塊體構(gòu)造學(xué)說的大地構(gòu)造體系

張訓(xùn)華，郭興偉

國土資源部海洋油氣資源與環(huán)境地質(zhì)重點(diǎn)實驗室青島海洋地質(zhì)研究所，青島 266071

1 引言

大地構(gòu)造學(xué)是研究大陸、大洋或其某一區(qū)域地殼或巖石圈的組成、結(jié)構(gòu)和演化歷史的學(xué)科，目的是為了了解海洋、大陸、山脈和盆地的成因和發(fā)展過程，認(rèn)識地殼或巖石圈的演化規(guī)律（黃宗理和張良弼，2006）.大地構(gòu)造學(xué)者在進(jìn)行研究過程中，往往十分注意去總結(jié)這些規(guī)律，這些規(guī)律形成相對獨(dú)立、完整的體系，就是大地構(gòu)造學(xué)說.大地構(gòu)造學(xué)說作為地質(zhì)學(xué)里面的上層建筑，在對地球演化規(guī)律總結(jié)的同時，還在關(guān)注著重大的地學(xué)問題，從而引領(lǐng)著地質(zhì)學(xué)科的前沿和方向.

大地構(gòu)造圖的編制，一定是在某一大地構(gòu)造學(xué)說的指導(dǎo)之下進(jìn)行的.1992年“中國海區(qū)及鄰域地質(zhì)地球物理系列圖”（劉光鼎，1992）之“大地構(gòu)造圖”的指導(dǎo)思想是以活動論為內(nèi)涵的全球構(gòu)造理論，在這一基礎(chǔ)上，張訓(xùn)華等（2009）進(jìn)一步對朱夏和劉光鼎的學(xué)術(shù)思想進(jìn)行了歸納總結(jié)，并稱之為塊體構(gòu)造學(xué)說，作為正在編制的“中國海陸大地構(gòu)造格架圖”的指導(dǎo)思想.本文將在簡述大地構(gòu)造學(xué)說進(jìn)展，以及塊體構(gòu)造學(xué)說提出和發(fā)展的基礎(chǔ)上，闡述對中國海陸及鄰區(qū)大地構(gòu)造演化過程的理解，明確塊體構(gòu)造學(xué)說構(gòu)造體系中構(gòu)造單元的定義，尤其是塊體與結(jié)合帶的定義，并描述其類型和特征，作為正在編制的“中國海陸大地構(gòu)造格架圖”劃分大地構(gòu)造單元的依據(jù).

2 中國大地構(gòu)造學(xué)說進(jìn)展

20世紀(jì)最偉大的大地構(gòu)造學(xué)說，無疑是板塊構(gòu)造理論.但在板塊理論尚未傳入中國之前，中國的大地構(gòu)造學(xué)家們已經(jīng)根據(jù)各自對中國及鄰區(qū)大地構(gòu)造的理解，建立自己的大地構(gòu)造學(xué)說，至20世紀(jì)七八十年代，已經(jīng)形成多個較為成熟的大地構(gòu)造學(xué)說，包括多旋回構(gòu)造學(xué)說（Huang，1945，黃汲清和任紀(jì)舜，1979）、地質(zhì)力學(xué)說（李四光，1962；中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，1985）、斷塊構(gòu)造學(xué)說（張文佑，1974，1984）、地洼構(gòu)造學(xué)說（國家地震局廣州地震大隊，1977；陳國達(dá)，1986）和波浪狀鑲嵌學(xué)說（張伯聲，1962，1980）.板塊構(gòu)造理論傳入中國后，很快被中國的大地構(gòu)造學(xué)家所接受，并加入到各自的大地構(gòu)造體系之中，至今形成了三大主流的構(gòu)造觀點(diǎn)（潘桂棠等，2009）：一是黃汲清的多旋回構(gòu)造觀，后經(jīng)任紀(jì)舜等改進(jìn)，即將其與板塊構(gòu)造理論相結(jié)合（Ren，1996；任紀(jì)舜等，1999）；二是王鴻禎的歷史大地構(gòu)造觀（王鴻禎，1985；Wang，1999）；三是李春昱的板塊構(gòu)造觀（李春昱，1980；李春昱等，1982）.

