朝鲜半岛构造系统地质环境演化及动力学机制的地球卫星遥感影像解译研究(1).pdf

［收稿日期］ ２００６ － １２ － ２６；修回日期 ２００７ － ０３ － ２０ ［基金项目］ 西北大学大陆动力学国家重点实验室开放基金资助项目（ＤＬ２００６００１） ［作者简介］ 胡东生（１９５１ －），男，甘肃天水市人，湖南师范大学资源环境科学学院教授，从事资源环境和遥感地质学与地球动力学分析及全 球变化等领域的研究 朝鲜半岛构造系统地质环境演化及动力学 机制的地球卫星遥感影像解译研究 胡东生 １，２ ，张华京 ３ ，徐 冰 ４ ，田新洪 ２ ，张国伟 ２ （１．湖南师范大学资源环境科学学院，长沙 ４１００８１；２．西北大学大陆动力学国家重点实验室，西安 ７１００６９； ３．湖南师范大学化学化工学院，长沙 ４１００８１；４． 中国海洋大学海洋地球科学学院，山东青岛 ２２６０７１） ［摘要］ 采用将东亚地区综合资料分析成果与地球卫星遥感影像解译相结合的方法，深入研究了全球构造 域中典型的构造地段朝鲜地块。 详细识别出朝鲜半岛地区的基本构造形式，其基本类型主要有环形构造（及 辐射构造）、追踪构造、共轭构造、菱形构造、多米诺构造等；对其构造地质环境演化过程及地球动力学机制进 行了宏观阐述， 晚古生代之前朝鲜半岛是由中国东部三个不同板块（华北板块、扬子板块、华南板块）贴拼焊 接而成，中生代隆起成陆以后遭受了三期构造运动的影响（松林运动、大宝运动、佛国寺运动），新生代发生了 玉岭运动。 朝鲜地块基本构造形式的形成受中国边缘海盆地与日本海盆地的侧向水平运动的影响，其构造 主应力轨迹线方向为北东南西向延伸，近代主应力轨迹线方向表现为北西西南东东向展布，对其引起的 现代地质作用及环境效应得到有关部门的充分注意。 ［关键词］ 地球卫星遥感影像解译；构造系统基本类型；地质环境演化过程；地球动力学机制；朝鲜半岛 ［中图分类号］ Ｐ５４１； Ｐ５６． ［文献标识码］ Ａ ［文章编号］ １００９ － １７４２（２００７）１２ － ００３１ － ０８ 1 引言 在全球岩石圈构造系统的展布图像中，东亚地 区是最引人入胜的地方，按照现代全球构造理论的 认识，东亚地区是地球三大岩石圈板块（亚洲板块、 太平洋板块、印度板块）和许多小板块相互作用的 地区 ［１，２］ ，其地质结构错综复杂，其应力活动相互交 错，其构造形式复杂多变，为探索全球构造发育形式 与地球构造动力学和寻找区域矿产资源及地区经济 发展提供了得天独厚的丰富多彩的物质基础。 朝鲜 半岛位于东亚地区的中段，处于西太平洋岛弧构造 带的内侧，是突兀于中国边缘海（渤海、黄海、东海） 与日本海的二者夹持的中间地块，在全球大地构造 位置上是较为独特而复杂的区域。 朝鲜半岛总面积 为 ２１． ４ １０ ４ ｋｍ ２ ，整体地势由北向南、由东向西呈 逐渐降低的趋势，其北部及东部多呈山地，其西部及 南部多呈盆地，山地地形约占总面积 ７５ ％以上，平 原地形主要沿着海岸及山间谷地分布；气候属于海 洋性季风区与大陆性季风区的过渡地带 ［３］ ，年日照 时数 为 ２ ２８０ ～２ ６８０ ｈ， 年 降 雨 量 为 ５００ ～ １ ５００ ｍｍ，年平均气温为 ８ ～１２ ℃；地表植被带具 有纬向分布的特点，北部为针叶落叶林带（寒温 带），中部为针叶阔叶混交林带（暖温带），南部为阔 叶常绿林带（亚热带）。 朝鲜半岛的全球战略地位 非常重要，对东亚地区的影响也十分显著，是中国周 边地区及全球发展中非常敏感的地带和非常重要的 地区。 2 区域地质概述 根据对东亚地区的地质研究资料的综合分析， 朝鲜半岛的地块性质及构造属性是错综复杂的，其 北部是中朝地块的一部分，其中部是扬子地块的一 13 ２００７ 年第９ 卷第１２ 期 部分，其南部是华南地块的一部分 ［４］ 。 区域地质调 查资料表明 ［４］ ，从太古代晚元古代早古生代这 一漫长地质历史时期，朝鲜半岛具有地台的性质，属 于中国地台的东缘。 