早期碰撞造山过程与板块构造前寒武纪地质研究的机遇和挑战

来源：99网

第21卷第8期2006年8月

文章编号:100128166(2006)0820843206

地球科学进展

ADVANCESINEARTHSCIENCE

Vol.21　No.8

Aug.,2006

早期碰撞造山过程与板块构造:前寒武纪

地质研究的机遇和挑战

李江海,侯贵廷,刘守偈

(造山带与地壳演化教育部重点实验室,北京大学地球与空间科学学院,北京　100871)

摘　要:普遍认为修正后的板块构造模式仍适用于新太古代地质研究,但是早期板块构造过程与后期有明显差异,包括陆块规模、造山带类型、碰撞造山过程等。典型碰撞造山带在地史上的初次形成具有划时代的构造演化意义,涉及典型板块构造初始发生过程、最早超级拼合、威尔逊旋回及板块碰撞造山过程等方面。华北中部保留一条近南北向的碰撞造山带(2600～2500MaBP),保留特征的巨型复式褶皱、不同层次推覆构造、蛇绿岩混杂带等。围绕华北中部造山带及其25亿年重大构造热事件的研究,对认识华北早期构造演化及其超再造具有重要意义,也是早期板块构造研究的关键突破口之一,开展其不同地壳层次构造变形及其前陆盆地的研究,将深化早期板块边界及其造山过程的科学认识。关　键　词:板块构造;构造热事件;超;碰撞作用造山带;华北中图分类号:P54　　　文献标识码:A

的刚性碰撞,并支撑碰撞山脉的巨厚地壳?早期山脉如何隆升和盆地耦合,早期碰撞作用是否形成高峻山脉?能否以新太古代为界划分不同的大地构造?早期板块构造与典型板块构造的差异是什么?

华北保留了丰富的太古宙末期碰撞造山带地质记录,围绕其重大构造热事件事件性质、碰撞造山过程、区域构造格局的研究,对于认识早期板块构造演化、超再造及太古宙-元古宙界线性质等问题,具有重要意义,亟待开展综合性的科学研究。本文对此进行探讨。

1　前　言

前寒武纪地质学研究面临着在时间上衔接和发展早期板块构造演化过程,即探讨板块始发机制或前板块构造与典型板块构造交替的重大问题,这一问题的研究被列为2006年6月美国地质学会彭罗斯会议的主题(见GSA主页)。由于地质记录不完整,对地球早期构造演化历史更多地充满推测和猜想。漫长的地质演化历史(隆升剥蚀、裂解聚合)和多期构造变形改造,制约了对早期板块构造演化的深入认识。

尽管太古宙板块构造研究正取得迅速进[1～4]展,对早期地球构造演化过程尚有许多争论。如何将板块构造向地球早期历史推演仍然是地质学挑战性问题。相关问题包括:典型板块出现的时间及其地质标志?什么时候开始出现大尺度陆块之间

2　太古宙造山带的特征:增生型造山带与陆

壳生长

北美、非洲、澳洲等地前寒武纪地质、高精度年代学及构造填图研究表明,太古宙克拉通可以进一步划分为微陆块与造山带。由于早期造山带常没有

　收稿日期:2006203220;修回日期:2006206226.

(编号:40472097)资助13基金项目:国家自然科学基金项目“河北兴隆中元古代硫化物黑烟囱形成机理及意义”

　作者简介:李江海(19652),男,山西太原人,教授,主要从事前寒武纪地质和构造地质学的研究教学工作.E2mail:jhli@pku.edu.cn

844　　　　　　　　　　　　　　　　　地球科学进展　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第21卷

保留显著的构造地貌特征,浅层次特征构造样式及

重要构造边界难于保存,因此对它们的研究更多地借鉴显生宙造山带。已提出太古宙造山带的鉴别标志包括:

(1)线状展布的构造岩带或地质单元(花岗岩类、TTG、表壳岩系、沉积增生楔),处于残留中—古太古陆块之间或边缘,尽管这些古陆保留的尺度更小。它们的长度从数百公里到上千公里,宽度为几十至几百公里,与显生宙造山带(碰撞型、增生型)规模类似。

