中国西部及邻区地质图
A. 新生代以来中国及邻区右旋运动依据
8.3.2.1 现今中国及邻区右旋运动特征
运动学是个系统,各种现象必然存在其内在的联系。从中国及邻区的整体性出发去考察,可以发现现今中国及邻区整体呈现右旋运动特征,并表现在多方面:
地貌特征:根据地貌-构造单元划分,中国大陆可以分为中国东部和西部两个一级构造单元(邱瑞照等,2006)。西部为近东西向的高山系,沿南北向呈现盆-山结构;而东部(除台湾山脉外)都为低海拔的山岭,自西而东由一系列的北东-北北东向的坳陷带和隆起带构成(图3.5),其中第一列的凹陷带,包括呼伦贝尔-巴音和硕盆地、鄂尔多斯盆地、四川盆地与滇中盆地,其间相隔的是阴山与秦岭两个纬向构造带,这四个盆地的位置,一个比一个靠西,成为呈大型的雁行式的排列(亦称多字型排列),这种样式可能暗示沿阴山与秦岭两个东西向构造带均有右旋水平扭动;第二列的隆起带,包括大兴安岭、太行山与吕梁山及其间的山西高原、黔东、湘西山地,它们同样有沿着阴山与秦岭两个东西向构造带平移扭动的现象。遥感构造解析研究表明,天山-阴山和昆仑-秦岭由一系列剪切-推覆构造系统组成(李述靖等,2006)。
GPS观测表明(图3.9):受印度板块强烈冲挤,中国西部西藏块体地壳运动由南向北逐渐减慢,在西藏块体内部变形速率,南北向为7.0±2.3mm/a(缩短),东西向为7.4±2.3mm/a(伸长)(王琪等,1996),呈现南北向缩短,东西向伸展的块体特征(王小亚,2002);Molnar和Tap-ponnier(1975)认为,其主要来源于印度板块与欧亚板块之间的碰撞。结合全球GPS资料,认为对中国大陆而言,印度板块底推挤作用是叠加在欧亚大陆整体由西向东的运动背景之上的(马宗晋等,2001,2003)。
现今亚洲中东部地区的应力场(图8.18)显示:西南部印度板块的挤压,东部太平洋(菲律宾)板块向北、向西俯冲,北部西伯利亚陆块相对阻挡,中国大陆整体地壳运动大致以南北地震带(王小亚,2002)或者东经105°(李延兴等,2004)为界,动力学运动形式总体表现为西部挤压、东部拉张(王小亚,2002;李延兴等,2004;邱瑞照等,2006)。在中国大陆内不同块体的运动形式、方向和强度有所差异:在东北块体的东部,主压应变方向逐渐按顺时针方向偏转,在东部边界转为NE50°方向;在华北块体,西部的鄂尔多斯主压应变方向大约为NE70°,向东主压应变方向逐渐按顺时针方向偏转,到东部沿海主压应变方向转为东西向;在华北块体的东南部,主压应变方向大约为北东25°;在华南块体,主压应变方向变化很大,其西北部为北西方向,东南部为北东方向,其东北部为近南北方向,西南部为近东西方向(李延兴等,2004),总体上与GPS测量获得的运动方向吻合(图3.9)。
在断裂构造方面:东亚大陆遥感构造解析研究(李述靖,2007),显示东亚大陆纬向汇聚的强烈挤压和陆壳表层的大规模水平滑动,与西部挤压汇聚青藏和蒙古高原的隆起相对应,东部总体构造面貌向南东呈发散态势;兴安、太行一线发育的向南东凸出的弧形构造,分别与日本、琉球岛弧遥相呼应;山东半岛、南黄海至江浙皖以及东海西南部,出现一系列北凸弧形构造;郯庐断裂带亦呈向东南凸出的缓弧形,连同测深剖面发现的张八岭推覆构造(孙武城等,1991),兼有推覆-拉伸岩片前缘断裂带的性质。南岭以南,广东沿海大陆边缘莲花山构造带及海南岛的弧形构造也都指向东南,分别与菲律宾火山弧及南海南端的巴拉旺-曾母暗沙-纳土纳岛弧相对应,反映了大陆表层向东南的扩张运动。南海前锋的运动方向转向西南,在它的外围,发育着由缅甸-安达曼-尼科巴-苏门答腊-爪哇等弧形构造组成的大弧形构造带,总体向西南方向凸出。李述靖(2007)指出除华南部分地区外,总体显示了东亚大陆向东南以至西南之扩张,且与中国大陆应变场的主压应变方向、地质学方法和测震学方法得到的主压应力轴方向具有很好的一致性(华南块体除外)(李延兴等,2004)。
深部特征:在南北地震带北段,虽然青藏高原在六盘山附近,对鄂尔多斯块体施加了一个北东向的挤压,并反映在地质地貌、GPS图像、构造应力场以及岩石圈三维结构上(邓晋福,1996;江在森,2001;杨国华,2001;马宗晋,2001,陈连旺,2001;邓晋福,2003等)。而数值模拟(刘翠,2003)表明,在靠近青藏高原的六盘山地区引起一种环形应力场,并在鄂尔多斯下面诱发一个上升流,使之隆升,使六盘山逆冲在鄂尔多斯之上;同时在陆块周边局部产生断陷盆地,在大同地区大约50~150km深度的拉张最为强烈。山西地堑系有史以来记载了17次8级以上大地震,而华北断块就有6次,其中3次集中于汾渭地堑。其形成大致分为3个阶段:①燕山期在NW-SE向主压应力作用下,使区内岩石破裂;②新生代以来,在NE-SW向主压应力作用下,断裂倾向一侧,形成半地堑系;③由于太平洋板块和印度板块的俯冲作用,在断块下陷曲率最大处产生张性断裂,整个断块不均匀下陷,形成完整断陷地堑构造,而且仍在继续发展扩大(李树德,1997),这与许才军(2002)提出的大同-太原是一拉张活动边界,呈略带右旋的拉张运动的结论相一致。因此,鄂尔多斯块体虽然有青藏高原的挤压(在六盘山),但是总体属于拉张的。地球物理也证实,在鄂尔多斯块体内部,地壳结构简单,厚度约40~42km,只在东北、西南边缘略有加深。鄂尔多斯周边断陷带的地壳上隆、厚度变浅,其中南缘渭河地堑最薄、约32~34km,西缘银川地堑约34~36km,北缘河套、呼包盆地约36~38km,东缘山西断陷盆地南薄北厚、约38~42km。深部特点可能反映鄂尔多斯西北缘的银川盆地、河套盆地,东南缘的汾渭地堑,南部的渭河盆地为地幔上隆、地壳变薄、地表拗陷的张性构造。汾渭地堑北部山西断陷则是明显的右旋剪切拉伸性质,但地壳厚度变化不大。鄂尔多斯西南缘与青藏高原东北隅相接,由东北向西南迅速加深,地壳厚约50km,显示了与青藏高原边缘接触带地壳受挤压增厚构造。
图8.18 亚洲中东部地区最大压应力方向分布图(据王绳祖,2001)
相似的环境是在四川盆地的上扬子陆块,同样块体内部结构简单,地壳厚度约40~42km,但西缘与青藏高原相接,地壳厚度可达50km;在西北缘,可能受右旋剪切拉伸,形成地幔上隆、地壳变薄、地表拗陷的张性构造盆地。
盆地特征:中国东部大部分地区和海域的新生代盆地都属于裂陷伸展的构造类型。对其形成动力学背景,有的学者认为是古近-新近纪以来中国东部处于太平洋西侧弧后扩张的地球动力学环境中(马杏垣,2004)。我们认为新生代以来中国东部与西部同属于中国大陆动力学系统,西部伴随青藏高原山根形成驱动软流圈物质往东流,东流的软流圈物质受太平洋俯冲板块的阻挡而上涌,中国东部新生代以来的大陆动力学背景是受岩石圈/软流圈系统与太平洋板块俯冲的共同作用(邱瑞照等,2004)。在东北地区形成多条狭长的裂谷,如依兰-伊通-下辽河、密山-敦化和鸭绿江-珲春裂谷系等;在华北地区西部形成了银川、河套与渭河地堑系,往东介于紫荆关-武陵山断裂带和郯庐断裂带之间发育了包括华北盆地、渤海在内的地堑系;往南在秦岭-大别山隆起的两侧形成南阳-襄阳、江汉-洞庭、苏北地堑系;在华南的闽粤沿海的晚更新世至全新世发育的小型断陷盆地,如福州、泉州、漳州、龙海、潮汕等盆地。在中国东部海域形成大陆架盆地,如南黄海、东海、珠江口、北部湾、西沙海槽、南海中央海盆、琼北断陷、珠江三角洲乃至韩江三角洲等。这些盆地形成的一个重要特点是同期玄武岩喷发,在中国东部及邻近海域地区尤其强烈。
中国西部主要为压陷盆地。受印度板块与欧亚板块碰撞边界系统的影响,倾向相背的逆冲断裂十分发育,在其中间往往夹持着压陷盆地(李廷栋等,2002;邓晋福等,1996)。在青藏高原内部,在西伯利亚板块阻挡和印度板块向北俯冲作用下,南北向推挤使岩石圈物质向东流出,在下部岩石圈汇聚、总体南北向挤压的背景下,在上部派生出次生的东西向引张应力场,构成总体挤压背景下的局部(如当雄-羊八井等近南北向的地堑系)裂陷伸展盆地,构成西藏独特的应力场。在青藏高原边部以及西北地区,伴随大陆岩石圈的汇聚,产生一系列大型走滑系统,形成各种类型的拉分盆地,如阿尔金断裂带的矩形、楔形断陷盆地;古近纪金雁、新近纪的黑水沟及第四纪的拉配泉-索尔库里等一系列狭窄的断陷槽;昆仑山与阿尔金山之间的苦牙克裂谷;祁连山断裂带中的压剪性活动造成许多拉分盆地,如沿南、西华山断裂的干盐池、荒凉滩等第四纪矩形拉分盆地,以及伴随高原扩展形成的不对称楔状盆地等。火山活动仅限于高原扩展边部的少数地方。
从大尺度看,可以认为现今中国大陆及邻区呈现出整体右旋运动特征,关于其旋转中心,可能在华南。中国华南地区环形构造发育(图8.19),中国东部著名的郯庐断裂向南延伸至华南后无确定去向,可能与中国大陆的整体右旋以华南为“中心”有关(图8.20),致使郯庐断裂向南延伸至华南后被分化。
图8.19 华南地区环形构造分布图(据舒孝敬,2005)
图8.22 在50,40,30,15,10与5个百万年时印度与东南亚块体位置图(据A.Replumaz et al.,2003)
表8.6 南海地区新生代构造运动①
综上,现今中国大陆西部挤压、东部拉张的总体格局,是自新生代以来延续至今的,由此可以认为,向右旋转特征是新生代以来中国大陆的总体运动趋势。
图8.23 位于印度/亚洲板块边界之下的深部地幔结构的垂直剖面图(据A.Replumaz et al.,2003)
B. 中国西部地区地壳及上地幔速度结构特征
6.3.1 中国西部地区地壳内部低速层的分布特征
关于地壳内部低速层(体)的解释，就目前来说，主要有三种观点:其一认为是地壳在强烈的构造运动的作用下，地壳内部产生滑脱，形成一个具有一定厚度的破碎地层构成的滑脱构造层，由于岩体破碎，导致了地震波在其中传播速度的降低;第二种观点认为地壳内部的低速层(体)是存在于地壳内部的处于熔融状态的花岗质物质层;还有一种观点来自科拉半岛超深钻资料研究，认为地壳内部低速层(体)形成的直接原因是岩石密度的减小，深部矿物由于高温高压的影响而发生变化，使水析出，析出的水分连同新生成的矿物一起，占据的空间超过了原先所占空间的大小，于是岩石碎裂变松，形成低密度带。另外，根据科拉深钻所揭示的情况，岩石在高温高压的影响而使其成分发生变化，也导致了岩层速度的降低。
根据深部地震测深的地壳结构研究，中国西部大陆的低速层(体)主要分布于青藏高原及攀西裂谷地区(图6.3.1)，而在广大的西北地区，除了在阿尔金断裂北侧附近地区的中地壳的低速层外，迄今还未发现其他低速层(体)的存在。
中国西部大陆的低速层(体)的分布特征也各不相同。西藏地区的上地壳中的低速层埋深均在20km左右;在青海的巴颜喀拉及其邻区，上地壳内部存在埋深为10～20km的低速层;在靠近阿尔金断裂的北部地区及攀西裂谷地区，低速体的埋深增大为20～40km。然而，在藏南的地壳底部65～73km之间存在一速度为6.1km/s的低速层，其底界即为莫霍面。
图6.3.1 中国西部大陆地壳的低速层(体)的分布
6.3.2 中国西部地区莫霍面埋深变化特征
作为地壳内部分层结构的主要标志之一的莫霍面，它将地壳与地幔相互隔离，在地震波速度上呈现为速度的不连续或间断，莫霍洛维奇(Mohorovicˇic')在1909年克罗地亚地震的地震记录中发现，并以他的名字命名。
以前曾经认为莫霍面是一个尖锐的速度间断面，地壳和地幔之间的速度跳跃可达1.0～1.5km/s。但是，根据Pn波的频率特性及振幅变化，有些地区的莫霍面应当有一定的厚度，而且是一个速度梯度带;而在另外一些地区，莫霍面则可能是一组高低速薄互层构成的复合带。
