塊體構造學說的大地構造體系

張訓華，郭興偉

國土資源部海洋油氣資源與環境地質重點實驗室青島海洋地質研究所，青島 266071

1 引言

大地構造學是研究大陸、大洋或其某一區域地殼或巖石圈的組成、結構和演化歷史的學科，目的是為了了解海洋、大陸、山脈和盆地的成因和發展過程，認識地殼或巖石圈的演化規律（黃宗理和張良弼，2006）.大地構造學者在進行研究過程中，往往十分注意去總結這些規律，這些規律形成相對獨立、完整的體系，就是大地構造學說.大地構造學說作為地質學里面的上層建筑，在對地球演化規律總結的同時，還在關注著重大的地學問題，從而引領著地質學科的前沿和方向.

大地構造圖的編制，一定是在某一大地構造學說的指導之下進行的.1992年“中國海區及鄰域地質地球物理系列圖”（劉光鼎，1992）之“大地構造圖”的指導思想是以活動論為內涵的全球構造理論，在這一基礎上，張訓華等（2009）進一步對朱夏和劉光鼎的學術思想進行了歸納總結，并稱之為塊體構造學說，作為正在編制的“中國海陸大地構造格架圖”的指導思想.本文將在簡述大地構造學說進展，以及塊體構造學說提出和發展的基礎上，闡述對中國海陸及鄰區大地構造演化過程的理解，明確塊體構造學說構造體系中構造單元的定義，尤其是塊體與結合帶的定義，并描述其類型和特征，作為正在編制的“中國海陸大地構造格架圖”劃分大地構造單元的依據.

2 中國大地構造學說進展

20世紀最偉大的大地構造學說，無疑是板塊構造理論.但在板塊理論尚未傳入中國之前，中國的大地構造學家們已經根據各自對中國及鄰區大地構造的理解，建立自己的大地構造學說，至20世紀七八十年代，已經形成多個較為成熟的大地構造學說，包括多旋回構造學說（Huang，1945，黃汲清和任紀舜，1979）、地質力學說（李四光，1962；中國地質科學院地質力學研究所，1985）、斷塊構造學說（張文佑，1974，1984）、地洼構造學說（國家地震局廣州地震大隊，1977；陳國達，1986）和波浪狀鑲嵌學說（張伯聲，1962，1980）.板塊構造理論傳入中國后，很快被中國的大地構造學家所接受，并加入到各自的大地構造體系之中，至今形成了三大主流的構造觀點（潘桂棠等，2009）：一是黃汲清的多旋回構造觀，后經任紀舜等改進，即將其與板塊構造理論相結合（Ren，1996；任紀舜等，1999）；二是王鴻禎的歷史大地構造觀（王鴻禎，1985；Wang，1999）；三是李春昱的板塊構造觀（李春昱，1980；李春昱等，1982）.

近幾年來，隨著各種地質地球物理調查和研究的不斷深入，以及資料的積累，尤其是深部探測成果的獲得（郭興偉等，2012），中國的大地構造學者得以更加深入的思考.對中國及鄰區的大地構造分區的認識，主要有以下幾方面的進展：一是在資料加入的基礎上，對大地構造的分區更加具體和細致，例如潘桂棠等將對多島－弧－盆系的理解，按照大地構造相（潘桂棠等，2008）對中國陸區的大地構造單元進行劃分，葛肖虹等（2009）在對多個構造單元重新認識的基礎上，對中國大陸的構造格架進行了討論；二是越來越重視地球物理資料或深部探測成果與大地構造學的結合，對構造現象的研究由地殼尺度深入到巖石圈尺度，例如李廷棟（2006）將地殼表層構造與深部構造結合起來，劃分巖石圈構造單元；三是大地構造的研究由傳統的陸地走向海洋，越來越多的從全球的視角來思考大地構造問題，如板塊構造理論本身就是從構造學者對海洋的探測和研究而來.

