不列颠群岛北部及相邻劳伦和波罗的各地体的早元古代构造综述

本文运用Piper(1976)的劳伦和波罗的地体在格林威尔造山前拟合的修订方案,回顾了英国刘易斯期杂岩及邻区劳伦和波罗的早元古代造山带的构造。整个区内于1.9～1.8Ga期间在会聚方向上的明显一致性说明重建是正确的,并且表明北大西洋地区在早元古代期间经历了相同的运动型式。推测的该区2.6～1.6Ga期间的板块构造历史可划分为四个阶段。(1)2.6～2.4Ga:北大西洋克拉通内共轭剪切带系统的形成;(2)2.4～2.0Ga:古老克拉通内裂谷作用和岩墙就位;大洋和陆间盆地的形成;(3)2.0～1.8Ga:随着岩浆弧的产生,古老克拉通活动边缘发生消减,随着克拉通内盆地的封闭,克拉通发生碰撞作用;(4)1.8～1.6Ga:与先前构造带一致的新活动边缘的形成,在混杂的大陆组合内会聚方位有巨大的改变。     

关于“洋脊俯冲作用运动学及其对地幔上涌作用性质指示意义”的讨论

0 引言 E.Farrar和J.M.Dixon在最近一篇关于“洋脊俯冲作用”论文中,讨论了被淹海底扩张中心的构造、岩浆作用问题。他们的论文汇集了几个洋脊-海沟碰撞带的有用的信息,并且阐明了一种所谓“离析作用”(eduction)的板块作用类型。但是,他们的分析存在许多缺陷,因为他们:(1)没有考虑俯冲板块和介于其间的板块窗口的几何形状;(2)没有正确表达板块窗口对仰冲板块中的构造、岩浆作用和对地幔流的重要性;(3)不正确地把板块窗口形成的概念和“被     

根据大陆碰撞模式推断亚洲岩石圈地幔向西藏下部的俯冲作用

印度次大陆在与亚洲大陆碰撞后,其相对向北的运动引起了地壳的广泛变形,产生了世界最高山链——喜马拉雅山脉——和最高海拔地区的青藏高原。宽阔造山带的形成表明,与板块构造最初的理论相反,远离板块边界的岩石圈板块经历了广泛的变形。已提出几种模式来解释这种碰撞后变形分布于印度和亚洲板块岩石圈内部的方式。提出另外一种模式认为,亚洲岩石圈地幔俯冲开始于与印度板块碰撞后。地壳变形和增厚的数值计算支持这一模式,并且该模式与已有的地质和地球物理资料相吻合。此模式认为,岩石圈地幔并不随地壳一起变形,可能意味着大陆碰撞带与洋壳俯冲带比以前认为的更加相似。     

关于超级大陆旋回的探讨

超大陆旋回(supercontinent cycle)的含义是指古大陆曾经在地质历史时期经历过多次的聚集和裂解。自新元古代以来,在地球历史进程中先后历经了的罗迪尼亚(Rodinia)-冈瓦纳(Gongdwanalan)-潘基亚(Pangea)等几次超级大陆的拼合与解体。但超级大陆的拼合与解体都是相互关联,相互影响的,并非毫无联系的独立发展与消亡的。每个超级大陆旋回都包括了旧大陆的分裂,裂谷带的发育,单个克拉通的无序偏移导致的多个克拉通随机组合、碰撞、缝合形成新的超级大陆这两个重要阶段。然而这些过程中对板块的运动,矿床的演化,生物的进化成长都有着重要的研究意义。     

地幔柱与大陆构造

地幔柱和板块构造是地球内部两种不同的对流模式,在很大程度上各自独立活动.虽然地幔柱在热传递上不是主要的,但它们在大陆地质中可能起着重要作用.一个新升起地幔柱有一个巨大的球状顶冠,可以引起地壳上隆和溢流玄武岩火山作用,并且可能造成区域变质作用或地壳熔融以及不同规模的地壳伸展.地幔柱顶冠拖着的狭窄尾部,会产生一个熟知的热点踪迹.地幔柱顶冠与尾部火山活动的综合作用也可能对大陆地壳产生重大影响.     

