Question

　构造演化及动力学

Answer 1

一、存在于祁连洋中的古陆块

大量的区域地质成果表明：华北古陆西南边缘及邻区的构造格局，是由古陆块与古造山带组成的拼贴构造（镶嵌构造）图案（图12-1）。从板块构造观点出发，古造山带就是古大洋消失的位置，所以才有“到造山带中去寻找消失了的海洋”的地质思维。本区的祁连造山带中，就有古祁连洋的踪迹。该祁连洋可能属古太平洋的一部分，从地球历史演化来看，最初形成的古陆核，面积一般较小，零星散布于古大洋之中。在古元古代末期，才广泛形成陆壳，其面积已占全球表面积的30%左右，这种洋陆面积之比一直维持至今。研究表明，古元古代以前大地热流值高，地壳刚性程度差，壳幔分异明显，火山活动是主要的，所形成的钙碱性火山物质——绿岩带（相当于现今的岛弧建造，金性春，1984），添加于古陆核边缘，这是古陆增长的最主要的方式。就本区龙首山古陆而言，最早的形成时代可追索到中太古代。中太古代以前陆壳的增长方式是否就是绿岩带拼贴，这还须研究，但中太古之后古陆核周围沉积分异和火山作用是古陆地壳增长与成熟的主要方式，这些火山－沉积岩的形成本身也表明龙首山古元古代以前就存在大陆边缘，到中元古代，这种大陆边缘还继续存在，蓟县纪本区形成第一次裂谷构造，这种具伸展性质的大陆边缘，称之为“被动大陆边缘”。柴达木古陆太古宙是否存在，尚无充足证据，湟源岩群有人认为其最早可追溯到新太古代，但古元古代是柴达木古陆的主要形成时期已是大家都公认的。中元古代柴北缘存在洋岛型蛇绿岩及岛弧型混杂堆积，表明其已具活动大陆边缘性质。上述两类不同性质大陆边缘的认定，暗示华北古陆和柴达木古陆自古以来就是存在于古大洋里的两个陆块。古地磁学研究也支持这种认识。在寒武纪，二者相距大于4000km，并且位置正好与现在相反。两大陆之间的大洋称之为“祁连洋”。

图12-1　华北古陆西南缘及邻区拼贴镶嵌状构造图案

Ⅰ—准噶尔陆块；Ⅱ—吐鲁番—哈密陆块；Ⅲ—伊犁陆块；Ⅳ—塔里木陆块；Ⅴ—柴达木陆块；Ⅵ—松潘陆块；Ⅶ—扬子陆块；Ⅷ—中朝陆块

二、早古生代祁连洋的构造格架

早古生代或者说新元古代以来，祁连洋向华北古陆及柴达木古陆作“双向俯冲”。考虑到华北古陆向北漂移，且有不同程度的旋转（殷鸿福、彭元桥，1997），故认为祁连洋早古生代是近经向展布的，上述两大陆块对峙于祁连洋的东西两侧。祁连洋双向俯冲，在华北古陆边缘形成了白银—清水—昌马陆缘弧，北祁连次生洋及白银北—永登石灰沟—走廊南山洋壳型岛弧（洋内弧）及河西走廊海盆，也形成了两条混杂岩带；在柴达木古陆边缘形成了中祁连离散型岛弧地体，南祁连弧后盆地，也使得大陆边缘的许多碎块裂入祁连洋中（北祁连西部微陆块）。上述不同阶段构造配置见图2-1、图7-1。

三、北祁连缝合带的形成

早古生代晚期，由于华北古陆与中祁连—柴达木古陆相互靠近，祁连洋消失，陆块、地体、岛弧相互碰撞、拼合，在泥盆纪早期形成不对称的科帕构造。上述岛弧、地体等呈岩片形式逆冲推覆拼贴在一起，形成北祁连缝合带，缝合带形成时蛇绿岩定位于岛弧或活动大陆边缘之上，这正是科迪勒拉造山带的主要特征。晚古生代以来，由于板块缝合带的北推而发生左形走滑，是阿尔金断裂的主要活动期。

四、构造演化的地球动力学

华北古陆及柴达木古陆的形成与漂移，受控于地幔的不均一性（张本仁，1994），并可能溯源于行星的星子堆积成因造成的地球原始不均一性（欧阳自远，1994），在充分考虑地球之外宇宙星体对地球的吸引与冲击作用条件之后，人们逐渐把探求地球板块运动的原动力的目光投向地球内部，投向核幔交界处（Maruyama.S,1994）。地幔深处上升的地幔柱流引起全球地幔对流，进而拖曳软流圈之上的陆块作全球规模的有序的移动及开裂、汇聚、造山俯冲。上述第一种假设，是早期陆核形成与扩展、拼贴与增生的主要原动力，而上述第二种情形应是中元古代以来刚性地壳漂移、俯冲、碰撞的主要原动力。上述两种原动力，也是本区陆块运动的主要动力。在元古代，华北古陆龙首山带为被动陆缘，柴北缘受祁连洋的俯冲作用影响，属活动陆缘，到早古生代，祁连洋双向俯冲，华北古陆西南缘及中祁连—柴北缘均为活动陆缘，因此，早古生代末以前，本区属俯冲造山，造山作用以热能为主；早古生代末，两陆块发生碰撞，形成科帕构造，为碰撞造山，造山作用以机械能为主。随后的造山多为陆内造山、以A型俯冲作用为主，造山作用也以机械能为主。早古生代末以前的板块运动过程见图2-1、图7-1。图中也反映了本区成矿系统的形成和演化。这种将板块运动地球动力学演化与成矿系统联系起来研究，是近年来国际地学界所关注的前沿问题之一。