Estructura regional y su importancia en la investigación.
La geología es una ciencia que estudia principalmente la corteza sólida o capa superficial de la litosfera. El contenido de la investigación incluye principalmente la composición material, la estructura interna y la historia de formación y evolución de la tierra sólida, revelando las leyes objetivas de los diversos efectos geológicos y procesos geológicos de la tierra desde diferentes ángulos. Entre las ramas de la geología, la geotectónica juega un papel importante. Al integrar datos de varias ramas de la geología, resume la historia de la evolución geológica de una región o incluso del mundo, estableciendo así la relación dinámica entre varios procesos geológicos y ayudando a las personas a comprender la evolución de la Tierra de manera correcta y razonable. El proceso de evolución geológica regional controla directamente los cambios en la topografía, las formas del relieve y el clima regionales, la distribución de los recursos minerales y la aparición de algunos desastres geológicos. Por lo tanto, realizar investigaciones sobre la historia tectónica y evolutiva regional es de importancia teórica para profundizar la investigación geológica, comprender profundamente los cambios y las leyes de los recursos naturales y el medio ambiente que están estrechamente relacionados con la vida humana, y proporcionar garantía de recursos y apoyo ambiental para el desarrollo sostenible. de la sociedad humana y su significado práctico.
La tectónica es una de las disciplinas más activas en la investigación geológica en China. Desde finales del siglo XIX, el estudio de la estructura geotectónica de China tiene una historia de más de 100 años. Ren Jishun, Yang et al. Se hizo un excelente resumen de la historia de la investigación geotectónica en China, y el proceso de investigación geotectónica en China se dividió en las siguientes etapas [1, 2]: El período anterior a 1949 fue el período de fundación y 1949 ~ 1976 fue el período de fundación; período de desarrollo, en el que se enfrentaron cientos de escuelas de pensamiento. El período comprendido entre 1976 y finales del siglo XX fue el período en que la tectónica de placas estuvo de moda. Experimentó etapas de reflexión y búsqueda urgente en la década de 1970, de integración con los estándares internacionales en la década de 1970. década de 1980, y una investigación en profundidad sobre importantes cuestiones geológicas en la litosfera continental en la década de 1990. Desde el siglo XXI, ha iniciado un nuevo viaje de investigación tectónica. El nuevo tema "Más allá de la tectónica de placas" propuesto por científicos estadounidenses en "Un nuevo viaje en geología estructural y dinámica continental" es sin duda un importante punto de partida para el nuevo viaje. La parte continental de China tiene numerosas unidades tectónicas, una compleja historia de evolución geológica y muchos fenómenos geológicos únicos. Es un lugar ideal para estudiar el proceso de formación y evolución del continente y su mecanismo dinámico. Más de un siglo de historia de la investigación geológica, especialmente el mapeo geológico regional a gran escala, ha acumulado una gran cantidad de datos, sentando una base sólida para resumir las leyes de la evolución geológica regional y estudiar y explorar más a fondo la dinámica continental. En esta nueva era, las principales tareas que enfrenta la investigación geotectónica regional de mi país deberían ser limpiar en detalle los datos regionales existentes, resumir las reglas de evolución regional, incorporar la investigación geotectónica regional a la investigación científica de la superficie terrestre y estudiar la evolución de continentes globales y desarrollar y mejorar las ciencias de la tierra. Desde una perspectiva teórica, explorar la historia de formación y evolución de China continental y su mecanismo dinámico para servir a la construcción económica nacional.
