袁四化 劉永江 NEUBAUER Franz 常瑞虹 GENSER Johann 關慶彬 黃倩雯

1. 防災科技學院地球科學學院，三河 0652012. 中國海洋大學海底科學與探測技術教育部重點實驗室,海洋高等研究院，中國海洋大學海洋地球科學學院，青島 2661003. 青島海洋科學與技術國家實驗室，海洋礦產(chǎn)資源評價與探測技術功能實驗室，青島 2662374. Department Geography and Geology, University of Salzburg, Salzburg A-5020

阿爾卑斯造山帶被作為典型的大陸碰撞型造山帶(Burchfiel, 1980; Trümpyetal., 1980; Pfiffneretal., 1996; Schmidetal., 2004; Handyetal., 2010)，通常認為其現(xiàn)今構造格局是新特提斯洋閉合導致非洲和歐洲大陸碰撞造山的結(jié)果。阿爾卑斯中生代尤其是侏羅紀以來演化輪廓(Stampfli and Hochard, 2009; Schmidetal., 2020; van Hinsbergenetal., 2020)已非常清楚。但是，對其前中生代基底構造演化的研究相對薄弱，尤其是有關奧地利阿爾卑斯前中生代基底的研究極其薄弱。近年來隨著對阿爾卑斯基底研究的不斷深入，逐漸揭露了阿爾卑斯造山帶從新元古代到新生代具有多期復雜的造山歷史(Neubauer, 1991; von Raumer and Neubauer, 1993; von Raumeretal., 2013; Neubauer, 2014; Haasetal., 2020; van Hinsbergenetal., 2020)。

目前對阿爾卑斯造山帶的研究主要集中在中生代特提斯洋打開、阿爾卑斯期的造山過程，對前中生代的構造演化研究仍相對薄弱。盡管前人在基底構造演化方面的研究取得了一些成果，但近些年隨著研究工作不斷深入，關于這些遭受不同程度變質(zhì)-變形改造的基底地塊的構造屬性爭議越來越大(Neubauer, 2002; von Raumeretal., 2013; Haasetal., 2020; Neubaueretal., 2020)。本文系統(tǒng)總結(jié)了前人在阿爾卑斯造山帶開展的前中生代基底研究，并兼顧廣義的阿爾卑斯帶(從伊比利亞半島到巴爾干半島)基底研究，結(jié)合近期我們在東阿爾卑斯地區(qū)的研究成果，編制了一系列地質(zhì)構造圖，初步總結(jié)了阿爾卑斯帶前中生代的構造演化，重點強調(diào)古特提斯洋在奧地利阿爾卑斯的構造位置和可能的形成模式。理清阿爾卑斯基底構造演化對于阿爾卑斯期碰撞造山過程的一些尚未解決的問題也具有十分重要的意義，如Massonetal.(2008)在小圣伯納山口的Versoyen 地區(qū)發(fā)現(xiàn)從西阿爾卑斯北部過渡到中阿爾卑斯“瓦萊(Valais)洋”有華力西期的蛇綠巖，從而否定阿爾卑斯期的瓦萊洋(Massonetal., 2008)，如何協(xié)調(diào)這一矛盾還需要進一步對前中生代基底構造深入研究。

1 阿爾卑斯造山帶構造格架

1.1 地理和構造單元劃分

地理上阿爾卑斯的東邊界是維也納-施蒂利亞盆地，北面是多瑙河(向西為巴伐利亞湖群)，南面為波河平原，西為瓦朗斯盆地(圖1a)，通常分成西、中、東和南四部分(圖1a中白色虛線)。西阿爾卑斯和中阿爾卑斯的分界從日內(nèi)瓦湖穿過大圣伯納德山口到奧斯塔谷地，二者地質(zhì)特征相似，也合稱弧形阿爾卑斯(Neubaueretal., 2000)；中阿爾卑斯和東阿爾卑斯分界從康斯坦茨湖經(jīng)萊茵谷地穿過施普呂根山口到科莫湖，二者的界線為一系列東西向谷地，從西向東包括阿達、普施特、蓋爾谷。東阿爾卑斯向東地形逐漸從高海拔的陶恩山過渡為低海拔的潘諾西亞盆地(圖1a)。

阿爾卑斯大地構造單元劃分主要體現(xiàn)中生代以來構造古地理分區(qū)(圖1b, c)，阿爾卑斯造山帶從西北到東南包括以下主要構造單元(Frischetal., 1990; Neubaueretal., 2000; Schmidetal., 2004; Handyetal., 2010)：

