全球地质学说

​学术上，理论与学说并不等同。作为理论，起码应满足三个要求：可通过实验验证；可解释各种相关现象；可预测事物的未来发展。而学说，特别是假说部分：未经证明，难有理论支撑；只是做出的判断。

地质学中，由于时空的巨大跨度使得地学理论难于论证。故板块构造、大爆炸等学说均为假说。

本篇共分四节,分别是：本底动力论、板块构造学说、大陆动力学说、中国大陆动力学说。

第一节 本底动力论

一、对地球动力源的认识：

1、液态地核是在行星历史的非常早期生成的；缓慢冷却导致固态内陆核的生成。

2、地核由90%的Fe和10%的较轻元素如S、O等组成；但内核凝结出的却几乎是纯铁。液态铁在内核边界凝结是一种释能过程。

3、从开始增长到今天约1220Km半径，加热了外核中富集较轻元素的流体；使之上升并对流。

4、这种对流又以自维持的直流发电机方式产生了地球磁场。为地球生物提供屏蔽，使之免遭太阳风袭击。

5、结论：内核（边界压力高达330GPa；温度为6000°-7000°K）的形成提供了地球磁场产生的能源。

6、铁质地核与硅酸盐地幔的界面密度差要比地壳与大气圈之间的大一倍；以致任何从地核中散发出来的热能都将在地幔底部形成一热边界层。这个热足于左右地幔对流进而影响到地表的构造运动、地震、火山活动。

二、本底动力论：

1、原理：地球自转（南北纬度60°线速度837Km/h，为赤道一半；30°为1447Km/h；赤道为1670Km/h。）和公转（1月地日距为1.471亿Km.是近日点,线速度30.3Km/s;七月远日点是1.521亿Km.线速度29.3Km/s。）产生的惯性离心力和从高纬度向低纬度的挤压力是永久的。是“本底动力体系”。

2、作用：可解释太平洋、印度洋海底扩张最强烈的区域主要出现在赤道两侧的南北纬度60°范围内；且30°范围内更强；赤道拉张力最大。

3、意义：李四光依据“离心力大小与线速度之间呈正相关”的理论基础创建了地质力学和构造体系学说；也应与当代动力学说有机结合起来，取长补短。

第二节：板块构造学说

一、核心内容：研究刚性板块简单碰撞，以使地壳缩短和加厚的变化的规律。将全球划分成52个板块。

１、地球表层的岩石圈是由大小不一的块体（厚度远小于长度和宽度，故称板块。）组成。

２、板块可由大洋岩石圈；或大洋加大陆岩石圈组成。

３、其下存有软流层，软流圈之上可作球面大规模漂移。

４、大洋中脊不断生出新岩石；推至海沟下插返回地幔中而逐渐消亡；最终导致海洋关闭。即总体上在大洋地区得到证实。

５、板块间发生相互作用，内部强度远小于边界接触部位（区别于大陆动力学）。

二、存在的问题：

美国自然科学基金委员会2012年发表白皮书提出：板块构造理论不适合大陆地质。因为大陆内部是非刚性的（前提不符）。理由：

1、大陆存有弥散而宽广的陆内变形；

2、无法解释岩浆活动和克拉通盆地的成因（如类似峨眉山玄武岩那样大规模灾变性的岩浆活动也见于大洋底）；有的火成岩省源于地幔柱，其深度可达核-幔边界；可板块理论只涉及到岩石圈，时间也仅限于元古宙以来的历史（还不及地球历史的一半）；

3、驱动岩石圈板块在地球表面运动的原因和动力源难有答案；

虽提出“岩石圈板块在地球表面运动的动力源来自地球内部，其最可能的机制是地幔对流”。后经地震层析图像获得地幔范围内数百千米深度不同层次的直观图像；并认识到大陆岩石圈的影响深度最大只有400Km。1996年，哈因提出：板块构造理论“尽管在阐述岩石圈的发展中曾取得巨大的成功，还不能看成是真正有关地球演化的全球理论”。

三、板块构造在大陆内部存在的证据：

1、早前寒武纪的岩石与现今的岛弧和碰撞带岩石是类似的。说明：至少从太古宙开始，就发育与现今类似的板块构造体制。

2、晚前寒武以来的地质记录多呈带状位于早前寒武之间，或周围；且由洋岩石残片与陆缘系组成。说明：古大陆裂解和离散运动。

3、古洋中的远洋沉积岩系、陆缘浅水沉积岩系、古大陆块体；直接相邻。说明：存有大规模的大陆漂移和地壳缩短。

4、非洲等地的巨大岩墙，说明早前寒武纪已存在类似现今的大陆。

四、大陆裂解（离散阶段）的地质记录：

双峰式岩浆岩(指幔源的基性岩浆岩和壳源为主的富钾酸性岩浆岩共生在有限的带状区域内)；基性岩墙群；伸展型构造变形；高温变质作用；从陆相到海相的沉积岩系；底部区域性角度不整合界面；蛇绿岩的出现。

