黄波，杨涛 | 全球螺旋构造、成矿预测与应用研究
螺旋论几乎涉及了所有的学科，螺旋论的论点，必定会在国内外学术界引起广泛关注和激烈地争论，也必将在不断地争论中得以完善，辟出一条推动科学发展的新路。[资料来源于《地球形成及构造新说-螺旋论》]
本期推荐贵州理工学院杨涛、黄波科研团队在螺旋构造、成矿预测与应用的研究进展情况。已有多篇论文分别发表在《有色金属（矿山部分）》、《大地构造与成矿学》、《矿产与地质》、《地质与资源》等多家专业科技核心期刊上。
引文格式：
徐伟钧,黄波,范中学. 贵州省大地构造特征分析[J].有色金属(矿山部分), 2018,70(6):79-82.
XU Weijun, HUANG Bo, FAN Zhongxue. Analysison geostructural characteristics of Guizhou province[J]. NonferrousMetals(Mining Section), 2018,70(6):79-82.
曹其琛,黄波,杨涛,等. 再论贵州省大地构造特征[J]. 有色金属(矿山部分), 2019,71(6):59-65.
CAO Qichen, HUANG Bo,YANG Tao, et al. Furtherdiscussion on the tectonic characteristics of Guizhou province[J]. Nonferrous Metals(Mining Section), 2018,71(6):59-65.
马力克,杨涛,黄波,等. 贵州省矿产资源成矿背景分析[J]. 有色金属(矿山部分), 2020,72(6):65-74.
MA Like,YANG Tao,HUANG Bo, et al. Analysis of the metallogenic background of mineral resources in Guizhouprovince[J]. Nonferrous Metals(Mining Section), 2020,72(6):65-74.
杨涛,黄波. 青藏高原安多地区找矿潜力分析[J]. 有色金属(矿山部分), 2021,73(2):73-82.
YANG Tao, HUANG Bo. Analysis ofprospecting potential in Anduo area of Qinghai-Tibet Plateau[J]. NonferrousMetals(Mining Section), 2021,73(2):73-82.
赵胜利,黄波,杨涛,等. 安哥拉Bonga矿区双稀矿床特征分析[J].有色金属(矿山部分), 2021,73(3):72-80.
ZHAOShengli , HUANG Bo, YANG Tao, et al. Geological characteristics ofrare and rare earth metal deposits in Bonga mining area, Angola[J]. Nonferrous Metals(Mining Section),2021,73(3):72-80.
“大爆炸宇宙论”和“相对论”认为物质伴随的能量（场）造就了运动的绝对性（E=mc2），电子围绕原子核旋转、原子核与电子等的自旋是内外因作用下不断调整圆心、半径和速度的圆（弧）周运动，是目前已知最小螺旋运动，形成了从电子绕核、DNA的双螺旋结构到银河系普遍的运动方式（任纪舜，2016）（狭义螺旋），是物质与能量的时空反映（广义螺旋）。螺旋构造是地壳前期螺旋运动产生的遗迹，地球上诸多大型山系，从阿尔卑斯、扎格罗斯、喜马拉雅到中南半岛，美洲西海岸的科迪勒拉、安第斯等，多具明显的弧形或螺旋结构；再如东南亚的班达海、西印度群岛的加勒比海及其周围火山岛弧（图1，来源于谷歌地图）（李东旭，2003），多为中新生代螺旋运动的产物（印支—燕山、喜山—新构造、沉积与岩浆等作用，覆盖或改造、叠加了前期构造形迹，奠定了以中新生代Pangaea为主的演化旋回）。
1）地球螺旋产生原理：地表主要作用力为引力F1和自转动力F2，二者合力即为自转偏向力（图2左），赤道上F1与F2垂直，主要为自转动力F2（自转离心力）；随着纬度增加至中纬度，F2减小，方向不变，F1大小不变，方向由横向往纵向过渡，带动Fб指向近似同心圆状的30°附近，形成了大致的螺旋中心与中低纬度螺旋单元；从中高纬度分界到极地附近，F2向趋近于零，主要表现为自球引力F1，形成极地螺旋（图2中）；螺旋单元上应力为相互垂直的旋转动力和向心挤压力（图2右），形成地表常见的压扭性或弧形构造甚至完整的小型螺旋，李四光等（1957）、李东旭等（2003、2019）及任纪舜 等（2016）在野外长期观察到的压扭状、弧形（局部螺旋）或环状、莲花状等构造（完整小型螺旋），从而提出旋卷或旋扭构造。同样，地幔软流圈也会发生螺旋对流，与英国地质学家Holmes(1928）等提出的“地幔对流”对应 ，经过地球数十亿年调整，形成软流圈与地壳的“壳幔耦合”螺旋体系，与李东旭（2003）、杨志华（1999）认为大洋岩石圈运动与有关构造对应。