3 塊體構造學說的構造體系的發展過程

塊體構造學說的大地構造體系的雛形，最早是在1992年的“中國海區及鄰域地質地球物理系列圖”（劉光鼎，1992）之“大地構造圖”編制時.雖然當時板塊構造學說已經被大多數國內構造學者所接受，但板塊構造學說在解釋中國及鄰區復雜的大陸構造時，還不完全得心應手，而且中國海區的各個大地構造單元也無法同中國大陸相對比，中國傳統的大地構造學說更無法解釋大洋區的構造.在這一背景下，以活動論為內涵的全球構造理論被引入，塊體與結合帶的概念被提出來，作為板塊之下的二級大地構造單元，用以解決中國海陸的大地構造，尤其是大陸邊緣的構造單元劃分問題.

當時編圖范圍是中國海區及鄰域，包括了整個渤海、黃海、東海、南海及菲律賓海、日本海的大部分，還有中國陸區東部，海區的構造被同陸區聯系起來，中國海區及中國東部由華北、揚子、華南等塊和其間的條組成，后來塊稱之為塊體，而條稱之為結合帶，在大洋區的構造單元還是以地貌來描述，分為海盆和海嶺等.

在塊體概念提出的同時，當時也從全球角度出發，對中國海陸及鄰區的大地構造演化提出了自己的認識.朱夏從中國大陸構造演化出發，聯系特提斯閉合（后為印藏碰撞）和太平洋演化，詳細論述了塊體的發展演化史，劃分了塊體的構造演化階段，也論述各個構造演化階段可能的動力學體制（朱夏，1983），重點論述了中國大陸邊緣的構造演化（朱夏和陳煥疆，1982；朱夏，1987）.這些對中國及鄰區大地構造的認識，就作為了當時編圖的指導思想—以活動論為內涵的全球構造理論.所以，當時已經有了一個相對完整的大地構造體系的基礎.

海洋地質構造的研究主要依賴地球物理資料，在朱夏對中國大地構造認識的基礎上，張訓華等（2009）增加了對中國大陸宏觀構造格架的認識（劉光鼎等，1997；劉光鼎，2007），以及地球物理資料解釋地質構造的認識論和方法論（劉光鼎和陳潔，2005）的內容，稱之為“塊體構造學說”.中國的大地構造宏觀格架可歸納為“三橫、兩豎、兩個三角”，即“三橫”是指天山—陰山—燕山、昆侖—秦嶺—大別和南嶺三條橫向展布的構造帶；“兩豎”是指大興安嶺—太行山—武陵山梯級帶和賀蘭山—龍門山南北帶；“兩個三角”即阿爾金山—祁連山所包圍的柴達木及松潘—甘孜地區.認識論總結為：“區域約束局部，深層制約淺層”；方法論為：“一種理論——以全球構造活動論為理論指導；二個環節——以物性和模型為紐帶，即物性是地質與地球物理、模型是定性與定量之間聯系的紐帶；三種結合——地質與地球物理及地球化學相結合、正演與反演相結合和定性與定量相結合的三原則；多次反饋——上述過程多次反復，不斷地逼近正確的認識”.

4 中國海陸及鄰區的構造演化歷史

中國及鄰區的大地構造演化歷史可以放之全球來考慮，全球的構造演化在同一構造演化時期受到大致相同的地球動力體制的制約，也就經歷了大致相同的構造演化階段，只不過在有的地方開始或結束的早，有的地方開始或結束的晚，存在同序時差的關系（朱夏，1983）.在不同的構造演化階段，由于構造體制和熱體制不同，地球動力學體制也是不同的（Silver，1980）.

按照地球構造演化的歷史，我們將其分為下面五個構造演化階段（表1），即陸核形成階段、古全球構造階段（可分為成臺階段和穩化階段）、中間過渡階段和新全球構造階段：

（1）太古代至中元古代，時間在10—12±億年前，在地球的各處逐漸形成古陸核，我們稱之為遠古與太古全球構造階段.