五、大陆汇聚（重组阶段）的地质记录：

以大洋收缩俯冲为标志，包括：钙碱系列岩浆岩、双变质带、富钾花岗岩、陆盆沉积岩系、区域性挤压与走滑变形等。

六、检验：

不同地区的板块构造和不同板块之间的相互作用，都是不同的。但不同时期的地质记录，是否存有类似的岩石、或岩石组合及构造变形特征，是检验板块开始于何时的唯一有效途径。

七、板块碰撞的形式：

1、俯冲型山链：亚洲环太平洋岛弧，尤其是东南亚的小块体与亚洲大陆长时间汇聚、对接。

2、碰撞型山链：阿尔卑斯山脉（非洲—欧洲）；

          喜马拉雅山脉（亚洲—印度）。

3、陆内型造山链：多为山脉隆起，产生新的逆冲、走滑构造并伴随强烈岩浆和变质作用；出现山体抬升与塌陷。

碰撞造山模式不能设想在大陆碰撞的地方出现造山作用；非碰撞造山模式则无法解释连续的消减为何会产生不连续的造山运动。

陆陆碰撞中地幔回流有两种极端方式：一是大陆地幔强度很大，则以板块俯冲形式出现。二是岩石圈地幔极具流体性质，回流则具对称或非对称幕式水滴状对冲形式。

八、命名：

20世纪七十年代，几乎是每个不整合界面都命名了一个构造运动。但大多为海侵超覆沉积作用的记录。有的可代表几千万年的沉积间断。这在时限上是不准确的，在构造涵义方面也是不确切的。故对不整合界面的上下地质体研究外，还需考虑区域背景。否则，很容易把局部不整合误以为大区域或全球构造意义。

九、大洋的生命旋回：

即形成过程（东非—大西洋）与收缩到关闭（太平—喜山）。

东非大裂谷（陆内；山系+玄武喷发+湖相沉积）→红海（双峰火山+海相）→大西洋（被动边缘+沉积；无火山，岩浆；在洋中脊形成新的岩石圈）→太平洋（晚期洋盆；活动陆缘，俯冲；多火山、地震、岩浆活动。）→地中海（向海洋逆冲变形）→喜山～阿尔卑斯(非州、阿拉伯、印度板块向欧亚大陆碰撞形成)。

十、大陆的生命演化旋回：

中国大陆镶嵌与叠复的组成特征，为其研究最理想地区之一。

中国大陆（亿年前）  全球对应      出露地及特征

（1）始华（28）      Ur大陆    华北鞍山38亿前条带片麻岩

（2）古华（23）     NEN大陆    泰山\太行\吕梁\冀东\北,38亿前,基性岩浆

（3）北华（17.5）  哥伦比亚大陆   环境突变期;导致华北克拉通形成.

（4）南华（0.82）  罗丁尼亚大陆   赣东北双桥山溪口环境．弧后盆地

            (裂解后成扬子＼塔里木古陆)

（5）华夏（0.27）  潘吉亚大陆     天山及其以北.

（6）泛华旋回（0.27Ga以来）

第三节：大陆动力学说

一 、大陆动力学的前沿课题

1、动力学核心实质：大陆动力学说，是以地球内部热能为思考的切入点，用发展、变化的眼光，探究由饱和状态下的热能转变为动能时，导致地壳强烈构造变动、岩浆侵入和喷出等地质活动的形成机制；并由此在大陆内部和边界演绎出阶段性的构造－岩浆－成矿作用旋回。

（1）两个或多个岩石圈板块的相向运动并不因为大陆碰撞而立即停止。

（2）大陆外侧洋脊的扩张使持续存在的巨大侧向挤压导致了非常复杂的应变图式，并最终波及大陆内部。产生巨型的陆内高应变带；形成造山带、高原和盆地。进而产生灾害地质、气候、环境的巨变。

（3）近20年来，确认出前寒武纪基底，南华—印支期生物地层格架、中—新生代以来重大的走滑断裂、推覆构造、挤出构造对印支及以前所形成大陆构造格架的大幅度改造。故需通过构造复位。

2、动力学中须解决的关键问题：

（1）地域内，各时段地层、构造格架在时空上是如何叠置？

（2）地域内，各时段地层、构造格架在时空上与洋壳/陆壳俯冲～折返机制？

（３）隆升～剥露过程及巨量物质的堆积是如何在相当短的时间里同步进行的？

（４）每个造山时期的完整表述，包含从俯冲开始的弧～陆碰撞造山→陆陆碰撞造山→陆内造山的全过程。

 二、造山带和高应变带（超高压变质带） 

 （一）造山带

造山带是壳～幔物质相互作用最强烈地区（内部和边界都有显著变形）。其岩石圈是非刚性的（将板块模型由一元论变为二元论；既有刚性的板块地带，又有非刚性的造山带），全球共有13个造山带。

超高压变质带即碰撞板块汇聚边界有20余条。揭示了低密度的陆壳物质可以被俯冲到100Km以下的地幔深度；然后又快速返回地壳并出露于地表。这一发现是创建大陆动力学理论的窗口。

１、界线：世界范围的碰撞造山带与其两侧大陆内部稳定区之间的界线截然清楚。总以主边界逆冲断裂（MBT）和反向逆冲断裂（RBT）与大陆内部稳定区相隔。呈现两侧大陆或前陆盆地俯冲到碰撞造山带之下的构造作用和地貌景观。

2、区别：用A型俯冲强烈与否，可区别出碰撞造山带与大陆内部稳定区。碰撞造山带内部的构造特征是发育一系列薄皮、厚皮推覆构造，是强烈水平挤压的结果；相当于A型俯冲。A型俯冲使碰撞造山带岩石圈和地壳的加厚，而且诱发A型俯冲板片变质、脱水、熔融以及热液成矿作用。进而导致造山带内部发育壳内低速高导层、造山期花岗岩类和热液矿床。

