重要成果

1

变质作用与造山带演化

论文

造山带与地壳演化教育部重点实验室

张立飞、魏春景、宋述光、许成、张贵宾、吕增

2015-2019

“变质作用与造山带演化”研究成果主要集中在以下5个方面：

（1）确定了西南天山洋壳深俯冲超高压变质带4阶段变质演化的PT轨迹，提出了其抬升折返2阶段模式；在超过一榴辉岩中发现了甲烷气体包裹体，结合高温高压实验研究，提出了冷俯冲带作为加工厂由碳酸岩还原形成非生物气的成因机制。

（2）南阿尔金大陆地壳超深俯冲与折返的记录: 通过南阿尔金变质长英质与基性麻粒岩的变质相平衡研究，确定其峰期压力超过7GPa；其折返至地壳底部时发生高压-超高压麻粒岩相叠加，之后再进一步折返至地壳浅部发生低压-超高温麻粒岩相变质作用。

（3）建立连接祁连和秦岭的早古生代“祁秦增生杂岩带”, 并揭示西太平洋型洋内弧的形成和俯冲带变迁的动力学机制：该增生杂岩带主要形成于秦祁昆洋中寒武尼洋底高原在大洋俯冲过程中在俯冲带形成阻塞，增生到活动陆缘，并在其后侧发生俯冲带后撤，形成新的奥陶纪IBM型洋内弧。

（4）柴北缘超高变质带大洋俯冲和大陆碰撞的转换及垮塌过程的岩浆作用：确定了柴北缘超高压变质带两期榴辉岩相变质作用，通过对同碰撞和碰撞后岩浆岩的研究限定了其造山后垮塌的过程。

（5）最“冷”的古元古代俯冲带低温高压变质作用：在华北中部造山带的丰镇碳酸岩内识别出极稀少的厘米级石榴辉岩石、石榴橄榄岩和榴辉岩捕虏体，通过高温高压实验合成了相似化学组成的超硅石榴石，并标定压力大于13GPa，揭示了地幔软流圈底部或地幔过渡层存在富氧成分，与地表俯冲的沉积碳酸盐密切相关；同时获得碳酸岩内榴辉岩包体峰期矿物组合石榴石+绿辉石+蓝晶石，这是迄今为止记录的最“冷”的古元古代俯冲带低温高压变质作用。

该研究方向是实验室主要研究方向，目前有四位国家杰出青年基金获得者，一位国家优秀青年基金获得者；评估期间1人获国家杰出青年科学基金，1人获国家优秀青年科学基金；承担重点基金项目3项，获国家重点研发计划项目立项1项，在国内外期刊包括Science Advances, Nature Communication等共发表SCI论文近40篇，高引用论文1篇，英文版专著1部。

2

造山带构造变形与青藏高原地质

论文

造山带与地壳演化教育部重点实验室

张进江，郭召杰，黄宝春，常燎，张波，张南，

2015-2019

聚焦青藏高原及其周缘开展造山带及板内盆山体系的地质构造、构造地貌、地磁学、海洋磁学、构造年代学解析与动力学分析，取得如下认识：

（1）青藏高原北缘多阶段生长模式：明确青藏高原北缘柴达木盆地与东昆仑山的盆山关系，揭示东昆仑山在古新世时期已经隆起；中始新世至渐新世期间，柴达木盆地范围逐渐向南扩张，盆地局部与可可西里盆地连通。

（2）喜马拉雅造山带伸展构造启动及其动力学：通过对北喜马拉雅岗巴淡色花岗岩构造与岩石地球化学及年代学研究，揭示渐新世藏南拆离系的初始启动；首次提出“中新世喜马拉雅埃达克岩带”，指明中新世俯冲印度板片的后撤或断离对造山带构造体制转换的显著影响。

（3）东亚古大陆重建：重建了中南半岛等东亚地区的晚古生代至早中生代古地磁极，对东亚地区中奥陶世至晚侏罗世之间主要块体和微地块进行了古地理重建，提出东亚古海洋在晚三叠世已经关闭，并且在那个时期（~220 Ma），超大陆的东亚部分已经联合形成了Pangea大陆的一部分。

（4）青藏高原东南缘大陆生长机制-中地壳拆离与局部穹隆化：在青藏高原及其东缘强烈板内变形区内哀牢山-红河巨型韧性剪切带的构造解析与微观动力学分析，揭示高原东南缘在渐新世（~34 Ma）存在中地壳水平剪切（拆离）,随后发生线性挤压穹隆构造（中地壳、角闪岩相变质），这是大陆碰撞造山过程深部地壳的另一重要变形和应变分解方式。

