岩石学报  2018, Vol. 34 Issue (7): 1863-1866   PDF    
读《中国主要地质构造单元》一书评论中国大地构造学的起源、发展
李继亮1 , 王宗起2     
1. 中国科学院地质与地球物理研究所 北京 100029;
2. 中国地质科学院矿产资源研究所 北京 100037
LI JiLiang1, WANG ZongQi2     
1. Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China;
2. Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China

1945年2月,黄汲清先生在重庆用英文出版了他的第一本大地构造著作《中国主要地质构造单元》,这是中国人自己人写的自己祖国的大地构造著作,代表了中国大地构造学的起源。由于当时处于抗日战争即将结束、解放战争正在酝酿中的战乱时期,没有一个平和的环境对此学术著作的意义给予广泛讨论与评估。20世纪50年代初期,前苏联大地构造学者给予了高度评价,并译成俄文出版;后由俄文版译为中文出版。60年代,国际上地学界进入了海底扩展-板块构造的激进时期,对于地槽模式的大地构造学术没有空暇过问了。80年代,国际著名学者都城秋穗誉此书为亚洲构造研究史上具有划时代意义的经典著作。时至今日,国内的大地构造学都进入了板块构造范畴,我们从学科发展的角度来补上这一课,是有价值的、有意义的。

当然,作为一篇书评文章,本文还是突出一些重点,目的在于有益于当前地质科学的发展。

1 面面俱到、立足于全面赶超

书名是“主要构造地质单元”,但是作者力求该书是中国大地构造的全面反映。书中不仅介绍了地槽、褶皱带和造山带等地质术语,而且对大陆、陆间海、陆表海等地貌有关术语也作了解释。

黄先生对于造山旋迴作了辞义解释,还提出了多旋迴造山的概念,发展了多旋迴大地构造学术,指出多旋迴造山作用是中国大地构造的特征。

如此看来,在全球地槽大地构造鼎盛时期,中国大地构造学虽然起源较晚,但却是最全面的、水平最高的一员。

2 前寒武纪地块

黄汲清先生在此书中完整地描述了中国境内前寒武纪结晶地块。由于同位素年代数据在当时空缺和现在的不足与片解,我们对此问题还需要采取审慎态度。

书中的古冠和西伯利亚地台不在我国境内,近年来也没有太大变化,故本文暂不作过多评述。

黄先生将中朝地块分为内蒙地轴、东满地块、南朝鲜地块、山东地块及淮阳地盾、秦岭地轴和鄂尔多斯地台六个部分来加以描述。它们最普遍的特征是缺失中奥陶统到中石炭统的地层。然而,在南朝鲜地块,却出露了志留系和泥盆系地层,过了三八线,在韩国的京畿地块,缺失了中奥陶统到中石炭统地层,中朝地块的名称就成了问题,是否改为华北-京畿地台,值得讨论。

在所确定的塔里木地块、汉南地块、康滇地轴、越北地块和印支古陆、滇缅结晶岩带、准噶尔地块、柴达木地块和陇西地块中,值得讨论的是准噶尔地块。三维地震和反射地震资料都表明了它没有前寒武纪基底,盆地的基底是石炭-泥盆纪沉积岩。准噶尔应是一个泥盆-石炭纪开始拉张的弧后盆地,不是一个地块。

另外,该书对柴达木地块的定义不够确切,该地块不是位于柴达木盆地,而是位于欧木龙克结晶岩系分布地区。

前寒武纪地块是黄先生书中比较突出的一部分,大多数证据较全面,有一定的前瞻性。反映了作者知识的全面与真知灼见。

3 造山运动和褶皱作用

提出造山运动的主要依据是地层呈不整合,但是黄先生对各期造山作用的表述力求时代准确。谈到加里东造山运动,中国境内,只有闽赣湘增生型造山带,其他的都不属于中国境内,或不属于加里东造山带。