中大西洋被动大陆边缘的热演化——一个中生代超级地幔柱上的大陆裂解实例

沿北美和西非被动大陆边缘,一个近同期的早侏罗世(200Ma)岩浆事件可以用西非克拉通下的一个大规模地幔柱(超级地幔柱)上升来解释。岩石圈下部地幔流向北东方向外流的侧向偏离能解释拉斑玄武岩岩浆作用从巴西到西班牙南部延伸近5000km。据认为,大陆裂解出现在停滞流线之上,沿停滞流线被地幔柱从大陆岩石圈底部侵蚀的冷物质返回对流地幔。动力模式是根据最近从夏威夷地幔柱模式提出的,该模式满意地解释了为什么中大西洋洋壳生成时没有热异常地幔。     

西澳大利亚的太古代扩张和会聚克拉通边缘——板块构造对晚太古代成矿作用的控制

引言众所周知,板块构造是控制显生宙许多种重要金属矿床分布的基本因素.但是,能不能用板块构造来合理地解释在世界范围内广泛分布的晚太古代金属矿床仍是矿床成因学中面临的一个基本问题.在西澳大利亚地盾,Pilbara 克拉通的布鲁斯山Supergroup 下部单元的形成作用与 Yilgarn 克拉通中东部金矿区的花岗岩-绿岩地体的演化大致是同时的(2.8～2.5Ga).这两个地区分别是晚太古代扩张(裂谷)和会聚克拉通边缘的实例。因此,我们可以比较这两种不同环境下的成矿作用,并推断其此重要的大(?)代金属矿床的可能构造背景。     

印亚板块碰撞的新假说

在1994年7月23日的《自然》杂志上,Sean D.Willett和Christopher Beaumont提出了一个有关印亚板块碰撞的新假说,这一假说对于那种认为岩石圈板块仅能在其边缘部分发生变形的概念来说,或许能解救其困境。近20年来,科学家们已摒弃了若干种试图解释印度板块何以会如此严重地使亚洲板块变形的假说。在一个早期的假说中,由地幔岩组成的印度岩石圈的下层,插入亚洲板块下面并沉入地幔。在另一种假说     

冈瓦纳的解体和亚洲的增生——显生宙的演化和东特提斯古地理

东特提斯显生宙的演化包括3个连续洋盆的张开和闭合,即古特提斯、中特提斯和新特提斯。3个洋盆的张开是3个长条形陆块从冈瓦纳古陆边缘断裂、分离并向北漂移的结果(图1,略)。古特提斯洋盆的形成始于泥盆纪,当时第一次大陆裂解,包括华南、华北、塔里木和印支板块,从冈瓦纳古陆分离出来(图2,略)。中特提斯的形成始于早二叠世晚期至中三叠世,此时第二次陆块裂解,包括西布玛树板块、羌塘板块和基梅里大陆的其它板块,从冈瓦纳古陆分离出来(图3,略)。新特提斯开始于第三次大陆裂块分离之后的晚三叠世至晚侏罗世,第三个大陆裂块包括拉萨板块、缅甸西部以及现在位于苏     

南朝鲜早中生代碰撞期后的深成作用

朝鲜半岛最重要的地质特征之一便是著称干世的中生代钙-碱性岩浆的深成作用.由于该半岛与西太平洋活动边缘毗邻,已往的大多数学者都认为它是一种安第斯型的边缘环境.这种解释仅能反映晚白垩世至早第三纪因库拉和/或伊纳扎吉大洋板块俯冲而形成的花岗岩的总体特征.相反,早中生代的深成岩体表现出"地壳"来源特征,这与侏罗纪该半岛内的一次碰撞作用有关.事实上,中生代朝鲜半岛根本没有发生碰撞构造运动,晚古生代至早中生代的增生/碰撞带位于日本群岛.此外,深成作用发生时间也比已往提到的时间要早,近几年来的放射性年代资料表明,深成作用大约发生在200～150Ma前,这样,日本西南晚二叠世至早三叠世Akiyoshi碰撞造山作用有可能存在—个晚期期次.该区花岗岩的岩石特征和同位素特征与碰撞(喜马拉雅型)岩浆作用形成的花岗岩的岩石特征和同位素特征不同;其地球化学特征与火山弧花岗岩的相类似,比如两     

