岩浆形成的条件在今天的地球上，如果没有板块运动，火山不会喷发(早期地球的情形除外)，地球内能仅通过岩石传导缓慢散发。随着地球自转越来越慢，板块运动和火山活动会逐渐平息。就像今天的月亮。这是个更复杂的板块驱动力问题，这里暂不讨论。今天的岩浆活动发源于大陆30km,洋壳6km以下。即软流层。但软流圈的物质并不是岩浆。软流圈在巨大的岩石静压力下呈半塑性状态。只有当压力降低，如地壳裂开时才转变为岩浆并朝着压力低的方向移动，如大洋裂谷。其二，当温度升高时也能形成岩浆，并把上覆岩层熔透而形成火山喷发。所以岩浆作用的发源地的地质条件是地壳(包括洋壳)开裂处。即洋中脊大裂谷。这里因压力降低导致火山喷发。板块俯冲消亡带，即海沟岛弧系。这里因板块剧烈摩擦，压力、温度升高，导致火山爆发。这种火山能量极高。如印度尼西亚群岛的火山爆发。两个大陆板块相撞处也有岩浆活动，不过这里的地壳很厚60公里左右，岩浆以侵入岩的形式冷却，很少有火山喷发。岩浆岩的特征岩浆岩有别于变质岩和沉积岩，其主要特征有。1:岩浆岩大部分为块状的结晶岩石，部分为玻璃质岩石。具有玻璃质的岩石，一般是岩浆岩。2:岩浆岩中有一些特有的矿物和结构构造，如霞石，白榴石等矿物和气孔构造和杏仁构造等。3:岩浆岩体和围岩间一般有明显界限，呈现各种各样的形态于地层中，有的平行，有的切穿围岩的层理或片理，多具淬火边。4:岩体中常含有围岩碎块，这些捕获的围岩碎块和围岩常遭受热变质作用。岩浆的利用在洋中脊钻透地壳{6-8km},安上两根大管子，一根用以灌入海氺，另一根将喷出高温高压蒸汽，可用以发电，以此来开发岩浆热能。建造农作物温室，医疗温泉，发电取暖等等原生岩浆岩浆起源于上地幔和地壳深处，把直接来自地幔或地壳底层的岩浆叫原生岩浆。岩浆岩种类虽然繁多，但原生岩浆的种类却极为有限，一般认为仅三、四种而已。目前公认的有:超基性(橄榄)岩浆，基性(玄武岩浆)，中性(安山岩浆)和酸性(花岗或流纹)岩浆。1851年，Bonson曾提出有玄武岩浆和花岗岩浆两种原生岩浆的主张，但关于花岗岩浆的认识一直未受重视。戴里和鲍文等学者坚持认为只有一种玄武岩岩浆，而所有的岩浆岩都是由玄武岩浆派生出来的。这一理论无法解释地壳中大量存在花岗岩的事实。1933年，列文生-列信格和肯尼迪根据花岗岩和玄武岩同为地壳中分布最广的岩浆岩这一事实，重新倡导花岗岩浆和玄武岩浆两种原生岩浆的论点。二十世纪中期，环太平洋安山岩及阿尔卑斯超基性侵入岩的研究，使人们确信种类繁多的岩浆岩是由橄榄岩浆、玄武岩浆、安山岩浆和花岗岩浆通过复杂的演化而形成的。这几种原生岩浆是上地幔和地壳底部的固态物质在一定条件下通过局部熔融(重熔)产生的。原生岩浆的成因有不同的机制:1.玄武岩浆:上地幔物质(地幔岩)局部熔融的产物。在上地幔的不同深度上通过局部熔融产生三种主要岩浆:拉斑玄武岩浆:约2.花岗岩岩浆:大陆地壳深部物质重熔的产物。不同深度上可以形成性质稍有差异的花岗岩岩浆。在约10公里处形成活动性很弱的岩浆，许多巨型花岗岩岩基就是这种岩浆形成的;约在20公里深度上可形成活动性很强的岩浆，能够上侵至浅部甚至喷出地表。花岗岩岩浆通过同化作用可形成中性岩和碱性岩;也有一些花岗岩是混合岩化作用形成的。3.安山岩浆:玄武质洋壳到达海沟并向下俯冲深度达95公里时，玄武岩及其上覆的洋底沉积物发生局部熔融即可形成安山岩浆，安山岩在环太平洋地区分布广泛。大陆内部的安山岩，是地壳深部局部熔融产生的，其深度约为60公里。4.橄榄岩岩浆:上地幔物质大约在80~160公里的深度上局部熔融的产物。其实关于原生岩浆及其起源的问题极其复杂，以上只是支持者较多的几种看法，其真正的形成机制尚待进一步研究。
岩浆活动与板块构造环境密切相关，出现于地壳中的岩浆岩和火山岩种类繁多，归纳起来可分成3种基本的岩浆岩序列，即拉斑玄武岩系列、钙-碱系列和碱性系列。一般认为，碱性系列和拉斑玄武岩系列是洋隆或板内大陆裂谷系产物，而钙碱性系列形成于板缘消减带或板内大陆碰撞带。这3种系列的岩浆岩和火山岩的产出和分布，受板块构造环境的控制。从大洋到大陆环境，岩浆岩和火山岩由拉斑玄武岩往高铝玄武岩和碱性橄榄玄武岩过渡，即随大陆型地壳增加，钙碱性和碱性玄武岩系列增加，K2O含量增加。大陆环境和大洋环境拉斑玄武岩的区别在于前者SiO2含量多，w(Na)/w(K)比值低，K2O含量大于0.45%(后者小于0.45%)。
在不同板块构造环境下，火山岩主量元素丰度存在差异，尤其表现在TiO2、Al2O3、MgO、Na2O+K2O等的丰度上(表1-14)。一般的MORB和弧后盆地玄武岩的TiO2＞1.10%，大洋岛、大陆溢流玄武岩省和大陆裂谷带的TiO2＞2.20%，岛弧及活动大陆边缘的TiO2＜1.00%。岛弧及活动大陆边缘的Na2O+K2O≥4.00%。MORB和弧后盆地的Na2O+K2O≤3.00%，大洋岛、大陆溢流玄武岩省以及大陆裂谷带的Na2O+K2O为3.00%～4.00%(大陆裂谷带碱流岩类较高，一般大于9.00)。
表1-14 典型板块构造环境与火山岩主量元素丰度(wB/%)(统计平均值)
1.松辽盆地
松辽盆地火山岩相容主元素(如:FeO、Al2O3、TiO2、MgO和CaO)随SiO2含量的增加呈非线性降低，而不相容主元素(如K2O)随SiO2含量的增加而增加，展示了与岛弧CA系列火山岩相似的岩浆演化特征，表明其形成与板块俯冲作用相关。另外，松辽盆地的基性-中基性火山岩还具有高Al2O3(最高达17.57%)、Cr(最高达450.54μg/g)和Ni(最高达199.87μg/g)以及低MgO含量(为0.63%～5.79%)特征。Ni-Mg指数图解(图1-37)反映了火山岩在其岩浆演化早期阶段与橄榄石和辉石结晶分离作用相关的熔融分异一致的特征，即随着Mg含量的减少，Ni含量降低。与初始地幔和大洋玄武岩(MORB和OIB)的Nb/Th比(8～60)、Ce/Pb比(9～50)相比，松辽盆地玄武岩和玄武安山岩的Nb/Th比(2～20)、Ce/Pb比(2～30)相对较低。
图1-37 松辽盆地玄武岩Nb/Th-Nb和Ce/Pb-Ce图解［50］
松辽盆地玄武岩和玄武安山岩的轻稀土元素为中等程度富集［(La/Sm)s=2.0～3.9］，而英安岩和流纹岩的重稀土元素叠覆于基性-中基性火山岩之上，且其轻稀土元素相对玄武岩和玄武安山岩更富集一些［(La/Sm)s=3.5～4.8］。火山岩的初始地幔标准化微量元素分布模式具有以下特征:①大离子亲石元素(LILE，如Cs、Ba、K和Rb)的丰度较高;②具有负的Nb、Ta和Ti异常;③具有正的Pb异常。具有与俯冲作用有关的典型火山岩套相同的特征，如与安第斯弧火山岩的微量元素分布特征相同。火山岩的球粒陨石标准化稀土分布模式也展示了与弧火山岩相同的特征(图1-38)。
松辽盆地深层的火山岩表现出非常典型的板块俯冲作用特征，其岩浆源区为多成分复合性的。主元素与微量元素构造环境判别结果(图1-39)表明，松辽盆地基性-中基性火山岩为活动大陆边缘岩浆弧和(或)岛弧构造环境。这一判别结果与前面的地球化学分析结论一致。
从火山岩TAS图(图1-40)可知，本区SiO2含量在67%左右处存在明显的间断，反映了本区岩浆分别来自地幔与地壳的熔融，从而形成基性、酸性两种原生的独立岩浆。其中，基性与中性岩浆成分点是连续过渡的，反映中性岩浆是原始基性岩浆分离结晶或酸性岩浆混合(染)的产物。岩浆的成因是通过上地幔熔融成原生玄武岩浆后，上升、入侵到地壳中，由于玄武岩浆的高温导致地壳部分熔融成为酸性岩浆，并与玄武岩浆混合，或玄武岩浆同化混染地壳，分离结晶，形成中性岩浆及岩石。
图1-38 松辽盆地火山岩球粒陨石标准化分布模式图［50］
图1-39 松辽盆地火山岩构造环境判别图［50］
松辽盆地及周边火山岩的岩石化学和锶、钕同位素研究表明，岩浆来源于伸展大陆岩石圈之下的地幔源岩浆。［w(87Sr)］N/［w(86Sr)］N为0.7044～0.7059，δNd(t)大多为正值(0.4～3.9)，只有个别为负值，说明中生代火山岩浆具有明确的地幔组分，反映未分异、未亏损的源区特征。晚侏罗世火山岩中w(Nb)/w(V)值均较低，表明岩浆来源较深，而早白垩世酸性火山岩的w(Nb)/w(V)值较大，是岩浆生成于浅部的表现。
从晚侏罗世到早白垩世早期，松辽盆地中生代火山作用表现为降温降压过程，岩浆源区由40km上升到20～30km，岩浆熔融时的压力和温度逐渐降低，与地热梯度的增高呈负相关。从早白垩世早期到晚白垩世表现为升温升压过程，岩浆源区由20～30km下降到60～97km，岩浆熔融时的压力逐渐增高，与地热梯度变低相对应(表1-15)。
图1-40 松辽盆地火山岩TAS分类图［10］
表1-15 中生代岩浆起源深度(压力)及源岩熔融温度估计［51］
根据上述地球化学特征，松辽盆地火山岩的形成不仅与板块俯冲作用有关，同时在其形成过程中还可能有大洋玄武岩以及陆壳成分的加入，反映了其岩浆源区为多成分复合性的，并非是简单的幔源或幔源地壳混染的，即伴随着俯冲作用，可能有大洋残片和陆壳残片等进入到俯冲带，在一定深度熔融并参与到弧岩浆作用中。
2.渤海湾盆地
渤海湾盆地在晚侏罗世后期及早白垩世，强烈的断裂活动使火山活动达到高峰。玄武岩化学成分测定表明，该盆地玄武岩基本属于板内玄武岩。
图1-41 辽河坳陷火山岩ΣREE-La/Yb图解［11］
(1)辽河坳陷
辽河坳陷中生代火山岩形成环境与松辽盆地相似，而新生代火山岩形成环境与中生代存在差异。由w(La)/w(Yb)-w(REE)图可以看出(图1-41)，辽河坳陷火山岩样品大多投点在洋底和裂谷玄武岩区与大陆玄武岩区的重叠区域，反映了它们形成于大陆裂谷环境中。少数样品如齐古7井中生界火山岩、二道沟水库中生界火山岩落在岛弧和造山带拉斑玄武岩区内或边缘，反映了中生代与新生代辽河盆地范围内构造环境有较大不同，前者可能与古太平洋向西向亚洲大陆的俯冲有关，后者则为大陆内裂谷环境。
该区火成岩里特曼指数(σ)和莱特碱度率显示东、西部凹陷火山岩样品均以碱性系列为主，另有过碱性和钙碱性系列，火山岩钙碱指数为44.3～51.3。从汤姆凯夫硅-碱关系与里特曼指数图可以看出(图1-42)，东部凹陷样品点几乎全部落在σ=3线以上的区域，为碱性系列，个别样品点落在σ=1线上，属于拉斑系列;西部凹陷样品绝大多数落点在σ=3线以上区域，属碱性系列，少数落点在σ=1～3之间，属钙碱性系列，可能是中生代岛弧环境的产物。西部凹陷和东部凹陷岩浆来源具有同源性，但东、西部凹陷火山岩所反映的构造背景稍有不同，比较两凹陷火山岩稀土元素配分曲线，西部凹陷略陡于东部凹陷，表明东部凹陷伸展程度高于西部凹陷，西部凹陷呈弱太平洋型-弱大西洋型，而东部凹陷则呈弱大西洋型-弱地中海型-中大西洋型。
图1-42 东、西部凹陷硅-碱与组合指数关系图［11］
图1-43 辽河坳陷玄武岩稀土元素配分型式［52］
Christiansen和Petro曾利用CaO/(Na2O+K2O)比值来区分挤压环境和拉张环境中火山岩建造。辽河盆地古近系火山岩钙碱指数在CaO/(Na2O+K2O)-SiO2图上，当CaO/(Na2O+K2O)为1时，SiO2值为44.3%～51.3%，为拉张环境大陆内裂谷的产物。
稀土元素配分曲线型式为轻稀土元素富集右倾斜型，无铕负异常或很弱(图1-43);玄武岩87Sr/86Sr的初始值为0.7031～0.7038，此值在东非裂谷玄武岩的初始值0.7031～0.7047范围内，与大洋岛弧玄武岩平均初始值0.7031±0.001和洋中脊玄武岩的0.7022～0.7035相近，说明本区玄武岩浆来自地幔源区，其锶同位素体系未发生明显变化，玄武岩浆上升过程中或定位后基本上未受到大陆地壳物质的同化混染。因此，可以认为本区玄武岩浆为地幔岩浆源大陆板内拉张环境的产物，其在源区形成后上升途中乃至结晶固结过程中，既未受到大陆地壳的同化混染，也不曾发生过明显的分异作用，玄武岩的成分可以代表原生岩浆的成分。
