中国东部中生代上叠造山系

Mesozoic superposed orogenic system in eastern China

摘要

印支运动和燕山运动是中国东部中生代时期两次十分重要的造山运动。由这两次造山运动形成的构造带,既不是陈国达所说的地壳演化第三阶段的产物,也不是一些学者所谓的由板块内部动力产生的陆内(或板内)造山带。它们是在古太平洋动力体系作用下,在中国东部先成大陆地壳之上形成的上叠造山系,过去我们曾称其为中国东部滨太平洋大陆边缘活动(活化)带。中生代时期,在古太平洋动力体系作用下,于俄罗斯东北部—锡霍特阿林—日本—琉球—中国台湾—巴拉望一带形成亚洲东缘造山系,在邻接亚洲东部陆缘的中国东部大陆地壳之上形成中国东部上叠造山系。二者在同一动力体系作用下,同步发展,共同组成亚洲东部太平洋构造域规模宏大的巨型中生代造山系,彻底改变了亚洲东部印支造山前的构造面貌。

关键词

上叠造山带 / 印支造山旋回 / 燕山造山旋回 / 中国东部中生代上叠造山系 / 太平洋构造域

Key words

superposed orogenic belt / Indosinian orogenic cycle / Yanshanian orogenic cycle / Mesozoic superposed orogenic system of eastern China / Pacific tectonic domain

0 引言

尽管翁文灏、黄汲清等中国地质先贤早就明确提出了中国东部的印支造山运动和燕山造山运动,划分出了印支造山旋回和印支造山带(Indosinian Orogenic Cycle and Indosinides)、燕山造山旋回和燕山造山带(Yanshanian Orogenic Cycle and Yanshanides)^[1-2],但是,由于中国东部绝大部分地区晚三叠世印支造山运动前已先后处于稳定的克拉通状态,受地槽学说(造山作用是地槽转化为造山带过程中的构造作用)和板块学说(造山带形成于大陆边缘或大陆块之间)理论框架的束缚,大部分学者长期不承认中国东部的印支运动和燕山运动是真正的造山运动,也没有认识到中国东部曾经有过一个由印支造山运动和燕山造山运动形成的规模宏大的中生代造山系。陈国达^[3-4]曾用地台活化(activation of platform)解释中国东部的中生代构造作用,把地台活化理解为地台之后地壳演化的第三阶段。板块学说出现之后,不少学者将中国东部印支和燕山造山运动形成的构造带称为陆内(或板内)造山带(intracontinental orogen or intraplate orogen)。我们则一直认为中国东部由印支和燕山造山作用形成的构造带,既不是地台之后,地壳演化的第三阶段的产物,也不是由大陆内部(或板块内部)动力产生的陆内(或板内)造山带。它们是在古太平洋动力体系作用下,在中国东部先成大陆地壳之上形成的一个新的构造活动带,曾被称为中国东部滨太平洋陆缘活动(活化)带,即本文所说的中国东部中生代上叠造山系(Superposed Orogenic System)^[5⇓-7]。在这篇文章中,我们将更系统地论述这一观点。

1 印支造山运动前中国东部大陆构造

印支造山运动之前,中国东部大陆总体已处于稳定的克拉通状态(图1)。当时,中国东部大地构造单元总体呈近东西走向展布(现位的),自北而南依次为:①萨彦-额尔古纳造山系和乌拉尔-天山-兴安造山系东段,即东蒙古-兴安地区(中亚-蒙古后华力西地台东段);②中朝准地台(小克拉通);③昆仑-秦岭造山系东段,即秦岭造山带(后加里东地台);④扬子准地台(小克拉通);⑤昌都-印支-华南造山系东段,即华南造山带(后加里东地台,加里东造山之后已与南海准地台以及冈瓦纳北缘后泛非地台合为一体,成为冈瓦纳北缘后泛非—后加里东地台的一部分);⑥南海准地台(小克拉通,新生代时期大部分已裂解为南中国海海盆,仅在海南岛南端三亚及西沙、中沙、南沙群岛保留其残骸)^[8]。

