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认识我国的构造分区

2022-05-14徐继山董培杰

科学24小时 2022年5期
关键词:断裂带盆地青藏高原

徐继山 董培杰

经喜马拉雅造山运动再抬升形成的阿尼玛卿雪山

我国位于亚欧大陆东部,太平洋的西岸,是一個沿海国家。我国东西南北跨度极大,国土面积辽阔,是一个地形地貌十分复杂多样的国家,拥有几乎所有的地形类型,平原、丘陵、高原、盆地和山地等在我国都有大面积的分布。从板块构造学说的角度来看,我国地处亚欧板块、印度洋板块和太平洋板块这三大板块的消亡边界附近,板块之间的碰撞挤压,对于我国宏观地形的形成有着重要的影响。

全球的新构造运动是形成现代地质、地貌的基础。第四纪期间,在我国大地上,发生了哪些著名的地质构造大事件呢?最著名的就是青藏高原,迅速长成“世界屋脊”的个头;黄土高原紧随其后,由湖泊转眼变成高原;东部地区趁势向东发展,“伸了个懒腰”,把高原上的物质侵蚀并沉积下来,变成盆地和平原。在这个发展的过程中,遇到太平洋板块和菲律宾板块的阻挡,我国版域“雄鸡”的头部(东北地区)和尾部(喜马拉雅区)形成了火山;还有,新断裂在形成,老断裂在复活,各种地质灾害时有发生……新构造运动在不同的区域表现也不尽相同。要弄清楚这些地质构造大事件,首先就要搞明白我国版域的构造分区。

我国的构造分区,概括起来,就是“南南北北喜青新”这7个字,分别指的是华南区、台湾—南海区、华北区、东北区、喜马拉雅区、青藏区和新疆区。从板块位置来看,我国的区域(包括陆地和海洋)可以分为东西两大区域,其界线是一条巨大的南北向构造带,即贺兰山—龙门山—小江断裂带。南北向构造带西面是地中海—喜马拉雅构造域,对应的是“喜青新”这3个字;东面是滨太平洋构造带,对应“南南北北”这4个字。它们联合起来,共同塑造着我国大地的一形一貌。

喜马拉雅构造区,我国大陆的分分合合,追根溯源都源于此。它的范围非常狭窄,位于雅鲁藏布江断裂带以南,基本上就是喜马拉雅山脉的主体。那么,“喜”从何来呢?它是板块长期挤压的结果。监测结果表明,印度洋板块正在以每年50~60毫米的速度向北挤压——这样算来,在第四纪期间,印度洋板块已经俯冲了150千米左右,相当于把整个恒河平原都“填”了进去。喜马拉雅山之所以能“长”这么高,得益于“叠瓦式”的挤压方式,就像不断地把木楔子“揳”进去一样。晚新生代以来,整个山系足足抬升了3000~4000米。因此,这个区的特征可以概括为一个字——“挤”。如此挤压的环境,也造成了最强烈的地震带——雅鲁藏布江地震带,仅有史记载以来,在这么小的区域就发生了8次8级以上的大地震。

雅鲁藏布江

喜马拉雅山形成示意图

青藏高原区的西边是帕米尔高原,即《山海经》中的“不周山”。帕米尔高原连起了喜马拉雅山和阿尔卑斯山,拥有世界第二高的山峰——乔戈里峰(海拔8611米)。东边是贺兰山—六盘山—龙门山和小江断裂带。其中,六盘山也被称作“陇山”,就是三国时期马谡大意失街亭的那个地方,足见地势之险要。北边是西昆仑山—阿尔金山—祁连山以北的西北地区。青藏高原区的面积为240万平方千米,约占全国陆地面积的四分之一,犹如腾空之鲸,似有东下江海之势。

青藏的“青”,有年轻之意,青藏高原的确也是最年轻的高原,平均海拔为4000米。这么高的海拔可不是一天垒起来的,而是经历了许多个阶段,在第四纪期间几乎与喜马拉雅山同时隆升,隆起幅度也在3000至4000米之间。有人认为青藏高原地壳具有双层结构——除了上层是它本身的以外,下层是由印度板块垫升的,这就解释了山脉和高原同时隆起的机制。这个地区的地壳是最厚的,达70千米。此外,挤压作用造成了一系列挤压性走滑断裂,这些断裂呈弧形走向。比如鲜水河断裂,2010年的7.1级玉树地震就发生在这里。鲜水河断裂最大走滑(左行)速率为14毫米/年——估计在第四纪期间错动了30多千米。这个区域的地震大都是沿着这样的大断裂发生的。区域构造特征可以概括为一个字:“厚”。

青藏高原

从青藏高原一路向北,就是新疆构造区,它的东界就是阿拉善沙漠。这个区域地貌的最大特点是“三山夹两盆”,即在昆仑山、天山和阿尔泰山之间,分布着塔里木盆地和准噶尔盆地。为什么会形成这种地质构造?这是因为塔里木和准噶尔两大盆地,在古生代以前就已经形成“地台”(相对稳固的结晶基底),它们的周围是一些“薄弱带”,容易受到挤压而褶皱成山。这里的构造运动非常活跃,也很容易发生地震。在新生代时期,山脉持续隆升,盆地持续拗陷,形成了强烈的海拔高差,最大高差在10千米以上。正是这样的构造性质,造就了西北地区独特的地貌,被人们称为“绝境”。这个区域的整体特点就是“绝”。