(1)歐洲大陸巖石圈：阿爾卑斯山北部外圍前陸盆地，發(fā)育晚始新世到新近紀的磨拉石沉積；瑞士-法國侏羅山是一薄皮褶皺推覆帶；歐洲大陸基底出露在阿爾卑斯山北部的波西米亞、黑森林、孚日山和法國中央地塊中。

(2)海爾微(Helvetic)單元(西阿爾卑斯文獻中也稱Dauphinois單元)：為薄皮褶皺-沖斷帶，包括從歐洲巖石圈拆離的晚石炭世至始新世的蓋層和構成前阿爾卑斯期基底巖石的外阿爾卑斯結(jié)晶地塊(晚石炭世至白堊紀的蓋層)。

(3)瓦萊(Valais)單元：主要代表白堊紀的裂谷沉積，也包括洋殼殘留(洋盆規(guī)模仍有爭議)。

(4)布里昂松(Brian?onnais)單元：代表在瓦萊洋打開期間從穩(wěn)定的歐洲大陸裂解的微地塊。

(5)皮埃蒙特(Piemontais)單元：位于西阿爾卑斯，為大洋巖石圈殘留，古地理單元也常稱之為彭尼內(nèi)(Penninic)洋或者皮埃蒙特-利古里亞(Liguria)洋，通常將瓦萊、布里昂松和皮埃蒙特單元合稱為彭尼內(nèi)單元，也分別稱北、中和南彭尼內(nèi)單元。

(6)奧地利阿爾卑斯單元：是前亞德里亞(也有文獻稱阿普利亞)板塊的一部分，包括梅里阿塔-哈爾施塔特(Meliata-Hallstatt)洋(文獻中常簡稱梅里阿塔洋)的三疊紀被動大陸邊緣和彭尼內(nèi)洋的侏羅紀被動大陸邊緣。梅里阿塔洋在始阿爾卑斯期關閉，奧地利阿爾卑斯向下俯沖，形成多個推覆體，推覆在歐洲板塊之上。梅里阿塔洋的遺跡出現(xiàn)在奧地利阿爾卑斯最東端的一些露頭上(Melcher and Meisel, 2004)?；讕r石在阿爾卑斯期經(jīng)歷從綠片巖相到角閃巖相的變質(zhì)，基底之上沉積了二疊紀和中生代的沉積巖，淺海相灰?guī)r十分發(fā)育，這些灰?guī)r分布區(qū)也被稱為北部灰?guī)r阿爾卑斯。

(7)南阿爾卑斯單元：沿亞德里亞斷層與奧地利阿爾卑斯分開，該單元在很大程度上類似于奧地利阿爾卑斯單元，代表亞德里亞海板塊的北部大陸邊緣，該板塊還包括波河平原和相鄰的亞德里亞海，是阿爾卑斯向外延伸的弧后造山楔。

1.2 阿爾卑斯期構造旋回

通常認為現(xiàn)今阿爾卑斯造山帶的威爾遜旋回開始于卡尼期(圖2、圖3)，在時間上可與地中海和中東地區(qū)的古特提斯洋關閉時間相對應(Kozur, 1999; Stampfli and Borel, 2002; Stampflietal., 2003)，和中大西洋-阿爾卑斯域裂谷開始時間也一致(Froitzheim and Manatschal, 1996; Steineretal., 1998)。晚中生代以來形成的阿爾卑斯大陸碰撞造山帶，主要與梅里阿塔和皮埃蒙特(包括北支瓦萊洋盆)兩個洋盆的演化相關(圖3)，梅里阿塔洋主要存在于三疊紀至侏羅紀(Mandl, 2000)，傳統(tǒng)上認為梅里阿塔洋是新特提斯洋的一個分支(圖3)，其實與岡瓦納大陸北緣的新特提斯洋沒有直接的地理或地質(zhì)聯(lián)系，也有學者提出可能是古特提斯洋的弧后洋盆(Stampfli and Kozur, 2006; Stampflietal., 2013)。皮埃蒙特洋是從中大西洋延伸到阿爾卑斯-喀爾巴阡一個較長的大洋區(qū)域(圖3)，也被稱為“阿爾卑斯特提斯”(Favre and Stampfli, 1992)，所以也有學者把阿爾卑斯特提斯洋視為大西洋分支，而不作為新特提斯洋的一個分支(Bernoulli and Jenkyns, 1974; Schmidetal., 2004; Stampfli and Kozur, 2006)。從這個角度講，這的確和環(huán)岡瓦納大陸邊緣打開的新特提斯洋完全不同，不過這個大洋可能和新特提斯洋分支瓦爾達爾(Vardar)洋連接(圖2)(Schmidetal., 2008)?？傊?，阿爾卑斯中-新生代構造演化是在華力西期造山帶的基礎上依次經(jīng)歷了梅里阿塔洋和彭尼內(nèi)洋(包括瓦萊分支)打開和閉合兩個威爾遜旋回的造山過程。