太古代岩性建造为片岩，片麻 岩岩系（狼林群）。 岩石遭受了强烈的变质作用及 花岗岩化作用。 晚元古代岩性建造为结晶岩岩系 （摩天岭系、连津系 ＋ 祥原系 ＋沃川系、驹枧系），岩 石普遍遭受变质作用并有混合岩化作用发生。 早古 生代岩性建造为碎屑岩和碳酸盐岩系（通称为朝鲜 系，主要包括黄州系等），岩石变形强烈。 晚古生代 发生台内沉陷出现海浸，岩性建造由碎屑岩、薄层灰 岩和煤系组成（主要包括平安系、图们江系及金川 系等），晚古生代末期重新抬升成陆。 中生代陆相 地层发育，构造岩浆活动频繁。 新生代断裂构造发 育，火山活动活跃。 由于朝鲜地块结构的复杂性，构造岩浆旋回表 现也十分复杂。 早古生代以前，岩浆侵入活动主要 沿着构造转换（由地向斜向地背斜转化）的部位进 行，区内发育古老的杂岩体 ［５］ ，莲花杂岩体的年龄 为 １ ７００ ～２ ０００ Ｍａ，利原杂岩体的年龄为 ６６４ ～ ７８１ Ｍａ。 前寒武纪以前地层建造是由低压高温变 质岩系构成基底，变质相系从片麻岩相至麻粒岩相 均可发育，由堇青石 ＋ 矽线石等典型矿物组合组成， 局部有十字石；早古生代地层建造是由高压低温变 质岩系构成盖层，主要发育为绿片岩相和角闪岩相， 由兰晶石 ＋ 十字石等典型矿物组合组成，局部有矽 线石。 基底和盖层之间的温度压力条件是互为相反 的，其间有混合岩化作用和花岗岩化作用发生 ［６］ 。 晚古生代朝鲜地台活化接受海相沉积，出现较大幅 度的振荡运动，均与中国大陆边缘海连成一片。 这 个特征表明朝鲜地块在古生代以前的形成过程中， 其物质演化在岩石圈结构上是由深层向浅层逐步逐 层逐段变化的，在其动力学机制上具有东亚大陆板 块折离贴拼同步振荡整体变迁的特征。 中生代重新 抬升成陆（晚古生代末期开始）以后，构造岩浆活动 强烈，发生了 ３ 次显著的构造事件 ［７］ ，表现为１）松 林运动（ｓｏｎｇｎｉｍ ｏｒｏｇｅｎｙ）发生在晚二迭世末至早三 迭世；２）大宝运动（ｄａｅｂｏ ｏｒｏｇｅｎｙ）发生在早侏罗世 末至中侏罗世末；３）佛国寺运动（ｂｕｌｇｕｇｓａ ｏｒｏｇｅｎｙ） 发生在晚白垩世至早第三纪初（古新世）。 中生代 发生的这 ３ 次构造事件属于东亚构造域中的燕山运 动（Ｔ ～ Ｋ）的早中晚三期活动的构造幕，在朝鲜 地块内部造成地堑、拉分盆地和韧性剪切带及多米 诺断裂带 ［６］ ，出现了广泛的岩浆岩侵入，发育了由 超基性 －酸性及碱性的侵入杂岩 ［４］ 。 新生代以来 朝鲜半岛地壳新构造活动 ［７］ 表现强烈，发生了玉岭 运动（ｙｅｏｎｉｌ ｏｒｏｇｅｎｙ），表征了东亚构造域中的喜马 拉雅运动（Ｅ ～ Ｑ）的主构造幕，地震及火山活动连绵 不断 ［５，８］ 。 区域地质调查成果认为朝鲜半岛的线性构造主 要有两个延伸方向，一组为北北西向，一组为北东 向。 在朝鲜学术界，根据一般传统习惯，将前者称为 “朝鲜方向”，将后者称为“震旦方向”。 “朝鲜方 向”的构造线与朝鲜半岛地块的长轴方向相一致， “震旦方向”的构造线与中国大陆东部华夏系构造 展布方向相一致。 根据中国遥感卫星地面站和中国 国家地理杂志社制作的朝鲜半岛地区的地球卫星遥 感影像（Ｌａｎｄｓａｔ唱 ５，ＴＭ，２００３）资料，采用精密层块分 析和专题演绎识别及综合分析的方法，课题组对朝 鲜半岛的地质构造进行了综合解译和系统研究，表 明境内线性构造和环形构造及其多种组合构造均非 常发育，而且构造类型和分布位置及地体环境演化 也都是十分复杂的。 3 构造系统类型 在东亚地区传统地质学的研究中，一般认为朝 鲜半岛有 ３ 个构造单元即盖马高原、京畿地块、岭 南盆地，这种认识主要基于地块发育历史过程中构 造岩浆和地层基底及盖层的组成和相互演化关系的 基础之上 ［５ ～７，９］ 。 