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原创 漫话造山作用与造山带(连载七)

  • yuanzi16
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  • 2018-09-14 20:13:34

、碰撞造山带的碰撞单元

19世纪中叶以来,造山带研究进入了内部构造研究阶段。然而,不可讳言,至今对许多造山带的内部构造的认识仍然是模糊不清的。因此,运用造山带内部构造特征进行分类,如Sengor1992),还缺乏必要的资料基础。所以,目前要做出比较完善的碰撞造山带分类,必须依赖于参与碰撞的单元。

参与碰撞的单元,是具有大陆壳或过渡型地壳的地质体,如大陆板块、微板块或为大陆以及各种弧(前缘弧、残留弧、增生弧及大洋岛弧)。对大陆板块、前缘弧和残留弧,已有许多文献阐述过了,不需要做特别的解释。这里,对微板块、增生弧和大洋岛弧作一说明。

1、微板块

一些具有大陆壳基底的小型陆块(片),其规模比起大陆板块来显然要小得多,因此称其为微板块或微大陆。这些微板块可能长期漂泊在洋盆中。例如,羌塘-保山微板块,它们在原特提斯和古特提斯洋中,早古生代时期靠近扬子板块,而晚古生代时期则靠近冈瓦纳大陆。还有一些微板块,刚刚从别的大陆裂离出来不久,就又碰撞到另一个大陆上。例如,帕米尔造山带中的一些微板块(Searle1990)。有的微板块具有显生宙各个时期的沉积盖层,而有的微板块的沉积盖层则被剥蚀殆尽或者沉积甚少。但是,在碰撞造山带中的微板块上不应该有岩浆弧成因的火山岩和深成岩。若有的话,则应称为弧,而不应再叫做微板块。

2、增生弧

增生弧并不是新发现的一种岩浆弧,而是过去没有把它作为单独的类型给予独立的名称。Parada1990)在讨论南美洲安第斯的深成作用时,就描述出从早古生代持续增生到新生代的岩浆弧(图3)。1990年,该文笔者等在天山冰大坂之南的后峡剖面观察到巨大的花岗岩基中,有许多来自蛇绿杂岩带的顶垂体。顶垂体的岩类有:变质橄榄岩、方辉橄榄岩、辉石岩等超镁铁岩;有辉长岩、辉绿岩、玄武岩等铁镁质岩;有硅质岩、复理石砂岩和板岩等。这说明,花岗岩是侵入到蛇绿混杂岩之中的。在穿过天山干沟剖面的库米什地区,也可以观察到同样的现象,其顶垂体更为巨大。其中,有一个长达7千米、宽5千米,由复杂的蛇绿混杂带组成,包括作为基质的变复理石砂岩、板岩和作为混杂块体的超镁铁岩、镁铁质岩和硅质岩;还有一条宽约400米的韧性剪切带,其中包含经历了角闪岩相变质的镁铁岩和复理石杂砂岩。我们把这种岩浆弧与混杂带的共性体称为增生弧大地构造相(李继亮,1992a1992b)。Sengor1992)把具有这种现象的造山带称为阿尔泰造山带。后来,我们在华南(李继亮等,1993)和藏南(郝杰等,1995)等地,都见到了同类现象。由此看来,增生弧是一种常见的地质现象,在碰撞造山带中可以作为参与碰撞的单元出现。

3、大洋岛弧

大洋岛弧也是碰撞造山带中比较常见的大地构造单元。在现代大洋环境中,有很多大洋岛弧的实例。例如,大西洋和太平洋之间的巴拿马岛弧和南极附近的三明治岛弧。在碰撞造山带中,也有若干实例。例如,与澳大利亚碰撞的斐济岛弧和与台湾碰撞的吕宋岛弧。这些大洋岛弧在岩石组成和构造特征上与一般前缘弧没有太大的不同。只是完全没有或者几乎没有独立结晶基底。因此,我们在造山带分类中把它们与前缘弧等同看待。但是,需要特别指出的是,在前寒武纪早期,大洋岛弧具有极为重要的地质疑义。大洋岛弧之间的消减作用形成了早期的大洋岛弧型的过度地壳,大洋岛弧与大洋岛弧的碰撞形成了早期的大陆壳(Li1992)。

、碰撞造山带分类方案

该文笔者以参与碰撞造山作用的单元的类型作为分类依据,提出了碰撞造山带分类方案(表1)。这个分类方案符合包容性原则。因为,所有可能参与碰撞造山作用的单元都已包括进来。同时,它也没有重叠。因为,参与碰撞造山作用的单元之间的区别是明确的。从而,避免了造山带既可归属于甲类、又可归属于乙类的缺陷。

1 碰撞造山带分类方案

造山带类型

亚类

实例

陆-陆碰撞型


泛非造山带

陆-前缘弧碰撞型

弧前碰撞

台湾海岸山脉造山带

弧后碰撞

哀牢山造山带

陆-残留弧碰撞型


阿尔卑斯造山带

陆-增生弧碰撞型


祁连-阿尼玛卿造山带

喜马拉雅造山带

弧-弧碰撞型


西准噶尔造山带

陆-弧-陆碰撞型


闽赣湘造山带

五台山造山带

1、陆-陆碰撞型造山带

参与碰撞的单元可以是两个大陆板块,或者是大陆板块与微板块或两个微板块(图4)。这类碰撞造山带得到的确证很少。过去所说的典型陆-陆碰撞型造山带,如阿尔卑斯和喜马拉雅,现在都认为是陆-弧碰撞的产物(Hsu1995;郝杰,1995)。只有非洲的一些泛非造山带,现在仍然被认为是陆-陆碰撞型造山带,如横穿撒哈拉造山带(Boulier1991)、达荷迈伊德造山带(Affatonet al.1991)、洛克莱德造山带(Culveret al.1991)和毛里塔尼亚造山带(Lecorcheet al.1991)等。

