花了多少亿年,它们终于找到了彼此,拼成了中国

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花了多少亿年,它们终于找到了彼此,拼成了中国
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来源:Close Tony,地质工作者

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先吐个槽:题主是不是觉得中国地质面貌就是高中地理书那些“地势西高东低分为三级台阶”,随便拿个地形图出来划几个区就能说清楚了?就像李云龙读军事地图一样,哈哈~

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我告诉你,没这回事,能直接读懂地质图的人那都是不世出的天才!!待我用地质学高级课程来颠覆你的三观!!!

来,看一张中国地质图。

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我相信大多数人此时内心是崩溃的,因为早已被花花绿绿的色块晃瞎了双眼。这张图是灰常难的,以至于很多地质学专业的学生也不能从中有效地获得信息。为啥,因为中国的地质构造炒鸡复杂,炒鸡复杂,炒鸡复杂。但是你也别担心,后面的讲解我绝不会拿出这么高大上的图来恶心你。

正题之前,先来热个身吧~

明确一下板块(Plate),以及地块或者又叫陆块(Block)的定义。

板块(Plate)有着明确活动边界(比如大洋中脊和俯冲带)。而地块(Block)有明确的边界,但这边界不一定仍然在活动。地块的划分,依据的是其基底物质组成和其经历的地质历史。很多个陆块可以一起拼成一个巨大的大陆板块,比如欧亚板块。实际上,板块是可以同时包括大陆地壳(陆壳)和大洋地壳(洋壳)两部分的。这里提到的地块可以理解为古板块中的陆壳部分。在古板块拼合的过程中,洋壳被俯冲消减,最终就只剩下了陆壳,也就是地块。所以,可以简单的把地块想象成一个个拼图。

做好了知识准备,就可以回过头来讲关键问题了,中国是由哪些陆块拼成的呢?

注意,颠覆你三观的时候到了!!请看郑永飞院士发表的中国大地构造简图。

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粗略的分,包括以下 6 部分:

东北部:1. 松辽地块 Songliao Block,属于阿穆尔板块(也有说西伯利亚古板块)的一部分。

西北部:2. 准格尔盆地 Junggar Basin,属于哈萨克斯坦古板块的一部分。3. 塔里木地块 Tarim Block。

中部: 4. 华北地块 North China Craton,包括东部、西部和转换带三部分。

东南部:5. 华南地块 South China Block,包括扬子地块 Yangtze Craton 和华夏褶皱带 Cathaysia Foldbelt。

西南部:6. 青藏高原,由多个地块,包括松潘甘孜地体 Songpan-Ganzi、羌塘地块 Qiangtang Block、拉萨 Lhasa Block、喜马拉雅造山带 Himalaya Orogen 等拼合而成。

是不是很多山水都不见了?没错,三山五岳,长江黄河,其实都不是地质分界线。三级台阶的分法,其实是把成因完全不同云贵高原和黄土高原划归到了一起,把毫不相关的华南丘陵和华北平原也划到了一起。

中国各地不光是气候天差地别,其水土也是相去甚远。这水土,就是跟地质密切相关的。所谓南橘北枳,不光是气候多样性起作用,地质多样性作用也是很显著。吃货们在大江南北游一圈肯定有感受。为啥只有贵州茅台镇能酿出茅台酒?为啥只有云南云龙县能做出诺邓火腿?为啥只有青藏高原有虫草?好多都是未解之谜啊!!不是我吹,中国的地质多样性在全世界独一无二,连俄罗斯都比不上。

中国各地块拼合过程的细节目前并不十分清楚,所以我就拣其中重要的说。远在元古宙时(25 至 5.41 亿年),并不是 6 个部分都在,而是只有三个古老地块(稳定的老地块也叫做 Craton 克拉通):华北地块,华南地块,塔里木地块(前面图中以粉红色表示)。其它的地块这时候还没有出现,或者叫做没有证据证明它们的存在。这里以李江海、姜洪福老师的文献为准,来做介绍。老外虽然也有很多地史的图件,但是里面关于中国地块的准确性存疑,不同学者之间的分歧也不小。中国的地块还是中国人自己研究得比较细致。当然也不排除以后有更多的证据时,故事可能会略有不同。(Scotese 的图我贴在后面了,有兴趣可以看一下)

从 6 亿年震旦纪开始说。当时罗迪尼亚超大陆(Rodinia)解体已经差不多 1 亿年,但各板块分布还是相对集中。华北地块,华南地块,塔里木地块位置如下图所示。华北地块在西伯利亚板块的东北侧,自成一家。华南地块在澳大利亚板块东侧,刚刚从罗迪尼亚超大陆上分离出来。塔里木地块在澳大利亚板块西侧,仍然没有从罗迪尼亚超大陆上分离。总的来说就是,三兄弟,老大已经成家立业,老二自立门户,老三还在家啃老。(其实两张图是一样的,但是第二张把重点地块标注了一下,对比看更清楚)

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寒武纪(5.2 亿年),如下图,华北板块一直向东运动,从地球的另一侧绕了一圈到了澳大利亚的西面。华南地块从澳大利亚北侧绕了一个小弯弯,也到了澳大利亚的西北侧。塔里木板块移动距离较短,刚刚离开澳大利亚板块。在澳大利亚西南侧,印度板块北侧,羌塘和拉萨地块登场,此时两条地块还是连在一起的。看这个图你就发现了,北美、澳大利亚几乎一直都是一个板块,最多与其他板块拼合,但绝对没有散开。像中国地块们这么分散闯天下的,屈指可数!