通过最近综合地质学资料的研究 成果，并根据地球卫星遥感影像（中国遥感卫星地 面站和中国国家地理杂志社，２００３）的精细解译及 综合研究，朝鲜半岛的大地构造地质环境可以详细 划分为５ 个基本构造单元（见图１）１）盖马高原（北 界以中朝边境为界，南界以安州新上一线为界）； ２）平安盆地（北界以安州新上一线为界，南界以 大机里大津里一线为界）；３）京畿地块（北界以大 机里大津里一线为界，南界以群山江陵一线为 界）；４）岭南盆地（北界以群山江陵一线为界，南 界以半岛南端海岸线为界）；５）济州岛（新生代浅海 火山构造岛）。 3． 1 盖马高原 区内由古生代结晶岩系构成基底，中心部位夹 有元古代岩浆变质杂岩及太古代构造核杂岩，并有 小型中生代盆地沿局部构造陷落处发育，地形景观 以山地及高原为主，平均海拔 １ ０００ ～ １ ５００ ｍ，境内 23 中国工程科学 １． 环形及辐射构造；２． 菱形构造；３． 共轭构造； ４． 多米诺构造；５． 追踪构造；６． 边界断裂 图1 朝鲜地块构造展布图 Fig． 1 The exhibition cloth diagram of massif structure in Korea peninsula 最高峰将军峰２ ７４９ ｍ，是朝鲜半岛的屋脊。 线性构 造主要有 ３ 种类型共轭构造、环形构造、追踪构造。 共轭构造１） 以球场以北为中心发育共轭构 造，一组延长方向为 Ｎ ４０ Ｅ，长约 ２５０ ～ ３００ ｋｍ；一 组延长方向为 Ｎ６０ Ｗ，长约 １５０ ～ ２００ ｋｍ；２）多处发 育较小型的共轭构造，２ 组延长方向分别为Ｎ５ Ｅ 和 Ｎ４０ Ｗ；３）其他直线性断裂多沿着两组共轭构造 线的方向分布，往往是其中一组发育（以北北东向 和北东向为主），而另一组较不发育（北西向和北西 西向）。 断裂线分布比较平直，断裂带力学性质为 扭性特征。 环形构造１）以北水白山为中心发育 ３ 层圆环 状构造，中心内层构造圈闭状直径约为 １５ ｋｍ 左右， 中间层构造近圈闭状直径为 ４０ ～ ５０ ｋｍ，外层构造 半圈闭状直径为 ９０ ～ １００ ｋｍ；２）以华城以北为中心 发育 ２ 层圆环状构造，中内层构造圈闭状直径为 ３５ ｋｍ，外层构造半圈闭状直径为 ７５ ｋｍ；３）以洪君 里为中心发育 ２ 层圆环状构造，内层构造近圈闭状 直径为 １０ ～ １５ ｋｍ，外层构造半圈闭状直径为 ２５ ～ ３５ ｋｍ；４）在新昌、洪原、感兴等地也分布有不太完 善及规模不等的环形构造，一般展布在 １０ ～ ５０ ｋｍ 以内。 断裂线圆滑，断裂带性质以韧性特征为主。 追踪构造１）沿方笕妙香山三浦里等一线 延展，主体构造线延长近约 ４００ ｋｍ，总体形态为舒 展弧状，西段（呈东西向 －Ｎ９０ Ｅ 展布）与东段（呈 北东东向 － Ｎ７０ Ｅ 展布）为直线状，中段（呈北东东 向 －Ｎ７０ Ｅ 展布）为锯齿状；２）以安州新上一线 延展，呈近东西向（Ｎ８５ Ｅ）略向北突出的弧形，主体 构造线延长约 ２００ ｋｍ。 断裂线分布比较宽缓，断裂 带力学性质为张性特征。 3． 2 平安盆地 区内地层深部由晚古生代结晶岩系构成基底并 夹有早古生代至元古代变质杂岩及太古代核杂岩， 其上广泛露出的是由中生代陆相地层碎屑岩建造构 成的沉积盖层，地形景观在西部与东部以盆地及平 原为主，在中部分布为中低山系，平均海拔为 ２００ ～ ５００ ｍ。 线性构造主要有 ４ 种类型环形构造、菱形 构造、共轭构造、追踪构造。 环形构造以阳德附近为中心发育 ３ 层圆环状 构造，中心内层构造圈闭状直径为 ２０ ～ ２５ ｋｍ，中间 层构造近圈闭状直径为 ４０ ～ ５９ ｋｍ，外层构造半圈 闭状直径为 ７５ ～ １００ ｋｍ。 断裂线较为圆滑，断裂带 性质以韧性特征为主。 菱形构造分布在环形构造的外围地带，一组菱 边构造延伸方向为 Ｎ２０ Ｅ，一组菱边构造延伸方向 为 Ｎ８０ Ｗ，两边分别在新坪（南东部）、玉坪（北东 部）、新城（北西部）、立石（南西部） 附近为交点相 连，其 内部 中 心形 成正 四边 形 （ 边 长约 为 ８０ ～ ８５ ｋｍ）菱形构造，其外围边缘两组延伸方向分别以 其中一组较为发育，结构也较为松散，可以稀疏展布 全区。 