大地构造相分析方法研究

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1、大地构造相分析方法研究大地构造相分析方法研究( (概述概述) )提 提 纲纲 一一、大地构造相研究的历史大地构造相研究的历史、概念概念、理论基础理论基础二二、大地构造相分析方法论大地构造相分析方法论三三、大地构造相分类分级方案大地构造相分类分级方案四四、大地构造单元划分方案大地构造单元划分方案五五、构造单元与地层区划、岩浆岩带、成矿带的相互关系构造单元与地层区划、岩浆岩带、成矿带的相互关系六六、大地构造分区图、大地构造图、大地构造相图定义大地构造分区图、大地构造图、大地构造相图定义上个世纪60年代 ，板块构造学说的问 世，将大地构造研究 推向一个全新的阶段 ，经典的板块构造模 式中所列举的洋中

2、脊 、岛弧、弧前盆地、 弧后盆地、前陆盆地 、岩浆弧、俯冲带、 海山、洋岛等实际上 也是一些大地构造相 。自从地学有了大地构造研究，实际上就产生了大地构造相的雏 形，槽台说的地槽和地台，优地槽、冒地槽、准地台等可以说都 是本初的大地构造相。一一、大地构造相研究的历史大地构造相研究的历史、概念概念、理论基础理论基础中国大地构造分区与大地构造形成演化研究已有百余年的历史 ，涉及不同的构造区域。整体论述全国构造分区，不同学派对中国 大陆地壳形成演化的认识不同，有不同的方案。相对而言，以黄汲 清先生等多旋回构造观、李春昱先生等板块构造观和王鸿祯先生等 历史大地构造观为指导思想的大地构造划分方案，是集中

3、国地质构 造之大成，在全国起指导作用，影响既广泛且深远。（一）、我国大地构造研究的历史与现状 (据黄汲清等，1979)多旋回构造多旋回构造黄汲清先生中 国主要地质构造 单位（1945)是 研究中国大地构造 的首部系统专著。 随后和他的学生们 进一步论述了中国 大地构造基本轮廓 ，划分出的一级中 国大陆构造单元为 地台或准地台和地 槽褶皱系，并从全 球构造角度将古生 代以来的中国大地 构造划分为古亚洲 、特提斯和滨太平 洋三大构造域。多旋回构造多旋回构造任纪舜等（1999）编制 的大地构造图，进一步 发展了黄先生的认识， 将中国大陆块分为亲西 伯利亚陆块群、古中华 陆块群和亲冈瓦纳陆块 群，将显

4、生宙造山带概 括为古亚洲造山区、特 提期造山区和环太平洋 造山区。其立论基点是 中国主要各陆块在新元 古代已形成了统一的古 中国地台，其后的裂解 只是手风琴式的开合运 动，或是冈瓦纳大陆裂 离，亚洲大陆增生。这 一多旋回学说与板块构 造结合的构造模型迄今 仍是广泛应用的主流。(据任纪舜等，1999)历史大地构造历史大地构造王鸿祯先生等在上世纪70年代用板块构造学说审视中国大地构造演化，80 年代编制中国及邻区构造古地理图的基础上，提出了中国及邻区大地构造划分 和构造发展阶段（1979，1985，1990）。立论基点从时间论是地质历史发展阶 段论和灾变论，从空间论是全球构造活动论。认为中国主要大

5、地构造单元包括 中朝、扬子和塔里木地台（克拉通）和其间不同时期的造山带。板块边界并不 在地台边界，而是遥相对应的古大陆边缘之间的分界带。这一大陆及其边缘的 缝合带称对接消减带，大陆边缘的拉伸、张裂、地块移离形成弧盆体系的岛弧 缝合带称地壳叠接消减带。(据王鸿祯等，2006)(据王鸿祯等，1985)中国和蒙古的构造大阶段和地质事件(据王鸿祯等，2006)历史大地构造历史大地构造他将中国地壳演化划 分为陆核、原地台、地 台、超大陆和泛大陆、 以及陆内演化五大阶段 ，其中晋宁期(1000- 830Ma) 和印支期(230- 210Ma)是中国地质最 重要的造山期。强调地 质历史与时空结合，提 倡系统