(2)具有明确的构造边界或广泛发育剪切带,显示明确的构造运动极性,常指示水平挤压缩短变形。

(3)绿岩带火山岩常显示活动陆缘、岛弧—弧后、大洋高原等构造环境的成分属性。

(4)同位素年龄数据显示地壳生长、变形—变质发生于较狭窄的年龄峰期(1～2亿年间隔内)。(5)地球物理勘探(地震反射)证实中下地壳保留大规模的深层次冲断变形构造。目前已在几个古陆区(北美、非洲、西澳)识别出新太古代造山带,如南非林波波带为碰撞造山带根带;北美苏必利区为活动陆缘增生并碰撞的产物,西澳耶尔冈花岗岩—绿岩带、西南格陵兰高级区被解释为活动陆缘地体增生产物。新太古代为迅速生长并稳定的时期(距今27～26亿年),相关的增生型造山带规模巨大(宽度几十至几百公里),常由大洋高原、岛弧和地体拼合形成,为活动边缘环境产物,北美苏必利尔区识别出大规模的增生楔沉积和冲断层,证实早期大洋板块曾经大规模俯[3,5～7]冲。

上述造山带的研究,加深了对早期板块聚敛边界性质及其运动过程的认识,获得早期地壳地幔演化、造山活动时限、威尔逊旋回和板块运动等方面重要信息。相对于所保留的古陆块,早期造山带宽度巨大,拼合界线宽广,主要由俯冲增生杂岩地体拼合而成,如岛弧、弧后盆地、大洋高原及微陆块等。造山带构造边界因此曲折多变,走滑和斜冲作用调节缓冲了陆块之间地壳的缩短量。另外,陆块刚性差,

[4,8]

使造山带地壳缩短变形及构造加厚不明显。

地球物理研究表明,大量绿岩带深度很少大于10km,向深部被花岗片麻岩取代,许多太古宙花岗岩—绿岩带主要形成于汇聚板块边缘的增生与岩浆

[5,9]

过程,非常类似于Turkic型造山作用。新太古代麻粒岩常代表邻近绿岩带的深部层次,形成于类

似岛弧环境。新太古代广泛出现活动陆缘—岛弧构造环境的增生型造山带。尽管在一些绿岩带发现了下地壳缓倾推覆构造,如耶尔冈、苏必利尔区,但它们是否造成显著的地壳加厚并不清楚。因此,许多花岗岩—绿岩带仅显示轻微的地壳加厚

[10]

,并且造

山后伸展变形也不明显。太古宙高压变质岩罕见,也支持早期造山带构造加厚作用不显著。

除去一些新太古代陆块外,时代更早的巨大规模()板块并不普遍保留或不存在,成为研究早期板块构造的巨大障碍。早于28亿年陆壳难于保存,被强烈俯冲再循环而进入地幔,或者陆壳增生缓慢,尚未形成真正意义上的陆壳。对早期板块构造的研究应从板块边界入手,而不是板块内部,因为陆块内部以叠加褶皱变形为主,其构造属性难于制约并具有多解性。

3　早期板块构造与显生宙板块构造的差异尽管将修正后的板块构造模式普遍用于新太古代地质研究,并认为板块模式是当时主导的构造,但也注意到早期板块构造与后期有明显差异,包括陆块尺度、造山带类型及碰撞造山过程等。早前寒武纪花岗岩—绿岩带及高级区普遍缺乏蛇绿岩、高压变质岩、前陆冲断带、前陆盆地等地质记录,并且早期地温梯度明显偏高,对陆壳形成具有重要影响。如何认识这些地质地球物理差异,对研究早期大地构造演化具有重要意义。

许多太古宙绿岩带内常保存科马提岩,出现巨大厚度的枕状熔岩。早期洋壳记录的超镁铁成分比例较高,并且洋壳厚度较大

[3,5,9,11]

,均表明与地幔

柱相关的大洋高原普遍发育。它们在俯冲过程中因厚度大发生拆离,而保留浅层次洋壳记录,并参与陆壳增生过程。另外,太古宙洋壳和大洋高原因地温梯度较高,可能难以俯冲而增生于边缘,造成新太古代陆壳迅速侧向增生(2.70～2.50GaBP)。

新太古代与以后的岩石圈演化有明显差异,包括造山带组成、构造样式、地温梯度、板块尺度、运动速率等。早期岩石圈板块尺度较小,并且刚性程度

[12]