黄先生对天山、内蒙地槽、大兴安岭作为华力西造山带的阐述,十分准确。

把昆仑山主要造山作用放在华力西的泥盆与二叠纪,不甚准确。但他把秦岭归属昆仑,并把褶皱时期放在前侏罗纪是对的。

黄先生以巨大的魄力,把印支运动纳入了中国大地构造。这个不属于国际流行的造山运动术语,进入了昆仑造山运动、秦岭造山运动,从中国西部向东延伸数千千米,又是中国北部和南部碰撞拼合的主要运动,于是便显示出印支运动是一项伟大的造山运动。

本书用了很大篇幅阐述燕山造山运动,然而,燕山造山运动在中国境内没有显现出地槽回返褶皱,也没有十分巨大的空间和延续很长的时代。这些成果都无法与印支运动的成就相比拟。另外,除了喀喇昆仑造山作用,或者说羌塘造山作用之外,没有独立的燕山期造山带。因此,燕山造山作用不能算作成功之作。

这个时期,喜马拉雅的资料极为稀少,就是在如此困难的情况下,黄先生还是写出了喜马拉雅运动和喜马拉雅褶皱内容充实的一节。在这一节中,他指出了白垩纪褶皱的喀喇昆仑运动与第三纪褶皱的喜马拉雅运动的区分;指出了始新世货币虫灰岩和喜马拉雅地槽复理石的差异;提出了南部西瓦里克第三纪陆相沉积岩;还讨论了喜马拉雅向缅甸和云南的延伸。这些内容应该是当时喜马拉雅大地构造最为详细的资料了。

4 大地构造演化

黄先生用地质构造图和构造古地理图表达了大地构造的历史演化。

第一张构造古地理寒武纪图,是海陆分布的纯粹古地理图。第二张构造古地理加里东期泥盆纪图,既表示了海、陆相分布,也表示了加里东褶皱带的分布,并且指出东南沿海地区的加里东褶皱与我们的闽赣湘增生型造山带相重叠,表明黄先生早期观察的可靠性和前瞻性。

第三张构造古地理二叠纪华力西期图上表示了天山和西部昆仑褶皱带。这在昆仑西部是早了点,实际上,应该是下中三叠统才发生了褶皱。所以这一划分应该加以修改。

第四张构造古地理图是燕山期白垩纪,既表述了燕山期,也表达了印支期褶皱,这样使得图面过于混乱,因为印支期褶皱在中国十分广泛,应该单独做一图。

第五图是喜马拉雅期,应该比较简单。

这一套平面图,与现在大家通用的剖面演化图相比,有缺点,也有优点。最好的办法是采用一套剖面图,再配合一套平面图,就会使大地构造演化过程表现得更清楚。

5 大地构造运动学

黄汲清先生在提出地槽褶皱带模式时期,就注意到了大地构造的运动学问题。他提出“只有认清大地槽的经常南移才是了解亚洲主要构造的钥匙”。在亚洲中部和南部,地槽迁移方向是自古亚洲或安哥拉大陆指向印度或南方大陆。前者扮演了古陆,后者扮演前陆角色。古陆是主动的,前陆是被动的。造山压力是从古陆方面来的。

在中国也可能是在亚洲,有着三个占优势的主要构造形式,即太平洋式、古亚洲式和特提斯-喜马拉雅式。太平洋式的构造主要为北东-南西向;古亚洲式分为两个亚式,即西伯利亚式和中亚细亚式,以东-西向构造占优势;由直接来自特提斯海的正地槽褶皱所组成,构成雄伟的阿尔卑斯-伊朗-兴都库什-喜马拉雅系统,把深厚的特提斯沉积岩变成特提斯-喜马拉雅式褶皱,构成世界上最大和最高的褶皱山脉。

6 大地构造与岩浆旋迴

黄先生研究大地构造,把岩浆旋迴与褶皱旋迴作同等重要的看待,认为这是使地槽硬化的重要因素。黄先生肯定了加里东旋迴的岩浆活动,特别是加里东花岗岩的存在,对于华力西岩浆旋迴的认识,最为突出。华力西岩浆活动分为三种,第一种是早期华力西基性火山碎屑岩;第二种是中期华力西期的花岗岩;第三种是晚期华力西或者二叠纪基性岩喷出或侵入。