6、论与多学科交叉 融合的方法论，为中国 大地构造注入了新的活 力，奠定地表构造格架 和单元细结构划分的基 础。(据李春昱等，1980)经典板块构造经典板块构造李春昱先生等基 于区域地质、地 质古生物、岩石 学及古地磁等多 学科研究，划分 了中国板块构造 轮廓(1980年)， 编制了第一代亚 洲大地构造图(1 ：800万)及说明 书(1982年)。1.中国陆壳块体分别归属于九个不同古板块，认为这些古板块之间被大洋分隔 2.强调大陆及其边缘海、大洋盆地，在地质时期均会作大规模漂移 3.蛇绿混杂带等是洋壳扩张、俯冲、碰撞的遗迹(据刘雪亚等，2004)经典板块构造经典板块构造指出“哈萨克斯 坦很可能原来

7、是 西伯利亚大陆的 一部分，在古生 代初分裂出来， 形成许多岛弧及 沉积盆地带”， “古生代的哈萨 克斯坦很相似于 新生的东南亚” ，“土耳其-中 伊朗-冈底斯原 是冈瓦纳古陆一 部分，在古生代 末-中生代分裂 出来”。“高加索之北、向东经科佩特山、兴都库什，进入西藏班公湖至滇西澜沧江 （亚洲大地构造图表示为昌宁-孟连带），向南接马来西亚劳勿-文冬带，该 沿线是冈瓦纳古陆与古欧亚板块最初的碰撞缝合带”等等令人信服、深邃洞 察力的创新观点，经受了实践和时间的考验。上世纪70年代初，李春昱等老一辈地学家率先引进板块构造学 说，李春昱等最早将板块构造学说应用于中国和亚洲大地构造研 究，同时也进行了大

8、地构造图的编制工作，为我国应用板块构造 学说来研究中国区域大地构造奠定了基础。（二）、我国应用板块构造学说及编图工作现状(李春昱等，1982)(据马杏垣等，1986)国内以板块构造学说为基础编制大地构造图件代表性的有： 1980年王荃、刘雪亚编制北方板块构造图 1982年李春昱等编制1:800万亚洲大地构造图 1984年周详等编制1：150万西藏板块构造-建造图 1989年马杏垣先生编有中国及岩石圈动力学图 1992年程裕琪在中国区域地质概论中附有1：1800万的中国大地构造略图 1996年张国伟等编制秦岭造山带大地构造图 1998年许靖华、孙枢等的大地构造相图，等等。 (据许靖华等，1998

9、)“大地构造相”这一术语是Sander于1923年提出，用来表示 构造运动形成的岩石特征。许靖华（1990）在系统研究各种造山带的基础上，提出造山 带是依一定形式或“四维”“蓝图”形成的。其“蓝图”是由可推知的 大地构造相相叠加构成的。他进一步利用“蓝图”方式，分析山脉 的生长与构造演化过程，并把大地构造相作为构成山脉的基本要 素。他提出碰撞形成的造山带主要由仰冲陆块、俯冲陆块和一个 位于其间的大洋岩石圈的残余遗迹等三种基本要素组成。大洋岩 石圈的残余物现已被挤压形成蛇绿混杂岩带，也可称为俯冲消减 杂岩带。他划分了3个大地构造相：(Hsu,1991)（三）、我国大地构造相研究方法的演变和发展概

10、况（三）、我国大地构造相研究方法的演变和发展概况(据李继亮,1992)相类类相 仰冲基底相类类刚性基底 活化基底 混杂杂相类类弧前混杂带 相 弧后坍塌混杂带 相 前陆陆褶皱皱冲断相类类前陆褶冲带 前陆褶皱带 活化盖层带 相 主剪切相类类前陆主剪切带 剪切穹隆带相 岩浆浆弧相类类前缘孤 残留弧 增生弧相 磨拉石盆地相类类前陆磨拉石盆地 核心磨拉石盆地 后陆磨拉石盆地相李继亮（1992）将大地构造相定义为：在相似的环境中形成的，经历 了相似的变形与就位作用并具有类似 的内部构造的岩石构造组合。他共划 分了六个相类15种大地构造相，他阐 述了各大地构造相的特征及就位时代 与环境。于2009年补充提出

11、全球大地 构造相的概念、分类框架。Robertson(1994)将大地构造相定义为足以系统地确认造山带地 史时期的一定大地构造环境的一套岩石-构造组合。大地构造环境大地构造相：离散环境1“被动裂谷” 2“主动裂谷” 3夭折裂谷（拗拉槽） 4地台内盆地5碳酸盐台地 6边缘 海山7扩张 脊 8深海平原相 9大陆碎片 10海山或洋底高原汇汇聚环境11俯冲带上蛇绿岩 12大洋弧 13俯冲增生杂岩 14弧前盆地 15弧后盆地（陆内） 16弧后盆地（洋内）碰撞环境17洋内碰撞 18残留洋盆 19前碰撞伸展盆地 20后碰撞伸展盆地 21洋壳上的前渊 22陆壳上的前陆盆地 23隆升相关的构造背景走滑环境24转