较差。数值模拟研究表明,随着地温梯度增高,难于发生俯冲—碰撞过程。为此,早期板块俯冲碰撞过程的研究,成为早期板块构造演化的焦点问题。由于太古宙造山带浅表层常被剥蚀,不同变质岩区难于横向对比,碰撞构造边界模糊不清,缺乏蛇绿岩混杂带、高压—超高压变质岩,冲断构造带难于识别,成为研究早期板块构造问题的巨大障碍。另

第8期　　　　　　　李江海等:早期碰撞造山过程与板块构造:前寒武纪地质研究的机遇和挑战　　　　845

外,大量同位素年代学研究揭示的构造热事件,普遍缺乏构造格架及区域地质背景的制约,造成构造含义不明,难于建立造山带构造演化模型。因此,需要加强早前寒武纪区域构造以及不同地壳层次构造的深入对比研究,以恢复其原始构造状态,获得构造演化的完整认识。其中,早期碰撞造山带的研究将是重要的切入点。

新太古代与后期板块构造的主要差异包括:(1)新太古代变质岩区主要形成于活动陆缘环境(岛弧—弧后环境),以增生构造过程为主,碰撞构造活动较弱,缺乏板块边界、缝合带典型记录,对这一时期活动陆缘构造环境进行研究对认识增生及板块构造过程具有重要意义。

(2)新太古代造山带浅层冲断构造、前陆盆地—磨拉石沉积不发育或很少保留,难于判断早期造山带地壳缩短与构造加厚程度,或者表明缺乏典型意义上的碰撞造山过程、未形成高峻山脉。高压变质岩系的缺乏支持造山带构造增厚有限,陆壳加厚通过其他方式完成(岩浆增生、板底垫托或板上增厚)。

(3)新太古代地温梯度较高、全球板块运动速率和海底扩张速率较慢,大洋俯冲板块温度较高,俯冲角平缓,有利于横向增生。另外,板块运动速率较慢、板块尺度较小、地温梯度较高,可能造成早期陆块之间难以发生刚性碰撞,造山隆升过程不显著,板块运动能量通过小陆块或地体之间的运动而消耗

[14]

[13]

动力学及地球热状态发生重大变化,典型板块构造明显形成,一些学者提出太古宙末期形成超级(Kenorland,25～27亿年前)或超级克拉通

[2,16～19]

的新认识。超级的形成,意味着全球格局发生重大调整,即形成大量聚敛边界、造成洋盆不断缩小并消失,陆块、微、大洋高原在俯冲时逃

[6]

逸消减和地幔再循环,而不断碰撞聚敛。有学者认为,从太古宙向元古宙,陆壳增生机制从地幔柱向典型板块构造转变,太古宙地幔柱比板块构造起更加主导的作用。也有学者提出,地幔反转与超级具有直接联系,但尚缺乏这一转化过程的关键地质证据。

Ar/Pt界线在全球构造演化具有划时代意义。它以克拉通化为标志,广泛发生TTG-花岗岩侵位,至少现在面积70%～80%已形成,随岩石圈热流降低、板块刚性增强,典型板块构造趋于主导,—大洋地壳性质(成分、厚度、热状态)发生显著变化。陆壳达到一定规模(面积、厚度、刚性、成熟)后开始能够支撑碰撞造山带及其加厚地壳。但是,目前对太古宙末期大地构造转换过程、重大构造热事件区域构造背景、碰撞造山带典型例证尚缺乏系统研究。太古宙末期典型板块构造出现时间、构造过程、俯冲碰撞转换方式等方面

[20]

的研究成为前寒武纪地质学的焦点问题。

[15]

5　早期碰撞造山带研究:太古宙经典实例的

。因此,早期造山带是否通过碰撞过

待建立

作为典型板块边界作用产物的碰撞造山带,对研究早期板块构造具有重要意义:①蛇绿混杂岩带记录板块大规模水平运移,造成洋盆闭合消亡;②前陆冲断带区域上易于构造对比,指示碰撞陆块边界规模及聚敛运动过程;③逆冲推覆构造记录造山带大规模的水平运移、构造缩短变形及陆壳构造加厚过程;④前陆盆地沉积记录造山带抬升剥蚀及盆山耦合过程,可以对比和制约深层次构造热事件性质。著名的前寒武纪碰撞造山带实例包括:格林威尔造山带(10～12亿年)、Trans2Hudson造山带(19～20亿年)、南非林波波带等(26～27亿年)等,其中,格林威尔造山带、Trans2Hudson造山带的研究及其全球构造对比,形成了Rodinian及Columibia超和前寒武纪板块构造研究的热潮。而对更早期超级的探索将依据新太古代碰撞造山带的研究积累,经典实例的建立及其全球构造对比。