2、陆-前缘弧碰撞造山带

可以举出的典型实例有:台湾海岸山脉造山带和澳大利亚与斐济岛弧碰撞型成的造山带(图4b)。这两个碰撞型造山带的碰撞造山作用都发生在弧前位置。弧后位置也可以生成这类碰撞型造山带。例如,阿巴拉契亚的塔康时期的碰撞造山作用就发生在弧前位置(Hatcherand Odon1980)。

3、陆-残留弧碰撞造山带

根据Hsu1995),非洲大陆板块并没有在第三纪时期与欧洲板块向碰撞,欧洲活动边缘的岛弧现在还位于地中海海岭的位置上,尚不曾与非洲板块碰撞。在始新世,与欧洲板块相碰撞的奥地利阿尔卑斯和南阿尔卑斯,乃是前缘弧后面的一个缺少弧岩浆活动的、具有结晶基底的残留弧。它在弧后位置上与欧洲大陆碰撞。因此,著名的阿尔卑斯造山带成为了陆-残留弧碰撞型造山带的典型实例(图4c)。

4、陆-增生弧碰撞造山带

这种类型的实例非常之多,如前文所述的喜马拉雅(图4d)、天山和昆仑造山带。增生弧大多是由前缘弧向大洋方向增生的。如果把造山作用的变形复原,那么增生弧的火山岩和花岗岩都有向大洋变年轻的趋势。增生弧的一个尚未解决的问题是其岩浆来源的问题。Nicholls等(1977)提出,弧拉斑玄武岩岩浆和钙碱系列岩浆生成于消减带上的地幔楔中。但是,混杂带增生楔的长程增生,这种大陆地幔楔不可能紧跟在消减带之上。所以,增生弧的岩浆来源显然不能用Nicholls等(1977)的模式来解释。该文笔者在赣南和昆仑山的研究显示,增生弧岩浆可能来自混杂带的复理石基质和/或铁镁质火成岩的部分熔融作用,而韧性剪切带的剪切热则可能是引起部分熔融的机制。

5、弧-弧碰撞造山带

在太古代这类实例很多,如加拿大的许多实例(Hoffman1988)和中国冀东太平寨弧与三屯营弧的碰撞(图4e)(李继亮,1990)。显生宙的实例是新疆北部西准噶尔增生弧鹏转造山带。根据已有的实例和可能参与碰撞的单元,这种类型可以进一步划分为前缘弧-前缘弧碰撞、前缘弧-残留弧碰撞、前缘弧-增生弧碰撞、残留弧-增生弧碰撞4个亚类。

6、陆-弧-陆碰撞造山带

这种类型是指3个参与碰撞的单元在同一地质时期发生碰撞而形成的造山带。阿巴拉契亚造山带由两陆、两弧碰撞而成,但是碰撞发生在塔康、阿卡德和阿尔根尼3个地质时期,因此不属于这种类型。中国这类造山带实例很多,如古元古代的五台造山带(图4f)(李继亮等,1990)、早古生代的闽赣湘造山带(李继亮等,1993)和三叠纪的保山-澜沧-扬子造山带(李继亮,1988)。在第一和第三实例中,参与碰撞的弧是前缘弧;而在闽赣湘造山带中则是增生弧。因此,如果能更多地了解一些具有充分证据的实例,那么这种类型还可以进一步划分出若干亚类。

这个分类方案符合分类的两个基本原则,适用于目前资料水平下的碰撞造山带分类。但是,这不是碰撞造山带的唯一分类方法。如果研究资料逐渐充分起来,那么根据造山带内部构造特点、碰撞造山过程或者岩石圈动力过程进行各种分类,必将会对碰撞造山作用的类型和形成机制获得更加深入的理解。八、李继亮关于增生型造山带基本特征的论述

增生型造山带是20世纪90年代新识别出来的一类造山带。这类造山带在中国有广泛的分布。增生型造山带的基本特征是:①、具有很宽的增生楔,增生楔中的复理石基质向着海沟后退方向时代逐渐变新;②、增生楔中有许多条蛇绿岩带,是海沟后退到适宜构造位置时沿滑脱断层就位形成的;③、增生型造山带中有许多条钙碱性火山岩和花岗岩带,其生成时代也向着海沟后退方向变新;④、增生地体内含有海山、大洋岛和大洋台地的构造碎块,使增生型造山带复杂化;⑤、增生型造山带中有许多条韧性剪切带,可能是蛇绿岩构造就位的滑脱带;⑥、增生型造山带含有大型、超大型铜、金和多金属矿床。

增生型造山带尚有许多有待解决的基本问题。中国的增生型造山带分布广泛、规模巨大,是研究和解决这些问题的最佳地区

近年来,碰撞造山带的研究取得了长足的进展。碰撞大地构造学已经成为大地构造学的重要分支学科。大地构造相分析成为分析碰撞造山带大地构造单元的重要方法。

在碰撞造山带的分类中,增生型造山带作为一种新的类型被划分出来。增生型碰撞造山带在中国和中亚地区广泛分布。例如,哈萨克斯坦-阿尔泰造山带、天山-兴安造山带、昆仑-阿尼玛卿造山带和闽赣湘造山带。李继亮通过分析这些实例,得以认识增生型造山带的一般特征,以便进一步研究增生型造山带尚未解决的重要问题。


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网友回复

  • yuanzi16
  • 2018-09-14 20:29:48发表
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谢谢版主大力支持!

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