断裂线展布平直，断裂带性质以扭性特征 为主。 共轭构造分布范围较小，分别以金刚山、高山 附近等地为共轭点，两组断裂延伸分别近于平行菱 形构造的两组边长方向。 断裂线平直，断裂带性质 以扭性特征为主。 追踪构造１）沿梦金浦里安边等一线展布， 构造线延伸方向为 Ｎ７０ Ｅ，主体断裂长约 ３００ ｋｍ， 旁侧断裂长约 １５０ ｋｍ，断裂带宽约 １０ ～ ２０ ｋｍ；２）沿 大机里大津里等一线展布，主体构造线延伸方向 为 Ｎ７０ Ｅ，断裂长约 ３００ ｋｍ，在构造带的东段金化 以东发育有分叉“入”型断裂。 断裂线呈舒缓波状， 33 ２００７ 年第９ 卷第１２ 期 断裂带性质以张性特征为主。 3． 3 京畿地块 区内以古生代以前结晶岩系为基底，夹有变质 杂岩体及燕山期花岗岩体，地形景观以山地为主，西 低东高，平均海拔为 ５００ ～１ ０００ ｍ，东部及东海岸 山势陡峭，西部沿海及河口地带有小型盆地分布。 线性构造主要有 ３ 种类型环形辐射状构造、多米 诺构造、追踪构造。 环形辐射状构造以柳洞里为中心呈发育 ２ ～ ３ 层圆环状构造，中心内层构造圈闭状直径为 ２５ ～ ３０ ｋｍ，中间层构造半圈闭状直径为 ４０ ～ ５５ ｋｍ， 外层构造局部半环状长约 ５０ ～ ９０ ｋｍ，在环形构造 的外围有不太完善的辐射状构造发育。 圆环状构造 断裂面以韧性结构为主，辐射状构造断裂面以张性 结构为主，二者配套相伴发育在一起，表明属于同一 构造作用所形成的组合配套组分。 多米诺构造是朝鲜地质学界对密集斜列发育 的断裂构造系统的形象称谓，相似于多米诺骨牌的 叠置展布形态 ［７］ 。 实际上朝鲜半岛南部发育两组 多米诺构造１）北北西向构造组这组多米诺构造 延伸方向为 Ｎ５ｏ ～ １０ Ｗ，展布密度较大，最小间距 约为 ５ ｋｍ，在延伸方向上断续分布，单体断裂长约 ６０ ～ ９０ ｋｍ，断裂面性质以张扭性为主；２）北北东向 构造组这组多米诺构造延伸方向为 Ｎ１０ ～ ２０ Ｅ， 展布较稀疏，最小间距为 ５ ｋｍ 以上，延伸较大，单体 断裂一般长为 １００ ｋｍ 左右，最长可达２２０ ｋｍ以上， 断裂面性质以压扭性为主。 这两组多米诺构造一般 不相互切割，在一些交接部位也不发生相互扰动现 象，说明二者的形成具有同时性。 追踪构造沿群山江陵等一线展布，构造线延 伸方向为 Ｎ５０ Ｅ，主体构造长约 ２８０ ｋｍ，单体断裂 带长为 ８ ～ ２８０ ｋｍ；断裂破碎带发育较宽，平均宽约 ５ ～ １０ ｋｍ，断裂面性质以张性特征为主。 3． 4 岭南盆地 区内以晚古生代以前结晶岩系为基底，夹有古 老变质杂岩和燕山晚期花岗岩体侵入，地形景观为 低山丘陵间有谷地平原，平均海拔为 ５００ ｍ 左右。 线性构造主要有 ４ 种类型环形构造、菱形构造、多 米诺构造、追踪构造。 环形构造１）以荣州为中心发育 ２ ～ ４ 层圆环 状构造，中心内层构造圈闭状直径为 ２５ ～ ３０ ｋｍ，中 间层构造半圈闭状直径为 ４５ ～ ５０ ｋｍ，外层构造局 部发育半环状长约 ２０ ｋｍ 左右，在北东方向还由外 围弧形状构造长约 １５ ～ ２０ ｋｍ；２）以大田附近为中 心发育圆环状构造，呈半圈闭状直径约为 ４５ ～ ５５ ｋｍ；３）以大丘附近为中心发育 ２ 层圆环状构造， 中心内层构造圈闭状直径为 ２５ ～ ３０ ｋｍ，外层构造 半环状直径约为 ６０ ～ １００ ｋｍ；４）以长水为中心发育 ２ ～ ３ 层圆环状构造，中心内层构造圈闭状直径为 ２０ ～ ２５ ｋｍ，中间层构造半圈闭状直径为 ５０ ～ ６０ ｋｍ， 外层构造局部出现呈半环状直径约为 ７０ ｋｍ；５）以 光州附近为中心发育 ２ 层圆环状构造，中心内层构 造半圈闭状直径为 ２５ ～ ３０ ｋｍ，外层构造呈半环状 长约 ６０ ～ ７０ ｋｍ。 