地质地球物理研究揭示元古代碰撞造山带的内

程发生显著地壳增厚,典型陆—陆碰撞造山带最早出现的时间,对于认识典型板块构造起始过程具有重要意义。

4　太古宙末期超级与地球动力学

变化:典型板块构造起始过程

太古宙末期地球动力学机制和构造发生重大变化,大洋岩石圈厚度、地温梯度迅速减小,大洋岩石圈俯冲机制也随之发生重大变化,由早期巨厚大洋岩石圈内拆离,转变为较薄大洋岩石圈整体俯冲,洋壳(石榴斜长角闪岩)部分熔融形成TTG岩浆。随着地球冷却和地壳刚性增强,太古宙重力扩张引发的溢流(continentaloverflow)过程逐渐停止

[15]

。

随着板块边界过程开始占主导地位,岛弧杂岩与古老克拉通的碰撞增强,通过俯冲驱动的生长速率在新太古代达到高峰。太古宙末期地球内部

846　　　　　　　　　　　　　　　　　地球科学进展　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第21卷

部结构、深层次构造、碰撞模式与显生宙造山带并没

有显著差别。在芬兰、斯里兰卡等地元古代造山带发现深层次逆冲推覆构造。西澳、北美等地古元古代造山带(如Capricon,Tran2Hundson)外侧还识别出前陆盆地及冲断带。在北美苏必利尔区发现大规模的增生楔,证实新太古代大洋板块俯冲及岛弧间的碰撞作用边界

[24,25]

[23]

[21,22]

改造较弱,较完整保留太古宙构造格局及其地质组[4,8,30,33]成。华北中部碰撞造山带(2600～2500Ma),后期叠加改造并不强烈,造山带保留了特征的巨型复式褶皱、不同层次推覆构造、大规模韧性剪切带、岛弧—弧后盆地杂岩、同构造花岗岩、被动陆缘等单元,特别是保存了世界早期造山带常缺乏的蛇绿岩混杂带(2.50Ga)、冲断构造及前陆盆地。开始于2.50～2.60Ga的活动陆缘俯冲活动得到广

[4,28,35～38]

泛证实,其构造格局及构造演化将是超级对比研究的重要基础。

世界范围内保留的太古宙造山带以增生型为主,早期典型碰撞造山带非常罕见。全球新太古代造山带主要出现于27年前后,而华北和印度的新太古代造山带主要出现于25亿年前后,明显滞后于全球构造演化,对于探索太古宙末超再造或其最终拼合过程具有重要意义,成为华北地质研究的科学挑战。为此,华北中部造山带成为研究早期板块碰撞造山过程的理想地区,特别是其东部的大规模冲断褶皱及蛇绿岩混杂带,易于开展造山带区域构造研究对比,可望提出早期碰撞造山带及其板块过程的典型范例,并可能凸现其在全球古再造研究对比的学术价值。

。北美和西澳深地震反射研究

均发现新太古代造山带中下地壳的冲断构造及俯冲

,表明深层次发生水平缩短变形,但是否

[26,27]

造成显著的地壳加厚不清楚。南非、北美还识别出新太古代前陆盆地或山间磨拉石盆地

。

由于太古宙碰撞造山带典型实例非常罕见,对其内部结构、几何形态、运动模式及造山过程尚缺乏深入阐释,因此了对早期板块构造的系统认识。早期碰撞造山带的研究还涉及岩石圈强度、刚性程度、板块尺度、运移速率、地温梯度等方面的探讨。太古宙碰撞造山带的出现具有划时代构造意义,涉及典型板块构造发生过程、最早超级拼合、威尔逊旋回等问题,成为早期板块构造研究的关键。为此,鉴别和研究早期典型碰撞造山带具有重要意义,开展其不同地壳层次构造变形及其前陆盆地研究,将深化早期板块边界及其造山过程的认识。

