显生宙以来的区域地质演化

中国大陆是地质历史上由多个古陆核或多个陆块拼接而成的复合大陆。自太古代以来,大陆核孕育之时,大致可分为四个构造发展演化阶段:古大陆核的形成与古大陆地壳的生长发育、古板块早期活动与中国古陆块的形成、古板块与中国古陆的主要活动、中新生代板块活动与陆内构造,并发生了一系列重大地质构造事件(表3-2-1)(中国地质调查局,2004)。其中,在1000Ma之前形成了一个超大陆(Rodinia),中国显生宙以来的构造演化以该超大陆的解体为开端。

第一,古板块活动与中国古大陆镶嵌期。

南华纪(约750Ma)超大陆(罗迪尼亚)开始分裂,元古代海洋逐渐发展。震旦纪-早寒武世是一个海洋扩张期,华北、塔里木、扬子的陆块和印度、西伯利亚、哈萨克斯坦一样,进入了全球古陆分裂分散阶段。晚古生代是古陆和泛太平洋结合的时代。大陆被分割分散的时期也是无脊椎动物数量增加的时期。

(一)华南-震旦纪构造演化

新形成的中国古陆块通过“兴凯地裂运动”解体,形成许多小洋盆和微陆块,使陆块边缘复杂化。小地块相隔不远,为有限分隔,其间有南天山洋、祁连洋、秦岭洋和阿尔金海槽。

表3-2-1中国地质构造演化及重大地质事件概要

注:根据中国地质调查局,2004年。

(2)早古生代构造演化

寒武纪海侵达到高峰,同时进入生物孵化的重要时期,导致寒武纪早期生物大爆发。奥陶纪-志留纪加里东运动开始,板块再次汇聚。在这次会聚之后,西伯利亚板块和华北板块可能与它们间隔的微陆块和陆块(如佳木斯和松嫩)整合在一起。

寒武纪(550Ma)几乎所有的零散陆块都位于赤道附近的低纬度地区,总体格局与震旦纪相同。中国寒武纪稳定沉积以碳酸盐岩为主,主要分布在华北、扬子地块和塔里木地块,扬子地区有蒸发岩沉积。

早奥陶世继承了寒武纪的构造格局,海陆分布范围基本保持不变,稳定、活动和过渡沉积组合的空间分布没有明显变化。其中,华北地区为陆表海碳酸盐沉积,塔里木和喜马拉雅-滇西地区以稳定碳酸盐沉积为主,扬子地区以碳酸盐和泥岩沉积为主。同一时期,西准噶尔洋和北天山洋打开。

加里东晚期,华北与柴达木碰撞,扬子与华夏对接。华南大部分地区为剥蚀古陆,至志留纪末,除秦方海槽外,南海大部分地区闭合。华北志留系矿床仅在边缘地区发育。孟醒海槽是一个半深的活动矿床;北秦岭成为华北陆块南侧的大陆边缘海;志留纪末,南北祁连山相继褶皱,华北与柴达木合并。塔里木在志留纪继承了奥陶纪末东低西高的构造特征,主要是一套稳定的滨海浅部碎屑岩沉积。扬子陆块志留纪,浅地台局限于黔北龙女寺-乐山隆起及其边缘地区,东南与湘中海槽相通。这时,长江也变成了正常的浅海。

加里东运动后,阿尔金、祁连-西秦岭洋已闭合,塔里木、华北、扬子板块相连。此时,扬子板块和华夏板块之间的华南裂谷盆地形成了一个重要的造山带。

(3)晚古生代构造演化

晚古生代早期,中国西南的古亚洲洋和古特提斯洋中西部扩张强烈,全国呈“西开东合”状态。石炭纪-二叠纪,昆南、金沙江、澜沧江洋盆开启,扬子地块西南缘大面积裂解,中国西南出现四个中小型洋盆。而西伯利亚的佳木斯和松嫩微板块仍与华北、扬子、华夏等古板块的东部整合在一起。全国地势西高东低,东部海水泛滥,但洋壳并没有扩展到埃尔贡、西圭图、东秦岭和大别地区。