1.1.2 Teoría de la Tectónica de Placas y Dinámica Continental
La teoría de la tectónica de placas se originó a partir del estudio del océano. Su idea básica es que la capa superior de la tierra sólida se puede dividir en. propiedades físicas en la dirección vertical Dos esferas significativamente diferentes, a saber, la litosfera rígida superior y la astenosfera plástica inferior, la litosfera rígida se puede dividir lateralmente en varias placas de diferentes tamaños, y los límites entre las placas son crestas oceánicas, trincheras. y falla de transiciones. Las placas flotan en la astenosfera altamente plástica y sufren movimientos a gran escala, lo que hace que las placas se separen, converjan y se deslicen, lo que lleva a la expansión de los océanos, la desintegración y reorganización continental, y a terremotos y actividades volcánicas que ocurren en los límites de las placas. El interior de la placa es relativamente estable, y el borde de la placa se ha convertido en una zona de intensa actividad tectónica debido a la interacción entre placas adyacentes. La interacción entre placas controla fundamentalmente el desarrollo de diversos procesos geológicos y también determina el movimiento y la evolución. Patrón básico de la litosfera global. En general, se cree que la fuerza impulsora del movimiento de las placas proviene de la convección del manto y la expansión del fondo marino.
Aunque la teoría de la tectónica de placas describe perfectamente los mecanismos de expansión y subducción del fondo marino de la dinámica de las placas oceánicas y explica mejor la dinámica de la evolución de la apertura y cierre de los océanos y la ruptura y reorganización de los continentes, debido a su énfasis en movimiento horizontal Se ignoraron el movimiento vertical y la convección del manto, así como la interacción entre las diferentes capas de la Tierra, por lo que se encontraron considerables dificultades para explicar los complejos procesos de crecimiento y disminución del material continental y la evolución geológica de los interiores continentales.
Muchos estudiosos creen que existen enormes diferencias dinámicas entre continentes y océanos, al menos en la profundidad del manto superior, y que las teorías tectónicas de placas existentes no pueden explicar simplemente los procesos dinámicos de los continentes. A medida que la sociedad humana enfrenta problemas cada vez más graves de recursos, medio ambiente y desastres geológicos, explorar las características y causas de los procesos geológicos dentro de los continentes, especialmente después de colisiones, para que las ciencias de la Tierra puedan servir mejor al desarrollo de la sociedad humana se ha convertido en un enorme desafío para los geólogos. desafíos y oportunidades.
El origen y la evolución de los continentes han sido durante mucho tiempo el foco de atención de los geólogos. Con la profundización de la investigación teórica de las ciencias de la tierra sólida, la comprensión de los continentes por parte de la gente está alcanzando un nuevo nivel, es decir, desde una comprensión local de las partes poco profundas de la corteza continental hasta una comprensión general del sistema corteza-manto continental. Con el aumento masivo de la información científica de la Tierra y el desarrollo del Proyecto Litosfera, el estudio de la estructura y la evolución de la litosfera avanza hacia el establecimiento de teorías de la dinámica global y la dinámica continental. Por un lado, esto mejoró y desarrolló la teoría de las placas tectónicas; por otro, también cuestionó y refutó los principios básicos de la teoría de las placas y el proceso de movimiento de las placas. Al mismo tiempo, se han propuesto uno tras otro modelos teóricos tectónicos como los modelos de flujo viscoso, la tectónica posplaca, las estructuras de oleaje [3] y las estructuras de penacho del manto [4], y los modelos de mecanismos dinámicos de la evolución continental se están desarrollando en un dirección diversificada. Por lo tanto, ya sea profundizando aún más la teoría de la tectónica de placas o desarrollando una nueva geodinámica, la exploración de la dinámica continental se ha convertido en uno de los temas importantes en la investigación científica actual y futura de la tierra sólida.
1.1.3 La dinámica continental y su papel en la investigación tectónica continental
La dinámica continental es un tema científico importante y un campo de investigación basado en la teoría de la tectónica de placas. Estudia principalmente cuestiones básicas como los mecanismos dinámicos relacionados con la formación y evolución de los continentes. Al estudiar varias cuestiones básicas como el proceso de formación y la historia evolutiva de los continentes, explica cómo los continentes interactúan con todo el sistema terrestre. Este concepto fue propuesto basándose en datos obtenidos que indican que la estructura de la litosfera continental y oceánica e incluso del manto superior es diferente. Los procesos de formación, preservación y destrucción de la litosfera continental son mucho más complejos que los procesos de crecimiento y destrucción de la litosfera oceánica ilustrados por la tectónica de placas.
