中国大地构造单元划分

中国大地构造单元划分潘桂棠’肖庆辉2陆松年3邓晋福4冯益民5张克信“张智勇“王方国‘邢光福7郝国杰3冯艳芳“(l.成都地质矿产研究所,四川成都61082;2.中国地质调查局发展研究中心,北京10037;3.天津地质矿产研究所,天津300170;4.中国地质大学(北京),北京10083;5.西安地质矿产研究所,陕西西安71054;6.中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室,湖北武汉4水刃74;7.南京地质矿产研究所,江苏南京21016)提要: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,整体论述中国构造分区,都以不同学派对中国大陆地壳形成演化的不同认识论和方法论,有不同的方案。以黄极清先生等多旋回构造观、王鸿祯先生等历史大地构造观和李春显先生等板块构造观的“三大主流大地构造观”为指导思想的大地构造划分方案,是集中国地质构造之大成,在全国起指导作用,影响既广泛且深远。板块构造单元划分是当前板块构造细结构研究的关键问题。它既是板块构造研究的理论问题,也是区域地质研究和成矿预测评价亚待解决的实际问题。本文的大地构造分区图的编制是以地层划分和对比、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,承接融合中国“三大主流大地构造观”的经典划分理念,在板块构造一地球动力学理论指导下,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环境时空结构分析为主线,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构造单元的基本原则,划分出中国的大地构造环境主要由陆块区和造山系组成为9个一级构造单元,以及相应的56个二级构造单元。中国大地构造研究还存在一系列重大科学问题,较准确地划分尚需很长时间的不懈努力。关扭词:大地构造;构造单元;陆块区;造山系;多岛弧盆系中圈分类号:Ps44文献标志码:A文章编号:2000一3657(2009)01一0001一28大地构造分区又叫大地构造单元划分,是大地构造研究成果的表达形式之一,可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。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,这样的一个区域就是一个大地构造单元。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。板块构造将六大(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。但板块构造观的构造单元细结构划分以及中国大地构造单元细结构划分,尚需结合特定区域的地质特征进一步厘定。本文的目的是在中国各区域大地构造单元划分的基础上加以集成综合,用现代大陆地壳演化观点思考,强调“将今论古”的比较构造地质方法论和大地构造相时空结构分析方法,更精细地划分特定构造阶段和大地构造环境中形成的、各个不同尺度、不同岩石一构造组合的构造单元;揭示中国大陆各种壮观的地质构造现象,即在漫长的地质演化过程,在空间上形成于不同部位和不同深度的构造单元彼此间的相互关系;展现构成现今所见地壳表层的存在状态、结构组形成和组合系统是构造同时性和历史性的综合图像,以利于成矿地质背景、成矿地质条件和资源预测收稿日期:205一20一20;改回日期:2005一12一24甚金项目:国土资源部‘·全国重要矿产预测评价”项目二级课题“全国重耍矿产成矿地质背景研究”(1212010733802)资助。作者简介:潘桂棠,男,1941年生,研究员,博士生导师,从事区域地质和大地构造研究,E一mail:脚。叮g刃an@yallo。二no2中勘查评价,以及发展地质科学理论需求。