台湾东部海岸山脉弧─陆碰撞地区短命弧内盆地的构造

<正>1 绪 言 过去几年已积累了大量的资料,为吕宋弧和亚洲大陆之间斜向碰撞带的构造演化提供了新见识(图1,略)。在台湾东部,纵谷代表菲律宾海板块的海岸山脉和欧亚板块亚洲大陆的中央山脉变质岩之间的缝合带(图2)。此板块边界以具有左旋走滑分量的逆断作用为特征。 海岸山脉和纵谷由四个构造地层单元组成(图3)。从西至东,它们为:(1)沿板块缝合带的碰撞后磨拉石层(卑南山砾岩);(2)俯冲复合体(利吉混杂岩);(3)沉积在弧前盆地的沉积物重力流堆积(奇美组、水链砾岩和大港口组);(4)被港口和东河礁碳酸盐岩上覆的都峦山层的岩浆弧层序(图3)。弧-陆碰撞已使俯冲复合体、弧前盆地和火山岛变形并增生在亚洲陆缘,形成台湾东部的海岸山脉(图2)。火山作用和沉积作用的顺序终止导致了向南变年轻,这与弧-陆碰撞(图4,略)的向南推进一致。推进速率大约为85～90千米/百万年。目前,碰撞仍在20°N的台湾南岸外地区进行。 本文报道了发育在增生带的晚第三纪火山岛上的二个短命的上新世-更新世弧内盆地的演化,它们可以与邻近的弧前盆地相区分。弧内盆地(或地块内盆地)为狭长的充填着沉积物的位于沉降的、塌陷的岩浆弧上的地堑。所引证的弧内盆地发育机制包括:火口崩塌引起的沉陷、或与走滑运动、弧后扩张、斜向会聚和弧-脊碰?     

台湾东南部弧-陆碰撞带的海洋地质对新第三纪晚期海岸山脉演化的影响

1 前言南中国海、亚洲大陆和菲律宾板块在台湾和吕宋地区之间发生相互作用(图1,何,1986)。南中国海的洋壳沿吕宋西部岸外的马尼拉海沟俯冲于朝西运动的菲律宾海板块之下。这一会聚构造朝台湾方向变为弧-陆碰撞。自新第三纪晚期以来,菲律宾海板块前缘的吕宋弧与亚洲大陆发生碰撞。Suppe(1984)指出,所产生的碰撞已朝南推进,扩大到台湾东南岸外地区(图1)。     

弧-陆碰撞开始时吕宋火山弧的塌陷:来自台湾东部中新世-上新世不整合的证据

1 前言台湾岛位于菲律宾海板块和欧亚板块之间复杂的会聚板块交界处,北向的吕宋火山弧沿着此边界现今与北东向的欧亚大陆边缘发生了向南推进的弧-陆碰撞(图1)。台湾碰撞作用的特点是欧亚大陆边缘的俯冲、活动的褶皱-逆冲带中地壳的巨大加厚、区域性变质作用和迅速的隆起,后者受到迅速侵蚀的平衡。自早上新世以来,与碰撞有关的造山作用伴有在台湾增生楔西翼(前渊)和东翼(向洋翼)之上同构造深沉积盆地的发育。在东翼盆地(碰撞盆地)中盆地形成和沉降的详细记录在台湾东部海岸山脉的中新-更新世火山岩和沉积岩中被保存     

菲律宾西部民都洛—罗勃朗—巴拉望地区前始新世同变质构造及对东南亚地史的意义

菲律宾群岛位于欧亚边缘和菲律宾海板块间的会聚板块边界处。从台湾至苏拉威西海可区分几个区域(图1),即(1)在台湾的,东亚与吕宋弧北端之间的碰撞带,(2)吕宋弧以西的南中国海沿马尼拉海沟的大洋俯冲区,(3)巴拉望群岛和民都洛—班乃之间具有走向平移运动的复杂碰撞带,(4)苏禄海沿内格罗海沟俯冲在中菲律宾之下的大洋俯冲区,     