（5）东亚大陆边缘构造变形与动力学：揭示早白垩世晚期，东北亚大陆边缘的NNE向左行走滑断裂活动强烈，西北太平洋地区的增生杂岩带被错断、向北运移；新生代早期，伊泽纳崎板块和太平洋板块之间的洋中脊在东北亚大陆边缘发生俯冲，导致大规模板片窗的发育和该区10 Ma的岩浆空白期。

（6）古新世-始新世极热事件：研究国际大洋钻探计划在南大西洋钻取的PETM时期海洋沉积序列，解译了生物磁铁矿纳米颗粒所携载的环境演变信息，研究结果显示PETM变暖期引起了海底微生物的繁盛，海底氧气含量从热期触发开始到顶峰期逐渐降低的高分辨演变过程。

该领域有一位973首席科学家，一位国家杰出青年基金获得者，两位国家优秀青年基金获得者，在国内外期刊包括Nature Communication、Tectonics、Earth   Science Review等共发表SCI论文20多篇。

3

早期地球演化

论文

造山带与地壳演化教育部重点实验室

刘树文，陈衍景，魏春景，宋述光

2015-2019

通过分析华北克拉通东部太古宙构造格局、不同阶段地壳生长方式和壳幔动力学体制，揭示地球早期地壳形成与演化及其壳幔动力学体制，以及早期（古元古代）地球的大氧化事件与地球表生环境的相互耦合关系。重要认识：

（1）提出华北克拉通太古宙变质基底的形成与演化三个阶段：(a)～3.8-3.2 Ga为华北克拉通多个古陆核形成阶段，这一时期大陆地壳形成的动力学机制主要为地幔柱和滞留层动力学体制，目前保留下来的主要是混合岩化石英闪长质-英云闪长质片麻岩和混合岩化形成的花岗质片麻岩是该时期高地热体制幔源岩浆作用的主体，诱导初生铁镁质地壳较高程度部分熔融形成石英闪长质-英云闪长质片麻岩及其再活化形成的花岗质片麻岩； (b) 3.2-2.8 Ga为地幔柱构造体制向板片俯冲构造体制转化阶段，既有明确的地幔柱地质记录，又有板片俯冲形成的各项地质记录，以及地幔柱-板片俯冲联合作用形成的地质记录，形成于地幔柱诱导洋壳俯冲的动力学体制；(b)～2.8-2.5 Ga以热俯冲到现代洋壳俯冲的动力学体制为主，形成了华北克拉通东部陆块的现有构造格局，新太古代末期以冀东-冀北-辽西为代表的典型类现代洋壳俯冲的大陆动力学体制。

(2) 提出华北克拉通五台地区记录有休伦冰川事件的冰碛岩：即在大石岭组之下的四集庄组砾岩，滹沱群形成于2.3Ga之后，下部豆村亚群沉积于休伦冰川期间或拉玛岗地-瓦图里碳酸盐碳同位素正漂移事件（Lomagundi-Jatuli Event, LJE）期间，可能保留了更显著的碳同位素正漂移信息及冰川沉积记录。

（3）古太古代深部地幔成分不均一性：以华北克拉通冀东地区新发现的与来源于深部地幔的地幔柱活动有关的古太古代富铁苦橄岩为研究对象，证明了古太古代时地球深部地幔就已存在了成分的不均一性，出现了铁和不相容元素的局部富集。

共发表学术论文70余篇，包括Nature   Geoscience等国际SCI论文50余篇，高被引论文1篇，部分成果获得教育部自然科学奖一等奖（2016年）。

4

造山带岩浆过程与成矿

论文

造山带与地壳演化教育部重点实验室

陈衍景，徐备，朱永峰，赖勇，李文博，许成

2015-2019

聚焦我国大陆碰撞造山带及其成矿理论，获得如下重要认识：

(1) 提出成矿省、矿田和矿床尺度的大陆碰撞成矿(CMF)模式：基于大陆碰撞造山带的地质-成矿现象和实际研究结果，根据碰撞造山带P-T-t 轨迹和A 型俯冲强烈的特点，通过分析A 型俯冲过程中物质活化迁移规律，阐明了大陆碰撞过程的成矿类型及其源运储变保特征。

（2）采用区域调研和矿床解剖相结合的方法研究中央和中亚等造山带及其夹持区，论证和剖析大陆碰撞成矿；揭示造山带成矿规律，是大陆碰撞成矿理论应用于科研工作的重要途径；大陆碰撞成矿研究属于国际研究热点，国际矿床成因协会（International Association of Genesis of Ore Deposits）成立了专门研究组（陈衍景任组长）。

