我系在中国大陆“十字构造带”研究方面取得新进展
2022-06-14 07:37:00李哲萱

东亚大陆是由许多分别亲劳亚或亲岗瓦纳的中小陆块经过复杂拼合而成的大陆,而中国大陆地处东亚的核心位置,是研究东亚大陆形成演化的关键。控制中国大陆形成演化的最主要的构造格架是“十字构造带”,即东西向的中央造山系和南北向的贺兰-川滇南北构造带(图1)。“十字构造带”经历了前中生代长期复杂的构造演化过程,不仅控制着中国大陆中新生代以来构造演化,而且分隔了四象限不同的地质、地理、气候、环境、经济、人文等。近期,澳门威斯尼斯人app下载安装“大陆构造”学科团队董云鹏教授及其团队成员基于大量的地质、地球物理、地球化学和同位素年代学研究资料,对“十字构造带”的深部结构、俯冲碰撞和构造隆升过程开展了系统研究,讨论了“十字构造”对中国大陆“四象限”地质地理、资源能源、生态环境等的分隔作用,取得了一系列重要成果和创新性认识。

图1 东亚大陆与中国大陆“十字构造带”构造示意图(Dong et al., 2022)

横亘中国大陆中部的中央造山系自东部的大别-桐柏造山带、经秦岭造山带,向西连接祁连造山带和昆仑造山带,是亲劳亚的北方陆块(华北、阿拉善、塔里木陆块)和亲岗瓦纳的南方陆块(华南、羌塘)以及过渡性的柴达木等拼合而成构造结合带。确定各造山带均是在先期板块俯冲碰撞造山基础上,于晚中生代-新生代发生强烈的陆内造山,以多块体、多期次复合造山过程为特征。认为由于各小陆块岩石组成、结构构造、配置关系的差异,导致不同造山带构造格局和造山方式复杂多样,并经历长期-多期次叠加改造过程,时空演化差异明显。概括总结了秦岭-大别、祁连和昆仑等造山带不同的构造格局、造山方式、类型、时代等,建立了中央造山系各造山带构造演化过程模型(图2),确定北秦岭-祁连造山带主要形成于古生代造山作用,南部的南秦岭为印支期造山,而昆仑造山带则经历了早古生代-印支期长期俯冲-增生造山过程。

图2 中央造山系东段和西段构造演化模型(Dong et al., 2022)

贺兰-川滇南北构造带近N-S向经中国大陆北方104°-108°E间到南方90°-105°E间,是全球性贝加尔-印度洋90°海岭南北构造带的主要组成部分。南北构造带不仅分隔了中国东西部不同的地质地理、气候环境和经济人文,而且是中-新生代中国大陆东、西部构造差异演化与深部动力学调整的转换带。研究认为该构造带继承了前中生代构造基础、形成于中生代、叠加改造于新生代,是一条具有长期演化历史的复合构造带。揭示出贺兰-川滇南北构造带的贺兰山、六盘山、西秦岭、川滇、东南亚五个区段明显不同的演化历史和构造特征。认为贺兰山是分隔阿拉善地块和鄂尔多斯地块的构造边界,继承了古元古代Columbia聚合构造,并经历了古生代、中生代和新生代不同时期、不同性质构造的叠加改造而成,具有多期次构造相互叠加改造、盆山系统复杂转换的特点(图3)。

图3 贺兰构造带演化模型图(Dong et al., 2022)

六盘山主体是逆冲隆升的鄂尔多斯西缘早白垩世断陷盆地沉积岩系,现今突出地表现为一系列向北东凸出的弧形逆冲推覆构造系,并逆掩改造了贺兰山南段南北向构造,主体形成于青藏高原东北缘北东向挤压逆冲变形。西秦岭则是贺兰-川滇南北构造带横跨东向西的中央造山系交接转换部位。

厘定位于青藏高原和华南地块之间川滇构造带原为华南地块西缘的新元古代安第斯型俯冲造山带,进而转化为原-古特提斯洋的被动大陆边缘,并由于古特提斯洋闭合而进入中生代陆内构造演化,形成了强烈的向东南逆冲构造和川西前陆盆地;新生代青藏高原隆起和向东逆冲扩展导致龙门山快速崛起(图4)。

图4龙门山构造带化模型图(Dong et al., 2022)

中国大陆贺兰-川滇南北构造带向南连接位于印度板块和中印地块之间的东南亚构造带,综合研究厘定了印支地块、Sukhothai地体、缅甸地体、西缅甸地体,以及其间的多条蛇绿混杂岩带的性质和成因关系,构建了东南亚古特提斯、新特提斯构造演化的新模型(图5)。

图5 东南亚地区古特提斯、新特提斯构造演化模型图(Dong et al., 2022)

 “十字构造带” 控制着中国大陆主体的拼合形成和中新生代陆内构造演化。东西向的中央造山系不仅是我国南北岩石圈深部结构与地球物理状态的重要界线,也是中国南北大陆不同的地质地理、生态环境、气候水文,乃至人文经济的天然分界。贺兰-川滇南北构造带是中新生代中国大陆从地表系统到深部地质发生东、西部构造反转、差异演变的中轴和转换带,是分隔中国东部和西部地质、地理、资源能源、生态环境的天然界线。以“十字构造带”为坐标系,中国大陆“四象限”的地质、地理、资源和生态环境具有明显不同特征(图6),显示“十字构造带”对中国大陆形成演化、地质地理、资源能源、生态环境、气候水文、经济人文等的控制作用。

图 “十字构造带”分隔四象限地形、气候、环境、农业、生物多样性等不同特征(Dong et al., 2022)

该研究对于深入理解东亚大陆小陆块的拼合历史、造山过程、构造地貌和环境变化之间的耦合效应具有重要意义,为“东亚大陆构造拼合过程及古地理演化”这一国际热点问题做出了重要贡献。相关成果发表于国际地学Top期刊《Gondwana Research》,我系董云鹏教授为文章第一作者及通讯作者。此项研究工作得到了国家自然科学基金项目(41930217,42042006,42022016,41902208)和陕西高校青年创新团队的资助。


文章信息:Dong, Y.P.*, Sun, S.S., Santosh, M., Hui, B., Sun, J.P., Zhang, F.F., Cheng, B., Yang, Z., Shi, X.H., He, D.F., Yang, L., Cheng, C., Liu, X.M., Zhou, X.H., Wang, W., Qi, N., 2022. Cross Orogenic Belts in Central China: Implications for the tectonic and paleogeographic evolution of the East Asian continental collage. Gondwana Research 109, 18–88.

文章连接:https://doi.org/10.1016/j.gr.2022.04.012