我国大陆古板块运动演化的特征 洪汉净，马宗晋，程国梁，郑秀珍，2022，我国大陆古板块运动演化的特征，石油与天然气地质，26（1）23-28 我国大陆古板块运动演化的特征 洪汉净马宗晋程国梁郑秀珍 （中国地震局地质研究所，北京100029） 摘要 本文应用地理信息系统，研究了显生宙以来中国及其邻区板块运动演变过程的特征着重分析了多陆块拼合过程和中新生代以来两种类型板块运动 交替过程 中国大陆古板块不是由单一古地核发展而成的简单板块，而由多个古地核或多陆块拼合而成的组合板块 中国大陆古板块演化是在全球板块运动的总体框架下进行的，受全球板块运动的控制中新生代以来板块运动可以分为以开合（漂移）为主和以升 降（裂解/焊接）为主的两种类型两种类型的运动交替发生，与地幔对流一 起构成了总的板块演化历史 关键词：古板块，组合板块，开合, 升降 板块理论认为岩石圈板块为相对刚性的变形相对统一的块体，而板块边界变形相对激烈，地球表壳的变形主要由板块边界变形来完成板块学说勾画了一个由宽阔、相对稳定的板块和狭窄、变形激烈的板块边界组成的地球表面运动的空间图象。
对板块构造演化的时间过程的探讨成了近年板块构造研究的一个课题利用海底扩张、古地磁、古生物及板块几何形态等数据进行古板块恢复，可以运用欧拉定理求出各板块、各时期的古欧拉极及其角速度，运用计算机程序恢复岩石圈板块在地质历史中不同时期的古地理位置[1-4]然而对古板块演化过程仍然停留在描述阶段，未能识别出有规律性的特征一方面对板块的划分和恢复不够详细，各时期的板块图象不够详尽；另一方面阶段的划分不够细，难以看出演化过程 我们已经运用欧拉几何学原理，利用古地磁数据，在计算机地理信息系统上恢复600Ma 以来古板块运动过程[5]本文对这个结果进行进一步的分析，以期得出板块演化的特征 1多陆块的逐渐组合 由单一古地核发展而成的板块为简单板块，而由多个古地核或古板块拼合而成的板块为组合板块北美板块，南美板块、澳大利亚板块、南极洲板块等为简单板块，而欧亚板块为组合板块我国大陆是由华北、华南、塔里木、柴达木、羌塘、冈底斯等古板块拼合而成的[6] 人们早就注意到中国大陆基底与北美、西伯利亚等大陆不同，不是由一个单一的地台所组成，而是由若干地台拼合而成的古地磁视极移曲线[5]表明，至少在中生代以前，华北、扬子、 塔里木、柴达木四个板块各自有独立的视极移曲线与运动轨迹。
早寒武纪时中朝、扬子地块位于南纬根据现有古地磁数据认为寒武纪华北位于南半球亚热带地区，与这一时期华北广泛发育的滨海相红色碎屑沉积以及浅海相碳酸岩的沉积岩相分析一致[7] 当时冈瓦纳大陆位于赤道附近的北半球，古华南的古纬度与其来源于冈瓦纳是相符的早寒武纪扬子区的动物群是低纬度半干旱气候的产物[8]而当时华北陆块北缘的生物古地理区属西伯利亚型和北方型[9]考虑到当时西伯利亚、哈萨克与俄罗斯都在南半球中高纬度区[10]，华北位于扬子南面是合理的 自震旦纪开始，几乎所有大型稳定地块和主要的中间地块都已形成这一时期大陆块大部分位于南半球赤道附近[11]西伯利亚、俄罗斯位于南半球高纬度[1]澳大利亚、南极洲在北半球，塔里木、华北、华南在它们之间这一时期整个大陆块之间的相对位置与后来大体上大致相同，只不过整体颠倒了兴凯与加里东时期基本上是离散的多陆块，其中有许多是从古冈瓦纳大陆或其他古大陆分裂而形成的 早海西时期，古特提斯洋扩张，陆块群在整体旋转中逐渐聚集成自身古板块，扬子地台与华夏拼合，华北地台与松辽-锡林霍特的拼合但古板块间尚围有陆间海，与目前的形态尚有很大的差别。