新疆阿拉善沙漠

东北构造区大致是在阴山—燕山构造带以北,大兴安岭和长白山又把这个区域划分成三块——西边的内蒙古高原、中间的东北平原和东边的长白山区。该地区最大的特点是“火”——在第四纪期间曾有强烈的火山活动。这个地区是滨太平洋的势力范围,由于太平洋板块的俯冲作用,造成火山喷发。比如黑龙江的“五大连池”风景区,其实就是一个火山群。

此外,该地区的地壳不算厚,只有35千米左右。这里也曾有地震发生,但是东北人却浑然不觉,这是因为此处发生的大都是深源地震(深度大于300千米),地震波从地球深部传到表面已如“强弩之末”,基本没有什么威力了。珲春—绥芬河一带就是我国唯一的深源地震带。这个地块移动速率非常小,只有0.5毫米/年(东北方向),似乎有点“坐看板块漂移,我自岿然不动”的意味。

东北地区新生代火山分布(F1:塔源—喜贵图断裂;F2:贺根山—嫩江断裂;F3:西拉木伦断裂;F4:开原—赤峰断裂;F5:伊兰—伊通断裂;F6:牡丹江断裂;F7:敦化—密山断裂)

华北构造区的范围大致在阴山—燕山山脉以南、秦岭—大别山以北。华北地块的“前身”是华北准地台。之所以称之为“准”,是因为它在中生代以后又有不同规模的活动。它的地壳厚度与东北地区相当(35千米左右,西部比东部厚一点),但由于它的西边受印度板块的推挤,东边受菲律宾板块和太平洋板块的俯冲,东西势力的夹击,造成这个区域的构造活动非常强烈。这主要表现在:其一,差异沉降。西部鄂尔多斯高原是隆升的,而周围的断陷盆地以及华北平原是拗陷的。其二,断裂。处在西部的鄂尔多斯地块右旋造成周缘断裂,汾渭盆地被剪切成拉长的“S”形。华北平原上也有一个“大”字形的地震带——一横是燕山断裂带,一撇是邢台—唐山断裂带,一捺是郯庐断裂带,大小地震频发。由于该区自古以来是政治经济要地,人口聚集,因此地震造成的灾难也最严重。例如1555年发生在渭河盆地的关中大地震、1668年的郯庐大地震(8.5级)——当时正在创作《聊斋志异》的蒲松龄还把郯庐大地震记载在书里。在现代,有1966年的邢台大地震和1976年的唐山大地震,等等。如果把这个地区和其他地区放在一起比较,那么可以把它的特征概括为一个字:“沉” 。

华北构造区与地震带

华南区块上分布着高原、平原和丘陵,看起来好像是完整的一块,其实是由西北部分的“扬子克拉通”和东南部分的“华夏古陆”两个地块拼接而成的,它们在新元古代就已经形成。那时,华北地区还在海洋之中“前途未卜”。由于华南区的资格比较老,所以在新生代时期,它的活动显得非常沉稳与持重。它的地壳厚度由西北向东南逐渐减小。该区域地震比较少,但在板块边缘部位曾有少许火山活动,比如雷琼地区、杭州西湖地区,著名的西湖美景就是火山喷发作用造就的。可见,华南区的构造特点可以概括为“稳”这个字。

华南构造区与地震带

台湾—南海区包括中国南海区域、海南岛和台湾岛。这个区域的主要特点为“薄”——地壳厚度非常薄,最薄处只有9千米。这个区域与菲律宾海板块相接,在俯冲作用下形成了马尼拉海沟。马尼拉海沟位于黄岩岛附近,深度为5400米。著名导演李安执导的电影《少年派的奇幻漂流》讲述的故事就发生在这里。在南海区域,有我国最南端的一个海洋盆地——曾母盆地。在新生代早期,曾母盆地还是一片陆上森林,随着洋壳向东南方向俯冲、消减,逐渐沉降成海,它变成了鱼的王国。在新构造运动下,曾母盆地向下沉降了2000米。在沉降过程中,也形成了丰富的石油和天然气储藏,被誉为世界上第二个“波斯湾”。台湾岛位于台湾—南海区的一角,它其实是一个隆起——亚欧板块在这里将菲律宾海板块的一角蚕食掉,从而形成一个隆起构造。有意思的是,台湾岛与青藏高原,虽然相隔万水千山,但是它们的隆起几乎是同时的,只是台湾岛的隆升幅度要小很多。

台湾岛构造成因

最后,总结一下这7个区域新构造运动的特点,分别是:东北“火”、华北“沉”、华南“稳”、南海“薄”、喜山(喜马拉雅山)“挤”、青藏“厚”、新疆“绝”。从中可以看出,我国大陆东西南北的构造各有特点,在新构造运动的统一带动下,造就了地表的千姿百态。

主要指南北天山、阿尔泰山一带地区。

由滇南的元江往北经过西昌、松潘、海源、银川,直到内蒙古磴口。

指阴山、燕山一带,营口至郯城断裂带、汾渭河谷地。

主要指东南沿海及海南岛北部地区。

沿青藏高原周围及边境一带。

包括台湾及其东部海域。

感谢国家自然科学基金项目(42177123、42042054、41302249、42130706)、江苏省基础研究计划自然科学基金(SBK2022020012)、中国矿业大学教学研究项目(2021KCSZ34Y、2020YB20、2018ZX06)、中国矿业大学研究生教育教学改革研究与实践项目(2019YJSJG011)、国家一流专业建设点地质工程项目、江苏高校优势学科建设工程项目支持。

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