圖2 阿爾卑斯區(qū)域構造事件(據(jù)Neubauer et al., 2000; Neubauer and Handler, 2000; Stüwe and Homberger, 2012; Schmid et al., 2004; Handy et al., 2010；von Raumer et al., 2013；Franke et al., 2017資料編制)

圖3 西特提斯晚三疊以來代表性古地理重建(據(jù)Schmid et al., 2004修改)

2 基底構造單元劃分和基本特征

早期的研究只認為阿爾卑斯-地中海帶內(nèi)的地塊來自非洲，如亞德里亞板塊(Channelletal., 1979; Deweyetal., 1989)。后來逐漸認識到歐州加里東和華力西帶內(nèi)卡多米(Cadomian)-阿瓦隆(Avalonia)都是親岡瓦納的(Ziegler, 1990; Nance and Murphy, 1994; von Raumer, 1998; Nanceetal., 2002)，均發(fā)育埃迪卡拉紀到寒武紀的火山弧，并且認為與阿拉伯地盾中的同時期火山弧有密切聯(lián)系(Neubauer, 1991; Stern, 1994)，這些地塊之間都具有一定的可比性，可以說歐洲的加里東和華力西帶中的基底地塊(圖4)均是由來自岡瓦納的地塊拼貼而成，但是這些塊之間往往被不同時期的蛇綠巖帶分隔(圖4)，再加上后期構造變動，使得這些地塊源自岡瓦納大陸的具體位置存在很大爭議(Stephanetal., 2019; Haasetal., 2020; Neubaueretal., 2020)。此外，尤其對走滑錯移(Guillotetal., 2009)考慮較少，盡管阿爾卑斯基底單元可以與其前陸區(qū)的華力西期地殼相對比，但大部分基底地塊可能并不直接是中央地塊、孚日山-黑森林地塊或波希米亞地塊的南延部分。

2.1 基底構造單元劃分

基底構造單元區(qū)劃和中新生代構造單元名稱一致(Frischetal., 1990)，主要分為海爾微、彭尼內(nèi)、奧地利阿爾卑斯、南阿爾卑斯四個基底單元(圖5a)，其中海爾微基底單元也稱為外阿爾卑斯(結(jié)晶)地塊(von Raumer, 1984)，前中生代的基底單元也統(tǒng)稱原阿爾卑斯(Proto-Alps)(Sch?tzetal., 2002)。Schulzetal.(2008)和von Raumeretal.(2013)以推覆體單元為基礎，基于已有資料對阿爾卑斯基底進行了較詳細的構造單元劃分(圖5b)，并對各基底地塊前中生代的主要巖漿-變質(zhì)事件(圖6)進行了總結(jié)。由于阿爾卑斯期強烈的逆沖推覆作用，使得古地理單元發(fā)生較大的位移，對這些構造單元中生代之前進行大致的復位(圖7)對于理解前中生代構造演化非常重要。復原圖中顯示了各構造地層單元的對比，現(xiàn)今看到的上、下疊在一起的構造地層單元在形成的時候相距很遠，在后期的構造運動才疊置在一起(對比圖5和圖7)。例如，上奧地利阿爾卑斯單元中的淺變質(zhì)部分和南阿爾卑斯主要由奧陶系-石炭系組成的地層序列具有較好的對比性，與中、下奧地利阿爾卑斯深變質(zhì)巖明顯不同，古地理上長期處于岡瓦納大陸的被動陸緣(Frisch and Neubauer, 1989; von Raumeretal., 2002)，這些單元在古生代地理恢復中也被合稱為諾利(Noric)地體(Frisch and Neubauer, 1989)或諾利組合(Neubaueretal., 2000)(對應圖7a藍色斷線以南區(qū)域)，向東南可以和迪納里德(Dinarides)造山帶的基底相連，也稱諾利-波斯尼亞(Bosnian)地體(Flügel, 1990)(對應圖4中紫色斷線以南以西區(qū)域)。

圖4 阿爾卑斯及鄰區(qū)前中生代基底構造要素(底圖據(jù)Asch，2005(1)Asch K. 2005. 1/5 Million International Geological Map of Europe and Adjacent Areas, BGR (Hannover)；縫合帶主要參考eng?r, 1984; Neubauer, 2000; Stampfli and Kozur, 2006; Franke et al., 2017)