La dinámica continental obviamente hereda y desarrolla la teoría básica de la tectónica de placas, pero va más allá del alcance de la investigación de la tectónica de placas en profundidad y amplitud. En profundidad, se esfuerza por refinar el proceso de movimiento de las placas, explorar y revelar los mecanismos y procesos de formación de estructuras del cinturón orogénico, magma, metamorfismo y otros productos durante el proceso de movimiento de las placas, a diferencia de las teorías tectónicas de placas anteriores que se limitan a la placa. Ambiente tectónico. Descripción de diversas características de deformación estructural y características de combinación de rocas. En términos generales, estudia muchas cuestiones importantes que no se han abordado antes en la tectónica de placas, como la formación de la capa reológica en la corteza terrestre y su influencia en la deformación de la corteza superior, el acoplamiento del manto y la corteza profunda. , el mecanismo de formación de la superficie de Moho, la influencia del fluido y el calor en el campo de tensiones, la migración de fluidos a gran escala y sus consecuencias durante el proceso de orogenia, el intercambio y reciclaje de materiales de la corteza y el manto, el proceso de desprendimiento de rocas profundas, etc. Desde la perspectiva de la evolución de los cinturones orogénicos, el objetivo de investigaciones anteriores sobre tectónica de placas era determinar si existe un océano y qué tipo de océano es. ¿Has buceado? ¿Qué tipo de margen continental? ¿Cómo chocan las placas y cuándo terminan? Básicamente, no se tratan la historia posterior a la colisión ni los procesos geológicos dentro de los continentes. El estudio de la dinámica continental se centra en el estudio de los interiores continentales, incluidos los principales procesos de engrosamiento, levantamiento y emplazamiento y erosión de rocas orogénicas, es decir, las manifestaciones de compresión, deslizamiento y extensión durante la formación de cinturones orogénicos. , y su formación, emplazamiento y erosión de granitos, rocas máficas y ultramáficas, rocas metamórficas profundas, etc., en relación con las tensiones provocadas por el movimiento de las placas y las fuerzas de flotabilidad provocadas por el espesor de la corteza continental. [5] así como los procesos geológicos y sus continentes internos.
El estudio de la dinámica continental no se opone a la teoría de la tectónica de placas. Aunque la teoría de la tectónica de placas tiene sus limitaciones, puede explicar mejor la evolución de los océanos antiguos y el proceso de ensamblaje continental durante la formación de los continentes, mientras que la dinámica continental explora la evolución y la dinámica de los continentes antes de la formación y cierre de los océanos antiguos. ¿Puede realmente la corteza continental tener ciclos? La respuesta es sí. La denudación y la redeposición, el magmatismo de lava profunda y el metamorfismo están transformando constantemente continentes antiguos en continentes jóvenes.
Así como hemos encontrado muy pocos fragmentos de litosfera oceánica antigua en los continentes, lo que indica que la mayor parte de la litosfera oceánica ha regresado al manto, la razón por la que hay pocas litosferas antiguas en los continentes es probablemente porque se han transformado en corteza continental joven. La pregunta es ¿cuál es el mecanismo de esta transformación y cuál es el plazo? Aún tenemos que perseguirla incansablemente. Cuando las características originales de la dinámica continental quedaron plenamente reveladas y combinadas orgánicamente con la tectónica de placas, nació una verdadera teoría tectónica global [6].