地壳厚度的变化规律除了与地形起伏有关外，还与地壳内部甚至上地幔的深部地质构造背景有着十分密切的关系。一般说来，年轻造山带的地壳很厚，可达40～70km;稳定的地盾，现在的地形并不高，而地壳厚度却较大，有人认为这是元古宙以来所遗留下来的山根，后来地形虽然削平，而原始的山根仍然存留使得地壳的厚度较大;中间地块及地槽活动带地壳厚度较小，通常只有20～30km(曾融生，1984)。
由于缺少足够的地震资料，中国大陆的莫霍面的埋深一直沿用了由重力资料反演得到的结果，尤其是中国西部大陆地区。继20世纪60年代的国际地壳上地幔计划和70年代的国际地球动力学计划之后，80年代国际大地测量和地球物理联合会与国际地质科学联合会议联合提出了国际固体地球科学研究计划，即岩石圈研究新计划，大大推动了对地壳上地幔结构特征的研究。自国际岩石圈计划实施以来，我国开展了大规模的深部地震研究工作，并取得了巨大成就，为地壳上地幔结构特征提供了丰富和宝贵的资料。图6.3.2即为在由重力资料反演得到的莫霍面埋深的基础上，利用已有的深部地震测深结果对其进行修正以后所得到的莫霍面埋深。
从图6.3.2可以看出，以阿尔金断裂及中国南北地震带为界，可将中国西部大陆划分为三大块:新疆地块、青藏高原及西部大陆东缘。新疆地块的地壳厚度为45～60km，且莫霍面在准噶尔盆地及塔里木盆地表现为一隆起，地壳厚度近45km;青藏高原的地壳以巨厚为其特征，除在柴达木盆地内部较薄(约55km)外，莫霍面埋深大都在70km以上;在青藏高原东缘，莫霍面埋深向东南方向逐渐变浅，形成一条近似南北向的梯度带，其埋深由龙门山下部的60km变浅为成都附近的50km;而在攀西裂谷一带，莫霍面埋深则与南北地震带形成鲜明的对比，它由北(约50km)向南(约44km)逐渐变浅。
图6.3.2 中国西部大陆地壳的莫霍面厚度
6.3.3 中国西部地区上地幔顶部的速度分布与活动构造的关系
地震活动是岩石圈在现今应力场作用下，某些构造部位的应力积累超过其滑动摩擦破裂强度时，发生突然变动的表现形式之一。震源的空间分布可以较准确地显示出岩石圈内部构造活动的形态和分布，进而描述出板块的活动边界，尤其是大陆板块内部的活动构造，为人们认识及研究岩石圈的结构特征、岩石圈的动力学环境及构造单元的划分提供十分重要的基础资料(丁国瑜等，1991)。
根据1964～1997年之间发生的4级以上的地震记录，我们得到了如图6.3.3所示的震源分布图。由图不难看出，地震震源的分布与中国大陆莫霍面的埋深特征有着某种相关性，即以阿尔金断裂及中国南北地震带为界，可将中国西部大陆划分为三大块:新疆地块、青藏高原及西部大陆东缘。
图6.3.3 中国西部大陆的地震活动性分布
C. 中国大陆及其邻区岩石圈地幔速度结构和岩石圈地幔单元划分
本节将给出中国大陆及其邻近海域岩石圈厚度和岩石圈地幔厚度及速度结构。随着新研究资料的不断增加和解释水平的不断提高，本项研究在以前的研究工作基础上（彭聪等，2000）有了很大的创新，地球物理与大地构造及成矿作用研究更密切地结合，使地球物理解释结果更趋合理。因本研究工作是地球物理和成矿系列研究的首次合作，为了便于对比，故以中国大陆主要成矿域为单元简述，给出成矿系列的深部地球物理背景。
（一）中国大陆及其邻近海域岩石圈厚度
中国大陆岩石圈大致可以分为数个主要单元，包括东北、华北、秦岭、扬子、华南、阿尔泰、准噶尔、天山、塔里木、青藏高原。它们彼此相互运动，其相互作用和变形作用主要发生在各板块的周边。根据对地震面波的分析，给出中国大陆及其邻近海域岩石圈等厚度图（图2-42）。该图显示出中国大陆及其邻近海域岩石圈厚度变化相当大。
以南北带为界，中国大陆岩石圈大致可划分为东西两个基本单元。中国西部具有厚的岩石圈，达到90～125 km。中国东部岩石圈又可以分为3个区域，包括东北、华北和华南，其岩石圈厚度分别为80～90，70和80～110 km。南北带为岩石圈厚度减薄带，仅为70 km。中国东部邻近海域岩石圈厚度比大陆薄，为50～60 km。
图2-36 中国大陆及邻近海域150 km 深度初剪切波速度分布图
S波单位：km/s
（二）中国大陆及其邻近海域岩石圈地幔厚度及速度结构
地壳下方的岩石圈地幔（图2-43）是岩石圈中最坚硬的部分，是地幔上方的地震高速带，平均密度为3.30 g/cm3，强度大黏度也大，因而也是岩石圈板块的主要应力导向带。岩石圈地幔厚度的变化可反映出构造的活动性及发展过程。在碰撞阶段，岩石圈汇聚加厚。加厚的岩石圈地幔（岩石圈根）呈向下的拉力，在地壳上层形成挤压应力。岩石圈根的特征是具有相对高的地震波速度、高密度和低的温度。年轻的火山岩区与岩石圈地幔减薄有关。但增厚的岩石圈根并不稳定，在碰撞后期会与上覆岩石圈分离，沉入地幔，使岩石圈减薄，并诱发壳/幔、岩石圈/软流圈物质相互作用。
岩石圈地幔具有较高的剪切波速度，在中国大陆及其邻近海域，一般在4.20～4.70 km/s之间变化。岩石圈地幔比下面的软流圈更为刚性，并且随着所涉及的应力大小以及随我们考虑的时间尺度和空间范围而改变。地震剪切波速度给我们提供了关于中国大陆岩石圈地幔的弹性，特别是它的厚度和刚性方面的特征。岩石圈地幔的厚度越薄或刚性越小因而越柔软，它经历的变形作用将会越强。
中国大陆岩石圈地幔和邻近海域岩石圈地幔具有明显的差别。邻近海域岩石圈地幔厚度20～30 km，波速为4.20～4.40 km/s。中国大陆内部岩石圈地幔厚度20～70 km，波速为4.20～4.70 km/s。两者之间的界线大致在琉球群岛一线。
图2-37 中国大陆及邻近海域200 km 深度剪切波速度分布图
S波单位：km/s
根据岩石圈地幔剪切波三维速度结构的整体性和速度差异，以南北带为界，中国大陆岩石圈地幔大致可划分为东西两个区域。中国西部包括特提斯成矿域和前寒武纪塔里木盆地叠加其上的古亚洲成矿域西部成矿省，属于高速厚幔区，波速为4.40～4.70 km/s，岩石圈地幔厚度为50～70 km。中国东部为滨西太平洋成矿域，古亚洲、前寒武纪和秦祁昆等成矿域的东部成矿省叠加其上。岩石圈地幔更为复杂，吉黑成矿省和兴安成矿省岩石圈地幔厚度为40～50 km；兴安成矿省波速较高，为4.30～4.70 km/s；吉黑成矿省波较速低，为4.20～4.40 km/s。华北地台北缘和华北准地台成矿省岩石圈地幔厚度较薄，为30～40 km，波速为4.20～4.50 km/s。秦祁昆等成矿域的东部成矿省岩石圈地幔厚度40～50 km，波速为4.30～4.40 km/s。上、下扬子成矿省岩石圈地幔厚度较大，为40～70 km；波速为4.30～4.60 km/s。华南和东南沿海成矿省岩石圈地幔厚度30～60 km，波速较高为4.30～4.70 km/s。南北带（东经102°附近）为低速薄幔带，厚度为20～40 km，波速为4.30～4.50 km/s。
（三）岩石圈研究不同资料的对比
人们常常利用天然地震（剪切波）研究岩石圈，用Sn确定上地幔低速层顶界面，认为是岩石圈的厚度；用人工地震P波研究岩石圈，用Pn确定上地幔低速层顶界面，确定岩石圈的厚度；用大地电磁测深研究岩石圈，认为上地幔高导层埋深是岩石圈的厚度。
表2-3 岩石圈研究不同资料对比表
续表
续表
中国地球物理场特征及深部地质与成矿
图2-38 中国大陆及邻近海域20 km 深度处纵波速度分布图
P波单位：km/s
我们将这3种资料进行对比列于表2-5。表中地壳厚度是地震P 波解释结果，岩石圈地幔厚度、天然地震解释的岩石圈厚度是彭聪于1996年根据剪切波编制的、地震P波解释的上地幔低速层顶界面根据袁学诚1996年的资料；大地电磁测深发现的上地幔高导层埋深出自李立1996年的论文。
在岩石圈减薄区，大地电磁得出的上地幔高导层埋深和地震P 波解释的上地幔低速层顶界面比较接近、一致性较好；在岩石圈增厚区，这两种资料得出的岩石圈厚度值有差异。大地电磁测深发现的上地幔高导层埋深和地震P波解释的上地幔低速层顶界面均大于天然地震（剪切波）解释的岩石圈厚度，它们相互之间的差异原因尚待探讨，也许它们反映的不是同一构造界面。天然地震解释的岩石圈厚度精度相对差一些。虽然这3种资料得出的岩石圈厚度结果不尽相同，但是岩石圈的相对厚度变化几乎是一致的，可以明显划分出岩石圈增厚区和岩石圈减薄区等不同构造单元型式。岩石圈缩短增厚、拉伸减薄变形在地壳和岩石圈下部并不是同步进行的，一般有4种型式：岩石圈增厚型式：①地壳和岩石圈下部两者都缩短增厚，属于厚地壳厚岩石圈地幔变形型式；②地壳不变形，而岩石圈下部缩短增厚，属于薄地壳厚岩石圈地幔变形型式。
岩石圈减薄型式有两种：①地壳和岩石圈下部两者都拉伸减薄，属于薄地壳薄岩石圈地幔变形型式；②地壳缩短增厚、岩石圈下部拉伸减薄，属于厚地壳薄岩石圈地幔变形型式。
图2-39 中国大陆及邻近海域50 km 深度处纵波速度分布图
P波单位：km/s
造山带中的岩石圈减薄区：造山带中的岩石圈减薄区是预测各种矿产的有利深部构造背景。贯穿中国南北的南北构造带（东经102°）和贯穿中国东西的祁连秦岭大别构造带，是岩石圈减薄带。南北构造带和秦岭大别构造带岩石圈变形特征为薄地壳薄岩石圈地幔型式，是深部地幔物质流通的通道，为形成幔源矿产的有利深部构造背景。
鲁西地区是岩石圈减薄区，薄地壳薄岩石圈地幔特征是山东金伯利岩上升到地壳浅部提供了有利深部构造条件，这种岩石是金刚石矿的母岩，据说是来自地幔深处的岩浆形成的。胶辽（山东）是岩石圈减薄区，薄地壳薄岩石圈地幔特征是山东的焦家金矿带的有利深部构造背景。山西是岩石圈减薄区，厚地壳薄岩石圈地幔特征为山西生产铜矿提供了地质条件。
造山带中的岩石圈增厚区：造山带中的岩石圈增厚区分为两种型式：一种是厚地壳厚岩石圈地幔特征，如大兴安岭、阿拉善、上扬子、江南地轴、天山、青藏高原、喜马拉雅、西昆仑和三江地区。另一种是薄地壳厚岩石圈地幔特征，如张广才岭、华南。
盆地岩石圈特征：中国东部区域松辽盆地和华北盆地是岩石圈减薄区，具有薄地壳薄岩石圈地幔特征。中国中部盆地和西部盆地都为岩石圈增厚区，又可以分为两种型式，一种为厚地壳厚岩石圈地幔型式，如鄂尔多斯和柴达木盆地；另一种为薄地壳厚岩石圈地幔型式，如四川盆地，准噶尔盆地和塔里木盆地。
图2-40 中国大陆及邻近海域100 km 深度处纵波速度分布图
P波单位：km/s
D. 中国及邻区前寒武纪陆块形成与成矿关系
7.1.2.1 寒武纪陆块改造
克拉通型岩石圈虽然稳定,但是中国及邻区这些前寒武纪陆块形成后并不是一成不变的,而是随着地质演化被不断地改造。下面以华北地区为例进行分析。
根据华北地区的地质和地球物理特征表现出的岩石圈不连续,可区分出华北地区的鄂尔多斯克拉通型、燕山-太行造山带型和华北平原裂谷型岩石圈(邱瑞照等,2004,2006)。
从地质历史上看,华北陆块具有与全球主要陆块(克拉通)相同历史,形成于古太古代-古元古代。侏罗纪之前的火成岩岩浆活动仅局限于陆块的边部(图7.5),说明华北陆块在侏罗纪前是稳定的陆块(中朝陆块);侏罗纪以来陆块曾受到强烈的改造,即陆块“活化”:表现在岩浆活动上是燕山期岩浆活动深入陆块内部,分布遍及华北陆块的中东部地区(图7.6);新生代又受裂谷作用叠加,而伴随的大量玄武岩喷发主要限于在东部华北平原一带分布(图7.7)。
图7.5 华北陆块加里东期、华力西期、印支期侵入岩分布示意图(据程裕淇,1994,修改)
图7.6 华北陆块燕山期侵入岩分布示意图(据程裕淇,1994)
图7.7 华北东部平原新生代玄武岩分布图
