Question

扬子地台西缘及邻区构造演化模式

Answer 1

一、扬子地台西缘及邻区的地球动力学特征

将 35 个寒武纪以来的古磁极位置数据 ( 表 2 －4) 投在吴氏网上，得到古地磁极的视漂移路线图 ( 图 2 －5) 。在赤平投影图上还可读出昆明、保山、澜沧等参照点的古纬度值及其演化情况 ( 表 2 －4) 。

图 2 －5 云南各地区古地磁极视漂移图( 据表 2 －4 资料编制)Fig. 2 － 5 The apparent diagram showing the movement of the palaeomagnetic pole in Yunnan

表 2 －4 云南各地区古地磁资料Table 2 － 4 The palaeomagnetic data in Yunnan

注: 纬度正值为北纬，负值为南纬; 经度为东经， ＞180°者为 360°减西经度数。

资料来源: 1—曹仁关，1994; 2—刘和甫等，1990; 3—梁其中等，1985; 4—谭雪春等，1991。

古纬度: 昆明、滇东、大姚 3 个区以昆明为参照点; 澜沧区以澜沧为参照点; 保山区以保山为参照点。

从图 2 －5 和表 2 －4 可见，不同地体的古磁极漂移路线很不相同，说明不同地体之间有着不同的运动历史。昆明地体磁极移动范围较小，可能反映其运动幅度不大，寒武纪至二叠纪期间位于赤道附近，范围大致在南纬 10. 5°至北纬 5. 5°之间，并伴随有转动，转角最大可达 50°左右; 二叠纪至三叠纪期间向北移动，接近目前的纬度。三叠纪以来没有资料，但推测仍有小角度的转动。滇东地体寒武纪至石炭纪期间纬度变化不大，大致在赤道南北 3. 5°的范围内，但转动幅度很大，逆时针方向达 80°以上。石炭纪以后尚缺资料，从滇东地体与昆明地体目前的接合关系以及古生代古纬度的相似性推测，二者在前寒武纪已经接合，后期亦共同运动和演化，但由于内部差异性运动造成转动。大姚地体三叠纪至白垩纪的资料表明，在此期间有小幅度的向北移动及大约 30°的顺时针转动。保山地区寒武纪开始古磁极位置与昆明地体相差较远，但有逐渐靠近的趋势，侏罗纪以后很接近。澜沧地区资料较少，与昆明地体亦有明显差异。据此分析，扬子地台西缘地区的地体演化历史非常复杂，是多个地体拼合及内部差异运动演化的结果。

地体运动的驱动力是人们长期探讨的一个问题。事实上许多人已经接受了地幔运动是地壳运动的动力来源这一观点。但地幔对流、地幔涌动、地幔柱和热点等学说在解释规模宏大、长期活动的地质作用时显得有些牵强。根据有关地幔物质运动规律和地幔作用的研究及观测资料分析，笔者提出一个新的认识，即用幔团运动观点来解释地体运动演化的驱动机理，其基本要点是:

1) 由于地幔中区域性地球化学差异，尤其是放射性同位素含量差异将引起局部地幔的物理性质 ( 温度、压力、密度) 等的差异。地幔中这种具一定规模和范围、其内部相对均一而与外界在物理性质及物理化学特征上存在差异的实体称幔团。

2) 幔团在一般情况下具有比外界更高的温度和较低的密度，因而其整体有向上运动的趋势。由于地球自转的作用，幔团向上运动时必将受到向西的水平偏转力，而水平偏转力引起的水平运动又将受到科里奥利力的作用。这几种力的联合作用使幔团呈螺旋式上升。

3) 幔团运动至岩石圈底部，受到岩石圈的阻挡，转化为水平运动。这种水平运动是单方向的，但具有全方位性，故可有不同的运动方向。

4) 幔团的水平运动载动上部岩石圈块体，导致板块或地体的相对运动，或者引起岩石圈块体内部不同部分之间挤压、扩张及差异运动。

幔团运动观点的主要地质依据有如下几点:

