地质力学学报  2019, Vol. 25 Issue (5): 820-826
引用本文
赵越, 闫纪元. 青藏滇缅印尼歹字型构造再认识[J]. 地质力学学报, 2019, 25(5): 820-826.
ZHAO Yue, YAN Jiyuan. REDISCOVERING OF THE QINGHAI-TIBET-YUNNAN-BURMA-INDONESIAN η-TYPE STRUCTURE[J]. Journal of Geomechanics, 2019, 25(5): 820-826.
青藏滇缅印尼歹字型构造再认识
赵越1,2 , 闫纪元1,2     
1. 中国地质科学院地质力学研究所, 北京 100081;
2. 自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室, 北京 100081
摘要:青藏滇缅印尼歹字型自中新世中期澳大利亚板块与东南亚大陆开始碰撞逐渐形成。上新世早期演化成为具有统一形变、运动和动力体系的构造。其与澳大利亚以及西南太平洋地区的连环式旋卷构造是一个构造整体,可以归入一个构造体系。探索认识这一巨型构造体系因其与青藏高原构造地貌的演变,全球大洋温盐环流的重大调整密切相关。其导致了区域乃至影响了全球的气候环境剧变。认识李四光教授的科学思想和构造体系需要沿着其思想脉络,从更广阔的范围和科学发展的前沿思考和探索。
关键词青藏滇缅印尼歹字型    构造体系    中期中新世    早期上新世    东南亚    澳大利亚    
DOI10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.05.067     文章编号:1006-6616(2019)05-0820-07
REDISCOVERING OF THE QINGHAI-TIBET-YUNNAN-BURMA-INDONESIAN η-TYPE STRUCTURE
ZHAO Yue1,2 , YAN Jiyuan1,2     
1. Institute of Geomechanics, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100081, China;
2. Key Laboratory of Paleomagnetism and Tectonic Reconstruction, Ministry of Natural Resources, Beijing 100081, China
Abstract: The Qinghai-Tibet-Yunnan-Burma-Indonesian η-type structure was gradually shaped from Middle Miocene when the earliest collision between the Australia plate and the Southeast Asia blocks began. This tectonic system has been formed since Early Pliocene with a unified deformation, motion and dynamical system. It belongs to a huge tectonic system with the serial vortex structures extending from southeastern Asia to Australia and the southwestern Pacific. Rediscovering of this tectonic system is because of that it is closely related to the tectonic geomorphic evolution of Tibet Plateau and the significant adjustment of the global ocean thermohaline current which caused to regional and even global climate change. To understand Professor J.S.Lee's scientific thought and his tectonic system theory needs to think and explore from a broader scope and the frontier of scientific development along the essence of his thought.
Key words: Qinghai-Tibet-Yunnan-Burma-Indonesian η-type structure    tectonic system    Middle Miocene    Early Pliocene    Southeast Asia    Australia    

1935年李四光教授应邀到英国伦敦、剑桥、牛津、都柏林、伯明翰等八所大学和机构讲中国地质学(The Geology of China)[1]。这是中英地质和科学交流的重要事件,自然杂志曾报道李四光教授的讲学[2]。之后,应英国地质界友人的要求,李四光教授将中国地质学讲稿整理,1939年由杜马·摩尔第公司(Thomas Murby Ltd)出版[3]。这部著作不仅是中国科学家首次对中国地质的系统认识和理论阐述,且开篇始自青藏高原,论述自然地理和环境区划,以科学家的良知捍卫中国青藏高原的主权。英国著名学者李约瑟(Joseph Neebham)给予李四光所著《中国地质学》高度评价[4]。为纪念李四光教授诞辰130周年和《中国地质学》出版80周年,文章扼要地提出对青藏滇缅印尼歹字型[5]再认识,其也是认识青藏高原构造发展的关键。

1 青藏滇缅印尼歹字型的形成与动力背景

李四光教授在地质力学概论[5]写道“总的来看, 由我国青海、青藏毗连地区、滇西,缅甸,直到苏门答腊、爪哇群岛这一反S形的巨大褶带,起源于何时,虽然现在还不能确定,但它们在第三纪的中叶,亦即喜马拉雅运动或阿尔卑斯运动的时期,达到了高峰,是无可怀疑;而且在第三纪中叶以后,这一造山运动并没有进入完全休止的状态。”[5]探索青藏滇缅印尼歹字型再认识是立足当下科学认识和研究前沿,但依据的是李四光教授的科学思想——构造体系,即“具有成生联系的各项结构要素所组成的构造带以及它们之间所夹的岩块或地块组合而成的总体。”[5]青藏滇缅印尼歹字型是否具有统一的动力背景?首先审视澳大利亚-巴布亚新几内亚陆块与东南亚大陆的碰撞拼合,分析青藏滇缅印尼歹字型的形成过程。

在冈瓦纳古陆的裂解中澳大利亚-巴布亚新几内亚陆块与南极大陆在渐新世初期分离[6-7](图 1),开始向北漂移,至中新世中期,大约15 Ma苏拉岬角抵触东南亚大陆[7-8](图 2)。这一阶段与南海扩张大致吻合。大约5 Ma开始,澳大利亚-巴布亚新几内亚的陆架与东南亚大陆碰撞[7-8]。亚洲大陆最后的自由边界消失,以青藏高原为核心的亚洲大陆开始区域收缩挤压。