華北古陸核的形成時代為太古宙，以冀東遷西群和遼東鞍山群為代表，有年齡老于38億年的數據（Liu et al.，1992；Wu et al.，2008）；揚子塊體湖北崆嶺有老于32億年的古陸核（高山等，2001），塔里木塊體阿克塔什塔格的古陸核為36億年的年齡紀錄（李惠民等，2001），古陸核形成時間則到早元古代；華南塊體在南雄地區也有老于36億年的古陸核（于津海等，2007）；東海陸架和南海的陸殼，雖然在新生代經歷了劇烈的拉張減薄，但同樣有古陸核的記錄，東海靈峰一井鉆遇的片麻巖為18.06億年（沈渭洲，2006），西永一井鉆遇的片麻巖為14.5億年，古陸核形成時間為中元古代.

（2）新元古代至早二疊紀，時間在10—12±億年到約2.8億年，在先前形成的古陸核的基礎上，通過垂向增生和側向增生，圍繞陸核的地殼經歷了成臺過渡和穩化兩個階段，我們將這兩個階段合稱為古全球構造階段.

新元古代形成的羅迪尼亞泛大陸，前寒武紀末至早古生代初發生解體，在二疊紀拼合成了潘基亞大陸，潘基亞大陸主要有三大塊體群組成，即勞亞塊體群、岡瓦納塊體群和規模較小的古華夏塊體群（Bozhko，1986；陳智梁，1994），三大塊體群之間為古特提斯洋.組成三大塊體群的塊體，無論是在古生物上，還是在沉積建造上，都具有各自的特征.

在這些陸殼塊體之間發生裂解的同時，在塊體之間不同的位置，也在發生著碰撞、閉合.塊體之間的裂解表現為硅鋁殼的拉張減薄，減薄到一定程度會有硅鎂殼露出，但洋殼的產生只是形成了一些此張彼合的小洋盆，這些小洋盆規模有限，并沒有形成真正的大洋，也就沒有由洋向陸的俯沖，不能用現今的大陸大洋的板塊體制來簡單解釋，洋陸之間的作用通過陸殼內部的伸展，由陸向洋進行“千足蟲”式（Wynne－Edword，1976）或“雪橇”式的擠壓（朱夏，1983），這種構造體制主要表現為塊體自身的生長和塊體之間的運動，我們稱之為塊體體制.無論是在西伯利亞塊體群和古華夏塊體群之間寬泛的古亞洲洋，還是秦嶺、昆侖、祁連山等古華夏塊體之間的洋盆，都是通過這種體制做手風琴式的碰撞而最終閉合的.

（3）二疊紀至三疊紀，時間在2.8億年到2億年，中間階段或者過渡階段.

隨著古特提斯洋盆的關閉，古華夏陸塊群完成了拼合，秦嶺、大別、蘇魯和松潘—甘孜等結合帶最終形成，保山—撣泰塊體也沿昌寧—孟連、清邁—清萊至文東—勞勿一線拼合到印支塊體之上（陳永清等，2010），太平洋板塊、歐亞板塊和印度洋板塊逐漸形成雛形（Hilde et al.，1977），雖然之后還有小的塊體的裂離拼合，但其間的體制由塊體體制逐漸轉變為板塊體制.

（4）晚三疊紀至今，即2億年以來，為新全球構造階段，為板塊體制.

這一階段，中國海陸及鄰域受到歐亞板塊、太平洋板塊（或菲律賓海板塊）和印度—澳大利亞板塊（或特提斯板塊）三大板塊相互作用的影響（Hilde et al.，1977），形成兩條鋒線（朱夏，1979）：一是東部的太平洋板塊向歐亞板塊的俯沖消減，形成的太平洋域鋒線，在中國東部海區形成典型的溝－弧－盆體系；二是特提斯洋的閉合，晚白堊紀后為印藏碰撞，以及澳大利亞板塊向北俯沖，形成的特提斯域鋒線，大致以東經90°海嶺為界，以西表現為青藏高原的強烈隆升，以東表現為溝－弧－盆體系，以及東南亞眾多邊緣海形成.

