一、板塊構造邊界
臺灣地區(qū)的地質(zhì)背景
(龍小剛等, 2015)
二、中國臺灣島的地質(zhì)地貌特征
臺灣島四周被海包圍,大致呈南北向,其主構造線大致呈NNE方向,它的東邊是水深超過 5000m深且構造活躍的西太平洋邊緣海,西南邊為南海陸架及中央次海盆,北邊及西邊分別為東海大陸架及臺灣海峽。臺灣島地貌由西側(cè)海岸平原向東到中央山脈逐漸升高,最高峯玉山 3995m。3000m 高的脊線構成往西流入臺灣海峽-南海及往東流入西太平洋(北呂宋海槽及花東海盆)兩大河系的分水嶺,這條嶺線就坐落在中央山脈(黃奇瑜, 2017)。依地形構造單元,臺灣島由西向東可分成海岸平原、西部麓山帶、雪山山脈、中央山脈、臺東縱谷和海岸山脈(耿威等, 2014)。
臺灣地形圖及周邊海底測深
(Horng et al., 2012)
臺灣島具有出露地層新的特點,除了中央山脈東翼出露晚古生代-中生代地層外,其他各構造單元出露的地層都為新生代地層(耿威等, 2014)。臺灣島受弧陸碰撞造山帶影響顯著,主構造線呈略向西弧凸的近南北走向,并且具明顯的東西分帶現(xiàn)象。以臺東縱谷為界,劃分為西部和東部兩個地層區(qū)張開畢等, 2017)。
臺灣造山帶東西向地質(zhì)橫斷面示意圖
(Xu et al., 2020)
顯示了包括西部丘陵、中部山脈和沿海平原在內(nèi)的構造帶
海岸平原為臺灣造山帶前陸沉積物所組成的沖積平原,記錄了晚更新世以來的沉積歷史(Chen et al., 2016)。西部麓山帶為臺灣造山帶前緣,由泥巖、砂巖與礫巖等沉積巖所組成,以發(fā)育一系列西向倒伏褶皺和逆沖斷層為特征,變質(zhì)與變形作用不明顯。雪山山脈由變質(zhì)砂巖、粉砂巖及少量泥質(zhì)巖組成,沉積于始新世-中中新世,沉積物主要源于西側(cè)歐亞大陸邊緣。中央山脈單元又進一步劃分為板巖帶、太魯閣帶和玉里帶。海岸山脈位于臺灣造山帶最東緣,為北呂宋島弧沿著縱谷碰撞加積形成的地質(zhì)單元,包括火山島弧、殘留弧前盆地、碰撞縫合線盆地和利吉混雜巖(黃博宏等, 2022)。
(a)臺灣造山帶構造框架、(b)地質(zhì)簡圖及(c)東西向剖面圖
(黃博宏等,2022)
臺灣島出露超過一萬米厚晚中生代及新生代層序,其中既有被動又有活動大陸邊緣層序;被動大陸邊緣層序大都是原來在東海-南海陸架上沉積的始新世中期(50Ma)以來的由陸相至海陸過渡相及淺海沉積物,其沉積受到全球海平面升降變化影響,見證東海陸架滄海桑田變遷;另外活動大陸邊緣層序則大部分為中新世-更新世深海濁流沉積物(黃奇瑜, 2017)。
臺灣島的構造地層
(Huang et al., 2012)
臺灣省巖石地層單位劃分
(張開畢等, 2017)
三、臺灣島地質(zhì)構造及其單元劃分
臺灣島位于歐亞板塊和菲律賓海板塊聚合帶上,受中新世以來板塊俯沖、聚合、弧陸碰 撞影響,臺灣是一個正在進行中的弧陸碰撞造山帶。在地質(zhì)歷史上,臺灣地質(zhì)構造背景經(jīng)歷了三次轉(zhuǎn)換,晚白堊世中期,可能經(jīng)歷了一次弧陸拼貼過程;此后的古近紀-中新世末,屬于歐亞大陸東南邊緣的被動陸緣環(huán)境;中新世末發(fā)生的北呂宋島弧與歐亞大陸邊緣持續(xù)斜向弧陸碰撞造山,使臺灣又轉(zhuǎn)換為活動大陸邊緣,成為中國境內(nèi)晚新生代地殼運動最為活躍的逆沖-褶皺造山帶(張開畢等, 2017)。