断裂线圆滑，断裂带性质以韧性 特征为主。 菱形构造１） 以忠州附近为中心呈密集展布的 规则菱形构造，一组菱边构造延伸方向为 Ｎ７０～ ８０ Ｗ，另一组菱边构造延伸方向为 Ｎ３０ ～ ４０ Ｅ，断 裂线延长为 ４０ ～ ７０ ｋｍ；２）以义城附近为中心呈较 为稀疏展布的不规则菱形构造，一组菱边构造延伸 方向为 Ｎ６０ ～ ７０ Ｗ，另一组菱边构造延伸方向为 Ｎ５ ～ １０ Ｅ，断裂线延长为 ３０ ～ ５５ ｋｍ。 这 ２ 组菱形 构造发育在荣州环形构造外围的西部与南部，断裂 破碎带较宽，局部地段有追踪现象发生，断裂带性质 以张扭性特征为主。 多米诺构造仅发育一组呈北北东向构造延展， 在区内普遍发育，展布比较密集，断裂线延伸方向为 Ｎ１０ ～ ２０ Ｅ，最小间距 ５ ｋｍ，断裂线延展稳定，单体 断裂长约 ２０ ～２００ ｋｍ，断裂面性质以压扭性特征 为主。 追踪构造主要分布在本区的东部，呈北北西向 构造展布，断裂带延伸方向为 Ｎ１０ Ｗ，在断裂线走 向上追踪了京畿地块发育的另一组多米诺构造（北 北西向构造组）的方向，但在分布格局上已失去多 米诺构造（斜列叠置） 的特征。 重要的断裂带有 ２ 组１）一组沿三湖里新基里等一线延展，断裂带 呈断续分布，单体断裂长约 ３５ ～ ９０ ｋｍ，断裂线总长 为 ２５０ ｋｍ；２）一组沿镇海丹阳等一线展布，断裂 断续展布，长约 ２００ ｋｍ。 断裂线展布舒缓曲折，断 裂面性质以张性 － 张扭性特征为主。 3． 5 济州岛 济州岛是新生代晚期以来形成的火山构造岛， 其活动一直延续到第四纪晚期，火山形态保留完整， 环形圈闭构造发育，辐射伴生构造少见。 中心火山 口直径约为 ５００ ｍ，火山锥体直径约为 １３ ｋｍ ３０ ｋｍ；小火山及次生火山锥遍布全岛，其直径为 43 中国工程科学 ５００ ～ １ ０００ ｍ。 熔岩以中性 －中基性及碱性岩为 主，岩性为安山岩、玄武岩和碱性粗面岩、凝灰岩等。 火山喷出活动伴有喷水、喷气作用，喷发过程较为文 静，一般不发生大规模的爆炸现象。 济州岛由中心火山口向外围呈现 ３ 层岩性嵌套 结构中心为熔岩基岩带（长为 ３０ ｋｍ，宽为１３ ｋｍ）， 中间为熔岩风化带（长为 ３７ ｋｍ，宽为 １９ ｋｍ），边缘 为火山土壤带（长为 ７５ ｋｍ，宽为 ３０ ｋｍ）。 4 地质环境演化 中国边缘海地壳厚度调查 ［１０］ 的资料表明，边缘 海大陆架的地壳厚度 ＞３０ ｋｍ，朝鲜半岛地壳厚 度 ［１１］ 平均为 ３０ ～ ３４ ｋｍ。 根据综合研究 ［１１ ～１３］ 的成 果，东亚近海地壳结构变化如下大陆型地壳厚度 ＞ ３０ ｋｍ，亚大陆型地壳厚度 ３０ ～ １５ ｋｍ，亚海洋型地 壳厚度 １５ ～ １０ ｋｍ，海洋型地壳厚度 ＜ １０ ｋｍ。 由此 表明朝鲜半岛具有陆壳结构并镶嵌在中国边缘海的 北东部之上，区域地质资料 ［２，４，５］ 也表明朝鲜半岛是 古生代以前中国东部几个陆块拼合而成的复性地 块，故而可称其独立构造单元为朝鲜地块。 中国边 缘海重力调查 ［１２，１３］ 及区域地质调查 ［９］ 的资料表明， 在渤海、黄海、东海的中新生代沉积及沉陷区域形成 多个裂解中心，其海域中央发育深槽或隆起，并且沿 走向具有平行递错的现象。 课题组结合东亚地区综 合地质调查成果资料，编制了最新的朝鲜半岛及周 边地区的大地构造及其演变分布图（见图 ２）。 在环西太平洋造山带的研究中，中国东部郯庐 断裂带的发育及演化对大陆边缘海及朝鲜半岛的影 响 ［１４，１５］ 非常大，朝鲜地块与中国大陆地块最早裂解 的时间发生在震旦纪（６８０ Ｍａ） ［１４］ ，也是由古郯庐 断裂带所启动的。 从郯庐断裂带两侧属于同一地质 结构的大别山（中国东部）临津江（朝鲜北部）断 裂带 ［１０］ 的错动位置计算，朝鲜地块从古生代以来向 北运移了 ９５０ ～ １２８０ ｋｍ。 