山脉与造山带及有关问题讨论*

侯泉林 郭谦谦 陈艺超 程南南 石梦岩 李继亮

1. 中国科学院大学地球与行星科学学院，北京 100049

2. 河南理工大学资源与环境学院，焦作 454003

3. 中国科学院地质与地球物理研究所，北京 100029

自地质学发端以来，山脉就是人们关注的焦点，特别是20世纪之前，地质学只研究陆地上的山川和岩石。地槽理论通过地槽回返来解释山脉的形成，又称为造山作用(orogeny)。板块构造理论将板块边界划分为三种类型，在不同的板块边界，乃至板块内部均形成了高耸的山脉。那么，何为山脉？何为造山带？常常被混用，似乎是一种含混不清的概念，而且在现代造山带研究中也出现了诸多含混不清的概念和问题。本文试图通过山脉和造山带的研究历史和特征的剖析，来澄清山脉与造山带两个概念的含义与区别，以及造山带研究中的一些其他值得注意的问题。

1 山脉与造山带的研究历史

山脉是地球表面上常见且引人注目的地貌特征。然而，在人类早期文明社会中，人们在山与水两者之间，更偏重于对水，对江、河、湖、海的观察与研究，因为水与人类的衣食住行的关系更为密切。唯一的例外是人们对火山的关注。火山的拉丁名称来自罗马神话中冶铁之神伍尔坎(Vulcan)。古希腊学者毕达哥拉斯(580～500B.C.)述及火山是燃烧的山，由于燃烧的洞穴由此及彼地转换，火山位置不断迁移。亚里士多德(384～322B.C.)则把火山和地震都看作是地下风造成的。奥古斯都时期(63～23B.C.)的希腊地理学家斯特拉博(Strabo，63B.C.～21A.C.)写出了17卷巨著《地理学》。他认为山脉的隆起有两类：一类是与地震有关的突然隆起；另一类是范围更大的缓慢隆起。

中古时期，阿拉伯学者阿维森纳(Avicenna，980～1037)在其《论山岳的成因》一书中，发展了斯特拉博的见解。阿维森纳认为，地震使陆地上升，形成岛与山，变成山岳；风和水的侵蚀，造成深谷，使原来相连的陆地被切割成高山和深谷。

由上述史料可以看出，现代地质学诞生之前，对于山脉的研究只限于对其形态的描述和对其隆升成因的探索。然而，由于对山脉内部构造缺乏了解，这些成因论断的依据不足，不具有普遍的解释意义，构不成“范式”(参阅侯泉林，2018)。因此，一些学者把山岳研究的早期阶段称为“形貌学研究阶段”。

古生物地层学的研究是现代地质学形成的基础，而产业革命引起工业快速发展转而对矿业的促进，则是对地质学诞生的召唤。矿山多见于山区，连续的地层也只有在露头良好的山区才能见到。于是，地质学的先驱们奔向山脉，山脉的结构和山脉的形成时代等问题进入了早期地质学家思考的范围。

丹麦人斯坦诺(Nicolaus Steno，1638～1687)的“De Solido intro Solidum Naturaliter Contento Prodromus Dissertations/受固体自然过程控制的固体”是第一本系统描述造山理论的书，也是现代地质学的开端(Miyashiroetal., 1982)。水成论的奠基人魏尔纳(Werner，1749～1817)注意到，山脉构造的核心是结晶岩石(花岗岩、片岩和片麻岩)，边缘则是较年轻的沉积岩。这是对山脉构造最早的分析。火成论(James Hutton，1726～1797，苏格兰)的支持者、实验地质学的创始人，英国物理学家霍尔爵士(Sir James Hall，1761～1832)用实验证明了山脉中的褶皱构造是挤压成因的。德国著名地貌学家洪堡(Homboldt，1769～1859)则认为岩浆侵入导致造山带核心的结晶岩推开了当地的沉积岩，并形成了褶皱和断裂。1842年，美国地质学家罗杰斯兄弟(Rogers HD，1808～1866； Rogers WB，1804～1882)绘制了阿巴拉契亚的地质图。1843年，他们指出，山脉的上升隆起是构造应力引起的，而不是火山作用造成的。

十九世纪中叶是山脉研究从形貌学转向内部构造的转型时期，进入了内部构造、大地构造和形成机制的研究阶段，也是现代造山理论发展的高峰期。欧洲阿尔卑斯山和北美洲阿巴拉契亚山是这一时期山脉研究的核心地带，活动论的碰撞造山说和固定论的地槽回返造山说分别在这两条山脉的研究中创立。1843年，美洲构造学派代表人物、美国地质学家丹纳(James Dwight Dana，1813～1895)在“论大陆的起源”一书中提出了向斜和背斜概念，并指出地球的冷却收缩引起大陆边缘的断裂与褶皱，山脉呈北东和北西走向是沿着地壳最容易破裂的方向。1852年法国的莱昂斯·艾利·德·鲍蒙(Leonce Elie de Beaumont，1798～1874)在其三卷本的《论山系》中，运用冷缩说论述了山脉褶皱的成因，提出山脉隆升是缓慢的，但全球具有同时性。其中不整合概念和全球造山的同时性，成为二十世纪前半叶地质学的奠基石。此外，鲍蒙还与Baro Georges Cuvier一起提出了地球演化灾变说。1853年，瑞士地质学家施图德(Bernhard Studer，1794～1872)和林思(Arnold Escher von der Linth，1801～1872)完成了1:38万的瑞士地质图，并出版了二卷本的《瑞士地质》作为该地质图的说明书，第一次对瑞士阿尔卑斯山的内部构造作了总括说明，并提出了复理石(flysch)和磨拉石(molasse)概念，为二十世纪早期地质学奠定了基础。1857年，美国地质学家、“地槽说”的奠基人霍尔(James Hall，1811～1898)在纽约自然科学技术协会作主席致辞时提出，地壳中有狭长的地带，不断接受沉积物而下沉，以致堆积了巨厚的沉积。这些地带就是褶皱形成山脉的地方。

霍尔关于原始的狭长的巨厚沉积带的构想，得到了丹纳的支持。丹纳把这种狭长带称为地槽(Geosyncline)，并运用地球冷缩说解释了地槽的成因和地槽演变为山脉的机制与过程，使“地槽说”成为当时比较完善的大地构造假说。1900年法国的奥格(Emil Haug，1861～1927)首次把地槽说引入欧洲，并把地壳单元划分为活动的地槽系和稳定的大陆区——地台(platform)。自此，地槽学说在世界上流行起来。