图 1 澳大利亚-巴布亚新几内亚陆块与南极大陆在渐新世初期分离[7] Fig. 1 Separation of the Australia-Papua New Guinea block from Antarctica continent in Early Oligocene[7]

图 2 澳大利亚-巴布亚新几内亚陆块与东南亚大陆碰撞过程[8] Fig. 2 The history of collision between the Australia-Papua New Guinea plate and the Southeast Asia block[8]

由于大约5 Ma开始的澳大利亚-巴布亚新几内亚陆块与东南亚大陆的碰撞和持续汇聚,引发苏门答腊-安达曼(巽他-若开)俯冲汇聚边界的右行转换挤压和苏门答腊断裂、三塔断裂、实皆断裂、加拉丹断裂等的右行走滑加剧。喜马拉雅东构造结强烈的变形启动[9](图 3),其早期上新世以来的剥露揭顶超过10 km[9-11]。由此三江地区始新世期间开始的主要断裂大规模左行走滑运动渐弱,早期上新世转变为右行走滑运动,区域的位移矢量场演化至今[12](图 4)。区域的块体与断裂运动及其动力系统剧变,鲜水河断裂及以北的断裂为左行走滑,以南为右行走滑[13]

图 3 喜马拉雅东构造结的形成[9] Fig. 3 Development of the Eastern Himalayan syntaxis[9]

a—青藏高原及其周边地区相对于稳定的欧亚板块的GPS速度场[12]; b—GPS速度场的东部分量随经纬度的变化[13] 图 4 青藏高原及其周边地区相对于稳定欧亚板块的GPS速度场及东部分量随经纬度的变化 Fig. 4 Global positioning system (GPS) velocities (mm/yr) in and around Tibetan Plateau with respect to stable Eurasia and east component of the global positioning system (GPS) velocity filed as a function of longitude and latitude

上述分析说明,青藏滇缅印尼歹字型构造具有统一的动力背景和运动变形过程。其过程源自中期中新世澳大利亚陆块-巴布亚新几内亚陆块与东南亚大陆的汇聚抵触,但是真正演变为统一的动力体系始自早期上新世的陆陆碰撞。从这一时期开始,青藏滇缅印尼歹字型构造才成为统一的体系,其标志为喜马拉雅东构造结强烈变形的启动。

2 讨论

确定一个构造体系需要从形成和发展考察和分析,需要从三维的动力过程认识。其核心是具有成生联系的各项结构要素所组成的总体,时间和空间不是固定不变的。从空间上讨论青藏滇缅印尼区域前新生代构造,并将其归入这一构造体系不符合李四光教授构造体系的思想。

文章讨论青藏滇缅印尼歹字型构造,不仅因其形成的过程较为清晰,地质时代新,动力背景可追溯,构造的动力体系能确定,并且由于澳大利亚-巴布亚新几内亚陆块与东南亚大陆碰撞,引发了青藏高原区域的强烈变形,全球大洋温盐环流的重大改变,周缘区域气候环境的剧变。这也是青藏高原构造地貌发展的重要节点和构造动力过程引发大区域和影响全球气候环境变化的典型。其重要性、涉及的范围和内容远远超出了该文的讨论,将另文专述。

李四光教授随后在地质力学概论中进一步论述“规模最大而且形状最为突出的,恐怕要算出现在东南亚到澳大利亚以及西南太平洋地区的连环式旋卷构造。…”并对其运动和变形特征进行阐述[5]。可以确定,李四光教授是将青藏滇缅印尼歹字型与东南亚到澳大利亚以及西南太平洋地区的连环式旋卷构造作为一个运动变形过程的构造整体进行考虑。事实上这一巨型的,由澳大利亚-巴布亚新几内亚陆块与东南亚大陆碰撞形成的构造体系,始于中期中新世,塑造于早期上新世以来(图 5)。

图 5 青藏滇缅印尼歹字型构造构造纲要图 Fig. 5 Tectonic outline map of the Qinghai-Tibet-Yunnan-Burma-Indonesian η-type structure

地质力学概论是李四光教授未竟之作。后人依据他的讲稿和系列论著出版了他探索中的书稿[5, 14]和续写的著作[1, 15-20]。但是,那时是否清楚地认识到了李四光教授的书稿被自然杂志评论[2, 21]和一些发表在自然杂志[22]与当时很少的英文国际地质学术杂志上[23-29]的论文的涵义。他曾经是国际上倡导活动论的少数代表性地质学家。

3 结语

青藏滇缅印尼歹字型与东南亚到澳大利亚以及西南太平洋地区的连环式旋卷构造是一个构造整体,可以归入一个构造体系。其形成于晚期新生代,特别是上新世以来,具有统一的运动、变形和动力场,可以从晚期新生代以来这一广阔区域三维空间的构造发展探索其形成过程。一个构造型式应当从统一的形变、运动和动力三维空间认识其演化。

探索认识这一巨型构造体系因其与青藏高原构造地貌的演变,全球大洋温盐环流的重大调整密切相关。其导致了区域乃至影响全球的气候环境剧变。认识李四光教授的科学思想和构造体系需要沿着其思想脉络,从更广阔的范围和科学发展的前沿思考和探索。

致谢: 感谢张培震院士提供原著图件和评审员提出的意见。

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