伴随华北地区岩石圈演化过程形成的三类岩石圈,其成分、结构均发生显著变化:鄂尔多斯为经历了中新生代陆块“活化”和“改造”后残存的克拉通型岩石圈,陆壳主体成分由TTG构成,岩石圈地幔主要由强亏损的方辉橄榄岩构成,它于新太古宙-古元古代最终形成以后,一直保持至今,其壳幔岩石学结构可以作为华北乃至中朝陆块克拉通型岩石圈的一个参照。中生代时期,华北陆块中东部地区在燕山造山过程中被“活化”,大量对流地幔物质与热输入,使该区原来的TTG陆壳组分被改造成为花岗质陆壳,岩石圈地幔被燕山期形成的方辉橄榄岩-二辉橄榄岩所代替。燕山-太行山是华北东部地区新生代发育裂谷作用后残留的造山型岩石圈,因为经历了新生代的伸展减薄,现今的厚度不能代表燕山期造山时的地壳和岩石圈地幔厚度,但岩石圈地幔和陆壳的物质及其结构仍然是燕山运动期间造山时形成的。新生代时期,华北东部的大陆裂谷作用形成以华北东部平原为代表的裂谷型岩石圈;随着裂谷发育大量玄武岩喷发,使燕山期的“酸性化”陆壳又被“基性化”,燕山期形成的岩石圈地幔被破坏形成以二辉橄榄岩为主体的喜马拉雅期岩石圈地幔。裂谷型地壳和岩石圈地幔经历了岩石圈尺度上伸展减薄和热侵蚀,现今地球物理探测的岩石圈地幔和陆壳的物质和结构是新生代形成的。
综上,对于华北地区的大地构造单元可以这么认识:侏罗纪之前属于中朝陆块,经过侏罗纪-白垩纪燕山运动后分化为两个单元:西部陆块(克拉通)和中东部造山带;伴随新生代裂谷作用发育,进一步分化为西部陆块(克拉通)、中部造山带和东部裂谷,因此,讨论中国及邻区前寒武纪陆块形成与成矿关系,应该关注与陆块形成、改造过程中有关的成矿作用。
7.1.2.2 前寒武纪陆块矿产特征
中国前寒武纪矿床主要分布在陆块区,尤以华北陆块、扬子陆块较多,较少分布在造山带(沈保丰等,2004,2006)。而陆块边缘和陆块内部裂谷是前寒武纪矿床产出的十分有利的空间。他们指出,中国前寒武系蕴藏着丰富的矿产资源,形成了众多的铁、铜、铅锌、镍、金、稀土、锰、石墨、菱镁矿、滑石、硼、磷、硫铁矿、金红石、蛭石等大型-超大型矿床。成矿时代从古古代到震旦纪,但以新太古代、古元古代、中元古代-青白口纪3个地质时期为成矿高峰期。随着中国前寒武纪地史的演化,成矿物质种类和矿床类型具有明显的变化和增多。梅燕雄等(2004)划分的全球成矿域和成矿区带中,中朝成矿区位于劳亚成矿域东南部,北、西、西南与乌拉尔-蒙古成矿带、喜马拉雅成矿带、中南半岛成矿带相接,东与东亚成矿带为邻。其展布范围与包括中国中部和朝鲜半岛若干古老陆块的中国地块相当。该成矿区主要矿产有煤、铁、磷,其次是钨、钼、铅锌、铜、镍、金等,代表性矿床有中国的东胜-神府煤田、昆阳沉积磷矿床、鞍山-本溪BIF型铁矿床、金川铜镍硫化物矿床、金堆城斑岩型钼矿床、滦川矽卡岩型钨钼矿床等,朝鲜境内产有著名的检德变质型铅锌矿床。
前寒武纪铁矿在中国占有重要地位,该时期的铁矿资源/储量占全国的65.6%(沈保丰等,2005)。中国前寒武纪铁矿床主要分布在中国东部、陆块区和陆块边缘和内部的裂谷中,其成矿规模、成矿区域、成矿类型和成矿演化特点明显。可分为(火山)沉积变质型铁矿床、与火山侵入活动有关的铁矿床、沉积型铁矿床、复合成矿作用型铁矿床和岩浆型铁矿床五类。中国最古老的铁矿床形成于古太古代,新太古代是中国铁矿最重要的形成时期,此期间形成铁矿的储量约占全国铁矿总储量50%,矿床类型是与绿岩带有关的条带状铁建造铁矿床,该类矿床演化特征具有成矿规模由弱到强再弱,矿床类型由简单到复杂再简单的演化特点。
7.1.2.2.1 西伯利亚陆块
西伯利亚陆块位于劳亚成矿域东北部(梅燕雄等,2009),西、南与乌拉尔-蒙古成矿带相接,东与楚科奇-鄂霍次克成矿带为邻,其展布范围包括中西伯利亚高原及泰梅尔半岛,在大地构造上属于西伯利亚地块。该区主要矿产有煤、金、金刚石,其次是铜、锑、铅锌、镍、锰、钾盐等,代表性的矿床有俄罗斯的通古斯卡煤田、苏霍依洛克黑色岩系型金矿床、和平金伯利岩型金刚石矿床、诺里尔斯克铜镍硫化物矿床、涅帕蒸发岩型钾盐矿床、萨利克热液型锑矿床等。
在阿尔丹地盾最主要的前寒武纪铁矿床(V.I.Kazanskyra,1980)是查拉-托科(Chara-Tokko)地区的含铁石英岩,产于南北走向的海槽火山-沉积岩系中。阿尔丹地盾和澳大利亚、印度、南非(阿扎尼亚)和加拿大太古宙陆块(克拉通)的可靠地质资料,揭示了早前寒武纪构造杂岩和它们在发育时间上的相似性,基于主要成分、变质程度、交代变质以及含矿建造等方面的差别可加以区分。
7.1.2.2.2 中国陆块
华北陆块(克拉通)具有3.8Ga的漫长历史,特别是与其他陆块(克拉通)相比,它有更为复杂的多阶段的构造演化史,记录了几乎所有的地壳早期发展与中生代以来的重大构造事件(翟明国,2010)。在太古宙,华北陆块经历了>3.0Ga的陆核与微陆块的形成;2.7~2.9Ga的陆壳增生;2.5Ga的岩浆、变质作用与克拉通化;2.3~1.9Ga的古元古代活动(造山)带;1.8Ga的基底隆升与裂谷-非造山岩浆事件。在新元古代-古生代,华北陆块处于相对稳定的陆块状态,其南、北缘受到秦岭造山带和古亚洲洋造山带的影响;在中生代,华北陆块则经历了强烈的中生代构造格局的转变和克拉通的破坏与重建;在新生代,华北陆块的东缘属于环太平洋构造带的一部分。与上述重大构造事件相对应,华北陆块出现大规模的成矿作用,形成了丰富多样的固体矿产资源。华北陆块的形成与演化及其不同类型的成矿系统,为深刻理解大地构造背景对成矿作用的制约提供了范例。华北陆块广泛发育着花岗岩-绿岩带中的金矿床(沈保丰等,1994),主要分布在小秦岭、胶东、夹皮沟、辽西、冀北、乌拉山和五台山等地区,其中不仅产出许多中、小型矿床,而且也赋存着大型、特大型金矿床,是我国当前主要的产金基地。
从地质演化的角度讲,华北陆块在2900Ma前由于地幔的分离作用和物质向地面运移,发育了初始的硅铝壳,随着初始硅铝层的形成逐渐发生了陆海的分化,形成古隆起和古海盆。在2900Ma左右,华北陆块区发生了第一次强烈的构造-岩浆热事件,形成了早期陆核,出现第一次稳定化期。大致从2800Ma起,在由古陆核组成的卵形穹窿体的边缘,形成了类似现代大陆边缘活动带或弧后盆地的裂谷环境,大量的火山喷发和沉积作用,在狭长的槽形盆地内聚集了大量的火山-沉积物质,也就是绿岩建造。强烈的海底火山活动,从地幔带来了大量的金、铁、铜、锌等有用金属,大量的金从地幔深处同镁铁质火山岩一起喷出到海底,成为形成脉型、层控性金矿的矿源层。强烈的海底火山活动从深部带来了丰富的铁质,华北陆块的一些主要铁矿如歪头山、弓长岭、板石沟、老牛沟等铁矿的形成均与此有关。在火山活动的后期,转为分布不广的安山质-长英质火山喷发,同时伴随着火山喷气作用,铜、锌等含矿流体沿火山喷口上升和在海底喷射,形成原始块状硫化物矿床。在2500Ma左右,发生了第二次较为强烈的构造-岩浆热事件,太古宙地块基本克拉通化,在此期间由于花岗岩浆的侵入,作为热源体,导致原绿岩建造中的一些金属发生重结晶、活化、迁移等。在此期间,原始的块状硫化物矿床经过多期构造变形,使金属再就位富集形成富矿柱;铁矿床因变质改造使颗粒变粗,受韧性剪切带控制的层控金矿和部分脉型金矿、铁矿就位;而在花岗岩-绿岩地块形成后,又遭受到吕梁运动、华力西运动和燕山运动等多次构造-岩浆热事件的改造,特别是燕山运动,作为最后且最强烈的构造—岩浆活动事件(邱瑞照等,2006),对华北陆块区金矿的形成、最终就位起着十分重要的作用。
扬子板块是在古元古-新太古宙的古陆核基础上发展演化而成(花友仁,1995)。吕梁运动以前,以川中微型陆块为主体的若干个小型古陆块组成向北西突出的牛轭形陆块带。中元古宙在牛轭形陆块带的东西两侧形成海沟岛弧系,沉积一套弧前及弧后的沉积建造。1~1.1Ga时的东川运动使沟弧系褶皱固结为陆块。新元古宙早期发生大陆裂谷作用,形成一套裂谷型沉积建造;晋宁运动使扬子板块整体固结,新元古宙晚期发育山前磨拉石建造、冰啧层及碳酸盐盖层。
花友仁(1995)认为,扬子板块内五个主要的大地构造发展阶段,对应着五个重要的成矿期,即:中元古宙的东川沟弧体系成矿期、新元古宙早期的晋宁大陆裂谷成矿期、新元古宙晚期至早古生代的澄江-加里东陆块成矿期、晚古生代的海西-印支大陆裂谷成矿期以及中生代的燕山活动大陆边缘及内陆边缘裂谷盆地成矿期。实例是东川期与海底火山作用有关的大红山式铁铜矿床、与碎屑碳酸盐建造有关的滇中式沉积改造铁矿床、晋宁期大陆裂谷作用期间与海底火山喷气热水沉积的铜矿床、澄江-加里东期陆块内成矿作用形成的层控型铜矿床等。
前寒武纪铅锌矿主要形成于中新元古代的裂谷系和裂谷系边缘的不同地质构造单元,其分布受构造控制,集中分布于华北陆块北缘东、中、西段元古宙裂谷系和扬子陆块西侧康滇地轴震旦系裂谷带东侧的边缘活动带,并以华北陆块北缘为主;成矿作用总体受火山-沉积-变质作用控制,具层控性特点;成矿时代有从北向南变新的趋势(曹秀兰等,2005)。目前已探明储量的前寒武纪铅锌矿床有51处,其中超大型矿床1处,特大型矿床3处,大型矿床7处,中型矿床12处,其余为小型。近年在扬子陆块周缘发现的铅锌矿新类型备受关注。
7.1.2.2.3 印度陆块
印度的矿产资源主要分布印度半岛地盾区,其形成与前寒武纪成矿作用有关,拥有丰富的铁、锰、铝土矿资源。成矿作用包括:①与克拉通有关的太古宙绿岩带金成矿作用(典型代表:克拉尔金矿,储量825t);与陆块型碱性岩浆活动(包括碳酸盐岩)有关的稀土、铌钽等稀有金属矿床;产于金伯利岩筒中的金刚石矿床。印度陆块(克拉通)分布大量的超壳岩石富锰岩石发育;太古宙杂岩中的超基性岩体富集镍金属,提供了形成红土型镍矿的物质基础;与基性岩浆活动有关的铬、镍(铜)矿床。②与裂谷作用有关的沉积成矿作用,如在冈瓦纳系与古近-新近系中的11个含煤盆地。③与造山带有关的印度陆块内部的古中元古代活动带及其构造作用控制了印度重要的有色金属成矿带和金属成矿作用,如辛格布姆剪切带控制了辛格布姆铜矿化带,阿瓦利岭陆块活动带控制了印度最重要的铜矿化带;印度一侧的高喜马拉雅造山带仅有少量矿化。此外,气候对印度的赤铁矿床、铝土矿床、巴加拉特淋积型锰矿、红土型镍矿起了重要作用。
7.1.2.2.4 阿拉伯陆块
非洲-阿拉伯成矿区位于冈瓦纳成矿域的中部(梅燕雄等,2009),西、南、东分别与南美成矿区、南极成矿区、澳大利亚成矿区相望,北与地中海成矿带和西亚成矿带相接。其展布范围与非洲-阿拉伯地块基本相当,包括除阿特拉斯山脉以外的非洲大陆和阿拉伯半岛。该成矿区主要矿产有石油、天然气、金刚石、铜、铝、镍、铬、铅锌、金、磷、锰、铀,其次是铁、锡、锑、钾盐等,代表性矿床有沙特阿拉伯加瓦尔油气田、科威特布尔甘油气田、几内亚博克和图盖-达博红土型铝矿床、南非金伯利金刚石矿床和布什维尔德层状杂岩型铬镍矿床、南非卡拉哈里沉积锰矿床和维特瓦特斯兰德砾岩型金铀矿床,刚果(金)科尔韦济砂页岩型铜矿。
E. 祁漫塔格及邻区地质调查研究简史
东昆仑造山带大致以乌图美仁一带为界，可以划分为东、西两段（莫宣学等，2007）。这里所讨论的“东昆仑祁漫塔格及邻区”范围指的是东昆仑西段地区，一些重要地质问题的讨论也部分涉及东昆仑造山带的其他地区。
瑞典人斯文海定（Svenhedin）是祁漫塔格地区最早的地质调查者，1899年他越过祁漫塔格到柴达木盆地西部（现在的红柳泉、茫崖等地区）进行了路线地质调查。其后，1946年李树勋随青海公路勘探队，沿柴达木盆地南缘到阿尔金进行了地质观测，著有《柴达木盆地报告》。
