
全球克拉通分布图(修改自美国地质调查局)
克拉通是地球表层的重要组成单元,它包括了地球最外层的地壳和岩石圈地幔部分,总厚度大约为150km至200km,作为一个整体,“漂浮”在下伏的软流圈之上。它主要由古代的结晶基底构成,这些基岩的成分主要是小比重的长英质火成岩如花岗岩。这些古老的克拉通多具有大于200km 的巨厚岩石圈根,且由于其密度和热流值较低、刚性较大,能够避免遭受后期地质作用的改造而保持稳定。其形成后基本无明显的构造-岩浆-成矿活动,现今也无明显的地震活动, 成为地球上最稳定的地区,只是在边缘因板块的碰撞或离散,发生少许的变形。

克拉通示意图
我国大陆主要由三块克拉通组成,分别是华北克拉通、扬子克拉通和塔里木克拉通。其中,扬子克拉通主要包括四川、湖北、贵州以及云南东部、江苏和安徽南部地区,而塔里木克拉通主体就是塔里木盆地。在历史上,这几块区域曾经相距甚远,隔着大洋,甚至分属南北半球。大约从4亿年前开始,这几块陆地逐渐汇聚,拼合成中国的主体,这一过程大约持续了一亿年。在华北和塔里木的北边,存在着广阔的古亚洲洋,也是大约在这一时间闭合的。在更早些时候,大约10亿年前,广大的华南地区,即浙江、湖南及其以南的地区,被称为华夏古陆,拼合到了扬子克拉通之上,一起组成了今天中国版图上的南方和西南地区。而青藏高原就更为复杂一些,其实可以看作是由好几个大岛组成的,最后一块就是南来的印度板块。

中国克拉通分布图
华北克拉通在地质上的范围比地理上华北的范围要大不少,大约在2亿年之后,原本十分稳定的华北克拉通发生了破坏,首先是强烈的减薄,厚度由原来的200公里变成后来的60公里至80公里,一下子少了100多公里。在破坏之前,华北克拉通地质活动很微弱,十几亿年的时间内,火山、断裂活动都很稀少。破坏以后,情况就发生了很大的变化。早在2亿年前的侏罗纪,华北克拉通主体上是高原,当时青藏高原还是一片汪洋,地势上是东高西低,大河向西流。而破坏之后,华北克拉通东部就开始下沉,形成太行山横亘中央,克拉通截然变为东西两部分。关于华北克拉通破坏的机制,目前尚在研究之中,在汤森路透—中科院发布的《2014研究前沿》和《2015研究前沿》中,“华北克拉通破坏”连续两年均为全球地球科学领域Top10的热点。

华北克拉通破坏区域及机制图

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