锶、铷同位素测定结果表明，虽然火山岩初始岩浆来源于上地幔，但不同喷发期次的岩浆混入的地壳物质有一定差别(表1-16)。其中沙三段火山岩特征最明显，东营组火山岩有一定地壳物质混入，房身泡组火山岩有较多地壳物质混入。
表1-16 辽河坳陷不同时期火山岩锶、铷同位素初始比值对比［49］
(2)黄骅坳陷
黄骅坳陷晚侏罗-早白垩世火山岩系是一套由粗面玄武岩-玄武岩-玄武粗安岩-粗安岩-粗面安山岩-粗面岩以及少量流纹岩组成的以橄榄安粗岩系为主、高钾钙碱岩系为辅的岩石组合(图1-44)。根据孢粉和Rb-Sr、Sm-Nd同位素年龄测定，火山岩为两期形成的碱性岩系列，为晚侏罗-早白垩世中晚期(122.25～138.70Ma)，形成于由挤压到拉张及与地幔柱活动有关的构造环境。扣村-羊二庄的火山岩形成较早，为晚侏罗世;王官屯与风化店火山岩为晚侏罗世晚期-早白垩世早期产物。
火山岩系87Sr/86Sr初始值为0.7069～0.7051，143Nd/144Nd初始值为0.5115～0.5118，与上地幔的范围(87Sr/86Sr=0.702～0.706，143Nd/144Nd=0.512)大致相当，略显高。火山岩系Sr、Nd同位素投影显示与EM1型地幔特征相似，同时与EC-SP(中国东部的橄榄安粗岩省)区间邻近，说明二者关系密切。另外，氧同位素也表明本区中生代火山岩系来源于上地幔，但略受地壳物质混染。
图1-44 黄骅坳陷中生代火山岩TAS图解［23］
火山岩系微量元素分析表明，与岛弧橄榄安粗岩系微量元素含量相比，明显富集Rb、Sr、Ba、Zr、Th、U等元素，而Cr、Ni在酸性岩中明显偏低。稀土元素分布模式比岛弧安山岩稀土元素分布模式斜率大，与俯冲带大陆安山岩稀土元素分布模式相近似，但仍显示较强的轻稀土元素富集。火山岩化学成分具有硅适度饱和(SiO2质量分数为47.6%～72.9%)、相对富钠，w(K2O)/w(Na2O)值为0.32～1.36、富碱、富钛、贫铝、较高的w(Fe2O3)/w(FeO)值、高氧化系数(0.32～0.80)特征，而岛弧及活动大陆边缘和中国东部橄榄安粗岩省的岩石，氧化系数则分别主要变化于0.37～0.64和0.54～0.93之间。火山岩组合以缺少典型的钙碱系列火山岩，而区别于岛弧区和活动大陆边缘区，与裂谷带不同的是缺少典型的双峰式火山岩组合，而以DI=46.38～93.77之间的中、基性和少量酸性岩组合为特征。与岛弧及活动大陆边缘区和中国东部橄榄安粗岩省类似岩石相比，本区橄榄安粗岩系更偏酸性。
总之，从岩石化学角度得出此套中生代火山岩形成的构造环境是复杂的、多解的，但至少与消减带密切相关。结合中国东部橄榄安粗岩系分布东多西少、南多北少的特征，以及古生代晚期本区已为构造相对薄弱带，认为中生代时黄骅坳陷位于伊泽奈崎板块向欧亚板块斜向俯冲消减伴随的弧后弱拉张作用区，而且受扬子板块和华北板块作用的陆内造山及晚期的伸展作用影响，在先存的构造薄弱带上产生的陆内构造活动带，其特征之一就是发育此套橄榄安粗岩系。
(3)济阳坳陷
早白垩世，受太平洋板块北西西向俯冲、郯庐断裂左旋压扭区域应力场的影响，济阳坳陷东侧的渤中-济阳-昌潍坳陷带总体处于左旋扭压应力环境，以鲁西隆起为砥柱，形成了帚状构造系的雏形。火山活动主要沿郯庐断裂一侧发育，火山活动为中性安山质熔岩大面积喷发和溢流，受北西向断层和盆地走向控制。
中生代玄武岩除La/Nb高于地壳，Th/Nb与地壳接近外，其他特征比值与湖南中生代源自富集地幔的玄武岩相似(表1-17);它们的87Sr/86Sr值为0.705197。中生代中基性岩浆岩的87Sr/86Sr为0.705176～0.706605。无论是中生代的基性岩浆岩还是中基性岩浆岩的87Sr/86Sr均介于地幔(0.70264)与地壳(0.7283)Sr同位素之间，更偏向于地幔一侧，结合火山岩的微量元素地化特征，揭示出本区中生代火山岩可能是由来自富集地幔物质经地壳物质混染后形成的岩石。
表1-17 火山岩特征［46］
DMM为亏损地幔端员，以亏损不相容元素为特征，它主要是由陆壳物质不断提取而形成。EM为富集地幔端员，以低的εNd和可变的87Sr/86Sr值为特征。富集地幔主要是陆源沉积物、蚀变洋壳或陆壳由于俯冲作用而被带入地幔，并在地幔的高温高压条件下与地幔物质发生混合而形成，或由于下插板块发生脱水作用，并对上覆地幔楔发生交代作用而形成。济阳坳陷古近-新近纪岩浆岩的同位素、微量元素等资料研究表明:①岩浆多源混染成因，火成岩数据点均落于上地幔最上部、下地壳组分和上地壳组分3个端员之间，说明为3种组分混合而成。其中，古近纪火成岩主要由上地幔和上地壳物质混染形成;新近纪玄武岩为上地幔与下地壳物质混合形成(图1-45)。②岩浆形成的温度为1110～1222℃，压力为0.8～2.0GPa，深度介于26～66km之间。上述岩浆性质的变化与岩浆源相对应，即古近纪早期(孔店期)上地幔上拱不强，张裂强度较弱，岩浆来源较深;古近纪中期(沙河街-东营时期)，盆地张裂加剧，上地幔拱张加剧，同时盆地深陷，使岩浆源变浅;而到了新近纪，盆地进入坳陷萎缩消亡期，上地幔发生冷收缩而下沉，使得岩浆源又回到较深的位置。
临清坳陷馆陶组玄武岩为碱性玄武岩和碱性粗面玄武岩，具有轻稀土元素富集型分配模式，稀土总量为176.4～190.3μg/g，无Eu异常。大离子亲石元素富集，并有不同程度的Nb、Ta和Sr元素富集，Zr、Ti和Y元素轻度亏损，含量较低的不相容元素基本上呈平滑分布，无亏损和富集现象。Ba/Nb和La/Nb值分别为6.30～6.75和0.57～0.64，与汾渭地堑北部的大同、阳原和汉诺坝碱性玄武岩有一定的相似性，均吻合于洋岛玄武岩(OIB)范围，表明岩浆主要来自于亏损的软流圈地幔，计算软流圈顶界埋深为55～60km。另外，碱性玄武岩具有εNd较低(3.62～6.30)和87Sr/86Sr较高(0.703478～0.703562)的特征，与华北古老岩石圈地幔具有低εNd和高87Sr/86Sr值特征一致，也表明玄武岩源区主要由亏损软流圈地幔组成，但经历了一定程度的岩石圈地幔混染。
图1-45 Nd(t)-87Sr/86Sr图解［46］
3.苏北盆地
古近纪玄武岩落在板块内部拉斑玄武岩近碱性玄武岩一侧，新近纪玄武岩则位于板块内部碱性玄武岩近拉斑玄武岩一侧，总的来看位于拉斑玄武岩与碱性玄武岩过渡部位，反映了本区古近-新近纪玄武岩处于碱性与钙碱性玄武岩过渡范围，为大陆板块内部的喷发产物。
晚白垩世以来，由于太平洋板块的北西西向俯冲，伴随库拉太平洋脊潜没于北东向俯冲带之下，其热效应进一步使苏北地区板块厚度减薄，受张力破坏产生了箕状断陷，伴生了具有多旋回喷发特点的富镁质的钠质偏碱性橄榄玄武岩。古近纪中国东部隐伏玄武岩，含有特别高的U，而Sr、Rb、Cr、Ni、Co、Ba含量均低于大陆裂谷碱性玄武岩。苏北地区玄武岩中Ni、Co含量比大陆裂谷碱性玄武岩高，而Sr、Cr含量则低于大陆裂谷碱性玄武岩，结合大洋系数分析，认为古近纪该区未形成典型的大陆裂谷系。新近纪以来，由于太平洋板块向北西西俯冲，使本区转化为以东西分带的构造、岩浆活动格局，发育了一系列主要受北东及北西向断裂构造控制的钙碱性至碱性玄武岩，自东向西碱性递增，并向贫Al、富Mg、富Fe碱性岩转化。
玄武岩稀土元素总量(84.99～173.17μg/g)不高，(La/Yb)N值(5.09～10.46μg/g)较低，δEu为1.01～1.12，均为弱正铕异常，表现在配分型式上为不太陡的右倾(图1-46)，相对于HREE而言，其LREE适度富集，明显不同于中国东部含幔源橄榄岩包体的新生代钠质碱性玄武岩的强富集LREE型式，也不同于N-MORB和E-MORB较高的中、重稀土模式，反映出大陆玄武岩的特点。其中，古近纪橄榄拉斑玄武岩La-Ce和Zr-Sr显示出较好的正相关，说明它具有相对单一的成因机制，即主要受部分熔融控制，而分离结晶作用则居于次要地位。此外，(La/Sm)-La表现出的线性正相关性也说明岩浆过程以部分熔融作用为主。
苏北地区上地幔从中生代到新生代其87Sr/86Sr比值越来越低，而143Nd/144Nd比值则越来越高，Nb亏损特征逐渐消失，即从富集型上地幔向亏损型上地幔演化，而古近纪玄武岩则处于过渡阶段，表现出活动大陆边缘火山弧向大陆板内裂谷过渡的特征。从构造位置来看，由于位于郯庐断裂带的东侧，嘉山-六合为一个新生代古火山集中分布区，地幔热流值、地壳上地幔温度等热结构分析，揭示盆地深部和郯庐断裂之下存在明显的深部热异常，而新生代古火山玄武岩的喷发，则是这种作用的物质表现。由于软流圈的上涌，引起了岩石圈物质较高程度部分熔融以及与软流圈物质之间的相互作用，形成的橄榄拉斑玄武岩浆继承了富集型岩石圈高Sr特征和Nb亏损性质，同时又体现了软流圈物质亏损Nd同位素的特征，这一特征与合肥盆地古新世拉斑玄武岩明显不同，构成了Nd、Sr同位素的过渡趋势，但并未显示出EMⅡ型同位素特征(图1-47)。
图1-46 玄武岩稀土元素球粒陨石标准化配分模式图［53］
图1-47 苏北盆地玄武岩Sr-Nd同位素协变关系［53］
图1-48 珠江口盆地新生代玄武岩Sr-Nd同位素变异图解［38］
4.珠江口盆地
新生代玄武岩Sr-Nd同位素数据点落在由洋岛玄武岩构成的地幔阵列中，并落在日本海新生代火山岩变化趋势，以及由辽河、苏北盆地及邻区古近-新近纪玄武岩构成的亏损端元混合趋势范围内(图1-48)，具有从早到晚由富集型向亏损型发展的趋势。玄武岩类过渡金属元素经球粒陨石标准化后发现，其相对富集Sc、Ti、Fe、Mn，而亏损Cr、Co、Ni，尤其贫Cr、Ni，特别是古近纪样品Cr、Ni更低，新近纪样品Cr、Ni有所增高，可能反映了该区玄武岩:①早期遭受到地壳混染的影响，晚期则基本不受地壳混染影响;②早期岩浆来自同位素富集型的岩石圈地幔，晚期岩浆来自同位素亏损型的软流圈地幔。如早中新世拉斑玄武岩(H1511-3样品)的εSr(t)=+8.9，但其εNd(t)=+1.9，Ti/Yb=7151，轻稀土富集弱，(La/Yb)N=5.90，反映其源于上地幔，且受地壳混染甚微;渐新世拉斑玄武岩(3321-3样品)εSr(t)=+14.8，εNd(t)=-1.3，但其轻稀土富集程度更弱，(La/Yb)N=4.90(表1-18)，说明玄武岩中的同位素富集组分可能主要来源于富集型岩石圈地幔，即在拉伸作用早期，或在岩石圈厚度保留较大的地段，玄武岩的同位素组成相对富集;而在拉伸作用晚期，或在拉伸作用强烈地段，玄武岩的同位素组成相对亏损。
中国东部中-新生代裂谷盆地火成岩分布具有较强的规律性，其形成与分布受大断裂的控制作用。中生代火山岩形成于晚侏罗世至早白垩世，即裂谷初期阶段，火山活动相对较弱，岩浆沿深大断裂多呈中心式喷发，岩性从基性到酸性均有发育，但以酸性为主。古近纪为裂谷主要发育阶段，火山活动十分强烈，具有多旋回、分布广等特征，岩性从中酸性到中基性均有发育，古近纪拉斑玄武岩系列的石英拉斑玄武岩-橄榄拉斑玄武岩组合为主，并出现少量粗面岩-碱流岩，如辽河盆地、济阳盆地、苏北盆地以及广东三水盆地等。新近纪火山活动相对减弱，由喷发-溢流相向侵入岩相转变，为拉斑玄武岩系列和碱性玄武岩系列共存，但以中基性岩居多，主要分布在黄骅盆地、济阳惠民凹陷、江苏的江宁方山和六合方山和南海海域等。第四纪大多为碱性玄武岩系列的碱性橄榄玄武岩-碧玄岩-橄榄霞石岩组合。全新世火山活动局限在长白山天池、海南岛和雷州半岛等地区。
表1-18 珠江口盆地新生代火山岩Sr、Nd同位素特征［38］