1) 地壳上广泛存在的地球化学分区是地幔区域性差异的反映。有些地区长期稳定，有些地区长期活动也说明了这一点。

2) 根据地球物理特征反推的岩石圈底部切线应力场表明，地幔具有水平运动的趋势，这种趋势一般是单方向的，因此用地幔对流观点中的双向分流模式难以解释，但符合幔团运动模式。

3) 构造应力场的变化如先压后张的现象广泛存在，可用幔团推移来解释。早期幔团位于岩石圈块体后方，对其施加推力，晚期幔团位于前方，施加牵引力。

4) 地壳中构造活动、岩浆作用和成矿作用在横向上的有规律分带说明地幔活动在空间上有一定的推移方向。

5) 非对 称 性 裂 谷、半 地 堑、陆 缘 扩 张 带 等 所 反映 的 动力 作用 是地 幔 的 单 向 水 平运动。

6) 岩石圈块体的旋转可能是幔团螺旋运动的结果。

按照上述观点，扬子地台西缘地区的构造格局是长期以来幔团运动的结果。古元古代早期，地壳薄，地幔运动强烈，在幔团运动驱动下，原始陆壳拼合增生，形成较大规模的稍具稳定性的早期陆壳。古元古代晚期，沿早期陆壳中的一些薄弱带发生大规模的火山作用，之后，在幔团运动的推动下，发生大规模的褶皱和强烈变质，形成扬子地台西缘地区的结晶基底。中、新元古代在古元古代结晶基底之上发生了地体内部的分异。滇中地区岩石圈之下幔团呈东西方向运动，使岩石圈减薄沉降，形成昆阳裂谷。寒武纪开始，古地磁资料记录了昆明、滇东、大姚等地体的相对运动，但寒武纪至白垩纪中罕见地层褶皱及不整合现象，说明地体之间挤压不明显，可能因差异性离散导致旋转，另外它们整体上又有向北漂移的特征。换句话说，昆明、滇东、大姚等地体在古生代以前已联成一体，但在幔团运动的牵引下，有各自不同的运动形式。

保山地体与扬子地台西缘 ( 以昆明为代表) 在寒武纪时相差甚远，其后慢慢靠近，三叠纪以后非常接近，二者的相对位置基本与目前一致。三叠纪以前各自变化均大，可能是两个地体汇聚而成，汇聚的时间大致在晚古生代末至中生代初。中生代以来二者虽很接近，但仍有差异，主要反映在旋转的角度略有不同，推测为兰坪 － 思茅盆地喜马拉雅期活动的差异所造成。澜沧地区侏罗纪所处的古纬度与保山、昆明相当，但角度相差很大，也可以归因为后期的旋转。

由于中生代开始，扬子地台西缘及邻区几个地体的相对位置已经确立，所以喜马拉雅期没有大的板块汇聚活动。喜马拉雅期大规模的幔团从南西向北东运动，结束了这一地区长期扩张的历史，并造成地层的褶皱和大型逆冲断裂活动。幔团的主体进入金沙江 － 哀牢山断裂带以东地区之后，应力场由挤压转变为拉张，喜马拉雅期富碱斑岩岩浆即在此背景下形成并上侵。

二、构造演化模式

在地球动力学分析时已经指出，地幔活动 － 幔团螺旋运动是构造演化的主要动力来源。地幔活动的强弱决定了上部岩石圈块体的活动性。通常来说，稳定区表明构造活动弱，空间上的延续性好，岩浆活动弱，地热、地震不强，反映区域性地热积聚及地应力集中尚不明显，其根源是地幔热力稳定，没有大规模的幔团运动及热能释放。反之，活动区之所以表现出强大的活动性，主要原因是深处热能积聚达到了一定限度，造成大规模的幔团活动，引发岩石圈块体之间及内部的差异运动及伴随的能量释放过程。岩石圈块体的差异运动有多种形式，最基本的方式包括聚敛和离散两种，它们分别造成挤压和拉张两种不同的应力场。能量释放过程主要包括岩浆活动、地热及构造活动 ( 包括地震) 。综合以上情况，建立了构造演化模式 ( 图 2 －6) 。

图 2 －6 扬子地台西缘构造演化模式示意图Fig. 2 － 6 The tectonic evolution diagram in the west margin of the Yangtze platform