帕米尔地区碰撞构造与塔里木盆地的改造

帕米尔地区碰撞构造的岩石与同位素年龄记录了印度板块对亚洲板块的运动,经历了新特提斯洋俯冲消减(113±1.5Ma～71.1±1.4Ma)、印度板块与亚洲板块发生碰撞(36.95±1.2Ma)、印度板块与亚洲板块碰撞后持续榨挤(6.69～6.80Ma)等3个阶段。处于帕米尔冲断带前缘的塔西南侏罗-白垩纪/老第三纪前陆盆地,经印度板块与亚洲板块碰撞作用改造后,仅留下麦盖提斜坡带和塔中-巴楚前缘隆起带两部分;中新世-第四纪前陆盆地的沉降中心向北迁移至叶城-喀什一线,快速的沉降作用堆积了5000～6000m的粗碎屑沉积物。天山造山带南侧的库车中新生代前陆盆地结构上比较完整,改造程度小于塔西南,保留了依奇克里克-克拉苏侏罗-白垩纪/老第三纪前渊沉降带、秋立塔格-亚肯斜坡带和牙哈-塔北前缘隆起带;在中新世碰撞作用期间,大部分三叠-侏罗纪/早白垩世地层则形成了逆冲断层与断弯-断展褶皱带,秋立塔格-亚肯斜坡带的滑脱断层与滑脱褶皱的递进变形带;之后,又被向南迁移的拜城-阳霞上新世-第四纪凹陷所叠加、覆盖而保存,具备了形成大型天然气田的条件。中新世印度板块与亚洲板块碰撞后榨挤与平移挤出作用阶段,在喀什坳陷内形成英吉莎、明遥路等深层原地变形体背斜,西天山山前的阿图什背斜、克拉苏背斜、塔浪河、阿拉布拉克等深部白垩-下第三系,也可能存在属于碰撞构造期(第Ⅱ期)的原地褶皱变形体构造.这些构造应是塔里木盆地的主要勘探目标。     

陆-陆碰撞对南亚地区油气的控制作用

南亚地区主体为印度板块,裂谷期(4 570～166 Ma)时为东冈瓦纳大陆的一部分,自晚侏罗世(166 Ma)经过从南向北的长距离漂移,从始新世(49 Ma)开始,该板块向欧亚板块俯冲,早-中中新世(16 Ma)至今喜马拉雅山脉和印度-缅甸山脉快速隆升,形成了5个构造单元。前晚白垩世板块北部被动边缘型沉积被破坏,而东、西两侧和南缘沉积遭受抬升剥蚀程度较小,油气保存条件较好,板块内部在裂谷期仅发生微弱的沉降,晚碰撞期烃源岩未成熟。油气主要富集在沿着印度板块边缘分布的被动大陆边缘、前陆盆地、弧前-弧后盆地和夭折裂谷系中,以中、新生代沉积为主,典型的油气运聚模式依次为复合砂体运聚模式、构造褶皱-冲断运聚模式、断-坳垂向运聚模式和断裂-岩性运聚模式。     

台湾地质界对外合作现状

台湾虽属“弹丸之地”，但它处于环太平洋岛弧带的西侧，是“板块学”，“地体构造”研究的难得窗口。更因它位于欧亚大陆板块与菲律宾海板块碰撞带上，地震活动特别频繁，板块运动中的俯冲与碰撞作用使其拥有重要的地质科学研究环境，除马尼拉海沟及琉球海沟两个俯冲带外又有岛弧与大陆的碰撞作用进行着，因此就引起中外地质界的重视和极大兴趣，针对台湾地质特性，开展以弧陆碰撞、地体构造运动等为主要议题的合作研究。自1995年至1996年底已进行过的国际地质研讨会就有：1995年4月台湾的活动碰撞研讨会；1995年4月海峡两岸地质学术研讨会…     

台湾的火成岩区:被吕宋和琉球俯冲系叠加的大陆裂谷作用的后果

<正>台湾的活动山脉带是由吕宋弧和亚洲大陆碰撞产生的。这种碰撞是琉球-台湾-吕宋地区(图1)的晚新生代地球动力史的重要事件。在台湾造山带中,晚新生代火山岩分布广泛,并以极多的岩石类型为特征,它们大概是在不同的构造背景中形成的,包括板内玄武岩、岛弧安山岩、洋中脊衍生蛇绿岩及碰撞后拉张形成的超钾质岩。 Yen(1958)、(1982)识别出了台湾三个火成岩区,即西区、东区和北区(图2)。Liu和Wang(1982)示出了这些区的地理分布并讨论了基本的构造含意。需指出,每个区反映了台湾周围的一种独特构造环境(表1)。最近十年中已进行了多次火山岩的地球化学研究,目的旨在了解台湾岛地球动力演化及岩浆形成过程。 本文首先提供了台湾的大地构造格架,其次将给出一张火山区简图,并概述火山岩的化学和同位素特征,最后,根据Teng(1990)提出的弧-陆碰撞模式,将讨论台湾的构造岩浆演化,重点在晚新生代岩浆作用和大地构造环境之间的时空关系。     