在兩條鋒線上，都經歷了三次變格（朱夏和陳煥疆，1982）：晚侏羅紀到早白堊紀，西部為班公湖—怒江縫合帶的形成，東部為太平洋板塊強烈擴張并向北或北東移動，玉里—領家縫合帶形成；晚白堊紀至古近紀，西部為雅魯藏布江縫合帶的形成，特提斯洋盆完全關閉，印藏碰撞逐漸由軟碰撞變為硬碰撞（Lee and Lawver，1995），東部則為太平洋板塊轉向北西西俯沖，始新世時圈出菲律賓海板塊，中國東部產生一系列的斷陷盆地；新近紀至第四紀，西部為強烈的印藏碰撞，以及東經90°海嶺以東的溝－弧－盆體系形成，東部為西太平洋溝－弧－盆體系形成，以及東部盆地的差異熱沉降.

表1 中國及鄰區地殼演化序列表Table 1 Crustal evolution sequence of China and adjacent areas

5 塊體構造系統的大地構造單元類型

5.1 大地構造單元類型

根據我們對中國海陸及鄰區大地構造演化的認識，我們編制的“中國海陸及鄰域的大地構造格架圖”要體現塊體構造學說對構造演化階段的理解：以印支期為界，2億年以來為板塊體制，主要表現現代的板塊活動，重點表現不同的板塊邊界類型；2.8億年以前為塊體體制，主要表現塊體形成演化的過程，以及結合帶的碰撞縫合過程；2—2.8億年的過渡階段，在古特提斯洋閉合過程中，已經在一些洋陸碰撞處出現板塊體制的先聲，大部分還保持塊體體制.大地構造單元類型分為兩級：

一級：板塊和板塊邊界；

二級：塊體和結合帶.

5.2 板塊和板塊邊界

板塊和板塊邊界都有著嚴格的定義，尺度上為巖石圈，板塊內部相對穩定，板塊邊界活動劇烈，板塊活動的驅動力為地幔對流.板塊邊界有三種：匯聚邊界、離散邊界和走滑邊界.離散邊界為大洋中脊，走滑邊界為錯斷大洋中脊的轉換斷層，匯聚邊界的表現形式則較為多樣化，既有大洋向陸俯沖消減，也有陸陸碰撞、弧陸碰撞等.

在中國海陸及鄰區范圍內，主要發育匯聚邊界.中國東部發育太平洋板塊（菲律賓海板塊）向歐亞板塊俯沖消減的洋陸俯沖邊界，中國的西南部發育印度—澳大利亞板塊和歐亞板塊的陸陸碰撞邊界，南部也發育澳大利亞板塊向歐亞板塊洋陸俯沖邊界.表2依據構造性質對這兩種構造位置的板塊邊界劃分了類型.匯聚型板塊邊界還可以根據俯沖或碰撞縫合的主要時間分為晚中生代和新生代2種類型.

表2 匯聚型板塊邊界類型Table 2 Types of convergent plate boundaries

中國海陸及鄰區發育了兩種洋殼，一種是大洋洋殼，一種是邊緣海洋殼.大洋洋殼顯然是現代板塊通過海底擴張的產物，邊緣海洋殼則可以作為塊體構造單元的一部分，是塊體活化的產物.根據其發育的時間，可以大致分為三種類型，對應于新全球構造階段的三個時期，即