近幾年來，隨著各種地質(zhì)地球物理調(diào)查和研究的不斷深入，以及資料的積累，尤其是深部探測成果的獲得（郭興偉等，2012），中國的大地構(gòu)造學(xué)者得以更加深入的思考.對中國及鄰區(qū)的大地構(gòu)造分區(qū)的認(rèn)識，主要有以下幾方面的進(jìn)展：一是在資料加入的基礎(chǔ)上，對大地構(gòu)造的分區(qū)更加具體和細(xì)致，例如潘桂棠等將對多島－弧－盆系的理解，按照大地構(gòu)造相（潘桂棠等，2008）對中國陸區(qū)的大地構(gòu)造單元進(jìn)行劃分，葛肖虹等（2009）在對多個構(gòu)造單元重新認(rèn)識的基礎(chǔ)上，對中國大陸的構(gòu)造格架進(jìn)行了討論；二是越來越重視地球物理資料或深部探測成果與大地構(gòu)造學(xué)的結(jié)合，對構(gòu)造現(xiàn)象的研究由地殼尺度深入到巖石圈尺度，例如李廷棟（2006）將地殼表層構(gòu)造與深部構(gòu)造結(jié)合起來，劃分巖石圈構(gòu)造單元；三是大地構(gòu)造的研究由傳統(tǒng)的陸地走向海洋，越來越多的從全球的視角來思考大地構(gòu)造問題，如板塊構(gòu)造理論本身就是從構(gòu)造學(xué)者對海洋的探測和研究而來.

3 塊體構(gòu)造學(xué)說的構(gòu)造體系的發(fā)展過程

塊體構(gòu)造學(xué)說的大地構(gòu)造體系的雛形，最早是在1992年的“中國海區(qū)及鄰域地質(zhì)地球物理系列圖”（劉光鼎，1992）之“大地構(gòu)造圖”編制時.雖然當(dāng)時板塊構(gòu)造學(xué)說已經(jīng)被大多數(shù)國內(nèi)構(gòu)造學(xué)者所接受，但板塊構(gòu)造學(xué)說在解釋中國及鄰區(qū)復(fù)雜的大陸構(gòu)造時，還不完全得心應(yīng)手，而且中國海區(qū)的各個大地構(gòu)造單元也無法同中國大陸相對比，中國傳統(tǒng)的大地構(gòu)造學(xué)說更無法解釋大洋區(qū)的構(gòu)造.在這一背景下，以活動論為內(nèi)涵的全球構(gòu)造理論被引入，塊體與結(jié)合帶的概念被提出來，作為板塊之下的二級大地構(gòu)造單元，用以解決中國海陸的大地構(gòu)造，尤其是大陸邊緣的構(gòu)造單元劃分問題.

當(dāng)時編圖范圍是中國海區(qū)及鄰域，包括了整個渤海、黃海、東海、南海及菲律賓海、日本海的大部分，還有中國陸區(qū)東部，海區(qū)的構(gòu)造被同陸區(qū)聯(lián)系起來，中國海區(qū)及中國東部由華北、揚(yáng)子、華南等塊和其間的條組成，后來塊稱之為塊體，而條稱之為結(jié)合帶，在大洋區(qū)的構(gòu)造單元還是以地貌來描述，分為海盆和海嶺等.

在塊體概念提出的同時，當(dāng)時也從全球角度出發(fā)，對中國海陸及鄰區(qū)的大地構(gòu)造演化提出了自己的認(rèn)識.朱夏從中國大陸構(gòu)造演化出發(fā)，聯(lián)系特提斯閉合（后為印藏碰撞）和太平洋演化，詳細(xì)論述了塊體的發(fā)展演化史，劃分了塊體的構(gòu)造演化階段，也論述各個構(gòu)造演化階段可能的動力學(xué)體制（朱夏，1983），重點(diǎn)論述了中國大陸邊緣的構(gòu)造演化（朱夏和陳煥疆，1982；朱夏，1987）.這些對中國及鄰區(qū)大地構(gòu)造的認(rèn)識，就作為了當(dāng)時編圖的指導(dǎo)思想—以活動論為內(nèi)涵的全球構(gòu)造理論.所以，當(dāng)時已經(jīng)有了一個相對完整的大地構(gòu)造體系的基礎(chǔ).

