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原创 中国大地构造格架及动力学成因介绍(连载一)

  • yuanzi16
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  • 2019-01-13 10:09:43

中国大地构造格架

及动力学成因介绍

yuanzi16





摘要

中国大地构造形成演化与大地构造分区研究已有百余年的历史。关于整体论述中国大地构造分区,由于不同学派对中国大陆地壳形成演化有不同的认识和方法论,因而有不同的方案。《中国大地构造格架及动力学成因》一文,在“新全球构造”思想指导下,以板块构造学说为基础,以大陆动力学为线索,对中国区域大地构造及其演化进行讨论,并进行构造区划。由于板块构造随着时间的推移不断发生变化,因而该文的构造区划以古生代时中国的板块构造格局为基础,同时考虑前古生代和后古生代时期中国的地壳演化,将中国划分为7个一级构造单元(板块)和30个二级构造单元,包括克拉通(或微陆块)和不同时期的造山带。

一、概述

1、大地构造单元及其划分

大地构造分区又叫做大地构造单元划分,是大地构造研究成果的表达方式之一。它可以直接服务于资源预测需求,作为成矿地质背景或油气盆地分析以及地质灾害评估的基点。若一个大区域尺度的地壳物质组成、岩石构造组合以及地球物理和地球化学场明显不同于相邻地域,则这样的一个区域就是一个大地构造单元。大地构造单元既反映了地壳物质组构上大地构造环境(或大地构造相)的时空属性,又具有不同构造阶段的时空层次属性。板块构造将6大(或更多)板块作为全球的一级构造单元,并将分隔它们的边界也作为构造带看待。但是,板块构造观的构造单元的细结构划分,以及中国大地构造单元的细结构划分,需要结合特定区域的地质特征进行厘定。

2、不同大地构造观和学派的出现

近数十年来,由于各个学科的迅猛发展,包括对海洋的研究、对地壳深部的研究等,因而促使大地构造学的研究取得了一些重大的突破,有了极大的进展。这些在近年出现的许多不同的大地构造观和学派中,都得到了充分的体现。可以说,由于指导思想的不同,以及资料占有和研究思路的差异,不同学派的学者对大陆、大洋和它们的岩石圈演化都有一些不同的见解和认识,因而编制出来的大地构造图差别很大乃至截然不同。

3、区域大地构造及其演化全面总结的必要性

在“新全球构造”思想指导下,以板块构造学说为基础,以大陆动力学为线索,有必要对区域大地构造及其演化进行全面总结。这样,一是可以在板块构造学说的基础上,继续开展各省以至全国的板块构造格架的研究,特别是元古宙至中-新生代时期,板块构造格局的基本面貌仍将是我们研究和讨论的重点;二是需要重点考虑板块碰撞后的大陆造山带、相关的大陆动力学和有关的机制;三是可以将中国的大地构造置于全球构造的范畴中来考虑和认识。有助于正确和全面地认识中国的大地构造特色。

二、大地构造单元划分的基本原则

1、基本原则

中国大地构造分区应在板块构造-地球动力学理论指导下,以地层划分和对比、沉积建造、火山岩建造、侵入岩浆活动、变质变形等地质记录为基础,以成矿规律和矿产能源预测的需求为基点,以不同规模相对稳定的古老陆块区和不同时期的造山系大地构造相分析为主线,以特定区域主构造事件形成的优势大地构造相的时空结构组成和存在状态为划分大地构造单元的基本原则。

2、中国大陆地壳组成和结构的基本特征

中国大陆地壳组成和结构的基本特征是:由一系列不同时期多岛弧盆系转化为造山系的构造域围限华北、扬子、塔里木三大陆块;中国东部自中生代以来深部软流层上涌,区域岩石圈拆沉去根,引发地壳伸展形成叠加造山裂谷构造系统。