6　华北中部碰撞造山带与板块构造过程

过去20年中,对华北不同变质岩区(如五台山、太行山、恒山、冀西北、吕梁、内蒙古南部、冀东等地)开展了丰富的岩石学、地球化学、同位素地质定年等研究,基本阐明了各区早期演化构造热事件序列,改变了传统的地层认识。另外,随着同位素地质学年龄数据迅速积累

[28～30]

7　讨论和结论:华北中部碰撞造山带研究的

科学意义

尽管对华北克拉通基底地质组成、岩石地球化学成因、同位素地质年代学开展大量研究,但是,陆块基底构造格局、区域构造演化,特别是中部碰撞造山带构造研究十分薄弱,华北与世界古陆块早期构

[4,39]

造演化对比研究亟待加强。以2002年北京彭罗斯会议为标志,华北已成为国际前寒武纪地质研

[1,28,30,32,40～43]

究的热点地区之一,成为我国前寒武纪地质学发展的良好机遇。围绕华北25亿年重大构造热事件,碰撞造山带区域构造研究,近期可能取得以下重要进展。

(1)通过碰撞造山带构造格架、冲断带构造变形研究,探讨区域构造边界运动学过程、早期造山带地壳缩短变形机制,从区域尺度上认识早期板块碰撞造山作用及过程,在对前陆盆地沉积建造、层序变化、古地理研究基础上,探讨前陆盆地演化及盆山构造关系,综合对比分析造山杂岩构造—热事件,认识不同层次上碰撞造山过程。

(2)在研究华北太古宙末重大构造热事件性质、区域构造背景、构造格局基础上,探讨典型板块

,不断揭示25亿左右年

地质事件对华北早期地壳演化的重要意义,表明华北早期TTG岩类及花岗岩侵位时代集中于2.60～

2.50Ga,并在2.52Ga达到高峰,但对其区域构造格局、板块作用过程研究尚不深入,提出多种构造演

[1,8,30～32]

化模式,对最终碰撞事件也有不同解释。为此,华北太古宙末期重大事件性质、板块构造格局、早期板块构造演化等问题,亟待开展深入研究。

与其他古相比(北美、非洲、西澳),华北陆块规模较小,后期再造强烈,许多地区处于隐伏状态,变质基底区域构造格局、构造边界、重大构造热事件等方面研究非常薄弱,由此造成华北区域构造演化模式的多解性,难于建立陆块尺度的构造演化模型。

区域构造研究表明,华北中东部地区受元古代

第8期　　　　　　　李江海等:早期碰撞造山过程与板块构造:前寒武纪地质研究的机遇和挑战　　　　847

构造初始发生时间及其过程,提出早期板块构造演化模式。

(3)通过华北中部碰撞造山带构造格局及造山作用的洲际对比(印度南部、波罗的地盾等),阐明不同克拉通亲缘演化关系,探索华北中部造山带的古板块构造意义,研究太古宙末期超级或超级克拉通的最终碰撞拼合过程及其构造位置。

(4)通过比较新太古代不同类型造山带,探讨早期岩石圈构造变化过程,认识不同尺度陆块碰撞造山过程,提出典型板块出现的时空标志及转化过程。

致谢:参加部分野外工作和论文讨论的还有田永清、徐朝雷、牛向龙、贺电、冯军、程素华、黄雄南、张志强等。

参考文献(References):

[1]　KuskyTM,LiJianghai.PaleoproterozoictectonicevolutionofthenorthChinacraton[J].JournalofAsianEarthSciences,2003,22(4):3832397.

[2]　CondieKC.Episodiccontinentalgrowthmodels:Afterthoughts

andextensions[J].Tectonophysics,2000,322:1532162.

[3]　FoleySF,BuhreS,JacobDE.EvolutionoftheArchaeancrust

bydelaminationandshallowsubduction[J].Nature,2003,421:2492252.

[4]　LiJianghai,NiuXianglong,KuskyT,etal.Neoarcheanplatetec2

tonicevolutionofNorthChinaanditscorrelationwithglobalcra2tonicblocks[J].EarthScienceFrontiers,2004,11(3～4):2732283.[李江海,牛向龙,KuskyT,等.从全球对比探讨华北早期板块构造过程[J].地学前缘,2004,11(3～4):2732283.]