3、内涵：传统力学认为：造山作用是构造运动的起源，造山运动包括地壳上的褶皱、逆掩和断裂以及下部的塑型变形，变质和深成岩浆的活动。现代板块学说把板块相互运动（离散型、汇聚型、转换型）和碰撞作用的表征，且不限于汇聚板块边缘的狭长地带内，还可扩展到板内上千公里的区域内；多为复合造山带。其动力学已成为地学研究最重要的前沿。

4、问题：（1）大陆地壳究竟能俯冲到地幔多深处？

（2）低密度的大陆壳岩石是如何俯冲的？又是如何返回的？

（3）超高压变质与壳-幔相互作用及地球物质再循环的关系？

（4）汇聚板块边缘的深部物质组成、结构、流变学及动力学机制？

（5）巨量俯冲物质折返后的去处？

5、造山动力学研究的进展：大陆造山带岩石圈的物理状态具有流变学分层结构；壳内、幔内的低速高导层；古造山带无山根；莫霍面呈水平状；软流圈巨大起伏；岩石圈地幔减薄；地壳、地幔的非均一性和各向异性等特征研究均取得一定实效。

6、造山动力学研究中的推断：存有地幔对流、软流层上侵构造；拆沉作用、底侵作用、下地壳的流变展平作用、大陆地壳的重力扩张作用；岩石圈上下的耦合与非耦合关系；并提出：地壳的非均匀性和流变性可导生不同动力的相关学说。

 （二）中国主要造山带

1、中央造山带（全球最长超高压变质带）：

（１）位置：西起昆仑－阿尔金山；祁连－秦岭－大别山－苏鲁地区。

（２）范围：长5000Km构造带，经历600Ma的活动历史，是中国南北地球系统的分野。号称“华夏文明的龙骨”。

（3）形成时间：历经4亿年的活动之后并未平静下来进入克拉通化，极为罕见。

（4）体制：东段发现大陆深俯冲作用的大别—苏鲁（中生代）超高压变质带的标志（大别山超高压变质带年龄212-238Ma），成为该研究的热点与窗口（即三叠纪陆壳是怎样深俯冲的？）；中段东秦岭发现金刚石，确立早古生代超高压变质带（微陆块/岛弧群相互作用）的存在；西段阿尔金断裂（可能与洋壳加陆壳的深俯冲有关）又切割早古生代超高压变质带。那么，分布在其北边的新元古-早古生和南边的晚古生-三叠代的构造格架，其两大体制，在时空上是如何叠置与作用的？

（5）解析：耸立与周围大面积分布的陆相盆地（包括酒泉、柴达木、鄂尔多斯、四川、南阳、合肥、苏北等盆地），说明可用“盆山互馈作用”解析：即山系的隆升、深部物质的抬升剥露与周缘盆地物质堆积之关系。但“从100Km深处折返到地表形成山链之后，遭受剥蚀的巨量山链物质到何处去了”却难有满意答案。

（6）对比中存有的问题：科迪勒拉山系也是复合造山带产物；从600Ma一直活动到现在。但地壳并未加厚，且具有长期弱化、低强度、薄和热的岩石圈特征。说明浅的软流圈对流使宽阔的弧后域变热。故认为：造山热能只是来自原先的弧后热岩石圈，而非造山变形过程本身。但与其它造山带形成原因的解释一样，其动力学作用过程和机制还不清楚。

2、秦岭造山带：是由华北板块、秦岭微板块和扬子板块分别沿商丹缝合带、勉略缝合带俯冲碰撞造山，并叠加中新生代陆内造山作用的改造形成。其间，扬子板块与华北板块至少发生三次汇聚、两次离散：

（1）晋宁期：扬子板块与华北板块发生第一次汇聚；

（2）早震旦：随祁连洋的扩张开始离散；

（3）中志留：秦岭裂谷统一，发育古大陆：北秦岭地堑式优地槽、中秦岭地垒式台地和南秦岭地堑式冒地槽。

（4）中-晚志留：扬子板块向华北板块俯冲完成第二次缝合。泥盆初形成陆地；早泥盆中期（海西早期）开始新的拉张；

（5）印支晚期，扬子板块向华北板块碰撞对接，完成第三次汇聚。为造山阶段；秦岭岩石圈整体转入强烈伸展状态。

此外,中国古生代造山带：天山、兴蒙、华南褶皱带等；中生代造山带：秦-祁-昆造山带等；新生带有：喜山带。

（三）超高压变质作用模型（深俯冲～折返模型）

大陆岩石圈地幔在俯冲时的习性决定于物质的流变性质及构造环境。

１、角流模型：在俯冲带内，上部被正断层所限，下部被逆断层所限的俯冲板块内形成物质活动，可将榴辉岩带到地表。

２、浮力折返模型：浮力将轻的陆壳物质带到地表；当超高压变质岩重结晶后，沿构造俯冲应力通道折返。

３、叠瓦状逆冲（连续俯冲～仰冲）模型：连续的俯冲使更早俯冲的岩石后一岩片的俯冲而引起逆掩上升。

４、增生楔张裂（造山楔）模型：俯冲带增生楔下部由于大陆壳物质俯冲，由褶皱作用引起拆离和缩短。由叠瓦作用形成双冲体，在板底垫托作用引起楔型体后端增厚增高，致使楔型体表面坡度也增大。由正断层作用或深部塑性流动产生伸展。更深处产生高温高压变质作用，连续的垫托作用引起的伸展，使高压岩石上升到地表。楔型体后端的伸展，引起侧向运动和向前缘的逆冲作用，使高压岩石在地表下15Km内进一步剥蚀。

