大陆碰撞造山样式与过程:来自特提斯碰撞造山带的实例

本文选取特提斯域内比利牛斯、阿尔卑斯、扎格罗斯、喜马拉雅-青藏高原四个地球上最年轻的陆-陆碰撞造山带,对其造山带结构、类型、物质组成、构造岩浆过程等方面进行详细介绍,进而讨论各个造山带的差异性及其缘由,分析碰撞造山普遍性规律。资料分析表明,四个碰撞造山带具有不同的结构和组成。根据板块汇聚方向与造山带边界间的夹角可将造山带分为正向和斜向两种;根据造山带结构可将碰撞带分为对称式和不对称式两种。由此本文将碰撞造山带划分为四种基本式样:正向对称式、正向不对称式、斜向对称式、斜向不对称式,分别以比利牛斯、青藏高原、阿尔卑斯和扎格罗斯碰撞带为代表。综合分析四个造山带碰撞以来的岩浆构造活动,本文发现完整的碰撞过程可以划分为三个阶段,第一阶段主要发生挤压缩短、地壳加厚,高压变质和钙碱性火山岩浆活动;第二阶段以大规模走滑系统发育和高钾钙碱性或钾质火山岩浆作用为特征;第三个阶段挤压应力向碰撞带两侧扩展,同时伴有大型伸展构造系统的发育。在这三阶段演化历程中,比利牛斯只进行到第一阶段,成为幼年夭折的碰撞带;扎格罗斯进行到第二阶段,出现调节挤压应变的走滑系统和钾质超钾质岩浆活动;青藏高原和阿尔卑斯进行到第三个阶段,以发育大型伸展构造和钾质、超钾质岩浆活动为特征,但后者在造山带物质组成和汇聚速率方面显示出比前者更成熟的造山演化程度。因此认为岩石圈组成是碰撞造山带结构的主要控制因素,如果上覆板块具有相对不稳定的岩石圈,会使得碰撞带后陆发育宽广的构造岩浆带,造成造山带呈不对称式结构。

南海及其围区中生代岩相古地理和构造演化

以岩相古地理分析和编图为基础,结合构造变动和岩浆活动资料,阐述了南海及其围区中生代构造演化。中生代时研究区位于欧亚大陆的东南缘,受特提斯域和太平洋域交替复合影响。早三叠世时古特提斯洋经过黑水河盆地东延至南海。从中三叠世开始构造岩相古地理演化出现明显的东西分异。晚三叠世时,受印支运动影响华南地块与印支地块拼合,研究区西部抬升,黑水河水道关闭;而研究区东部和东南部却受古太平洋的影响发生海侵,形成“粤东-西北加里曼丹海盆”,该海盆在早侏罗世遭受更大海侵,导致与中特提斯的良好贯通。中侏罗世在中特提斯发生过短暂海侵而形成“滇缅海”。晚侏罗世至早白垩世是中特提斯洋和古太平洋的俯冲鼎盛期,形成绵延数千km的欧亚大陆东南缘俯冲增生带。文中还讨论了中特提斯向南海延伸的通道、中特提斯与古太平洋对南海中生代演化的交替和复合影响以及南海东北部新近发现的晚中生代俯冲带等问题。

新特提斯单向俯冲的动力学机制

新特提斯洋向北单向俯冲的机制涉及两个核心问题,分别是南侧冈瓦纳被动大陆的不断裂解和拼贴到欧亚大陆南缘陆块诱发的俯冲起始.本文统计了大火成岩省的分布规律,发现200~80 Ma期间,与地幔柱相关的大火成岩省主要分布于南半球,暗示该时期南半球地幔温度高于北半球地幔温度.在南北半球地幔温差和地幔柱/大火成岩省作用下,引起上覆岩石圈抬升、破裂,结合新特提斯洋的北向俯冲,共同诱发冈瓦纳大陆的多期裂解.由于南北半球地幔温差会造成地幔柱头岩浆向北扩散并与新特提斯洋中脊发生相互作用,在特殊情况下,会引发原来大洋中脊的堵塞和跃迁,形成新的洋中脊,促进了陆块不断向北漂移.在古特提斯洋闭合后洋壳持续俯冲引发的应力作用下,欧亚大陆南缘具有高含水特性的洋陆过渡带率先破裂并产生向北的俯冲起始.驱动新特提斯大洋岩石圈持续向北俯冲的动力,除俯冲板片的拖曳力/重力外,还应该包含南半球高地幔温度和洋中脊产生的向北推力.