中朝准地台,除北部边缘的阿拉善-内蒙地轴等地受古亚洲洋动力体系影响并在加里东和华力西旋回有较剧烈的构造-岩浆活动外,中元古代至中三叠世一直处于稳定的克拉通状态;扬子准地台,从震旦纪(埃迪卡拉纪)开始至中三叠世一直处于稳定的克拉通状态;华南造山带,在加里东褶皱基底之上,沉积了稳定的泥盆系—中三叠统浅海沉积盖层;东蒙古-兴安地区,华力西期后,晚二叠世—中三叠世即处于稳定的克拉通状态,在华力西基底上形成一个巨大的晚二叠世—中三叠世的陆相沉积盆地;秦岭造山带,加里东褶皱基底之上,亦为泥盆系—中三叠统浅海沉积盖层(凤县之西的西秦岭,三叠系为砂泥质浊积岩系)。虽然还有一些人认为“中亚造山带”和秦岭造山带的洋盆直到三叠纪时才消失,形成所谓印支碰撞造山带。但现有的大量资料^[9⇓⇓-12]证明前者的洋盆在晚石炭世之前,甚至更早即消失了,后者的洋盆最晚在泥盆纪前即已消失。

南海或印支-南海准地台,由于新生代已转化为南海海盆,情况尚不十分清晰,但是从南海地区的海洋地质-地球物理调查(广州海洋地质调查局大量未刊资料)和历次制作的中国寒武纪—志留纪,以及泥盆纪—三叠纪岩相古地理图^{[5-6,13⇓⇓⇓-17]}来看,古生代时,南中国海地区一直处于隆起剥蚀状态,成为华南古生代沉积物的供给基地,只是从晚石炭世开始,才被海水淹没,发育了以碳酸盐岩为主的浅海沉积。

2 中国东部的中生代造山运动和中生代上叠造山系

1926—1929年,翁文灏主要根据中国北方燕山、辽西、河南、山西等地的地质调查成果,提出并系统证述了中国东部的中生代造山运动——燕山运动(图2)^[1,18-19]。1934—1937年,李毓尧和朱森^[20]、李毓尧等^[21]、黄汲清和徐克勤^[22]依据宁镇山脉、湘粤交界、江西萍乡等地的调查研究,先后论述了下扬子和华南地区的相当于印支造山运动的金子运动、南象运动(宁镇)、艮口运动(湖南)和萍乡运动(江西)。1945年,黄汲清在其中国大地构造的奠基性著作“On Major Tectonic Forms of China”^[2]中,更详细、更全面地论述了中国东部的印支造山旋回和印支造山带(Indosinian Orogenic Cycle and Indosinides)、燕山造山旋回和燕山造山带(Yanshanian Orogenic Cycle and Yanshanides),明确指出中国东部大陆上的印支造山作用和燕山造山作用形成的构造带是不同于地槽带新褶皱(new folds)的基底褶皱(foundation folds)——“大陆块本身的褶皱”^[2,23],即本文所说的叠加在先成大陆地壳之上的上叠造山带(Superposed Orogen)。

20世纪50年代以来,中国东部大陆上系统的1∶200 000~1∶50 000地质填图以及大量矿产普查与勘探工作和不断深入的科学研究,不但进一步细化和深化了我们对中国东部中生代造山运动的认识,而且确定中生代是中国东部各类内生金属矿床最重要的成矿时期^{[5⇓-7,24⇓-26]}。

图3是2013年出版的《1∶5 000 000国际亚洲地质图(IGMA5000)》的中国东部及邻区的微缩图^[27-28]。从图上可以清楚看出,遍布全区的中生代造山作用所形成的褶皱-断裂系统,虽然在一些地方受到老构造的制约呈现不同的走向,但构造线总体上呈NE-NNE走向,形成NE-NNE走向的褶皱-断裂系统和大规模花岗岩侵入体以及火山喷发岩系,而且愈向东褶皱-断裂作用和岩浆作用愈强烈。

中国东部中生代上叠造山系包括东蒙古-兴安和中国东部两个造山系。前者主体奠基于中亚-蒙古后华力西地台之上,南跨中朝准地台北部边缘,北达西伯利亚地台东部及外贝加尔地区;后者占据四川-鄂尔多斯盆地之东的中国东部大陆及其临近海域(主要依据广州海洋地质调查局和青岛海洋地质研究所未刊资料)的广大地区(图4)。