地质学家探测加拿大西部克拉通

前寒武纪克拉通保存了陆地演化过程的重要线索。然而,目前对显生宙沉积物之下的广大克拉通地区尚未进行过科学探测。加拿大岩石圈探测工程艾伯塔基底断面项目(ABT)的地质学家们正在研究加拿大西部富含石油的沉积盆地(WCSB)的演化。他们通过多种技术手段来分析沉积盆地内的特征,并解释下部前寒武纪地壳和上地幔的成因。这项工作提供了北美克拉通重要的未知部分的新看法。地震波反射测量揭示了由古老侵蚀山带组成的年代为1.8Ga 以上的加拿大西部克拉通构造。同期进行的大地电磁研究得到了地幔电性结构图象,这种结构首次证实了地幔的结构与地壳变化相关,例如岩石圈地幔随俯冲作用发生的化学变化。穿越沉积盆地2000多公里的区域地震反射网络使我们可通过显生宙期间克拉通激活的古地震记录来研究加拿大500 Ma 的沉积历史。获得的结果可望对前寒武纪大陆构成、地幔岩石圈的发展以及大陆内部的演化有更好的了解。     

板片脱落——阿尔卑斯山脉同碰撞岩浆作用和构造模式

板片脱落就是在大陆碰撞期间俯冲的大洋岩石圈在浮力趋动下同一起俯冲的较轻大陆岩石圈拆离。Davies和von Blanckenburg(1994)在他们近期的文章中通过热力学模拟估算了引起脱落的物理条件,并预言了造山带演化过程中的各种结果。脱落在涌升软流圈的作用下使得掩复岩石圈地幔加热,富集层熔融,形成了双峰态岩浆作用。脱落也导致俯冲地壳岩石圈的受热弱化,使得在地幔深部裂散的地壳碎片因浮力而上升。我们将板片脱落模式用于研究欧洲阿尔卑斯山脉在第三纪的演化。阿尔卑斯山脉玄武质和花岗质岩浆作用出现在42 Ma和45 Ma之间,是在俯冲和大陆碰撞引起洋盆封闭之后发生的。现在认为,花岗岩类是由玄武岩与同化的大陆壳混合而形成的。为了确定部分地幔熔体形成的构造决定因素,我们收集并分析了已发表的整个阿尔卑斯弧的大量镁铁质岩墙的地球化学和同位素数据。痕量元素和同位素成分表明,它们是通过力学上稳定的岩石圈地幔的低度熔融形成的。我们没有见到软流圈地幔熔融的证据。在不到50 km的深处,没有发生减压。板片脱落一旦开始,便迅速地侧向迁移,并在受热弱化的地壳处形成线式岩浆活动带。这解释了为什么所有的阿尔卑斯岩浆几乎同时沿环亚得里亚线性断裂带的走滑断层侵位。通过对俯冲到100 km深处的Penninic高压岩石年龄的分析,发现俯冲作用发生在约55～40 Ma间,隆升作用发生在40～35 Ma间。从隆升和岩浆作用开始的短暂时间间隔来看,我们推断这两个过程都是由脱落作用引起的。板片脱落模式在阿尔卑斯地区得到了验证,因此,也支持了建立在地质基础上设想的理论模式。我们认为,岩浆活动与高压岩石回升地表的特征性组合将可在地表造山带鉴别板片脱落作用。     

太平洋活动带的成矿规律——全球独特的成矿不均一性

本文指出太平洋超级区的成矿规律是不同尺度(行星级、区域性、地区性)成矿不均一性的独特组合;强调指出关于太平洋成矿带的概念对于解决现代地质问题的意义;提出大陆地幔以及太平洋地幔组成都是不均一的;引述了表现为各部差异的地幔成矿区特征;阐明了成矿不均一性反映地质物质的专属性及整个成矿时代的特征;成矿不均一性发生于地球形成过程中,尽管后来有所变化,还是保留有原有特征;研究了构造不均一性和成矿不均一性与岩石圈深层的关系。     