3、中国大地构造一级构造单元

基于上述特征,该文划分出中国大地构造环境主要由陆块区、造山系和叠加造山(裂谷)系为一级构造单元。

二、中国大地构造分区

1、划分依据

大地构造单元的划分,需要全面考虑不同地区的总体地质构造特征,特别是其地质构造的发展演化历史,一方面反映各地区不同的演化历史和不同的构造发展阶段,另一方面要考虑不同地质阶段内不同地区不同的发展历史,包括它们在这一时期所形成的沉积建造、岩浆组合、所受到的变质作用,以及与各种地质作用相关的成矿作用。实际上,这样的大地构造单元划分是相当困难的,也是十分复杂的。由于人们所掌握的资料不同而且也总是有限的,加之存在不同的观点和学派,因而迄今为止,出现了各种不同的构造单元划分方案。

本文以古生代时的状态为基础,应用全球构造的观点和板块构造学说,对中国大地构造单元作统一的划分。

2、地壳对接带划分

在中国境内,已知有多条蛇绿岩带。其中,被认为是古生代时期板块边界的地壳对接带的如下:

、中天山南缘地壳对接带(汗腾格里峰-巴伦台-库米什断裂)

、西拉木伦地壳对接带

、康西瓦-修沟-桐城地壳对接带

、班公湖-怒江地壳对接带

此外,在中国东部经近年的工作已经鉴别出一些地壳结合带,被认为是板块边界的有2条。它们实际上是中生代及以后的板块结合带,但是在构造区划中是不能忽视的。

、同江-密山地壳对接带

、台东纵谷地壳对接带

被认为是由大型后期走滑断裂构成的板块边界如下:

、阿尔金断裂

、郯庐断裂

3、板块划分

这样,可以划分出以下几个不同的板块:

、西伯利亚板块

、塔里木板块

、柴达木-华北板块

、羌塘-扬子-华南板块

、冈瓦纳板块

、太平洋板块

、菲律宾海板块

它们是中国大地构造单元划分中的一级构造单元。在不同的板块之间,以不同的地壳对接带或大型后期走滑断裂作为它们的边界。

对于不同的板块,存在着板块内部和不同类型的大陆边缘,也就是所说的克拉通及其周缘的造山带。

三、各区块简介

1、西伯利亚板块

该板块主体位于中国境外,境内仅为其南部的一部分,故此近讨论其南界。

其南界西段,即塔里木板块板块的北界,为中天山南缘断裂——汗腾格里峰-巴伦台-库米什断裂。这是一条古生代时期的地壳对接带。其北,包括北天山晚古生代的岛弧、准噶尔盆地和阿尔泰古生代造山带。

这一界线向东一直延伸到甘肃北山地区南缘,大致相当于石板井-小黄山断裂的位置,直接进入辽宁和吉林省境内包括以前所划分的兴蒙造山带、额尔古纳地块、松辽盆地、佳木斯地块等,与以前所划分的华北与华东区的界线基本一致。

2、塔里木板块

其北界即前述之中天山南缘断裂——汗腾格里峰-巴伦台-库米什断裂。其南界,西段为康西瓦断裂,这是一条三叠纪后期闭合的地壳对接带。向西从乌依塔克附近一直穿出国境。向东为阿尔金断裂所截;然后沿阿尔金断裂一直到甘肃玉门以北,通过宽滩山断裂,穿过巴丹吉林沙漠可能和恩格尔乌苏蛇绿岩带相连,构成了一条大型的地层-构造边界。在这一范围内整体属于塔里木板块,包括北侧的南天山和南侧的西昆仑山,以及东面的阿尔金山和敦煌地块。

塔里木陆块区主体是相当于晋宁造山事件转化为相对稳定的大陆块,由前南华纪变质基底和南华纪及其以后的沉积盖层构成。前新元古代的地质记录,由于中、新生代以来的强烈沉降,主要出露于周边的基底逆冲推覆带及敦煌陆块队。在阿克塔什塔格,新太古代TTG片麻岩中获得锆U-Pb年龄3605±43Ma,是目前中国西部最古老的地壳。

并且,在25002300Ma期间,发育钾长花岗岩片麻岩和双峰式特征的岩浆岩,指示新太古代末、古元古代初的伸展体制。库鲁克塔格的古元古代兴地群等经历了角闪岩相,局部达麻粒岩相变质作用的火山-沉积岩系,并存在10002000Ma。岩浆侵入的构造-热事件,可能反映哥伦比亚超大陆拼合河的信息。