在地槽说进入欧洲之前，阿尔卑斯的研究已经促使具有欧洲特色的山脉研究和大地构造研究理论成熟起来。1875年，奥地利地质学家休斯(Eduard Suess，1831～1914)发表了著名的论文“阿尔卑斯的成因”。文中首次将造山带的构造几何学、运动学和动力学区分开来，并以观察的事实证明阿尔卑斯山系不是由于中央地块的垂直隆升造成的，而是由于比垂直作用力大得多的水平力造成的，整个阿尔卑斯山都是由南向北的逆掩冲断运动形成的。文中还指出，现在复理石的位置已经不是原来沉积的地方，而是发生了巨大的位移。休斯还把这些几何学、运动学与动力学解释扩展到对侏罗山(Jura Mountain)、喀尔巴阡山和亚平宁山脉的解释。休斯的这篇划时代论文引起了构造学研究的变革，被奉为造山带研究的经典之作，标志着造山运动研究经典时期(史称Suess-Heim时期)的开始。休斯也因此被称颂为“地质学上永不磨灭、最有创见的思想家和最伟大的综合分析家”(Miyashiroetal., 1982)。

休斯的文章之后，瑞士地质学家海姆(Albert Heim，1849～1937)于1878年发表了有关造山机制和变形力学的名著(Untersuchugen über den Mechanismus der Gebirgsbildung im Anschluss an die geologiesche Monographie der Tödi-Windgällen-Gruppe)，提出水平缩短是造山的主因。通过对格拉鲁斯双重褶皱的研究，海姆还提出了岩石变形是固态流动的见解，并提出了诸如褶皱(fold)、剪切(shear)、节理(cleavage)、应变(strain)和化石(fossil)等许多地质术语。海姆(1878)有关造山机制的分析与论述是现代地质学和构造地质学的基石和支柱(Miyashiroetal., 1982)。1884年，法国人伯特朗(Marcel Bertrand，1847～1907)发表了关于格拉鲁斯和阿尔卑斯北部盆地构造的论文(Rapports de structure des Alpes de Glaris et du basin huiller du Nord)，提出了推覆构造概念，并指出格拉鲁斯不是双重褶皱，而是向北运动的巨大推覆体(图1)。1919年，中国地质学家翁文灏博士于《地质汇报》第1号发表了“大青山南部逆掩断层”一文，紧跟国际研究前沿。推覆体的概念是解开造山带几何图像的钥匙，也是运动学分析的基础。

图1 瑞士格拉鲁斯阿尔卑斯和法国北部煤盆地构造剖面图(据Bertrand，1884)Fig.1 Structural cross sections of the Glarus Alpine in Switzerland and a coal basin in northern France (after Bertrand, 1884)

1883～1909年，休斯陆续发表了《地球的面貌》。这套巨著是世纪之交对全球地质研究的全面概括和总结，提出了造山幕和时代省概念。同时，该书以恢弘的气度分析论述了世界各大洲的造山带，提出并阐述了环太平洋型和特提斯型两大类造山带及其特点。休斯有关造山分类成为迄今我们划分两大类造山带的经典。

在十九世纪，尽管已经出现了起源于美洲和欧洲的两个大地构造学派，但他们之间并没有剧烈的论战。进入二十世纪，奥格(1900)把美洲构造学派的地槽说引入欧洲后不久，1912年，魏格纳(Alfred Wegener，1880～1930)发表了“大陆的成因(Die Entstehung der Kontinente，1912)”和“大陆与海洋的成因(Die Entstehung der Kontinente und Ozeane，1915)”，矛盾开始变得激化起来。欧洲地质学会甚至做出决议：不准许在课堂上讲授魏格纳的大陆漂移说。然而，追求真理的科学家，必然追求学术的自由和思想的自由。瑞士大地构造学家阿尔冈(Emile Argand，1879～1940)不仅坚持在课堂上为学生们讲解大陆漂移的新概念，而且在1922年的第13届国际地质大会上发表了“亚洲的大地构造”的著名演讲，阐述了活动论大地构造的主要理论。在提交的大会论文(La tectonique de l’Asie，Bruxelles，Publ. Cong. Int. de Geol.，13e session，1922)中，他绘制了冈瓦纳大陆的复原拼合图，并推断了亚洲大陆的拟合与离散历史。特别是论证了印度与亚洲大陆碰撞和喜马拉雅造山带的形成，并绘制了印度向欧亚大陆之下俯冲的剖面图。在此著作中，阿尔冈还编绘了1:2500万的亚洲大地构造图，表示出造山带和基底的构造特征。1927年南非地质学家杜图瓦(Alexander du Toit，1878～1948)发表了“南美洲与非洲的地质对比”一文，用古生物、地层、沉积和岩石学多种证据论证了南美与非洲由于大西洋张开而裂离。1937年杜图瓦出版了他的著作《我们的游弋的大陆》，以大量的地质、古生物和古气候证据论证了大陆的漂移。以魏格纳和阿尔冈为代表的活动论，是休斯思想在逻辑上的延续，以均变论和“将今论古原则”阐述地球构造过程，史称Wegener-Argang学派。

奥格(1900)把美洲构造学派的地槽说引入欧洲之后，在欧洲兴起了新的地槽学派，即收缩论或固定论，其代表人物是德国的史蒂勒(Wilhelm Hans Stille，1876～1966)和奥地利的考伯尔(Leopold Kober，1883～1970)，史称Kober-Stille学派，与美洲构造学派的Dana-Le Conte派一脉相承，以地槽、克拉通和造山区来阐述地球构造特征。考伯尔关注大地构造的空间特点，他把地球表面分为克拉通区和造山区。造山区通过造山作用演化为克拉通区。他又把克拉通区分为大陆上的高克拉通区和大洋底的低克拉通区，认为低克拉通区比高克拉通区更古老也更稳定。

史蒂勒将地槽分为优地槽和冒地槽，并把地槽形成的山脉分为由紧闭褶皱和推覆体构成的阿尔卑斯型造山带和由断褶作用或块断作用形成的日尔曼型造山带。史蒂勒更为关注的是大地构造的时间问题。他认为造山作用是分幕式的突变，每一个造山幕在全球是同时的。他提出了大地构造旋回概念。在一个造山旋回中，岩浆演化可以分为四个阶段：(1)前造山期的初始火山作用形成蛇绿岩或绿岩系；(2)同造山期发育硅铝质的深成侵入作用，有早期整合花岗岩侵入和晚期不整合花岗岩侵入；(3)造山期后立即出现安山质火山作用；(4)造山作用结束后出现玄武岩喷发。1924年，史蒂勒厘定和划分了25个全球造山幕，1940年他的造山幕数目达到42个，1955年他又把全球造山幕的数目增加到50个。随着二十世纪六十年代地学革命的帷幕拉开，史蒂勒的造山幕数目就截止到50个，没有继续增加下去。现在国内仍在运用造山幕之概念，如燕山运动A幕、B幕……，实乃槽台学说或固定论之印记。