台湾周围弧-陆碰撞的构造特征

大约自10Ma以来,南中国海板块沿马尼拉海沟的俯冲作用,已经在台湾和菲律宾海板块之间产生了一个弧-陆碰撞系。吕宋火山弧从东南向台湾方向的斜向碰撞作用使得该区碰撞前的沉积环境和构造特征发生了显著的改变,并使东南亚被动大陆边缘在中生代末以来进入相对稳定的旋回式沉积作用。碰撞作用的结果。不仅使得台湾中部地区快速隆起,而且台湾东部纵谷缝合带以西的碎屑楔状体组成的逆冲-褶皱带也产生弯曲。在过去的1.1Ma期间,中央山脉隆起的速率已从每年6mm增加到大约10mm。在西部山麓带到中央山脉西边,软弱的第三纪岩层中,褶皱作用和逆冲作用尤为强烈,它沿西北方向一直向前几乎影响到最前沿,那儿由固结的燕山造山带形成的台湾海峡地区为代表。这个薄皮构造的波前缘已经明显地自东向西逐渐移动。     

年轻的金刚石显示宝石的形成没有时间局限性

珀杜大学的地质学家Henry O.A.Meyer和澳大利亚柯廷理工大学的Peter Kinny对来自扎伊尔的一颗金刚石进行了测定,确定其年龄为628Ma。相对于所有以前年龄为2.4～3.2Ga的古老金刚石来说,这颗金刚石仅是一个婴儿。该发现为解释金刚石的成因提供了新的线索,表明在数十亿年前在地幔内发生的这种作用现在还在继续。尽管有些科学家推测,在整个地质历史时期都可能形成金刚石,但直到现在还没有证据支持这一理论。     

南非科拉斯---辛克莱尔---杭济裂谷——一个中元古代晚期裂谷系的火山作用、沉积作用、年代关系及其地球物理学特征

沿卡拉哈里克拉通的西缘和北缘呈线状排列着许多中元古代晚期轻微变形的火山沉积盆地。尽管许多学者对这些盆地组合进行了比较,并在岩性上进行了对比,但部分放射性年龄与这些解释相矛盾。很少有人从区域构造上来解释这些盆地。Watters的火山弧假说与火山岩总的地球化学特征、粗碎屑大陆红色岩系以及构造样式相矛盾。沉积坳槽是一些狭窄的以断裂为边界的大陆裂谷地堑,其构造样式与沉积作用方式受强烈的垂直构造作用控制。本文提出,这些盆地是沿扩展着的大陆裂谷系,即科拉斯-辛克莱尔-杭济裂谷系(KSG裂谷)的两个分支发育的。放射性年龄数据表明,盆地年龄沿着裂谷从南支向北支明显变新。裂谷的地球物理特征以布格正重力异常为主,两侧重力值呈线形降低。盆地中含有特征的双峰式火山岩,在辛克莱尔盆地中含有中性火山岩。与火山喷发同时,有浅成花岗岩沿裂谷侵位。本文认为KSG裂谷可能存在一个北部沿岸分支,并讨论了三联点的位置。裂谷作用可能是连续发展的,并且导致西南非洲纳米比亚达马纳裂谷的发育。非洲板块(卡拉哈里与刚果克拉通)在1050Ma～950Ma前向南迁移,可能有一固定地幔柱导致KSG裂谷与达马纳裂谷的发育。并与肯尼亚的裂谷迁移作了对比。KSG裂谷的区域走向和构造经历了拉张与挤压几次反复活动。其中最突出的事件是达马纳造山带的形成,其延伸方向与中元古代晚期裂谷的区域走向一致,但是断裂构造却一再活动至今。     

