揚子克拉通,又名扬子陆块、华南陆块、華南克拉通,是個史前大陸或克拉通,目前是华南板块的一部分,範圍包含今日的长江中下游、中國西南部。華南陸塊先後為羅迪尼亞大陸、潘諾西亞大陸、岡瓦那大陸、盤古大陸、勞亞大陸、歐亞大陸的一部分。
大約10億年前的元古宙晚期,羅迪尼亞大陸形成。此時華南陸塊北鄰米洛維亞洋,東接西伯利亞大陸,西為澳洲,南為勞倫大陸。約7.5億年前,羅迪尼亞大陸分裂,華南陸塊成為獨立的大陸。
約1億年後,各大陸聚合成潘諾西亞大陸。華南陸塊連接者華北陸塊、岡瓦那大陸東部(澳洲)。潘諾西亞大陸分裂後,華南陸塊與華北陸塊連接者岡瓦那大陸東部。在志留紀,華南陸塊與華北陸塊個別與岡瓦那大陸東部分離,使原特提斯洋縮小,古特提斯洋形成。石炭紀晚期,華北陸塊與西伯利亞-哈薩克大陸開始連接,原特提斯洋閉合,華南陸塊仍是獨立的大陸。在二疊紀,華南陸塊位於熱帶地區,繁盛於石炭紀的大型石松大部分已滅絕,但仍存在於華南陸塊。辛梅利亞大陸(包含西藏、伊朗、土耳其)自岡瓦那大陸脫離,向北方移動,古特提斯洋縮小,特提斯洋形成。
三疊紀中期,辛梅利亞大陸東半部與華南陸塊碰撞。侏儸紀早期,華南陸塊與盤古大陸(華北陸塊部分)碰撞,形成今日的中國大陸。
中英文名称的翻译
目前,地质学的中文术语与英文术语,对华南板块与扬子板块所指的概念正好是反着的。在中文术语中,华南板块的范围更大,从秦岭淮河一直到中琉界溝,包括了扬子板块(即扬子克拉通)与华夏地块(华夏板块)。而在英文中,South China Continent(即Yangtze Craton),是指中文的扬子板块这个比较小的概念;而Yantze Continent是指中文的华南板块这个更大的概念。不过,“扬子克拉通”这个名称中英文是一致的,因为其南邻的华夏地块无论如何不能算是一个克拉通。
形成
这一节主要关注华南板块如何形成。传统上认为,华南板块由扬子板块和华夏地块在新元古代合并而成,形成江南造山带。如果赤门地块不存在,最后的合并时间应该推迟到侏罗纪。
扬子板块和华夏地块的合并
关于合并过程有4个主要的争议。
- 合并的时间并不清楚。
- 合并的过程不清楚。
- 新元古代(830—740 Ma)碰撞后岩浆活动的起源未知。
- 在罗迪尼亚超大陆中的位置有争议。
合并时间
有两派说法。
- 先是被早或晚期古生代洋分隔开。由潜没引发的海洋闭合发生在志留纪或三叠纪。(如洋内弧弧vs大陆弧、后弧vs前弧)。
尽管如此,只有发散双俯冲系统能对江南造山带的2个现象提供貌似可信的解释。它们并入大陆边缘后,沉积岩可能熔化为花岗状岩浆岩。因此,蛇绿岩套形成的时间基本可以对应大陆并合的结束时间。
- 830Ma显著的角度非整合。理论上同碰撞岩层会变形,后碰撞岩层不会。因此,角度非整合的年代可以显示碰撞终点的年代。如果这样假设没错,那么赤门地块应该被视作华夏地块的一部分,而不是一个独立的单元。
演化
根据传统的定义,华南板块是在新元古代扬子板块和华夏地块碰撞后形成的。花岗岩包括黑云母二长花岗岩,以及含白云母、石榴石、电气石的花岗岩。
- 变质岩的压力-温度曲线是顺时针的。岩石圈下部的岩石应被高压转化成榴辉岩(密度极大)。岩石圈的这一部分最终崩解、因其大密度沉入地幔。这使得地幔上涌并发生减压熔融。地幔熔化并生成铁镁质岩浆。铁镁质岩浆底侵并熔化了过厚的地壳,形成志留纪的花岗岩侵入。据“缺环”假说,华南板块位于罗迪尼亚超大陆内部。海洋的闭合使得这两个板块相撞并变形,发生岩浆活动和变质作用。然而,寒武纪的扬子板块和华夏地块砂岩却含有来源复杂的锆石,说明沉积物可以从一个板块上迁移到另一个板块上。这对于两者间存在海洋的假说相当不利。岩石学和大地化学研究反映不容置疑的地幔柱来源。例如,橄榄岩代表岩浆的高温。另外,这里的玄武岩与地幔柱产生的海岛玄武岩 (OIB)在同位素上很相似。
印支运动和燕山运动
印支运动(三叠纪)和燕山运动(侏罗-白垩纪)是中生代的变形和岩浆活动。
平板潜没模型
中生代构造运动有一些特征。
- 华南板块包含非常广(1300km)的三叠纪~早侏罗纪东北走向褶皱冲断带。断层的年代展现了指向大陆内部的变新倾向。同期火成岩也展现出相似的空间年代关系。
- 中侏罗世的大规模岩浆活动。大多数火成岩展现板内构造环境(即伸展构造性质)。
平板俯冲常被漂浮的海底高原(即厚洋壳)引发。洋壳穿入陆壳下方时,褶皱和冲断带便会向内陆移动,使得变新趋势向大陆移动。同时期的岩浆活动只能出现在陆块前部。在陆块后部没有出现岩浆活动。因此,共时的火成岩也会展现相似的变新趋势。就世界上10处已知的平板区域而言,其中至少8处都与埃达克质岩浆的出现有关。
基于“三明治模型”,印支运动有2个特征:
- 华南板块的变形非常激烈。有东向西北向逆冲褶皱结构、东北走向的平移断层。华南板块和其他板块间有两处显著的界限,分别是北部的秦岭造山带和南部的马江缝合线。目前的陆块构造是400 Ma之前一系列抬升和碰撞事件的结果。晚三叠世碰撞使得高级变质岩层迅速抬升,造就了世界上最大的超高压变质岩带。
与印支板块相撞
华南板块可能在晚泥盆世–早石炭世和印支板块相撞,证据如下。不过越南北部和华南的古地理环境是浅海碳酸盐台地。如果华南-印支板块碰撞发生在三叠纪,那么它理应产生一条造山带并因风化作用产生碎屑泥沙沉积。碳酸盐台地的出现则象征着平静的地质环境。鉴于华南板块和印支板块的合并较早,马江缝合带可能被三叠纪印支板块和羌塘-中缅马苏地块的碰撞重新激活。现在,中国的稀土产量占全世界的80%。大量风化层中的稀土元素沉积分布在华南,如江西祖东矿床和广西姑婆山矿床。
二叠纪—三叠纪灭绝事件是地球历史上规模最大的灭绝事件。将近90%的海洋生物和约70%的陆地生物灭绝。
海洋生态系统从二叠纪-三叠纪灭绝事件中恢复的时间有争议。采自巢湖的最老的海洋爬行动物化石的年代(248.81 Ma)说明,灭绝事件发生后,海洋生态系统的恢复很快。
另见
- 中国地质大学 (武汉)
- 中国地质科学院
- 中国地层组
- 哥伦比亚超大陆
- 锆石屑地质年代学
- 华北克拉通
- 罗迪尼亚超大陆
参考
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