海洋地質(zhì)構(gòu)造的研究主要依賴地球物理資料，在朱夏對中國大地構(gòu)造認(rèn)識的基礎(chǔ)上，張訓(xùn)華等（2009）增加了對中國大陸宏觀構(gòu)造格架的認(rèn)識（劉光鼎等，1997；劉光鼎，2007），以及地球物理資料解釋地質(zhì)構(gòu)造的認(rèn)識論和方法論（劉光鼎和陳潔，2005）的內(nèi)容，稱之為“塊體構(gòu)造學(xué)說”.中國的大地構(gòu)造宏觀格架可歸納為“三橫、兩豎、兩個三角”，即“三橫”是指天山—陰山—燕山、昆侖—秦嶺—大別和南嶺三條橫向展布的構(gòu)造帶；“兩豎”是指大興安嶺—太行山—武陵山梯級帶和賀蘭山—龍門山南北帶；“兩個三角”即阿爾金山—祁連山所包圍的柴達(dá)木及松潘—甘孜地區(qū).認(rèn)識論總結(jié)為：“區(qū)域約束局部，深層制約淺層”；方法論為：“一種理論——以全球構(gòu)造活動論為理論指導(dǎo)；二個環(huán)節(jié)——以物性和模型為紐帶，即物性是地質(zhì)與地球物理、模型是定性與定量之間聯(lián)系的紐帶；三種結(jié)合——地質(zhì)與地球物理及地球化學(xué)相結(jié)合、正演與反演相結(jié)合和定性與定量相結(jié)合的三原則；多次反饋——上述過程多次反復(fù)，不斷地逼近正確的認(rèn)識”.

4 中國海陸及鄰區(qū)的構(gòu)造演化歷史

中國及鄰區(qū)的大地構(gòu)造演化歷史可以放之全球來考慮，全球的構(gòu)造演化在同一構(gòu)造演化時期受到大致相同的地球動力體制的制約，也就經(jīng)歷了大致相同的構(gòu)造演化階段，只不過在有的地方開始或結(jié)束的早，有的地方開始或結(jié)束的晚，存在同序時差的關(guān)系（朱夏，1983）.在不同的構(gòu)造演化階段，由于構(gòu)造體制和熱體制不同，地球動力學(xué)體制也是不同的（Silver，1980）.

按照地球構(gòu)造演化的歷史，我們將其分為下面五個構(gòu)造演化階段（表1），即陸核形成階段、古全球構(gòu)造階段（可分為成臺階段和穩(wěn)化階段）、中間過渡階段和新全球構(gòu)造階段：

（1）太古代至中元古代，時間在10—12±億年前，在地球的各處逐漸形成古陸核，我們稱之為遠(yuǎn)古與太古全球構(gòu)造階段.

華北古陸核的形成時代為太古宙，以冀東遷西群和遼東鞍山群為代表，有年齡老于38億年的數(shù)據(jù)（Liu et al.，1992；Wu et al.，2008）；揚(yáng)子塊體湖北崆嶺有老于32億年的古陸核（高山等，2001），塔里木塊體阿克塔什塔格的古陸核為36億年的年齡紀(jì)錄（李惠民等，2001），古陸核形成時間則到早元古代；華南塊體在南雄地區(qū)也有老于36億年的古陸核（于津海等，2007）；東海陸架和南海的陸殼，雖然在新生代經(jīng)歷了劇烈的拉張減薄，但同樣有古陸核的記錄，東海靈峰一井鉆遇的片麻巖為18.06億年（沈渭洲，2006），西永一井鉆遇的片麻巖為14.5億年，古陸核形成時間為中元古代.

（2）新元古代至早二疊紀(jì)，時間在10—12±億年到約2.8億年，在先前形成的古陸核的基礎(chǔ)上，通過垂向增生和側(cè)向增生，圍繞陸核的地殼經(jīng)歷了成臺過渡和穩(wěn)化兩個階段，我們將這兩個階段合稱為古全球構(gòu)造階段.