5、俯冲带迁移（后退）模型：当洋壳俯冲到大陆陆壳下时，上升到断裂坡上的高压岩片增生到大陆岩石圈，俯冲带每后退一次就产生一个新的增生岩片。各增生岩片之间由于深度不同可以出现压力差。

6、陆陆碰撞时的数字模拟：系统由地壳（厚20Km）和地幔组成，均为黏塑性。

（1）△x=200Km时，俯冲板块（岩石圈地壳及岩石圈地幔上部）向制动板块俯冲。其内部只有极小变形，但岩石圈地幔下部有强烈变形；在地幔岩石圈塑性区发育俯冲剪切带；在碰撞带地壳变厚上隆岩石圈对称下降。

（2）△x=300Km时，制动岩石圈地幔的下部楔入俯冲板块。楔入体在俯冲板块中引发塑性屈服，并将板块分裂成二。

（3）△x=400Km时，俯冲板块沿新发育的剪切带拆离；并且楔入体的岩石圈地幔开始俯冲到右侧的板块之下，使原来的制动方板块转为俯冲方。即发生俯冲的极性反转。

 （四）超高压变质成因论

1、深成论：柯石英、金刚石的产出，意味着俯冲深度可达标100～120Km（2.8GPa）；菱镁矿更需150～170Km（5.6GPa）；β橄榄石内针状含钛鉻磁铁矿＞300Km.

超高压变质深成论的推论有个根本错误：深度=P（压力）/ó（岩柱密度）只适用于流体静力学模型。并不适用于固体的地球。地球的压力梯度要比按帕斯卡定律计算得到的大得多。

2、浅成论：通过实验和数据模拟，认为超高压变质作用发生在壳内20～30 Km深处。或32 Km处，最大深度不超过45 Km；是形成地壳内的。

3、中深成论（岩石圈地幔顶部）：即表壳岩石俯冲到岩石圈地幔顶部而形成超高压矿物。须同时具备碰撞带和蘑菇云地幔发育的条件。

  （五）蘑菇云地幔研究

1、蘑菇云构造：是指岩石圈地幔由于软流圈物质上升而遭破坏，两类物块并存：顶为水平成层的融熔壳幔过度层；下是近于垂向的两类物质互层。即岩石圈地幔被上升软流圈所改造，成为上升软流圈与残留地幔并存的新生地幔。其平均速度下降，温度上升；其高热流使地壳的塑性增加，在外力的作用下，容易产生形变；让地壳缩短，造成结晶、基底隆升。中国东部、西太平洋地区中生代以来均发育此构造。

2、蘑菇云地幔的动力：来自核幔边界的质量异常。西太平洋地区的正异常与印度洋地区的负异常孪生；各由核幔边界的隆升与凹陷所产生。并共同形成一个封闭的地幔流，是软流圈物质上涌（为一个独立的重要动力体系）对岩石圈地幔的改造而引发的重大地质事件。

（六）岩石圈～软流圈（壳～幔动力学）动力学系统

１、软流层圈：通过“中国岩石圈三维结构”综合集成研究结果表明：在中亚～西太平洋地区深度75～250Km地带存有巨型低速异常区：此带东西宽2500～4000Km；南北长约12000Km，形成了巨大的软流层圈。

2、构造特征：由于深部软流圈物质的流动和上涌，壳幔物质交换打造出东部岩石圈结构和浅层构造特征。如岩层下新上老结构；犬牙交错和块状镶嵌结构；岩石圈地幔蘑菇云构造及东部裂谷带、东亚造山带等。

3、壳～幔动力学系统：

（１）岩石圈的巨大减薄或增厚作用，为对流地幔向大陆的输入提供条件。

（２）从软流层（对流地幔）中分出灼热的新生物质，还可由它诱发出陆壳物质被加热和再活化；萃取壳～幔中的有用元素。最终导致岩浆～流体～成矿系统的形成。

（３）岩浆～流体～成矿系统沿岩石圈尺度不连续向上运移。

（４）系统中，岩浆定位于与岩石圈有成因联系的断裂系统中；并对周围地壳加热，萃取周边岩石中有用成矿元素进到多个子系统中。

（５）根入地幔：即壳幔不协调（同步）的互动引发地幔隆升，地壳伴随超壳深断裂被拆沉而植入地幔；继而受热幔环流引发大规模构造岩浆事件，并在岩浆侵位的构造动力作用下，在地壳表壳特定空间形成侵位接触构造体系不同构造样式；从而为超巨量金属工业堆积提供最佳成矿场地准备。

（6）随演化而趋于平衡和稳定、系统冷却、岩浆固结、放出大量含矿流体；而被加热的地壳也放出大量脱水流体；加上软流圈和岩浆房冷却放出的流体及可能加入进来的被加热的大气降水；一起汇集成巨大的流体成矿系统。