圖5 阿爾卑斯構造圖

圖6 阿爾卑斯基底主要巖漿-變質(zhì)事件(據(jù)von Raumer et al., 2013修改)

2.2 海爾微基底

海爾微基底也稱為外阿爾卑斯(結(jié)晶)地塊(von Raumer, 1984)，位于阿爾卑斯外側(cè)(新生代造山帶前陸方向)，因而阿爾卑斯旋回僅經(jīng)歷了低級變質(zhì)作用，從而較好保存了基底演化記錄，是較早嘗試對阿爾卑斯帶開展基底演化研究的構造帶(von Raumer, 1984; von Raumer, 1987)。

海爾微基底由不同類型的變質(zhì)巖、深成巖和混合巖組成，原巖經(jīng)歷多期變質(zhì)，以寒武紀至早石炭世的碎屑沉積巖為主，夾碳酸鹽巖和基性火山巖，被晚奧陶世和華力西花崗巖侵入(Biino, 1994; Bussyetal., 2011; Bussien Grosjeanetal., 2018)?；妆煌硎渴乐炼B紀的未變質(zhì)的沉積-火山巖系和中生代的沉積巖不整合覆蓋(Guillot and Ménot, 2009)。

海爾微基底未觀察到確切的泛非期基底殘留，在變質(zhì)沉積物中的碎屑鋯石有泛非期(620～550Ma)記錄(Schaltegger, 1993)。Aigilles-Rouges(圖5b中AR)的變泥質(zhì)-變雜砂巖系列(von Raumer and Bussy, 2004)夾有酸性火山巖夾層和層狀電氣石層，與伊比利亞中部新元古界-下寒武統(tǒng)非常相似(Rodríguez Alonsoetal., 2004)。

Belletonne地塊的最南端包含Chamrousse(-Séchilienne)蛇綠混雜巖(Bodinieretal., 1982)(圖5b中Bel)，具有完整的蛇綠巖序列(倒轉(zhuǎn))，全巖Sm-Nd年齡為497Ma(Pin and Carme, 1987)，其中的斜長花崗巖鋯石U-Pb年齡為496Ma(Ménotetal., 1988)。目前普遍認為Chamrousse蛇綠巖產(chǎn)于弧后盆地環(huán)境(Guillotetal., 2002; von Raumer and Stampfli, 2008)。

榴輝巖和超鎂鐵巖的殘留在多處可見(Meiseletal., 1996)。Gotthard和Tavetsch地區(qū)(圖5b中AG)，包括早奧陶世輝長巖侵入體、高壓變質(zhì)巖、奧陶紀深熔體(Schaltegger, 1993)，Aar和Gotthard地塊(圖5b中AG)的高壓變質(zhì)峰期年

齡為～468Ma(Gebauer, 1990; Schalteggeretal., 2003)，可能代表奧陶紀造山旋回(Biino, 1994; Mercollietal., 1994; Schalteggeretal., 2003)。

泥盆紀以來，海爾微基底經(jīng)歷了強烈的改造，如Belledonne發(fā)生推覆疊置(Guillotetal., 1999)，晚石炭世又有不同程度變質(zhì)疊加；Argentera地塊(圖5b中Ar)發(fā)生石炭紀維憲期(～340Ma)高壓變質(zhì)作用(Ferrandoetal., 2008; Rubattoetal., 2010)，其最終剝露以石炭紀末斯蒂芬期(Stephanian)沉積不整合(Rubattoetal., 2010)為標志；Aar地塊(圖5b中AG)伴隨晚石炭世花崗巖的深熔和侵入(Bussien Grosjeanetal., 2018; Frévilleetal., 2018)發(fā)生角閃巖相變質(zhì)作用(Schalteggeretal., 2003)，但總體不發(fā)育二疊紀花崗巖(Frévilleetal., 2018)。

綜上，海爾微基底構造演化主要發(fā)生在兩個階段，即早古生代在岡瓦納活動大陸邊緣復雜的演化和晚華力西-后華力西期演化。至少在后一階段，阿爾卑斯前陸區(qū)觀察到了類似的演化(von Raumeretal., 2009)，所以，海爾微的基底是典型的華力西帶一部分，可能與華力西帶的莫爾多瑙(Moldanubian)相對應(von Raumeretal., 2009)，而且可能位于其東部(現(xiàn)今的波西米亞以東)，該帶可能通過法國Maures-Tanneron地塊一直連續(xù)到意大利的科西嘉和薩丁島(Matte, 2001; Bellot, 2005; Rossietal., 2009; Casinietal., 2015)，如果是這樣，那么現(xiàn)今的分布很可能是華力西晚期經(jīng)右旋錯移的結(jié)果(Guillot and Ménot, 2009)。

