大地构造相分析方法研究2010-08.ppt

全国矿产预测 成矿地质背景组潘桂棠,大地构造相分析方法研究与编图 (概述),2010-08-8,提 纲,一、大地构造相研究的历史、概念、理论基础二、大地构造相分析方法论三、大地构造相分类分级方案四、大地构造单元划分方案五、构造单元与地层区划、岩浆岩带、成矿带的相互关系六、大地构造分区图、大地构造图、大地构造相图定义,,上个世纪60年代，板块构造学说的问世，将大地构造研究推向一个全新的阶段，经典的板块构造模式中所列举的洋中脊、岛弧、弧前盆地、弧后盆地、前陆盆地、岩浆弧、俯冲带、海山、洋岛等实际上也是一些大地构造相自从地学有了大地构造研究，实际上就产生了大地构造相的雏形，槽台说的地槽和地台，优地槽、冒地槽、准地台等可以说都是本初的大地构造相一、大地构造相研究的历史、概念、理论基础,中国大地构造分区与大地构造形成演化研究已有百余年的历史，涉及不同的构造区域整体论述全国构造分区，不同学派对中国大陆地壳形成演化的认识不同，有不同的方案相对而言，以黄汲清先生等多旋回构造观、李春昱先生等板块构造观和王鸿祯先生等历史大地构造观为指导思想的大地构造划分方案，是集中国地质构造之大成，在全国起指导作用，影响既广泛且深远。

一）、我国大地构造研究的历史与现状,(据黄汲清等，1979),多旋回构造,黄汲清先生《中国主要地质构造单位》（1945)是研究中国大地构造的首部系统专著随后和他的学生们进一步论述了中国大地构造基本轮廓，划分出的一级中国大陆构造单元为地台或准地台和地槽褶皱系，并从全球构造角度将古生代以来的中国大地构造划分为古亚洲、特提斯和滨太平洋三大构造域多旋回构造,任纪舜等（1999）编制的大地构造图，进一步发展了黄先生的认识，将中国大陆块分为亲西伯利亚陆块群、古中华陆块群和亲冈瓦纳陆块群，将显生宙造山带概括为古亚洲造山区、特提期造山区和环太平洋造山区其立论基点是中国主要各陆块在新元古代已形成了统一的古中国地台，其后的裂解只是手风琴式的开合运动，或是冈瓦纳大陆裂离，亚洲大陆增生这一多旋回学说与板块构造结合的构造模型迄今仍是广泛应用的主流据任纪舜等，1999),历史大地构造,王鸿祯先生等在上世纪70年代用板块构造学说审视中国大地构造演化，80年代编制中国及邻区构造古地理图的基础上，提出了中国及邻区大地构造划分和构造发展阶段（1979，1985，1990）立论基点从时间论是地质历史发展阶段论和灾变论，从空间论是全球构造活动论。

认为中国主要大地构造单元包括中朝、扬子和塔里木地台（克拉通）和其间不同时期的造山带板块边界并不在地台边界，而是遥相对应的古大陆边缘之间的分界带这一大陆及其边缘的缝合带称对接消减带，大陆边缘的拉伸、张裂、地块移离形成弧盆体系的岛弧缝合带称地壳叠接消减带据王鸿祯等，2006),(据王鸿祯等，1985),中国和蒙古的构造大阶段和地质事件,(据王鸿祯等，2006),历史大地构造,他将中国地壳演化划分为陆核、原地台、地台、超大陆和泛大陆、以及陆内演化五大阶段，其中晋宁期(1000-830Ma) 和印支期(230-210Ma)是中国地质最重要的造山期强调地质历史与时空结合，提倡系统论与多学科交叉融合的方法论，为中国大地构造注入了新的活力，奠定地表构造格架和单元细结构划分的基础据李春昱等，1980),经典板块构造,李春昱先生等基于区域地质、地质古生物、岩石学及古地磁等多学科研究，划分了中国板块构造轮廓(1980年)，编制了第一代亚洲大地构造图(1：800万)及说明书(1982年)1.中国陆壳块体分别归属于九个不同古板块，认为这些古板块之间被大洋分隔 2.强调大陆及其边缘海、大洋盆地，在地质时期均会作大规模漂移 3.蛇绿混杂带等是洋壳扩张、俯冲、碰撞的遗迹,(据刘雪亚等，2004),经典板块构造,指出“哈萨克斯坦很可能原来是西伯利亚大陆的一部分，在古生代初分裂出来，形成许多岛弧及沉积盆地带”，“古生代的哈萨克斯坦很相似于新生的东南亚”，“土耳其-中伊朗-冈底斯原是冈瓦纳古陆一部分，在古生代末-中生代分裂出来”。