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奥陶纪(4.7 亿年),如下图,哈萨克斯坦板块登场。华北地块、华南地块、塔里木地块、羌塘地块、拉萨地块呈北西 - 南东向一字排列,相隔不远。这些地块都像是水里飘的小树叶,随时都在移动和旋转,移动的范围局限在古亚洲洋里面,没有向外移动进入泛大洋。

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志留纪(4.3 亿年),如下图,又乱套了。塔里木地块北移,华北地块东移,华南地块西移。大家伙没事一起瞎遛弯。。 南边的羌塘地块和拉萨地块跟在印支板块(Indochina)后面蠢蠢欲动。这段时间,拼图们都在各玩各的~

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泥盆纪(3.9 亿年),如下图,西伯利亚板块和哈萨克斯坦板块都拼接在劳伦大陆上,继续向东北移动。塔里木地块,华南地块,华北地块东西向一字排开。北面是古亚洲洋,南边是古特提斯洋。羌塘地块和拉萨地块虽然表现得蠢蠢欲动,但却一直都没有把分家闹独立的想法付诸实施,还是被澳大利亚板块庇护着。

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石炭纪(3.2 亿年),如下图,西伯利亚和哈萨克斯坦板块向北东移动。古特提斯洋面积变大,东面被塔里木、华北、华南地块所封住,形成一个被圈闭的洋。这时候,盘古大陆(Pangea)即将成型,各大板块将重新拼合形成一个超大陆。除了我们中国的几个地块还在一边手拉手愉快的玩耍!

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二叠纪(2.6 亿年),如下图,原有古特提斯洋开始闭合,南部的新特提斯洋开始发育。塔里木地块已经拼合到哈萨克斯坦板块上,华北地块也即将拼到阿穆尔地块上(也就是松辽地块)。问题来了,这个阿穆尔地块是什么时候冒出来的?为啥又不叫松辽地块了。回答是,我也不知道。可能是由于相关研究较少,并不清楚阿穆尔地块的起源。但是这个确实是就是松辽地块,只是国内外称呼不一致。阿穆尔地块会在 1.6 亿年时拼合到西伯利亚板块上,所以在有些文献中并不仔细区分阿穆尔地块和西伯利亚板块。此图中由于新特提斯洋过于狭小,并没有单独画出羌塘和拉萨地块。我简要标注了一下。其位置在马来西亚地块的南侧。

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三叠纪(2.2 亿年),如下图,盘古大陆拼合完成。此时古特提斯洋面积减小到原来的四分之一,新特提斯洋迅速扩张。中国的一众地块被这个扩张的大洋向北推挤,逐次拼合到西伯利亚板块之上,这就是俄罗斯方块为啥叫俄罗斯方块的原因~ 因为东亚的陆块都是一块一块从天上掉下来拼到西伯利亚板块南边的。(哦,这么说其实应该叫西伯利亚方块的,肯定是取名字取错了。)这时候,哈萨克斯坦板块和塔里木地块已经与西伯利亚板块紧密结合。华北地块与阿穆尔地块也已经拼合。华北和华南地块开始拼合(也就是秦岭大别山 - 苏鲁缝合带的形成的原因)。羌塘和拉萨地块仍追在马来西亚地块之后,位于新特提斯洋的北缘。

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侏罗纪(1.6 亿年),如下图,盘古大陆解体。中国各地块向北高速运动,地块之间的洋壳俯冲消减,并形成各个东西向造山带(如燕山,天山,秦岭,南岭等,不过时间各有先后,分为印支期和燕山期)。位置如图所示,只有羌塘和拉萨地块还没有完全拼合到我大中华的版图上。

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白垩纪(1.2 亿年),如下图,铛裆垱挡~ 中华大地拼合完成~ 但是,慢着!!九九八十一难,还差一难!! 看见新特提斯洋南边那个三角形的板块了吗?

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看下图,注意!那个三哥地块飞快的越过新特提斯洋,冲过来了……然后一头撞到羌塘和拉萨地块上,形成了青藏高原。同时向东推挤,形成至今仍在活动的龙门山地震带。这青藏高原虽然挡住了北上的季风和雨水,却给我国带来了丰富的地质多样性和生物多样性。中科院还成立了青藏高原研究所,专门研究这个难得的宝库。

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以上是李江海、姜洪福老师的研究成果。然后贴一下老外 C.R. Scotese 的,有些细节略有不同,但是整体上框架是一样的。

福利(请自费翻墙观看):https://www.youtube.com/watch?v=cW6rMzSOmvU

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写到这里,我猜有人会好奇,地质学家们是怎么知道这些地块板块的历史位置的? 板块又不会自己说话。答案是利用沉积地层分析其古环境,利用古地磁分析其古纬度。然后综合其他证据,恢复其历史位置。地质学难就难在这里,谁也没亲眼见过。也不能像化学生物学一样做空白组实验(弄个地球来做实验,那就爽爆了),空间和时间尺度都不允许。与地质学最类似的一种研究方式是犯罪现场调查(CSI)。就是观察事发之后的现场,并取有代表性的物品做测试,从而尝试还原事发过程。所以我们也是 CSI,Crust Scene Investigation。嘿嘿!

正序阅读 1# 2015-09-19 11:33

很好,难得的技术文

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