1900年到1960年，是地槽学说在全世界盛行的60年。在这期间，尽管有一些杰出的地球科学家致力于探索活动论的证据，然而他们取得的成就却被巨大的“舆论一致”的地槽说之海涛所淹没。尽管阿尔冈向学生讲授大陆漂移说，但他的学生们却进入了地槽说的营垒。我国杰出的地质学家黄汲清先生便是一个例证。据李继亮先生手稿(1)李继亮先生完成于2003年的手稿资料记载，黄先生1929年赴瑞士纳沙泰尔大学作访问学者，当时阿尔冈依然健在。黄先生存留在纳沙泰尔大学的野外记录本表明，他在阿尔冈那里学习了阿尔卑斯的大地构造，在野外观察了许多推覆构造和冲断构造。黄先生归国后，坚持实证的方法论，获得了大量可靠的观察资料，对中国的大地构造做出了卓越的贡献。但是，黄先生自己也承认，他的大地构造思想是属于地槽说范畴的，也就是不同于阿尔冈的大地构造思想。可以想象，在黄先生归国的时候，美国学派的大地构造思想正充斥中国地质界，比欧洲更难容忍魏格纳-阿尔冈学派的观点的传播，黄先生转向地槽说应属于大势所趋。但是，在全球地槽大地构造鼎盛时期，以黄先生为代表的中国大地构造学却是最全面的、水平最高的一员(李继亮和王宗起，2018)。然而，正如“最伟大的创新必然是建立在最深刻的继承和理解的基础之上”，黄先生在对地槽说深刻认识后，晚年倾向于活动论观点，建议他的助手从事活动论研究，并立字为据。

第二次世界大战期间积累的大洋地质与地球物理观测资料的整理和发表，适值地球科学革命的暴风雨风起云涌之际，成为划破长空的第一道闪电(参阅侯泉林，2018)。1962年，美国的赫斯(Harry Hammond Hess，1906～1969)发表了题为“洋盆的历史”的长篇论文，阐述了大洋底的新的活动构造，论证了大洋地壳是由洋中脊处新生，并由洋中脊向两侧扩张，成为支持大陆漂移说的海底扩张假说。1963年瓦因(Vine FJ)和马修斯(Matthews DH)分析了欧文号考察船获得的磁力测量结果，提出洋脊两侧有对称平行分布的海底磁条带，确证了海底扩张假说(论文刊于Nature，1963年9月)，被誉为“瓦因-马修斯假说”。需要说明的是，据说加拿大地质学家莫莱(Morley)是最早将海底斑马条带与海底扩张联系起来的科学家，因其1963年2月的投稿被拒，直到1964年才在加拿大的一家刊物发表，因此有人建议称为“瓦因-马修斯-莫莱假说”。1965年，威尔逊(John Tuzo Wilson)提出了转换断层概念，描述了这类断层的构造活动特点，揭示了它们对海底扩张的意义。威尔逊论文中的全球活动带网络示意图表达了全球板块的分布格局。勒·皮雄(Xavier Le Pichon)在1968年的题为“海底扩张与大陆漂移”的论文中，将岩石圈划分为六大板块，并计算了它们相对运动的旋转极和相对运动速率。

1970年，杜威(John F. Dewey)和伯德(John M. Bird)发表了著名论文“造山带与新全球构造(Mountain Belts and the New Global Tectonics)”，把造山带中的沉积、火山作用、构造变形及变质岩的年代学等资料与新全球构造——板块构造联系起来，表明造山带是板块演化的结果(Dewey and Bird，1970)。作者认识到造山带中被动大陆边缘沉积发育在板块扩张时期，而造山带中变质和变形作用发育在板块汇聚时期。他们依据参与汇聚的板块的性质，把造山带分为科迪勒拉型和碰撞型两类，本质上是休斯造山带分类的延续。此文运用板块演化导致造山带形成的理论分析了世界各地古生代以来的造山带，得出的结论是：全球各地各时代的弧(科迪勒拉)型和碰撞型造山带均可用新全球构造的理论得到解释。此后，用新全球构造观解释世界上各时代造山带的论文和著作大量涌现。1990年engör总结了板块构造问世以来25年间用板块构造理论研究造山带取得的进展。侯泉林(2018)在其《高等构造地质学·第一卷》中对地球科学革命过程进行了比较系统地总结，并对运用板块构造理论研究造山带过程的一些误解在其附录中以问答的形式予以阐释。

1987年，华裔瑞士地质学家许靖华(Kenneth J. Hsü)应邀在英国伦敦地质学会的Femour演讲会上，作了题为“阿尔卑斯造山作用的时空观”的演说。他运用阿尔卑斯造山作用的运动学数据和大西洋及东地中海海底磁条带资料，推算出阿尔卑斯造山带的变形运动速率为0.5～1.0cm/y。他论证了造山作用的均变论，把造山作用的运动学理论提高到一个新的层次。20世纪90年代初，Hsü(1991，1995)和李继亮(1992)先后发表了有关造山带大地构造相的论文，提出了大地构造相概念，指出“大地构造相指的是在相似的构造环境中形成、经历了相似的变形变质和就位作用、并具有类似的内部构造的岩石构造组合”。任何一个造山带都可以划分出几个必然出现的大地构造相，通过大地构造相分析，“不仅可解释造山带中可以见到或观测到的现象，也可把已丢失的地质记录补充起来”(李继亮，1992)，进而可以复原造山带的演化历史。许靖华等(1998)和李继亮(1999)分别运用大地构造相思想先后编绘出版了“中国大地构造相图”(许靖华等，1998)和“中国板块构造图”(李继亮，1999)。Robertson(1994)运用大地构造相分析方法解析了东地中海区域造山带组成与演化过程。可以说，大地构造相概念是运用板块构造理论分析造山带的行之有效方法。

2 山脉及其成因

“山”(mountain)是具有相当大的高程和陡坡的地貌。“山脉”(mountain chain)是线状延伸的山，或者线状延伸的山体组成的山系。“山”和“山脉”这两个术语本身都不带有成因倾向，其强调的是现时状态。但是，我们要把造山带(orogen)与山脉区分开来，就必须鉴别各种不同成因的山脉。

山脉的形成或者是地壳受到力的作用而隆升，或者是地幔来源的物质直接堆垛在地壳之上形成的。地壳受到的力主要有引张(伸展)、剪切(走滑、转换)和挤压三种，而地幔来源物质不受这三种力的控制直接堆垛在地壳之上，是由地幔柱作用造成的。下面我们就这四种情况分别予以阐述。

2.1 引张应力作用下的山脉

在张应力场的作用下，岩石圈可以被拉裂，形成延伸长度很大的裂谷。在大陆岩石圈中发育的裂谷称为大陆裂谷，其肩部可以形成高耸的山脉；在大洋岩石圈中形成的裂谷位于大洋中脊上。大洋扩张脊在海底上可形成高出海底数千米的海下山脉。