根据东亚区域地质调查 及地层古地磁测定资料 ［１］ 的分析，朝鲜半岛在白垩 纪顺时针旋转了 ２０ （Ｎ２０Ｅ），在第三纪早期顺时 针旋转了 ６ （Ｎ２６Ｅ），在第三纪晚期顺时针旋转 了 ３ （Ｎ２９Ｅ）。 以大别山断裂带的走向 Ｎ２０Ｗ 作为基准，朝鲜地块从古生代以来已顺时针旋转了 ７０ ，如将朝鲜半岛逆时针旋转 ７０ ，其地块长轴方 向正好与大别山断裂带走向相重合。 区域地质资 料 ［５，１６］ 分析表明，朝鲜地块从中国陆块在震旦纪发 生裂解以后又出现了 ２ 次陆块贴拼及焊接作用第 图2 朝鲜半岛及周边地区大地构造展布图 Fig． 2 The geotectonic exhibition cloth diagram of Korean peninsula and it’s peripheral region １ 次出现在晚元古代末期早古生代初期，发生华 北地块（中朝地块的一部分）与扬子地块的贴拼及 焊接形成前寒武纪地层的变质作用，发育低压高温 变质岩（堇青石 ＋ 矽线石十字石）及变质相系（片 麻岩相 － 麻粒岩相）组合，是东亚构造域加里东运 动早期构造幕的产物；第 ２ 次出现在早古生代末期 ～ 晚古生代早期，发生扬子地块与华南地块的贴拼 及焊接作用，形成早古生代地层的变质作用，发育高 压低温变质（兰晶石十字石 －矽线石）及变质相 系（绿片岩相 － 角闪岩相）组合，是东亚构造域海西 运动早期构造幕的产物。 这 ２ 期变质作用由早期 （第 １ 期）低压高温状态转向晚期（第 ２ 期）高压低 温状态，反映了岩石圈板块刚性特征随时间增加的 运动属性和朝鲜地块陆壳的加积增长过程。 经过这 ２ 次陆块贴拼及焊接由 ３ 个裂解的小陆块组合成统 一的朝鲜地块，形成后在晚古生代受了海浸的影响， 中生代初期重新隆起成陆进入大陆构造域的活跃 期，发生了燕山运动的 ３ 个构造幕（松林运动、大宝 运动、佛国寺运动），新生代也遭受了东亚构造域喜 马拉雅运动构造幕的影响（玉岭运动）。 这些综合 资料清晰地表明，朝鲜地块自古生代以来是持续向 53 ２００７ 年第９ 卷第１２ 期 北运移、同时发生顺时针旋转，并在与中国东部地块 相脱离的过程中再次发生裂解作用，形成大陆边缘 盆地及陆内浅海（渤海、黄海、东海） 与之相隔离。 这种大陆边缘盆地与大洋弧后盆地在全球构造 ［１７］ 位置上有较大的区别，前者是在大陆板块内部产生 的与大陆边缘海相联系的陆块裂解构造盆地，后者 是在大洋板块聚合带产生的火山岛弧与大陆板块之 间形成的大洋边缘盆地 ［１８］ ，二者在盆地物质结构和 地球动力学机制方面也是不尽相同的。 中国边缘海的拉分运动与日本海的拉张运动同 时驱动，使朝鲜半岛遭受了侧向水平挤压作用，导致 形成复杂的构造带（区）及构造形式，朝鲜地块构造 分区界线均追踪拉分盆地中错裂断层方向发育，盆 地拉分中轴多级递错影响到朝鲜地块构造边界的改 变，形成多个受力中心和构造组合区域。 另外，由于 朝鲜半岛两侧日本海盆地与中国边缘海盆地的应力 作用中心轴线不完全对称，促使其发生向西的掀斜 作用，最终导致朝鲜半岛出现东陡西缓的地形展布 态势。 5 构造动力学机制 东亚区域地质环境演化进程表明，朝鲜半岛在 早古生代末期以前完成陆块贴拼及焊接，成为完整 的统一地块，晚古生代发生新生陆台沉陷出现海浸， 中生代陆台回返经历大陆造山运动的影响，完成陆 块整体变形及区域演化，新生代受到西缘中国边缘 海盆地拉分作用与东缘日本海裂开拉张作用的双向 水平推挤过程发育复杂的构造形式及发生掀斜 现象。 朝鲜半岛两侧分别是日本海与中国近海，日本 海裂开的时间为 ４０ ～ ６０ Ｍａ ［１９］ （早第三纪始新世至 古新世），渤海、黄海、东海的形成时间为晚第三 纪 ［９］ ，都是在新生代受到太平洋板块向亚洲大陆发 生运 动 的 影 响。 按 照 盆 地 动 力 学 及 其 构 造 演 化 ［２０，２１］ 的资料分析，中国边缘海（渤海、黄海、东海） 属于大陆板块内部的多级拉分盆地（见图 ２）。 