新中国成立至1965年以前，石油地质部门围绕柴达木盆地及周围山系边缘开展了小比例尺区域地质调查工作，著有《1955年初步地质总结》（地质部柴达木石油普查大队，1955）和《1957年地质工作报告》（青海石油普查大队，1957），两份报告对柴达木盆地及边缘山系地质情况有了全面的、初步的了解，并第一次编制出了祁漫塔格地区的地层表。1958年张文堂等人在祁漫塔格地区进行了专题研究工作，著有《柴达木盆地西部边缘地区的地层》一文，同年青海石油勘探局115 队以及青海省地质局石油普查大队在本区分别进行了1：20万、1：50万地质、水文地质调查。1969～1970年青海省地质矿产局第一区调队在祁漫塔格北坡山前低山区做了1：20万区域地质调查，编有《东昆仑西段北坡地质报告》。
1954～1958年，石油工业部青海石油管理局完成了全盆地的1：50万重磁普查；1958～1960年，新疆库巴地质队在若羌—库木库里一带开展了路线找矿及矿点检查，通过路线调查发现了一批矿点，并进行了初步评价。1966～1975年间开展了1：100万、1：50万航磁测量，部分地区进行了1：5万地面磁测，同时在磁异常检查中先后发现了肯德可克、尕林格、野马泉等铅、锌、铁矿床。较大规模的矿产地质调查工作自20世纪70年代后陆续开展，青海省地矿局先后在野马泉地区针对铁矿组织会战，探明了一批铁矿资源；80 年代后祁漫塔格及邻区地勘工作转入以铜多金属为主的矿产普查，发现了一批中-小型铅锌、银、锡矿床和大量的铁多金属矿点。近些年来，青海省有色地勘局等单位在肯德可克、黑山一带开展化探扫面及异常检查时，发现了独立的金、钴、铋矿体。
最早的区域地质调查正式文献资料应属《柴达木幅1：100万地质图及说明书》（地质部石油地质局综合研究队西北区队，1964），1：100万柴达木幅地质矿产图并非是实测而成，属综合编图性质，综合编图主要利用1954～1961 年青海省1：20万区调、1：5万～1：20万区域地质普查及勘探、科研的成果资料，提交了1：100万地质图、矿产图及说明书，祁漫塔格地区位于该1：100万图幅西南角，但该地区除那陵格勒河北部极少地区外，其他地区未进行过任何形式的地质调查工作，因此，1：100万柴达木幅地质图中祁漫塔格地区除那陵格勒河以北地区依据邻区资料做了概略编图外，其余地区留为空白。1982～1985年，新疆地矿局区调队完成了若羌县幅1：100万区域地质调查并内部出版了该报告。
系统的中比例尺区域地质调查工作始于1978年。1983年，青海省地矿局第一区调队完成了J-46-［26］（伯喀里克幅）、J-46-［27］（那陵格勒幅）、J-46-［28］（乌图美仁幅）1：20万区域地质调查（联测），内部出版了三幅联测的地质图与区域地质调查报告，1986～1992年青海省地质局区调综合地质大队先后完成了1：20万土窑洞幅、茫崖幅区域地质、矿产调查，1：20万塔鹤托坂日幅（J-46-［32］）、可可西里湖幅（I-46 ［2］）区域地质调查。
2000～2005年由中国地质调查局组织实施的国土资源大调查全面开展了我国西部空白区的1：25万区域地质调查，随着这一批区调图幅完成，祁漫塔格及邻区全面覆盖了中比例尺的区域地质调查。
2005年以来，祁漫塔格地区开始了大规模的1：5万区域地质矿产调查工作，目前已结题或正在开展调查的图幅有37幅之多，基本可以覆盖青海省境的祁漫塔格山脉。
可以看出，中比例尺的地质调查工作已覆盖了全区，地质调查工作基础是比较好的，特别是在库郎米其提-布喀达坂峰一带开展的1：25万区域地质调查形成了一个工作程度相对较高、南北向横跨整个东昆仑造山带的地质走廊带，为全面解剖祁漫塔格及邻区的地质构造特征打下了良好的基础。相对而言，涉及东昆仑造山带的专题研究工作是不平衡的，已开展的专题研究工作主要集中于青藏公路沿线及其以东地区，西段北部（即祁漫塔格山脉）专题研究工作开展也相对较多，一方面，西段北部为青海省十分重要的一个铁多金属成矿带，其中野马泉地区是青海省重要的铁多金属矿集区，20世纪60～70年代在野马泉地区发现铁矿，此后青海省地质局等单位在这里开展了近十年的铁矿会战。近年来，又陆续发现了白干湖超大型钨锡矿田等一批矿床，因此受到地学界的关注。该区始终是地质工作者勘探或研究的热点地区，同时这些地区通行条件及自然地理条件相对较好，依托花-格公路，大部地区可以便利涉足，所以自20世纪80年代以来涉及东昆仑造山带西段北坡的专题研究工作非常多，发表了一大批科研论著。基于这些研究，祁漫塔格地区的基本地质构造格架、地层系统及侵入岩岩石序列的基本轮廓已经形成，成矿规律研究与成矿预测水平也取得了长足的进展。东昆仑西段南部，大体以那陵格勒河断裂为界向南至可可西里的广大地区，为广漠的无人区，自新疆维吾尔自治区阿尔格山脉向东至博卡雷克塔格山脉是难以逾越的天然屏障，自然条件极端恶劣，因此，东昆仑西段南坡只有在1989～1990年，由中国科学院和青海省政府共同组队，进行了可可西里地区综合科学考察，在东昆仑山脉与可可西里山脉接壤地带开展了一些综合考察，除此之外，这些地区基本未开展过具有实地调查特征的地质科学研究工作。
F. 中国及邻近软流圈顶界变化趋势
关于中国及邻近软流圈顶界变化趋势,朱介寿(2011)领导的研究团队做了详尽的研究。以面波Vs速度值4.45~4.50km/s之间作为划分软流圈底界面或固结圈顶界面(毛桐恩等,1999),可知软流圈顶界面起伏变化极大,一般在55~200km之间,其中,东欧地块软流圈顶界面最大埋深达200km以上,塔里木地块软流圈顶界面埋深平均值为170km,青藏高原软流圈顶界面埋深平均值为165km,华北地块软流圈顶界面埋深平均值仅有77km,西太平洋地区软流圈顶界面埋深平均值仅76km(表2.1),总体呈现由西向东变浅的特征。
表2.1 中国及邻近陆海地区软流圈结构分类简表
注:括弧内的数代表参加平均的数据数 (据朱介寿,2011)
在亚洲北部和西部,软流圈底界面埋深较浅,一般在260~280km之间,例如,塔里木盆地软流圈底界面埋深平均值为268km,在亚洲东部、东南亚地区和西太平洋地区软流圈底界面埋藏最深,平均值在290~320km之间,其中鄂霍次克海地区软流圈底界面埋深平均值为318km,西太平洋软流圈底界面埋深平均值为308km(表2.1)。与岩石圈底界面或软流圈顶界面比较,软流圈底界面起伏变化较小,表明软流圈由底部到顶部也是不均匀的。邱瑞照(2009)曾综述33届国际地质大会展示的岩石圈-软流圈边界研究进展:全球是否普遍存在软流圈还有不同的认识(Andesron,1993;朱介寿等,1996;杨文采,1997)。Catherine Rychetr等在33届国际地质大会报道,利用1990年至2004年间由永久性地震台站记录的散射波来描绘可能是与岩石圈-软流圈分界面相关联的界面,表明在60km至110km的深度范围内存在一条或者两条负的不连续面(这里的地震波速随着深度的加大而减小),Sp研究的结果也基本证实了上述不连续面的存在。单台站的分布虽然不覆盖全球,但是在上述深度范围内存在的这一间断面是一个稳定的特征,这也使得勾画其全球性图像成为可能。蔡学林等(2011)按2°×2°网格读出软流圈顶和底界面埋藏深度编制的东亚西太平洋地区软流圈厚度分布图(图2.11)表明:东亚西太平洋地区普遍发育软流圈,厚度变化大,总体显示西薄东厚、北薄南厚的变化趋势。
在亚洲大陆西部或欧洲东部软流圈厚度较薄,一般在70~150km之间,例如,东欧克拉通型岩石圈下软流圈厚度仅有66km,塔里木克拉通型岩石圈下软流圈厚度平均值仅有98km,哈萨克斯坦地块软流圈厚达149km,在青藏增厚型岩石圈下软流圈厚度亦较小,在140~160km之间。从亚洲大陆西部到亚洲大陆东部软流圈逐渐增厚到150~200km,在华南减薄型岩石圈东缘软流圈厚达230~250km之间,在鄂霍次克海软流圈平均厚度最大为254km。西太平洋海域软流圈在200~250km之间(表2.1)。总之,从亚洲西部到西太平洋软流圈厚度有由薄变厚的变化趋势。
亚洲大陆北部软流圈厚度较薄,一般在120~140km之间,其中西伯利亚地块软流圈,仅有123km。向南到蒙古西部至华北一线软流圈厚度在150~210km之间变化,向南到青藏高原及邻区软流圈又有减薄的趋势,在140~160km之间。在北印度洋至东南亚软流圈厚度又增加到200~230km之间。总之,从亚洲北部到印度洋地区软流圈厚度有由薄→厚→薄→厚的变化趋势(图2.11),大致与中国西部及邻区的地貌“盆—山”结构对应。
在运动学上,岩石圈-软流圈边界上板块的汇聚作用、挤入作用、弧后扩张作用,以及造山环带的收缩作用之间的相互联系,可能只有通过相关的软流圈来实现,如位于俯冲岩石圈板片之上的软流圈常呈蘑菇状,其流变学和密度差异所产生的力,在浅部能够驱使山脉的运动;由于大陆演化的地球动力学过程不仅发生在整个岩石圈尺度,它深达上地幔内部数百km,岩石圈地幔刚性强度大的地球物理背景区,可能阻碍深部幔源物质的运移,而不同岩石圈之间的岩石圈不连续则可能是幔源物质的良好通道(邱瑞照,2004,2006,2009)。近年还有人提出软流圈造山的概念(肖庆辉等,2006)。可见软流圈在大陆动力学演化过程中起着重要作用。
图2.11 东亚西太平洋地区软流圈厚度分布图(据朱介寿,2011)
G. 中国地质科学院地质研究所
截至2014年底，全所共有职工人，其中在职职工249人、离休人员14人、退休人员198人。在职职工中，管理人员30人，专业技术人员215人，工勤人员4人。专业技术人员中，两院院士5人，研究员及教授级高工70人，副研究员及高级工程师52人，中级职称及以下88人。在职职工中具有博士学位的158人、硕士学位的31人，本科37人，大专及以下23人。内设5个职能处室、11个专业研究室；有1个国家重点实验室、1个国家级科技基础条件平台、3个部级重点实验室。全国地质编图委员会、中国地质调查局地层与古生物中心、《岩石矿物学杂志》和7个学术机构挂靠在地质所。
以第一作者公开发表论文273篇，其中SCI、EI检索论文194篇（其中国际SCI论文121篇），核心期刊论文79篇。出版大型图册/图件1套，专著5部，取得专利7项。国内引用率列全国科研机构第14位。获北京市科学技术一等奖1项，国土资源科学技术一等奖1项（排名第2），中国地质调查局、中国地质科学院2014年度地质科技十大进展2项。
领导班子由4人组成，所长、党委副书记侯增谦，党委书记、副所长何长虹，副所长高锦曦、卢民杰。
所长、党委副书记侯增谦（右二），党委书记、副所长何长虹（左二），副所长高锦曦（右一），副所长卢民杰（左一）
年度重要科研成果
编制完成一系列重要图件。编制完成1∶250万月球地质图、1∶300万《中国及邻区地质图》、1∶500万中国变质地质图、中国西部蛇绿岩构造图、1∶500万中国大地构造与含油气盆地分布图及中国油气大区与主要含油气盆地图等，其中部分图件已经出版；承担新一代《中国区域地质志》的编制，完成了11个省（区）地质志；参与“全球地质一张图·中国”（One Geology China）开发与建设，获得地理信息科技进步二等奖。
前寒武及变质作用研究进展突出。首次在华北克拉通划分出三个2.6Ga前的古陆块；厘定胶北地体陆壳生长、重大地质事件与重大岩浆事件序列；提出华北克拉通双向俯冲折返模式；古元古代Columina聚合事件、中元古代裂解事件的研究，对全球Columbia超级大陆边缘古—中元古代向外增生—裂解历史的对比研究及Columbia超大陆重建具有重要科学意义。