多数大陆裂谷的肩部都形成巍峨的山脉(图2)。图3表示出了几个大陆裂谷的地貌形态，可以看出裂谷的肩部或者是山脉，或者是高原。图3a表示西非裂谷贝努埃段的地貌剖面。该裂谷东侧肩部是高峰达2740m(班布托山)和2460m(姆巴博山)的阿达马瓦山脉；西侧是800～1000m高程的乔斯高原。图3b表示东非裂谷东支肯尼亚-坦桑尼亚地段的地貌剖面。裂谷东侧有一系列高山如乞力马扎罗(5895m)、巴蒂安(5199m)、梅鲁火山(4566m)和莱萨蒂马(3999m)等组成的山脉；西侧则是1000m左右的高原。图3c表示贝加尔裂谷北部的地貌剖面。贝加尔裂谷东侧是雅布洛夫山脉，西侧是滨湖山脉，两条山脉的山峰可达到2000m以上。图3d表示我国山西省北部的三个小型引张盆地，从北向南依次为浑源盆地、代县盆地和定襄盆地。浑源盆地的东南侧为恒山山脉，高峰在2000m以上，其西北侧是近2000m高的晋北高原。代县盆地的西侧也是恒山山脉，盆地肩部的馒头山高程为2426m; 盆地东侧是五台山脉，高峰可达3000m以上。定襄盆地的西侧是吕梁山支脉云中山脉，高峰超过2000m；东侧为五台山余脉，肩部高峰柳林尖山2101m。图3e表示美国西部盆-岭省的一条地貌剖面，盆地西侧是东莫尔蒙山，高度接近1000m，东侧比沃丹姆山高达4000m，表现出一种非对称引张。图3f表示美国里奥格兰德裂谷的地貌剖面，西侧肩部的杰迈兹山脉和东侧特鲁恰斯山脉的高峰都达到3000m以上的高度。此外，板块内部的山脉许多形成于伸展作用，如华北的燕山、太行山等，发育大量变质核杂岩。

图2 以系列正断层和火山活动为特征的东非裂谷(据Hamblin and Christiansen，2003)Fig.2 East African Rift Valley characterized by a series of normal faults and volcanic activity (after Hamblin and Christiansen, 2003)

图3 张应力作用下形成的各种山脉(据李继亮等，2003)(a)西非裂谷的地貌剖面；(b)东非裂谷东支的地貌剖面；(c)表示贝加尔北部地貌剖面；(d)图表示山西北部三个引张盆地的地貌剖面；(e)美国西部盆-岭省地貌剖面；(f)通过里奥格兰德裂谷的地貌剖面Fig.3 Geomorphic profiles of the mountains formed in extensional zones (after Li et al., 2003)(a) West African Rift Valley; (b) eastern branch of the East African Rift Valley; (c) the North of Baikal; (d) three extensional basins in the northwest of the Shanxi Province; (e) Ridge and Valley Province in the west of United States; (f) Rio Grande Rift

通过上面所述的引张应力场中所形成的山脉实例，我们可以了解到伸展构造体制下，也可以形成巨大的山脉。这反映了山脉成因的多样性，也说明用冷缩说来解释地球上所有山脉的成因，是不妥当的。

2.2 剪切应力场形成的山脉

走向滑动断层，也称为横推断层，它们是由沿近于直立断层面的剪切应力形成的。从理论上讲，走滑断层的两盘沿着直立的断层面作水平位移，两盘之间不会产生高度差异。但是，当走滑断层发生弯曲，或走向改变，或呈雁列状排列时，在两个走滑段之间往往发生走滑引张段或走滑挤压段来衔接，于是就形成了走滑引张(拉分)盆地和走滑挤压的山脉。在走滑引张的情况下，大型拉分盆地的肩部也可以隆升成为山脉，这与前述的引张应力场情况相似，这里不再赘述。走滑挤压也可能导致岩石圈向下挠曲形成盆地，例如鄂尔多斯盆地和酒西盆地，盆地不属于讨论范畴，不予以展述。这里重点讨论走滑挤压形成的山脉。

走滑断层侧接部位或侧接带(stepovers)会发生走滑引张或走滑挤压(侯泉林，2020)。走滑挤压形成菱形地垒或正花状构造，成为上投山脉(upthrown mountain)，或导致挤压隆升山脉。

图4表示美国加利福尼亚湾东侧，布塔诺走滑断层与圣安得列斯断层之间发生走滑挤压，形成具有褶皱的小型山脉，山峰高度可达600m以上。图5表示挪威西部的斯皮尔伯根岛西侧霍恩桑德(Hornsund)断裂带与朗菲奥登(Lomfjorden)断裂带之间，在新生代时期，由走滑引张转变为走滑挤压时形成的山脉。

图4 加利福尼亚湾附近布塔诺断层与圣安得列斯断层之间的走滑挤压，造成高达600m以上的山峰(转引自李继亮先生手稿)Fig.4 Mountain ridges over 600m formed in transpressional zone between the Butano and San Andreas faults near the Gulf of California

图5 挪威斯皮尔伯根岛西侧霍恩桑德断裂带与朗菲奥登断裂带之间的走滑挤压山脉(转引自李继亮先生手稿)Fig.5 Mountain ridges formed in transpressional zone between the Hornsund and Lamfjorden fault zones on the west of Spitsbergen Island, Norway

在中国境内，特别是中国西部，由于喜马拉雅造山作用的远程效应，许多高大的山脉都与走滑断裂密切相关。例如，昆仑山脉几乎所有海拔6000m以上的高山均与走滑断裂伴生；天山山脉中海拔5000m以上的高山也与走滑断裂作用有关。喀尔力克山在伊吾哈萨克自治县南部，山脉的脊部是一系列终年积雪的雪山，最高峰4928m。喀尔力克山出露的岩石主要是奥陶系、泥盆系、石炭系的沉积岩以及晚古生代的花岗岩和闪长岩。喀尔力克山也表现为正花状构造，反映了走滑挤压成因。阿尔金断裂是我国西部一条重要的走滑性质的大断裂带，其延伸长度约2000km。阿尔金断裂在新生代活动期间，形成了一系列走滑双重构造(strike-slip duplex)，次级走滑断层通过的地方，形成了一系列走滑挤压山脉，如祁连山、党河南山、青海南山、拉脊山、布尔汉布达山和阿尼玛卿山等。图6表示中祁连断裂与北祁连断裂的走滑挤压作用形成的祁连山、疏勒山和党河南山。

图6 中祁连断裂和北祁连断裂的走滑挤压作用形成了祁连山(Q)、疏勒山(SH)与党河南山(D)的正花状构造(转引自李继亮先生手稿)Fig.6 Qilian Mountain (Q), Shule Mountain (SH) and Danghenanshan Mountain (D) performing positive flower structures formed in transpressional faults in Middle Qilian and North Qilian

2.3 挤压应力环境中形成的山脉

挤压应力作用下，形成了现今世界上最厚的大陆地壳和最高的山脉。挤压形成的山脉有许多，例如我国的喜马拉雅山，伊朗的扎格罗斯山脉，欧洲的阿尔卑斯山、喀尔巴阡、亚平宁山脉，非洲的大阿特拉斯山脉，美洲的科迪勒拉山脉等。以冲断层为主形成的挤压山脉往往伴随走滑挤压作用。世界上许多著名的新生代时期形成的山脉均具有走滑性质，例如，喜马拉雅、阿尔卑斯、喀尔巴阡、亚平宁、科迪勒拉、台湾海岸山脉等。