新元古代形成的羅迪尼亞泛大陸，前寒武紀(jì)末至早古生代初發(fā)生解體，在二疊紀(jì)拼合成了潘基亞大陸，潘基亞大陸主要有三大塊體群組成，即勞亞塊體群、岡瓦納塊體群和規(guī)模較小的古華夏塊體群（Bozhko，1986；陳智梁，1994），三大塊體群之間為古特提斯洋.組成三大塊體群的塊體，無論是在古生物上，還是在沉積建造上，都具有各自的特征.

在這些陸殼塊體之間發(fā)生裂解的同時，在塊體之間不同的位置，也在發(fā)生著碰撞、閉合.塊體之間的裂解表現(xiàn)為硅鋁殼的拉張減薄，減薄到一定程度會有硅鎂殼露出，但洋殼的產(chǎn)生只是形成了一些此張彼合的小洋盆，這些小洋盆規(guī)模有限，并沒有形成真正的大洋，也就沒有由洋向陸的俯沖，不能用現(xiàn)今的大陸大洋的板塊體制來簡單解釋，洋陸之間的作用通過陸殼內(nèi)部的伸展，由陸向洋進(jìn)行“千足蟲”式（Wynne－Edword，1976）或“雪橇”式的擠壓（朱夏，1983），這種構(gòu)造體制主要表現(xiàn)為塊體自身的生長和塊體之間的運(yùn)動，我們稱之為塊體體制.無論是在西伯利亞塊體群和古華夏塊體群之間寬泛的古亞洲洋，還是秦嶺、昆侖、祁連山等古華夏塊體之間的洋盆，都是通過這種體制做手風(fēng)琴式的碰撞而最終閉合的.

（3）二疊紀(jì)至三疊紀(jì)，時間在2.8億年到2億年，中間階段或者過渡階段.

隨著古特提斯洋盆的關(guān)閉，古華夏陸塊群完成了拼合，秦嶺、大別、蘇魯和松潘—甘孜等結(jié)合帶最終形成，保山—撣泰塊體也沿昌寧—孟連、清邁—清萊至文東—勞勿一線拼合到印支塊體之上（陳永清等，2010），太平洋板塊、歐亞板塊和印度洋板塊逐漸形成雛形（Hilde et al.，1977），雖然之后還有小的塊體的裂離拼合，但其間的體制由塊體體制逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榘鍓K體制.

（4）晚三疊紀(jì)至今，即2億年以來，為新全球構(gòu)造階段，為板塊體制.

這一階段，中國海陸及鄰域受到歐亞板塊、太平洋板塊（或菲律賓海板塊）和印度—澳大利亞板塊（或特提斯板塊）三大板塊相互作用的影響（Hilde et al.，1977），形成兩條鋒線（朱夏，1979）：一是東部的太平洋板塊向歐亞板塊的俯沖消減，形成的太平洋域鋒線，在中國東部海區(qū)形成典型的溝－?。梵w系；二是特提斯洋的閉合，晚白堊紀(jì)后為印藏碰撞，以及澳大利亞板塊向北俯沖，形成的特提斯域鋒線，大致以東經(jīng)90°海嶺為界，以西表現(xiàn)為青藏高原的強(qiáng)烈隆升，以東表現(xiàn)為溝－?。梵w系，以及東南亞眾多邊緣海形成.

在兩條鋒線上，都經(jīng)歷了三次變格（朱夏和陳煥疆，1982）：晚侏羅紀(jì)到早白堊紀(jì)，西部為班公湖—怒江縫合帶的形成，東部為太平洋板塊強(qiáng)烈擴(kuò)張并向北或北東移動，玉里—領(lǐng)家縫合帶形成；晚白堊紀(jì)至古近紀(jì)，西部為雅魯藏布江縫合帶的形成，特提斯洋盆完全關(guān)閉，印藏碰撞逐漸由軟碰撞變?yōu)橛才鲎玻↙ee and Lawver，1995），東部則為太平洋板塊轉(zhuǎn)向北西西俯沖，始新世時圈出菲律賓海板塊，中國東部產(chǎn)生一系列的斷陷盆地；新近紀(jì)至第四紀(jì)，西部為強(qiáng)烈的印藏碰撞，以及東經(jīng)90°海嶺以東的溝－?。梵w系形成，東部為西太平洋溝－弧－盆體系形成，以及東部盆地的差異熱沉降.