中国东部中生代上叠造山系经历了印支、燕山两个造山旋回的发展(表1)。印支造山旋回有三幕重要的造山作用过程:第1幕发生在二叠纪末,在内蒙古已发现250 Ma的花岗岩,在浙江沿海则有二叠纪晚期的岩浆活动和变质作用^[29];第2幕发生在中三叠世晚期到晚三叠世早期,以安源煤系及其相当地层之下的角度不整合为标志;第3幕发生在晚三叠世末到侏罗纪初,以侏罗纪象山组之下的角度不整合为标志。中国的印支造山运动相当于朝鲜半岛的松林运动,日本的秋吉运动。印支造山作用的影响范围遍及东蒙古-兴安和江汉平原-华北平原之东亚洲东部广大地区,在亚洲大陆东部边缘——俄罗斯东北部、日本列岛、琉球群岛、中国台湾、巴拉望形成亚洲大陆东部边缘印支造山系,在亚洲东缘印支造山系内侧,邻接亚洲大陆边缘的东蒙古-兴安和华南、下扬子、朝鲜半岛、黄海、东海以及南中国海地区,形成叠加在先成大陆地壳之上的印支上叠造山带。

中国东部的燕山造山旋回有3幕重要的造山作用过程,第1、2幕为早燕山旋回,第3幕为晚燕山旋回。第1幕,发生在中侏罗世中期,Bajocian-Bathonian期,约(165±5) Ma,以髫髻山组火山岩或蓝旗组火山岩之下的角度不整合为其上限;第2幕,发生在晚侏罗世晚期至白垩纪初,Kimmeridgian-Hauterivian期,约155~135 Ma,以张家口组火山岩系或义县组火山岩系以及巴彦花组之下的角度不整合为其上限。由于在中国东部大部分地区,缺失晚侏罗世到白垩纪初期的地层记录,因此,华南、下扬子和山东半岛等地,早白垩世中晚期含热河生物群的火山岩系往往直接角度不整合于中侏罗世(如福建的樟平组)及更老地质体之上。这一不整合面显然是燕山第1幕和第2幕造山作用叠加的产物。燕山旋回第3幕造山作用发生在早白垩世Albian期之前或晚Aptian期,约(110±5) Ma,但岩浆作用可延迟到90 Ma左右,以松辽盆地登娄库组之下或衡阳盆地白垩系红层之下的角度不整合为标志。燕山造山运动相当于朝鲜半岛的大宝造山运动或日本的佐川造山运动。燕山造山旋回是中国以至亚洲东部中生代最强烈,也是最重要的一次造山作用过程,它使东蒙古-兴安和四川-鄂尔多斯盆地之东的大陆及临近海域的地壳全面重新活动,形成东蒙古-兴安上叠造山系和中国东部上叠造山系,二者共同构成世界上规模最大的上叠造山系,而且从西向东、从大陆到海域,愈靠近亚洲东部边缘,构造-岩浆作用愈强烈(图4)。

因此,我们说,中国东部及邻区的中生代上叠造山系是经印支、燕山造山旋回形成的造山系。在蒙古-兴安和江汉-华北平原之东,经历了印支、燕山两个造山旋回的造山作用,构造岩浆作用十分剧烈,各种内生金属矿床非常丰富;在江汉平原、华北平原之西,四川-鄂尔多斯盆地之东的山西、鄂西、川东、贵州和云南东部等地,主要是燕山造山作用形成的褶皱断裂系统,地表一般极少看到岩浆活动的痕迹。在山西等地可见少量中酸性岩体,但上扬子地区,大多只有低温热液矿床和极少量岩浆活动。