另外，海爾微缺少泛非期的基底，但物源區(qū)有泛非期的證據(jù)，表明其形成于岡瓦納大陸邊緣，與其它華力西基底組成新元古代-古生代早期陸緣增生帶(見圖4中推斷的范圍)，經(jīng)歷了寒武紀-早奧陶世原特提洋弧后打開和關閉過程，而后泥盆紀-早石炭世卷入強烈的華力西造山作用，作為華力山造山帶的內(nèi)帶。與現(xiàn)今相鄰的彭尼內(nèi)及其它阿爾卑斯基底(見后文)相比較，表明其可能是彭尼內(nèi)的增生部分，也可能與彭尼內(nèi)單元當時并不在一起，直到華力西期才并列在一起。

2.3 彭尼內(nèi)基底

彭尼內(nèi)也稱內(nèi)阿爾卑斯基底(“intra-Alpine basement”)(狹義上)，相對于外部的海爾微基底，阿爾卑斯山脈的內(nèi)部區(qū)域(即彭尼內(nèi))被阿爾卑斯期構造變質(zhì)作用強烈疊加改造(von Raumer, 1998)。

西彭尼內(nèi)基底主要出露在布里昂松(Brian?onnais)地塊，由前寒武紀到早古生代的多期變質(zhì)基底組成，其中含大量變基性巖(Thélinetal., 1993)。Bussienetal.(2011)在 Sambuco和Maggia推覆體(圖5中Le)中一條帶狀基性雜巖中確定了寒武紀變質(zhì)閃長巖(鋯石U-Pb年齡：533～544Ma)(Bussienetal., 2011)；Simano和Leventina(圖5中Le)發(fā)育MORB性質(zhì)的超基巖-基性巖，鋯石U-Pb年齡為518±11Ma(Schalteggeretal., 2002)，而后被晚寒武世具有非造山裂谷型巖漿侵入，其中花崗斑巖鋯石U-Pb年齡為507±9Ma(Guillotetal., 1993)，堿性花崗巖鋯石U-Pb年齡為500±4Ma(Bussyetal., 1996)；在Adula推覆體(圖5中A)北面上寒武統(tǒng)中也發(fā)現(xiàn)有雙峰式巖漿巖，被認為代表弧后裂谷產(chǎn)物(Cavargna-Sanietal., 2014)，這與同期發(fā)育的增生雜巖(Schalteggeretal., 2002)聯(lián)系在一起，表明其處在俯沖帶后緣的裂解背景，Loderio-Biasca組合中還有早奧陶世花崗巖(鋯石U-Pb年齡：479±4Ma)(Bertrand and Leterrier, 1997)。角閃巖相變質(zhì)的奧陶紀變質(zhì)泥質(zhì)巖(Trescolmen組)中含有豐富的原巖為洋殼的榴輝巖殘留體(Cavargna-Sanietal., 2014)，這一組合可與現(xiàn)在分布在華力西造山帶的薩克森-圖林根(Saxo-Thuringian)和莫爾多瑙相對比(Cavargna-Sanietal., 2014)，這表明這些地塊當時可能是東西并列，并非現(xiàn)在的南北向排列。此外，該帶還發(fā)育晚石炭到早二疊世(Namurian～Stephanian)的沉積巖和晚石炭世花崗巖(Houillère：鋯石U-Pb年齡為324～323Ma；Aiguilles：鋯石U-Pb年齡為303～312Ma)(位置分別見圖5b中ZH和AR)(Bertrandetal., 1998；Bussien Grosjeanetal., 2018)。

東彭尼內(nèi)基底主要出露在東阿爾卑斯的陶恩(Tauern)構造窗，也稱為Venediger推覆系，由三個巖石地層單元組成(Frischetal., 1993)：(1)弧后洋殼中的碎片組成的蛇綠巖(Stubach巖群)；(2)可能代表弧后洋殼上島弧殘余的火山巖(Habach-Storz巖群)；(3)中央片麻巖。