12、换 裂谷和被动边缘 25大洋转换 断裂 26拉分盆地中的洋壳 27汇聚相关（前碰撞） 28走滑和旋转（前碰撞） 29走滑和旋转（后碰撞）Robertson划分出四种基本的构造环 境(离散、会聚、碰撞、走滑)，共计 29种大地构造相，是较为系统的大地构造相划分方案，该划分方案是对造 山作用全过程按不同阶段(离散、会聚 、碰撞、走滑)进行细分，每种相以一定大地构造环境中的物质建造为基础 ，试图反映造山带的组成、结构与演 化。但一些相是根据对现代全球大地 构造环境的观察而识别出来的，某些 大地构造相对古大陆造山带可能不适 用，有待完善和补充。19962002年殷 鸿福、张克信等在 青海、甘肃、四川

13、、云南开展造山带 史密斯地质填图典 型示范，并引进 Roberston大地构 造相划分方案，在 此基础为进行了一 定的修改和补充， 完成了七幅1：25万 区调填图，总结了 大地构造相在造山 带区调中应用成果 。 (张克信等， 2004)国内许多学者根据对不同造山带的研究中，也各自提出 对大地构造相的含义的理解与划分方案(冯益民等，2002； 殷鸿福等，2003；张克信等，2004)。本次提出的大地构造相：大地构造相是反映陆块区和造山系(带)形成演变过程中 ，在特定演化阶段、特定构造部位的大地构造环境中，形成的一 套岩石-构造组合，是表达大陆岩石圈板块经过离散、聚合碰撞 、旋扭等动力学过程而形成

14、的地质构造作用的综合产物。具有恢 复与揭示陆块区和造山系(带)组成、结构及演化与成矿地质背景 的功能。深入系统地研究大地构造相，不仅对大洋、大陆岩石圈及其 大陆边缘构造体制的转换，陆块区和造山带的结构组成和演化具 有重要意义，而且是认识资源形成的地质背景、成矿作用以及成 矿远景预测及资源潜力评价的基础和有力工具。 我们关于大地构造相的定义和划分方案继承了前人提出的岩石构造 组合的理念，同时在前人认识的基础又进一步丰富了大地构造相的 内容，第一，在空间尺度上，不仅仅局限于碰撞造山带的研究，而且扩展 到增生造山带，特别是扩展到陆块区形成过程中大地构造环境及其 岩石构造组合的研究，具有恢复与揭示陆块

15、区和造山系(带)两种大 地构造单元组成、结构、演化与成矿地质背景的功能；第二，新太古代陆核和新太古代岩浆弧等的划分，对地球整个历史 演变过程进行大地构造相的分析；第三，在动力学机制上，强调在板块水平运动的基础上，结合垂向 运动为主的软流圈底侵和地幔柱上涌的动力学机制来研究大地构造 环境；第四，強调洋-陆演变和发展过程的大地构造环境和综合地质记录作 为大地构造相划分基础，而不是仅仅依构造变形样式作为大地构造 相分类的基础；第五，强调不同的大地构造相控制着不同成矿作用和成矿类型。当 代地质找矿勘查、资源评价和预测，以及成矿作用理论研究中均离 不开大地构造相的判别以及厘定。大地构造相分析既是适应新世

16、纪跨学科融合交叉研究发展 地球科学、又是为国民经济可持续发展，开展成矿地质背景与 资源潜力评价的需求。由于全国新的1/25万区 调基本上以板块构造理论 为指导采用大地构造相分 析的研究方法，研究区域 大地构造形成演化、划分 大地构造单元。因此采用 大地构造相分析方法编制 各类大地构造图是我国应 用板块构造学说开展大地 构造研究并表达其成果的 历史必然，顺其自然的结 果，并非特意标新立异。二、大地构造相分析方法相关的几个基本概念和理论基础二、大地构造相分析方法相关的几个基本概念和理论基础（一）、基本概念 1、板块构造板块构造学说是综合许多学科的最新成果而建立起来的大地 构造的学说，是当代地学的最重要的理论成就，并被认为是地球科 学的一次革命。板块构造的基本思想地球表层的硬壳岩石圈（或称构造圈） ，相对于软流圈来说是刚性的，其下面是粘滞性 很低的软流圈。岩石圈被许多活动带如大洋中脊、海沟、转 换断层等分割成大大小小的块体，这些块体就是 所说的板块。板块边界有三种类型，其运动学特征分别为 汇聚、离散、和转换，其动力学环境分别