池际尚归国后，长期担任繁重的社会工作，但始终站在教学科研第一线，她的研究选题，一直处于当时的学科前沿，与地质科学的整体发展步伐完全相吻合，与矿产资源紧密结合，因此，学术上能取得突出成就。在构造岩石学、变质岩石学与流变学方面的成就及贡献池际尚在这一领域的贡献集中表现在她在美国发表的4篇论文和1977年发表的《构造岩岩组分析入门》一文中。构造岩石学(StructuralPetrology)是构造地质学(StructuralGeology)与岩石学(Petrology)之间的一门交叉边缘学科，岩组分析(PetrofabricAnalysis)可看作构造岩石学的同义语，30.40年代，这一领域的学术代表在西方主要是B.Sander和E.Cloos，在前苏联有A.A.Полканов和Е.А.Елисеев。池际尚发表的《Wissahickon片岩与花岗岩化作用的构造岩石学》一文的最主要贡献有：改正了E.Cloos等人对S2定义为流劈理或轴面劈理的传统观点，论证了S2是沿着拖曳褶曲的皱纹细褶(crenulation)的一翼滑动和重结晶的结果；提供了一个范例，通过岩组分析，把变质作用、花岗岩化作用与区域构造形成演化史有机地结合起来；基于质量平衡原理对片岩的花岗岩化作用建立了两个精细的化学反应式；详细地划分了变形结构面S1.S2.S3.S4及其形成演化史，绘制了一张表现组构要素的构造图(structuremap)。这一论文是池际尚博士论文的核心部分，它不仅是那个时代的开创性研究成果，而且从现代构造地质学来看，亦是具有很高水平的论文。构造岩石学的研究虽然在50年代已达到相当高的水平，但遗憾的是，它仅限于岩石学家来研究，构造地质学家还未给予足够的重视，主要精力还用于研究宏观的变形构造。直至70年代构造地质学家才重视变形结构面S1.S2.S3.S4……的识别及其形成演化史的研究，称为构造序列分析，它已成为现代构造分析方法中的一个重要部分。像池际尚这样的表现组构要素的构造图在现代构造地质学研究成果中亦是不多见的，至今这种构造填图仍有重要的示范作用。另外3篇关于大理岩变形实验的论文，是她的博士后研究成果的一部分。由于池际尚在祖国解放后立即由美国返回北京，许多成果已没有可能整理成论文发表。岩石变形实验完全是一项开拓性的前沿研究。现代地球科学研究的前沿之一是岩石圈研究，它已从主要针对地表的研究走向深部的研究，岩石的流变学(Rheology)已成为研究岩石圈的一个重要方向，岩石变形实验已成为当前研究岩石圈流变学的最重要支柱之一。池际尚应邀于1977年发表的《构造岩岩组分析入门》论文正是在这种形势下写成的，同时池际尚还专门培养这一方向的硕士生、博士生、博士后，专门编写了详细的讲义，并亲自给研究生和教师、研究人员讲课，为中国构造岩石学与流变学的发展作出了贡献。岩石热力学研究是现代岩石学的重要支柱之一，第一步就是要建立化学反应式，池际尚在博士论文中建立的化学反应式及其方法至今仍有重要意义。 1950年起池际尚在清华大学讲授费德洛夫法和岩石学，在岩石学课中介绍了许多成因岩石学的新资料，如岩浆物化体系与结构解释、花岗岩化作用等。1952年在北京地质学院亲自讲授岩石学，并自编讲义。1961年青岛会议之后，她亲自抓构造地质、岩矿和古生物地层等3个理科教学计划的修订，成为地质系本科教育的蓝本。池际尚领导大家创建岩石学教学与研究系统，她总是首先走在第一线，完成一件工作后留给年轻人去继续，她又继续去创建另一项工作。例如，她对晶体光学与岩浆岩岩石学均进行示范教学，至今中国这方面的教材仍沿用池际尚当时授课的框架；她是周口店地质教学实习第一任队长，至今周口店一直是北京地址学院的一个重要的实习基地，侵入岩体的工作方法、岩浆分异与同化作用的野外识别、接触变质分带研究等都是她在这里教授给年轻教员的。费德洛夫旋转台在当时是一项十分先进的测试仪器，它对于提高矿物鉴定的精确度，了解固溶体矿物系列化学成分、矿物成分和光性特征之间的关系，有极大的实用意义和理论意义，可是当时许多教员都不会进行测试。池际尚亲自写讲义，亲自授课并带实习课，教研室仅有12台仪器，想学的教员多，只好分两班分别上课。这一新技术在后来的科学研究中，直至现今岩组分析工作中一直起着重要的作用。《岩浆岩岩石学》(1959年版)是中国第一本岩浆岩岩石学的教材，由池际尚主编并撰写的前言与第一章绪论对了解建国初期岩石学工作具有重要意义，其中有关岩石学发展史部分特别值得反复研读，池际尚所谈的3个问题：历史上，偏光显微镜的出现是岩石学发展史中一个大转折点，具有重大意义，但是几十年内，相当多的岩石学家过于偏爱显微镜，以致出现了脱离地质的纯显微镜描述的倾向，把岩石学引向了歧路，其中以罗森布施为代表，后来得到了“碎片”岩石学家的讽刺称号，池际尚特别写出这一点，在当时是要告诫年轻的地质工作者，不要只有岩石概念，而忽视岩体的概念，不去从地质体观点出发研究岩浆岩体和构成岩体的岩石，这一告诫至今仍具有现实意义，相当一部分年轻地质工作者已出现了类似“碎片岩石学”的只注重室内工作、忽视野外工作的偏向，这正是许多老年地质工作者所担忧的；强调岩石学工作要结合中国实际，为寻找矿产资源作出贡献，这对今天的岩石学工作者仍是十分重要的；池际尚指出了今后岩浆岩岩石学发展的几个方向，即地质研究方向、化学研究方向、矿物研究方向、物理化学和实验方向，以及工艺岩石学方向，并指出前3个方向仍处在积累资料阶段，尚需向区域岩石学方向发展，以进行更高阶段的理论综合。中国物理化学和实验方向的工作尚待开展，这一工作必须提到日程上来。池际尚的一生正是按照她所主张的“重视地质体”、“重视矿产资源”、“重视前沿研究”，言传身教地领导着大家从事岩石学的教学与研究工作，并由此创建了岩石学国家重点学科点。 60年代初池际尚领导专题科研队，开展对北京西山八达岭一带燕山期花岗岩的研究。这是一个大面积花岗岩的连续出露区，如何进行填图与研究，是当时国内外的一个难题。按传统惯例，把它作为一个均一的地质体处理（地质上称为“岩基”），在地质图上是一片红色。加之，当时在国内从事地质工作的主体是刚从学校毕业不久的青年，他们更不知道在这样的地区应如何进行填图与研究工作。池际尚带领大家在野外从如何识别和圈出单个侵入体开始，进行岩浆侵入期次的划分。明确提出“旋回、阶、期、次、岩体”五级划分的方案，进而建立了侵入岩标准序列。证明了“岩基”不是一个均一的地质体，而是一个由按一定规律依次侵入形成的“杂岩体”。在地质图上应从一片红色改变为多种颜色的小区镶嵌在一起具有时代、构造含义的构图。1962年在中国地质学会第32届年会上，池际尚宣读了《燕山西段南口花岗岩（主要涉及岩浆分异作用、风化作用和成矿专属性）》论文，提出了两个重要的概念，即同源岩浆系列与深部和就地岩浆分异同化作用，从理论高度解释了本区侵入岩多样性的原因，并讨论了花岗岩的成矿专属性，论文得到高度评价，并被地质学会推荐代表中国参加前苏联全苏岩石学会议，受到前苏联地质界的高度评价。这一开创性的研究不仅为当时国内花岗岩地区的填图与研究工作树立了范例，而且其学术思想在当时亦具国际领先水平。由于种种原因，池际尚没有时间把侵入岩标准序列的新概念及其他有关岩石成因的论述整理成文正式发表。她在未公开发表的内部报告中提出了关于侵入岩标准序列的新概念。这在白志民(1991年)等的《八达岭花岗杂岩》专著第7页中有一个极为简单的介绍。这种研究花岗岩的新思路，与当前国内、外盛行的由著名的英国地质学家W.S.Pitcher教授提出的划分花岗岩体的单元和超单元的概念基本上是一致的。可见，池际尚关于侵入岩标准序列新概念的提出比W.S.Pitcher教授要早十多年。在金伯利岩、钾镁煌斑岩与金刚石研究方面的成就及贡献中国于1962年开始寻找原生金刚石矿，1965年中国地质工作者继贵州之后又在山东蒙阴找到了原生金刚石矿。为了指导全国金刚石找矿工作，地质部宋应副部长亲自委任池际尚去山东蒙阴组织并主持613科研队，开展多学科交叉研究，总结找矿标志与规律，同时举办培训班指导二十几个省市寻找金刚石。池际尚提出了“对比思想”，专门成立研究组进行国内外金伯利岩与金刚石对比工作；总结了金刚石伴生矿物的组合和特征，作为最重要的找矿标志；总结了控制金伯利岩与金刚石分布的地质构造特征；提出了中国金伯利岩的分类命名、填图单位及岩石特征，该分类命名方案一直延用至今，同时还提出了识别金伯利岩含金刚石性的T·A公式(T·A=TiO2+Al2O3+K2O+Na2O+P2O5，当T·A=4～6?5时为富矿；T·A=6?5～9?5时为较富的贫矿；T·A》9?5时基本无矿)。指出含矿金伯利岩的产状，除岩筒外，呈脉状产出的也可能含有高品位的金刚石，拓宽了找金刚石的远景范围。当年跟随池际尚在山东工作的年轻地质工作者，后来逐渐成为中国寻找金刚石的骨干队伍。随后在辽宁复县等地又发现了金伯利岩与金刚石。由于“文化大革命”十年动乱，该项研究中断，池际尚亦没有可能把这项研究的丰富成果整理成文，项目进行过程中虽曾写过的许多简报等，由于散失，难以寻找亦无法收集发表。70年代中期，国家开展第二轮金刚石找矿工作时，基于高温高压实验新成果与岩石物理化学的基本原理，池际尚又从金伯利岩岩浆不同的温压上升机制对保存金刚石与金刚石石墨化的制约，提出研究深部岩石圈的新思路以指导找矿。这是当今地球科学的前沿之一，亦是金刚石及其母岩成因的关键科学问题。池际尚学术思想的先进性以及对前沿研究的敏感性又一次放射出光芒。她提出的地幔及其与寻找金刚石的关系，在当时中国广大地质工作者中还是鲜为人知的。她在全国许多省区进行金伯利岩与金刚石找矿工作的现场进行考察指导，并利用多种会议讲述和宣传她的思想，为第二轮寻找金刚石的工作提供了理论指导。80年代中期，在澳大利亚发现了第二类含金刚石的母岩——钾镁煌斑岩。尽管此时她已近70高龄，她仍努力探索，在全国有关生产、科研、教学单位讲解这种新的金刚石母岩，结合中国实际指导寻找钾镁煌斑岩的工作。80年代后期先后在中国发现了钾镁煌斑岩，为寻找金刚石开辟了新远景。她直接领导下的科研集体完成了一系列重要成果，这些成果对新一轮全国寻找金刚石工作具有指导意义。其中，关于华北和全国金刚石的专著已于1996年正式出版并获地质矿产部科技成果二等奖。 70年代后期，板块构造理论日趋成熟，在地学领域产生了许多新思路和新学科生长点。国际地学界在完成了上地幔研究计划与地球动力学计划之后，80年代又转入探讨大陆岩石圈。中国在这方面落后了约20年。面对这种严峻形势，池际尚组织和领导科研集体，在结合国家经济建设需要的同时，瞄准上述学科领域的前沿，先后开展了许多大型课题研究，如中国东部新生代玄武岩与上地幔，西部三江与西藏特提斯造山带火山岩、花岗岩、蛇绿岩与成矿作用，下扬子中生代火山岩深部过程与盆地形成，华北、扬子与中国金伯利岩—钾镁煌斑岩与金刚石，华北含磷岩体岩石学与磷灰石矿床的构造岩浆控矿研究，华北中生代火山岩、花岗岩类与成矿作用，苏鲁含柯石英榴辉岩类与石榴石橄榄岩类的超高压变质作用等等。她要求大家的研究成果和测试数据要经得起检查，要求必须深入学科前沿去探索，要求每一项科研成果或论文要有新的认识。她以宽阔的胸怀，鼓励和支持她的助手和学生超越自己擅长的学科方向去开拓新领域，为他们创造脱颖而出的条件。池际尚一生坚持前沿研究与找矿事业结合，招收的研究生的专业方向一直是“岩浆岩与成矿”。《池际尚论文选集》中收入的《岩浆作用与岩浆岩概念》一文是池际尚当时对中国在岩浆岩研究方面的最新总结与展望。
13
在古代的地质记录中，岩崩的描述相对较少，这可能是因为它们的保存潜力很低。在苏格兰西北部的Clachtoll，有一块与中元古代Stoer群的基底角砾岩相伴生的新太古代刘易斯片麻岩的巨型碎屑岩（100m 60m 15m），估计质量为243kt。与下伏基底片麻岩相比，巨型块体中的片理在次垂直轴上偏离了约90 ，并且被充满Stoer组红色砂岩的裂隙网络切割。巨块体顶部的层状碎屑裂隙填充物符合埋藏期间的被动沉积标准。侧面和底部的沉积物填充裂缝显示出与强力注入相一致的特征。该团队通过数值计算认为与裂谷相关的地震震动导致大块岩石落在未固结湿沉积物上的距离不超过15米。在冲击作用下，基底块体下含水砂层的超压和液化足以导致水压释放并向上注入泥浆。此外，不对称分布的结构记录了块体减速和停止时的内部变形。巨块与年轻的Stac Fada撞击事件无关，它代表了地球上已知的最古老的陆地岩崩特征之一。
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Geology (2021) 49 (2),180–184.