Stubach巖群由超鎂鐵質(zhì)巖(堆晶巖和方輝橄欖巖)、變質(zhì)輝長巖和變拉斑玄武巖組成，可能形成與俯沖作用相關弧后盆地(Frisch and Raab, 1987; Neubaueretal., 1989)，Stubach群中斜長角閃巖鋯石U-Pb年齡為539～486Ma，變質(zhì)年齡均為華力西期(von Quadt, 1992)。Habach-Storz群由大量變質(zhì)安山巖和鈣堿性火山巖、變沉積巖互層組成。Habach群以低鉀安山巖為主，Storz群以玄武巖為主。Habach和Storz群可能代表硅鎂質(zhì)洋內(nèi)弧(Frisch and Raab, 1987; Frisch and Neubauer, 1989)。玄武巖鋯石U-Pb SHRIMP年齡為547Ma(Eichhornetal., 1999)。Habach群角閃巖原巖年齡為657 Ma(鋯石U-Pb)和～644Ma(鋯石Sm-Nd)(von Quadt, 1992)，表明形成于泛非期。

中央片麻巖由大量鈣堿性I型花崗巖組成，主要為花崗閃長巖至英云閃長巖，明顯分為早石炭世維憲期；石炭紀和二疊紀之交，早二疊世三期(Eichhornetal., 2000; Bussienetal., 2011)，第二期早期還發(fā)育帶有俯沖印跡的基性-超基性堆晶巖(Cesareetal., 2002)，此外，第二期還伴隨少量長英質(zhì)和中性火山巖，不整合蓋在維憲期花崗巖上，這些后華力西期巖漿作用，部分學者認為是古特提斯洋俯沖形成的陸緣弧(Finger and Steyrer, 1990; Cesareetal., 2002)。

大部分學者認為彭尼內(nèi)基底可作為莫爾多瑙(Moldanubian)地塊的南部延續(xù)(Lammerer, 1986; von Raumer, 1998; Neubaueretal., 1999)，還有一種設想認為彭尼內(nèi)基底可能自里阿斯期(晚三疊末-早侏羅世)以來，從更靠西南的伊比利亞遷移到海爾微和奧地利阿爾卑斯之間(Kelts, 1981; Stampfli, 1993)。

彭尼內(nèi)基底有明確的泛非期基底，表明其為岡瓦納大陸的組成部分，最明顯的特征是，寒武紀-早奧陶世的伸展環(huán)境的巖石組合和弧后盆地發(fā)育，按現(xiàn)今位置考慮，與海爾微基底一起構成新元古代末-早古生代初的溝-弧-盆體系，彭尼內(nèi)基底直接與岡瓦納大陸相連，或者和奧地利阿爾卑斯一起與岡瓦納大陸相連。華力西期彭尼內(nèi)基底與海爾微基底同樣做為造山帶的內(nèi)帶產(chǎn)出，二疊紀巖漿巖更發(fā)育。

2.4 奧地利阿爾卑斯基底

奧地利阿爾卑斯的基底主要出露于北部灰?guī)r阿爾卑斯和南阿爾卑斯之間(圖8)。阿爾卑斯期構造使該區(qū)基底被不同程度變質(zhì)作用所疊加，在紹山-科爾山(Saualp-Koralp)(Th?ni and Jagoutz, 1992; Milleretal., 2005)和斯洛文尼亞的波霍爾耶山(Pohorje)(Sandmannetal., 2016)地區(qū)，始阿爾卑斯期變質(zhì)作用可達榴輝巖相及隨后的角閃巖相退變(Miller and Th?ni, 1997; Faryad and Hoinkes, 2003; Schuster and Stüwe, 2008; Herg and Stüwe, 2018)。

奧地利阿爾卑斯基底由晚奧陶世至早石炭世含化石的、弱變質(zhì)沉積巖和火山巖、千枚巖(石英千枚巖)和結(jié)晶基底組成，結(jié)晶基底還有晚前寒武紀的殘留體。由于年齡、形成環(huán)境和前阿爾卑斯期變質(zhì)程度的不同，曾按地體觀點解釋為不同來源的構造拼貼體(Frisch and Neubauer, 1989)?；讍卧诎柋八乖焐狡诙询B，通常在逆沖推覆系之間夾有二疊紀-中生代的蓋層(圖9)。

圖9 東奧地利阿爾卑斯構造地層(據(jù)Neubauer et al., 2000稍做修改)

2.4.1 下奧地利阿爾卑斯

下奧地利阿爾卑斯單元分布較少，主要位于東阿爾卑斯的東緣(圖8)，進一步分為下部的Wechsel推覆體和上部的Kirchberg-Stuhleck推覆體(圖9)。下奧地利阿爾卑斯單元自下而上包括Wechsel推覆體的Wechsel-Waldbach雜巖(圖5b中We)和 Kirchberg-Stuhleck推覆體的“Grobgneiss”雜巖(或Raabalpen雜巖)以及Strallegg雜巖(含混合巖)(圖5b中Ra和Gg)。前人對其巖石組合進行詳細描述(Flügel and Neubauer, 1984; Neubauer and Frisch, 1993)(Schusteretal., 2001)，但缺少深入研究，尤其沒有確切的年代，但其中含有豐富的原特提斯洋演化及華力西期構造信息(Neubaueretal.，2020)。

