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。     

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?     

台湾晚新生代弧-陆碰撞的构造演化

台湾有一个由吕宋岛弧和亚洲大陆碰撞而构成的活动造山带(Biq,1973)。在过去的20年里,对琉球-台湾-吕宋区域进行了大量地球物理和地质研究,这些研究对了解台湾的碰撞作用提供了重要的基础资料(Bowin等,1978)。尽管已普遍接受岛弧-大陆碰撞的观点,     

台湾的造山作用与变质作用

台湾的主要部分是由晚古生代一中生代的基底杂岩及不整合上覆的新生代盖层组成的;此岩域沿台湾岛东侧的纵谷与海岸山脉(晚第三纪吕宋火山弧和吕宋海槽弧前盆地的北廷部分)斜接。一次大的热动力变动(造成大南澳片岩岩域)中断了晚古生代和中生代沿亚洲东部裂陷边缘的冒地槽型砂岩、页岩、灰岩和玄武岩夹层的堆积。此杂岩由西面的太鲁阁带和被推测断层分开的东面的玉里带组成。太鲁阁带北部有闪岩组合出现外,均以黑云母带绿片岩相组合为特征,并伴有S型花岗岩侵位。玉里带缺乏大理岩层和花岗岩侵入体,却含很少的蛇纹岩及绿帘石闪岩和冻兰闪石闪岩的构造透镜体。此晚中生代的大南澳杂岩显然是由亚洲边缘之下的俯冲作用造成的。玉里带的镁铁质构造块体显示出部分地转变成含兰闪石组合;放射性测量的视年龄为8—14百万年。继早第三纪重新发生裂陷和海底扩张之后,沉积了新生代盖层。该盖层多半由覆盖着亚洲大陆边缘的沉积层(加玄武岩)及向海在南中国海中堆积的陆坡沉积组成。而在与逼近的吕宋弧相邻的地带则形成了加积楔,标志着菲律宾海板块无俯冲的西缘。在上新世—更新世海岸山脉与中国硅铝壳碰撞期间,新生代的陆坡单元曾发生叠瓦作用并向西逆冲;在此加载期间压力与温度的增大明显地造成了基底和被动边缘沉积盖层的重结晶。变质作用由西部山麓的成岩相和沸石相到底岩域变为上部绿片岩相。对比之下,分布于纵谷以东的外来岩域却看来实际上并未变质。可是,在海岸山脉不变质的滑乱层沉积中呈碎屑和滑块出现的台东蛇绿岩,却受到了早中新世(?)阳起石角页岩相洋脊重结晶作用的影响,并带有晚中新世—早上新世洋底沸石化的烙印。因而,台湾的造山运动至少包括两个主要的会聚幕:(1)晚中生代古大平洋岩石圈板块向西下潜,造成成对的高温和高压带;(2)紧接着8—14百万年前的隐蔽俯冲事件之后,在南中国海岩石圈向东下降到菲律宾海板块之下期间,有一个上新世—更新世的碰撞事件,它造成了一套成岩到低级变质的层序。一个外侧钙—硷质火山弧的影响进一步使情况更趋复杂。由该年轻造山区的共生次序所显示出的时—空关系表明变质作用和造山过程是错综复杂的。     

台湾活动造山带的两期碰撞

台湾活动造山带是两期碰撞的产物,即包含了第一期恒春脊(一个增生楔)同中国大陆边缘的碰撞和第二期菲律宾海板块的吕宋槽和火山弧同台湾中央山脉的碰撞。在第一期时,大陆边缘的强度使控制中央山脉最终走向的会聚速率减低,并导致第二期碰撞。根据板块相互作用的运动学,提出了最近4百万年期间的台湾碰撞重建图。     