译者
中国地质大学（北京）@王天奇
14 北美中大陆裂谷内大型德卢斯杂岩的快速侵位
德卢斯杂岩（美国明尼苏达州）是地球上最大的基性侵入杂岩之一。前人认为，约在1109 ~ 1084 Ma期间，劳伦大陆内部中大陆裂谷的岩浆作用和伸展活动使德卢斯杂岩侵位。相比于典型的由上涌的地幔柱减压熔融形成的大火成岩省的持续时间，德卢斯杂岩岩浆活动的持续时间更长，岩浆作用间隔也更长。但德卢斯杂岩的斜长岩和层状岩单元的高精度 206 Pb/ 238 U锆石年龄限制了这些单元在1096 Ma 左右，约1 m.y.（持续时间500 260 k.y.）的时间内快速侵位。岩石单元的古地磁数据与劳伦大陆的视极移路径对比结果也支持了这种观点。年代学确定大火成岩省的活动时间很短，代表快速的侵位过程，支持了岩石圈伸展与异常热上涌的地幔共存的假说。快速的岩浆脉动作用发生在板块纬向运动20 后，晚于最初的岩浆作用至少10万年。该研究提出了这样的可能，即上涌的地幔柱与移动的劳伦大陆岩石圈底部相遇，并通过“upside-down drainage”作用流向中大陆裂谷局部变薄的岩石圈。
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Geology ,(2021) 49 (2),185–189.
译者
南京大学@陈博洋
15 大陆根的形成
来自地震层析成像的新证据发现了一种独特的矿物结构，其仅限于古老大陆克拉通下的厚地幔岩石圈内，为形成地球地质 历史 中这些突出而有影响的特征提供了重要线索。橄榄石是地球上地幔的主要矿物，其弹性特性沿其三个晶体轴各不相同，并且塑性变形过程中单个橄榄石颗粒的优先排列会影响地震波传播的整体性质。面波层析成像显示，在地球的大部分区域，地幔岩石圈的变形使橄榄石晶体定向，其快轴位于水平面，但在克拉通大陆岩石圈根部约150 km处的深度居中，快速晶体学轴优先垂直对齐。由于克拉通根部的粘度很高，这种结构很可能是克拉通形成时的痕迹。上地幔石榴石-橄榄岩的地球化学和岩石学研究表明，克拉通地幔根因密度降低而趋于稳定，密度的降低是因为熔体的抽离发生在比抓取地幔橄榄岩捕虏体更浅的深度。从面波层析成像推断的矿物结构表明，融化-亏损事件后的水平缩短使亏损带向下形成较厚的大陆根，通过纯剪切在垂直方向拉伸了亏损物质，并使橄榄石快速结晶学轴成为垂向排列。地震学手段发现的这种在约150 km深度处的矿物结构是形成克拉通根的缩短事件的证据。
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Geology ,(2021) 49 (2),190-194.
译者
CUGB@唐演
16 论克拉通的破坏趋势
该研究表明，由于沿克拉通边缘的地幔流的作用，俯冲板块可能导致岩石圈移动。这个过程会雕刻和重塑克拉通，影响岩石圈整体稳定性。该研究利用三维地球动力学模拟探究了俯冲驱动的定向流与不同形状的克拉通岩石圈之间的相互作用，认为边缘形状不仅控制着克拉通周围流动通道的形成，而且控制着克拉通的破坏潜力。模拟结果表明，所有克拉通形态都有助于形成流动通道，但平直边缘的克拉通抗变形能力最强，边缘逐渐加厚的克拉通抗变形能力较弱。边缘形状的控制下，克拉通岩石圈沿着其边缘逐步消解，直到形成更稳定的平直边缘。
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Geology, (2021) 49 (2),195–200.
译者
南京大学@陈博洋
17
高压矿物记录了通常难以保存在地壳的地质过程。莱氏石是锆石的一种可淬火的多型矿物，其形成在冲击压力大于20GPa的条件下。然而，不管是经验的、实验的还是理论上对其形成形成的具体机制均存在争议。该文作者研究了35Ma前的切萨皮克湾撞击事件的远端溅射毯中一颗锆石中锆石—莱氏石的相变过程，发现莱氏石经历了多阶段的生长并且大约89%的锆石相变为莱氏石。该颗粒中存在两类莱氏石：（1）呈面状平行排列，且在阴极发光图像中呈暗黑色，及（2）在阴极发光图像中呈树枝状生长的莱氏石。前人文献中对前者已有过报道，而还未见有报道过树枝状莱氏石。作者进一步地提出了在大于40GPa的条件下莱氏石的两阶段生长模型：首先，在冲击压缩阶段，剪切应力导致层状莱氏石的形成，之后在高压下通过重结晶作用形成树枝状莱氏石。在淬火之前，树枝状的莱氏石从片理面开始生长，并替换临近的被破坏的而呈非晶态或中间态的锆石。该文研究结果为陨石撞击过程中微秒尺度下的高压多型转变所伴随的微结构演化对莱氏石稳定性的影响提供了新的见解。此外，作者基于莱氏石的形成条件提出树枝状的莱氏或许可以作为远端溅射毯的标志。
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Geology, (2021)49(2),201-205.
https://doi.org/10.1130/G47860.1.
译者
小爪爪
18
地幔柱和洋脊相互作用形成岩浆持续喷发时间最长的大火成岩省
大火成岩省（Large igneous provinces, LIPs）通常由一次或多次持续1-5 Ma的短时岩浆脉冲（火山活动）形成。该团队对Kerguelen（凯尔盖朗）大火成岩省主要建造期的火山岩（白垩纪Kerguelen的南部和中部，Elan Bank和Broken Ridge）开展Ar-Ar定年分析，获得25组 40 Ar/ 39 Ar坪年龄。定年结果显示Kerguelen大火成岩省的火山活动大约从ca.122 Ma持续至90 Ma，活动时间超过32 Ma，表明Kerguelen大火成岩省记录了持续时间最长的高岩浆通量的侵位事件，并且Kerguelen大火成岩省是火山活动持续最长的大火成岩省。该研究认为Kerguelen大火成岩省与其他火山活动持续时间短或经历多次喷发事件的大火成岩省不同，Kerguelen大火成岩省是通过地幔柱和洋中脊长期相互作用而形成，通过洋中脊的跳跃，慢速扩张及迁移，将岩浆产物从喷发中心转移出去，并导致长期持续的岩浆活动。
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Geology,(2021)49(2),206-210.
https:// doi.org/10.1130/G47850.
译者
NJU@哈哈宇
19
加利福尼亚州死亡谷Ubehebe火山口干火成碎屑沉积物的软沉积变形
软沉积变形构造在细粒火成碎屑沉积物中较为常见，并且经常伴随其他特征一起指示沉积物处在潮湿和具有粘性的状态下。Ubehebe爆发火山锥的火山口（美国加利福尼亚州的死亡谷）的沉积物是通过多次火山爆发形成的。这些爆发有的直接来自火山碎屑涌动，也有作为局部颗粒流从陡坡上再活化的新鲜、富含细灰的沉积物。除了软沉积变形构造本身外，没有其他湿沉积的现象。该团对的结论是，变形是孔隙-气体压力和干内聚力的升高情况下新鲜的细粒沉积物失稳的结果。仅软沉积变形不足以确定是否母源火山碎屑岩流含有液态水并导致地层湿沉积。
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Geology,(2020)49(2), 211-215.
译者
中国地质大学@徐睿
20 东加利福尼亚剪切带的焦糖奶油流变结构
自从美国加利福尼亚莫哈维沙漠（Mojave Desert）1992年里氏震级7.3级Landers地震和1999年里氏震级7.1级Hector矿地震发生至今，两次地震的震后变形得到广泛研究，硬地壳上覆在低速的地幔软流圈的模型受到了公认。然而，该团队新近发现，这两次地震后的近场地震后瞬变比之前认为的持续时间更长，这需要对震后模型进行修正。该团队基于修正后的震后瞬变的新模拟结果表明：（1）莫哈维地区下地壳的有效黏度在年际尺度上约为2 10 20 Pa·s，（瞬态粘度约为2 10 19 Pa·s），也就是说仅仅只是下覆地幔软流圈的5倍；（2）上地幔的瞬态黏度随时间而增加，这为频率相关的流变学（如Andrade或拓展的Burgers流变学）提供了新的大地测量学证据。第一年的瞬态流变学推断与2019年7月两次莫哈维地震事件以北180公里的Ridgecrest里氏震级6.4级和7.1级地震的瞬态流变学非常一致。该建模结果支持东加利福尼亚剪切带（太平洋-北美板块边界的一部分）的焦糖奶油流变结构模型，其中下地壳和上地幔在年际尺度均表现出延展性。
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Geology,(2021)49(2),216-221.
译者
南京大学@吉姆·雷诺
21 微生物硫酸盐还原在海底硫化物矿化初期的重要作用
当热液流体与周缘海水混合时便会形成海底热液矿床，通常我们认为其中的硫化物矿物沉淀是非生物成因的。基于在冲绳海槽中部（中国东海）的Izena Hole和Iheya North Knoll的大洋钻探，Tatsuo Nozaki等使用二次离子质谱法（SIMS）测定黄铁矿颗粒中的δ 34 S，结果表明海底硫化物矿化初期与微生物硫酸盐还原作用关系密切。在硫化物形成过程中，黄铁矿结构依次从草莓状变化到胶状最后发展为自形结构。草莓状黄铁矿中δ 34 S具有很高的负值（低至–38.9‰），而在胶状和自形结构黄铁矿中δ 34 S却向正值有规律的递增。硫同位素在海水硫酸盐（+ 21.2‰）和草莓状黄铁矿（–38.9‰）之间的分馏程度高达–60‰，这在开放系统中只能通过微生物硫酸盐还原来实现。由于草莓状黄铁矿通常被黄铜矿，方铅矿和闪锌矿所代替，因此草莓状黄铁矿可能是形成其他硫化物矿物的原始物质（核）。该研究得出结论，含有微生物还原硫的草莓状黄铁矿在海底硫化物矿化初期起着重要作用。
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Geology, (2021)49(2), 222–227.
译者
CAGS@张瑜
22 罗迪尼亚-冈瓦纳转变中华南地块从印度地块破碎分离
印度西北部和华南的拉伸纪晚期至寒武纪沉积地层为其古地理关联建模提供了重要证据，包括它们在罗迪尼亚超大陆转化为冈瓦那超大陆过程中的斜接及随后的分离。这两个地区拉伸纪晚期的沉积单元岩石地层和碎屑锆石U-Pb-Hf-O同位素特征的相似性都指出了（有着）共同的物源。800-700 Ma华南和印度西北部的锆石δ 18 O同位素值在从上地幔成分转变为亚地幔成分时的大幅下降以及锆石ε Hf(t) 值同时期的增加，表明了共同经历了新元古代拉伸岩浆事件，与罗迪尼亚超大陆解体的时间一致。沉积物源在成冰纪发生了显著变化。印度西北部边缘新元古代剩余的沉积物包括大量以古老锆石年龄为主、来自印度克拉通内部的碎屑。反而，华南扬子地区同时期的沉积单元以新元古代锆石为主。碎屑锆石年龄数据强调了罗迪尼亚超大陆构型中印度西北部和华南（扬子和华夏地区）之间密切的古地理关联，并验证了它们在成冰纪通过大陆裂谷而分离。印度西北部发育被动大陆边缘，而华南地块则沿冈瓦那边缘部分裂解、旋转并向印度东北部和西澳大利亚右行迁移，以至于华夏地块仍然在接受来自冈瓦纳大陆的碎屑。
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Geology,(2021)49(2),228–232.