（3）对中国北方东部兴蒙造山带进行了系统研究，提出早中古生代古亚洲洋双向俯冲的沟弧盆体系及闭合形成南北造山带丶晚古生代伸展并再次闭合形成陆内造山带及其成矿模式。

（4）发现内蒙古白乃庙铜金矿床为早古生代斑岩系统遭受变质形成新的成矿类型，在内蒙古西部识别出大面积Cu、Zn、Pb变质热液矿床，热力学模拟揭示造山带流体产生、成矿元素在不同性质流体中萃取、搬运和沉淀的方式和效率。

该领域研究获得973课题资助、国家自然科学重点基金项目、国家重点研发计划项目课题等资助，部分成果获得国家自然科学奖二等奖（2015年）。

5

重大地质事件与生物演化

论文

造山带与地壳演化教育部重点实验室

江大勇、沈冰、薛进庄、王德明

2015-2019

地球环境变化是地壳运动与生命过程相互作用的结果。实验室成员在重大地质事件与生物演化方面的代表性成果如下：

（1）新元古代“雪球地球”事件。新元古代末期的雪球地球事件是地质历史时期最严酷的极端冰期气候事件，在冰期过程中全球海洋近乎完全冰冻。沈冰团队对雪球地球的沉积记录进行了系统研究，结合传统的沉积学分析、硫同位素、镁同位素等，提出新元古代氧化事件导致的甲烷释放终止是全球冰期发生的原因，全球极端冰期过程中存在冰进冰退旋回，揭示了全球冰期结束过程中强烈的大陆风化作用。

（2）古生代植物登陆及其地球环境效应。植物登上陆地是生命演化史中影响深远的重大事件。实验室成员立足于华南丰富的植物化石记录，揭示了早期植物的克隆生长习性以及它们在促进土壤形成、河流地貌转型方面的显著作用，发现并研究了亚洲最古老的化石森林。

（3）二叠纪末生物大绝灭事件之后的生物复苏。江大勇团队长期致力于中生代海生爬行动物的研究，报道最原始的鱼龙形动物，填补了陆地祖先与完全适应海洋生活的鱼龙之间的演化环节，提出鱼龙类可能起源于中国的科学假说，提出鱼龙形动物在早三叠世晚期及之后快速演化，并占据不同的生境。

上述成果体现在一系列期刊论文中，包括Nature（1篇）、PNAS（2篇，含1篇封面论文）、Nature Communications(2篇)和Earth-Science Reviews（2篇）等主流学术期刊。3项成果相继入选中国古生物学会评选的2016年、2018年及2019年的中国古生物学十大进展。

1

A basal ichthyosauriform with a short   snout fromthe

Lower Triassic of China

Nature, 2015, 517, 485-488

Motani Ryosuke, Jiang Da-Yong*, Chen   Guan-Bao, Tintori Andrea, Rieppel Olivier, Ji Cheng & Huang Jian-Dong

29(SCI数据库)

2

The pre-Devonian tectonic framework of Xing'an-Mongolia orogenic   belt (XMOB) in north China

Journal of Asian Earth Sciences, 2015, 97, 183-196

Xu, Bei*; Zhao, Pan; Wang, Yangyang; Liao, Wen;   Luo, Zhiwen; Bao, Qingzhong; Zhou, Yongzheng

151(SCI数据库)，高被引论文

3

Ophiolites in the Xing'an-Inner Mongolia accretionary belt   of the CAOB: Implications for two cycles of seafloor spreading and   accretionary orogenic events

Tectonics 2015,34(10):2221-2248

Song, Shuguang*; Wang, Ming-Ming; Xu, Xin; Wang,   Chao; Niu, Yaoling; Allen, Mark B; Su, Li

100(SCI数据库)，高被引论文

4

Belowground rhizomes in paleosols: The hidden half of an   Early Devonian vascular plant.

PNAS,

2016, 113(34): 9451-9456

Xue, Jinzhuang*;

Deng, Zhenzhen; Huang, Pu; Huang, Kangjun; Michael   J. Benton; Cui, Ying; Wang, Deming; Liu, Jianbo; Shen, Bing; James   F. Basinger; Hao, Shougang

16(SCI数据库)

5

Recovery of an oxidized majorite inclusion from Earth’s deep   asthenosphere

Science Advances 2017,3(4):1-6

Xu, Cheng*; Kynický, Jindřich; Tao, Renbiao;   Liu, Xi; Zhang, Lifei*;
   Pohanka, Miroslav; Song, Wenlei; Fei,   Yingwei*

11(SCI数据库)