表1 中國及鄰區(qū)地殼演化序列表Table 1 Crustal evolution sequence of China and adjacent areas

5 塊體構(gòu)造系統(tǒng)的大地構(gòu)造單元類型

5.1 大地構(gòu)造單元類型

根據(jù)我們對中國海陸及鄰區(qū)大地構(gòu)造演化的認(rèn)識，我們編制的“中國海陸及鄰域的大地構(gòu)造格架圖”要體現(xiàn)塊體構(gòu)造學(xué)說對構(gòu)造演化階段的理解：以印支期為界，2億年以來為板塊體制，主要表現(xiàn)現(xiàn)代的板塊活動，重點(diǎn)表現(xiàn)不同的板塊邊界類型；2.8億年以前為塊體體制，主要表現(xiàn)塊體形成演化的過程，以及結(jié)合帶的碰撞縫合過程；2—2.8億年的過渡階段，在古特提斯洋閉合過程中，已經(jīng)在一些洋陸碰撞處出現(xiàn)板塊體制的先聲，大部分還保持塊體體制.大地構(gòu)造單元類型分為兩級：

一級：板塊和板塊邊界；

二級：塊體和結(jié)合帶.

5.2 板塊和板塊邊界

板塊和板塊邊界都有著嚴(yán)格的定義，尺度上為巖石圈，板塊內(nèi)部相對穩(wěn)定，板塊邊界活動劇烈，板塊活動的驅(qū)動力為地幔對流.板塊邊界有三種：匯聚邊界、離散邊界和走滑邊界.離散邊界為大洋中脊，走滑邊界為錯斷大洋中脊的轉(zhuǎn)換斷層，匯聚邊界的表現(xiàn)形式則較為多樣化，既有大洋向陸俯沖消減，也有陸陸碰撞、弧陸碰撞等.

在中國海陸及鄰區(qū)范圍內(nèi)，主要發(fā)育匯聚邊界.中國東部發(fā)育太平洋板塊（菲律賓海板塊）向歐亞板塊俯沖消減的洋陸俯沖邊界，中國的西南部發(fā)育印度—澳大利亞板塊和歐亞板塊的陸陸碰撞邊界，南部也發(fā)育澳大利亞板塊向歐亞板塊洋陸俯沖邊界.表2依據(jù)構(gòu)造性質(zhì)對這兩種構(gòu)造位置的板塊邊界劃分了類型.匯聚型板塊邊界還可以根據(jù)俯沖或碰撞縫合的主要時間分為晚中生代和新生代2種類型.

表2 匯聚型板塊邊界類型Table 2 Types of convergent plate boundaries

中國海陸及鄰區(qū)發(fā)育了兩種洋殼，一種是大洋洋殼，一種是邊緣海洋殼.大洋洋殼顯然是現(xiàn)代板塊通過海底擴(kuò)張的產(chǎn)物，邊緣海洋殼則可以作為塊體構(gòu)造單元的一部分，是塊體活化的產(chǎn)物.根據(jù)其發(fā)育的時間，可以大致分為三種類型，對應(yīng)于新全球構(gòu)造階段的三個時期，即

5.3 塊體與結(jié)合帶

既然印支期以前的古全球構(gòu)造階段，陸殼和洋殼的相互作用不用板塊體制來解釋，洋移陸換也不是一個威爾遜旋回，將陸塊稱之為“古板塊”或者“板塊”顯然不合適（朱夏，1983），我們將此階段的陸塊稱之為“塊體”，塊體之間被壓榨的洋殼以及變質(zhì)變形的大陸邊緣稱為“結(jié)合帶”.“塊體”一詞曾被應(yīng)用于描述地表單元物質(zhì)，并將崩塌、滑坡、泥石流和蠕動等巖體運(yùn)動稱之為“塊體運(yùn)動”，也曾被用于劃分具有不同地球物理特征或地球化學(xué)特征的陸塊（石耀霖和朱守彪，2004；李廷棟，2006），但在塊體構(gòu)造的大地構(gòu)造體系里被賦予新的定義，用以表示在地殼發(fā)展歷史中，在一個較長的地史時期內(nèi)處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)，且有相近演化歷史的大地構(gòu)造單元；相應(yīng)地，結(jié)合帶被定義為分布在塊體之間，發(fā)生過多次構(gòu)造運(yùn)動的大地構(gòu)造單元.