日本板块造山理论研究历史和日本列岛新的地质构造体划分

日本列岛主要由晚古生代到新生代的增生杂岩组成,这些杂岩原来形成于东亚大陆边缘(即20亿年的扬子克拉通(华南)和450Ma的弧前蛇绿岩)的俯冲带内。最近利用微化石和放射性测年的研究已区别出一些主增生杂岩,其中包括一些高P/T变质部分和次蛇绿岩。特别是,对每种增生杂岩的大洋板块地层和与俯冲有关的变质作用年代的认识,使得日本列岛的大地构造单元的划分得以用新定义的大地构造单元和它们间的共同边界来修正。除掉与弧有关的岩浆作用和由微板块活动造成的二次构造改造的影响,如弧后盆地张开,弧前碎块运动和弧碰撞,可看出在这些增生杂岩之间明显地向洋变年青。这种增长方向在西南日本可很好见到,那里存在几个不同单元,即从日本海一侧到太平洋一侧:400～300Ma的高P/T片岩,二叠纪(250Ma)增生杂岩,230～180Ma的高P/T片岩,侏罗纪(180～140Ma)增生杂岩,100Ma的高P/T片岩,晚白垩世(80Ma)增生杂岩,第三纪(50～20Ma)增生杂岩。这些大地构造界线的弯曲地表行迹和普遍的构造飞来峰及构造窗表明,这些杂岩,包括高P/T片岩,都表现为近水平(或平缓倾向北的)薄层构造单元,即推覆体。因此,日本列岛形成为一个巨大堆叠推覆体,这些推覆体在构造上向下变年青,直至现代南海增生杂岩。在这种近水平的造山带内,构造上最明显的是高P/T单元夹在低压单元间,如100Ma的三波川蓝片岩位于侏罗纪和晚白垩世葡萄石—绿纤石相增生杂岩之间。三波川高P/T单元的上升似乎与库拉—太平洋扩张脊到达海沟有关,这表明这种高P/T增生杂岩可能是因海沟处扩张脊的浮力俯冲而被挤入低压地区并被抬升的。那时的脊俯冲的证据得到了复原的古板块运动和同时期的与弧有关的伴有低压区域变质的领家岩浆作用高峰的佐证。夹在低压单元内的高P/T蓝片岩推覆体的形成也可这样来解释。主扩张脊的俯冲不仅对近水平的高P/T推覆体,而且对大陆花岗岩带的幕式向洋发育似乎也是很重要的。这些看法表明,在大陆和主大洋间的会聚型造山带的主要构造是随洋中脊的幕式到达形成的。根据这种观点,在日本列岛的450Ma的地质历史期间内可分出四个造山旋回,即根据日本四大地质学家名字命名的:Naumann(瑙曼)造山运动(450～300Ma),Kobayashi(小林)造山运动(300～220Ma),Miyashiro(都城)造山运动(220～75Ma)和Kanmera(勘米良)造山运动(75Ma—现代)。这四次造山运动对应于四次大洋板块的俯冲,即最老的未命名的板块,法拉隆板块,伊次那岐-库拉板块和太平洋板块。这些造山运动以洋中脊幕式到达东亚大陆边缘来划分。例如,都城造山运动,它以明确的白垩纪对变质带为特征,不仅得到陆上地质,而且还得到太平洋内的古板块运动极好证实。本文对主大洋的板块俯冲于大陆边缘下所引起的总地质过程,提出了称为“都城型造山运动”的新概念。文中对日本造山带研究史作了回顾,重点则在八十年代的重大进展。     

台湾和吕宋间的双重岛弧:脊俯冲的后果

1引言响应于南中国海板块俯冲产生的台湾-吕宋弧，在弧的南端和北端与欧亚板块相碰。因此，火山作用在碰撞带附近停止或降低到低程度（图1）。沿弧喷出的岩浆地化的有规律时间和空间的变化被认为与俯冲的来自大陆的沉积物或靠近碰撞带的地壳碎片的卷入有关。然而，这些加入的成分的精切性质和它们进入源区的时间现在还是一个争议的问题（Yang等，1995a）。台湾-吕宋弧可分成五段。它们分别是台湾、巴土（Defant等（1989）的巴布延段，包括绿岛、兰屿和小兰屿），北吕宋、巴坦和民都洛段（图1）。以前，南巴士段（包括卡瓜火山）和北吕宋已…     