渤海 盆地拉分轴走向为 Ｎ５０ Ｗ，直到近代其拉分轴仍具 有强烈的活动性，沿其走向直线延伸至陆地腹部的 唐山、张家口等地区发生的强烈地震（唐山，１９７６ 年 ７ 月 １６ 日，Ｍ７． ８ 级；张家口，１９９８ 年 １ 月 １０ 日， Ｍ６． ２ 级；渤海，１９６９ 年 ７ 月 １８ 日，Ｍ７． ４ 级）就是明 证。 黄海盆地拉分轴被北东向扭性断裂递错形成 ４ 级拉分轴，其走向依次为 Ｎ５０ Ｗ，Ｎ３０ Ｗ，Ｎ２０ Ｗ， Ｎ４０ Ｗ。 东海盆地拉分轴被北东向扭性断裂递错形 成 ３ 级拉分轴， 其走向依次为 Ｎ５０ Ｗ， Ｎ５０ Ｗ， Ｎ３０ Ｗ。 与东海边缘相邻的冲绳海槽扩张轴走向为 Ｎ４５ ～ ５０ Ｅ，是晚第三纪形成的小型弧形海槽，其 中发育深海洋流浊流沉积和海相碎屑岩及火山岩沉 积，地幔物质上涌，热流高（８ ～ １０ＨＦＵ），断裂、地震 及火山活动频繁 ［９，１７ ～１９］ ，很显然冲绳海槽处于洋壳 边缘次级张裂地带，是个新生的与陆壳交叉的洋底 边缘扩张中心，其动力学机制受地幔物质对流及洋 壳板块运动的影响，其中心轴线是主动式的张裂及 扩张的。 中国边缘海（渤海、黄海、东海）是大陆板 块内部构造拉分的结果，其拉分轴是被动式的拉张 及沉陷的，切割其拉分轴的扭性断裂是追踪大陆边 缘平移断裂走向发展的。 根据朝鲜地块构造形式及其在东亚构造域的位 置，其构造动力来源及作用过程的情景解析如下 盖马高原区内主要构造形式表现为共轭构造 － 环形构造 － 追踪构造等，构造主应力作用中心在 高原的西部球场地区一带，是共轭构造的结点（共 轭点）位置，早期应力形成压扭性共轭构造，后期应 力作用中心向中东部转移并且热力作用强化，与岩 体侵入相伴形成韧性环状构造，末期应力形成横向 张性追踪构造，其区域构造应力场主动力来源主要 来自黄海盆地 １ 级拉分轴（Ｎ５０ Ｗ） 的侧向水平 运动。 平安盆地区内主要构造形式表现为环形构造 － 菱形构造 － 共轭构造 －追踪构造等，构造主应力 作用中心在盆地的中部阳德地区一带，是菱形构造 的结点（空白区）位置，早期应力形成压扭性菱形构 造，同时热力作用活跃伴随岩浆侵入形成韧性环状 构造，中期应力扩散形成外围地区的共轭构造，晚期 主应力松弛形成横向张性追踪构造，其区域构造应 力场主动力来源主要来自黄海盆地 ２ 级拉分轴 （Ｎ３０ Ｗ）的侧向水平运动。 京畿地块区内主要构造形式表现为环形 －辐 射状构造 － 多米诺构造 －追踪构造等，构造主应力 作用中心在地块的中东部柳洞里地区一带，是环形唱 辐射状构造的结点位置，早期应力作用伴随热力作 用发育大规模岩体侵入形成韧性 － 张扭性环形 － 辐 射状构造，中期主应力受地块两侧交替应力的影响 形成两组性质各异（压扭性和张扭性）的多米诺构 造，晚期主应力松弛形成横向张性追踪构造，其区域 构造应力场主动力来源主要来自黄海盆地 ３ 级拉分 63 中国工程科学 轴（Ｎ２０ Ｗ）和日本海拉张派生的侧向水平运动。 岭南盆地区内主要构造形式表现为环形构造 － 菱形构造 － 多米诺构造唱 追踪构造等，构造主应力 作用中心在盆地的北东部荣州地区一带，是环形构 造及菱形构造的结点位置，早期应力作用伴有活跃 的热力作用和广泛的岩浆活动，形成多个韧性环形 构造及张扭性菱形构造，中期应力形成展布均匀密 集的压扭性多米诺构造，晚期主应力松弛形成纵向 张性 － 张扭性追踪构造，其区域构造应力场主动力 来源主要来自黄海盆地 ４ 级拉分轴（Ｎ４０ Ｗ）的侧 向水平运动。 济州岛区内主要构造形式表现为火山构造及 其机构组合，构造主应力作用中心在济州岛的中央 汉拿山（海拔 １ ９５０ ｍ）一带，其构造位置处于黄海 盆地 ４ 级拉分轴与东海盆地 １ 级拉分轴的边界结合 部位，是压扭性深大断裂引发的地壳下部幔源熔浆 多次喷发形成多层次嵌套的火山结构，具有喷发的 周期性和强烈的活动性。 