重要造山带及构造研究取得系列成果。提出新的定义和分类方案，对中国大陆显生宙大型变形构造和变形系统进行了划分，并据此对中国大陆显生宙不同地质时期的地球动力学环境进行了重建；首次提出高喜马拉雅热碰撞造山带的新的3D挤出模式；发现北东帕米尔的古特提斯弧根构造：提出了印度/亚洲俯冲碰撞的两种可能的模式“空间差异性俯冲碰撞模式”和“时间差异性俯冲碰撞模式”；确定了新元古代时期华南在Rodinia超大陆中的位置，推测在华夏南缘存在一条“隐没了的”Grenville期造山带；构建了华北北缘古生代构造演化模型；确定阿拉善地块在早古生代是一个位于东冈瓦纳大陆北缘的地块，与华北地块最终拼合时代为晚泥盆世。
新版1∶300万《中国及邻区地质图》
参与的“全球地质一张图·中国”（One Geology China）开发与建设获地理信息科技进步二等奖
地层古生物研究有多项发现。提出“全球中元古界底界年龄值1700百万年”的方案建议；建立了目前全球最为完整的单剖面埃迪卡系碳同位素变化曲线及疑源类生物地层，初步提出埃迪卡拉纪年代地层划分方案；贵州铜仁首次发现圆盘状完整的似Kulingia碳膜化石；通过牙形石研究在革吉县文布当桑发现二叠系—三叠系界线剖面；汝阳巨型蜥脚类恐龙动物群，填补了我国同期恐龙动物群的空白；河南南阳淅川县发现恐龙蛋化石群，对研究恐龙的生殖行为，生活习性具有重要的意义；江西赣州发现霸王龙类新属种——中国虔州龙；热河生物群发现今鸟类新种——甄氏甘肃鸟；发现最古老的史前爬行动物产后亲代抚育行为化石记录。
中国虔州龙的头骨和下颌
地球物理及深部探测获得重要进展。揭示出青藏高原边缘山脉与外围克拉通岩石圈（地壳与地幔）构造转换深部过程，获得华北克拉通向青藏高原东北缘楔入的岩石圈地幔行为的地震学证据；获得青藏高原腹地巨厚地壳莫霍面，对羌塘地体的地壳结构给出新的约束；龙门山剖面研究认为青藏高原东缘大型走滑断裂限制了地壳逆冲作用；揭示了古亚洲洋沿索伦缝合带关闭、陆陆碰撞和碰撞后地壳增生深部过程；发现华南大陆东南缘存在薄岩石圈（60～70千米）的地震学证据。
同位素技术应用及标准物质研究有新进展。（U-Th）/He低温热年代学技术在含油气盆地应用研究中取得重要进展；研制了玄武岩钛同位素标准物质、多种钕同位素标准物质，通过了国家一级标准物质评审；首次运用新兴的铁、镁同位素技术对矿化元素本身和赋矿层的主量元素进行了直接示踪。
沉积盆地与资源能源研究服务找矿取得突破。国内首次开展水合物三维地震探测，钻探结果与预测结果一致；开展了地质、测井、地球物理三位一体的系统研究，为云南勐野井地区固相钾盐矿床及青海柴达木盆地液态卤水地球物理预测奠定扎实基础；建立松辽盆地嫩一段的有机质保存模式和嫩二段的生物生产力模式；提出利用统计类比法评价大型坳陷盆地油页岩潜在资源；开展了冀西北晚中生代陆相盆地的地质调查填图。
岩石矿物学研究成果在学术界影响巨大。原位金刚石发表，获得好评并被国际上写入野外手册；在全球6个蛇绿岩带中发现金刚石、碳硅石、柯石英等深部矿物，认为是蛇绿岩大洋地幔橄榄岩的一个普遍现象，需重新审视大洋地幔的物质成分和地幔的运动等经典概念；金刚石中发现新类型超高压矿物，实验岩石学表明，这些超高压矿物来自下地幔深度。这些发现对传统理论提出了新问题和挑战，需重新审视蛇绿岩和铬铁矿的浅部成因理论。
H. 综合性大地构造（构造地质学）的调查与研究有哪些
主要侧重于中国早期造山运动研究。
从大量区域地质矿产调查，在一批区域地质矿产志撰成的基础上，对中国南方各省区区域构造、框架及其理论进行了初步的探讨，其中特别对中国造山运动有较系统的研究与论述。
1926年李四光发表《地球表面形象变迁之主因》（《地质会志》3卷3-4期）本书已有专题论述，这里就不赘述。
1927年翁文灏发表《中国东部中生代以来之地壳运动及火山活动》（《会志》4卷1期），文中论述了中国中生代以来地壳运动激烈，造山作用和造山活动强烈，并与欧洲同时代地壳运动相对比，发现中国中生代以来地壳运动的特点，故命名为燕山运动，文中试图以燕山为标准区，代表侏罗纪末期、白垩纪初期产生了不整合、火山岩活动和成矿作用。1929年在发表《中国东部中生代造山运动》（《会志》8卷1期）时，将燕山运动划分为A、B两幕，代表前髫髻山组、前王氏组的不整合。后为谢家荣所补充，并在1936年、1937年划为五期。
1929年丁文江在《地质会志》8卷2期上发表《中国造山运动》，他十分重视造山运动的研究，并倾向于施蒂勒造山运动同时性的观点，文中强调把燕山运动划分为三幕，其中把晚三叠世瑞替克期后的印支运动为燕山运动的第一幕，他在研究广西地质时，也曾提出过广西运动和越南运动的术语和概念。燕山运动虽为中国地质学家普遍应用，但各自都有不同划分原则。
1931年李四光发表《中国东南部古生代后期之造山运动》（《会志》11卷2期），文中对中国东南部造山运动做了精辟的论述，由于他多年从事造山运动的研究，系统的划分出若干运动系列，并对所划分的运动均给以科学概念和命名，诸如：怀远运动（O1-O2），柳江运动（D3-C1），淮南运动（C-C2），昆明运动（C2-C3），东吴运动（D1-D3），金子运动，淮阳运动（T2-T3），南象运动（T3-T1），宁镇运动（T3-K1）等。
1936年谢家荣在《地质会志》15卷1期发表《中国中生代末第三纪后期造山运动》及《北京西山地质构造概说》（《会志》16卷）把中国造山运动划为五幕，即：前门夹沟组，前九龙山组，前东岭台组，前仕它里组，前长辛店组的不整合或假整合为代表，张文佑1941年划分为三幕，三次地壳运动，1945年在黄汲清的《中国地质构造基本单位》中，划分为5期，等。
在笔者引述李四光教授所著《中国东南部古生代后期之造山运动》（《地质力学方法》第119页），文中列有中国东南部造山运动，与欧洲对比表，特抄录之以供参考。
中国北部中国西南部中国东南部欧洲中部（丁文江的云南运动）（H?史蒂勒）青龙灰岩三叠系苏皖运动法尔琴运动山西系龙潭系蔡希斯坦（Zechstein）上罗廷根（Oberotliegend）第三幕东昊运动萨尔运动栖霞灰岩中罗廷根（Mitelrotliegend）太原系臭灰岩下罗廷根（Unterotliegend）船山灰岩沃特维尔系（OtwelSeries）
中国造山运动与欧洲对比表
中国北部中国西南部中国东南部欧洲中部（间断）第二幕昆明运动阿斯突里运动本溪系黄龙灰岩萨尔布雷克系（SarbrückSeries）瓦尔敦堡系（WaldenburgSeries）（间断）淮南运动苏台德运动和州灰岩维宪第一幕高骊山系建康运动金陵灰岩七里台页岩㊣╭╰乌桐石英岩杜内艾特罗约江南运动布锐东运动奥陶系志留系泥盆系
燕山运动具有长期性，多幕性的地壳运动与构造变动，燕山期为我国重要的形变期与成岩、成矿期，是我国基本构造格架的形成期和改造期。
老一辈的地质学家十分关注燕山运动，还是因为燕山运动不仅是我国地质结构的极为重要的地壳运动，对整个环太平洋带，以致对整个东部特提斯带都具有重要影响，因此，除上述几位以外，我国许多地质学家一直对整个中国造山运动（包括黄山运动）都做过系统的观测与研究。
1927年程裕祺在《地质会志》上发表《中国造山运动》，此文是程先生1938年在英国利物浦地质学会会报上发表的短文，文中阐述了中国之造山运动：
（1）前震旦纪运动之二幕；（2）古生代前期喀里多运动（广西运动）；（3）古生代后期海西运动（天山运动）；（4）中生代燕山运动之五幕；（5）第三纪喜马拉雅运动之二幕。
文中还指出毛理士（F.K.Morris）对中国造山运动的错误论点。
1932年朱森在《地质会志》上发表《安徽南部古生代后期造山运动之一幕》。
1936年章鸿钊在《地质论评》创刊号上发表《中国中生代晚期后地壳运动之动向与初期之检讨并震旦方向之新认识》及《中国中生代初期之地壳与震旦运动之异点》，前一篇论文是综述性的，主要对翁文灏之燕山运动和丁文江造山运动的一些评述，同时探讨了震旦方向与地壳运动方向之关系，火成岩及其震旦运动的关系，最后还论及震旦向及震旦运动的成因、性质等；后一篇论文主要论及到地壳运动中的造山运动，认为运动方向与震旦向之间是直角相交的关系。
1937年谢家荣在《地质论评》2卷5期上评述黄汲清等的《江西萍乡煤田中生代造山运动》，同年陈国达发表《广东境内燕山运动的构造的型相》（《论评》2卷1期），同年田奇隽发表《湖南造山运动》（《论评》2卷1期）。
1938年边兆祥在《地质论评》3卷6期上发表《安徽南部海西运动之末相》。
1942年叶连俊、关士聪在《地质会志》上发表《陇南龙山造山运动之性质》（22卷3-4）。
1942年郭文魁在《地质论评》上发表《滇北之造山运动》（7卷1-3）。
1944年刘国昌在《地质会志》上发表《湘西之造山运动及其地理》（24卷3-4）。
1945年米士（西南联大教授）在《地质会志》上发表《云南构造史》中，曾提出澄江运动和晋宁运动（《地质会志》25卷）。
1945年喻德渊在《地质会志》上发表《淮阳山脉主要造山运动——淮阳运动》（《会志》25卷），淮阳运动原为李四光于1939年提出创用，指三叠纪末期的褶皱运动，后为马鞍山、安庆的黄马青组与青龙群之间的角度不整合，有人认为与金子运动相当。
1947年李四光发表《关于震旦运动及华夏式构造线三个名词》（《评论》12卷5期）。
1948年李树勋在《地质会志》（38卷3-4）上发表《祁连山区地层及造山运动之几个问题》。
1947年黄汲清在《地质论评》（12卷1-2期）上发表《关于震旦运动》。
以上属于中国造山运动研究及其论文列举，显示出中国地质构造研究发展历史中一段对中国造山运动理论的探讨与理论成就概括，个别论文虽与上文论述有些论题有重复举例之处，为集中反映中国造山运动系统理论研究之全面，仅此致歉！
正是由于中国早期地质基础雄厚，为新中国地质科学的迅速发展，奠定了坚实的基础。得以使新中国在较短的时间里，在资源保障上，从资源大国过渡到资源强国，在当代地质理论上也进入了世界先进行列。
其中中国大地构造学现已是中国地质科学理论突破的亮点，这学科共同的特点是学说繁多，学派林立，学术气氛浓厚，可以说是繁花似锦、异彩纷呈，形成了“百花齐放，百家争鸣”喜人的形势。
除上述中国造山运动理论性探讨外，其他带有综述性的成果，也有着不同广度和深度的反映：诸如：1924年葛利普在《地质会志》上发表《地槽的迁移》（3卷3-4）。1936年高平在《地质论评》1卷4期发表《中国东南部中生代末期花岗岩之分布与地质构造之关系》，文中认为中国东南部在中生代末期花岗岩侵入繁多，其分布与东南部之地质构造格局密切相关，认为地壳活动常以地下岩浆之移动而起波动作用，基本论点正符合于曾流行的地壳波动论和地壳均衡理论，认为地壳运动完全与中生代末期之花岗岩侵入是同步同时，并作为其原动力，文中附一幅中国东南部中生代末期花岗岩之分布与地质构造之关系图，颇有参考价值。
1936年赵金科在《地质论评》1卷4期上发表《震旦纪地层之分布及其古地理意义》，文中首先肯定了德国魏格纳大陆漂移理论并运用葛利普的地极控制论研究震旦纪北半球的海陆分布及古地理，在《震旦纪大地槽及联合古陆中之位置》一文中论及亚洲东部的古亚洲大地槽，北美西部考得兰瑞大地槽，与南美安底斯大地槽相互衔接、围绕北半球大陆周围的环形状大地槽：其论点即认为当时大地槽均在陆之边缘，而环绕分布与理念不同，而当时之大陆为一体，南北美、欧亚非澳各洲均属相连，即大家所熟悉的联合古陆（Paugoca）。
