洋板地质学研究展望:聚焦中国及邻区大洋俯冲消减带地质重建

doi:10.13745/j.esf.sf.2025.7.7

地学前缘 ›› 2025, Vol. 32 ›› Issue (6): 61-88.DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.7.7

洋板地质学研究展望:聚焦中国及邻区大洋俯冲消减带地质重建

潘桂棠¹(), 任飞¹, 张克信², 肖庆辉³, 陆松年⁴, 任光明¹, 庞维华¹, 崔晓庄¹, 彭智敏¹, 张向飞¹

1.中国地质调查局成都地质调查中心, 四川成都 610081
2.中国地质大学(武汉) 地球科学学院, 湖北武汉 430074
3.自然资源部信息中心, 北京 100830
4.中国地质调查局天津地质调查中心, 天津 300170

收稿日期:2025-01-05 修回日期:2025-03-27 出版日期:2025-11-25 发布日期:2025-11-12
作者简介:潘桂棠(1941—),男,研究员,国家科技进步特等奖获得者,原成都地质矿产研究所(现中国地质调查局成都地质调查中心)所长,长期从事青藏高原及特提斯地质研究。E-mail: 13808091563@163.com
基金资助:
中国地质调查局地质调查项目“西南地区数据更新及地质编图”(DD20230227);“上扬子西缘成矿带区域地质调查”(DD20240033);国家自然科学基金项目(92055314)

The prospect of ocean plate geology: Focusing on the geological reconstruction of the oceanic subduction zone in China and neighboring areas

PAN Guitang¹(), REN Fei¹, ZHANG Kexin², XIAO Qinghui³, LU Songnian⁴, REN Guangming¹, PANG Weihua¹, CUI Xiaozhuang¹, PENG Zhimin¹, ZHANG Xiangfei¹

1. Chengdu Geological Survey Center, China Geological Survey, Chengdu 610081, China
2. School of Earth Sciences, China University of Geosciences (Wuhan), Wuhan 430074, China
3. Information Center of the Ministry of Natural Resources of the People’s Republic of China, Beijing 100830, China
4. Tianjin Geological Survey Center, China Geological Survey, Tianjin 300170, China

Received:2025-01-05 Revised:2025-03-27 Online:2025-11-25 Published:2025-11-12

摘要/Abstract

摘要：

自板块构造理论提出后,经过近60年的地质实践,针对“板块构造登陆”难题的问题根源及“洋板块地层(Oceanic Plate Stratigraphy,OPS)研究”的局限性,李廷栋院士团队提出“洋板块地质学”(Oceanic Plate Geology,OPG)的概念。这是运用板块构造学的原理和方法,研究大陆中已消亡的大洋和弧后洋盆中的洋岩石圈板块地质遗迹的学科,主要是研究洋壳俯冲消减增生杂岩带的岩石构造组合和时空结构,重建洋壳从扩张到俯冲消亡及洋陆转换演化历史及其与相邻地壳构造单元的演化关系和动力学过程,为创新构建超大陆汇聚-裂解不可逆演化论、洋-陆构造体制转换论提供了切入点,具有重大科学意义。本文基于全国矿产资源潜力评价——成矿地质背景综合集成项目及其中国大地构造系列编图和综合研究成果,以及近年来特提斯构造域及邻区地质-大地构造系列编图和集成研究工作,聚焦已识别出的中国及邻区存在五条大洋俯冲消减对接带的地质重建:①斋桑—额尔齐斯—南蒙古比基—索伦山—西拉木伦—长春—开山屯对接带;②乌拉尔—突厥斯坦—南天山—牛圈子—洗肠井—恩格尔乌苏—索伦山对接带;③班公湖—双湖—怒江—昌宁—孟连—清迈—劳勿—文东对接带;④宽坪—佛子岭对接带;⑤凭祥—鹰扬关—萍乡—江绍对接带。在大陆中识别已消亡的大洋(对接带)的地质遗迹,应是区域、全国乃至全球大地构造之研究的前沿和热点。

关键词: 洋板块地质学, 古亚洲洋构造域, 特提斯构造域, 洋壳俯冲增生杂岩带, 超大陆汇聚-裂解, 洋-陆转换

Abstract:

Since the theory of plate tectonics was put forward, nearly 60 years of geological practice, aiming at the root of the problem of “plate tectonics landing” and the limitations of “OPS”, Academician Li Tingdong’s team proposed the concept of oceanic plate geology (OPG). Using the principles and methods of plate tectonics, it studies the plate geological remains of the oceanic lithosphere in the extinct ocean and the back-arc ocean basin in the continent. It is mainly to study the petrotectonic assemblages and temporal-spatial structure of the subduction-accretionary complex belt of the oceanic crust, and reconstruct the evolution history of the oceanic crust from spreading to subduction, and the evolution relationship and dynamic process of the adjacent crustal tectonic units. It provides a breakthrough point for the innovative construction of the irreversible evolution theory of both supercontinent convergence-breakup and ocean-continental tectonic regime transformation, which has great scientific significance. Based on the National mineral resources potential evaluation—Metallogenic Geological BackgroundProject and its geotectonic series mapping and integrated research in China, as well as the recent geo-geotectonic mapping and integrated research in the Tethys tectonic domain and adjacent areas, this paper focuses on the geological reconstruction of five identified oceanic subduction-convergent consumption zones in China and adjacent areas: ①Jaisang-lrtys-Nanmongbiji-Solunshan-Xilamulun-Changchun-Kaishantun convergent belt; ②Ural-Turkestan-South Tianshan-Niujuanzi-Xichangjin-Engelwusu convergent belt; ③Bangong Lake- Shuanghu-Nu River-Changning-Menglian-Chiang Mai-Raumo-Wendong convergent belt; ④Kuanping-Foziling convergent belt; ⑤Pingxiang-Yingyangguan-Pingxiang-Jiangshao convergent belt. Identifying the geological remains of the extinct ocean (convergent belt) in the continent should be the frontier and hot spot of regional, national and even global tectonic research.

Key words: oceanic plate geology, Paleo-Asian Ocean tectonic domain, Tethys tectonic domain, subduction-accretionary complex belt of oceanic crust, supercontinent convergence-breakup, ocean-continental transition

中图分类号:

P541

潘桂棠, 任飞, 张克信, 肖庆辉, 陆松年, 任光明, 庞维华, 崔晓庄, 彭智敏, 张向飞. 洋板地质学研究展望:聚焦中国及邻区大洋俯冲消减带地质重建[J]. 地学前缘, 2025, 32(6): 61-88.

PAN Guitang, REN Fei, ZHANG Kexin, XIAO Qinghui, LU Songnian, REN Guangming, PANG Weihua, CUI Xiaozhuang, PENG Zhimin, ZHANG Xiangfei. The prospect of ocean plate geology: Focusing on the geological reconstruction of the oceanic subduction zone in China and neighboring areas[J]. Earth Science Frontiers, 2025, 32(6): 61-88.

图/表 6

图1 洋板块地质模型示意图(据文献[17]) a-d—洋板块地层模型图。e—TTG 4个亚类形成的构造背景,TTG是一套英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩岩石组合,邓晋福等[1]提出其包括4个亚类:镁安山岩(MA)的低压型TTG亚类,形成于非常年轻和很热的洋壳俯冲;MA系列的高压型TTG亚类,形成于比较年轻和较热的洋壳俯冲;低镁(或非镁)安山岩(LMA)系列的低压型TTG亚类,形成于洋内弧下地壳;LMA系列的高压型TTG亚类,形成于大陆边缘弧山根带。f—恢复重建后的俯冲增生杂岩组合柱状剖面,以(A)米尔迪塔和(B)品多斯的组合柱状剖面为例,显示了蛇绿岩的火成岩重塑的岩石-地层和内部结构、构造基底和沉积盖层。

Fig.1 Schematic diagram of OPG model. Adapted from [17].

图2 双江-耿马地区昌宁—孟连俯冲增生杂岩带地质构造剖面图(据文献[26])

Fig.2 Geological structural profile of the Changning-Menglian subduction accretion complex belt, Shuangjiang-Gengma area, Yunnan Province, Adapted from [26].

图3 青藏高原俯冲增生杂岩带(蛇绿混杂岩带)中超基性-基性岩和超高压-高压岩岩块时空分布图

Fig.3 Spatial and temporal distribution of mafic-ultramafic rocks and UHP-HP rock blocks in the subduction accretion complex belt (ophiolitic melange belt) of the Qinghai-Tibet Plateau

图4 扬子(塔里木)型、华北型及冈瓦纳型三相壳层结构模型

Fig.4 Model diagram of the basement-rift-sedimentary cover structure in North China, Yangtze (Tarim) and Indian craton

图5 中国大地构造单元图

Fig. 5 Tectonic units map of China

图6 华夏造山系新元古代—早古生代洋壳残片与弧火山岩时空分布图(据文献[137])

Fig.6 ModelSpatial and temporal distributions of the oceanic crust renmants and arcs from the Proterozoic to the Early Paleozoic in the Cathaysia Orogen. Adapted from [137].

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The prospect of ocean plate geology: Focusing on the geological reconstruction of the oceanic subduction zone in China and neighboring areas

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