译者
袁梦
23 劳亚大陆东缘阿巴拉契亚山脉的碎屑锆石组成
沿劳亚大陆东部边缘，从纽芬兰（加拿大）到阿拉巴马（美国）八个地区的最新碎屑锆石U-Pb数据汇编显示，其沿走向具有非常相似的特征，仅存在微小的局部变化。这些样品来自亲劳亚大陆的沉积岩和变沉积岩，时代跨度从新元古代-二叠纪。前寒武纪的碎屑锆石以约2.7 Ga的次要种群和约1.9-0.9 Ga的主要种群（峰值约为1.2-1.0 Ga）为特征。其碎屑锆石来自劳亚大陆太古宙地壳（约2.7 Ga）、古元古代造山带（约1.9-1.6 Ga）、Granite-Rhyolite省（约1.5-1.4 Ga），以及Elzevir地体和Grenville省（约1.3-0.9 Ga）。中元古代锆石种群的多寡取决于与不同物源区的距离，包括约1.5-1.4 Ga的Granite-Rhyolite省、约1245-1225 Ma的Elzevir地体和约1.2-0.9 Ga的Grenville省。中奥陶世锆石的数量沿走向而变化，其取决于Taconic造山带的输入，但在阿巴拉契亚山脉北部最多。由于碎屑锆石年龄沿走向的一致性， 7534个协和的碎屑锆石U-Pb数据的汇编可用于未来的U-Pb碎屑锆石研究，作为劳亚大陆东缘的物源指示。
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Geology, (2021) 49 (2),233–237
译者
哥斯达黎加的61
编辑&校对：覃华清
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华北克拉通北缘处于华北板块与西伯利亚板块、太平洋板块的接合部位，经历了长达3800 Ma的地质演化和多次构造-热事件（崔盛芹等，2000；裴荣富等，2003；李俊健等，2010）。
古太古代时，华北克拉通北缘分布着若干个古陆核，这些小陆核经多次拼合—裂解—再拼合，形成相对较大的陆核（伍家善等，1998；zhai et al.，2000）。现在可见的太古宙早期的陆核有龙岗古陆核、鞍本铁架山古陆核、冀东的迁安古陆核、鲁西古陆核等（赵国春，2003；翟明国等，2009）。它们的主体是花岗质深成岩，但也包括少量的表壳岩（绿岩和变碎屑岩）的小块体或透镜体，被认为是早期绿岩或下部绿岩（沈保丰等，1994；裴荣富等，2003；李俊健等，2010）。华北克拉通北缘阴山-燕山太古宙克拉通隆起区，由集宁、张家口、密云、冀东等古太古代—中太古代微古陆块（陆核）及焊接它们的中太古代—新太古代岩浆结合带及绿岩带组成，包括集宁群、桑干群、迁西群、乌拉山群、色尔腾山群，古太古代时期，在冀东一带已出现我国最古老的陆核（wan et al.，2005；刘敦一等，2007），中太古代时期，强烈的地幔热对流作用使早期较薄的地壳破裂，以基性为主的下地壳物质大量喷发和喷溢出地表，形成厚度可观的火山岩和火山沉积岩，而破裂的初始地壳则在地幔热流体的影响下形成麻粒岩相-片麻岩相高级变质体，与此同时，初始地壳的熔融和幔源玄武岩浆分异分别形成紫苏花岗岩和TTG岩系。新太古代时，发生多期次、大规模的火山-沉积活动、花岗质岩浆侵入活动及区域变质作用，导致陆核的增长和微陆块的形成以及广泛分布于微陆块之间的岩浆结合带，在岩浆结合带中分异有色尔腾山、五台山、遵化等绿岩带（裴荣富等，2003）。辽北-吉南广泛出露的太古宇统称鞍山群（沈其韩等，1996）。在早期形成过程中，堆积了厚大的镁铁质火山岩，并将地幔中的金带到地表形成了金的初始富集，新太古代早期，金成矿作用主要表现为矿源层的形成，并有伴生金矿床的出现，同火山喷气-沉积作用的块状硫化物伴生型金矿床，如清原红透山块状硫化物伴生金矿床（陈毓川等，2001；裴荣富等，2003）。新太古代末期，金矿床主要发生在华北板块第一次大规模的克拉通化或绿岩带早期变形变质过程中，形成的金矿床与太古宙绿岩带镁铁质变质火山岩及条带状硅铁建造有关的金的矿源层或矿床，如吉林夹皮沟-板庙子一带的八家子、二道沟（李俊健等，2006）、清原南龙王庙（陈毓川等，2001）等金矿床；与太古代绿岩带变质火山-沉积岩有关的红透山式块状金属硫化物矿床主要分布于辽宁浑北一带，以红透山、树基沟等铜锌矿床为代表（芮宗瑶等，1994；裴荣富等，2003）；条带状铁建造中的浸染状金矿床，如山西五台县的柏枝岩、东腰庄、康家沟等金矿床（陈毓川等，2001），这些矿床都有这个时期的同位素年龄。
古元古代华北克拉通一方面在局部地区仍旧保留了新太古代的活动特征，另一方面，又显示有稳定环境下一套浅变质的、层序清楚的、分布在局限海槽中的 “冒地槽” 式沉积，如上辽河群的大石桥组、盖县组，前者以镁质碳酸盐岩为主，后者以细碎屑岩为主，显示出准盖层的特征，如冀东地区的青龙河群、内蒙古大青山的二道凹群、基本上是由碎屑岩组成，显示出相对稳定的环境，具有准盖层的特征（李俊健等，2010），古元古代末的吕梁运动使华北原始的太古宙—古元古代的地块缝合到一起形成了统一的华北克拉通（赵国春，2009；翟明国，2010），这次构造-热事件使太古宙绿岩带发生广泛的退变质作用和韧性剪切变形作用，与此同时发育了广泛的金矿化。在古元古代时金矿化大致有两期：一期在古元古代早期（约2200 Ma），另一期是在古元古代末期，前者以金厂峪、排山楼金矿床为代表，后者如小营盘金矿床、猫岭金矿床以及近年在大青山一带发现的新地沟、油篓沟、卯独沁、哈拉沁等金矿床（陈毓川等，2001；李俊健等，2006）。金厂峪金矿糜棱片岩含金石英脉Ar/Ar年龄为2190 Ma（何永年，1992）和含矿钠长石石英脉SHRIMP U-Pb年龄1858 Ma（罗镇宽等，2001），排山楼受韧性剪切和蚀变交代的斜长角闪岩的Sm-Nd等时线年龄2149 Ma（骆辉等，1994），小营盘石英脉中的单颗粒锆石U-Pb稀释年龄1826 Ma和1800 Ma（胡小蝶等，1994），猫岭金矿床毒砂Re-Os等时线年龄2119 Ma（邱小平等，2003），新地沟金矿石中石英Ar/Ar年龄1991 Ma（李俊健等，2006）。
中新元古代是准稳定环境下的盖层形成时期，构造运动是以拉伸作用为主，在华北克拉通北缘东段形成燕山-太行山裂谷系、北缘西段的狼山-渣尔泰山裂谷和白云鄂博裂谷系，在克拉通内部的阜平、晋北、吕梁等地区，中元古代由于拉伸作用，形成了广泛分布的基性岩墙群（李俊健等，2010）。在狼山-渣尔泰裂陷槽中产出的铅锌矿床有霍各乞、东升庙、炭窑口、甲生盘等（芮宗瑶等，1994），金矿床如朱拉扎嘎、常山壕等（江思宏等，2001；聂凤军等，2010）。燕山-太行山裂谷系冀东青龙-迁安一带的 “长城式” 金矿床等（聂凤军等，1998；李俊健等，2010）。
早古生代华北克拉通整体处于陆表海的稳定环境，此时整个克拉通才有了统一的稳定盖层。寒武系和奥陶系主要是由碳酸盐岩和碎屑岩组成，没有火山岩。到晚奥陶世，由于南北两侧洋壳俯冲强大的挤压力，使整个陆块抬升，而缺失上奥陶统、志留系、泥盆系和下石炭统。从晚石炭世开始，华北克拉通再次整体下陷，广泛接受浅海相沉积，并很快向海陆交互相、陆相沉积转变，到二叠纪则主要是陆相沉积。古生代华北克拉通内部的岩浆活动较弱，目前仅发现辽宁复县和山东蒙阴的金伯利岩侵入（李俊健等，2010）。但在华北克拉通北缘，由于古亚洲洋板块的消减和最后发生碰撞的影响，发育古生代花岗岩类的侵入。早古生代在华北克拉通北部白乃庙岛弧带中产出白乃庙铜金矿床，进入晚古生代，华北克拉通北缘岩浆活动比较强烈，与海西-印支期中酸性火山岩浆活动有关的金矿床，沿内蒙地轴内一些东西向深大断裂分布，产于乌拉山-大青山南麓深断裂的金矿床，如柳坝沟、哈达门沟金矿床，乌拉山-大青山北麓临河-集宁深断裂附近的金矿床，包括十八顷壕、北腮忽洞、老羊壕、东伙房、后石花等金矿床（Nie et al.，1994），尚义-赤城断裂附近的东坪、后沟、黄土梁、中山沟等金矿床（陆松年等，1997；罗镇宽等，2001）。
印支期，华北克拉通南侧的秦祁古海洋和北侧的古亚洲洋均已关闭，但克拉通南北两侧受到的碰撞挤压作用并未终止，使得一些近东西向的断裂、逆冲断裂和韧性剪切带重新活动，两缘的地壳增厚，导致深部地壳重熔形成了后碰撞花岗岩（李俊健等，2010）。岩浆岩在华北克拉通北缘及其以北造山带广泛发育，如冀东的都山花岗岩、柏杖子花岗岩、丰宁的撒岱沟门花岗岩、喀喇沁花岗岩、敖汉的西台子花岗岩等，这些花岗岩表现出后碰撞特点。这个时期华北克拉通北缘形成的金矿床，包括赛乌素金矿床Ar/Ar年龄为249 Ma（Nie et al.，2002）和253～220 Ma，230～180 Ma（Hart et al.，2002），哈达门沟金矿床的叠加矿化，有240 Ma的Ar/Ar年龄（聂凤军等，2005），小营盘金矿床蚀变钾长石Ar/Ar年龄241～246 Ma（Hart et al.，2002），冀东金厂峪金矿床辉钼矿Re-Os年龄240 Ma（宋扬等，2011）。这个时期有大量的钼矿床形成，如燕辽钼矿带、西拉木伦钼矿带以及西部大苏计、西沙德盖、查干花都形成于这一时期（代军治等，2006；张彤等，2009；张连昌等，2010；侯万荣等，2010）。
燕山期，蒙古-鄂霍次克大洋关闭导致向南俯冲，太平洋伊泽奈崎（Izanaqi）板块向北西-北方向亚洲大陆下的斜冲，华北克拉通东部受到来自北部和东部的挤压，构造体制由近东西向转变为北东—北北东向，形成了陆块东部隆起带和坳陷盆地相间的构造格局。伴随着构造体制的变化，发生了地幔上涌和岩石圈减薄，伴随构造体制的转变，中生代爆发了大规模的岩浆活动和金矿成矿作用（毛景文等，2003；翟明国，2010；李俊健等，2010），已获得的同位素年龄资料显示出吉南夹皮沟、海沟等金矿床，辽东五龙金矿床、猫岭等金矿床，胶东地区的金矿床，辽西排山楼、二道沟金矿床，赤峰金厂沟梁、安家营子、柴火栏子、热水、撰山子、大黑山、奈林沟等金矿床，冀东金厂峪、峪耳崖、牛心山等金矿床，冀北水晶屯、东坪、后沟等金矿床都有这个时期的年龄数据（陈毓川等，2001；Yang et al.，2003；李俊健等，2006）。
综上所述，华北板块北缘经历了太古宙-古元古代陆核形成、陆块汇聚和克拉通最终形成，这个阶段金成矿作用主要是形成含金高的花岗-绿岩带，即矿源层，为后来金矿床最终形成奠定基础。中新元古代华北板块北缘主要为张性环境，形成一系列张性裂谷和坳陷，如狼山-渣尔泰山裂谷和白云鄂博裂谷、燕辽裂陷槽，并使朱拉扎嘎、常山壕等金矿床金的得到初始富集。古生代华北克拉通北缘由于受到古亚洲洋的开合影响，华北克拉通北缘构造-岩浆活动比较强烈，这个时期在乌拉山-大青山一带形成了哈达门沟、十八顷壕、老羊壕、后石花等金矿床，沿北缘隆起带南、北大断裂产出。三叠纪，随着古亚洲洋的关闭，华北克拉通北缘由挤压转为碰撞/造山后的伸展环境，伴随着碱性岩浆活动，形成大量的钼矿床，冀东金厂峪金矿床最终也在这个阶段形成，燕山期，华北克拉通以整个欧亚大陆的面貌出现，太平洋板块向北西-北方向亚洲大陆下的斜冲，华北克拉通北缘东部伴随着构造体制的变化，发生了地幔上涌和岩石圈减薄，岩浆活动异常强烈，金矿成矿作用也主要集中在这个时期。在华北板块演化过程中，均伴随有金矿化的发生，但主要集中在太古宙-古元古代矿源层的形成和中-新生代矿床的形成，华北克拉通北缘一个金矿化集中区或一个金矿床有不同的同位素年龄可能是华北克拉通不同阶段演化的结果，裴荣富等（2003）按照成矿年代演化分为初生型、再生型、改造型、原生型四类矿床，认为华北克拉通北缘大都是多年代矿床，可出现多个矿体多层结构，即“多幢塔楼” 模式。
因为生命的起源和生命的极限时相互联系的，有关的，而我们最主要的是要了解生命，观察生命，使生命不轻易被收到伤害。。。。