挤压成因山脉由逆冲断层造成的推覆体或叠瓦状逆冲岩席堆垛而成山。例如在喜马拉雅南坡，可以看到一系列大规模的推覆体，从下喜马拉雅带一直堆垛到高达8848m的珠穆朗玛峰(图7)。阿尔卑斯山也有相似的构造特征，如图8表示了瑞士阿尔卑斯的一条由马特峰到魏斯峰的南北方向剖面。图上可以看出，这个剖面上包含了七个以缓倾角逆冲断层为边界的推覆体：当·布朗什推覆体、嚓特推覆体、伏瑞利峰推覆体、西姆布朗什推覆体、蔡玛特蛇绿岩带、芒特·罗莎推覆体和希维茨·末莎贝尔推覆体(图8)。

图7 尼泊尔境内下喜马拉雅到珠穆朗玛峰的地貌与地质简化剖面(据Sharma，1977修改)Fig.7 Simplified geomorphic and geological profile from Lower Himalayas to Mount Qomolangma in Nepali (modified after Sharma, 1977)

图8 瑞士阿尔卑斯山脉马特峰到魏斯峰的地貌与地质剖面(据Pfiffner et al., 1997)Fig.8 Geomorphic and geological profile from Matterhorn to Weisshorn in the Swiss Alps (after Pfiffner et al., 1997)

在大洋岩石圈向大陆消减的地方会形成挤压山脉，例如美洲的科迪勒拉山脉、日本的九州山地、四国山地和纪伊山脉等。还有由造山作用远程效应造成的板内挤压山脉，如我国龙门山即是由喜马拉雅造山作用的远程效应造成的挤压应力形成的山脉。

2.4 地幔柱形成的山脉

地幔柱是来自地幔深部乃至核幔边界处的熔融体，它们在地球表部形成了热点。当岩石圈通过地幔柱顶部持续运动时，地幔柱熔融体在地表的喷发，就会形成连续或断续的山脉。最典型的实例是太平洋中的皇帝海山链和夏威夷群岛。

夏威夷岛上的冒纳罗亚火山，从海底崛起9200m，由海平面算起，海拔4120m，由此可知该地区的海水深度在4000m以上，深的地方可以超过5000m。因此，从中途岛到夏威夷岛这二千多千米的距离中，所有露出水面的岛屿，如莱桑岛、内克岛、尼华岛、考爱岛、瓦胡岛、毛伊岛等，都是海底之上的高山。这些岛屿周边几十千米的范围中，海水深度只有一千多千米，因此这些岛屿链接成为绵延二千多千米的巍巍壮观的海洋山脉。由岩石圈在地幔柱上面运动而成的山脉，在大洋中成为一道道山脊，与大洋扩张中脊相比，这些山脊发生地震的几率很小，因此人们称之为无震脊。

地幔柱形成的山脉，说明了板块的水平运动和深部位置的垂直上升相结合可以导致山脉的形成。这类山脉在大陆上不明显，可能是因为大陆上强烈的剥蚀作用和复杂的变形作用，使这类山脉原本的面貌破坏殆尽。

3 造山带概念

上面谈论了四种不同应力场形成的山脉，于是就有一个问题：这些山脉都是造山带吗？山脉与造山带有何不同？在地质学发展的不同时期，对这个问题有不同的答案。下面做一个简单的回顾。

18世纪后期，瑞士的索苏尔(Horace Bénédict de Saussure，1740～1799)和意大利的斯丹农(Stanonh)认为大尺度层状构造是一种旋回产物，每一次都由于加热、位移或沉积物中的侵入作用以及整体隆起，创建一条山脉。由此他们推断了山脉形成的原因，也断定造山作用是一种旋回作用。

1840年瑞士格赖斯利(Amand Gressly，1814～1865)把术语orographic(山形的)从描述意义上用于山岳构造，把术语orogenic(造山的)从成因意义上用于山岳构造。1890年美国吉尔伯特(Grove Karl Gilbert，1843～1918)把大地构造运动分为造山运动和造陆运动，他将产生山脉的地壳的位移叫做造山作用(orogeny)。1894年英国伍法姆(Warren Upham)认为造山作用(orogeny)这一术语表示影响比较狭窄的带，并使之上升为高火山脊的褶皱、翘曲作用，以及仰冲断层和逆掩断层等形成山脉的各种作用。

1920年史蒂勒把造山运动定义为岩石组构的偶然性改变。这个定义包含了时间因素，也暗示了造山运动的突发性。1940年，史蒂勒又把造山运动定义为岩石组构在有限的空间和时间范围内发生的强烈变形事件。这个定义在槽台说盛行的时代得到了广泛的认可。1966年吉卢利(Gilluly)把造山运动定义为导致有限地壳带状隆起而形成山脉的地壳运动。

从前面的历史回顾可以看出，在板块构造理论诞生之前，造山带和造山运动的定义强调了隆升的地貌和地壳的变形两个方面。就这两个方面来看，本章所述的四种应力场形成的山脉，都合乎这种定义。这样的定义，存在着外延过宽的明显缺陷，缺少指称的制约条件。显然，最主要的是缺少大地构造环境的制约。因为地槽可以在任何地方发生与发展，因此，前板块构造时代对大地构造环境的认识，仅限于活动区和稳定区，活动区即是地槽和地槽回返后的造山带，因此不能用活动区作为制约条件。板块构造理论建立以后，我们有三类板块边界和板内四种大地构造环境作为一级大地构造环境制约条件，造山带和造山作用的定义应该做出更为明确的限定。

图9 南美安第斯俯冲造山带(据Hamblin and Christiansen，2003)(a)安第斯山造山带形成于纳斯卡(Nazca)板块向南美大陆之下俯冲阶段的汇聚板块边缘；(b)安第斯山脉智利北部强烈变形的沉积岩之上的安山岩层状火山岩, 造山带根部的岩石可能正在发生变质作用Fig.9 Andes subduction-controlled orogenic belt in South America (after Hamblin and Christiansen, 2003)(a) Andes Mountains were formed by the subduction of the Nazca plate beneath South America at a convergent plate margin; (b) Andesitic stratovolcanoes are towering over an intensely deformed series of layered sedimentary rocks,and deep in the mountain belt, metamorphic rocks are probably forming today

图10 碰撞造山带实例(据Hamblin and Christiansen，2003)(a)喜马拉雅造山带：新生代印度大陆与欧亚大陆碰撞，形成了世界上海拔最高的山脉；(b)乌拉尔造山带：晚古生代(～350Ma)欧洲与亚洲大陆碰撞，已不见高耸的山脉Fig.10 Collisional orogenic belts (after Hamblin and Christiansen, 2003)(a) Earth’s highest mountain chain in Himalaya orogenic belt, formed by the collision of India and Eurasia continents in Cenozoic; (b) Ural orogenic belt with no mountains higher than 2000m, formed by the collision of Europe and Asia continents in Late Paleozoic (about 350Ma)