台湾第三纪陆缘盆地的大地构造演化

<正> 1 前言 台湾岛由位于中国大陆东缘的碰撞造山带组成(图1)。第三纪沉积层广泛出露于台湾造山带,并在沿岸和近海地区内被钻探所披露(Ho, 1986; Yuan等人,1989)。三十年来,这些第三纪沉积层的堆积引起了台湾地质学家的兴趣,并使他们加强了对一些盆地的研究。由于大部分第三纪层序不是在近海和海岸区被埋于地下,就是在山脉中受到严重变形,故分析第三纪盆地需包括各个地区的资料。地下部分的地质资料依赖于不完全公开的钻井资料和地     

台湾东部上新世—更新世碰撞盆地中同造山的沉积作用和沉降作用

台湾东部海岸山脉出露了中新世璔生弧和弧前地体,它们被厚5—6千米由碰撞产生的上新—更新世沉积岩系复盖。当吕宋弧与中国大陆边缘碰撞时,弧前盆地变成碰撞盆地[本文非正式地称其为海岸山脉碰撞盆地(CRCB)],其位于生长山脉带和消亡弧之间。在 CRCB 层序中,底部泥岩、滑乱层和含砾泥岩被浊积岩(要为薄层扇缘和盆地平原相)和暴风雨沉积物(广泛分布的浅水受波浪影响的风暴沉积物)覆盖。局部的河道充填和峡谷充填层序含有大量粗砾—巨砾砾岩,而上更新世的中砾辫状河流沉积角度不整合地覆盖于海相岩石之上,根据该不整合可测定盆地隆起的年代。台湾以南的当代吕宋海槽可能为 CRCB 海相沉积提供了现代类比物,在相应于广泛分布的浅海相上新—更新世层序的宽阔浅陆架区,则明显缺乏这种类比物。这表明,碰撞早期产生的强烈沉降要比现今碰撞向南扩展所产生的沉降小。CRCB 在隆起及合并到造山带中之前,经历了沉降速率和沉积作用加快的过程,与众所周知的前陆盆地的模式是类似的。在中央山脉背翼,背向冲断层和背向褶皱明显地使造山载荷向东朝 CRCB 运移,在盆地隆起之前产生显著的沉降。弧—陆碰撞早期具有区域性沉积对称性,这可能反映了较深的构造作用的对称性。总之,应预期线状造山带从两个方向朝因构造负载作用而加深了的盆地横向散布岩屑。     

台湾─吕宋弧北部火山岩径迹年代测定:喷发年代和地壳混染证据

<正>响应南中国海板块俯冲于西菲律宾海板块下面形成的台湾-吕宋弧的北部现在正在与欧亚大陆板块碰撞(图1)。该弧的北部早已增生到大陆边缘,导致形成了台湾东部的海岸山脉,在那里所有火山活动已停止(Teng,1990)。在它的南端,此弧已与北巴拉望-民都洛陆区相碰,而俯冲作用和相关的岩浆作用在两碰撞带之间的区段内继续着。这种空间构造背景为研究与俯冲作用和弧-陆之间碰撞有关的岩浆活动提供了理想的地方。 本文讨论的是碰撞带北部。该区的火山岩喷发年代在过去已通过一些方法研究过。已获得了29.7～0.14Ma的K-Ar年代、9.4～0.9Ma的Rb-Sr矿物等时线年代,16.0～1.1Ma的Ar-Ar年代。在使用这些方法时有某些假设,即:残留的Ar没有问题,所研究的样品的初始同位素均匀和喷发后有封闭的系统同位素演化。然而,Lan等(1986)和Chen(1989)发     

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     

台湾北部山带的拉伸塌陷

1前言台湾由晚新生代山脉带组成。该山带是吕宋派和中国大陆碰撞形成的（Teng，1990）。由于台湾山带年青且在活动，它被普遍认为是由增生作用引起的造山楔状体的现实模型。尽管台湾中部和南部的碰撞仍然活跃，但山带北部不在地壳缩短，反而在地壳拉伸了。山带本身从台湾中部3000m剧变到台湾东北部平缓山丘。山带再向东淹没在近海区（图1）。与地壳拉伸有关的高程消失表明，台湾北部山带的碰撞造山运动已经停止了。它正处在崩塌过程中。碰撞后的拉伸塌陷在台湾后来的造山史中发挥了重要作用，到目前为止很少引起人们的注意。尽管台湾北部的…     