生命的起源从古至今人们都希望了解地球上的生命是从哪里来的？生命究竟是怎样产生的？这不仅是科学家感兴趣的问题，也是普通人们所感兴趣的问题，它已困扰了人类几千年。由于生命现象的复杂性质，直到上世纪初，生命起源的研究才成为科学研究中的一个重要领域。远古的时候，人类的智力还很低下，认识能力也很有限，对世界上千姿万态、繁茂复杂的生物，特别是对人类自身是从哪里来的，充满了困惑和神秘感。因此，人们把这个大千世界中未知的神秘现象，编成了各种各样的神话和传说。我国古代就有女娲造人的神话故事。也有“白羊化石”、“腐草化茧”、“腐肉生蛆”的说法。由于受到研究手段的限制，人类对于生命起源的研究只是到了近代才形成了科学的认识和方法，并确认了生命活动是物质运动的形式之一，它的物质基础是碳、氢、氧、氮，此外还有少量的硫、钙、磷和其它20几种微量元素，以及由这些元素在地球环境中自发产生的蛋白质、核酸、糖类、脂类、水和无机盐等。其中，蛋白质与核酸是生物体最重要的组成部分，也是区别生命和非生命的基本依据。蛋白质的分子量很大，由几千个或百万个氨基酸分子构成，具有十分复杂的化学结构和空间结构，是一切生命的基础。在生命活动中，蛋白质起着极为重要的作用，如构成生物体的骨架，催化生物化学过程，调节生长、发育、生殖等生理机能。核酸同蛋白质一样，也是生物大分子化合物，基本单元是核苷酸，由磷酸和核糖分子联成长链。核酸有两大类，一种是脱氧核糖核酸，简称DNA，是遗传基因的化学实体，存在于细胞核中，具有特殊的双螺旋结构。另一种叫核糖核酸，简称RNA，存在于细胞质中。因此，生命科学家们力求通过深入了解生命体的分子结构和组成。 现代科学认为，生命的诞生是物质不断运动变化的结果。这一变化分为两个阶段，一是在生命系统诞生之前的“化学进化”阶段，为生命的诞生准备有机材料。二是生命诞生之后，由低级到高级、由简单到复杂的漫长“生物进化”过程。在地球形成之初，原本没有生命，只存在无机物。通过长时间的地球演化，含有甲烷、氨、氢等小分子无机物气体在紫外光、电离辐射、雷电等能量的作用下，逐步生成了有机小分子物质，如核苷酸、氨基酸，使原始的海洋成为一种“原始生命汤”。这个过程，是生命形成漫长历史的第一步，今天已经被科学家用放电实验室重现出来。此后，“原始生命汤”中的这些有机小分子，历经长期的相互作用，在有硫、磷、金属等土壤的适当条件下进行缩合或聚合反应，逐步形成有机高分子物质，如蛋白质、核酸等分子。这是生命诞生历程的第二步。随着海洋中的蛋白质、核酸分子越积越多，浓度增加，在某种情况下，又被分离、凝聚成小滴，并脱离原来的海洋环境，构成可与外界进行简单物质交换的多分子体系。由多分子体系逐步演变，特别是由于蛋白质和核酸的相互作用，最终出现了有原始新陈代谢功能，并且可以进行自我复制的原始微生物——细菌。这一阶段是生命形成过程中最关键、最复杂的一个环节，但是至今科学家们尚未通过科学实验获得验证。遗传基因的生物学原理，发现生命起源之谜在我们生活的这个物质世界中，由各种元素和分子构成的物质实体都具有相对的稳定性，其原因就在于原子内部正、负电荷的相互作用力，总是趋向于保持平衡和相对稳定的状态。这是地球上一切宏观物体可以长久保持稳定状态的物理条件。根据爱因斯坦的质能关系，虽然所有的稳定元素都可以转化为巨大的能量，但是它们都不会“主动”释放出内部的能量。天然核能的释放只存在于少量的带放射性的重元素当中，核物理学研究对此已经做出了充分的证明。物质转化为能量，需要具备一定的条件，在太阳的演化运动中就会将一部分物质质量转化为能量。参与强相互作用的氢核，在太阳的核聚变反应中转变为氦核，消耗一定的质量并释放出巨大的能量。在地球的物理条件下，并不存在自然的核聚变反应能力，作为行星的演化运动，只包含引力作用力、电磁作用力和促使重元素产生放射性衰变的弱作用力。由于构成地球的物质大部分是稳定的元素，因此，引力作用力和电磁作用力，在地球范围内起着主导作用。在我们生活的环境中，原子或分子之间的电磁作用关系总是趋向于保持相对平衡和相对稳定的状态。如果没有外加能量作用，地球表面的各种客体物质不会持续的产生化学反应。按照相同的原理，由于构成生物分子的各种物质都来自于地球表面，它们的生化反应与其它客体物质在微观或宏观上的电磁作用关系也自然具有统一的物理和化学性质。因此在任何生物体内的正、负电荷都必须保持平衡关系，否则这个生物就无法存活。地球上一切宏观物体都是由各种各样的元素构成的，使质子、中子结合为原子核的作用力是强核力，各种原子一旦形成就非常稳定很难被破坏。由原子结合成各类分子或固体物质的作用力是电磁力，电磁力虽然比强核力要小得多，但是分子或固体也是十分稳定的。同样的原理，生物分子的结合力也是电磁力。由于原子内部的电磁作用关系具有天然的相对稳定性，所以维持生命的运动就需要有能量的持续输入，而地球上生物活动的能量来源，主要是太阳对地球表面持续不断的光辐射和少量的地热能。植物通过光合作用吸收了太阳辐射的能量，将其转化为机体内分子间的动能，使生物体始终保持活力进行生长和繁殖。动物将植物作为食物获得生长和生存所需的养分，并且通过吸收氧气在体内进行化学反应获得生命运动所需的能量。生命产生时的这种自然状况，给我们提供了这样一个信息，地球表面的热运动是生命现象产生的必要条件。火山喷发出的大量灰烬在高温的海水中被反复搅拌，空气与水反复融合将地球表面的各种物质反复混合交融在一起，从而使构成生物分子的二十多种元素得以形成必要的联系。虽然我们现在还不能深入地了解在这种条件下的自组织过程是怎样进行的，但是热运动与生命产生的必然联系是非常明确的。让生活在今天的人类难以想象的是，如此有序的生命现象居然产生于自然的混沌之中。自然界的神奇就在于，从表面的无序中自发地蕴藏着有序。虽然地球形成于大约46亿年前，可地壳内依然是不断滚动着的炽热岩浆，地震、火山喷发等地质构造运动，仍然在持续的进行当中。然而与地球不同的是，水星、金星、火星等其它类地行星，都是早在38～40亿年前，就都完成了地质的演化构造运动，固体核表面的地质状况，数十亿年来也没有多大的改变。根据行星演化的一般原理，在地球演化的初期，较重的元素在构成原始行星气团中心的引力作用下向内收缩，由重元素放射性衰变产生的能量将气团加热，地球开始进入化合物的产生阶段，并形成高温的液态岩浆。其它一些较轻的元素在高温环境中被逐渐分离出来，它们主要是碳、氢、氧、氮等元素，这些被分离出来的元素在高温高压环境下又很快结合成一些气体化合物，生成气态水、甲烷、二氧化碳、氨等，此后这些气体构成了原始地球大气圈的主要成分。因此，当地球的温度逐步下降以后由于地表的自然冷却岩石地壳开始形成，在经历一段时间的地质构造运动之后，地球的表面物质运动就会相对稳定下来。但地壳下面仍然是滚动的岩浆，地震和火山喷发还在频繁发生。因此有理由认为，在地球演化的初期就产生了一种抑制地球正常演化的作用力，使地球放缓了演化的进程。那么这种作用力又从何而来呢？它是来自于地球本身还是来自于地球的外部呢？这种作用力来自地球内部，来自水分子的物理运动与各种有机分子化合运动且对地表的降温起到了促进作用，使地球在早期的演化运动中就形成了相对稳定的地壳。同时也奠定了生命运动的物质基础，形成了生命运动与地球整体之间的作用关系。随着地壳的逐步稳定、隔热能力的增强、地表温度的下降、地表水圈的形成，悬浮在大气中的各种有机固体物质和尘埃在降雨作用下，纷纷沉降到地球表面与海水融合在一起。一个生命的摇篮，就在各种物质有序与无序的相互作用中被自发的创造出来。地球表面的这种物理和化学状况，不仅延缓了地球的地质构造运动，同时也为生命运动的产生创造了必要的条件。几十亿年来，地球的地质构造运动、太阳的光辐射和生物活动三者之间复杂的作用关系形成了地球特殊的演化进程，而生命运动始终是地球演化运动的积极推动者，生物活动不仅持续地改造着地质、地貌和大气环境，同时也推动了自身的演化和进化，创建起一个又一个生机勃勃绚丽多彩的大千世界。人类的出现是生命运动最杰出的创造，是无数生物前赴后继的结果。发生在地球上的全部故事，都是由许多复杂条件和偶然性因素构成的，因此善待地球这个唯一的家园也是人类必须要肩负的责任。纵观生命的起源，生命的发站是一个伟大的工程，是一个惊奇的过程。在生命的起源中，每个元素都是不可缺少的一部分，每个元素都发挥着着各自的作用，缺少了任何一种，地球也不会发展到现在的形态。在这些元素中，地球的地质构造运动、太阳的光辐射和生物活动又是各种元素中最关键的、重要的部分。在生命的运动和发展中起到了关键的作用。生命从开的无机物到合成有机物，再到形成简单的生物，逐渐的由低级到高级的演变。经历漫长的演变过程，地球上的生物逐渐开始丰富起来才有了这绚丽的现代世界。
生命起源是一个亘古未解之谜，地球上的生命产生于何时何地？是怎样产生的？千百年来，人们在破解这一谜底之时，遇到了不少陷井，同时也见到了前所未有的光明。生命起源之说，第一个谜是生命起源的时间问题。第二个是生命起源的方式问题，生命是怎样起源的？它在什么地方起源的？ 从古至今，有很多说法来解释生命起源的问题。如西方的创世说，中国的盘古开天地说等。但直到十九世纪，伴随着达尔文《物种起源》一书的问世，生物科学发生了前所未有的大变革，同时也为人类揭示生命起源这一千古之谜带来了一丝曙光，这就是现代的化学进化论。生命起源的化学进化论首先在1953年首先得到了一位美国的学者米勒的证实，米勒描述的生命起源的事件应该是什么样子的呢？那就是在早期，地球上因为它含有大量的还原性的原始大气圈，比如说甲烷、氨气、水、氢气，还有原始的海洋，当早期地球上闪电作用把这些气体聚合成多种氨基酸，而这多种氨基酸，在常温常压下，它可能在局部浓缩，再进一步演化成蛋白质和其他的多糖类、以及高分子脂类，在一定的时候有可能孕发成生命，这就是米勒描述的生命进化的过程。 地球上的生命也许就产生在距今38亿年到40亿年之间，但是我们应该清醒的明白，我们距离揭开生命起源这一亘古之谜，还有一段遥远的科学历程。从无机物到有机物，到有机化合物到有机生命体的演化，同时还具有很多的偶然性，并不是有这种环境，有这种形成条件，它就能产生生命。有人曾经比喻说，这些无机物好像一个垃圾堆里面什么都有，塑料、塑料瓶子、铁，废弃金属、油，而生命，一个单细胞，就像一辆精美的奔驰车，在一阵台风过后，这些垃圾组装成了一个奔驰车。因此我们可以想像，这个生命起源的过程是非常非常地艰难。因此，也许我们在这个蓝色的星球，是生命的惟一的乐园，因此请保护我们的地球，珍惜地球上的生命，我们不能奢望地球上第二次的生命起源。 生命起源之说，第一个谜是生命的时间，起源的时间问题。在中世纪的西方，人们对《圣经》的上帝造人的故事是深信不疑的，在1650年，一位爱尔兰大主教根据圣经上所描述的，计算出上帝创世的确切时间是公元前4004年，而另一位牧师甚至把创世时间更加精确地计算到公元前4004年10月23号上午九点钟。也就是说，生命起源距今的话，是六千年前，这当然不是真的，而真的是什么呢？真的就是用科学的回答，科学是怎么回答这个生命起源的时间呢？那就是说用化石，是保存在岩石中的化石来回答。我们知道，生物死亡后，它们的遗迹在适当的条件下，就保存在岩石之中，我们把它们称作化石。地质历史中形成的岩层，就像一部编年史书，地球生物的演化历史，就深深埋藏在这些岩石之中，年代越久远的生物化石，就保存在岩层的最底层。 迄今为止，我们发现了最古老的生物化石是来自澳大利亚西部，距今约三十五亿年前的岩石，这些化石类似于现在的蓝藻，它是一些原始的生命，是肉眼看不见的。它的大小只有几个微米，到几十个微米，因此我们可以说，生命起源它不晚于三十五亿年。同时我们知道地球的形成年龄大约在46亿年前，有这两个数据我们就可以看到生命起源的年龄，大致可以界定在46亿年到35亿年之间。今天，随着科学的发展，地质学家认为，在地球形成的早期，地球受到了大量的小行星和陨石的撞击，它是不适合生命的生存。与其说当时地球上有生命，还不如说它在毁灭生命，因此地球上生命起源的时间，它不早于40亿年。另外，在格陵兰的38.5亿年的岩石中发现了碳，这个碳的话，我们知道，碳分两种，一个无机碳，一个有机碳。另外，这个碳的话，它有重碳和轻碳之分，因此我们可以根据这个碳之中的轻碳和重碳之比，就来可以推测这些碳的来源。科学家根据碳的同位素分析，推测这些碳它是有机碳，是来源于生物体。也就是说，这样我们把生命起源的时间大大缩短了，也就是在距今40亿年到38亿年之间，自从地球上生命起源之后，一直到现在45亿年，就是生生不息的生命演化史。 二十世纪四十年代以来，人类用天体物理的手段，在地球之外探测了近百种有机分子，像甲醛，氨基酸等等。其中两种天体可以与地球上的生命有关，它可能给地球带来生命或者有机分子，一个是彗星，一个是陨石。我们知道这两颗天体里边它含有大量的有机分子，比如我们把一些彗星称为脏雪球。它们不仅含有固态的水，还有氨基酸，铁类，乙醇、嘌呤、嘧啶等有机化合物，生命有可能在彗星上产生而带到地球上。或者在彗星和陨石撞击地球时，由这些有机分子经过一系列的合成而产生新的生命。当然这种胚种论也存在着不同的观念，它有两种致命的弱点，一个是生命是否能在宇宙中进行长期的迁移？还能不能够存活？我们知道天体之间的距离是以光年为计算的，天体之间交流可能需要成千上万年，从一个星球到了另外一个星球。那在这种真空里面，暴露在这种大量的宇宙射线之中，活的生命它是不是在千万年中还能够继续萌发呢？这是一个最大的问题，第二个从无机分子到有机化合物的过程，这种过程，比如说彗星上我们看到有机小分子形成，在地球上也能够形成，这是不用置疑的。 1859年，伴随着达尔文《物种起源》一书的问世，生物科学发生了前所未有的大变革，同时也为人类揭示生命起源这一千古之谜带来了一丝曙光，这就是现代的化学进化论。生命起源的化学进化论首先在1953年首先得到了一位美国的学者米勒的证实，既然你说地球早期温度都是比较高，又充满了很多还原性气体，还有水，那么我就把这些气体，把水放在一个瓶子里面，看看它是不能产生生命，或者产生有机化合物。米勒在1953年把氨气、氢气，还有水、一氧化碳放在一个密封的瓶子里面，在瓶子里面两头插上金属棒，完了通上电源，通过这个类似于闪电的作用，确实在几天之后产生了大量的氨基酸。那么就是说在地球上面，在闪电下，在常温下，也能成为无机分子，合成有机分子。我们知道，你氨基酸的话，是组成蛋白质的最重要的物质，可以说，组成生命起源最重要的物质。因此，米勒描述的生命起源的事件应该是什么样子的呢？那就是在早期，地球上因为它含有大量的还原性的原始大气圈，比如说甲烷、氨气、有水、有氢气，还有原始的海洋，当早期地球上闪电作用把这些气体聚合成多种氨基酸，而这多种氨基酸，在常温常压下，它可能在局部浓缩，再进一步演化成蛋白质，蛋白质和其他的多糖类，以及高分子脂类，在一定的时候有可能孕发成生命，这就是米勒描述的生命进化的过程。