2）全球12个主体螺旋：理论上低中纬度螺旋在南北向长度从赤道到中高纬度分界，相当于地球半径R，对应螺旋中心在30°附近，其东西向长度与南北向相近，相应多个螺旋中心在东西向长度为地球半径的5.4倍（2πRcos30°≈5.4R），由于地壳不均匀性产生的螺旋差异，使低中纬度螺旋达到5个时为最佳平衡，加上极地螺旋，形成了全球12个主体螺旋与若干小微型螺旋组合（图3）。
随着螺旋构造的产生，对原有构造不断调整，经过数亿年后产生新螺旋和演化旋回，与毛德宝等（2001）、李文渊（2012）认为地球从太古代—中新生代最少经历了7次超大陆构造演化旋回，如新元古代的Rodinia、古生代的Gondwana与中新生代Pangaea等超大陆旋回（图4），东亚螺旋为中新生代Pangaea构造旋回，推动了元素的迁移和分配，并在有利地质背景富集成矿。
3）目前已完成全球12个主螺旋的中心、边界圈定（成图比例1: 5000万，略图见图2），中低纬度螺旋作用表现为相互垂直的旋转动力（北半球顺时针方向，南半球逆时针）和向心挤压力，产生了走滑、逆冲推覆和拉张等构造，在中新生代完成碰撞与俯冲，以印度板片俯冲欧亚陆块高达800~1000 km（图5，许志琴等，2011；Bigwaard H，et al,1998），打开了地壳之下深源性高密度成矿物质的有利通道，随着岩浆活动和成矿物质上涌，造就了与螺旋构造的相关成矿动力模式：加厚旋涌与转构旋涌（表1、表2）。
4）北半球典型螺旋构造相关的研究：①贵州省大地构造特征分析与找矿远景区的圈定（六个重要找矿远景区的圈定）；②山东大地构造特征分析。
5）南半球较典型的螺旋构造——安哥拉螺旋构造（南非螺旋）与成矿研究，目前正研究南美洲的苏里南（国名，位于南美洲北部偏东）地区螺旋构造与成矿关系，已初步确定与螺旋构造关系密切。
注：对应全球“螺旋”构造图，以赤道为分界的南北半球对应“螺旋”,南半球顺时针螺旋产生的应力作用和对应构造。
表2 “加厚旋涌”和“转构旋涌”成矿动力作用对比
O. 地心；F1. 地心引力；F2. 自转动力；φ.与赤道面夹角（纬度）；Fб. 地球自转偏向力(科氏力)；F. 向心挤压力；б0. 旋转动力
图2 地球螺旋单元产生及应力示意图（据马晓旻（1989）、黄波等（2018、2019、2020）有修改）
1.螺旋边界；2.顺时针方向螺旋；3.逆时针方向螺旋；4.螺旋中心
图3 全球螺旋构造平面略图（固体内螺旋）（由马力克等修编，2020）
图4 Pangaea超大陆可能的形态(据Windley，1995；Torsvik et al,1996；Robb，2008；李文渊2012修改)
GHS.高喜玛拉雅岩片；THS.特提斯喜玛拉雅岩片；LHS.低喜玛拉雅岩片；MCT.主中冲断裂；STD.藏南拆离系；σ1.主压应力；σ2.主张应力
图5 喜马拉雅螺旋作用对应的“加厚旋涌”动力模式（左：据许志琴等（2011）、杨涛等（2021）修编）
建立“螺旋”研究与应用，开启宇宙大门的金钥匙，大致分为4个阶段：
1）建立全球“螺旋”系统理论：①收集国内大地构造成果，以省为单位，完成中国“螺旋”构造与成矿预测；②收集全球大地构造成果，建全“螺旋”理论研究；
2）建立“全球螺旋构造”初步研究和应用：①健全螺旋构造体系（成图比例大致为1:1000万）；②完成“螺旋”单元及次级构造上“科氏力”和自转动能等估算，参与全球地震研究机构，初步提出地震预报；③建立全球成矿理论与预测系统；④对各种与“螺旋”相关的未解之迷进行研究，如北纬30°上神奇现象做出科学解释（北半球“螺旋”中心附近），形成完整的“螺旋”理论；
3）建立“全球螺旋”精准研究和广泛应用，包括“科氏力”和地球自转动能在“螺旋”次级单元精确计算，对全球大型地震尽量做到准确预报！化解与“螺旋”有关的严重自然灾害，如地震、台风等严重自然灾害处理系统，变害为宝（如“台风”转化为风电能）；
4）建立“全球螺旋”至“宇宙螺旋”研究与应用：从“微观螺旋”，目前已知最小单元的原子等“螺旋”构造，相关的如核聚变（裂变）等，转化可利用的超级能量。升级到“宇观螺旋”，即从太阳系扩大到银河系的“宇观螺旋”，开启宇宙奥秘的金钥匙，破解宇宙奥秘和应用研究，造福全社会！
黄波 九三学社，高级工程师、副教授，主要从事全球螺旋构造、成矿预测与应用研究，2018年8月加入贵州理工学院资源与环境工程学院和中国地质科学院矿产资源研究所，现任贵州省有色金属与核工业地质勘查局物化探总队高级工程师，发表论文已超过100篇，参与国家级科研项目1项，境外项目2项。
杨涛 博士，高级工程师、副教授，主要从事矿产勘查、旅游地学研究，现任职于贵州理工学院，自2015年来，先后主持完成省级科研项目2项，参与完成国家级项目1项，发表论文10余篇。
编辑 | 周 叶
制作 | 汪东芳
校对 | 金开生
审核 | 卢烁十