地质与矿产131地质学

除了巨大的冰质量，一些地质特征，如微不足道的地震活动，陨石在冰消融表面的局部集中，以及俯冲过程通过微大陆的聚集导致了南极洲西部的形成(Ricci et al. 2001)，将南极洲与其他大陆区分开来。与其他大陆位于具有建设性和破坏性边缘的板块不同，南极洲完全被海洋包围，处于不断扩张的板块中岩石圈板块．在过去的100 Ma中，大陆相对于南极占据了一个相当稳定的位置。这是一个重要的特点，因为这意味着南极洲的气候变化主要反映了全球的变化。raybet雷竞技最新

尽管由于缺乏岩石露头而存在困难(南极洲约有33.1万平方公里的无冰区，不到大陆面积的3%)，但南极洲的地质和演变正变得相当为人所知(例如，Splettstoesser和Dreschoff 1990;LeMasurier和Thomson 1990;Tingey 1991;Thomson等，1991;树桩1995;里奇1997;J.B.Anderson 1999)。大陆的广泛结构与古大陆的合并(约500-550 Ma前)和分裂(约150 Ma前)有关冈瓦纳大陆以及早期的大陆。南极洲曾经是冈瓦纳大陆的中心基石，它还包括南美洲、非洲、马达加斯加、阿拉伯、锡兰、印度、澳大利亚和新西兰。冈瓦纳断裂后，大陆块体分散，南极洲向极地纬度漂移。由于它的中心位置的超大陆主要的地质构造，特别是南极造山腰带，比如横贯山脉是南美洲、非洲和澳大利亚类似结构单元的延伸(Ricci 1991)。许多古生物学和古环境证据表明冈瓦纳大陆块体具有共同的历史。化石蕨类植物舌蕨和食草爬行动物水龙是生活在这些大陆上的生物，直到180 Ma以前(Crame 1989;哎呀1989;Olivero等，1991;起重机械1992)。大陆从南极洲漂移的时期通过南极周围海洋盆地的海洋沉积物年龄得到了很好的记录(Ricci et al. 2001)。

三个主要的事件(Storey 1995)已经确定在分手冈瓦纳超大陆(图2)最初的裂谷作用导致了西部(南美洲和非洲)和东部冈瓦纳大陆(南极洲、澳大利亚、印度和新西兰)之间的海道的形成;在第二阶段(约120-130 Ma前)，南美洲和南极洲从非洲-印度板块分离，最后，澳大利亚和新西兰从南极洲分离(约60 Ma前)。与此同时，南极洲已经漂到了极点;南极半岛与南美洲的分离(大约25-30 Ma前)，德雷克海峡的开通，是冈瓦纳大陆分裂的最后事件。南部山毛榉(Nothofagus)和西摩岛(Seymour Island，南极半岛;弗朗西斯1991)。德雷克海峡的形成导致了南极大陆的孤立，随着建立

图2所示。冈瓦纳超大陆分裂主要阶段的示意图

西风带绕极海洋环流和南极冰盖的形成。

南极洲的总体构造格局以前寒武纪火成岩和古盾构为特征变质岩在南极洲东部。这个盾牌由几个马厩组成克拉通由较年轻的活动带隔开，太平洋一侧有较年轻的造山岩(Tingey 1991)。南极洲东部沿海地区的岩石露头多为变质岩和次级火成岩和沉积岩。类似的冈瓦纳序列，包括泥盆纪到三叠纪沉积岩(Beacon超群)和侏罗纪大陆费拉尔超群，在印度和南半球大陆露头。Beacon沉积物包含砂岩、页岩和含煤二叠纪地层的砾岩，其特征是植物、鱼类和pali -nomorph组合，与澳大利亚东部和Gondwanaland其他地区的植物、鱼类和pali -nomorph组合相关(Truswell 1991)。同样地，费拉尔超群白云岩提供了与澳大利亚塔斯马尼亚岛和南非卡鲁白云岩相似的岩石之间存在联系的证据。恩德比地的Napier杂岩由非常古老的岩石(约3,900 Ma)组成，其矿物组合表明温度非常高(约1,000°C;Ricci et al. 2001)。南极横贯山脉以火成岩和沉积岩成因的次级或零星变质岩构成基底或并入厚的远洋层序(主要为前寒武纪和古生代浊积岩)。这些岩石在寒武—奥陶世发生了变形、变质和侵入造山运动．

西南极洲由几个与南美洲有着共同历史的微板块组成。这段历史可以追溯到显生宙(<600 Ma)，其中最古老的火成岩和变质基底岩下有可能是古生代和中生代的沉积和火山序列。在辐射测量的基础上，可以追踪到两个与太平洋边缘亚平行的造山带:埃尔斯沃斯造山带和安第斯造山带。产于元古代片麻岩和片岩，部分火成岩和变质岩埃尔斯沃思地而且玛丽·伯德地．火山和深成岩构成了南极半岛和南美洲最南端的安第斯山脉的大部分。从中第三纪开始的火山活动一直持续到最近，历史上火山活动在南桑威奇群岛发生过，最近在南极半岛北端的欺骗岛和桥人岛也发生过。南极洲其他地方的火山活动与新生代期间南极洲西部的主要裂谷有关(LeMasurier和Rex 1991)。裂谷系统在其向极地的一侧被横贯南极山脉的太平洋一侧所包围，在南极洲西部有一条从罗斯海西部延伸到埃尔斯沃斯大陆的裂谷。在裂谷的另一侧，南极横断山脉是大约50 Ma前开始的快速隆起的产物。火山活动从巴莱尼群岛一直向南延伸到斯科特冰川顶端的岳利山。的