由于造山帶南向擴展,將不同的構造剖面作為造山的不同時間階段,現(xiàn)今在臺灣島從南到北同時發(fā)生著俯沖、碰撞和沖退三種主要構造過程。馬尼拉海溝、Chuchih逆沖斷層和縱谷等三級構造邊界約束著臺灣造山帶的構造格局。馬尼拉海溝是歐亞板塊與菲律賓海板塊之間的俯沖縫合帶;Chuchih逆沖斷層標志著臺灣造山帶的前緣增生邊界;縱谷代表臺灣造山帶與呂宋弧的碰撞縫合。Chuchih逆沖斷層以西為西山麓、前陸盆地楔頂帶和未變形前陸盆地??v谷以東是海岸山脈,包括弧前盆地和呂宋島弧(Xu et al., 2020)。
臺灣造山帶構造組成圖
(Xu et al., 2020)
臺灣地區(qū)主要構造單元的形態(tài)構造圖及5個演化剖面
(Molli et al., 2010)
根據(jù)巖性特征和地理分布,臺灣弧?陸碰撞造山帶可劃分為 5 個地質(zhì)單元,由西至東依次為海岸平原、西部麓山帶、雪山山脈、中央山脈以及海岸山脈。綜合上述 5 個地質(zhì)單元的巖石組合、變質(zhì)作用、年代學和構造屬性,黃博宏等(2022)將臺灣造山帶劃分出 6 個構造單元,由西至東依次為:西部前陸盆地、中央山脈褶皺逆沖帶、太魯閣帶、玉里-利吉蛇綠混雜巖帶、縱谷磨拉石盆地和海岸山脈島弧系統(tǒng)。
(a) 臺灣造山帶構造單元分區(qū)和(b)地貌圖
(黃博宏等, 2022)
CR-海岸平原;OFH-西部外麓山帶;IFH-西部內(nèi)麓山帶;HR-雪山山脈;SB-中央山脈板巖帶;TB-中央山脈太魯閣帶;YB-中央山脈玉里帶;CR-海岸山脈
臺灣造山帶各構造單元地質(zhì)事件與定年數(shù)據(jù)總結
(黃博宏等, 2022)
四、臺灣島的地質(zhì)演化簡史
臺灣的構造演化
(黃奇瑜, 2017)
晚中生代以來板塊運動和弧陸碰撞對中國臺灣大地構造形成過程中起到了主要作用,李占東等(2019)研究認為中國臺灣總體經(jīng)歷了 4 個關鍵期:
(1)晚中生代太平洋活動大陸邊緣時期(約 80 Ma),在華南陸緣形成造山帶和俯沖溝弧盆系統(tǒng);
(2)古近紀到早中新世被動大陸邊緣時期(約 80 ~16.5 Ma),形成了由向陸(向西)傾斜的邊界斷層控制的伸展斷陷盆地,形成新生代臺西盆地和臺西南盆地雛形;
(3)中中新世-晚中新世末板塊初始碰撞期(16. 5 ~ 6 Ma),菲律賓海板塊以西北方向朝歐亞大陸碰撞,南海沿馬尼拉海溝俯沖到菲律賓海板塊下方,生成呂宋島弧及弧前盆地,位于馬尼拉海溝北段的俯沖增生楔為中央山脈、恒春半島前身,向南連接恒春海脊,部分南海洋脊因碰撞擠壓形成中國臺灣東部蛇綠巖套;
(4)晚中新世末期至今強烈碰撞擠壓造山期(6 Ma 至今),菲律賓海板塊朝歐亞大陸向西碰撞、向北俯沖,分別形成西部麓山帶、雪山山脈、高屏斜坡和大屯火山區(qū)-琉球火山弧、宜蘭平原-沖繩海槽;北呂宋島弧向歐亞大陸碰撞和逆沖,形成花東縱谷和利吉混雜巖體、海岸山脈(李占東等, 2019)。
中國臺灣新生代構造演化過程及 P 波層析成像圖
(李占東等, 2019)
(a-d)中國臺灣新生代構造演化圖;(e)P 波層析成像圖
(限于篇幅參考文獻略)
聯(lián)系客服