（7）透岩浆流体成矿理论：岩浆体系和流体体系是两个完全独立的地质体系。因相互需要而耦合在一起；并由于侵位后的解耦而发生成矿作用：A岩浆为粘稠的硅酸盐熔体，粘滞力强，侵位过程较缓慢。B流体中的成矿物质随压力降低而溶解度急剧减小→上升过程中以渗滤到围岩的方式而使成矿物质含量大大降低；故只有快速上升，才可能在地壳浅部成矿。C若两者混合在一起，则岩浆保护流体；流体稀释岩浆。那么，岩浆-流体混合物侵位，流体的出溶机制和含矿流体的运移以及流体运移路径上的物理化学边界层的位置将对成矿作用起到决定性的控制作用。即含矿流体因压力降低而达致饱和，其挥发成分以分子和离子基团（也须转化成分子形式）的形式按其化学反应的速度进行逃逸；其过程被称为岩浆的发泡作用与排气作用。流体中的成矿物质主要以离子基团化合物的形式存在；因而，强烈的排气作用必然将成矿物质大量携出；反之，成矿物质仍保留在岩浆体中。

（8）在某些特定的构造部位，成矿流体系统汇聚成矿。如大陆裂解地带有利于鉻铁矿、铜镍硫化物矿床、钒钛磁铁矿、铂族元素矿床与火成碳酸岩或碱性岩有关的稀土元素矿床发育；由洋壳俯冲引发的岩浆弧区有利于斑岩型铜金矿床和浅部低温热液型金、银、铜矿床发育；海底热液活动（喷流）有利于层状铜锌、铅锌矿床的形成；被动大陆边缘有利于巨量铁、锰、铅等金属矿床沉积；残留海盆地常发育巨厚蒸发岩系并蕴涵巨型钾盐等盐类矿床。

成矿流体系统汇聚成矿多取决于最后一次最大规模的岩浆～构造事件。

4、地幔柱：即热点活动可形成“成矿物质大规模聚集的成矿物质场”，“驱动壳/幔成矿物质的交换和流体输导运移的能量场”及“矿质运移和沉淀的成矿空间场。”即能从根本上控制“大矿集中区”的发育。

（七）岩浆及其作用的研究

1、地壳主要由花岗岩类（SiO2＞56%的火成岩）构成：上部偏酸性，相当于花岗闪长岩质；下部偏基性，相当于辉长闪长岩质（SiO2＞57%～63%）。

(1)岩浆岩种类：

A、以黑云母的Al的含量来划分S型与I型花岗岩：

S型花岗岩：具较高的Al（0.3-0.5）；氧化系数较低。

I型花岗岩：黑云母中的Al较低（0.1-0.2）；黑云母具较高的氧化系数。

B、以SiO2的含量划分出基性、中性、酸性（碱性）花岗岩：

C、岩浆岩又分侵入岩和喷出岩：

(2)岩浆的温度：

A、角闪石：形成的压力相当于岩浆房5Km深处的压力；

B、闪长玢岩、黑云母花岗斑岩的形成温度约为550℃-650℃；

C、浅色花岗斑岩的形成温度约为500℃-550℃。

2、岩浆的形成、迁移和侵位是大陆生长的基本过程：太古宙地壳由英云闪长岩（T1）、奥长花岗岩（T2）、花岗闪长岩（rg，三者即所谓的TTG组成）。显生宙地壳由岛弧～大陆边缘弧环境形成。中国东部还可能有新的地壳生长方式：即对前寒武纪地壳的重大改造之后形成的新的改造型陆壳，亦即所谓壳熔岩浆、壳～幔同熔造浆。

３、地幔分离：

地幔（主要是橄榄岩，只能分离出玄武质岩石）在分离出大陆地壳（却主要为安山质岩石，SiO2＞56%）的同时，将难熔物残余在地幔，形成岩石圈地幔。

４、作用原理：

如何从玄武岩中分离出安山质岩浆？即安山质大陆地壳是怎样从地幔橄榄岩中分熔分离生长出来？其思考过程包括：

由地幔橄榄岩→只能分离出→大陆玄武岩浆（须经分离结晶、冷却熔融作用将难熔的镁、铁残余剥离，才能形成安山质大陆地壳）。

亦即：地幔橄榄岩→大陆地壳＝安山质+闪长质(总组成；就须将镁、铁质离开→即：拆沉作用)

5、作用类型：

（1）拆沉作用：

A前提：薄地壳的下地壳密度总是低于地幔的；厚地壳（＞50Km）的下地壳密度总是大于地幔的。

B条件：挤压变形使地壳大于50Km以上。地幔岩浆底侵并熔融残留下的镁、铁残余；使下地壳具有玄武质组成。即使大量镁、铁质拆沉返回地幔；而使陆壳总组成保证为安山质、或闪长质。

拆沉作用是快速的或灾变性的。此时，地壳隆起；但拉伸的总量有限，也不是热侵蚀所预测的缓慢过程。

拆沉作用是镁、铁质离开的最佳机制。关键是：拆沉作用的产生有现实性吗？需要怎样的构造环境和条件？

地幔和地壳主要是固态岩石，要让固态的玄武质岩石熔融所需的大量热能（地幔岩石局部熔融的温度为1300℃）从何而来？

如何判断大陆地壳形成演化中的成熟度（地壳厚度，K2O为重要指标）？改造型的大陆地壳形成机制与过程怎样？壳幔相互作用在大陆地壳中的意义、方式是什么？造山带的陆壳生长方式如何，两者有区别吗？