高加索之北、向东经科佩特山、兴都库什，进入西藏班公湖至滇西澜沧江（亚洲大地构造图表示为昌宁-孟连带），向南接马来西亚劳勿-文冬带，该沿线是冈瓦纳古陆与古欧亚板块最初的碰撞缝合带”等等令人信服、深邃洞察力的创新观点，经受了实践和时间的考验上世纪70年代初，李春昱等老一辈地学家率先引进板块构造学说，李春昱等最早将板块构造学说应用于中国和亚洲大地构造研究，同时也进行了大地构造图的编制工作，为我国应用板块构造学说来研究中国区域大地构造奠定了基础二）、我国应用板块构造学说及编图工作现状,(李春昱等，1982),(据马杏垣等，1986),国内以板块构造学说为基础编制大地构造图件代表性的有： 1980年王荃、刘雪亚编制《北方板块构造图》 1982年李春昱等编制《1:800万亚洲大地构造图》 1984年周详等编制《1：150万西藏板块构造-建造图》 1989年马杏垣先生编有中国及岩石圈动力学图 1992年程裕琪在中国区域地质概论中附有1：1800万的中国大地构造略图 1996年张国伟等编制《秦岭造山带大地构造图》 1998年许靖华、孙枢等的《大地构造相图》，等等据许靖华等，1998),“大地构造相”这一术语是Sander于1923年提出，用来表示构造运动形成的岩石特征。

许靖华（1990）在系统研究各种造山带的基础上，提出造山带是依一定形式或“四维”“蓝图”形成的其“蓝图”是由可推知的大地构造相相叠加构成的他进一步利用“蓝图”方式，分析山脉的生长与构造演化过程，并把大地构造相作为构成山脉的基本要素他提出碰撞形成的造山带主要由仰冲陆块、俯冲陆块和一个位于其间的大洋岩石圈的残余遗迹等三种基本要素组成大洋岩石圈的残余物现已被挤压形成蛇绿混杂岩带，也可称为俯冲消减杂岩带他划分了3个大地构造相：,(Hsu,1991),（三）、我国大地构造相研究方法的演变和发展概况,(据李继亮,1992),李继亮（1992）将大地构造相定义为：在相似的环境中形成的，经历了相似的变形与就位作用并具有类似的内部构造的岩石构造组合他共划分了六个相类15种大地构造相，他阐述了各大地构造相的特征及就位时代与环境于2009年补充提出全球大地构造相的概念、分类框架Robertson(1994)将大地构造相定义为足以系统地确认造山带地史时期的一定大地构造环境的一套岩石-构造组合Robertson划分出四种基本的构造环境(离散、会聚、碰撞、走滑)，共计29种大地构造相，是较为系统的大地构造相划分方案，该划分方案是对造山作用全过程按不同阶段(离散、会聚、碰撞、走滑)进行细分，每种相以一定大地构造环境中的物质建造为基础，试图反映造山带的组成、结构与演化。

但一些相是根据对现代全球大地构造环境的观察而识别出来的，某些大地构造相对古大陆造山带可能不适用，有待完善和补充1996－2002年殷鸿福、张克信等在青海、甘肃、四川、云南开展造山带史密斯地质填图典型示范，并引进Roberston大地构造相划分方案，在此基础为进行了一定的修改和补充，完成了七幅1：25万区调填图，总结了大地构造相在造山带区调中应用成果张克信等，2004),国内许多学者根据对不同造山带的研究中，也各自提出对大地构造相的含义的理解与划分方案(冯益民等，2002；殷鸿福等，2003；张克信等，2004)本次提出的大地构造相：大地构造相是反映陆块区和造山系(带)形成演变过程中，在特定演化阶段、特定构造部位的大地构造环境中，形成的一套岩石-构造组合，是表达大陆岩石圈板块经过离散、聚合碰撞、旋扭等动力学过程而形成的地质构造作用的综合产物具有恢复与揭示陆块区和造山系(带)组成、结构及演化与成矿地质背景的功能深入系统地研究大地构造相，不仅对大洋、大陆岩石圈及其大陆边缘构造体制的转换，陆块区和造山带的结构组成和演化具有重要意义，而且是认识资源形成的地质背景、成矿作用以及成矿远景预测及资源潜力评价的基础和有力工具。