从以上分析可以看出，山脉和造山带是不同的概念，具有不同的科学内涵。山脉是地貌学/地理学名词，强调的是现时状态和形貌特征，关键是具有一定的高程和陡坡；造山带是地质学名词，强调的是汇聚板块边缘相互作用的动态过程，关键是具有汇聚板块边缘的岩石-构造组合，包括俯冲造山带和碰撞造山带，可以是高山，也可以是被夷平后的平原。因此，山脉与造山带是既有交集，又彼此不可包容的两个概念。

板块构造理论问世以来，对造山带有了全新的认识，即使在阿尔卑斯这样一个活动论发源的研究地区，也取得了许多新的认识和进展。这些进展为我们深入地研究造山带提供了理论与方法。在中国的版图中，纵横分布着各个地质时代的造山带，它们的数目和分布面积，在世界上首屈一指。这样的自然面貌当然为国人研究造山带提供了优越的条件。同时，这也暗示我们，中国的地质学家有责任为世界的造山带研究做出更多的贡献。

正如“最伟大的创新必然是建立在最深刻的继承基础之上”一样，要想在板块构造理论方面有所创新和突破，必须对板块构造理论本身有深刻理解和准确把握。创新就是突破科学前沿。所谓前沿就是人类目前科学知识所知道的和不知道的之间的界线。如果把你知道的，或者说你拥有的知识当作一个圆，圆之外是不知道的，那么这个圆的圆周就是前沿。学科前沿就是包括这个学科全部知识的大圆的圆周。要想使自己站在板块构造理论前沿，就要深刻把握板块构造理论的内涵，努力撑大自己的圆，使之成为准确包含板块构造理论的大圆，而不仅仅是包含几个板块构造的概念和理论碎片。突破大圆才是创新。所以全面理解和准确把握板块构造理论是地质学创新之前提。因此，一个人的创新能力与自己的圆的大小，即拥有专业知识的多寡密切相关；同理，一个国家的创新能力取决于拥有大圆的人的多寡。

4 造山带研究中的若干问题

造山带是大陆地质学家关注的焦点。然而，近些年来在运用板块构造理论解释造山带的形成和演化过程中，出现了与槽台理论概念混用，或概念含混不清的情况。也就是说并没有深刻理解和准确把握板块构造理论的精髓，这大大制约了科学的发展，有甚者还有误导作用。众所周知，板块构造理论取代槽台理论称为地球科学革命，二者分属两个范式，其间具有不可通约性(incommensurability)(侯泉林，2018)。因此其概念和理论不可以混用或交叉使用，否则会造成概念和理论的混乱。认识这个问题并非仅仅是概念和术语的使用问题，而是如何深刻理解和准确把握板块构造理论的内涵本质和理论体系问题。下文针对运用板块构造理论研究造山带过程中的一些容易混淆和误解的问题和概念进行讨论，并与读者商榷。

4.1 混杂带的概念

混杂带或混杂岩(mélange)，中国台湾地区称为混同层，是识别造山带的关键大地构造单元，是许靖华(Hsü,1967)研究北美加里福尼亚海岸山脉弗朗西斯科杂岩时提出来的，主要指形成于海沟的增生楔或增生棱柱体，在碰撞造山带中构成了造山带腹陆的主体(图11)。

图11 造山带结构及不同类型的磨拉石盆地(据李继亮，2009修改)Fig.11 Conceptual tectonic profile of the orogenic belt and related Molasse basins (modified after Li, 2009)

混杂带的典型特征是基质夹岩块(block-in-matrix)，其岩石组成包括两部分：①混杂带的基质，即原地岩系(autochthonous rock)，主要由海沟以及海沟-斜坡盆地的浊积岩复理石和块体搬运沉积(mass-transport deposit，MTD)以及远洋沉积物组成，常含放射虫硅质岩；②包裹于复理石基质中的大小悬殊、岩性和时代各异的外来块体(allochthonous block)，如洋岛(oceanic island)、海山(seamount)、洋底高原(oceanic plateau)、大洋岩石圈(蛇绿岩)等的残块，以及大陆碎片(continental fragments)、岛弧火山岩块、不同成因的碳酸盐岩(多变质为大理岩)块体等。

由于俯冲深度和经历的温压条件不同，俯冲混杂带的基质和外来岩块经受不同的变质作用，从基本不变质到高压甚至超高压变质，这取决于其随俯冲带是否曾经俯冲下去过和俯冲深度以及随之折返情况。这些不同来源、不同成因和时代、不同变质程度的外来岩块(或构造岩块)与基质混杂在一起，构成混杂带。混杂带构造杂乱，变形强烈，尤其是基质中发育各类冲断构造(thrusts、duplex)、大型复式褶皱(阿尔卑斯式褶皱)和大型韧性剪切带，以及底劈构造等。此外，常发育构造破碎组(broken formation)，地层呈现失序(out-of-sequence)特征。

近来，有人将沉积混杂的滑塌堆积(slumping)或野复理石等也称为混杂岩，造成了混乱，建议予以澄清。

4.2 造山带中的碳酸盐岩问题

造山带中会发育各种类型的碳酸盐岩，若不加以区分，势必对造山带分析造成误导。造山带中的碳酸盐岩大致有如下形成环境：①形成于洋中脊附近的CCD 面(碳酸盐补偿深度)之上的远洋碳酸盐岩随洋壳扩张进入俯冲带并被刮削下来，多变质为薄层的条带状大理岩；②海山、洋岛和洋底高原顶部的碳酸盐岩在俯冲过程中进入混杂带；③变形隆起的增生楔构造高点(又称构造脊，structure ridge)也可堆积碳酸盐岩；④当不发育弧前盆地时，岛弧边缘的局限台地碳酸盐岩可垮塌滑落至增生楔中；⑤被动陆缘的台地碳酸盐岩会以孤立滑塌岩块方式进入深海环境，俯冲过程中进入混杂带，或直接出露于前陆带。

由此可以看出，造山带中会有形成于不同构造环境的碳酸盐岩的共存共生现象。应具体问题具体分析，设法确定其形成的构造环境和成因，如沉积于海山、洋岛、洋底高原和构造脊顶部以及岛弧边缘的碳酸盐岩中常发育火山岩(凝灰岩)夹层，否则会造成误导。