[5]　KuskyTM,PolatA.Growthofgranite2greenstoneterranesatcon2

vergentmargins,andstabilizationofArcheancratons[J].Tec2tonophysics,1999,305:43273.

[6]　CalvertAJ,LuddenJN.Archeancontinentalassemblyinthe

southeasternSuperiorProvinceofCanada[J].Tectonics,1999,18(3):4122429.

[7]　PuchtelIS,HofmannAW,JochumKP,etal.TheKostomuksha

greenstonebelt,NWBalticShield:RemnantofalateArchaeano2ceanicplateau?[J].TerraNova,1997,9(2):87290.[8]　LiJianghai,NiuXianglong,ChenZheng,etal.Discoveryof

deep2levelforelandthrust2foldstructuresinTaihangMt.anditsimplicationforearlytectonicevolutionofNorthChina[J].Pro2gressinNaturalScience,2005,15(3):2292238.[李江海,牛向龙,陈征,等.太行山区深层次逆冲推覆构造的发现及其地质意义[J].自然科学进展,2004,14(10):111821127.][9]　MyersJS.ThegenerationandassemblyofanArcheansuperconti2

nent:EvidencefromtheYilgarncraton,westernAustralia[C]∥CowardMP,RiesAC.GeologicalSociety’sSpecialPublications,1995,95:1432154.

[10]　ShackletonRM.Tectonicevolutionofgreenstonebelts[C]∥

CowardMP,RiesAC.GeologicalSociety’sSpecialPublica2tions,1995,95:53265.

[11]　MooresEM.Pre21Ga(pre2Rodinian)ophiolites:Theirtectonic

andenvironmentalimplications[J].GSABulletin,2002,114(1):80290.

[12]　ToussaintG,BurovE,JolivetL.Continentalplatecollision:Un2stablevs.stablestablelabdynamics[J].Geology,2004,32:33236.

[13]　GoodwinAM.PrinciplesofPrecambianGeology[M].London:

AcademicPress,1996:12327.

[14]　CondieKC.Platetectonicsandcrustalevolution(Fouthedi2

tion)[M].Oxford:Butterworth2Heinemann,2003:1442227.

[15]　BaileyRC.Gravity2drivencontinentaloverflowandArchaean

tectonics[J].Nature,1999,398:4132415.

[16]　AsplerLB,ChiarenzelliJR.TwoNeoarcheansupercontinents?

EvidencefromthePaleoproterozoic[J].SedimentaryGeology,1998,120:752104.

[17]　BleekerW.ThelateArcheanrecord:Apuzzleinca.35pieces

[J].Lithos,2003,71:992134.

[18]　HeamanLM.Globalmaficmagmatismat2.45Ga:Remanantsof

anancientlargeigneousprovince?[J].Geology,1997,25:2992302.

[19]　ErikssonPG,CondieKC,WesthuizenW,etal.LateArchaean

superplumeevents:AKaapvaal2Pilbaraperspective[J].JournalofGeodynamics,2002,34:2072247.

[20]　BleekerW.TakingthepulseofPlanetEarth:Aproposalfora

newmulti2disciplinaryflagshipprojectinCanadiansolidEarthSciences[J].GeoscienceCanadna,2004,31:1792190.

[21]　EvinsPE,LaajokiK.EarlyProterozoicnappeformation:Anex2

amplefromSodankyla,FinlandNorthernBalticaShield[J].Ge2ologicalMagazine,2002,139:73287.

[22]　KleinschrodtR,VollG.Deformationandmetamorphicevolution

ofalarge2scalefoldinthelowewrcrust:TheDumbarasynform,SriLanka[J].JournalofStructuralGeology,1994,16:149521507.

[23]　CardAD.AreviewoftheSuperiorprovinceoftheCanadian

shield,aproductofArcheanaccretion[J].PrecambrianRe2search,1990,48:992156.

[24]　CookFA,VeldenAJ,HallKW.FrozensubductioninCanada’s

NorthwestTerritories:Lithoprobedeeplithosphericreflectionpro2filingofthewesternCanadianShield[J].Tectonics,1998,18(1):1224.