Wechsel雜巖主要由鈉長石變斑晶片麻巖和上覆千枚巖組成(構造接觸)。新的鋯石U-Pb年齡數(shù)據(jù)表明該雜巖經(jīng)歷了500～520Ma和550～570Ma兩個階段的巖漿作用，存在大量2.1Ga年的碎屑鋯石，表明物源區(qū)來自西非和亞馬遜地區(qū)(Neubaueretal.，2020)。Mülleretal.(1999)根據(jù)白云母40Ar/39Ar變形年齡(～245Ma)，認為該雜巖經(jīng)歷了二疊紀-三疊紀低綠片巖相變質(zhì)作用。

圖10 Speik雜巖及鄰區(qū)地質(zhì)簡圖(據(jù)Neubauer, 1988；Melcher and Meisel, 2004)

Waldbach雜巖(年代不確定)底部為千枚狀云母片巖、中間為正片麻巖(片麻狀角閃巖)、不同類型的斜長角閃巖類，頂部為薄層石榴云母片巖、含硫化物黑色片巖和石英巖以及層狀硫化物(Neubauer and Frisch, 1993)。華力西期發(fā)生角閃巖相變質(zhì)作用，晚白堊世綠片巖相變質(zhì)作用疊加。Wechsel雜巖和Waldbach雜巖這兩個單元，均有二疊紀-三疊紀的蓋層。

Raabalpen雜巖(Kirchberg-Stuhleck推覆體)主要由“Grobgneiss”組成(圖5b中Gg)，是一種粗粒斑狀變花崗巖，東西向延伸超過120km，南北向延伸約60km。其圍巖為云母片巖和石英千枚巖，以前認為主要為石炭紀，新的數(shù)據(jù)表明主要為中二疊世(鋯石U-Pb年齡：272～267Ma)(Yuanetal., 2020)。Strallegg片麻巖發(fā)生混合巖化，局部含鋁硅酸鹽，富黑云副片麻巖。

2.4.2 中奧地利阿爾卑斯

中奧地利阿爾卑斯是奧地利阿爾卑斯的主體，前中生代的基底類型復雜多樣，主要經(jīng)歷兩次高級變質(zhì)作用(Neubaueretal., 2002)，第一次在早奧陶世(490～470Ma)(Hoinkesetal., 1997; Kl?tzli-Chowanetzetal., 1997; Th?ni, 1999)，之后是460～425Ma之間的花崗巖巖漿作用(Th?ni, 1999)。第二次高級變質(zhì)事件和相關花崗巖巖漿作用發(fā)生在360～310Ma之間(Miller and Th?ni, 1995; Schermaieretal., 1997; Th?ni, 1999)。除Schladming地區(qū)，中奧地利阿爾卑斯原巖恢復和構造環(huán)境研究程度相對較高，尤其西部的Silvretta和?tztal單元(圖5b中Si和?)。

Silvretta單元為變閃長巖-變玄武巖系列，代表長期(620～480Ma)受俯沖約束的弧巖漿組合(Schalteggeretal., 1997)。陶恩構造窗南的中奧地利阿爾卑斯結(jié)晶基底表現(xiàn)出類似的組合(Schulzetal., 2004; Siegesmundetal., 2018)。

?tztal-Stubai 雜巖是奧地利阿爾卑斯基底多期(～450Ma, ～320Ma，～90Ma)(Kaindletal., 1999)變質(zhì)區(qū)的典型代表，由大量副片麻巖和云母片巖組成，發(fā)育豐富的變花崗巖(420～490Ma)(Th?ni and Miller, 2004)和變基性巖、大理巖，基性巖包含MORB型大洋殼組分(530～521Ma)(Miller and Th?ni, 1995)。

Silvretta和?tztal都含有350Ma的榴輝巖(Th?ni, 2006)；Meran南部的Nonsberg-Ulten地區(qū)(圖5b中Ul)，榴輝巖形成于336Ma(Tumiatietal., 2003, 2007)。

東部的中奧地利阿爾卑斯主要由Muriden(圖5b中Gl和Sc)和Koriden(圖5b中Sa和Ko)雜巖組成。Muriden雜巖自下而上包括“核雜巖”、Speik雜巖和云母片巖-大理巖雜巖。

