[科普中国]-多旋回构造运动说

学说创立

20世纪40年代﹐德国地质学家施蒂勒.W.H.认为﹐一个地槽系只经历一次造山运动﹐产生一次变质及变形﹐出现一套由超基性﹑基性到酸性的岩浆活动﹐以及与岩浆活动相对应的一次成矿作用﹐从而转化成褶皱系。即一个地槽系只经历一个构造旋回就结束了地槽发展史。黄汲清分析中国实际资料後发现﹐不仅地槽经历多旋回构造运动转化成褶皱系﹐就是在地槽形成褶皱系後地壳仍有剧烈活动﹐使褶皱系产生新的沉积﹑新的变质和变形﹐以及新的岩浆活动和成矿作用。1954年黄汲清在其著作《中国主要地质构造单位》中正式提出多旋回构造运动说。2

基本内容学说概念多旋回构造运动有广义和狭义的两种概念。广义的多旋回﹐在空间上说是全球性的﹐在时间上说包括巨旋回﹑旋回和亚旋回﹔狭义的多旋回﹐在空间上主要指一个地槽系﹐在时间上指一个巨旋回之内的多旋回发展。

多旋回说是在地槽地台学说的基础上发展起来的。其理论意义在于揭示了地壳呈多旋回开合向复杂方向演化的规律。由于构造运动是多旋回的﹐必然导致产生相应的多旋回岩浆活动和多旋回沉积作用等。多旋回岩浆活动﹐必然导致生成与岩浆活动相关的各种有用矿产。多旋回沉积作用﹐必然导致生成与沉积作用相关的各种有用矿产。如“多层生油﹐多层储油”的提出﹐就是多旋回说在石油地质工作中的具体化。3

构造旋回划分由呈周期出现的造山运动及其相伴随的一系列地质作用(沉积﹑岩浆活动﹑变质﹑变形及成矿)所划分开的地质历史阶段称为构造旋回﹐简称旋回。根据地槽前后及其多旋回发展的先后关系，将多旋回分为：前期旋回、早期旋回、主旋回和后期旋回。将全球每隔8亿～10亿年出现一次的构造事件和岩浆活动高峰所分割的历史阶段．称为巨旋回；将旋回中的次级旋回，称为亚旋回。巨旋回或亚旋回都是全球性的，即全球大体具同时性，而亚旋回则是区域性的。世界各地大量同位素地质年龄数据表明﹐地球每隔8～10亿年便出现一次大的构造运动和岩浆活动高峰﹐构成地质历史的分界线。这种由大的构造运动和岩浆活动高峰所划分开的历史阶段称为巨旋回﹐8亿年前的地质历史﹐因年代久远﹑变动较大﹐难以分出旋回﹔8亿年以来的地质历史阶段称为新地巨旋回﹐可分为休伦旋回﹑加里东旋回﹑华力西旋回和阿尔卑斯旋回﹐时间跨度在 2亿年左右。其中阿尔卑斯旋回又可分为印支亚旋回﹑燕山亚旋回﹑喜马拉雅亚旋回 3个亚旋回。巨旋回和旋回具有全球性﹐即全球大体具同时性。亚旋回则是区域性的。如印支亚旋回﹐在东亚非常重要﹐而在欧洲﹐特别是西欧则基本不存在。3

多旋回区分为了区别多旋回之间的先後关系﹐将使地槽最终转化成褶皱系的构造旋回称为主旋回。在主旋回之前﹐使地槽局部转化成褶皱带的构造旋回﹐称为早期旋回。主旋回之後的构造旋回﹐称为後期旋回﹔而在地槽期之前的构造旋回﹐称为前期旋回。前一旋回是後一旋回的基础﹐後一旋回是前一旋回的发展。即每个旋回都继承了前一旋回的基本特性﹐又产生了某些新的特性。如天山地槽褶皱系﹐从加里东旋回(早期旋回)开始﹐局部地段因出现造山运动而产生褶皱和变质﹐以及相应的岩浆活动和成矿。

早华力西期的造山运动(早期旋回)又使一部分地槽转化成褶皱带﹐形成与上一旋回相似而又不相同的变形﹑变质﹑岩浆和成矿等。晚华力西斯的造山运动(主旋回)进一步使尚处于地槽状态的残留海盆产生褶皱和变质﹐以及相应的岩浆和矿产。至此﹐天山地槽先後转化为不同时期褶皱带﹐结束了地槽发展史。这些褶皱带先後拼贴在一起﹐最终形成统一的天山地槽褶皱系整体。加里东期之前的构造旋回﹐已不属于这一地槽期﹐故为前期旋回。中生代以来的构造运动又使天山地槽褶皱系产生新的建造和改造﹐则为後期旋回。各旋回之间的联系主要表现为有相似的沉积建造﹑岩浆岩和矿产等﹐因此形成了多旋回复理石﹑多旋回磨拉石﹑多旋回蛇绿岩﹑多旋回花岗岩﹑多旋回矿产等。3

相互转化地质单元或地质事件的相互转化及转化方式。各种对立的地质单元或地质事件﹐如隆起与坳陷﹑海进与海退﹑地槽与地台﹑大洋与大陆﹑地壳与地幔﹐以及垂直运动与水平运动﹑地壳的开裂与拼合等﹐无不处在相互转化之中。多旋回说认为地槽与地台的相互转化方式可分为突变式和过渡式两种。突变式指地槽与地台之间有强烈造山运动发生﹐而具明显界面﹔过渡式指地槽与地台之间未发生强烈造山运动﹐无明显界面。过渡式转化﹐槽台间除无不整合界面外﹐主要表现在建造类型的渐变﹐即地槽型建造与地台型建造之间的过渡。

板块构造学问世之后﹐洋陆转化已为人们所重视。大陆开裂转化成大洋﹐大洋闭合而又转化成大陆﹐构成一个大的构造旋回﹐称为开合旋回。地壳与地幔也在相互转化。越来越多的地球物理资料证明﹐莫霍面是一个不连续而时断时续的地壳分界面。在稳定区﹐莫霍面明显﹔而在活动带﹐则不明显﹐地壳与上地幔之间﹐P波速度为7.2～7.7公里/秒﹐既像地壳物质又像地幔物质﹐构成壳幔过渡层﹐表明地幔运动剧烈﹐壳幔物质在转化。地壳的垂直运动与水平运动也是在相互转化的。垂直运动有上升与下降之分﹐水平运动有扩张与压缩之别。上升与下降相互转化﹐扩张与压缩也在相互转化。陆壳开裂转化成洋壳﹐是扩张运动的表现﹔洋壳闭合转化成陆壳﹐则是压缩运动的表现。扩张与压缩两种地球动力学机制的相互转化﹐使地壳时开时合﹐此开彼合。这种扩张与压缩的交替﹐犹如拉手风琴﹐黄汲清称之为“手风琴式运动”。地壳正是在这种不断开裂与拼合的转化中由简单向复杂呈螺旋式演化。3