[25]　WildeSA,MiddletonMF,EvansBJ.Terraneaccretioninthe

southwesternYilgarnCraton:Evidencefromadeepseismiccrus2talprofile[J].PrecambrianResearch,1996,78:1792196.

[26]　BurkeK,KiddWSF,KuskyTM.Archeanforelandbasintec2

tonicsintheWitwatersrand,SouthAfrica[J].Tectonics,1986,5(3):4392456.

[27]　DostalJ,MuellerWU,MurphyJB.Archeanmolassesbasine2

volutionandmagmatism,wabigoonsubprovince,Canada[J].TheJournalofGeology,2004,112:4352454.

[28]　WildeSACPA,WangKaiyi,NemchinAA.Granitoidevolu2

tionintheLateArcheanWutaiComplex,NorthChinaCraton[J].JournalofAsianEarthSciences,2005,24:5972613.

[29]　WangKaiyi,HaoJie,WildesS,etal.Recognitiontosomekey

geologicalquestionsofWutai2Hengshanfromneo2ArcheantoPal2eoproterozoicareas:Constraintsfromsingle2zirconSHIMPdatings[J].GeologicalSinica,2000,35(2):1752184.[王凯怡,郝杰,WildeS等.山西五台山—恒山地区晚太古代—早元古代若干关键地质问题的再认识:单颗粒锆石离子探针质谱年龄提出的地质制约[J].地质科学,2000,35(2):1752184.]

[30]　KronerA,WildeS,LiJianghai,etal.Ageandevolutionofa

lateArcheantoearlyPaleoproterozoicuppertolowercrustalsec2tionintheWutaishan/Hengshan/FupingterrainofnorthernChina[J].JournalofAsianEarthSciences,2005,24:5772595.

[31]　ZhaiMingguo,BianAiguo.TheNeoarcheansupercontinentas2

semblyandlateproterozoictoMesoporterozoicbreakupofnorthChinacraton[J].ScienceinChina(SeriesD),2000,30(12):1292137.[翟明国,卞爱国.华北克拉通新太古代末超拼

848　　　　　　　　　　　　　　　　　地球科学进展　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第21卷

titesandmantletectonitesinophioliticmélange,NorthChina

Craton:Arecordofearlyoceanicmantleprocesses[J].GSATo2day,2002,12(7):4211.

[36]　PolatA,KuskyT,LiJianghai,etal.GeochemistryofNeo2

archean(ca2.5522.50Ga)volcanicandopioliticrocksintheWutaishangreenstonebelt,centralorogenicbelt,NorthChinacra2ton:implicationsforgeodynamicsettingandcontinentalgrowth[J].GSABulletin,2005,117(11/12):138721399.

[37]　QianXianglin,LiJianghai,ChengSuhua.AreviewonPrecam2

briantectonicevolutionofcontinentalcrust[J].GeologicalJour2nalofChinaUniversities,2005,11(2):1452153.[钱祥麟,李江海,程素华.前寒武纪地壳地质构造演化研究进展与问题[J].高校地质学报,2005,11(2):1452153.]

[39]　O’BrienPJ,WalteN,LiJH.Thepetrologyoftwodistinctgran2

ulitetypesintheHengshanMts,China,andtectonicimplica2tions[J].JournalofAsianEarthSciences,2005,24:6152627.

[40]　WangZH,WildeSA,WangKY,etal.AMORB2arcbasalt2

adakiteassociationinthe2.5GaWutaigreenstonebelt:LateAr2cheanmagmatismandcrustalgrowthintheNorthChinaCraton[J].PrecambrianReseach,2004,131(324):3232343.

[42]　ZhaiMG.PalaeoproterozoictectonichistoryoftheNorthChina

craton:Areview[J].PrecambrianResearch,2003,122:1832199.

[43]　ZhaiMG,GuoJH,LiuWJ.NeoarcheantoPaleoproterozoic

continentalevolutionandtectonichistoryoftheNorthChinaCra2ton:Areview[J].JournalofAsianEarthSciences,2005,24:5472561.

合及古元古代末—中元古代裂解[J].中国科学:D辑,2000,

30(12):1292137.]

[32]　ZhaoGC,SunM,WildeSA,etal.LateArcheantoPaleoprot2

erozoicevolutionoftheNorthChinaCraton:Keyissuesrevisited

[J].PrecambrianResearch,2005,136:1772202.