在稳定的陆块上,泥盆系主要分布在华南和塔里木,华北主体缺少泥盆系底部。石炭纪比泥盆纪分布更广,沉积类型复杂。华北、华南、塔里木仍然是稳定的沉积。而天山-兴安地区、川西-滇西地区、昆仑-秦岭地区多为活动沉积。

塔里木和华北在晚石炭世曾是沿海地区,在二叠纪逐渐变成巨大的内陆开放盆地。而且东西准噶尔和塔里木是一体的,海水从中亚、蒙古、华北-祁连-塔里木逐渐后退。华北和柴达木自二叠纪以来基本脱离海洋环境,北缘受到挤压,南缘秦岭海槽继续存在。西藏-滇西地区在晚石炭世沉积砾质泥质砂质冰水后,形成了开阔的冈底斯-喜马拉雅海,属于冈瓦纳大陆的陆架海。

早二叠世中期栖霞中期以来,华南发生了最大的一次海侵。早二叠世末,长江西缘康滇古陆两侧峨眉山玄武岩喷发,全区海退。华南自西向东分为三个不同的沉积相区,上扬子浅海仍以碳酸盐沉积为主;东南部的华夏、云开、武夷隆起上升至陆地,形成大面积碎屑岩充填沉积;滇黔桂裂谷西南地区,盆地内主要为沉积硅质岩。

(4)印支期构造演化

印支期是古板块演化阶段和现代板块演化阶段的过渡时期。扬子与北方陆块拼接,中国东部连成一个大陆,松潘-甘孜海槽回折,亚洲大陆增生并向南扩张,迫使海水退到新生的特提斯洋及其邻近地区。

二是中生代中晚期以来的现代板块活动。

古生代至印支期形成的欧亚板块,东邻古太平洋板块,西被班公错-怒江洋与冈底斯-印度板块隔开。中生代中期以来,三叠纪形成的特提斯洋自西向东扩张,再次将塔里木与扬子分开,并沿华北南缘——柴达木逐渐将扬子推向东南。侏罗纪和白垩纪以来,华北地区发育了郯庐、汾渭等东北断陷系统。

(1)侏罗纪-早白垩世大陆伸展

侏罗纪至早白垩世是中国大陆裂谷和裂陷的发展阶段,大陆处于伸展状态。侏罗纪-白垩纪断陷在中国广泛发育,形成了塔里木、准噶尔、鄂尔多斯、四川等大型内陆坳陷。晚侏罗世,松辽地区形成大陆裂谷,白垩纪发展为大型坳陷盆地。晚侏罗世,东南沿海的浙闽粤地区和东北的大兴安岭地区形成了陆内裂谷和火山喷发。

(2)晚白垩世以来的大陆汇聚和现代盆山格局的形成。

中国晚白垩世,雅鲁藏布江带碰撞,青藏高原开始隆升。太平洋板块和库拉板块之间的洋脊向西北移动,并以低角度下沉到亚洲东部之下。新近纪,菲律宾海板块在台东拼贴,强烈造山,华夏地块裂解后形成南海盆地。

西部由于印度陆块向北陆内俯冲,青藏高原、昆仑山、天山、阿尔金山迅速崛起。在中国东部的大兴安岭-太行山-雾灵山以东,受太平洋板块俯冲的影响,中国东部开始形成古近纪裂谷系,裂谷系东北部的依兰-伊通延伸至渤海湾和江汉。新近纪转为区域性坳陷沉积建造,东部的黄海-东海-南海边缘海域古近纪结构与渤海湾裂谷盆地基本一致,只是在新近纪才转为海相-海相沉积。

第四纪,西部受印度板块碰撞,东部受太平洋板块运动方向转向,间歇性向我国东部俯冲,导致我国东西分带、南北分块的特点。在中国西部的挤压下,山体抬升、逆冲、逆掩发展为前陆盆地,盆地萎缩。中国东部以张力为主,盆地下沉;中部地区处于中等隆升阶段,形成高原。