冲绳海槽——沿大陆边缘发育的弧后盆地的成因

在亚洲大陆上由地壳拉张而张开的冲绳边缘盆地与台湾碰撞带以北的菲律宾—亚洲板块边界平行(图1)。它位于琉球海沟俯冲带和琉球活动火山弧后面(图)。如果除去具有复杂斜向张开的安达曼海及第勒尼安海,那么冲绳海槽是世界上活动边缘弧后盆地类型中仅有的一个沿大陆边缘的、处于年青演化阶段的例子。现在冲绳海槽北部处     

台湾北部新生代岛弧岩浆活动的板块运动学模式

<正> 台湾岛是一个由吕宋弧与亚洲大陆碰撞形成的的活动造山带。在这一造山带中,晚第三纪一第四纪火山岩遍布于台湾岛东部的海岸山脉和台湾西部的西部山麓带。海岸山脉的晚第三纪火山岩因与碰撞造山运动有关,故可归属于吕宋弧-沟体系俯冲活动的产物,而西部山麓带的中新世玄武岩则可归属于亚洲大陆边缘裂谷构造作用的产物。同世界上大多数造山带火山岩一样,台湾的晚第三纪火山岩是碰撞前期岩浆的产物,碰撞后岩浆活动就停止了。例     

台湾及其附近板块的相互作用及应力场

1 引言台湾位于环太平洋地震带范围里。这个地震带恰恰是欧亚板块与菲律宾板块二者的边界。因而台湾及其附近的地质环境引起地质科学领域中专家们的极大注意。许多地质学家(SenoT.等,1978;等,)对台湾及其附近的地震活动性和地震形成机制已经作过研究。他们指出:在台湾东北,菲律宾海板块向下呈弧形俯冲;在台湾的南面,中国南海板块向吕宋岛弧之下也发生类似的俯冲。台湾东南是欧亚板块与菲律宾海板块碰撞带的一部分。最近几年里,在台湾一带曾进行了大比例尺的地球物理调查。上述这些研究积累了大量有关该区构造作用、变质作用和应力场状态等方面的信息。     

软流圈贯入——日本海弧后盆地张开机制

地幔楔底部被下曳的榄橄岩中闪石和绿泥石的脱水反应控制着岩浆弧中火山前锋的位置,这些脱水反应主要与压力相关(约3.5GPa)。这样,根据古火山前锋的位置就可以估计其下俯冲板块的深度。本文评估了日本东北弧自渐新世以来的火山活动,并参照火山前锋的迁移情况,探讨了日本海弧后拉张期间地幔楔中的物质运移。渐新世期间(约30Ma)火山前锋位于现代日本东北弧的西岸,在23Ma日本海弧后盆地张开之前它向海沟方向迁移了约2000km,因软流圈贯入地幔楔的触发,使俯冲带在30—23Ma间变得越来越陡,而在21—14Ma间日本海弧后扩张则是由于软流圈贯入动力作用的体现。所贯入的软流圈地幔的温度高于其周围的上地幔或岩石圈的温度。这就导致了23—22Ma的特征火山活动:(1)在近海沟地区发育高镁安山岩;(2)火山岩成分横跨岩浆弧不变;(3)火山岩总量向弧后方向增多。15Ma以来火山前锋向内迁移了一段距离(小于100km),这可能是由于地幔楔冷却的结果,因为闪石和绿泥石在较低温度下需要稍高些的压力才能分解。贯入地幔楔并引起弧后扩张的上地幔物质在Sr—Nd同位素组份上与洋中脊玄武岩源相同,因为30Ma以来日本东北弧弧后地区的火山岩的同位素组份具有一个从富集状态到亏损状态的长期变化特征。     

东海陆架盆地中新生代构造背景及演化

从东海中生界的分布和闽浙东部岩浆构造事件来看,侏罗纪-早白垩世库拉-太平洋板块已对中国大陆有较强的俯冲作用,东海及其以南地区应为弧前盆地性质。晚白垩世晚期-始新世,火山岛弧向东移动,东海陆架盆地变为弧后盆地。古新世的断陷中心在东海陆架盆地西部的长江凹陷、瓯江凹陷。始新世时,断陷中心向东迁移,以陆架盆地东部的西湖凹陷为主。到了渐新世,由于太平洋板块俯冲方向的改变以及菲律宾海板块的作用,东海陆架盆地发生坳陷,坳陷中心以东部为主。中新世晚期,冲绳海槽和疏球岛弧形成。晚中新世(约6Ma),吕宋岛弧在台湾地区与中国大陆发生碰撞,台湾岛上升露出水面,形成了台西盆地现今的面貌。     