5.3 塊體與結合帶

既然印支期以前的古全球構造階段，陸殼和洋殼的相互作用不用板塊體制來解釋，洋移陸換也不是一個威爾遜旋回，將陸塊稱之為“古板塊”或者“板塊”顯然不合適（朱夏，1983），我們將此階段的陸塊稱之為“塊體”，塊體之間被壓榨的洋殼以及變質變形的大陸邊緣稱為“結合帶”.“塊體”一詞曾被應用于描述地表單元物質，并將崩塌、滑坡、泥石流和蠕動等巖體運動稱之為“塊體運動”，也曾被用于劃分具有不同地球物理特征或地球化學特征的陸塊（石耀霖和朱守彪，2004；李廷棟，2006），但在塊體構造的大地構造體系里被賦予新的定義，用以表示在地殼發展歷史中，在一個較長的地史時期內處于較為穩定的狀態，且有相近演化歷史的大地構造單元；相應地，結合帶被定義為分布在塊體之間，發生過多次構造運動的大地構造單元.

塊體類型的劃分，主要依據塊體的演化歷史，塊體的發育都經歷表1所示的5個構造演化階段，但發生的時間有先后，為同序時差.例如，華北有老于25億年的核，揚子深部的古陸核為早元古代，當時華北已經進入成臺階段，揚子在中元古代開始進入成臺階段時，華北已經進入穩化階段（朱夏，1987）.根據演化歷史的不同，將塊體分為華北型、揚子型、華南型、岡瓦納型和西伯利亞型5種類型（表3）.有一些塊體，像結合帶之間的塊體一樣，經歷了陸核形成、成臺、穩化等演化階段，但是在構造演化過程中，被卷入結合帶之中，這類塊體，只要規模較大，我們也稱之為塊體，不再使用微塊體、地塊等概念.

中國海陸及鄰域范圍內，結合帶主要發育在歐亞板塊內部，按照主要形成時間分為晚元古代、早古生代、晚古生代和早中生代4種類型（表3）.結合帶形成的時間不是和塊體形成時間嚴格對應的，在時間節點上稍有差異，具體時間見表3.另外，有一些板塊邊界和結合帶，并不是一次形成的，而是經過多次碰撞、縫合形成，我們按照其最主要的形成時間劃分其類型.

除了結合帶可以作為塊體之間的界線之外，深大斷裂也可以作為塊體之間的界線.

在中國海陸及鄰域的構造演化過程中，伴隨著大量的巖漿活動，這些巖漿巖有的發育在塊體之上，有的發育在結合帶或板塊邊界之上，有的發育在洋殼之上，我們并沒有區分其大地構造屬性，只是按時間簡單做了分類.這并不影響板塊和塊體等邊界的劃分，這部分內容可以作為日后的工作內容，補充到塊體構造體系之下.

6 結論

（1）塊體構造學說，力求將中國大陸構造演化和板塊構造理論有機地結合，將中國及鄰區的海陸大地構造演化放之全球來理解.

（2）地殼構造演化歷史可以分為陸核形成、古全球構造、中間過渡和新全球構造等幾個階段.在古全球構造階段為塊體體制，以地殼演化為主要特征；在新全球構造階段為板塊體制，以巖石圈演化為主要特征.

（3）塊體構造學說是在板塊構造理論基礎上，對塊體和結合帶賦予新的定義和內涵，在古全球構造階段，全球大地構造表現為塊體構造演化過程，在新全球構造演化階段，全球大地構造表現為板塊構造演化過程，而塊體和結合帶作為板塊之下的二級構造單元.

（4）根據塊體發展演化的同序時差關系，將中國海陸及鄰域內的塊體分為華北型、揚子型、華南型、岡瓦納型和西伯利亞型；結合帶按照主要形成時間分為晚元古代、早古生代、晚古生代和早中生代4種類型；縫合帶按照主要形成時間分為晚中生代和新生代2種類型.

致謝 感謝劉光鼎院士在塊體構造學說形成過程中的指導，感謝李良辰教授、郭振軒副研究員、溫珍河研究員對構造體系構建過程中給予的支持和幫助.

表3 塊體和結合帶按演化歷史分類Table 3 Classification of blocks and junctures based on evolution history

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