早前寒武纪地壳演化——镁铁质岩浆作用类型的变化

Sutton和Watson(1951)的著作对说明早前寒武纪(太古代和早元古代)片麻杂岩的演化以及造成对增生的太古代克拉通中镁铁质岩墙群的研究奠定了基础。此后,关于地体和地体增生的概念已扩展到了太古代。各种地质事件都可通过日益精密的同位素测时技术予以区分。越来越多的证据表明,均变论原理在一定条件下也可应用到早前寒武纪。以镁铁质岩浆作用而论,一些古老的岩石组合不论是侵入的或是喷出的都与近代岩石组合有相似之处,但也有明显的差别,比如太古代出现有科马提岩,晚太古代末和早元古代则形成了大规模层状侵入体和广泛的岩墙群。随着镁铁质岩浆的逐渐析出,地幔不断演变,但大陆拉斑玄武岩却似乎并没有随时间而发生多大变化。至于古老的大洋中脊玄武岩,由于保存得很差,而令人难以捉摸。许多绿岩带中出现的镁铁质火山岩在地球化学上常显示有大陆混染成分并与现在的岛弧火山岩非常相似。早前寒武纪镁铁质侵入岩组合的相对丰度与地壳生长曲线相似,这反映出接近太古代末期全球性的地壳增生-分解超级事件。双峰式拉斑玄武岩质-苏长岩质的镁铁质岩浆作用及相伴的侵入岩组合均起源于地幔-镁铁质地壳-陆壳体系的迅速循环。反之也说明了从太古代到现代的科马提岩质组合、苏长岩质组合和玻古安山岩质组合各个演变阶段之间的可能联系。     

挤压造山带中地壳地震反射型式的构造模式

本文再现了沿纽芬兰阿帕拉契亚山脉走向的可能是奥陶纪—志留纪地壳地震反射率型式。在不对称挤压造山体系的砂箱模型中,产生了可对比的断层型式,在基底速度不连续面上出现了相对倾斜的阶梯状剪切带。这种反射率型式可通过力学上类似的作用模拟产生,在此过程上,因陆-陆碰撞期间地幔和下地壳岩石圈的拆离和下冲而产生了不连续的应力。这类地震反射率型式在阿帕拉契亚—加里东造山活动带的任何地方均可见到,也产出于更老和更年轻的挤压造山带,从而说明,拆离和俯冲形成的不对称地壳变形可能是挤压造山带的共同特征。     

碱性岩浆活动中的挥发份

最能提供气体与碱性岩浆活动有关资料的直接例子可能是Mount Nyiragongo(Zaire)活火山。它的喷发形成了一个黄长岩-霞石岩的熔岩湖。熔体化学和流体静压差两方面资料表明;熔岩湖直接与地幔的岩浆源区相连,熔岩湖的喷火和连续的搅动是气体通过岩浆柱释放的结果,这样,该火山成了当地大陆地幔的排气口。在最早的观察中已发现有稠密的,紧靠地面的CO_2流体。在第一个直接采取的岩浆气体的样品中,也报道有高浓度的CO_2。以后,直接收集到气体样品的工作很少成功,因为难以保持高温,并排除大气的混染。从新鲜的玻璃中熔化提取气体,提供了一种重要的间接研究的方     

亚洲晚古生代造山带的特点

根据板块构造对造山带的解释,造山带可分为两类:(1)科迪勒拉型,(2)碰撞型。碰撞型造山带的特点是从阿巴拉契亚、阿尔卑斯、喜马拉雅等造山带概括的。在此,我们根据(2)型来介绍一下完全不同的亚洲造山带的特点,不过它仍然应该属于碰撞造山带的范畴。亚洲是一个在晚古生代一中生代由八个大陆块碰撞而嵌合成的大拼贴构造。其主体部分是在晚古生代形成的,在西伯利亚/哈萨克与中-朝/塔里木大陆块之间,俄罗斯地台与哈萨克复合大陆块之间,中-朝与扬子地台之间发育了海西造山带。通过这些碰撞事件,蓝晶石-硅线石型区域变质带、同构造S型花岗岩类、广阔的造山运动如喜马拉雅造山运动以及有关的大面积侵蚀盆地却并不发育。虽然,包括蓝片岩在内的高温高压片岩在所有这些区域均有产出,但是,这些岩石的放射性年代总是比大陆碰撞的年代要老,从而说明,蓝片岩早在陆块间大洋闭合之前就在科迪勒拉型造山带中形成了。代之以A型花岗岩类为特征的碰撞后深成