燕山期岩浆岩分布在太平洋沿岸,从广东到前苏联远东,广泛发育燕山期火山岩,安山岩、粗面安山岩到粗面岩。在基底褶皱区,例如粤闽浙、赣湘桂有大量的花岗岩。

喜马拉雅期的岩浆活动可能属于白垩纪晚期或第三纪时期。

黄先生对岩浆旋迴的分析,在当时的大地构造学研究中是比较独特的,由此也丰富了地槽造山带大地构造的内容。

7 大地构造与金属矿产的生成 7.1 成矿时期

前寒武纪时期鞍山、弓长岭、庙尔沟和滦县的铁矿,被认为是水成变质成因的。

加里东旋迴形成的矿产资源可能包括秦岭的沉积赤铁矿和鄂西志留系的鲕赤铁矿。

华力西旋迴是重要的成煤时期。中国最重要的含煤地层属于华北石炭纪晚期太原组和山西组、华南的二叠系乐平统。华北石炭系本溪组或太原组的底部有山西式赤铁矿。这一旋迴也有铝土矿床。山东石炭纪煤矿之上,可能属石盒子组底部。

燕山旋迴是最重要的成矿旋迴。形成的矿产资源包括金属矿金、铅、银、钨、铜、锑、汞,以及侏罗纪的煤、石膏和石盐。

喜马拉雅旋迴形成的矿产包括褐煤、石膏和石盐。甘肃和新疆第三纪地层含丰富的石油。

7.2 六个大的矿产区

(1) 古亚洲区:包括新疆、外蒙、青海、南山和秦岭,又可分为:①华力西山脉,主要是金矿化;②山麓区:煤、石油、石膏石盐、菱铁矿和沉积铜矿;③内陆盆地(区)。

(2) 前寒武纪结晶岩区:包括内蒙、山西、河北与山东部分地区,特征是金矿、变质铁矿等。

(3) 地台和盆地区:鄂尔多斯地台、山西高原和四川盆地,矿种包括煤、石油、天然气、石膏石盐水成赤铁矿和菱铁矿。

(4) 华南或太平洋区,包括:①扬子下游区的铁、铜矿,如大冶、铜雀山矿产;②外太平洋区或者高温区:包括赣南、湘南的钨、锡、钼、铋高温成矿区;③中间区或中温区:从湘中到广西,主要是金、锑、铅锌、铜矿床;④内太平洋区或低温区:贵州东部、四川南部的锑、汞成矿区。

(5) 康滇地轴:①康滇地轴本部地区,有易门、巧家、东川的铜矿,易门的铁矿、力马河与小关的镍矿;②地轴东侧有铁矿和铅锌矿以及沉积铜矿。

(6) 特提斯区:滇西特提斯区有保山、兰坪和维西的汞矿,镇康和保山的锑矿,班洪和明光的铅锌银矿以及腾冲北滇滩关的铁矿。

这一章的结束部分还附加了一张地质构造与成矿区,在当时是十分宝贵的,我们把它复制在这里,为你显示大地构造学家如何看待地质构造与成矿的关系(图 1)。

图 1 中国大地构造图 Fig. 1 The tectonic map of China

七十年前第一部中国大地构造学就这些内容。展现了中国大地构造学家的知识、智慧和学术思想。在地槽造山带模式的前后阶段提供了一部内容完美、思想先进有创新思维的大地构造学著作。

接下来,20世纪50年代和60年代的地学革命,使大地构造和地质构造单元发生了巨大的变化,既有概念的革新,又有内容的变化,在此文中容纳不下,只能把第一作者编绘的以大地构造相为主要单元的一份1 1500万的板块构造图附在这里,作为我们新时期大地构造学成果贡献给大家(图 2)。

图 2 中国大地构造相图 Fig. 2 The map of tectonic facies of China

致谢      新疆工程学院张同良帮助清绘了图1,宋海明数字化并清绘了图2,在此表示感谢!