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原创 漫话造山作用与造山带(连载一)

  • yuanzi16
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  • 2018-09-12 20:40:41

漫话造山作用与造山带

yuanzi16



一、造山作用与造山带的概念及其演变

1、概念的起源与应用

造山作用的概念起源于早期地质学家对地球表面山脉成因的思考。最早提出造山作用(Orogeny,或造山运动)这一术语的Boue1874)指出,山脉的形成是构造原因引起的。Gibert1889)指出,造山作用就是形成山脉的过程。显然,早期地质学家就已经把造山作用理解为以山脉为结果的一种构造作用。

造山作用这一术语于19世纪在欧洲大陆广泛应用,但是其应用却因人而异。有的侧重它的地貌表现,而有的则侧重它的构造意义。Gilbert1890)提出,造山作用是指不同于造陆运动(Epeirogenic的、产生山脉的地壳构造运动。Stifle1919)提出,造山作用是指改变岩石组构的幕式过程;这一过程包括褶皱和逆冲等挤压变形、钙碱性岩浆活动和区域变质作用。

Davis1984在其《区域和岩石构造地质学》教科书中提出的定义是:“造山带是地壳中一条巨大的、通常呈直线到弧形的构造带,机械变形强烈和或热液活动集中。……山脉是造山带的一种表现,并不是我们所谓造山带的全部。古代的造山带虽然是仍然可以辨认出来的区域变形带,但是已夷平为大陆内部的平原;而目前正在形成的造山带,其主要构造部分可能不在山脉中,而位于地表10公里、50公里甚至100公里以下。若山脉确实存在,则正好是一个造山带的顶部”。

1993年版大百科全书地质学卷给出的造山带(Orogen的定义是:经受了强烈褶皱及其它变形而生成的线状大地构造单元,由一定地史时期的活动带演化而成,并相对于稳定的克拉通而存在。

在地槽学说中,造山带是指地槽演化的终结产物,地槽褶皱回返的产物,又称为褶皱带。

造山作用与造山带这些古老的术语,在经典槽台学说关于地壳演化理论、区域地质、地质矿产研究等方面都产生过巨大的影响,并且得到了广泛的应用。造山带这一术语自其被提出以来,作为与克拉通相对应的大地构造单元,在阐述诸如阿尔卑斯、喜马拉雅等具有全球规模的巨大山系的性质、构造和成因以及解译造山作用过程等方面,都起到了重要的作用。

但是,随着板块构造学说的创立和发展,特别是随着板块构造学说在大陆和海洋构造研究和地壳-岩石圈构造运动研究中取得得一系列重大进展,许多原来未认识到的关于地壳-岩石圈组成物质、结构、演化和动力学机制等方面的事实被愈来愈多地被揭示出来,同时也出现了许多新的大地构造问题。人类的地球观普遍发生了深刻变化。造山作用与造山带的古老概念已有了新的发展,其早期定义也发生了新的变化。

2、造山作用的概念

造山作用是指形成造山带的构造作用过程,是一个复杂的地质作用过程。造山作用是在地球深部构造动力学背景下,地壳-岩石圈发生剧烈构造变动、物质成分重组、结构重建的复杂的物理、化学的漫长连续的地质作用过程。通常,造山作用是造成地壳-岩石圈横向收缩、垂向增厚、隆升成山的构造作用。造山作用往往导致山脉的形成,但是并非都会成山或都一定要成山。山脉只是造山作用最终结果的一种明显的表现形式,它既并不是造山作用的全貌或全部内涵,也不是造山作用的本质,更不是判别造山作用的主要标志。

3、造山带的概念

造山带是指在造山作用过程中因褶皱或其它地质作用而形成的线状延伸的构造带,包括上层山脉的形成、褶皱、断裂、逆掩等作用过程,以及深部的塑性变形、变质作用、岩浆活动等作用过程。造山带的形成过程属于构造活动带范畴,其后期多数表现为山脉隆起带。

造山带是地壳-岩石圈上的强烈构造变形带,呈长条状、线状展布,是褶皱、岩浆和火山活动十分发育的地带。

4、板块构造理论对造山作用概念的新发展

板块构造理论把造山作用理解为岩石圈板块边界的相互作用过程,而边界的相互作用往往是长期的、持续不断的作用过程,从而给造山作用赋予了许多新的含义,同时也出现了许多对造山作用的不同理解。MongerFrancheteau1987)指出:“造山的形变发生在汇聚板块、离散板块和转换板块等的边界。”Sengor1992)在系统评述前人对造山作用概念的理解的基础上,提出了一个更为严格的定义,即:“造山作用是一个用以表征汇聚板块边界所有地质过程的集合的名词”。

5(陆内)构造研究对造山作用的新认识

Sengor1992)的定义把造山作用限制在汇聚板块边界。但是,20世纪80年代中后期以来的研究表明,造山作用并不局限于板块边界,板块内部(大陆内部)同样会发生强烈的造山作用,形成板内(陆内)造山带。

6、目前对造山作用的一般理解

综上所述,现将目前对造山作用的一般理解介绍如下:

造山作用是指以收缩挤压作用为主导、沿地壳-岩石圈上巨大狭长地带发生的所有地质作用过程。

在这里,强调以收缩挤压作用为主导,有以下三个方面的含义:

、收缩挤压的构造体制可以发生在汇聚板块边界,也可以发生在大陆板块内部,即造山作用并不局限于汇聚板块边界;

、造山作用是一个复杂的作用过程,以收缩挤压作用为主导,并不排除斜向汇聚挤压的转换压缩(从应力角度为压扭)造山作用;

、造山作用是一个漫长的作用过程,形成的造山带更是经历了长期的发展演化,因此在以收缩挤压作用为主导形成的造山带中,可以出现一些伸展构造;这些伸展构造既可以是同造山的(造山作用过程中的短期应力松弛或伸展),也可以是后造山的。

7、对造山带概念的新理解

造山带(OrogenicBelt)是一个与造山作用既有联系又有区别的术语。第一、它首先是经历了造山作用过程的地壳-岩石圈上巨大狭长的构造活动带,具有其独特的地质特征;第二、造山带的发展并不仅仅限于造山作用阶段,它具有更为长期的地质演化过程和复杂的物质组成,以及多期强烈的构造变形和强烈的热液活动。


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