东南亚地球动力学:台湾弧-弧碰撞模式

1前言台湾山脉是世界最年青山脉之一。关于该碰撞带已提出三种主要假说：1）Suppe（1981）的薄皮构造模式，在该模式中，吕宋弧与欧亚陆缘碰撞。2）Lu和HSS（1992）的模式，该模式是指一外来块体首先与欧亚陆缘碰撞，接着吕宋弧与已经增生的外来决体第二次碰撞。3）Hsu和Sibuet（1995）的弧一派碰撞模式，意指台湾造山运动之前，琉球俯冲系延伸到了现今台湾位置之西。在这一假说中，台湾山脉的形成是由吕宋弧与先前的弧和弧后盆地系碰撞引起的。本文旨在讨论先前假说，并根据台湾陆上和近海的地质制约条件探究Hsu和Sibuete（1995）的新…     

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…     

台湾片麻岩的铷-锶同位素记录及其构造意义

台湾位于欧亚大陆板块东缘,在与菲律宾海板块相邻接的琉球弧和吕宋弧间接处。它是吕宋弧与欧亚大陆积极碰撞的地方,碰撞导致了迅速隆起与侵蚀。台湾岛是大陆生长通过外来地体反复增生的一个例子(Ernst 等 , 1987)。构成台湾前第三纪变质基底主要部分的片麻岩,乃是这些构造事件的潜在重要见证物。基底杂岩中大理岩层的古生物证据(Lee,1984)和碳(Yui,1987)与锶(Jahn等,1984)     

残留弧后盆地及其辨识准则和实例

准噶尔、塔里木和柴达木通常被认为是造山带周围的克拉通断块,因此,被称为山间盆地.作者主张这些盆地可以与黑海和里海盆地相比较,并提出准噶尔盆地形成在石碳纪,塔里木和柴达木盆地形成在二叠纪,它们是古生代亚洲南部活动边缘火山弧后面的残留盆地.这些盆地中新生代沉积物下覆层存在特大正磁异常表明,在盆地的最深处沉降有大洋岩石.在这些盆地中最老的沉积物很可能是海相页岩.在晚古生代至三叠纪期间的弧-陆碰撞后,盆地部分闭合.这些受到限制的盆地中的静海沉积物是该盆地新近发现的高产油田的很好的生油层.准噶尔、塔里木在它们与张开的海相连之后,在大陆沉积作用下成为一个内陆盆地,尔后,这些盆地被上升的山带分隔开.在构造沿晚第三纪断层重新活动以前,盆地的均衡沉降允许盆地堆积较厚的中生代和早第三纪沉积物.     

南中国海两侧弧-陆碰撞构造:台湾和民都洛

<正> 1 引言弧-陆碰撞现在正活跃地发生于东南亚的欧亚板块东缘的3个局限点,即台湾、民都洛和三宝颜。这种看法与阿尔卑斯式线状造山事件的观点截然不同,后者通常是根据对较老造山带的研究推断的。本文旨在勾划民都洛和台湾碰撞的地质史,阐明在台湾-菲律宾群岛及相邻的欧亚板块和菲律宾海板块的晚新生代构造演化时期这些碰撞的原因。一个重要的结论是,记录在台湾南端恒春半岛的中新世造山活动代表着南中国海南侧的中国裂开断块和洋壳的碰撞。     