6 讨论 在全球岩石圈构造域中，东亚地区是海陆板块 运动交错汇聚及其构造活动表现最为剧烈的区域， 形成了著名的环西太平洋火山岛弧构造带，朝鲜半 岛成为跨越海陆的过渡地带，其两侧被大陆边缘盆 地（中国陆缘海）和大洋弧后盆地（日本海）所夹持， 形成独特而复杂的地质构造系统，科学阐述朝鲜半 岛区域构造及构造形式、构造特征与地质环境演变 及其动力学运动程式，对认识中国大陆构造演化和 东亚构造变迁模式及全球板块构造域发展具有积极 的理论意义与实际应用价值。 综合研究表明，朝鲜 地块的形成与中国东部地块的多次裂解贴拼及焊接 作用有关，经过加里东运动（晚元古代末期至早古 生代初期）与海西运动（早古生代末期至晚古生代 早期）所引起的 ２ 次陆块裂解和构造焊接及岩块贴 拼作用形成统一的地块，并发生了相应的变质作用 （早期为低压高温变质带和晚期为高压低温变质 带），其复杂的地质结构和特殊的构造特征在全球 构造域中是不多见的；其构造形式的形成则与中国 边缘海及日本海的侧向水平运动有关，在燕山运动 中完成大陆构造系统的发育及演变，在构造定型时 期的漫长地质过程中其主应力轨迹作用线方向发生 显著的顺时针旋转现象，从南南西 －北北东方向为 主转向以南西 － 北东方向为主；在喜马拉雅运动中 保持和继承及改造陆壳构造的形式及活动，其主应 力轨迹作用线方向以南西（Ｓ２０～５０ Ｗ） －北东 （Ｎ２０ ～ ５０ Ｅ）方向为主，出现朝鲜半岛整体构造的 掀斜作用及地形景观的不对称属性。 最近根据 ＧＰＳ 水平矢量对全球现代地壳应力场的观测（２０００） ［２２］ 分析表明，朝鲜半岛现在处于北西西（Ｎ７０ Ｗ）南 东东（Ｓ７０ Ｅ）方向的主压应力场的控制之下，促使 现代构造应力场仍对朝鲜地块的推挤行为产生影 响，对中国边缘海盆地（渤海、黄海、东海）的壳内活 动可能产生更大影响甚至使其主应力作用方向发生 转变，这值得引起足够的重视，对它的相关作用及环 境效应有必要进行长期监测，尤其对现代地质作用 如地震活动与火山活动及新构造活动的影响要特别 注意。 参考文献 ［１］ Ｊｏｎｇｓｍａ Ｄ， Ｂａｒｂｅｒ Ａ Ｊ．Ｓｔｕｄｉｅｓ ｉｎ ｅａｓｔ Ａｓｉａｎ ｔｅｃｔｏｎｉｃｓ ａｎｄ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ， ＣＣＯＰ －ＩＯＣ ［Ｍ］． Ｓｅｃｏｎｄ ｅｄｉｔｉｏｎ， １９８１ ［２］ 朱 夏，陈 焕 疆． 中 国大 陆 边 缘 构 造 和 盆 地 演 化 ［ Ａ］． 见朱 夏． 论中国含油气盆地构造［Ｃ］． 北京石油工业出版社，１９８６ ［３］ 盛承禹． 世界气候［Ｍ］． 北京气象出版社，１９８８ ［４］ 蔡乾忠． 中国东部与朝鲜大地构造单元对应划分［ Ｊ］． 海洋地 质与第四纪地质，１９９５，１５（１）７ ～ ２４ ［５］ 朴成旭主编． 朝鲜地质［Ｍ］． 平壤朝鲜科学院出版社，１９６０ ［６］ Ｌｅｅ Ｓ Ｍ．Ｈａｖｅ ｒｅｌａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｅｃｔｏｎｉｃ ｐｌａｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ ｇｅｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｎｏｒｔｈ Ｋｏｒｅａ ［ Ｊ］．ＣＣＣＯＰ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ， １９７４， ８３９ ～ ５３ ［７］ 金贞焕． 朝鲜中生代构造［Ｊ］． 地球学报，１９９４，（３ ～ ４）３２ ～ ４４ ［８］ 吴 戈． 朝鲜半岛的历史地震资料［ 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