地球物理、地球化学调查研究表明,在中国东部宏伟的中生代上叠造山系形成过程中,中国东部及邻区的地壳、上地幔的组成和结构也同步发生重大转变。以中朝克拉通为例,地球化学研究成果揭示,在中生代造山作用过程中,其地幔已从古生代典型的克拉通富集型地幔,转变为高度不均一的造山带富集型地幔,地幔物质上涌的岩浆底侵作用,使地壳与地幔间的Moho面和下地壳遭受严重破坏,壳与幔之间呈过渡状态^{[30⇓⇓⇓-34]}。地球物理探测同样表明,中生代以来中国东部的地幔结构已从与古生代构造带相协调的近东西走向,转变为与中生代构造带相适应的NE-NNE走向。但地壳主要是以花岗质为主要成分的上地壳,仍基本保持古生代的速度结构(实际上其内部的细结构肯定也已发生变化,只是地球物理数据没有反映出来),从而使中国东部的地壳—上地幔呈现出清楚的立交桥式结构——地表地质构造和地幔结构呈NE-NNE走向,而地壳主要是花岗质上地壳块体的物理属性地震波的速度结构以秦岭-大别和天山-阴山两大深层构造带为界,分为蒙古、华北、华南三块,分别大致相当于蒙古-兴安带、中朝准地台和扬子-华南地区,与中国东部晚三叠世前的构造分区基本一致;中国东部的上地幔结构以大兴安岭—太行山—武陵山重力梯度带为界,分为东、西两个大带^[35],与晚三叠世以来中国东部及邻区的构造分区特点一致。中国东部及邻区地壳-上地幔结构的这种上、中、下不耦合叠加关系所显示的立交桥式结构生动地反映中生代以来这一地区的重大的构造变革作用,是这一地区壳、幔构造演化的必然结果(图5)。这种地幔结构与地球表层结构已经改变,而地壳(主要是上地壳)结构仍保持老格局的现象,似乎说明地幔物质运动是地壳-上地幔顶部构造演化的一个基本控制因素。地幔组成结构的变化首先引起下地壳和地表结构的改变,然后,在地幔与地表结构变化的夹击下,才使花岗质的上地壳结构发生改变,并最终完成一个地区(带)的构造属性的根本变革^[6]。

3 中国东部中生代上叠造山系的动力演化过程

古生代阶段,中国及邻区大地构造受古亚洲洋动力体系控制,构造带呈近东西走向展布(现位的);中生代阶段,中国及邻区大地构造受特提斯-古太平洋动力体系控制。特提斯动力体系控制中国西部和西南部特提斯构造域的构造演化,形成松潘-甘孜、昆仑-秦岭和西藏-马来等中生代造山系,构造线总体呈近E-W走向,在西藏东部和云南西部为南北走向;古太平洋动力体系控制亚洲东部太平洋域的构造演化,形成亚洲东缘中生代造山系和中国东部中生代上叠造山系,构造线总体呈NE-NNE走向展布^[5⇓⇓-8]。

根据中、外地学界对亚洲东部和太平洋不断进行的地质、地球物理、地球化学调查研究以及海底钻探和拖网所获得的丰富资料,我们已获得三点与众不同的基本认识:(1)现今的太平洋所在地,昔日曾经是一块古大陆——西太平洋古陆或太平洋古陆(Pacifica or West Pacifica);(2)古太平洋并不是今太平洋之前身,而是位于太平洋古陆与古亚洲大陆之间的现已消失的海洋;(3)以日本为代表的亚洲东缘中生代造山系并不是太平洋向亚洲大陆俯冲形成的造山系,而是古太平洋消失,太平洋古陆与古亚洲大陆之间的碰撞造山系^{[6⇓-8,37-38]}。

古太平洋根据其遗迹,可分为两支:主支,日本古太平洋,分隔太平洋古陆与古亚洲大陆,它从俄罗斯远东,经日本列岛、琉球群岛、中国台湾、巴拉望到加里曼丹,与特提斯相接;分支,南阿纽伊洋,位于古北美大陆与古亚洲大陆之间,它从南阿纽伊地区延伸到新西伯利亚群岛,之后进入现今的北冰洋海域消失^[8]。

根据日本和俄罗斯东北部的地质资料,古太平洋可能从早石炭世开始发育:日本Akiyoshi、Utra-Tamba、Mino、Chichibu等构造带早石炭世(维宪期)的绿岩(Greenstone),可能代表日本古太平洋初始洋壳的残片^[39];俄罗斯东北部的南阿纽伊洋和维尔霍扬斯克大规模裂陷作用也是起始于早石炭世^[40-41]。

这里需要提及的是,一些学者强调的蒙古-鄂霍茨克中生代洋盆,经作者多次与俄罗斯学者I.Pos-pelov、V.E.Khain等和蒙古学者O.Tomurtogoo等交流,一致认为那里至今尚未发现中生代大洋地壳存在的证据。