1937年谢家荣继叶良辅等之《北京西山地质志》后，在《地质论评》2卷上发表《北京西山地质构造》，文中认为北京西山地质构造自西北向东南有两个背斜层，其间有清水尖庙安岭之向斜层为最高峰，北岭的向斜层及房山周口店背斜层等，都是这个区域的重要构造，文中也论及到陈凯所发现的逆掩断层。
1941年李四光在《地质会志》上发表《广西台地构造之轮廓》（21卷1期）。
1944年刘国昌在《会志》上发表《贵州威宁水城之地质构造》，曾繁印在《会志》上发表《瓦山峨嵋山区之地质构造》（1940年）。
1944年张寿常在《地质会志》（24卷1-2）上发表《谈小型构造》及《岩石解理之生成及其在地质现象上之应用》（《会志》26卷，1946年）。
1944年张文佑发表《X及T式节理初记》（《会志》24卷3-4期），文中论及X型节理的生成，论述了大量模拟试验工作和数据，相继还发表《测量节理应注意的几点》（1948年）以及《劈理节理发育初步探讨》（《地质论评》15卷1-3期），反映出他在李四光老师指导下所取得地质力学方面的成果。
1945年黄汲清在《地质专报》第20号上发表名著《中国主要地质构造单位》（On Major Teatonic Forms of China）。黄先生在多年前研究的基础上，采用地槽—地台单位的内涵，按历史分析和建立起的独道的分析法，对中国大地构造特征进行了总结，提出几个前寒武纪地块，特别中朝地块等。
地块概念系1922年阿尔岗（E.Argand）所创用，诸如：印度地块（Serindia）和震旦地块等；在阐述褶皱中论及到加里东褶皱、华力西褶皱、印支褶皱，燕山褶皱和喜马拉雅褶皱及其分布特征，论述中着重强调新中生代的基底褶皱的影响和作用，认为这是形成中国东部独特的多旋回构造，并创造性把亚洲划分为：太平洋式和特提斯、喜马拉雅式三个主要构造型式，以活动论观点论述了它们之间的相互关系，文中编绘有《中国及邻区大地构造图》。
该文后来以专著形式出版，是一部流传广远的中国地质构造名著，是国内外赋有盛名的论著，有英文版和俄文版，俄文版由著名大地构造学家沙茨基院士作“序”，做了高度评价。
1944年王超翔在《地质论评》上发表《云南东北地质构造及其与云南弧之关系》（9卷1-2）。
1948年徐铁良在《论评》上发表《“秦岭弧”构造之我见》（13卷1-2）。
1948年孙殿卿、徐煜坚在《地质论评》上发表《豫皖边境长山一带东西向构造带与南北向构造线之反接现象》（13卷1-2）。
1948年李春昱在《地质论评》上发表《褶皱现象和动力来源的关系问题》（14卷4-6）。
1949年梁文郁在《地质论评》上发表《祁连山西段之近代运动》（14卷4-6）。
1948年李四光发表《新华夏海之起源》（第18届国际地质大会上的论文集，第53-62页，《地质论评》13卷5-6）。
1949年李四光发表《中国的造山历史和构造轮廓》（第7届太平洋科学会议录第2卷，26-44页，新西兰出版）。
总之，从以上所述，中国地质学家经过半个世纪以来对造山运动，特别是燕山运动倾注过大量精力的研究，取得新的认识。燕山运动（Yanshanian movement），翁文灏于1927年以燕山为标准地区创名，原义代表侏罗纪末期，白垩纪初期产生的不整合、火成岩活动和成矿作用。1929年翁文灏又将燕山运动划分为A.B两幕，分别代表前髫髻山组、前王氏组的不整合。丁文江（1929年）把燕山运动分为三幕，其中把晚三叠世瑞替克期后的印支运动称为燕山运动的第一幕。谢家荣（1936年、1937年）将燕山运动分为五期，分别以前门头沟组、前九龙山组、前东邻台组、前坨里组、前长辛组的不整合或假整合为代表。李四光（1939年）在燕山运动名下分为六个幕，它从中三叠世末，一直延续到白垩纪末。张文佑等（1941年）将燕山运动包括宁镇、兴安、闽浙三次地壳运动。黄汲清（1945年）认为谢家荣的燕山运动第一幕应属印支旋回，并将北京西山区的燕山运动分为前九龙山组与髫髻山组、前坨里组、前长辛店组三个幕。后来（1960年）黄汲清又将中国东部的燕山运动分为五期，并认为燕山运动是中国东部、苏联远东和西伯利亚的主要造山运动，甚至波及到中国西部。李春昱（1948—1951年）把燕山运动只作为侏罗纪晚期，或侏罗纪末、白垩纪初的一个幕，后来（1964年）他又将其限定是侏罗纪—白垩纪间的地壳运动。赵宗溥（1959年、1963年）先后将中国东部的燕山运动划分为三个和六个造山幕，并认为此运动延续到始新世。
燕山运动为整个侏罗纪、白垩纪期间广泛发生于我国全境的重要构造运动，主要表现为褶皱断裂变动、岩浆喷发侵入活动及部分地带的变质作用；在不同的构造部位，燕山运动的强度表现形式有着明显的差别，如就我国东部以至整个西滨太平洋带来说，燕山期的构造变动与岩浆活动有着愈向太平洋方向愈加强烈的演变规律。燕山期的地壳运动与构造变动具有长期性与多幕性相统一、渐进与激化相交替的特点，与此相应，燕山期的岩浆喷发与侵入活动具有多期次性的特点。燕山期为我国重要的形变期与成岩、成矿期，也是我国基本构造格架的形成期与改造期。目前看来，燕山运动不仅为我国的重要地壳运动，而且这一时期地地壳运动对整个环太平洋带以及部分特提斯带等都有着重要的影响，因而燕山运动应属洲际性的重要构造运动。
【说明】以上主要内容取录自《地质辞典》（一）392页，地质出版社，1983年。
根据最近，中国地质学院研究员董树文先生对“燕山运动”的定义进行了重新厘定，并发表《“燕山运动”新定义重塑东亚大陆构造演化史》专题，有关专家认为，这项研究重塑了东亚大陆构造演化历史，重新厘定了燕山运动的定义，是我国近年来中新生代构造演化研究的新成果，深化了对东亚大陆力学过程的新认识。
“燕山运动”是翁文灏先生1927年在东京泛太平洋科学大会上最早命名的，作为陆内造山的典型记录，“燕山运动”已经成为中国地质学家对世界地质科学理论贡献的经典。几十年来，燕山运动的概念在我国广泛应用，并在构造运动波及范围、精细过程与定年和动力学起因等方面不断发展和进步。但在学界也明显存在许多，甚至根本性的分歧。但董树文先生在文中表示：
“随着近年华北地块周边和中国东部构造地质研究的重要进展和高精度同位素测年数据的累积，以及东亚深部地球物理探测计划的实施，我们能更加全面审视侏罗纪构造演化及其区域动力学机理，从多层面诠释燕山运动的内涵及其动力学本质。”
根据董树文的研究，在1.65亿年中—晚侏罗世前后，东亚构造体制发生了重大转换，西伯利亚板块向南、太平洋板块向西、印度洋板块向北东同时向中朝板块汇聚，形成了以陆内俯冲和陆内多向造山为特征的“东亚汇聚”构造体系。在这一过程中，晚侏罗纪大陆内汇聚，导致岩石圈急剧增厚，随之引发早白垩世岩石圈垮塌和大规模岩浆火山作用，中侏罗纪燕辽生物群向早白垩世热河生物群发生更替，成为中国大陆和东亚重大构造变革事件，这是燕山运动的基本内涵。
据了解，燕山运动时期是我国最重要的成矿期，伴随着大规模构造运动导致岩浆侵入—火山爆发作用，约80%的大中型金属矿床在这一阶段形成。同时构造作用形成地质环境的巨变导致燕辽生物群的更替，“燕山期”也成为生物进化的激变期。因此“燕山运动”在我国甚至在东亚具有特殊的地质意义，是全球中生代构造演变的重大事件。
【致谢】有关上述引文，参考了中国地质科学院网站。
I. 中国大陆地震构造及现今地球动力学若干问题
叶洪陈国光郝重涛周庆
（中国地震局地质研究所，北京100029）
摘要在现今地球动力学体制下，中国大陆板块内部的构造活动表现为6个各具特色的构造运动及内部变形的一级块体（青藏块体、甘新块体、东北块体、华北块体、华南块体及东南沿海块体。中国大陆地震活动与现代构造运动受制于特提斯－喜马拉雅构造带及西太平洋构造带两方面的影响。中国大陆西部现代构造运动的力源主要来自印度板块与欧亚板块的碰撞，而中国大陆东南地区及东北地区则主要分别受菲律宾海板块及太平洋板块的影响。华北的情况比较复杂，太行山以西的华北西部以特提斯－喜马拉雅构造带的影响为主，郯庐带以东的华北东部以西太平洋构造带影响为主，介于以上两者之间的华北中部地区可能是两种影响混杂的过渡地带。大陆板内各个块体之间的边界在很多段落上表现出弥散性变形的特点，它们之间的相对运动幅度是有限的，这些都与岩石圈大板块之间的相对运动及变形方式有很大不同。在上述块体内部，应变能的释放主要沿着原有的构造软弱带进行。在中国大陆东部的各个块体内古裂谷或被动大陆边缘的地壳颈化带是最重要的构造软弱带。而在中国大陆西部，一些古生代以来褶皱带的主边界断裂或主中央断裂仍是当地主要的构造软弱带。大地震往往沿着上述构造软弱带成带状分布。板内大地震复发间隔的统计结果表明，中国大陆板内块体运动及变形的速率比板块边界要小一到两个数量级，这对板内块体运动学模型是一个重要的限定。
关键词地震构造地球动力学中国大陆
1引言
从本世纪初阿尔冈（E.Argand）最早提出喜马拉雅大陆碰撞的设想算起，中国大陆地球动力学问题的研究已经经历了中、外学者好几代人的努力。到目前为止，这仍是世界上地球动力学研究的一块热土。各种科学基金及国际协作组织争相立项，各国地球科学家纷至沓来，都想在中国大陆内部地球动力学的研究中占有一席之地。
中国大陆的这一科学魅力首先来自于它在全球构造格架中所占的独特的构造位置（图1）。从全球构造的角度看，中国大陆正好处在目前世界上最大的两条全球规模巨型挤压构造带：特提斯－喜马拉雅构造带与环太平洋构造带的接合部位。特提斯－喜马拉雅构造带代表着全球规模南、北大陆的聚敛与碰撞，它横贯欧、亚、非三洲自西向东延伸，在中国大陆内部东经104°附近嘎然终止。这一巨型构造在这里的突然收尾，显然是因为受到了近南北向西太平洋构造带的阻挡，在这里它的巨大的近南北向压缩变形必须以某种方式与西太平洋边缘近东西向板块聚敛运动影响下的中国大陆东部构造变形相协调。
图1中国及邻区现代板块及板内运动示意图
中国大陆地质的另一个重要特点是它本身的复杂拼合结构。中国大陆既不同于典型的北大陆地块（如西西伯利亚、俄罗斯），也不同于典型的南大陆地块（如非洲、澳大利亚、南美等）。它是由部分北大陆碎块、部分南大陆碎块以及若干位于南、北大陆之间的小陆块拼合而成的。在漫长的拼合历史过程中，围绕着相对比较刚性的古陆块形成了大量相对比较韧性的不同年龄褶皱带。
中国大陆基底这种软硬相间的拼合结构，加上上述两个超级构造动力学系统在这里的强烈对抗与相互协调，必然使其现代构造运动及变形表现出独特的复杂性及多样性。中国大陆内部一系列令世人瞩目的现今地球动力学现象就是在这样的构造背景下发生的。例如：青藏高原的快速隆升、缩短、地壳增厚及向东挤出；天山、阿尔泰山的再生隆起与塔里木、准噶尔盆地边缘的快速沉降；华北一系列新生代裂谷盆地的拉开与迁移；华南地块的持续缓慢隆升及东移；菲律宾海板块与欧亚板块在台湾东部斜向碰撞及其在中国东南沿海引起的挤压剪切变形等，这些都与在现今地球动力学体制下中国大陆内部软硬相间块体间的相对运动有关。这些热点课题的研究不仅具有区域性意义，而且对于认识整个地球大陆岩石圈构造行为及变形机制具有普遍意义。
地震构造分析历来是研究现今地球动力学的一个重要途径，从构造地质学的角度来看，地震就是岩石圈构造变形过程中的破裂－错动事件。目前已有日趋成熟的地震地质学及地球物理学方法可对地震与构造的关系进行系统研究，包括各次地震的构造力学背景、震源破裂过程以及地震活动在最近地质历史时期的时空分布规律等。这些研究成果对认识大陆内部现今地球动力学过程，特别是大陆内部块体相对运动及块体内部变形无疑具有十分重要的意义。