Desde la década de 1990, las ciencias terrestres internacionales han otorgado gran importancia al estudio de la dinámica continental. El enfoque del Proyecto Internacional de Litosfera ha pasado de la estructura, estructura y evolución de la litosfera a los procesos y la dinámica. ellos, la litosfera continental, los procesos profundos y la dinámica se convirtieron en dos de las cuatro áreas principales del Programa Internacional de Litosfera. La Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU., el Servicio Geológico y el Departamento de Energía propusieron e implementaron conjuntamente el "Plan de Dinámica Continental" de 30 años (1990 ~ 2020). El propósito es establecer modelos de evolución dinámica de continentes a diferentes escalas y proporcionar orientación. para la predicción de la dinámica de los terremotos y la predicción tridimensional de petróleo, gas y minerales metálicos y la predicción de cambios ambientales ecológicos a gran escala proporcionan una nueva base. El Informe de estrategia de ciencias de la Tierra (1994 ~ 2000) del Consejo Británico de Investigación del Medio Ambiente Natural también incluyó la dinámica continental como su área de investigación clave y se centró en el estudio de la estructura profunda y la composición del continente, la estructura del margen continental y El movimiento vertical de la corteza en los ciclos de las rocas. Cuatro cuestiones, incluido su papel y su relación con los procesos superficiales. Además, desde 1992 hasta principios del siglo XXI se puso en marcha el proyecto "Lente Europea", lanzado por 16 países europeos para centrarse en el origen y la evolución del continente. Su objetivo era mejorar la evolución y el control de la corteza terrestre. -Estructura del manto y sus cambios a lo largo del tiempo. Comprensión de los procesos dinámicos.
La investigación sobre la dinámica del continente chino está casi en sintonía con el nivel internacional [7]: A principios de la década de 1990, los geólogos chinos comenzaron a discutir la dinámica del continente chino y lo incluyeron en el “Noveno Plan Quinquenal” plan estratégico de investigación básica La dinámica continental figura como un área de investigación prioritaria. Con este fin, el Ministerio de Ciencia y Tecnología ha establecido importantes proyectos científicos como "Perforación científica continental" y "Red moderna de observación del movimiento de la corteza terrestre" y proyectos nacionales clave de investigación y desarrollo básicos como "La formación y evolución de la meseta tibetana y sus efectos ambientales y de recursos" y "Subducción profunda continental". La Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China ha establecido una serie de proyectos importantes, clave y generales para apoyar a los expertos en la realización de investigaciones multidisciplinarias sobre la estructura litosférica y la evolución de las principales unidades tectónicas (cinturones, cuencas y escudos orogénicos) en China continental. La Academia de Ciencias de China, el Ministerio de Tierras y Recursos, la Administración Sismológica de China y otros departamentos también han implementado importantes proyectos de observación, estudio e investigación a gran escala sobre la dinámica continental. Gracias al trabajo anterior, hemos adquirido muchos conocimientos nuevos sobre la estructura litosférica y la evolución de los principales cinturones orogénicos y otras unidades tectónicas de China, y hemos acumulado una gran cantidad de valiosos datos geológicos, geofísicos y geoquímicos, que nos proporcionarán conocimientos más sistemáticos. Planificación y dinámica continental. Se han sentado buenas bases para la investigación académica.
La estructura geológica de la provincia de Shandong es bastante compleja. La formación de una gran cantidad de series de rocas TTG en el Arcaico, la formación y exhumación del cinturón metamórfico de ultraalta presión de Sulu, el desarrollo de granitos alcalinos en diferentes períodos (Proterozoico, Neoproterozoico y Mesozoico), el origen y erosión de grandes granitos de escamas en el Mesozoico y calcio alcalino continental del Mesozoico. El enriquecimiento explosivo de rocas volcánicas alcalinas, la erupción de elementos de oro Jiaobei y basalto derivado del manto Cenozoico son eventos tectónicos geológicos típicos en China e incluso en el mundo, y también son placas clásicas. tectónica. Se puede decir que el continente de Shandong es una de las mejores zonas para resolver problemas de dinámica continental y es un laboratorio natural para la investigación de la dinámica continental. Al mismo tiempo, estudiar el patrón de la estructura geológica y la evolución de la corteza continental de la provincia de Shandong ciertamente ayudará a resolver los problemas de desastres geológicos, ambientales y de recursos que enfrenta la provincia de Shandong.