古太平洋并不是一个简单的、干净的大洋盆地,其中也有一系列大小不等的微陆块,如日本古太平洋中的Ryoke(Honshu)、S.Kitakami、Kurosegawa及Abukuma等微陆块,南阿纽伊洋中的Omolon、Okhotsk等微陆块。微陆块与其间的小洋盆(海底裂谷带)组成古太平洋海底裂谷系(图1)。

古太平洋动力体系经历了印支造山旋回和燕山造山旋回两个旋回的发展。印支造山运动在日本的Hida、Hida Gaien、Akiyoshi、Mazuru、Suo(Sangun)、S.Kitakami、Kurosegawa等构造带均有清楚的表现。印支造山作用起始于晚二叠世末,在Mazuru带,下三叠统海相碎屑岩系角度不整合于Yakuno蛇绿混杂岩及晚二叠世Mazuru群复理石之上,在S.Kitakami可见下三叠统与上二叠统之间的不整合关系^[39]。但这次造山作用只影响到中国东部近海(东海)地区^[29,42],对中国大陆没有产生重大影响,大部分地区二叠系与三叠系为连续沉积。印支旋回最强烈的造山作用出现在中三叠世晚期到晚三叠世,著名的Sangun高压低温变质带就是印支造山的产物,同位素年龄为240~220 Ma^[43]。由于在琉球群岛已发现237~225 Ma的蓝片岩^[44],中国台湾大南澳变质杂岩中已发现变质年龄为(200±22) Ma的石榴子石-硬绿泥石片岩和侵入年龄为(200±2) Ma的与俯冲相关的变质花岗岩^[45-46],中国台湾东部新生代火山岩中发现218 Ma的继承锆石^[47],在菲律宾Mindoro岛存在250 Ma的花岗岩中侵入一套结晶片岩^[48],在巴拉望北的卡拉绵岛中三叠世放射虫硅质岩被上三叠统砂页岩不整合覆盖^[49],可以推断日本的印支造山带将经琉球、中国台湾、巴拉望,进而到达加里曼丹,与特提斯印支造山带相连。印支造山作用曾被认为是古太平洋的俯冲造山作用,但根据日本内、外带各地质单元均遭受印支作用,在日本各单元的地层柱中均存在二叠纪与中晚三叠世地层间的沉积间断^[39],我们怀疑当时太平洋古陆通过古太平洋中的微陆块与古亚洲大陆碰撞造山作用已经开始,因而不但形成从日本到巴拉望的亚洲东缘印支造山系,而且使中国东部先成的大陆地壳开始活化,形成华南-下扬子-朝鲜半岛,包括东海大陆架在内的印支上叠造山带。

燕山旋回是古太平洋消失、古亚洲大陆与太平洋古陆碰撞的造山时期。造山作用从中侏罗世中期开始,晚侏罗世—白垩纪初期达到高潮,形成Mino-Tamba等构造带和著名的Sanbagawa高压-低温变质带(140~110 Ma),燕山造山作用对印支及更老的造山作用形成的Hida、Hida-Gaien、Akiyoshi、Mazuru、Utra-Tomba以及S.Kitakami、Kurosegawa、Abukuma等地质单元也产生强烈影响,使其地壳进一步挤压、缩短。古太平洋消失后的碰撞造山阶段,中国东部大陆地壳的构造活化造山作用也达到高潮。上叠造山带的范围进一步扩展到四川-鄂尔多斯盆地的东部边缘,上扬子和山西等地的基底和盖层褶皱形成燕山期的上叠造山带;从华南经下扬子到朝鲜半岛的印支上叠造山带的地壳则进一步挤压、逆冲、缩短,并有大规模的花岗岩侵入和火山喷发。

古亚洲大陆与太平洋古陆的碰撞造山作用在Hanterivian期或之前基本结束。之后,早白垩世中晚期(或三分的中白垩世),亚洲东缘造山系经历了大规模的左旋-走滑作用。中国东部大陆在左旋-走滑条件下发生大规模火山喷发和花岗岩侵入。含热河生物群的大兴安岭、冀北-辽西、山东半岛和东南沿海等地的大片火山岩系,就是在这个时期、在这样的条件下形成的。所以,中国东部早白垩世中晚期大规模岩浆活动并不是古太平洋板块俯冲的产物,而是太平洋古陆与古亚洲洋碰撞挤压造山之后,大规模走滑剪切作用下,上地幔物质与下地壳物质强烈相互作用的结果。中国东部一系列NNE走向的走滑断层,除郯庐、紫荆关等较早时期已经活动的断裂外,大部分即是在这个时期开始形成的。