近十多年来，配合联合国国际减灾10年计划，我国在地震区划、重大工程及城市地震危险性分析等方面开展了广泛的工作，这些工作涉及到地震构造方面的一系列基础研究。由此产生的大量研究成果，是我们进一步认识中国大陆现今地球动力学过程的新的基础。在本文中，作者想应用近年来在地震区划及工程地震工作中积累与收集到的各种地震活动性、震源机制、古地震、大地震地表破裂及形变带等资料，对中国大陆地震构造特征作一次再分析，在此基础上，从地震构造的侧面对中国大陆现今地球动力学研究中大家关心的某些问题作概要的讨论。
2中国地震构造分区及大陆板内块体
地震的空间分布曾是确定现代岩石圈板块边界的重要依据，同样，大陆板块内部现代构造运动的块体性，在地震的空间分布上也有相应的反映。但是，由于板内地震分布的弥散性，情况比较复杂，研究方法也应有所不同。对于岩石圈板块，一般根据巨型地震带的展布，就可以相当明确地划分板块边界，而对于板内块体，除了需要考虑地震空间分布外，还需要更多地从地震构造的区域特点上去进行分析，也就是首先需进行地震构造分区。
根据地震空间分布及地震构造的区域性特点。我们将中国划分为以下10个地震构造区（图2）：甘新地震构造区、青藏地震构造区、喜马拉雅地震构造区、东北地震构造区、华北地震构造区、华南地震构造区、东南沿海地震构造区、台湾中西部地震构造区、台湾东部地震构造区、南海地震构造区。
上述10个地震构造区中，有两个地震构造区，即喜马拉雅地震构造区及台湾东部地震构造区分别与喜马拉雅板块碰撞带及台湾东部板块碰撞带相对应。另有两个地震构造区，即台湾中西部地震构造区及南海地震构造区，可看作是板缘及板内构造区的过渡。其余的6个地震构造区则具有板内地震构造区的性质。
将这6个板内地震构造区的位置与前寒武纪结晶基底的分布进行对比，可以看出，上述板内地震构造区大多都是以一两个前寒武纪古陆块为核心，古陆地之外，一般围绕着古生代以来的褶皱带。例如：华北地震构造区是以著名的中朝地台为核心的；东北地震区以松嫩地块为核心，周边为古生代褶皱带；华南地震构造区以扬子地台西部为核心，东侧围绕有古生代褶皱带；东南沿海地震构造区大致以华夏古陆块为核心；甘新地震构造区由塔里木地台、准噶尔地块以及发育其间的古生代褶皱带组成；青藏地震构造区的情况比较特殊，它主要是由古生代以来各个时代的褶皱带组成，但其中夹杂着一系列较小的古陆块，如：柴达木地块、羌塘地块、冈底斯地块、松潘－碧口地块等。上述各个地震构造区具有各自独特的现代构造应力场特征、地壳变形和地震能量释放方式以及块体运动方向。因此应被看作是在现代构造运动体制下中国大陆板内的一级块体。
图2中国震中分布及地震构造分区
Ⅰ—甘新一级地震构造区；Ⅱ—青藏一级地震构造区；Ⅲ—喜马拉雅地震构造区；Ⅳ—东北一级地震构造区；Ⅴ—华北一级地震构造区；Ⅵ—华南一级地震构造区；Ⅶ—东南沿海一级地震构造区；Ⅷ—台湾中西部地震构造区；Ⅸ—台湾东部地震构造区；Ⅹ—南海地震构造区
这些大陆板内块体的边界一般沿袭先存的断裂带或古陆块缝合线发育，但并不一定与前期构造单元的边界完全吻合。
与板块边界的情况不同，板内块体边界的地震活动性在许多段落上表现出明显的弥散性，地震活动的强度也很不均匀。依据地震活动性的强度及分布特点可以将板内一级块体的边界分为三种类型：
（1）线性快速运动边界。例如青藏块体北边界，沿着阿尔金断裂、祁连山山前断裂发生大规模走滑运动，地震密集分布，这类板内块体边界，类似于板块边界，边界两侧块体间的相对运动速率较大，最大可达到1cm/a左右的量级。
（2）弥散型运动边界。例如青藏块体东缘及华北块体与华南块体边界的西段，地震沿着多条断裂呈宽带状分布，块体间的相对运动，总体来说可能有相当大的幅度，但位移不是沿着一、两条主干断裂发生的，而是通过有相当宽度的弥散型变形（distributed deformation）来实现的。
（3）微弱运动边界。例如华北块体与东北块体的边界，华北块体与华南块体边界的东段，华南块体与东南沿海块体之间的边界，地震活动性不强，块体间的相对运动微弱。
板内块体边界地震活动的这些特征说明大陆板块内部块体的相对运动与板块间的运动相比，在活动强度与方式上均有很大差别。
3中国大陆板内一级块体运动模型
在现今地球动力学体制下，中国大陆内部的各个板内块体，都以各自不同的方式进行着相对运动及内部变形调整[25]。地震的震源机制解及大地震所产生的地表破裂带为研究大陆内部现代构造应力场及块体构造运动模型提供了重要依据（图3、图4）。根据我国大量地震震源机制解[5]及50多个大地震的地表破裂带[3,4,23,27～29,31～36]，我们对大陆内部块体的现代构造运动得到如下认识：
中国西部受印度板块推挤向北运动，总的来说表现为近南北方向的地壳压缩变形并相对于中国东部向北作右旋扭动。其南部的青藏块体内主要是由古生代以来各个时代的褶皱带组成。虽然内部及边缘有小块古陆块卷入，但总的来说比较韧性，因此，内部变形调整量较大，整个块体发生强烈压缩变形，地壳加厚，地面隆升。由于它处在特提斯－喜马拉雅构造带的尾部，南北向挤压具有明显的不对称性，其西侧的挤压强于东侧的挤压，造成青藏块体在向北运动过程中同时向东呈喇叭型挤出，其北部向北东东方向运动，其南部向南东东方向运动。位于青藏地块以北的甘新块体主要由刚性较强的古陆块组成，在古陆块之间夹持着相对比较韧性的褶皱带。在青藏块体的推挤下，甘新块体向北运动，现代构造应力场主压应力方向近南北向，内部变形调整主要表现为古陆块间的褶皱带的压缩变形与地壳增厚，致使原来已经夷平的天山、阿尔泰等古生代褶皱带上升形成再生山脉。
图3中国地震震源机制解
图4中国大地震地表破裂带
中国大陆东部的基底由松辽、华北、扬子、华夏等古陆块及围绕着这些古陆块的古生代至早—中生代褶皱带组成。以上述古陆块为核心，自北向南形成东北块体、华北块体、华南块本及东南沿海块体，其中受西部动力学过程影响最大的是华北块体。华北块体的西部现代构造应力场主压应力方向为北东东向。受甘新块体及青藏块体向北及北东方向运动的影响，沿着近南北及北北东方向的断层发生右旋张扭运动并在尾端形成北东或近东西向的拉张盆地。这一运动形式在太行山以西表现得最为典型，并可部分影响到郯庐带以西的华北中部地区。郯庐带以东的华北东部地区现代构造应力场主压应力方向为近东西向，地震断层往往表现为北东及北西两组共轭剪切断层的活动，这一情况与华北西部地区的以北北东向右旋扭动为主的张扭性活动方式明显不同，说明华北东部地区的现代构造活动主要是受西太平洋边缘板块运动的影响。震源机制结果还表明：这一来自西太平洋边缘构造带的影响可以越过郯庐带影响到华北中部地区。因此位于太行山以东及郯庐带以西的华北中部地区是受东西两种影响混杂的过渡地带。以华夏古陆残块及沿海晚古生代，早中生代褶皱带为基底的东南沿海块体明显受到菲律宾海板块吕宋弧与台湾陆壳碰撞的影响，现代构造应力场主压应力方向为北西西向，沿海有一系列等间距排列的北西－北北西向张扭性断裂及北东东向压扭性断裂，北东走向的山地缓慢隆起，地震活动强度从沿海向内陆海逐渐减弱。位于东南沿海块体与青藏块体之间的华南块体其西半部基底为扬子古陆块，东半部基底由加里东褶皱带组成。在东南沿海块体及青藏块体的东西两侧挤压下缓慢隆升，现代构造应力场主压应力方向也为北西向，但现代构造活动较弱，是中国大陆地震活动强度最低的块体。东北块体的基底为松嫩古陆块及其周围的褶皱带，受太平洋板块俯冲及日本海小板块反向俯冲的影响，现代构造应力场主压应力方向为近东西向。
4大陆块体内部变形及应变能释放方式
4.1块体内部构造软弱带
地震的空间分布表明中国大陆板块内部应变能的释放除了沿着上述板内一级块体的边界进行外，还有相当一部分是在块体内部沿着各种先存的构造软弱带进行的。当先存的构造软弱带方向与现代构造应力场最大剪应力方向相近时，具有最大的活动性。
中国大陆东部的前寒武纪古陆块特别是华北地块，在中、新生代时期曾普遍遭受过裂谷作用的改造。在裂谷强烈扩张时期，沿着裂谷带上地幔软流圈上拱，地壳减薄，形成地壳颈化地带[17]。地壳颈化带是中国大陆东部重要的构造软弱带，华北的板内大地震大多沿着这些地壳颈化带展布。例如，汾渭带、银川－河套带、华北平原带、郯庐带中段等。东南沿海最重要的一条地震带——广东滨海地震带，则与南海第三纪扩张时形成的被动大陆边缘地壳颈化带有关。
在中国大陆西部，一些晚古生代或中生代褶皱带的主边界断裂或主中央断裂仍是当地最重要的构造软弱带，许多大地震沿着这些地带分布。
4.2块体内部主要变形方式
4.2.1走滑及共轭剪切网络
从地震震源机制及大地震地表破裂及变形带上可以看出，走滑断层作用是中国大陆板内地块内部最常见的变形方式。无论是中国东部地区还是西部地区，大部分地震都是以走滑错动分量为主的。走滑一般沿着那些与现代构造应力场的最大剪应力方向相近的原有构造软弱带发生。由于最大剪应力是成对出现的，因此在适当的条件下会形成各种规模的共轭剪切网络。例如，在华北地块的中部，主压应力方向以北东东向为主，地震大多沿着北北东向古近纪古裂谷地壳颈化带及北西西向古裂谷横向断裂发生，形成锐角指向北东东的共轭剪切网络。在东南沿海地块存在着锐角指向北西西的较小规模的共轭剪切网络。
4.2.2走滑拉分
走滑断层引起的尾部拉张或错列部位拉张，是中国大陆东部地区常见的另一种块体内部变形方式。中国大陆东部有一部分地震的震源机制解具正断层性质，它们都是由走滑拉分引起的。特别是华北地块的西部，因受到青藏地块向东北方向的推挤，沿着北北东方向及近南北向的右行走滑断层发育一系列北东走向至近东西走向的走滑拉分盆地。这些盆地的边缘及内部主要断层大多以正断层或正－走滑断层为主。例如图3所示河套盆地1979年五原地震，即是典型的正断层。
4.2.3逆冲及地壳缩短
在中国西部，除了走滑断层引起的地震外，尚有相当一部分地震是由逆冲断层引起的。例如图3所示的1963年乌恰地震、1965年乌鲁木齐地震、1969年乌什地震，以及1985年乌恰地震等。地震资料还表明，在中国西部即使是走滑断层性质的地震也往往都含有逆冲断层的分量。由此可见，逆冲作用以及与此相伴的地壳缩短作用在中国西部板内地块内部的变形中起了重要作用。可以这样说，在中国西部，板内块体内部变形及应变能的主要释放方式是走滑加逆冲，而在中国东部，则是走滑加拉分，两者形成明显对比。
4.2.4块体旋转
近来块体旋转在大陆板内块体运动及内部变形中所起的作用日益受到重视。一些研究结果曾指出华北地块西部的鄂尔多斯块体存在着反时针旋转。另一些研究结果则指出在青藏地块的东缘，存在着一系列北西向小地块的顺时针旋转。我们设想由于板内块体运动受到周围环境的限制，不可能像岩石圈板块那样作大幅度的平动，因而往往需要用块体转动来调整各自的位置及释放应变能量。
著名的“南北地震带”沿着特提斯－喜马拉雅构造带收尾的部位展布。它是中国西部大陆相对于东部大陆作右旋扭动的结果。沿着南北地震带，发生较多的块体旋转不是偶然的，它说明块体旋转可能在调节中国西部及东部这两个截然不同的构造变形区方面，起了相当重要的作用。由于西部大陆相对东部大陆作右旋扭动，因此南北地震带以西的块体转动多为顺时针方向，其以东的块体旋转多为反时针方向。
5大地震复发周期与板内块体运动及内部变形速率
近十多年来迅速发展起来的史前地震研究对现有地震资料是一个极有意义的补充与外延，它不但大大拓宽了我们对地震空间分布的视野，并且使我们对地震事件在最近地质历史时期的时、空分布规律开始获得某些认识[24,26]。
我国现在通过野外地震地质考察发现并进行过年代测定的全新世史前地震遗迹已达近百处[6]。在很多地方通过详细的槽探工作，证实了史前地震事件的多次重复，并采用14C，热释光，ESR等多种测年手段估算了大地震的复发间隔。