地质2009年1大地构造研究的历史和现状大地构造学是研究大陆、大洋,或某一大尺度区域,地壳或岩石圈的组成、结构和演化历史的学科,目的是了解海洋、大陆、山脉和盆地的成因和发展过程,认识地壳和岩石圈的演化规律。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,涉及不同的构造区域,公开发表的论著达千余篇之多。整体论述中国构造分区,都以不同学派对中国大陆地壳形成演化的不同认识论,有不同的方案。相对而言,以黄汲清先生等多旋回构造观1一、王鸿祯先生等历史大地构造观15刊和李春显先生等10一131板块构造观为指导思想的大地构造单元划分方案,是集中国地质构造之大成,在全国起指导作用,影响既广泛且深远。黄汲清(1945)先生《中国主要地质构造单位》是中国大地构造的首次系统论述。20世纪60年代以来和他的学生们进一步论述了中国大地构造基本轮廓,划分的一级中国大陆构造单元为地台或准地台和地槽褶皱系[1间,并从全球构造角度将古生代以来的中国大地构造划分为古亚洲、特提斯和滨太平洋三大构造域。任纪舜等编制的大地构造图,进一步发展了黄先生的认识,将中国大陆块分为亲西伯利亚陆块群、古中华陆块群和亲冈瓦纳陆块群,将显生宙造山带概括为古亚洲造山区、特提斯造山区和环太平洋造山区,而将华南早古生代造山带也作为古亚洲造山区的一部分l’一le]。其立论基点是中国各主要陆块,在新元古代时已形成了统一的古中国地台,其后的裂解只是手风琴式的开合运动,或是冈瓦纳大陆裂离,亚洲大陆增生。这一多旋回学说与板块构造相结合的构造模型迄今仍是广泛应用的主流。王鸿祯先生等在20世纪70年代用板块构造学说审视中国大地构造演化,80年代编制中国及邻区构造古地理图的基础上,提出了中国及邻区大地构造划分和构造发展阶段15阁,其立论基点从时间论是地质历史发展阶段论和灾变论,从空间论是全球构造活动论,认为中国主要的大地构造单元包括中朝、扬子和塔里木地台(克拉通)以及其间不同时期的造山带。板块边界并不在地台边界,应在遥相对应的古大陆边缘之间的分界带____銃_,这一大陆及其边缘的缝合带称对接消减带,大陆边缘的拉伸、张裂、地块移离形成弧盆体系的岛弧缝合带,称之为叠接消减带。将中国地壳演化划分为陆核、原地台、地台、超大陆和泛大陆以及陆内演化五大阶段,其中晋宁期(100-530Ma)和印支期(230一21oM。)是地质最重要的造山期。强调地质历史与时空结合,不受学派羁绊,科学求实创新的思路,提倡系统论与多学科交叉融合的方法论,为中国大地构造注人了新的活力,奠定地表构造格架和单元细结构划分的基础。李春显先生等基于区域地质、地层古生物、岩石学及古地磁等多学科研究,划分了中国板块构造轮廓[10],编制了第一代亚洲大地构造图(l:80万)及说明书l12],中国陆壳块体分别归属于7个不同古板块,并认为这些古板块之间被大洋分隔,强调大陆及其边缘海、大洋盆地,在地质时期均会作大规模漂移。蛇绿混杂带等是洋壳扩张、俯冲、碰撞的遗迹,指出“哈萨克斯坦很可能原来是西伯利亚大陆的一部分,在古生代初分裂出来,形成许多岛弧及沉积盆地带”,“古生代的哈萨克斯坦很类似于新生代的东南亚”。“土耳其一中伊朗一冈底斯原是冈瓦纳古陆的一部分,在古生代末一中生代分裂出来”,“高加索之北、向东经科佩特山、兴都库什,进人西藏班公湖至滇西澜沧江(亚洲大地构造图表示为昌宁一孟连带),向南接马来西亚劳勿一文冬带,该沿线是冈瓦纳古陆与古欧亚板块最初的碰撞缝合带”。上述诸多见解体现了作者深邃洞察力和创新观点,也经受了实践和时间的考验。20世纪60年代以来,国内外用板块构造理论编制各种大地构造图件已成为一个重要趋势。目前国外代表性的图件有:加拿大构造图lq,澳大利亚新南威尔士构造图阴,印度尼西亚区域构造图四,阿巴拉契亚造山带构造岩相图四,科迪勒拉造山带构造地层图刚,巴基斯坦北部碰撞带构造地层分区图网等等,这些为我们研究中国大地构造开拓了全球构造的视野,并提供了编制此类图件的理论基础和工作方法。