4.3 蛇绿岩与造山带和缝合带关系问题

混杂带中的任一蛇绿岩块的时代只代表该洋壳残片的形成时代，它既可以就位于俯冲阶段也可以就位于碰撞阶段，与俯冲作用和碰撞造山没有对应关系。大洋岩石圈从其在洋中脊处形成到在俯冲带处消亡，是一个连续演化过程，混杂带中不同时代的蛇绿岩仅表示不同时代的洋壳碎块以不同方式就位于混杂带中或其周边。因此，蛇绿岩的形成时代和就位时代与大洋闭合和两侧大陆发生碰撞的时间没有直接联系，不能代表碰撞造山的时代(图12)，尽管最年轻的蛇绿岩可作为大洋闭合和碰撞事件发生的下限，但往往有较大误差。

图12 增生型造山带理想模式图(据陈艺超等，2021)Fig.12 Tectonic model showing relationship between accretion arc and accretionary orogenic belt (after Chen et al., 2021)

蛇绿岩就位有多种方式，不同的就位方式会导致其位置不同，而且在俯冲阶段(如北美西海岸Costa Range蛇绿岩，Hopsonetal., 2008)及碰撞造山作用过程中还可能经历远距离推覆，因此蛇绿岩出露位置并不能代表缝合带的位置(侯泉林，2018)。

4.4 增生型造山带问题

然而，现阶段的一些文献中，常常将洋壳俯冲阶段即增生楔形成过程叫增生型造山带,如环太平洋型造山带；而将大洋闭合，两侧大陆发生(间接或直接)碰撞作用形成的造山带叫碰撞型造山带。这种分类是按照演化阶段的纵向分类，与Suess(1875)提出的“特提斯型造山带”和“太平洋型造山带”分类类似，即所谓“增生型造山带”就是“太平洋型造山带”，指大洋仍在俯冲、尚未闭合的情形。若如此，又如何称中亚造山带是增生型造山带呢？因为古亚洲洋早已闭合，理应属于碰撞型造山带。如果按此划分，又有哪个碰撞造山带不是从增生型演化而来的呢？毕竟所有的碰撞发生之前，都必须有洋壳的俯冲消减将两个碰撞的陆块运移到一起。所以这种类型划分在研究古老造山带中不仅没有实际意义，而且还会造成混乱。因此，应将增生型造山带回归到engör(1992)提出的增生型造山带的本来面目。

4.5 增生弧问题

增生弧(accretionary arc)是指形成于增生楔(又称俯冲混杂带、蛇绿混杂带或增生杂岩)之上的岩浆弧，是增生型造山带的重要标志(图12)。增生弧不同于洋内弧和陆缘弧，它是“晚期岩浆弧与早期混杂带的共生体”。增生弧岩浆的重要来源之一是增生楔物质的重熔，特别是复理石和各类外来岩块。有人认为，其部分熔融可能与增生楔中的大型逆冲断层的摩擦热和剪切带的剪切热有关；也有人认为地幔仍然是增生弧形成的主要热源。但增生弧岩浆有无地幔源区供应还有待讨论。有学者认为在俯冲混杂带侧向长距离增生过程中，地幔楔不可能紧跟在俯冲消减带之上，所以增生弧的岩浆来源难以用地幔楔水致部分熔融机制来解释(李继亮，2004)。但以日本岛弧为案例的增生弧中也发育基性钙碱性甚至拉斑质的岩浆，一些地球物理工作也证实日本岛弧岩浆有来自莫霍面以下的熔体贡献(Taira, 2001)。这些证据表明增生弧岩浆可能确实存在一定的地幔熔融贡献，但这一增生弧地幔是怎样的性质和来源，现在还无从讨论。俯冲带后撤时断离并保留在原俯冲带位置的俯冲大洋岩石圈可能是其来源之一(图12；陈艺超等，2021)。这些争议尚需更多工作予以澄清。

因岩浆来源不同，岩石和地球化学特征必然有其特殊性。有研究发现，增生弧花岗岩普遍具有Sr-Nd 同位素解耦现象，表现为Nd 同位素亏损，Sr 同位素富集，这可能是因为增生弧花岗岩主要来自于增生楔复理石的部分熔融，海水富Sr 之缘故(Chenetal., 2017; 侯泉林, 2018；陈艺超等，2021)。

4.6 高压变质作用与碰撞作用关系

有人认为，高压变质与碰撞作用密切相关，这可能是个误区。所谓高压变质是指高的P/T比，而非压力的绝对值，如高压麻粒岩的变质压力可能超过蓝片岩和榴辉岩，但仍属中压变质相系，因其P/T中等；而蓝片岩和榴辉岩因其高的P/T比而属于高压相系。

俯冲板片因其较低的温度(T)，具有高的P/T比，所以高压变质也称为俯冲变质，也就是说高压变质与俯冲作用密切相关；碰撞作用过程因其正常(中等)的P/T比，发生巴洛式变质，而不可能发生高压变质作用(图13)。

图13 碰撞造山带岩石的典型压力-温度环(据Frisch et al.，2011修改)洋壳和一些大陆碎片物质可被深俯冲，经历俯冲变质作用(高压变质作用)；在折返过程中，将会叠加角闪岩相或绿片岩相变质(绿色线条). 大陆地壳在碰撞过程中经受的压力主要是区域变质作用(巴洛式变质)，折返过程中会进入阿武隈式变质作用范围(棕色线条). 注意，折返过程中岩石的温度比下降期间同一深度下岩石的温度要高，因为加热和冷却都是缓慢的过程(相对压力来说)Fig.13 Typical pressure-temperature loops from rocks in a collisional orogen (after Frisch et al., 2011)Oceanic crust or continent splinters can be deeply subducted and experience subduction metamorphism (high-pressure metamorphism); during their ascent they will be overprinted in amphibolite or greenschist facies (green paths). Other parts of continental crust experience pressure-emphasized regional metamorphism (Barrow-type) during collision and reach fields of the Abukuma-type regional metamorphism during ascent (brown paths). During their ascent the rocks are much hotter than during descent at the same depth, because both heating and cooling are slow processes

俯冲带可以将混杂带中的任何物质包括其中的陆壳物质携带至深部发生高压变质，然后再折返就位，此时碰撞作用并未发生。北美弗朗西斯科杂岩带(Wakabayashi, 2015)中就出露有大量的榴辉岩和蓝片岩，而太平洋远未闭合。所以高压变质作用即俯冲变质作用与碰撞事件并无关联，因此不能用高压变质峰期年龄来确定碰撞时间。同理，在俯冲过程中持续就位的高压变质岩，其寄主断裂系统也不能作为缝合带考虑。

4.7 造山带中的复理石与磨拉石问题

复理石和磨拉石的构造意义远大于其岩石学和沉积学意义，因此被认为是构造术语。但常见一些文献中对其概念，特别是构造含义含混不清，甚至误解。

复理石是一个沉积岩相概念，是指由巨厚的海相浊积岩组成的一套具有韵律结构的岩石组合，以鲍马序列为特征(Reading，1996)。复理石可形成于被动陆缘、活动陆缘、岛弧等构造环境，是碰撞造山前的产物，也就是说在碰撞造山作用过程中不可能形成复理石沉积。被动大陆边缘的复理石在碰撞作用过程中进入造山带前陆褶皱冲断带；活动陆缘以及弧前或弧后的复理石进入造山带腹陆(图11)。需要说明的是，湖等陆相浊积岩不属于复理石范畴。