从表1列出的史前地震复发间隔时间可以看出，青藏块体及其周边大地震的复发间隔一般在1000～2000a；甘新块体大地震的复发间隔约为2000～3000a；华北块体的大地震复发间隔一般为2000～5000a或更长，这与板缘地震带大地震复发间隔仅为100～200a相比，相差了一到两个数量级，这一事实与上面提到的板内块体边界运动的弥散性及微弱性均表明大陆板内块体的相对运动速率及规模是有限的。在周边板块的推挤下，中国大陆内部块体之间存在着一定幅度的相对运动，并以此来调节板块间的运动，但是否像某些外国学者所认为的那样普遍存在水平运动年速率高达厘米级的大陆挤出运动（continental escape），看来是很值得商榷的。
表1中国大陆史前地震事件重复间隔
从大震复发间隔的时间来看，可以认为在中国大陆内部年速率达厘米级的板内块体水平运动是很个别的。板内一级块体的边界及内部主要活动断裂一般具有毫米级的水平运动速率，西部较高、东部较低。同时在中国大陆东部相当普遍地存在着低于毫米级的缓慢或极缓慢板内断裂活动。需要指出的是，在这里“缓慢”或“极缓慢”仅只是相对于板缘的活动速率而言的。这些“缓慢”或“极缓慢”的板内断裂活动同样可以造成破坏性地震的发生并留下各种构造形迹，只不过其复发周期相对较长，时间非线性特征更加复杂而已。而这，正是板内地震预报及工程地震安全性评价的难点之所在。
6结语
地球动力学研究的进展，在很大程度上依赖于观测技术的发展。在某种意义上甚至可以说，有什么样的观测技术，就会有什么样的地球动力学。
尽管近十多年来，人们在深部探测、地球物理资料解释、空间技术的应用、地球化学及地质测年技术方面取得不少重要进展。但是应该看到，就整体而言，我们对地球深部的探测能力及对地质历史的追溯能力目前仍然是相当有限的。存在着许多观测能力上的“盲区”及“模糊区”。在这种情况下，目前的不少推断与解释（包括本文中提出的一些认识）只具有阶段性的意义，其中有一些日后可能被证实为不充分资料基础上的误解。
在未来的一二十年内，地球动力学研究能取得多大进展不完全取决于地球科学家的努力，它在很大程度上还取决于人类整体科学技术水平所能提供给地球科学家的技术支持能力。不过，作为一个地球科学家也不应该仅仅只是等待别的学科的发展给自己带来新的“技术利剑”，而应该主动地到别的学科的武器库中去寻找，应该主动跟踪别的学科的技术发展前沿，或者再加上自己的“创意”，组装出地球科学新一代的“干将”与“莫邪”。
致谢本论文是在国家自然科学基金项目（编号49572155）及中国地震局重点项目（编号85-07-01及95-05-02）的支持下完成的。作者感谢丁国瑜、马宗晋、汪一鹏、邓起东、张裕明、时振梁、高维明，多年来在地震地质工作中给予的各种支持与帮助，感谢北京大学钱祥麟老师在中国区域构造及大陆结晶基底方面给予的热情指教。此外，周永东、杨文龙、张华等曾在不同程度上参与本项工作，在此一并致以诚挚谢意。
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J. 青藏高原北缘及其邻区中新世构造变形及其成矿作用
新疆以“三山夹两盆”为典型的地貌构造格局（图2-6-1），阿尔泰、天山与青藏高原北缘的昆仑-阿尔金山组成了中国西部宏伟的山系，呈现明显的正地形；其间以准噶尔、塔里木两盆地为代表，呈明显下陷的负地貌。现有研究资料表明，这种地貌构造格局是新疆新生代构造运动的结果。
图2-6-1 中亚地区地貌及其主要断裂分布简图
①伊犁盆地；②费尔干纳盆地；③锡尔达林；④楚萨雷苏；⑤卡兹库姆
从总体上分析，新疆的三大山系，除山间的盆地外，新生代构造活动都很强烈，两大盆地，即塔里木盆地和准噶尔盆地新生代构造运动相对不强（图2-6-2），根据砂岩型铀矿成矿条件分析，塔里木盆地、准噶尔盆地属于砂岩型铀矿有利的成矿区域，天山的一些山间盆地，如伊犁盆地、吐哈盆地、库米什盆地等，由于新生代构造活动相对也比较弱，也是有利的成矿区域，并在这些盆地已经发现多处矿床或矿化点。
图2-6-2 新疆SN向地貌构造剖面图
本书主要是探讨分析新生代构造运动及其对砂岩型铀矿成矿的控制作用，强调了中新世期间发生于青藏高原北缘及其邻区的构造变形及其与砂岩型铀矿成矿的关系；着重叙述了伊犁盆地南部、准噶尔盆地北部顶山地区和塔里木盆地的新生代构造运动特征及其对砂岩型铀矿的控制作用。
开始于大约65Ma左右印度与亚洲大陆的碰撞及其随后的陆陆汇聚作用是新生代亚洲大陆最为重要的构造事件，控制了中国西部乃至亚洲大陆新生代的构造变形。Stock和Molnar等（1988）根据印度洋海底的磁异常条带，计算分析了印度大陆新生代不同时期的古纬度，推算了印度大陆向北运动的速度；根据古地磁测量结果，Chen等（1993）和肖序常等（2000）推算了拉萨地块、羌塘地块等古纬度的位置，进而估算了地壳的缩短量。其结果揭示出印度与亚洲大陆之间在新生代期间的汇聚速率的变化，指示了青藏高原的变形存在阶段性特征。
本书主要根据青藏高原北缘及其邻区的一些地质资料（图2-6-1），简单回顾了发生于中新世的构造变形事件，并初步探讨了该期构造事件对中国西部成矿作用的影响。
一、青藏高原南部及其北缘山脉
南中国海（莺歌海）、中国东海和孟加拉海湾冲积扇等海洋钻探结果显示，中新世早期新生代沉积速率突然加快，根据稳定同位素示踪结果，显示了青藏高原中南部在中新世早期（25～20Ma）出现了快速的隆升-剥露。磷灰石裂变径迹测年结果显示出青藏高原北缘的阿尔金山脉-昆仑山脉在渐新世开始抬升-剥露，中新世早期山脉隆升速率加快；柴达木盆地红三旱剖面磁性地层学研究结果，揭示在渐新世晚期-中新世早期（28～26Ma）期间，沉积速率加快，推测青藏高原北缘在中新世早期发生了一期次重要的构造事件；盆地沉积-构造变形分析，结合古构造地貌复原，揭示出阿尔金断裂带在渐新世晚期-中新世期间发生了断裂位置的迁移事件；根据沉积学野外实地测量以及室内统计分析，揭示了阿尔金山北西前江尕勒萨依盆地新生代沉积物质的粒度在中新世早期（25Ma）发生急剧变粗，地层中砾岩层比例明显增加，砂岩碎屑物质成分发生突变，沉积相、沉积环境发生突变，反映了源区地貌和构造性质的改变，指示了源区的快速隆升和剥露事件的发生；江尕勒萨依盆地内新生代沉积物质中碳酸盐胶结物的δ14C和δ18O值测试结果，推断高原北缘气候在中新世早期（25～23Ma）发生了变化，指示了高原经历了一期快速的隆升。
二、塔里木盆地
现今的塔里木盆地的地势为西高东低，然而岩相古地理复原分析表明（图2-6-3、图2-6-4），塔西南一带在渐新世期间仍然存在海相地层，而东部当时主要为陆相地层，显示出当时地势为东高西低（图2-6-3）；随着印亚大陆的汇聚闭合，帕米尔构造结形成，海水自渐新世晚期开始往西退出盆地，盆地内部不再发育海相地层，在塔西南一带，出现山麓磨拉石沉积，在盆地的东部的满加尔凹陷、库车凹陷等地，中新世则为湖相地层（图2-6-4）；上述分析表明，塔里木盆地地势从东高西低转变为西高东低，开始发生于中新世早期，可能直到在中新世末才完成。
图2-6-3 塔里木盆地渐新世古地理略图
（据新疆古地理图集修编）
1—半闭塞—闭塞台地相带；2—沿岸滩坝相带；3—潮坪-湖相带；4—山麓堆积相；5—河流相；6—咸湖相；7—河湖相；8—粗碎屑沉积；9—碎屑沉积；10—膏泥沉积；11—泥质沉积
三、天山山脉
Hendrix等（1994）的磷灰石裂变径迹测试结果揭示出天山山脉（中段）在中新世早期（25Ma）发生了快速的隆升剥露作用；西天山地区、博格达地区磷灰石的裂变径迹测试及其模拟分析，同样也揭示出西、东天山山脉在中新世早期（25～24Ma）经历了快速的剥露作用；伊犁盆地为发育于天山造山带内部的山间盆地。钻孔和野外实地踏勘证实，在伊犁盆地内部中-新生代地层间存在多个不整合面，代表了多期次构造变形事件的存在；其中最为重要的一期构造是发生在中新世早期的一期构造活动，在伊犁盆地的南部和北部都有发育，以达拉地剖面最为典型，表现为由侏罗系-白垩系组成达拉地向斜构造被上新统不整合覆盖；在伊犁盆地的东麻扎一带，中新统直接不整合覆盖在褶皱变形的二叠纪火山岩之上。
图2-6-4 塔里木盆地中新统沉积相图
（据新疆古地理图集修编）
Ⅰ—冲积扇相；Ⅱ1—辫状河亚相；Ⅱ2—河流冲积平原亚相；Ⅲ—间隙性湖泊相
四、准噶尔盆地
在准噶尔盆地北部顶山地区，始新世—渐新世乌伦古河组表现为一套半潮湿-半干旱气候条件下的河流-冲积扇沉积体系，而中新世索索泉组则为极端干旱、炎热条件下的内陆沼泽、湖泊条件下的沉积物质；我们利用岩层中钙结核的δ14C和δ18O值测试结果，估算C3-C4生态系统，发现该区在中新世早期C4植物类型突然增加，也反映出古气候、古环境的突变（图2-6-5）；西准噶尔成吉思汗山脉、萨吾尔山和东准噶尔的克拉麦里山花岗岩的磷灰石裂变径迹测试结果，推测山脉的剥露发生于白垩纪-古近纪，但是磷灰石温度-时间反演模拟分析，揭示出山脉的中新世早期构造剥露事件的存在。
五、中新世火山活动
第四纪火山活动在青藏高原及其北缘十分发育，天山造山带内仅在西天山的托云盆地内受费尔干纳断裂带控制，发育有火山活动；在北疆其他地区，仅在阿尔泰青河乔夏哈拉有第四纪玄武岩喷发，Ar-Ar法测年结果为（17.59±0.05）Ma。稀土和微量元素测试分析结果，揭示了该玄武岩具有大陆溢流玄武岩的特点。该火山活动可能体现了青藏高原北缘、塔里木盆地及天山等地中新世早期构造变形事件的远程效应。
图2-6-5 准噶尔盆地北部新生代地层中C4植物类型比例图
六、中新世成矿作用
在青藏高原南部、东南部第四纪成矿作用十分重要，已经发现了多条重要的成矿带，如三江成矿带、雅鲁藏布江成矿带；在高原北缘，由于自然条件所限，第四纪成矿作用研究程度严重不足。
在中亚地区，砂岩型铀矿的大规模成矿作用主要发生在新生代。在哈萨克斯坦的楚萨雷苏、锡尔达林和乌兹别克斯坦的中央卡兹库姆等地区，都发育有新生代期间形成的巨型铀矿集中区；在我国伊犁盆地南缘、吐哈盆地西南缘，也已经发现了多个可地浸砂岩型铀矿床，在伊犁盆地南缘的库捷尔太已经建立了我国第一个地浸砂岩型铀矿采矿基地。现有测年数据表明，伊犁盆地南缘砂岩型铀成矿年龄主要发生于中新世以后。野外地质调查发现，中新世早期的构造变形对伊犁盆地南缘砂岩型铀矿成矿的控制作用十分重要：中新世早期的褶皱变形导致了成矿目的层（侏罗系含煤地层）在盆地南部发生倾斜，使盆地南部构成稳定的斜坡带，形成了完善的地下水补-径-排体系，为长期大规模的成矿作用提供了构造环境。此外，矿石U-Pb法测年结果，表明吐哈盆地哈密凹陷西南缘在中新世早期（28Ma）也发生了一期重要的铀成矿作用。
七、小结
总之，发生于中新世早期的构造变形在青藏高原北缘及其邻区十分普遍，其动力来源应该来自于南侧印度板块与亚洲大陆的碰撞和汇聚作用，与两大陆之间汇聚速率的变化有关；但是由于存在地域上的差异，构造事件发生的时间也存在差异，往北变形发生的时间变年轻；该期的构造变形导致了青藏高原北缘山脉出现了第一次的快速隆升和剥露，使天山山脉经历了一期快速的剥露作用，也导致了塔里木盆地地貌地势的改变，及其相伴随的塔里木、准噶尔盆地的气候变化，促使了新疆“三山夹两盆地”地貌构造格局雏形的形成；与此同时，该期构造变形对我国西部砂岩型铀矿成矿的控制作用十分显著，中新世也成为我国新疆中新生代盆地内砂岩型铀矿大规模成矿作用的起始时间。
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（陈正乐，宫红良，李丽）