大概你要的是什么档次的：中专、大专、本科、研究生。请说明！
宇宙就是天地万物的总称。宇宙一词最早出现于战国时代尸校的《尸子》一书中。尸佼认为：“上下四方曰宇，往古来今曰宙。”这样，我们可以知道“宇”是表示空间，“宙”是表示时间。空间和时间的概念，随着历史的演进而逐渐发展。宇宙的界限，随着天文学的进步而逐渐扩大。我们的祖先由于受条件的限制，只能用眼睛观测大地万物，因而错误地认为宇宙是有边界的，所以人们常说“近在眼前，远在天边”。虽然先祖关于宇宙边界的认识有失偏颇，但他们在2300多年前就巧妙地把时间和空间结合在一起，这一点是值得肯定的。而欧洲在中古以前，还是把空间与时间割裂开来的。关于宇宙的思想，我们的祖先要比当时的西方人丰富得多。随着科学技术的发展，观测工具日益先进，人们对宇宙的认识逐步加深，从太阳到太阳系，再扩展到银河系，河外星系、星系团、总星系。现已能观测到200多亿光年的宇宙深处，这个范围内包含了10亿个以上的星系。“物理宇宙”即从物理现象上进行解释的宇宙。它在空间上是无边无沿的，在时间上是无始无终的，部分为人们所见，即“观测到的宇宙”，大部分是人们的观测所不能及的。宇宙分为凝聚结构宇宙与耗散结构宇宙，凝聚结构的宇宙是无生命的宇宙，那时的宇宙是一个巨大的黑洞，所有的物质能量都向宇宙的核心收缩，慢慢的凝聚成一个巨大的物质能量团。这时的宇宙中的物质（质量体）转化成能量的速度远远的小于能量转化成物质的速度，所以宇宙便凝聚成一个超巨物质能量团。宇宙的这种状态并不能长久维持，当宇宙收缩到一定的程度后，由于其内部的温度与压强的升高，物质转化成能量的速度慢慢的变快，而能量转化成物质的速度慢慢的变慢，当这种变化到了一个临界点后，整个宇宙便发生逆转，逐渐物质转化成能量的速度远远的大于能量的速度，整个宇宙开始急剧澎涨，达到一定的程度后，宇宙便发生大爆炸，于是宇宙便开始释放与辐射能量，这便是耗散宇宙的开始，耗散宇宙便是生命宇宙。因此，宇宙是散则生，聚则死；而生命是聚则生，散则死。宇宙与生命是如此的辨证统一的。在以地球为中心的40万亿公里的范围内，没有第二个可供人类生存的星球了
从“奇点”始，大约在膨胀进行到10^-37秒时，产生了一种相变使宇宙发生暴涨，在此期间宇宙的膨胀是呈指数增长的。当暴涨结束后，构成宇宙的物质包括夸克－胶子等离子体，以及其他所有基本粒子。此时的宇宙仍然非常炽热，以至于粒子都在做着相对论性的高速随机运动，而粒子－反粒子对在此期间也通过碰撞不断地创生和湮灭，从而宇宙中粒子和反粒子的数量是相等的（宇宙中的总重子数为零）。直到其后的某个时刻，一种未知的违反重子数守恒的反应过程出现，它使夸克和轻子的数量略微超过了反夸克和反轻子的数量——超出范围大约在三千万分之一的量级上，这一过程被称作重子数产生。这一机制导致了当今宇宙中物质相对于反物质的主导地位。 随着宇宙的膨胀和温度进一步的降低，粒子所具有的能量也普遍逐渐下降。当能量降低到1太电子伏特（10^12eV）时产生了对称破缺，这一相变使基本粒子和基本相互作用形成了当今我们看到的样子。宇宙诞生的10^-11秒之后，大爆炸模型中猜测的成分就进一步减少了，因为此时的粒子能量已经降低到了高能物理实验所能企及的范围。10^-6秒之后，夸克和胶子结合形成了诸如质子和中子的重子族，由于夸克的数量要略高于反夸克，重子的数量也要略高于反重子。此时宇宙的温度已经降低到不足以产生新的质子－反质子对（类似地，也不能产生新的中子－反中子对），从而即刻导致了粒子和反粒子之间的质量湮灭，这使得原有的质子和中子仅有十亿分之一的数量保留下来，而对应的所有反粒子则全部湮灭。大约在1秒之后，电子和正电子之间也发生了类似的过程。经过这一系列的湮灭，剩余的质子、中子和电子的速度降低到相对论性以下，而此时的宇宙能量密度的主要贡献来自湮灭产生的大量光子（少部分来自中微子）。在大爆炸发生的几分钟后，宇宙的温度降低到大约十亿开尔文的量级，密度降低到大约空气密度的水平。少数质子和所有中子结合，组成氘和氦的原子核，这个过程叫做太初核合成。而大多数质子没有与中子结合，形成了氢的原子核。随着宇宙的冷却，宇宙能量密度的主要来自静止质量产生的引力的贡献，并超过原先光子以辐射形式的能量密度。在大约37.9万年之后，电子和原子核结合成为原子（主要是氢原子），而物质通过脱耦发出辐射并在宇宙空间中相对自由的传播，这个辐射的残迹就形成了今天的宇宙微波背景辐射。虽然宇宙在大尺度上物质几乎均一分布，但仍存在某些密度稍大的区域，因而在此后相当长的一段时间内这些区域内的物质通过引力作用吸引附近的物质，从而变得密度更大，并形成了气体云、恒星、星系等其他在今天的天文学上可观测的结构。这一过程的具体细节取决于宇宙中物质的形式和数量，其中形式可能有三种：冷暗物质、热暗物质和重子物质。来自WMAP的目前最佳观测结果表明，宇宙中占主导地位的物质形式是冷暗物质，而其他两种物质形式在宇宙中所占比例不超过18%。另一方面，对Ia型超新星和宇宙微波背景辐射的独立观测表明，当今的宇宙被一种被称作暗能量的未知能量形式主导着，暗能量被认为渗透到空间中的每一个角落。观测显示，当今宇宙的总能量密度中有72%的部分是以暗能量这一形式存在的。根据推测，在宇宙非常年轻时暗能量就已经存在，但此时的宇宙尺度很小而物质间彼此距离很近，因而在那时引力的效果显著从而减缓了宇宙的膨胀。但经过了几十上百亿年的膨胀，不断增长的暗能量开始让宇宙膨胀缓慢加速。表述暗能量的最简洁方法是在爱因斯坦引力场方程中添加所谓宇宙常数项，但这仍然无法回答暗能量的构成、形成机制等问题，以及与此伴随的一些更基础问题：例如关于它状态方程的细节，以及它与粒子物理学中标准模型的内在联系，这些未解决的问题仍然有待理论和实验观测的进一步研究。所有在暴涨时期以后的宇宙演化，都可以用宇宙学中的ΛCDM模型来非常精确地描述，这一模型来自广义相对论和量子力学各自独立的框架。如前所述，目前还没有广泛支持的模型能够描述大爆炸后大约10^-15秒之内的宇宙，一般认为需要一个统合广义相对论和量子力学的量子引力理论来突破这一难题。如何才能理解这一极早期宇宙的物理图景是当今物理学的最大未解决问题之一。 宇宙最开始，没有物质只有能量，大爆炸后物质由能量转换而来（质能转换E=mcc），当代粒子物理学告诉我们，在足够高的温度下（称为“阈温”），物质粒子可以由光子的碰撞产生出来。下面是宇宙物质进化的详细过程：宇宙诞生第1/10000秒（时标），温度达几十万亿开，大于强子和轻子的阈温，光子碰撞产生正反强子和正反轻子，同时其中也有湮灭成光子。在达到平衡状态时，粒子总数大致于光子总数相等，未经湮灭的强子破碎为“夸克”，此时夸克处于没有任何相护作用的“渐进自由状态”。宇宙中的粒子品种有：正反夸克，正反电子，正反中微子。最后，有十亿分之一的正粒子存留下来 。时标0.01秒温度1000亿开，小于强子阈温大于轻子阈温。光子产生强子的反应已经停止，强子不再破碎为夸克，质子中子各占一半，但由于正反质子正反中子不断湮灭，强子数量减少。中子与质子不断相护转化，到1.09秒时，温度100亿开，质子：中子=76：24 。 时标13.82秒，温度小于30亿开，物质被创造的任务完成。中子衰变现象出现，衰变成质子加电子加反中微子。这时质子：中子=83：17 。时标3分46秒，温度9亿开，反粒子全部湮灭，光子：物质粒子=10亿：1，中子不在衰变，质子：中子=87：13（一直到现在）；这时出现了一个非常重要的演化：由2个质子和2个中子生成1个氦原子核，中子因受核力约束而保存下来。宇宙进入核合成时代。（如果没有氦核产生，中子将全部衰变，也没有以后其它的原子核）。时标30万—70万年，温度4000—3000开，能量和物质处于热平衡状态。开始出现稳定的氢氦原子核，宇宙进入复合时代。在后期宇宙逐步转变为以物质为主的时代。（光子随着温度的降低而可以自由穿行，即今天的3开宇宙背景辐射！）。时标4亿—5亿年，温度100开。物质粒子开始凝聚，引力逐渐增大，度过“黑暗时代”后，第一批恒星星系形成。随着第一批恒星的形成，原子在恒星的内部发生了核聚变反应，进而出现了氦，炭、氧、镁，铁等元素原子核。核聚变是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。 时标145亿年后的今天我们所能够看到地球就是这个样子，500秒前太阳的样子，4.3年前比邻星的样子，27年前织女星的样子，10万年前太阳系的边界，等。
宇宙之起源 宇宙是广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。 宇宙是物质世界，它处于不断的运动和发展中。《淮南子·原道训》 注：“四方上下曰宇，古往今来曰宙，以喻天地。”即宇宙是天地万物的总称。千百年来，科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的。直到今天，科学家们才确信，宇宙是由大约150亿年前发生的一次大爆炸形成的。在爆炸发生之前，宇宙内的所存物质和能量都聚集到了一起，并浓缩成很小的体积，温度极高，密度极大，瞬间产生巨大压力,之后发生了大爆炸。大爆炸使物质四散出去，宇宙空间不断膨胀，温度也相应下降，后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命，都是在这种不断膨胀冷却的过程中逐渐形成的。 然而，大爆炸而产生宇宙的理论尚不能确切地解释，“在所存物质和能量聚集在一点上”之前到底存在着什么东西？ “大爆炸理论”是伽莫夫于1946年创建的。 关于宇宙是如何起源的？空间和时间的本质是什么？这是从2000多年前的古代哲学家到现代天文学家一直都在苦苦思索的问题。经过了哥白尼、赫歇尔、哈勃的从太阳系、银河系、河外星系的探索宇宙三部曲，宇宙学已经不再是幽深玄奥的抽象哲学思辨，而是建立在天文观测和物理实验基础上的一门现代科学。 直到20世纪，出现了两种“宇宙模型”比较有影响。一是稳态理论，一是大爆炸理论。20世纪20年代后期，爱德温·哈勃发现了红移现象，说明宇宙正在膨胀。20世纪60年代中期，阿尔诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊（Robert Wilson）发现了“宇宙微波背景辐射”。这两个发现给大爆炸理论以有力的支持。现在，大爆炸理论广泛地为人们所接受。 大爆炸理论 现代宇宙系中最有影响的一种学说，又称大爆炸宇宙学。与其他宇宙模型相比，它能说明较多的观测事实。它的主要观点是认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化历程。在这个时期里，宇宙体系并不是静止的，而是在不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化。这一从热到冷、从密到稀的过程如同一次规模巨大的爆发。根据大爆炸宇宙学的观点，大爆炸的整个过程是：在宇宙的早期，温度极高，在100亿度以上。物质密度也相当大，整个宇宙体系达到平衡。宇宙间只有中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。但是因为整个体系在不断膨胀，结果温度很快下降。当温度降到10亿度左右时，中子开始失去自由存在的条件，它要么发生衰变，要么与质子结合成重氢、氦等元素；化学元素就是从这一时期开始形成的。温度进一步下降到100万度后，早期形成化学元素的过程结束（见元素合成理论）。宇宙间的物质主要是质子、电子、光子和一些比较轻的原子核。当温度降到几千度时，辐射减退，宇宙间主要是气态物质，气体逐渐凝聚成气云，再进一步形成各种各样的恒星体系，成为我们今天看到的宇宙。大爆炸模型能统一地说明以下几个观测事实： （1）大爆炸理论主张所有恒星都是在温度下降后产生的，因而任何天体的年龄都应比自温度下降至今天这一段时间为短，即应小于200亿年。各种天体年龄的测量证明了这一点。 （2）观测到河外天体有系统性的谱线红移，而且红移与距离大体成正比。