古亚洲大陆与古北美大陆之间的南阿纽伊洋和俄罗斯东北部中生代造山系之演化过程,与日本古太平洋基本一致,也经历了印支、燕山两个造山旋回的发展过程。重要的造山作用也是发生在中三叠世晚期—晚三叠世、中侏罗世中期和晚侏罗世—早白垩世^[40-41],只是由于作为古太平洋分支的南阿纽伊洋的走向与古太平洋主支——日本古太平洋不同,因而,在亚洲东北部形成维尔霍扬-楚科奇造山系和NE-NEE走向的东蒙古-兴安上叠造山系。

古太平洋动力体系以燕山造山旋回晚Aptian-Albian期大规模左旋走滑-挤压造山作用结束,亚洲东缘中生代造山系和中国东部中生代上叠造山系完成其全部造山作用过程。

燕山造山旋回之后,松辽、江汉、衡阳等裂陷盆地的出现,标志着中国东部进入一个以伸展-拉张为主的裂谷盆地系统发展的新阶段。

综上所述,可以看出,中生代时期,在古太平洋动力体系作用下,于亚洲东部大陆边缘形成亚洲东缘中生代造山系,在邻接亚洲东部陆缘的中国东部及邻区大陆及其海域形成叠加在先成大陆地壳之上的中国东部上叠造山系,二者在同一动力体系下,同步发展,共同组成亚洲东部太平洋构造域规模宏大的中生代巨型造山系,并彻底改造了晚三叠世前亚洲东部的构造面貌。

这里需要指出的是,20世纪80年代,法国学者Charvet、Faure等根据大规模逆冲断层(纳布)的发现,已经认识到日本造山带并不是Pacific-type俯冲造山带,而是Alpine-type碰撞造山带^[50⇓-52]。但是,当时只认识到是Honshu、S.Kitakami、Shimato等微陆块的碰撞,还没有意识到这些微陆块之碰撞实际上是导源于太平洋古陆与古亚洲两个巨型大陆之间更强烈、更重要的汇聚碰撞造山过程。

值得庆幸的是,我们关于日本中生代造山带是碰撞造山带的论断,已得到江博明先生地球化学研究和日本地质学家的最新证据的有力支持。Janh^[53]在2010年著文明确指出:西南日本的大部分花岗岩具有高的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr初始比(>0.707)、负的ε_Nd(t)值和元古宙Sm-Nd模式年龄(2 000~700 Ma),其物质来源并不是主要由幔源物质组成的OPS俯冲-增生杂岩,而是来自再循环的大陆地壳,从而对日本为俯冲造山带的说法提出质疑。Isozaki^[54]在日本显生宙造山带的花岗岩中已发现太古宙、古元古代及中、新元古代的继承锆石,其中年龄最老的继承锆石为3.8 Ga^[54];Cho等^[55]曾在西南日本Oki-Dogo岛识别出古元古代的花岗岩和副片麻岩。最近,Kimura等^[56]在日本本州岛Maizuru带又发现了太古宙-古元古代的地质实体,即长1 500 m、宽300 m的Tsuwano 杂岩,包括侵位年龄2 700~2 500 Ma的新太古代花岗质片麻岩,同时叠加1 850 Ma变质年龄、1 900~1 825 Ma侵位年龄的古元古代花岗质岩石^[56]。综上所述,说明日本的中生代造山带之下还垫有更老的大陆地壳。