C意义：拆沉作用可以引起板内环境岩石圈拉张伸展；使岩石圈地幔减薄，引起地幔物质上侵，表现为地幔上隆，高的热流值使得岩石圈温度的升高，导致地壳物质发生熔融；产生于不同层位的岩浆沿着深大断裂涌上地表，在地壳浅部形成基性、中酸性、碱性的岩石，同时携带上来大量的成矿物质，为超大型矿床的形成提供了有利条件。但古拆沉作用无法观测到留下的痕迹，还需地球物理学、地热学与地球化学的支持。

（2）底侵作用：

A前提：只有当密度比大陆地壳花岗岩石低时，岩浆才能上升。

B条件：幔源玄武岩密度大于大陆地壳花岗岩石。

C性质：两者相遇注入造山带时，玄武岩浆就在地壳底部堆积聚集来，被称为玄武岩浆底侵作用。

幔源玄武岩浆的底侵作用是提供所需热的最佳机制。底侵可对大陆地壳加热。

在高温的玄武岩浆（液相）--放热→上覆围岩（固态）的过程中：

a岩浆冷却，会产生矿物结晶作用；b岩浆与围岩间会产生接触面，为矿物+岩浆混合区域；c由液相岩浆转化成固态围岩单位所需热量比值，能由模拟算出。d 3333 Km2的高温玄武岩浆底侵只产生25%的熔体，即产生出可融520Km2的岩浆，故需多次底侵才可分离出花岗岩岩浆。

（3）混合作用：

A依据：在较浅色的花岗质岩石中发育的暗色的微粒闪长质包体，是混合（机械）作用的重要记录。

B性质：机械混合中，同位素的扩散速率比主元素（即常量元素）的扩散速率快得多；虽颜色上可区别出包体结构，但两者间的同位素已趋于平衡。而化学混合则符合数学上的加和定律，呈良好直线趋势。

（4）同化作用和AFC模型：

A概念：岩浆同化围岩与幔源岩浆同化陆壳是造山带岩浆作用的普遍现象。同化作用时常伴随结晶分离作用，称为AFC过程。

B内涵：岩浆提供热量消融围岩，只有晶出矿物，才能释出热量（其热容小于熔融硅酸盐所需的热）。因此，岩浆消融围岩并产生出同化岩浆，仍需大量矿物从岩浆中结晶出来以提供热量。同化时，围岩熔融或反应生成新矿物；但岩浆组成变化很小，只是体系总组成的改变。

6、由初始的玄武质地壳依次转化为大陆地壳的整个过程：

不成熟的 ->半成熟“大陆化”->成熟的大陆-> 大陆碰撞造山带  

洋内岛弧    岛弧        边缘弧       岩浆弧

K2O含量愈高,地壳厚度愈逐渐增加；幔源玄武岩减少；壳源花岗质火成岩增多；直至碰撞造山带双倍陆壳形成。

此过程可对比解决各造山带的生长方式与区别。

（八）成矿系统：地球动力学的有效探针

1、依据：既然特定的构造环境有利于特定类型矿床的形成，那么，特定矿床类型可否指示特定的大地构造环境呢？亦即用发育的特定矿床来反演、重建大地构造格局和演化史。毕竟成矿系统往往是由多种地质综合作用形成的，能更全面地记录地质信息；并且矿体的研究程度要高于其它的地质体。所以，矿床研究对确定重大地质事件、重要构造边界、重要构造单元的属性等都有着积极的意义。

2、实例：

（1）印支运动的研究:黄汲清等对萍乡煤矿调查，发现侏罗系（煤系地层）与三叠系之间存在显著不整合：随后确认该不整合广泛存在于华南等地区。

由此证实：三叠世之前，中国乃至整个欧亚大陆各主要陆块曾被海洋分割；到早侏罗世（局部），各主要陆块才陆续拼合。这次事件被称为印支运动（220-240Ma）：

A印支造山与特提斯洋闭关紧密相联：由于东部地区晚侏罗-早白垩受太平洋俯冲和大规模岩石圈减薄,三叠成矿作用被叠加、改造及部分消失，致使印支期大规模成矿作用研究滞后。

B三叠可单独作为构造—成矿旋回，时间虽短，成矿类型却十分丰富：a与基性、超基性有关的铜镍硫化物矿；b与酸性岩有关的斑岩铜金矿、斑岩铜钼矿、矽卡岩铜铅锌矿、锡矿和脉状金矿。

C赣南崇（义）犹（上犹）余（大余）矿集区内的锡钨石英脉中的白云母年龄也属印支期。印支期花岗岩大多与成矿无直接关系。但可视为一种铀源体，在白垩时被淋漓而富集成矿。

（2）对中国东部金矿的研究，说明：“在侏罗纪—白垩纪之交中国东部地球动力学背景由挤压向伸展转变”。

依据是：中国东部太古宙至中生代沉积物不含砂金；只有新生代（至早为晚白垩世）沉积物含有砂金矿床。即要求：中国东部必须在燕山期快速形成大量岩金矿床。并且要迅速抬升至地表遭受剥蚀，才可为新生代砂金矿床提供物源。而中国东部金矿集中区很少发育侏罗纪沉积物（说明此时为挤压隆升环境）；含砂金盆地多为白垩纪断陷盆地（指示为伸展背景）的继承发展。况且，受构造控制的脉状金矿，具有早期逆冲、压扭，晚期滑塌、张扭的特征；都说明：晚阶段矿化发生在伸展构造背景下。