6

The Mo deposits of Northeast China: A powerful indicator of   tectonic settings and associated evolutionary trends

Ore Geology Reviews, 2017, 81,   602-640

Chen, Yanjing*; Zhang, Cheng; Wang, Pin; Pirajno,   Franco; Li, Nuo

69(SCI数据库)，高被引论文

7

Cold deep subduction recorded by remnants of a   Paleoproterozoic carbonated slab

Nature Communications, 2018,9(1):2790

Xu, Cheng*; Kynický, Jindřich; Song, Wenlei;   Tao, Renbiao; Lü, Zeng; Li, Yunxiu;
  Yang, Yueheng; Pohanka, Miroslav; Galiova, Michaela V; Zhang, Lifei*; Fei, Yingwei*

22(SCI数据库)

8

Paleomagnetic constraints on the paleogeography of the East   Asian blocks during Late Paleozoic and Early Mesozoic times

Earth-Science Reviews 2018, 186: 8-36

Huang, Baochun*, Yonggang Yan, J.D.A. Piper,
   Donghai Zhang, Zhiyu Yi, Shan Yu,   Tinghong Zhou

30(SCI数据库)，高被引论文

9

Formation of abiotic hydrocarbon from reduction of carbonate   in subduction zones: Constraints from petrological observation and   experimental simulation

Geochimica et Cosmochimica Acta 2018,   239,390-408

Tao, Renbiao; Zhang, Lifei*;

Tian, Meng;

Zhu, Jianjiang;

Liu, Xi;
  Liu, Jinzhong; Höfer, Heidi E; Stagno, Vincenzo; Fei, Yingwei

12(SCI数据库)

10

Palaeoarchaean deep mantle heterogeneity recorded by enriched   plume remnants

Nature Geoscience 2019,12(8):672-678

Wang, Chao; Song,   Shuguang*; Wei,   Chunjing; Su, Li; Allen,
  Mark B; Niu, Yaoling; Li, Xian-Hua; Dong, Jinlong

2(SCI数据库)

代表性专著

序号

专著名称

出版年度

作者

1

盐构造

2015

李江海，王洪浩，周肖贝等

2

库车拗陷致密砂岩裂缝定量解析

2018

侯贵廷，孙雄伟，鞠玮

3

HP-UHP   metamorphism and tectonic evolution of orogenic belts

2019

张立飞 魏春景等

科研成果

获奖

序号

获奖成果名称

奖励名称及等级

排名

获奖时间

1

大陆碰撞成矿理论创建及应用

国家自然科学奖二等奖

 独立完成人

2015

2

古元古代大氧化事件与成矿响应研究

教育部自然科学奖一等奖

第一（陈衍景）

2016

3

早泥盆世植物根系促进土壤形成及河流地貌转型

2016年度中国古生物学十大进展

第一（薛进庄）

2017

4

塔里木板块前寒武纪重大地质事件

国土资源科学技术奖（二等奖）

第一（徐备）

2018

5

雪球地球促进了动物的演化

2018年度中国古生物学十大进展

通讯联系人（沈冰）

2019

承担任务

研究经费

5年项目到账总经费

19632万元

前25项重点任务

5412万元

纵向经费

14114万元

横向经费

5518万元

人均经费

(纵向+横向)/实验室人员数

400万元/人

发明专利与

成果转化

发明专利授权数

8项

国际专利授权数

项

科技成果转化

合同项数

项

科技成果转化

合同金额

万元

科技成果转化

到账金额

万元

标准与规范

国家标准

项

行业/地方标准

项

代表性

研究成果

序号

成果名称

成果形式

牵头完成人

1

西南天山洋壳深俯冲超高压变质带变质演化PT轨迹和俯冲带非生物气成因机制

论文，专著

张立飞

2

最“冷”的古元古代俯冲带低温高压变质作用

论文

许成

3

喜马拉雅造山带伸展构造；板块与大陆动力学战略咨询

论文，政策咨询

张进江

4

东亚地区中奥陶世至晚侏罗世之间主要块体和微地块的古地理重建

论文

黄宝春

5

生物磁铁矿纳米颗粒与环境演变

论文

常燎

（40岁以下）

6

古太古代深部地幔成分不均一性

论文

宋述光

7

大陆碰撞成矿模式的提出及证明

论文

陈衍景

8

兴蒙造山带演化及成矿

论文,973项目

徐备

9

甲烷释放终止与新元古代“雪球地球”事件

论文

沈冰

（40岁以下）

10

早泥盆世植物根系促进土壤形成及河流地貌转型

论文

薛进庄

（40岁以下）