国内代表性的图件有:1:80万亚洲大地构造图lq,中国及邻近海域岩石圈动力学图四,中国及邻区大地构造图lq,中国大地构造相图网,川00万中国陆区地球动力学纲要图四,西藏板块构造一建造图四,青藏高原板块构造图网,秦岭造山带大地构造图网,西秦岭造山带及邻区大地构造图例,1:150万中国新疆及邻区大地构造图冈,青海大地构造图l3l]等等,上述成果为我们对中国大地构造单元细结构划分奠定了重第36卷第1期潘桂棠等:中国大地构造单元划分要基础。大地构造的研究成果在地球物理、国土资源评价和油气资源勘查等洲方面也得到相当广泛的应用。2大地构造单元划分的基本原则在原有板块构造的理论框架中,全球构造格架和洲际板块边界是清晰的,但在区域地质调查,中比例尺地质填图、编图中,大地构造单元划分是当前板块构造细结构研究的关键问题。它既是大地构造研究的理论问题,也是区域地质研究和成矿预测评价巫待解决的实际问题。因此,如何应用板块构造观点划分中国大地构造单元,还有许多值得探讨之处,关键在于理顺大地构造研究的思路,理解中国大地构造形成演化的基本特征以及确立构造单元划分准则。全球岩石圈构造演化分为大陆岩石圈和大洋岩石圈两种构造演化体制,这两种构造演化体制既有平行发展、相互影响、互有联系的一面,又能通过大陆岩石圈拉伸裂离和大洋岩石圈俯冲消减两种机制实现互相转换的一面。笔者认为,大致在新太古代,地球表面开始出现海(洋)陆分异,岩石圈进人板块构造演化阶段;之后全球岩石圈构造演化即开始进人这两种构造体制演化和相互转换的发展历史,历经哥伦比亚超大陆、罗迪尼亚超大陆和潘基亚超大陆形成及其裂解等。大洋从超大陆裂解、扩展到俯冲消亡的演化过程,其生命期至少需要60一soM:。大洋岩石圈双向俯冲形成陆缘弧和多岛弧盆系。多岛弧盆系的形成演化是大洋岩石圈构造体制向大陆岩石圈构造体制转换的标志。这两种构造体制在演化过_______程中都形成一些地球动力学上互相联系的构造单元。大洋岩石圈构造体制演化中形成的一些构造单元消失,但记录在多岛弧盆系和碰撞结合带中,追踪识别不同时期形成的蛇绿混杂岩带或俯冲增生杂岩(对接带、结合带、碰撞带等)是理解大陆地壳演化的关键,是构建区域大地构造格架的核心。而大陆岩石圈构造体制演化形成保留了地球演化最完整的地质记录,保留了新太古代以来的沉积记录。这些保存较好的地质记录所反映的地质构造环境信息,正是大地构造相的物质表现,也是我们划分大地构造单元的基础l3q。中国大地构造分区图的编制应承接融合上述三大主流大地构造观的经典划分理念,在板块构造一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、侵人岩浆活动、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构造单元的基本原则。中国大陆地壳组成和结构最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;中国东部在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。基于上述特征本文划分出中国的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。各级构造单元的命名原则:一级:大区域地理名称+一级构造属性名词(相当于大地构造相的相系),如秦祁昆造山系;二级:区域地理名称+二级构造属性名词(相当于大地构造相的大相),如东昆仑弧盆系;三级:地理名称+三级构造属性名词(相当于大地构造相的相)+(地质时代),如北昆仑岩浆弧(Pzl)。l)造山系构造单元划分造山系是造山带的集成,是在大陆边缘受控于大洋岩石圈俯冲制约形成的前锋弧及其之后的一系列岛弧、火山弧、裂离地块和相应的弧后洋盆、弧间盆地或边缘盆地,又经洋盆萎缩消减、弧一弧、弧一陆碰撞、多岛弧盆系转化形成的复杂构造域。整体表现为大陆岩石圈之间的时空域中特定的组成、结构、空间展布和时间演化特征的构造系统,可进一步划出二级、三级及序次更低的构造单元。(l)根据多岛弧盆系组成的造山系中区域地质发展过程总体特征和优势大地构造相时空结构,以结合带、弧盆系和夹持于其间的地块作为二级构造单元,构成造山带构造单元划分的基本骨架。(2)在洋陆构造体制转换过程形成的俯冲增生杂岩