升高和同碰撞型花岗岩浆活动,晚阶段的作用表现为导致被动陆缘基底向活动陆缘下部的俯冲叠置;同时还进行了碰撞后陆内俯冲构造地球化学论证及通过花岗岩类侵位深度揭示造山带地壳隆升的探索①.(4)造山带发展的深部过程.在区域壳、幔同位素和化学组成约束的基础上,通过玄武岩和花岗岩类源区的多同位素(Pb ,Nd ,Sr )及微量元素示踪,结合地质和地球物理资料分析,得出了以下重要成果.①丹凤群岛弧玄武岩具有相对低w (Ti )和高w (Y )/w (Tb )比值及相对高w (Ti )和低w (Y )/w (Tb )比值的两个源区,经证明前一源区应为北秦岭岩石圈地幔楔,后一源区应为俯冲洋壳加入少量深海泥质沉积物.从而肯定了古会聚带的壳幔再循环及古洋壳的俯冲消减.丹凤群岛弧型玄武岩及早古生代岛弧型花岗岩具有的自南向北的成分极性,指明古洋壳的俯冲是向北的[26,30].②证明了南、北秦岭约于1.1G a 前均通过镁铁质岩浆的底侵发生了地壳的强烈增生,北秦岭的底侵岩层是大量早古生代岛弧型花岗岩类岩浆的主要源岩,而南秦岭的底侵岩层则为南、北秦岭印支期晚碰撞型花岗岩类岩浆的主要源岩[26,31].③证明了北秦岭印支期晚碰撞型花岗岩类的源岩不可能是北秦岭的基底岩层,而是与南秦岭的同类花岗岩类的源岩一样,同为南秦岭的元古宙基底岩层,从而为陆-陆碰撞晚期扬子陆块北缘(南秦岭)基底俯冲垫置于北秦岭上地壳之下的推断提供了有力的证据[26,32].④印支期花岗岩以底侵镁铁质岩为源,表明那时厚的镁铁质岩层尚存在于地壳底部.然而,现今下地壳的地震波速较低(v p =6.50~6.81km/s ),地壳总体成分也显示出铕的亏损(δ(Eu )=0.75),这些均排除了下地壳中存在厚层富集铕的镁铁质岩石的可能,表明镁铁质的下地壳在印支期以后发生了向地幔的拆沉.造山带附近的晚白垩世和第三纪玄武岩的地幔源区也由以往单一的亏损地幔端元(DM )转变为亏损地幔(DM )和富集地幔(EM I ,EM II )端元并存的局面(远离造山带的同期玄武岩仍来自单一亏损地幔),显示出地壳拆沉在地幔中的响应[23,26]①.(5)蛇绿岩的地球化学对比.秦岭新元古代松树522 第3期 张本仁:造山带地球化学研究的理论构想与实践。
中国造山带研究的回顾和展望
钟大赉;丁林;张进江;季建清
【期刊名称】《地质论评》
【年(卷),期】2002(048)002
【摘要】本文简要回顾了20世纪50年代以来中国地质学家在研究显生宙陆(板)
缘造山带或古大陆边缘造山带中所取得的进展:多数巨型造山系经历了多阶段古洋
盆形成和消亡,陆块碰撞演化历史;离散大陆边缘多样性;洋盆产出环境和消减迁移多样性.近20年来我国学者加强了造山带三维变形运动学研究,提出了多层次滑脱叠
置构造,剖面上、平面上的楔人构造等重要新认识.最后指出中国大陆造山带今后研究热点和展望.
【总页数】6页(P147-152)
【作者】钟大赉;丁林;张进江;季建清
【作者单位】中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029;中国科学院地质与
地球物理研究所,北京,100029;北京大学地质学系,100871;北京大学地质学
系,100871
【正文语种】中文
【中图分类】P5
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