中元古代主体为富含叠层石的碳酸岩台地沉积。在铁克里克等地,以埃连卡特群为代表,经石榴子石角闪岩相变质作用的火山-沉积岩系中双峰式火山岩,是产于弧后靠近大陆边缘一侧的裂解产物。阿克苏群变质基性岩中含有新元古代(962±12Ma)的蓝闪石片岩,提供了青白纪以前可能存在大洋岩石圈俯冲消减信息。

所有中元古代及其以前的底层均发生强烈变质变形变位。

新元古代,塔里木陆块区的沉积特征,与扬子陆块的南华系和震旦系相似,并且可以对比,均发育南沱期冰碳层。显示了Rodinia超大陆汇聚与裂解的地质记录。

震旦纪时,主体为初始碳酸岩台地,但是在边缘发育多层双峰式成分特征的火山岩阴洲。与扬子陆块新元古代时先裂解后有“冰盖”及台地的构造层序特征有明显的差异。

寒武纪-早奥陶世时,发育退积式镶边碳酸岩台地,台缘斜坡为细屑浊积岩及含包卷构造的硅质岩。中、晚奥陶世为淹没碳酸岩台地,出现夭折前陆盆地。

石炭纪时,又显示了阶梯式海侵台地。中二叠世中西部有大规模玄武岩喷发。晚二叠世时的陆相磨拉石表现为前陆盆地的构造古地理格架。

中生代时,转变为内陆盆地。

晚白垩世和古近纪时,有海相沉积。现今的盆地面貌形成于新近纪。

3、柴达木-华北板块

该板块北界,西段即为塔里木板块的南界;东段为西拉木伦地壳对接带,与西伯利亚板块相连。

其南界,西段相当于昆仑南缘断裂——修沟-玛沁断裂;向东为山阳-桐城断裂,直到安徽境内,然后沿郯庐断裂转向北,直到山东境内,沿荣成-五莲断裂(山东境内)进入渤海。

这样,这一板块包括了原来的华北、祁连、柴达木等部分;同时北部包括了巴丹吉林沙漠南部、腾格里沙漠、阴山等地区;南部包括了东昆仑、原华北南侧的北秦岭和大别山北部及以北的地区。

华北地区,由5个规模较小的陆块及其间的洋壳消减、碰撞汇聚(19001500Ma)而成统一的华北古大陆,记录了中国最古老地壳的形成过程;经历了古、中太古代陆核的发育,新太古代初始克拉通化,古元古代扩张裂陷,中、新元古代-古生代稳定盖层沉积和中生代陆内构造作用等演化阶段。由前新太古代地质体构成陆核,其表壳岩系和变质深成岩系均经历了麻粒岩构成的角闪岩相变质作用,表现为一系列地壳垂向增生占主导的弯隆构造。

4、羌塘-扬子-华南板块

其西段在新疆西部的昆仑山-喀喇昆仑地区;北与塔里木板块相接,以康西瓦断裂为界。向东,过阿尔金断裂后,以昆仑南缘断裂、山阳-桐城断裂与北侧的柴达木-华北板块相邻。

其南侧,与冈瓦纳板块之间,以班公湖-怒江断裂为界;向南进入与南境内。

该板块主要包括羌塘、扬子、华南等部分。

5、冈瓦纳板块

北与羌塘-扬子-华南板块相接,以班公湖-怒江断裂为界。向南进入印度和尼泊尔境内。

境内的冈瓦纳板块包括冈底斯、喜马拉雅等地。

6、太平洋板块

中国的台湾东部、黑龙江东部的那丹哈达岭及相邻地区,均属于太平洋板块的一部分。

其西界为台湾岛上的台东纵谷地壳对接带和黑龙江省的同江-密山地壳对接带。台东纵谷地壳对接带是新生代时期的地壳碰撞带,分隔了太平洋和欧亚大陆两大板块。黑龙江东北部的那丹哈达岭在中生代时期已与欧亚大陆拼合。

7、菲律宾海板块

指海南岛南端,相当于过去黄汲清等划分的南海地台。它可能是在新生代沉陷的南海的边缘部分。这里它将作为一个单独的板块划出,可能是菲律宾海板块的一部分。


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