中国大陆东、南缘构造带沉积盆地类型及其成因机制探讨

中国大陆东、南边缘经历了欧亚板块与太平洋板块和特提斯板块会聚作用的复杂过程.大陆东缘,受太平洋板块对欧亚板块的俯冲作用,受区域引张应力作用,地壳发生破裂、扩张和沉陷,形成一系列弧间盆地、边缘海盆地和弧后裂谷盆地;晚期受吕宋和台湾碰撞产生挤压应力的影响,东海盆地形成前陆盆地.大陆南缘,于早第三纪早期,由活动的转换为不活动的大陆边缘,具有典型的不活动边缘的重力效应特征——沿大陆架转折部位出现正负配对伴生的自由空间重力异常带;大陆边缘的张裂活动与海底扩张轴系相关的两个对称磁异常带;以及沿原南中国大陆边缘的火山弧活动在大约85百万年前停息.根据构造演化分析,南缘的陆缘盆地属于不活动边缘拉裂盆地,南海中央海盆则属于边缘海盆地.本文着重阐述了环绕亚洲大陆东南缘的主要转换断层系统,同时对这些断层系统所反映的太平洋-特提斯板块和欧亚板块之间板块边界的应力机制和活动方式进行了讨论.认为在环西太平洋域,它们是左旋剪切带,而在特提斯-印度洋域,从西向东延伸,分别属于右旋和左旋滑移.这些转换断层系统对中国大陆东、南缘含油气盆地和边缘构造带的形成和地质演化起着重要的作用.     

西南日本晚中生代和早新生代沉积盆地的性质和发育

<正> 1 前言 日本列岛晚中生代到早第三纪沉积盆地具有区域性构造和沉积特征。本研究中,重建了晚中生代至早新生代期间亚洲东缘的古地理,得到的认识是,日本海只是在早第三纪最晚期至早中新世期间才开始存在。 在西南日本,上中生界至下新生界沉积岩包含了活动大陆边缘的主要地质单元,并显示出沉积盆地的特征分布。可明显地区分出弧后、弧内和弧前沉积盆地。西南日本的弧后盆地提供了与亚洲大陆东部边缘的盆地构造连续性的证据。沉积盆地性质和起源的如此大的各种     

三塘湖盆地及其周缘地区古生代构造演化及原型盆地研究

在早古生代,三塘湖地区是吐哈地块的组成部分,位于地块北缘,具有弧—沟—盆系统的结构特征。到志留纪末期,阿尔曼太古洋盆发生闭合碰撞作用形成了阿尔曼太碰撞带。进入早泥盆世,在吐哈地块北部、三塘湖地区早古生代岛弧南侧发生裂解、扩张作用,形成了克拉麦里古洋盆,从而使三塘湖地块从吐哈地块中分裂出来。在中泥盆世—早石炭世时期,克拉麦里古洋盆发生双向俯冲作用,北侧的三塘湖地块再次形成火山弧火山—沉积建造,南侧形成了哈尔里克火山弧及弧后裂谷盆地并接受相应的火山沉积岩系;早石炭世末期,克拉麦里古洋盆发生持续时间较为短暂的闭合碰撞作用,形成了克拉麦里碰撞带,之后进入后碰撞伸展演化阶段;至晚石炭世,该碰撞带又发生拉开,形成后造山伸展裂谷。结合石炭纪—二叠纪构造岩浆事件,以及构造地质学、沉积学的一些证据研究认为,早石炭世三塘湖盆地及其周缘原型盆地为岛弧环境(弧后盆地);晚石炭世三塘湖盆地南缘及其相邻区域发育后造山伸展裂谷,大约以三塘湖盆地石头梅潜伏隆起及其以东为界,东部为大黑山裂谷,西部为石头梅裂谷。     

东亚大陆边缘的裂谷构造

一、前言在亚洲大陆的东北部,目前拉张构造正处于活动阶段,这一般不认为是弧后海盆的扩张。因为弧后海盆的扩张一般始于火山前缘附近,随着扩张的深入,其扩张轴不断向更后侧移动。从这一点看,目前在亚洲大陆活动着的拉张构造确实难以划入弧后海盆扩张的范畤。然而,亦有观点认为现代亚洲大陆的拉张构造成因与弧后海盆的扩张相同。例如,Tapponier和 Molnar(1977)指出:南中国海和安达曼海等的弧后海盆是由于印度—亚洲之间的碰撞引起的挤出构造作用的产物,现代的亚洲大陆亦由于同样的原因而发生破裂。此外,宫城(1986)提出:日本海和其它西太平洋地区的弧后海盆因第三纪的热区而扩张,目前的亚洲大陆亦由