晚海西时期（晚石炭-二叠纪320-250 Ma）冈瓦纳大陆与西伯利亚和哈萨克产生焊接而形成潘基亚超级大陆，实际上大陆并不是完整的一块，其主体东侧有一条分离的大陆带，北支华北-蒙古成北西向分布，南支华南-印支成北东向分布，两支在北半球中纬度汇合 晚二叠纪时（255Ma）在南半球赤道附近开始形成中特提斯洋，印支期中特提斯洋扩张，地幔运动由沉寂开始活跃，在全球大洋扩张中，古特提斯洋逐渐关闭（250-185Ma），西北、华北、华南、羌塘、印支、滇缅泰马六大古板块拼合成中国古大陆 2中、新生代的板块演化 中、新生代全球板块演化过程总体上是潘基亚古陆的解体和板块格局重新分配的过程中国大陆古板块演化是在全球板块运动的总体框架下进行的，受全球板块运动的控制 2.1. 印支(250-200Ma) 这是板块快速漂移,中特提斯洋打开和古特提斯闭合的时期（图1） 晚二叠纪时在南半球赤道附近开始形成中特提斯洋，随着中特提斯洋的扩张，将印支、华南向北推，促使古特提斯闭合，南、北大陆碰撞、拼合，秦岭、松潘洋封闭中国构造由早、中三叠世北陆南海的古地理格局，晚三叠世转化为东西分异的新格局。
印支运动前后华北与扬子的磁偏角发生巨大变化，表明印支运动期间块体受到巨大的水平作用力 图1、晚三叠世时期（220Ma）古板块位置复原图 Fig.1 Recovered distribution of paleo-plates in laterTriassic (220Ma) 华北北部阴山-燕山一带普遍遭受褶皱与逆冲，表现近南北向的水平缩短[12]，秦岭印支褶皱系也是近东西走向，在华北地台内部，晚三叠世以来发育大型内陆坳陷盆地，鄂尔多斯盆地，沉积中心近东西向展布，都显示了近SN向的挤压华北-华南碰撞可能使柴达木地块向西挤出，其北的祁连断裂右旋错动，其南的东昆仑断裂左旋错动 三叠纪初，中特提斯洋向北俯冲，形成强大的区域挤压，天山山系急剧隆升，向盆地大规模冲断，形成总体上北厚南薄的楔形前陆盆地[13]晚三叠纪（220-208Ma），羌塘-印支块体与欧亚南缘碰撞，200Ma左右滇缅泰马与印支碰撞，同时，金沙江洋关闭 2. 2 早燕山(200-165Ma) 这是中大西洋巨型岩浆岩省形成的时代，潘基亚古陆裂解的时期（图2） 这一时期中亚洲大陆基本形成，华北大部分与东北高地一样广泛抬升，而接受剥蚀，地块内部发育有一些NE-NNE向的舒缓褶皱。
鄂尔多斯大型坳陷向西收缩早、中侏罗纪的170-140Ma是中国东部环太平洋岩浆活动的第一个高潮期，主要是巨大花岗岩的深成侵入，可能是地壳受热重熔的结果 图2、早、中侏罗世时期（185Ma）古板块位置复原图 Fig.2 Recovered distribution of paleo-plates in early-middle Jurassic (185Ma)三叠纪末-早侏罗世班公-怒江海扩张，羌塘向北扩张，可可西里增生楔发生本区最强烈的变形，缺失下侏罗统[14]180Ma羌塘与塔里木碰撞，塔里木西部隆起，形成巴楚-和田古陆拜城、满加尔凹陷呈右行雁列 2. 3 中燕山(165-120Ma) 这是太平洋快速扩张，库拉板块快速向北漂移，而蒙古-鄂霍茨克大洋闭合的时期（图3） 侏罗－白垩纪期间，太平洋板块向北漂移（纬度可达40°左右）， 160-80Ma期间是太平洋板块快速向北运动的时期华北块体在晚侏罗－早白垩世有明显地向北漂移[15]东亚NNE 构造经受巨大的剪切挤压变形，郯庐断裂大幅度左旋走滑也是在这一时期发生的徐嘉纬（1980）认为郯庐断裂两测地壳左旋错动700km左右，错开的时间主要在晚侏罗至早白垩世之间[16]。