如果用多普勒效应来解释，那么红移就是宇宙膨胀的反映。 （3）在各种不同天体上，氦丰度相当大，而且大都是30%。用恒星核反应机制不足以说明为什么有如此多的氦。而根据大爆炸理论，早期温度很高，产生氦的效率也很高，则可以说明这一事实。 （4）根据宇宙膨胀速度以及氦丰度等，可以具体计算宇宙每一历史时期的温度。大爆炸理论的创始人之一伽莫夫曾预言，今天的宇宙已经很冷，只有绝对温度几度。1965年，果然在微波波段上探测到具有热辐射谱的微波背景辐射，温度约为3K。 大爆炸理论认为，宇宙起源于一个单独的无维度的点，即一个在空间和时间上都无尺度但却包含了宇宙全部物质的奇点。至少是在120～150亿年以前，宇宙及空间本身由这个点爆炸形成。 目前学术界影响较大的“大爆炸宇宙论”是1927年由比利时数学家勒梅特提出的，他认为最初宇宙的物质集中在一个超原子的“宇宙蛋”里，在一次无与伦比的大爆炸中分裂成无数碎片，形成了今天的宇宙。1948年，俄裔美籍物理学家伽莫夫等人，又详细勾画出宇宙由一个致密炽热的奇点于150亿年前一次大爆炸后，经一系列元素演化到最后形成星球、星系的整个膨胀演化过程的图像。但是该理论存在许多使人迷惑之处。 宏观宇宙是相对无限延伸的。“大爆炸宇宙论”关于宇宙当初仅仅是一个点，而它周围却是一片空白，即将人类至今还不能确定范围也无法计算质量的宇宙压缩在一个极小空间内的假设只是一种臆测。况且从能量与质量的正比关系考虑，一个小点无缘无故地突然爆炸成浩瀚宇宙的能量从何而来呢？ 人类把地球绕太阳转一圈确定为衡量时间的标准——年。但宇宙中所有天体的运动速度都是不同的，在宇宙范围，时间没有衡量标准。譬如地球上东西南北的方向概念在宇宙范围就没有任何意义。既然年的概念对宇宙而言并不存在，大爆炸宇宙论又如何用年的概念去推算宇宙的确切年龄呢？ 1929年，美国天文学家哈勃提出了星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律，并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。哈勃定律只是说明了距离地球越远的星系运动速度越快--星系红移量与星系距离呈正比关系。但他没能发现很重要的另一点--星系红移量与星系质量也呈正比关系。 宇宙中星系间距离非常非常遥远，光线传播因空间物质的吸收、阻挡会逐渐减弱，那些运动速度越快的星系就是质量越大的星系。质量大，能量辐射就强，因此我们观察到的红移量极大的星系，当然是质量极大的星系。这就是被称作“类星体”的遥远星系因质量巨大而红移量巨大的原因。另外那些质量小、能量辐射弱的星系（除极少数距银河系很近的星系，如大、小麦哲伦星系外）则很难观察到，于是我们现在看到的星系大多呈红移。而银河系内的恒星由于距地球近，大小恒星都能看到，所以恒星的红移紫移数量大致相等。 导致星系红移多紫移少的另一原因是：宇宙中的物质结构都是在一定范围内围绕一个中心按圆形轨迹运动的，不是像大爆炸宇宙论描述的从一个中心向四周作放射状的直线运动。因此，从地球看到的紫移星系范围很窄，数量极少，只能是与银河系同一方向运动的，前方比银河系小的星系；后方比银河系大的星系。只有将来研制出更高分辨程度的天文观测仪器才能看到更多的紫移星系。 宇宙中的物质分布出现不平衡时，局部物质结构会不断发生膨胀和收缩变化，但宇宙整体结构相对平衡的状态不会改变。仅凭从地球角度观测到的部分（不是全部）可见星系与地球之间距离的远近变化，不能说明宇宙整体是在膨胀或收缩。就像地球上的海洋受引力作用不断此涨彼消的潮汐现象并不说明海水总量是在增加或减少一样。 1994年，美国卡内基研究所的弗里德曼等人，用估计宇宙膨胀速率的办法计算宇宙年龄时，得出一个80～120亿年的年龄计算值。然而根据对恒星光谱的分析，宇宙中最古老的恒星年龄为140～160亿年。恒星的年龄倒比宇宙的年龄大。 1964年，美国工程师彭齐亚斯和威尔逊探测到的微波背景辐射，是因为布满宇宙空间的各种物质相互之间能量传递产生的效果。宇宙中的物质辐射是时刻存在的，3K或5K的温度值也只是人类根据自己判断设计的一种衡量标准。这种能量辐射现象只能说明宇宙中的物质由于引力作用，在大尺度空间整体分布的相对均匀性和星际空间里确实存在大量我们目前还观测不到的“暗物质”。 至于大爆炸宇宙论中的氦丰度问题，氦元素原本就是宇宙中存在的仅次于氢元素的数量极丰富的原子结构，它在空间的百分比含量和其它元素的百分比含量同样都属于物质结构分布规律中很平常的物理现象。在宇宙大尺度范围中，不仅氦元素的丰度相似，其余的氢、氧……元素的丰度也都是相似的。而且，各种元素是随不同的温度、环境而不断互相变换的，并不是始终保持一副面孔，所以微波背景辐射和氦丰度与宇宙的起源之间看不出有任何必然的联系。 大爆炸宇宙论面临的难题还有，如果宇宙无限膨胀下去，最后的结局如何呢？德国物理学家克劳修斯指出，能量从非均匀分布到均匀分布的那种变化过程，适用于宇宙间的一切能量形式和一切事件，在任何给定物体中有一个基于其总能量与温度之比的物理量，他把这个物理量取名为“熵”，孤立系统中的“熵”永远趋于增大。但在宇宙中总会有高“熵”和低“熵”的区域，不可能出现绝对均匀的状态。所以，那种认为由于“熵”水平的不断升高而达到最大值时，宇宙就会进入一片死寂的永恒状态，最终“热寂”而亡的结局，是把我们现在可观测到的一部分宇宙范围当作整个宇宙的误识。 根据天文观测资料和物理理论描述宇宙的具体形态，星系的形态特征对研究宇宙结构至关重要，从星系的运动规律可以推断整个宇宙的结构形态。而星系共有的圆形旋涡结构就是整个宇宙的缩影，那些椭圆、棒旋等不同的星系形态只是因为星系年龄和观测角度不同而产生的视觉效果。 奇妙的螺旋形是自然界中最普遍、最基本的物质运动形式。这种螺旋现象对于认识宇宙形态有着重要的启迪作用，大至旋涡星系，小至DNA分子，都是在这种螺旋线中产生。大自然并不认可笔直的形式，自然界所有物质的基本结构都是曲线运动方式的圆环形状。从原子、分子到星球、星系直到星系团、超星系团无一例外，毋庸置疑，浩瀚的宇宙就是一个大旋涡。因此，确立一个“螺旋运动形态宇宙模型”，比那种作为所有物质总和的“宇宙”却脱离曲线运动模式而独辟蹊径，以直线运动方式从一个中心向四面八方无限伸展的“大爆炸宇宙模型”，更能体现真实的宇宙结构形 还有一点，大爆炸是循环的，有科学家声称:宇宙现在的膨胀达到极点时将又发生一场大爆炸。如同黑洞的形成过程一样，宇宙将变成一个高密度、小体积的球体。缩小到一定程度后，将再次发生大爆炸。根据能量守恒定律，宇宙的能量并没有消亡。但是，却没有人能解释，大爆炸每次循环时间、空间、分子结构等等，都是像上次一样（几百几千亿年以后，又有太阳系，又有地球，又有中国，又有你），还是重新排列（光凭空可以弯曲） 稳态理论 宇宙起源的问题有点像这个古老的问题：是先有鸡呢，还是先有蛋。换句话说，就是何物创生宇宙，又是何物创生该物呢？也许宇宙，或者创生它的东西已经存在了无限久的时间，并不需要被创生。直到不久之前，科学家们还一直试图回避这样的问题，觉得它们与其说是属于科学，不如说是属于形而上学或宗教的问题，然而，人们在过去几年发现，科学定律甚至在宇宙的开端也是成立的。在那种情形下，宇宙可以是自足的，并由科学定律所完全确定。 关于宇宙是否并如何启始的争论贯穿了整个记载的历史。基本上存在两个思想学派。许多早期的传统，以及犹太教、基督教和伊斯兰教认为宇宙是相当近的过去创生的。(十七世纪时邬谢尔主教算出宇宙诞生的日期是公元前4004年，这个数目是由把在旧约圣经中人物的年龄加起来而得到的。)承认人类在文化和技术上的明显进化，是近代出现的支持上述思想的一个事实。我们记得那种业绩的首创者或者这种技术的发展者。可以如此这般地进行论证，即我们不可能存在了那许久；因为否则的话，我们应比目前更加先进才对。事实上，圣经的创世日期和上次冰河期结束相差不多，而这似乎正是现代人类首次出现的时候。 另一方面，还有诸如希腊哲学家亚里斯多德的一些人，他们不喜欢宇宙有个开端的思想。他们觉得这意味着神意的干涉。他们宁愿相信宇宙已经存在了并将继续存在无限久。某种不朽的东西比某种必须被创生的东西更加完美。他们对上述有关人类进步的诘难的回答是：周期性洪水或者其他自然灾难重复地使人类回到起始状态。 两种理论的比较 两种学派都认为，宇宙在根本上随时间不变。它要么以现在形式创生，要么以今天的样子维持了无限久。这是一种自然的信念，由于人类生命——整个有记载的历史是如此之短暂，宇宙在此期间从未显著地改变过。在一个稳定不变的宇宙的框架中，它是否已经存在了无限久或者是在有限久的过去诞生的问题，实在是一种形而上学或宗教的问题：任何一种理论都对此作解释。1781年哲学家伊曼努尔·康德写了一部里程碑式的，也是非常模糊的著作《纯粹理性批判》。他在这部著作中得出结论，存在同样有效的论证分别用以支持宇宙有一个开端或者宇宙没有开端的信仰。正如他的书名所提示的，他是简单地基于推理得出结论，换句话说，就是根本不管宇宙的观测。毕竟也是，在一个不变的宇宙中，有什么可供观测的呢？ 然而在十九世纪，证据开始逐渐积累起来，它表明地球戏及宇宙拭其他部分事实上是随时间而变化的。地学家们意识到岩石以及其中的化石的形成需要花费几亿甚至几十亿年的时间。这比创生论者计算的地球年龄长得太多了。由德国物理学家路德维希·玻尔兹曼提出的所谓热力学第二定律还提供了进一步的证据，宇宙中的无序度的总量（它是由称为熵的量所测量的）总是随时间而增加，正如有关人类进步的论证，它暗示只能运行了有限的时间，否则的话，它现在应已退化到一种完全无序的状态，在这种状态下万物都牌相同的温度下。 稳恒宇宙思想所遭遇到的另外困难是，根据牛顿的引力定律，宇宙中的每一颗恒星必须相互吸引。如果是这样的话，它们怎么能维持相互间恒定距离，并且静止地停在那里呢？ 牛顿晓得这个问题。在一封致当时一位主要哲学家里查德·本特里的信中，他同意这样的观点，即有限的一群恒星不可能静止不动，它们全部会落某个中心点。然而，他论断道，一个无限的恒星集合不会落到一起，由于不存在任何可供它们落去的中心点。这种论证是人们在谈论无限系统时会遭遇到的陷阱的一个例子。用不同的方法将从宇宙的其余的无限数目的恒星作用到每颗恒星的力加起来，会对恒星是否维持恒常距离给出不同的答案。我们现在知道，其正确的步骤是考虑恒星的有限区域，然后加上在该区域之外大致均匀分布的更多恒星。恒星的有限区域会落到一起，而按照牛顿定律，在该区域外加上更多的恒星不能阻止其坍缩。这样，一个恒星的无限集合不能处于静止不动的状态。如果它们在某一时刻不在作相对运动，它们之间的吸引力会引起它们开始朝相互方向落去。另一种情形是，它们可能正在相互离开，而引力使这种退行速度降低。 新的怀疑 长期以来，“大爆炸”宇宙诞生理论一直被天文学界普遍认同，但近期哈勃太空望远镜拍摄的宇宙深处的照片却让科学家们对“大爆炸”理论打上了一个重重的问号。 “哈勃”太空望远镜本次拍摄到了一些宇宙深处的星体，这些星体大概形成于宇宙诞生后的5亿年内（约130亿年前）。然而，这些星体的数量却远远少于科学家们原来的估计。 哈勃拍摄的这些照片可以说明以下二点：要么大爆炸发生后恒星物质的形成并没有科学家们原来设想的那么积极，这并不符合现阶段通行的理论；要么当时的物理环境与现在的截然不同。 由安德鲁·邦克博士领导的英国科学家小组在对哈勃拍摄的照片研究后得出了上述令人吃惊的结论。目前，安德鲁-邦克博士要求美国宇航局继续利用“哈勃”望远镜并对其进行升级来进行更深入的研究，以便于解开上述这些迷惑。 根据许多科学家数十年来一贯支持的大爆炸理论，我们的宇宙大约诞生于140亿年前。按照该理论的解释，宇宙形成于140亿年前一个体积极小且密度极大的物质的爆炸，爆炸发生后喷发出物质微粒和能量，也正是从那时起才开始产生了时间和空间、质量和能量。在大爆炸发生前，既没有物质，也没有能量，当然也没有生命。 近年来，大爆炸理论已经不止一次地遭受科学家们的种种怀疑。 太阳系的形成 太阳系是由受太阳引力约束的天体组成的系统，它的最大范围可延伸到约1光年以外。太阳系的主要成员有：太阳（恒星）、八大行星（包括地球）、无数小行星、众多卫星（包括月亮），还有彗星、流星体以及大量尘埃物质和稀薄的气态物质.在太阳系中，太阳的质量占太阳系总质量的99.8%，其它天体的总和不到太阳系的0.2%。太阳是太阳系的中心天体，它的引力控制着整个太阳系，使其它天体绕太阳公转，太阳系中的八大行星（水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星）都在接近同一平面的近圆轨道上，朝同一方向绕太阳公转（金星例外）。 轮回 .........归一返无，返一归无，有灭有起，方是轮回，返无归一，归无返一，有灭有起，方是轮回，归一返无，返一归无.........
没感觉！现在有点难。