下扬子区中生代前陆盆地

作者研究了地震剖面、钻井及地表资料后认为,中生代中期(约240～157Ma)下扬子区发育了中部对冲周缘前陆盆地和南部单冲前陆盆地。对冲周缘前陆盆地为约在240～157Ma期间,下扬子板块与华北板块的陆-陆碰撞A型俯冲,下扬子区近同时产生了北部和中南部分别由北西往南东和由南东往北西逆冲的冲断构造而呈对冲结构,并在对冲中心地带沉积了中、上三叠统和中、下侏罗统而成;单冲前陆盆地属于华南前陆盆地的前缘部分,是由于约在240～157Ma期间,华南地区产生了由南东往北西逆冲的推覆构造,在推覆构造前缘沉积了上三叠统和中、下侏罗统而成。其中对冲周缘前陆盆地的对冲中心地带,是寻找海相中、古生界油气藏的最有利地带。     

沿东巽他-西班达弧发育的增生柱的构造和地貌

<正>东巽他-西班达弧(图1)代表了一种活动边缘,它受到包括澳大利亚西北边缘的斜向碰撞的影响。普遍认为它是较老的弧-陆碰撞带的一种现存模式。最初的主要争论是关于板块边界的表面径迹的位置和帝汶岛上主要构造单元的起源和侵位机制。有许多研究人员指出,表面径迹位于帝汶岛的北面。他们认为作为前陆盆地的帝汶海槽整个发育在澳大利亚克拉通的内部。可是,最新的研究指出,沿着爪哇海沟的板块接触带和主要的挤压变形带继续向东伸展而进入帝汶海槽。在演化的现阶段,帝汶岛西面的班达碰撞带与正向俯冲沟弧体系非常相似。班达造山带的地质和地球物理资料的综合结果显示出构造类型随时间的变化。碰撞复合体代表了一个向西变年轻的体系,该处向东渐增的变形在远离造山楔状体的前缘,逐渐被吸收。澳大利亚边缘的缩短作用配分于前增生体、亚增生体和反向冲断层。     

周口坳陷构造特征与油气远景

这是一个横跨在华北地块与华北地块南缘构造带上的中新生代断坳型坳陷。中生代坳陷的形成与华北板块和扬子板块陆-陆碰撞引起的陆内火山活动及A型俯冲作用有关。新生代张剪性弧形断陷的形成是郯庐断裂系右行剪切平移运动和该区北西西向断裂左行剪切平移运动联合作用的结果。中部凹陷带是当前有利的油气勘探地区;对南部凹陷带的中生界和北部凹陷带的下古生界应加强工作。     

黄海海域盆地的形成与演化

扬子板块俯冲在华北板块之下,于三叠纪末完成陆-陆碰撞,进入陆内俯冲阶段,在造山带的侧翼形成陆内前陆盆地。此时在苏鲁造山带南侧形成的南黄海盆地即属于陆内前陆盆地(J₁-J₂),而苏鲁造山带北侧的北黄海盆地和胶莱盆地则缺失这套地层(J₁-J₂),可能处于隆起状态。从晚侏罗世到早白垩世(J₃-K₁),中国东部发生广泛火山喷发、岩浆侵位,反映了中国东部构造应力场发生明显的变化。大别-苏鲁造山带南北两侧构造背景有明显的差异。北侧的火山岩特征表明其北侧为裂谷环境,包括北黄海盆地和胶莱盆地,表现为地堑和半地堑形式,高角度平面正断层和犁式正断层发育。晚白垩世-早第三纪,中国东部构造背景又发生了明显的变化,发生大规模的断陷作用。大别-苏鲁造山带晚白垩世发育A型花岗岩,表明造山作用结束,进入造山带崩塌和后造山期,与中国东部总体的伸展期是吻合的。南黄海盆地断陷作用强烈,接受了厚度较大的下第三系;北黄海盆地断陷作用较弱,只在北部小范围内接受了厚度较小的早第三纪沉积。晚第三纪,南黄海盆地和北黄海盆地由于热沉降由断陷变为坳陷。     

太平洋岛屿的变迁——第四纪晚期的地壳运动比较论

在太平洋,很多地区第四纪晚期(过去的约十五万年间)的地壳垂直运动幅度,按海洋岛(环礁、火山岛)、岛弧、陆弧、碰撞弧(带)的顺序,越来越大。这种顺序反映出稳定地带(板块内地区)和活动带(板块边界)之间的区别以及各板块间相互作用的形式和程度的差异。