造山带中的磨拉石发育于不同类型的磨拉石盆地(图11)，发育于下行板片(underthrust plate)之上的前陆盆地称为原前陆盆地(pro-foreland basin)，其中磨拉石是一套下部为海相细碎屑沉积(如台湾海峡)和上部为陆相粗碎屑沉积的巨厚沉积组合，这一组合特征与山间盆地沉积形成明显对照。原前陆盆地中的磨拉石往往堆积于较早形成的复理石的前锋部位，形成于碰撞事件发生之后，且贯穿于整个碰撞造山过程。因此，前陆冲断带中最晚的复理石地层与其上的原前陆盆地中最早的磨拉石地层可作为限定碰撞事件发生的下限和上限标志。值得注意的是，弧背前陆盆地(retro-arc foreland basin)既可发育于碰撞阶段，也可发育于俯冲阶段，所以其中的磨拉石地层不能限定碰撞事件发生。

4.8 碰撞事件的时限问题

碰撞造山带的碰撞事件时限是造山带研究的关键问题，也是造山带研究中争论最多的问题。有人总想一劳永逸地用某个同位素年龄来代表碰撞事件的发生。事实上，从洋壳俯冲到大洋闭合和碰撞作用发生是一个连续的过程，因此没有留下任何能直接反映碰撞事件发生的物质和年龄记录，可以说任何年龄都不能代表碰撞事件发生的时间，因此只能通过碰撞前与碰撞后环境、物质的改变以及年龄记录去限定其上、下限。

限定碰撞事件发生的上、下限的方法很多(李继亮等，1999)，但往往误差都较大。最有效的方法是，碰撞前俯冲板块如被动大陆边缘(碰撞后进入前陆褶皱冲断带)最晚的复理石地层与其上覆的原前陆盆地中最早的磨拉石地层分别作为限定碰撞事件发生的下限和上限标志。两套地层有时为连续沉积，因此可以把碰撞事件限定在很小的时间范围之内。需要注意的是，只有覆于最晚复理石地层之上，即晚于最晚复理石地层的原前陆盆地中最早的磨拉石地层方可作为限定碰撞事件发生的上限，其他类型的前陆盆地如弧背前陆盆地以及造山楔顶盆地等的磨拉石地层则不能用于限定碰撞事件发生的上限。

需要强调的是，俯冲阶段也可形成类似磨拉石的陆相砾岩地层，如弧前盆地或增生楔之上的斜坡盆地沉积。这些陆相砾岩地层同样以角度不整合关系覆盖于就位在增生楔中的海沟浊积岩地层之上(Mooreetal., 2001)，非常容易与前陆盆地混淆。因此使用复理石-磨拉石沉积相转换来判断碰撞造山事件，必须要首先限定沉积盆地的构造属性为周缘前陆盆地，而不能简单的用“砾岩角度不整合覆盖浊积岩”这样的地层柱子来替代。

4.9 造山带中的角度不整合与造山幕和造山运动关系问题

最近一个时期以来，有关造山幕、燕山运动，及其与角度不整合的关系讨论有回温之势，造成了板块构造理论与槽台理论和概念混杂使用，十分混乱，有必要予以澄清。

造山幕(orogenic episode)又称褶皱幕(folding episode)、构造幕(tectonic episode)。这一概念最早是由Stille于1936年提出来的，其含义是地槽转变为褶皱带的过程都经历了一系列短时间的褶皱幕；褶皱幕之间，为比较长的、相对静止的阶段所隔开；每一个褶皱幕在整个地槽区，乃至全球所有的地槽区都是近于同时发生的，而且褶皱幕是根据地层间的角度不整合来确定的(Aubouin, 1965)。之所以用地层角度不整合来确定造山幕，是因为地槽学说认为，造山带是地槽褶皱回返抬升的垂向运动的结果，造山带的回返抬升造成整个造山带的强烈变形和剥蚀，然后再沉降接受沉积时，就会形成地层的角度不整合。板块构造理论认为，从大洋岩石圈的俯冲到大陆岩石圈的碰撞，以及其后的持续碰撞造山作用是一个连续的过程。在此过程中，可以形成经历变形和遭受剥蚀的高地(如冲断岩席)，也可同时形成接受沉积的洼地(盆地)，也就是说在同一次造山作用过程中会形成若干个角度不整合，或者说角度不整合是造山带中的普遍现象，而且一个地方遭受剥蚀形成角度不整合和另一个地方接受连续沉积是同时发生的，并不存在统一的角度不整合。再者，角度不整合的成因也是多种多样的，即使同一个角度不整合的不同位置也可能是穿时的，如日本西南部石库岛增生楔楔顶盆地底部的不整合。因此，造山作用过程中并不存在造山幕；造山带中的角度不整合也不与任何所谓的造山幕、造山运动，以及碰撞事件有对应关系。也就是说不整合并不代表有重大构造事件发生；相反，如前所述的复理石向前陆盆地磨拉石地层的转变过程可能是连续沉积，但它指示了碰撞事件的发生，即造山带中地层的连续沉积并不代表没有重大构造事件发生。

自20 世纪60～70 年代，地球科学革命取得成功，板块构造理论范式取代地槽学说范式之后，深大断裂、全球性的造山幕、造山运动，如加里东运动、燕山运动、喜马拉雅运动等术语已不再使用，地质学教科书中也没有了这些概念。至于加里东期、燕山期、喜马拉雅期之类术语仍被广泛使用，其含义也仅代表时代的概念。

4.10 造山作用与成矿问题

造山作用与成矿关系是长期以来的关注焦点，特别是近些年来过于强调碰撞造山过程的成矿作用，这可能是个误区。我们知道，在碰撞前的俯冲造山阶段，尤其是有洋脊俯冲的情况下会有大量地幔物质上涌，这为成矿作用提供了丰富的物质基础，有利于大规模成矿，如环太平洋成矿带。碰撞造山后的拆沉作用(delamination)会引发大规模地幔物质或能量上升，加之浅部伸展拆离作用的构造配套，也有利于大规模成矿。而碰撞造山过程中的(内生)成矿作用一般比较有限，因为该过程岩浆活动贫乏，加之地壳加厚，深部地幔物质难以上升至浅部，所以成矿的物质基础比较薄弱，形成大规模内生矿床的可能性较小。总之，碰撞前和造山后阶段是内生矿床成矿的关键时期，反而碰撞造山作用过程中不利于内生矿床的大规模形成。

致谢中国科学院大学闫全人教授针对有关问题与作者进行了深入讨论，并提出了许多建设性意见；审稿专家提出了宝贵的修改意见。在此一并谨表谢忱！

文中参阅了李继亮先生的一些手稿资料，因此将先生列为共同作者。谨以此文纪念恩师李继亮先生逝世一周年！