古地磁资料认为郯庐两侧错动达6°左右[17]，也是发生在晚侏罗世之后，而早白垩世以后断层两盆的古纬度相近，表明自早白垩世后无明显的大幅度平移 这一时期是中生代环太平洋岩浆活动的第二个高峰期地壳上部脆性破裂，为火山喷发提 图3、晚侏罗世时期（150Ma）古板块位置复原图 Fig.3 Recovered distribution of paleo-plates in latter Jurassic (150Ma) 供了良好的通道，使火山活动与岩浆侵入活动都很活跃[18]这一时期华北构造变形的走向已明显地以NE-NNE向为主，在华北高地上局部有一些小型山间断陷盆地，华北离散的盆地内发育酸性、中性、中基性火山岩，总的趋势是西边强东边弱这一时期东北及东南沿海也发育分布极广的火山盆地 2. 4 晚燕山(120-80Ma) 这主要属于中生代静磁期（118-84Ma），是翁通爪哇、凯尔盖朗巨型岩浆岩省活动的时期（图4） 这一时期华北再次褶皱隆起，兴安岭－太行山－雪峰山一线的山系升起，而在其东侧形成一系列的沉积盆地，早白垩世晚期仅在山前地带有一些类磨拉石堆积，尚未形成一个完整的大盆地，而晚白垩世沉积范围扩大，在黄骅、济阳等地的上白垩统为河湖红色砂泥岩，而在郯庐断裂带内为山麓—河流类磨拉石型沉积。
早白垩世晚期已停止沉积的鄂尔多斯盆地开始隆起、西仰东倾，接受剥蚀；晚白垩世川滇盆地沉积范围也急剧缩小 图4、白垩纪世时期（100Ma）古板块位置复原图 Fig.4 Recovered distribution of paleo-plates in Cretaceous (100Ma) 这一时期郯庐断裂带从早期的左旋走滑转为裂谷性质，以山东沂沐段最为典型郯庐断裂带的火山岩与黄骅类似，都属于钾质系列为主的碱性火山岩系列[19]，它与新生代玄武岩不同，说明在深部岩浆岩区处于缓慢挤压状态，而郯庐断裂带是在华北ＮＮＷ向总体挤压格局下的ＮＥＥ向局部引张造成的 华南武陵山以东至东南沿海广大地区，中小盆地星罗棋布，其共同特点为主要沿着北东、北北东向断裂继承性发育 2. 5 早喜山(80-40Ma) 这是印度洋快速扩张，印度快速北上，雅鲁藏布江关闭的时期（图5） 85Ma左右全球板块运动的格局发生了的巨大变化60Ma北大西洋裂开，造成北美与欧洲分开晚白垩纪至始新世中期，从75Ma至45Ma，印度洋板块以15～20cm/年的速度急剧地向北运动，而澳大利亚板块运动仍很缓慢，这样在印度洋板块与澳大利亚板块之间形成一条转换带。
九十度海岭南段（18°～10°s）东缘始新世早期之前显示为近南北向的右旋走滑运动 图5、早第三纪时期（50Ma）古板块位置复原图 Fig.5 Recovered distribution of paleo-plates in early Tertiary (50Ma) 80Ma科希斯坦碰撞，发生强烈变形，印度次大陆的西端在52Ma时首先与欧亚大陆碰撞，在向北运动的同时逆时针旋转，42Ma左右东端拼合印度边界碰撞变形，作用局限在板块边界附近，形成冈底斯花岗岩[5,20] 塔里木已形成统一盆地，海水自西向东侵漫华北等盆地初始引张鄂尔多斯南缘西北缘裂陷引张印支半岛向东南挤出 2. 6 晚喜山(40-0Ma) 这一时期是青藏高原隆升，东亚大陆边缘盆地沉降的时期（图6） 中晚始新世（43-36Ma）太平洋板块转向从始新世中期开始，印度洋板块和澳大利亚板块一起向北运动，这一时期印度板块与欧亚板块完全拼合，印度洋板块的运动速度比上一阶段要低得多 在印度板块与欧亚板块的碰撞过程中，西藏高原开始呈现起伏。