这一“构造转折”促使燕山期爆发成矿。因为“挤压向伸展转变体制的物理化学特征是减压、增温。减压－增温过程有利于物质熔融、流体产生，导致燕山期大规模岩浆活动和热液成矿作用。

二、盆地

1、亚洲（含中国）盆地，尤其是中、新生代盆地类型众多（裂谷、走滑、小洋盆、被动陆缘、弧前、弧后、周缘前陆、残余洋盆、弧后前陆、克拉通、叠合盆地等），但规模小，属多期次叠加改造。

2、盆地构造研究的核心问题：盆地结构、构造背景、构造演化以及盆地发育的动力学过程。

３、盆地分布：

（１）东北亚盆地群：由西北向东南依次出现西伯利亚地台、海拉尔盆地、日本海盆；展示出东部宽阔大陆边缘及其弧后盆地的构造特征。

（２）沿北纬39近东西方向，由塔盆至流球海沟出露中国主要盆地。

Ａ、中亚盆地群：以准葛尔盆地为代表，地处高原、山脉的包围和分割之中。形成于古生代末中生代初增生碰撞造山区域大断裂走滑－伸展调整的产物。

Ｂ、东北亚断陷盆地群：以松辽盆地为代表，地处北北东向左旋走滑断裂系之中，伴有大规模的火山活动。形成于中生代；由西向东逐渐变新，且具阶梯状发育特征。

Ｃ、克拉通盆地群：西伯利亚、华北、扬子、塔里木盆地；为早古生代孤立陆块，发育裂谷－边缘坳陷，呈水下碳酸盐台地。

Ｄ、特提斯构造域盆地群：羌塘、柴达木盆地为代表；主要经历了早－中侏罗南北向伸展断陷和晚侏罗到第四纪挤压坳陷两个阶段。

第四节中国大陆动力体系概述

1、中国大陆动力体系：中国北部为近东西向的古亚洲构造带（包括北冰洋海底扩张）动力源体系；南部为太平洋海底扩张（直接制约日本列岛～千岛群岛～阿留申群岛）～板块俯冲（琉球群岛～台湾岛～菲律宾群岛及中国东部则是直接菲律宾板块的制约）动力体系；西部为印度洋海底扩张、板块俯冲和陆陆碰撞动力体系；各动力体系从不同方向对中国大陆挤压，在东部形成中新代软流圈物质上涌的动力体系。

２、中国大地构造相关学说：

（1）黄汲清多旋回构造说：

A、将中国大地构造划分为地台、准地台和地槽褶皱系；

B、将古生代以来的中国大地构造划分为古亚洲、特提斯和滨太平洋三大构造域；

C、任纪舜发展为亲西伯利亚陆块群、古中华陆块群和亲冈瓦纳陆块群；而将显生宙造山带分为古亚洲（华南早古生代造山带只是其一部分）、特提斯和环太平洋三大造山区；

D、其立论基点是新元古代已形成统一的古中国地台；随后只是手风琴式的开合运动（冈瓦纳大陆裂离；亚洲增生）。

（2）王鸿桢板块构造学说：

A、中国大地构造单元包括中朝、扬子和塔里木地台（克拉通）及其间不同时期的造山带。

B、板块边界并不在地台边界；应在遥相对应的古大陆边缘之间的分界带。其缝合带为对接消减带，而弧盆、岛弧处为叠接消减带。

C、将地壳演化分为：陆核、原地台、地台、超大陆及陆内演化五大阶段。其中晋宁期、印支期是最重要的造山期。

（3）李春星大地构造单元划分：

A、将中国陆壳块体分别归属于7个不同古板块。

B、古板块之间被大洋分隔。

C、蛇绿混杂带等是洋壳扩张、俯冲、碰撞的遗迹。

3、对中国大陆构造格架的一般认识：

（１）受板块学说影响：中国大陆构造受到古亚洲、特提斯－喜山和环太平洋三大构造域的制约。

（２）受构造槽－台学说影响：震旦纪以来，古中国地台解体，塔里木－华北板块为分割中国南北构造的中轴古陆。其北为古亚洲洋（特提斯北支）、伊犁、准葛尔、布利亚－佳木斯等微陆块；其南为昆仑－祁连－秦岭海洋板块、柴达木地块、古特提斯洋。扬子－华南为克拉通。

（３）强调海西－印支影响：古特提斯洋封闭，褶皱造山带形成，塔里木、伊犁、准葛尔、吐鲁番、柴达木陷落成为中、新生代盆地并延续至今。

（４）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整体克拉通；即西域板块。有晋宁期形成的基底和南华纪冰襀岩、震旦系沉积盖层。

不存在昆仑－祁连－秦岭海洋板块。晚海西—印支期逆时针旋转构造就位，与中朝、扬子板块碰撞，形成贺兰—六盘—龙门—横断山南北走向“之”字型展布的板块碰撞缝合线。即“南北活动构造带”。