三。主要构造单元中发育的盆地

(1)华北克拉通

覆盖华北克拉通及其残余大陆边缘,主要包括古生代华北克拉通盆地、中新生代发育的鄂尔多斯及其周边盆地、北黄海盆地、渤海湾盆地、南华北盆地群、河西走廊盆地群、阿拉善盆地群和华北克拉通北部中新生代断陷盆地群。其北边界以华北北缘断裂带与东北-孟醒地区相邻,阿尔金断裂带中东段西北与塔里木克拉通相邻,西北祁连断裂带和南部商南-穆平断裂带与柴达木-祁连山-秦岭-大别带分离,东南嘉善-响水断裂带与边缘海域分离。

在克拉通内部地质演化过程中,主要形成了古生代华北克拉通、中新生代鄂尔多斯盆地及其周边盆地、北黄海盆地、渤海湾盆地、南华北盆地群、河西走廊盆地群、阿拉善盆地群和华北克拉通北部中新生代断陷盆地群。

(2)塔里木克拉通

北界南部的天山断裂带与天山-北山带分离,南部的阿尔金断裂带与柴胡-齐秦-大别带和华南克拉通分离,西界延伸至国界之外。焉耆、达乌尔都、库米什、托云、塔什库尔干、索尔库里、敦煌等中新生代盆地主要发育在塔里木克拉通及其周边地区。

(3)扬子-华南克拉通

其西北边界以康西瓦断裂和阿尔金断裂西段与塔里木克拉通相邻,其北边界大致以木子塔格-阿尼玛青断裂、玛沁-略阳断裂、洋县-城口-房县断裂、襄樊-广济断裂以及东北侧的郯庐断裂南段和东北侧的柴齐-秦-大别带为界。扬子克拉通盆地、华夏克拉通盆地及其周边盆地主要发育在克拉通内。如四川盆地、江汉盆地、苏北盆地、鄱阳湖盆地、百色盆地、十万大山盆地、三水盆地、雷琼盆地、南黄海盆地、楚雄盆地等。

(4)天山-北山造山带

南侧西段以南的天山断裂带,南侧东段的伊林哈伯马加断裂和塔里木克拉通,北侧、西北侧和东北侧的边界线。准噶尔及其周边地区主要有吐哈、三塘湖、柴窝堡、伊宁、布尔津和福海盆地。北山盆地群主要包括钟口子-黑张坊盆地、杂格高脑盆地、黑鹰山盆地和公婆泉盆地。

(5)东北-孟醒造山带

南以华北和华北克拉通北缘断裂为界,东南以嘉善-响水断裂和华南克拉通为界,西、北、东以国境线为界。松辽盆地、海拉尔、二连、大杨树、漠河、鸡西、勃利和三江盆地主要发育在造山带中。

(6)柴-齐-秦-大别带

南界大致以木子塔格-阿尼玛青断裂、玛沁-略阳断裂、洋县-城口-房县断裂、襄樊-广济断裂和郯庐断裂南段为界,东侧为塔里木克拉通,北侧为祁连断裂和商南-穆平断裂,北侧为华北克拉通。该带主要发育柴达木盆地、祁连山及其周边盆地、库木库里盆地和秦岭-大别带盆地。

(7)青藏造山带

北以南昆仑断裂带为界,东以红河断裂带和华南克拉通为界,西北以阿尔金断裂带和塔里木克拉通为界,南以国境线为界。有羌塘、措勤、如皋等海相沉积盆地和伦坡拉、可可西里等陆相沉积盆地。

(8)东海和南海

它覆盖了东海和南海的所有海域,其西部和北部与华南克拉通相邻。包括:东海陆架盆地、冲绳海槽、台西盆地、西南盆地、珠江口、琼东南盆地、北部湾、莺歌海盆地、中建南盆地、万安盆地、曾母盆地和康贝盆地。