图3所示。麦克默多海峡和维多利亚地北部主要火山地区的示意图

罗斯海西部的恐怖裂谷延伸在埃里伯斯山和墨尔本山活火山和火山岩之间，统称为麦克默多火山岩(粗层岩的组合，橄榄石玄武岩和音岩;哈林顿1958)，出现在麦克默多海峡地区和维多利亚地北部(图3)。

1.3.2地球化学异常与矿产资源

在上述报告安排的基础上板块，有人假设，曾经与其他大陆矿藏并列的南极洲区域可能含有类似的矿物和/或碳氢化合物资源(de Wit 1985)。然而，大多数对潜在矿产财富的宣称仅仅是推测，因为它们是基于对大陆的肤浅比较，没有充分的了解地质环境和过程(Hansom和Gordon 1998)。对比地质结构南极洲和世界其他地方的地体应该考虑相同年代的岩石，即相同的大陆改造。这是一项艰巨的任务，因为南极洲是由来自超级大陆比冈瓦纳大陆还要古老，并列的部分现在广泛分散在南北半球。大陆改造不仅与超过180-500 Ma的南极地体(即冈瓦纳大陆的年龄)无关，而且与最近形成的南极半岛等地区无关。像其他大陆一样，南极洲也有地球化学异常和矿藏(金属、非金属、石油、天然气、煤炭)可以被开发的地区，但它们的位置基本上是未知的。此外,南极条约该制度是一项独特的国际协定，防止(至少在不久的将来)开采矿藏。

几家石油公司在20世纪70年代(Auburn 1982)进行了勘探，并声称拥有南极洲的矿产财富。1981年，在《南极条约系统》的框架内，提出了一项管制矿物开采的建议。《南极矿物资源活动管制公约》(CRAMRA)在6年的时间里经过12次会议和多次非正式协商，最终定稿(ATCP 1988)。在谈判期间，采矿活动可能对环境造成的影响，以及安弗斯岛附近的巴伊亚·帕莱索号的沉没和燃料泄漏引起了公众的关注。非政府组织促成了一些国家决定阻止CRAMRA，并支持禁止在南极洲采矿活动。雷竞技手机版app虽然《公约》从未得到批准，但它为全面保护海洋生物的谈判提供了重要的基础和动力南极环境(寒冷的1992;弗兰西奥尼1993)。1991年10月，协商国通过了《南极条约环境保护议定书》(《马德里议定书》;ATCP

1992年)，无限期禁止所有矿物活动。这项禁令可在50年后或之前进行审查，如果各方达成共识的话。今后，寻求协商国地位的国家将被要求批准《马德里议定书》。

评估南极生态系统中生物和非生物成分中的金属浓度是本书的目标之一，因此，似乎应该提及受地球化学异常影响的大陆地区，这些异常可能会增加淡水、土壤和生物中某些元素的自然浓度(图4)。总的来说，人们认为西澳大利亚的金、镍、铀、铜和铁矿以及银、铅、铅、铜和铁的矿床。澳大利亚中部的铜和锌继续在南极洲东部(威尔克斯地和特雷·阿德利;Willan et al. 1990)。400米厚的曝光条带状含铁在南极洲东部的Ruker山(查尔斯王子山脉，威尔克斯地和恩德比地之间)发现了岩层(含铁量约32%)。航磁调查显示，铁异常向西延伸约180公里(Rowley et al. 1991)。Vestfold Hills (Ravich et al. 1982)有大量不稳定的带状铁岩石，Enderby Land (Neumann Nunatak)有其他含铁岩石。

图4所示。南极主要金属矿床示意图

Dronning Maud Land(有时与铜和铅含量低有关;Rowley et al. 1983)。

横越南极山脉的Ferrar超群由Dufek地块(彭萨科拉山脉)的辉岩侵入体组成，在裸露的顶层显示铁钛氧化物和铜铁硫化物(Ford 1990)。人们还推测，在这些岩石未暴露的中间部分存在铂族矿物。分层火成岩侵入在维多利亚地也发现了类似杜菲克山脉的岩石(Hamilton 1964)。

南极半岛通常被认为是南极洲最重要的矿产资源区之一，因为它的地质和地质条件构造背景与南美洲安第斯山脉相似，后者蕴藏着世界上最大的铜、锑、锡、钼、银、铅、铁、钨、锌和金矿。在半岛的西北部和周围的岛屿，如乔治国王岛，南设得兰群岛Anvers群岛(图4);然而，这些资源的潜力是未知的(Pride et al. 1990)。

厚煤层在查尔斯王子山脉、维多利亚地、威德尔海海岸的Beacon Supergroup的二叠纪砂岩中，特别是在南极横贯山脉(Coates et al. 1990;Rowley et al. 1991)。

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