我们关于大地构造相的定义和划分方案继承了前人提出的岩石构造组合的理念，同时在前人认识的基础又进一步丰富了大地构造相的内容， 第一，在空间尺度上，不仅仅局限于碰撞造山带的研究，而且扩展到增生造山带，特别是扩展到陆块区形成过程中大地构造环境及其岩石构造组合的研究，具有恢复与揭示陆块区和造山系(带)两种大地构造单元组成、结构、演化与成矿地质背景的功能； 第二，新太古代陆核和新太古代岩浆弧等的划分，对地球整个历史演变过程进行大地构造相的分析； 第三，在动力学机制上，强调在板块水平运动的基础上，结合垂向运动为主的软流圈底侵和地幔柱上涌的动力学机制来研究大地构造环境； 第四，強调洋-陆演变和发展过程的大地构造环境和综合地质记录作为大地构造相划分基础，而不是仅仅依构造变形样式作为大地构造相分类的基础； 第五，强调不同的大地构造相控制着不同成矿作用和成矿类型当代地质找矿勘查、资源评价和预测，以及成矿作用理论研究中均离不开大地构造相的判别以及厘定大地构造相分析既是适应新世纪跨学科融合交叉研究发展地球科学、又是为国民经济可持续发展，开展成矿地质背景与资源潜力评价的需求由于全国新的1/25万区调基本上以板块构造理论为指导采用大地构造相分析的研究方法，研究区域大地构造形成演化、划分大地构造单元。

因此采用大地构造相分析方法编制各类大地构造图是我国应用板块构造学说开展大地构造研究并表达其成果的历史必然，顺其自然的结果，并非特意标新立异二、大地构造相分析方法相关的几个基本概念和理论基础,（一）、基本概念,1、板块构造板块构造学说是综合许多学科的最新成果而建立起来的大地构造的学说，是当代地学的最重要的理论成就，并被认为是地球科学的一次革命板块构造的基本思想地球表层的硬壳——岩石圈（或称构造圈），相对于软流圈来说是刚性的，其下面是粘滞性很低的软流圈岩石圈被许多活动带如大洋中脊、海沟、转换断层等分割成大大小小的块体，这些块体就是所说的板块板块边界有三种类型，其运动学特征分别为汇聚、离散、和转换，其动力学环境分别为挤压、伸展和剪切板块之间的相互运动，构成了大洋演化的生命旋回，被称之为威尔逊旋回，包括东非裂谷、红海、大西洋、太平洋、地中海和印度河（雅鲁藏布江）6个阶段这些不同的相互运动方式和相应产生的各种活动带，控制着全球岩石圈运动和演化的基本格局2、大陆动力学 （1）地球科学大辞典（2006）释义大陆动力学是1989年在美国地质文献中出现的新名词，是在当代板块构造说新的发展基础上提出的重要科学问题和研究领域。

它从大陆尺度研究大陆形成演化和动力学机制等基本问题，其核心是把大陆作为一个独立的动力系统来研究它通过研究大陆形成过程和演化历史等各种基本问题，来阐明大陆与整个地球系统是如何相互作用的这一概念的提出，是基于已经获得的资料表明大陆与大洋岩石圈乃至上地幔的结构不同大陆岩石圈的生成、保存和消失过程要比板块构造学说所阐明的大洋岩石圈生长和消亡过程复杂得多因此有必要针对大陆的独特情况和亟待解决的大陆基本科学问题开展研究，建立大陆动力学理论2）本次工作使用的大陆动力学含义 本次工作认为大陆动力学，是研究大陆块体离散、会聚、碰撞、造山等动力学过程及机制的学说，采用大地构造相作为大陆动力学研究的具体形式，针对大陆内部及其边缘的物质组成与状态、时空结构与格局、动态行为与深层过程、力学体系与动力机制等大陆基本科学问题开展研究，提示大陆与大洋相互作用以为大陆形成过程和演化历史经典地质学研究中，相是环境的物质表现如沉积相是沉积环境的物质表现,变质相是变质作用环境（P-T）的物质表现（矿物共生组合），等等 ，因此“相”的概念是地质学中广泛应用的普适性概念，含义明确、简洁、也容易理解同理，大地构造相应该是大地构造环境的物质表现。

各种大地构造环境均赋存有相含义，即特定的岩石构造组合本次研究以大地构造相作为大陆动力学研究的具体形式，使用的大地构造相的定义：是反映陆块区和造山系(带)形成演变过程中，在特定演化阶段、特定大地构造环境中，形成的一套石构造组合，是表达大陆岩石圈板块经过离散、聚合、碰撞、造山等动力学过程而形成的地质构造作用的综合产物。