塊體類型的劃分，主要依據(jù)塊體的演化歷史，塊體的發(fā)育都經(jīng)歷表1所示的5個構(gòu)造演化階段，但發(fā)生的時間有先后，為同序時差.例如，華北有老于25億年的核，揚(yáng)子深部的古陸核為早元古代，當(dāng)時華北已經(jīng)進(jìn)入成臺階段，揚(yáng)子在中元古代開始進(jìn)入成臺階段時，華北已經(jīng)進(jìn)入穩(wěn)化階段（朱夏，1987）.根據(jù)演化歷史的不同，將塊體分為華北型、揚(yáng)子型、華南型、岡瓦納型和西伯利亞型5種類型（表3）.有一些塊體，像結(jié)合帶之間的塊體一樣，經(jīng)歷了陸核形成、成臺、穩(wěn)化等演化階段，但是在構(gòu)造演化過程中，被卷入結(jié)合帶之中，這類塊體，只要規(guī)模較大，我們也稱之為塊體，不再使用微塊體、地塊等概念.

中國海陸及鄰域范圍內(nèi)，結(jié)合帶主要發(fā)育在歐亞板塊內(nèi)部，按照主要形成時間分為晚元古代、早古生代、晚古生代和早中生代4種類型（表3）.結(jié)合帶形成的時間不是和塊體形成時間嚴(yán)格對應(yīng)的，在時間節(jié)點(diǎn)上稍有差異，具體時間見表3.另外，有一些板塊邊界和結(jié)合帶，并不是一次形成的，而是經(jīng)過多次碰撞、縫合形成，我們按照其最主要的形成時間劃分其類型.

除了結(jié)合帶可以作為塊體之間的界線之外，深大斷裂也可以作為塊體之間的界線.

在中國海陸及鄰域的構(gòu)造演化過程中，伴隨著大量的巖漿活動，這些巖漿巖有的發(fā)育在塊體之上，有的發(fā)育在結(jié)合帶或板塊邊界之上，有的發(fā)育在洋殼之上，我們并沒有區(qū)分其大地構(gòu)造屬性，只是按時間簡單做了分類.這并不影響板塊和塊體等邊界的劃分，這部分內(nèi)容可以作為日后的工作內(nèi)容，補(bǔ)充到塊體構(gòu)造體系之下.

6 結(jié)論

（1）塊體構(gòu)造學(xué)說，力求將中國大陸構(gòu)造演化和板塊構(gòu)造理論有機(jī)地結(jié)合，將中國及鄰區(qū)的海陸大地構(gòu)造演化放之全球來理解.

（2）地殼構(gòu)造演化歷史可以分為陸核形成、古全球構(gòu)造、中間過渡和新全球構(gòu)造等幾個階段.在古全球構(gòu)造階段為塊體體制，以地殼演化為主要特征；在新全球構(gòu)造階段為板塊體制，以巖石圈演化為主要特征.

（3）塊體構(gòu)造學(xué)說是在板塊構(gòu)造理論基礎(chǔ)上，對塊體和結(jié)合帶賦予新的定義和內(nèi)涵，在古全球構(gòu)造階段，全球大地構(gòu)造表現(xiàn)為塊體構(gòu)造演化過程，在新全球構(gòu)造演化階段，全球大地構(gòu)造表現(xiàn)為板塊構(gòu)造演化過程，而塊體和結(jié)合帶作為板塊之下的二級構(gòu)造單元.

（4）根據(jù)塊體發(fā)展演化的同序時差關(guān)系，將中國海陸及鄰域內(nèi)的塊體分為華北型、揚(yáng)子型、華南型、岡瓦納型和西伯利亞型；結(jié)合帶按照主要形成時間分為晚元古代、早古生代、晚古生代和早中生代4種類型；縫合帶按照主要形成時間分為晚中生代和新生代2種類型.

致謝 感謝劉光鼎院士在塊體構(gòu)造學(xué)說形成過程中的指導(dǎo)，感謝李良辰教授、郭振軒副研究員、溫珍河研究員對構(gòu)造體系構(gòu)建過程中給予的支持和幫助.

表3 塊體和結(jié)合帶按演化歷史分類Table 3 Classification of blocks and junctures based on evolution history

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