[32]　ZhangJiasheng,LaoQiuyuan,LiYian.Tectonicimplicationof

AeromagneticanomalyandevolutionofHuabei2SouthTarim2Yan2gtzesuperlandmass[J].EarthScienceFronters,1999,6(4):3792390.[张家声,劳秋元,李燕.航磁异常的构造解释和华北—塔南—扬子超陆块演化[J].地学前缘,1999,6(4):3792390.]

[33]　LiJianghai,NiuXianglong,HuangXiongnan,etal.Podiform

chromitites:Akeytoidentifytheancientoceaniclithospericrel2ics[J].EarthScienceFrontiers,2002,9(4):2352246.[李江海,牛向龙,黄雄南,等.豆荚状铬铁矿:古大洋岩石圈残片的重要证据[J].地学前缘,2002,9(4):2352246.]

[34]　WangKY,LiJL,HaoJ,etal.TheWutaishanorogenicbelt

withintheShanxiProvince,NorthernChina:ArecordoflateAr2cheancollisiontectonics[J].PrecambrianResearch,1996,78:952103.

[34]　WangKaiyi,LiJiliang,HaoJie,etal.LateArcheanmafic2ul2

tramaficrocksfromtheWutaishan,ShanxiProvince:Apossibleophiolitemelange[J].ActaPetrologicaSinica,1997,13(2):1392151.[王凯怡,李继亮,郝杰.山西省五台山晚太古代镁铁质—超镁铁质岩:一种可能的古蛇绿混杂岩[J].岩石学报,1997,13(2):1392151.]

[35]　LiJianghai,KuskyTM,HuangXN.ArcheanPodiformchromi2

TheEarlyPrecambrianCollisionalOrogenicProcessandPlateTectonics:ChanceandChallengeofPrecambrianGeology

LIJiang2hai,HOUGui2ting,LIUShou2jie

(KeylaboratoryofOrogenicBeltandCrustalEvolution,SchoolofEarthandSpaceSciences,

PekingUniversity,Beijing100871,China)

Abstract:Oneoftheimportantissuesforthecurrentgeologicalresearchfocusesonwhentheplatetectonicprocessbegan.ItisgenerallybelievedthatmodifiedplatetectonicmodelcanbeusedtoNeoarcheangeologicaltime.However,thereissignificantdifferencebetweentheearlyPrecambrianandmodernplatetectonics,suchassizeofcontinentalblock,typeoforogenandcollisionalorogenicprocess,etc.Theinitialoccurrenceofclassicalcollisionalorogenicbeltsinthehistoryoftheearthhasimportantimplicationfortectonicevolution,whichinvolvedtheonsetofplatetectonics,theoccurrenceofthefirstsupercontinent,Wilsoncycleandcollisionalorogeny.ThestudyofearlycollisionalorogenicbeltswillprovidearelativelycomprehensiveunderstandingofArcheanplatetec2tonics.

InthecentralpartofNorthChinacraton(NCC)basement,anorth2to2southtrendingcollisionalorogenicbelt(2600～2500Ma)hasbeenidentified,whichpreserveddistinctcompositefoldofsupracrustalsequences,thrust2foldstructuresofdifferentcrustallevels,ophioliticmélanges.Itissuggestedherethe2.50Gatectonothermalepi2sodesassociatedwiththeOrogenicBeltprovideanimportantconstraintfortheearlyPrecambriantectonicevolutionofNorthChina.ItscorrelationwithotherorogenicbeltsoftheworldhasimportantimplicationforthereconstructionoftheNCCwithintheearlysupercontinentsorsupercraton.So,thestudyofcollisonalorogenicbeltisoneofthemostimportanttargettopicsforearlyPrecambrianplatetectonics.Theinvestigationontheverticalvariationofstructuralpatternswithforelandfold2thrustbeltandforelandbasinswillprovideinsighttounderstandingofearlyplatetectonicboundary2relatedorogenicprocess.

Keywords:Platetectonics;Tectonothermalepisodes;Supercontinent;Collision;Orogenicbelt;NorthChi2na.

因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容

查看全文

全部频道

早期碰撞造山过程与板块构造前寒武纪地质研究的机遇和挑战