4 讨论

由众多卷入造山带的微陆块、一些具有克拉通性质的小陆块(中朝、扬子和塔里木等)和造山带组合而成的中国大陆处于全球两个巨型大陆——冈瓦纳大陆与古劳亚大陆(根据北极构造图^[57]及2018年俄罗斯学者Shokalsky在中国地质科学院的学术报告,在古生代时期,北美、东欧、西伯利亚三块大陆是联成一体的,构成古劳亚大陆(Paleo-Lausasia))(西伯利亚-北美-东欧大陆)^[57]之间的转换构造域。古生代阶段,包括中朝、扬子、塔里木等小克拉通在内的中国主体位于古亚洲洋之南,属于冈瓦纳大陆的一部分;中生代阶段,中国主体位于特提斯之北,属劳亚大陆的一部分。显生宙期间,中国大陆先后受古亚洲洋、特提斯-古太平洋和印度洋-太平洋三大动力体系的控制,形成古亚洲洋、特提斯、太平洋三大构造域。三大动力体系及其所形成的三大构造域的叠加、复合所造成的多旋回造山作用的叠加改造,使叠加在先成大陆地壳之上的上叠造山带特别发达、普遍、重要^[6-7,58]。古生代阶段,在古亚洲洋动力体系作用下,塔里木准地台北缘的库鲁克塔格、中朝准地台北缘的阿拉善-内蒙地轴等地,经受加里东造山旋回和华力西造山旋回构造-岩浆作用的改造,其构造属性由稳定的克拉通转化为活动的上叠造山带,由塔里木和中朝准地台的成员,转变为古亚洲洋造山系的一部分。中生代阶段,在古太平洋动力体系控制下,强烈的印支、燕山造山作用,在中国东部先成大陆地壳之上形成中国东部上叠造山系,其构造属性由稳定的克拉通状态,转化为活动的上叠造山带,成为宏伟的太平洋中生代巨型造山体系不可分割的一部分,彻底改变了晚三叠世前中国东部的构造面貌。新生代阶段,在特提斯-印度洋两个前后相继的动力体系作用下,在中国西部形成喜马拉雅造山系和上叠在先成大陆地壳之上的具造山带性质的青藏高原和昆仑、祁连、秦岭、天山等新生代复活山带(上叠造山带)及与之相关的盆地系统(塔里木、准噶尔、柴达木盆地等),彻底改变了中国西部前新生代的构造面貌(图6)。

值得注意的是,著名的喜马拉雅造山系,其主体包括低喜马拉雅、高喜马拉雅和特提斯喜马拉雅,并不是奠基于印度大陆边缘的活动带之上,而是奠基于印度地台之上的。在特提斯喜马拉雅和高喜马拉雅,从寒武纪晚期开始或奥陶纪到古近纪,其沉积物并不是活动型沉积,而是稳定的地台盖层沉积。因此,以主喜马拉雅断裂(MHT)为主滑脱面的主中央断裂(MCT)、主边界断裂(MBT)及其相关的逆冲-褶皱系统,均是在印度地台的基底和盖层中形成的。这样,喜马拉雅造山带的大部分实为一叠加在先成大陆地壳之上的上叠造山带。

叠加在先成大陆地壳之上的上叠造山带,在中国特别普遍、重要,但并非中国所独有。只要稍加分析,就会发现世界各大造山系实际上大都包括两个部分:由沉积-岩浆-变质杂岩组成的造山带本部和叠加在相邻先成大陆地壳之上的上叠造山带。例如北美科迪勒拉造山系的Sevier逆冲-褶皱带上叠在北美克拉通之上,乌拉尔造山带的西乌拉尔带上叠在东欧克拉通之上,阿尔卑斯造山带的Helvitie带上叠在欧洲后华力西地台之上,南美安第斯造山系的大部分上叠在巴西地台之上,等等。

一般来说,邻接被动大陆边缘处于逆冲带下盘的前陆或后陆逆冲-褶皱带,其构造-岩浆作用所涉及的构造层次较浅,大多只涉及地壳层次,例如北美科迪勒拉造山系的Sevier后陆逆冲-褶皱系统,喜马拉雅造山系的高、低喜马拉雅和特提斯喜马拉雅的前陆逆冲-褶皱系统,即为其典型实例。邻接活动大陆边缘处于逆冲带上盘的上叠造山带,涉及的构造层次较深,不仅有强烈的地壳变形,而且地幔层次的物质运动往往起更大的作

用,例如,中国东部中生代上叠造山系、中国西部喜马拉雅造山系的冈底斯构造-岩浆岩带,以及邻接太平洋侵蚀型俯冲边缘的安第斯造山系不仅有强烈的地壳变形,而且有大规模的岩浆活动。

感谢中国地质调查局项目(DD20221646)的资助,感谢《地学前缘》编辑部王小龙先生的盛情邀稿,使本文能早日与读者见面。同时衷心感谢各位专家和编辑在审稿过程中对文本提出的宝贵修改意见。

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基金资助

中国地质调查局项目(DD20221646)