中亚大陆南、北向陆内汇聚，发生在135-132Ma燕山运动的B幕。自北山构造带以北长超千余公里，推覆缩距达180—200Km。

北黄海和朝鲜半岛全部均属于中朝板块，而南黄海则归属于扬子板块。

4、中国区域大地构造研究：

（1）中国地处环太平洋构造域与特提斯构造域的结合部。

（2）我国地质区域组成：中朝、西域（达里木-柴达-阿拉善）、准葛尔—吐哈、佳木斯-松嫩、扬子、华夏陆块及喜山、印度、西伯利亚和古太平洋的边缘地质体组成。

（3）亚洲各陆块的拼接顺序：

A、西伯利亚和哈萨克斯坦拼接（二～三叠）、并联合沿乌拉尔与欧洲碰撞；

Ｂ、西伯利亚以南、以东各陆块持续增长；

Ｃ、印度与亚洲新生代初对接（达到顶峰）；

Ｄ、中国、东亚、东南亚都是直接或间接从南部冈瓦纳而来（泥盆－白垩）。

（4）我国地质区域特征：

A、中国地台规模小、刚性低、盖层变形强；故被称为“准地台”。

B、中国陆块来自世界各个部分：准葛尔属于哈萨克板块；中朝在元古宙、寒武、奥陶时，临近北美克拉通；扬子、华夏、西域则与西喜山一起挨着澳洲北部，在600Ma前形成冈瓦纳大陆。

如此，中国东部的源地分析，可能有助于查明太平洋在晚中生代以前的性质和历史：一种认为太平洋为古海洋，自显生宙以来就在同一位置和大致相当的边界。而另一种认为太平洋为古陆；在早侏罗（200-170Ma）时，诞生于三个古大洋板块和Ｐhoenix的交汇处；北美西部和亚洲东部大量的陆块是其裂解的产物。

C、中国是造山带最多的区域；“是研究大陆碰撞和造山拼贴演化的理想场所”。如青藏高原、台湾海岸山脉是正在进行中的大陆碰撞和弧—陆碰撞场所；保存着从地表形态到深部地壳结构的完整记录。冀中坳陷始新世以来沉陷近10Km。秦岭东西向断裂错距新近纪以来达数百千米。所以，忽视新生代以来的构造改造，不加修正地以现在的露头比拟中生代以前的情况是不适宜的。

D、提供古特提斯洋退出亚洲，特别是退出中国路径的证据：

a、泥盆-早石碳：西伯利亚与蒙古（佳木斯）-松嫩地块拼合；使古特提斯洋北支的古亚洲洋（石碳末，在准葛尔周围形成马蹄形；二叠时同亚洲北部形成向东北开口的喇叭状海湾—残余洋盆）大为缩小。大洋向西从乌拉尔西南推却。

b、晚古生代：蒙古-松嫩地块南部北亚与华夏植物混生带出现；古亚洲洋缩为陆间残留洋。古特提斯洋洋壳存在于南、北羌塘之间；沿龙木错-双湖-澜沧江缝合带展布。其南为冈瓦纳；北为华夏陆块。

c、晚二叠：古特提斯洋洋盆向东延伸到桂西，后南迁到海南北部，再向东北如何延伸到西南日本以东？迄今仍存争议。

d、晚三叠：古特提斯洋盆闭合。

（５）为解释大陆内部变形提供实践场所：

解释大陆内部变形习性的观点有两种：

Ａ大陆内部实质上仍是刚性的，只是划分成若干规模不等的小块体在应力作用下相对运动。如印度向北楔入，青藏高原隆起；印支半岛沿红河断裂向东南、亚洲东部沿阿尔金断裂系向北东挤出及欧亚沿滑移线场变形等。

Ｂ大陆内部变形应视为连续介质的应变、地壳可通过增厚、旋转和内部变形来调节而无需大规模的側向位移。如印度次大陆两个突出点以北，围绕东、西喜山山结的马蹄形弯折和大角度旋转。

两种观点涉及到中国大部分地区。

5、对中国岩石圈三维结构的认识：

大致以105°-110°E为界，中国东西两部的岩石圈和软流层结构有着很大区别：西部呈明显“层状结构”；岩石圈厚达130-200Km；软流层厚40-100Km；反映出印-欧板块碰撞效应。东部则呈“块体镶嵌结构”（蘑菇云构造：即不同形态、不同厚度的软硬块体相互交错、叠置，垂直分层不明显）；岩石圈薄为50-100Km；软流圈厚度变化大，有200-300Km；反映出软流圈上涌和岩石圈伸展减薄。

6、中国大陆动力研究对世界的意义：

（1）中国地台规模小、刚化程度低、盖层变形强、构造叠加复杂，是探索大陆生长和演化规律的窗口。

（2）复式大陆中并列的陆块来自不同的源区；厘清各陆块不同历史时期在全球构造中的位置，有利于完善全球构造的演绎过程。

（3）造山带最多，且有青藏高原及台湾海岸山脉是正在进行中的大陆碰撞和弧-陆碰撞场所；可从实例中总结出古-新造山带的类型及基本演化规律；可丰富全球大陆增生理论。

（4）可从实地探索古特提斯洋从古亚洲退却的过程与路径。

（5）广泛存在的中-新生代陆内变形与盆山构造-地貌的形成，也应是全球构造理论所需深入研究的命题。