“核雜巖”由大量高級變質(zhì)的斜長片麻巖組成，這些片麻巖夾斜長角閃巖(片麻狀斜長角閃巖)，它們的原巖可能與俯沖有關，包括玄武巖和安山巖，還有大量的英安巖和流紋巖及其深海沉積(Frischetal., 1987)。對酸性較強的組分研究表明，可能代表活動大陸邊緣或硅鋁質(zhì)島弧(Frisch and Neubauer, 1989)。Schladming“核雜巖”發(fā)育有豐富的早-中奧陶世I-S型花崗巖(Huangetal., 待刊數(shù)據(jù))。

Speik雜巖在構造上位于“核雜巖”之上(圖10)，由各種蛇紋石化超鎂鐵質(zhì)巖、斜長角閃巖(變輝長巖)、含石榴石和帶狀斜長角閃巖(變基性巖)、局部出露的榴輝巖組成(Faryadetal., 2002)。Speik雜巖被確認為東阿爾卑斯保存的最古老的洋殼，Kraubath輝石巖的Re-Os同位素誤差等時線年齡為550±17Ma；輝石巖和輝長巖全巖Sm-Nd等時線年齡為554±37Ma，方輝橄欖巖誤差等時線年齡為745±45Ma(Melcher and Meisel, 2004)。但仍缺少高精度的年代學數(shù)據(jù)，目前比較一致認為Speik雜巖具有弧后洋殼特征(Frischetal., 1984；Neubauer，1988；Melcheretal., 2002；Melcher and Meisel, 2004)。

云母片巖-大理巖雜巖分布較廣，為中級變質(zhì)巖，原巖主要為晚奧陶世和志留紀的碎屑巖夾火山巖，其中火山巖反映出由基性亞堿質(zhì)、酸性鈣堿質(zhì)向基性堿質(zhì)演化的趨勢，晚志留世至中泥盆世地層包含臺地相碳酸巖、遠洋灰?guī)r和含板內(nèi)玄武巖的碎屑巖，晚泥盆世碳酸鹽臺地沉降過渡到遠洋沉積(Heinisch, 1988)。石炭紀造山作用主要表現(xiàn)為復理石沉積和造山變形變質(zhì)作用，晚石炭世威斯特伐利亞(Westphalian)-斯蒂芬期為陸相磨拉石堆積。

Koriden雜巖的主體也稱榴輝巖單元，典型特征是含有輝長巖原巖的榴輝巖和含錳燧石透鏡體的副片麻巖，厚度大且層序單調(diào)，具有復理石原巖的特點，被推斷為增生楔，榴輝巖原巖獲得了大量二疊-三疊紀年齡(Miller and Th?ni, 1997; Th?ni and Miller, 2000; Schulz, 2017)。始阿爾卑斯期經(jīng)歷榴輝巖相變質(zhì)(Miller and Th?ni, 1997; Herg and Stüwe, 2018)后再伸展拆離(Schorn and Stüwe, 2016)上來。

Plankogel雜巖(圖8中紹山南)構造堆疊在Koriden雜巖上，由粗粒石榴云母片巖和富含斜長石的黑云母片巖組成，其中含有大小不等的大理巖透鏡體、含錳鋁榴石石英巖、斜長角閃巖和超鎂鐵質(zhì)巖，富錳石英巖被解釋為硅質(zhì)深海沉積物，斜長角閃巖具有N-MORB地球化學特征(Neubaueretal., 1989)，早期觀點認為Plankogel雜巖代表華力西期蛇綠混雜巖(Neubauer and Frisch, 1993)。最新獲得的斜長角閃巖原巖年齡為兩組，其中一組為414～418Ma(Guanetal.，待刊數(shù)據(jù))，表明存在華力西期蛇綠巖。但還有一組主要為中二疊世-早三疊世((249～266Ma)，可能代表古特提斯洋消亡的遺跡(Liuetal., 2019)。 所以原定的Plankogel雜巖需要進一步分解，極有可能代表兩個不同時期洋盆的蛇綠巖經(jīng)后期構造疊置在一起，較老的一組代表南華力西洋，本文暫稱南紹山蛇綠巖。

陶恩構造窗以南的變質(zhì)沉積巖都具有早奧陶世前的沉積地層，根據(jù)碎屑鋯石數(shù)據(jù)和巖漿巖的地質(zhì)年代學推斷陶恩窗以南的大多數(shù)阿爾卑斯基底單元為晚埃迪卡拉世-早古生代沉積，被早-中奧陶世花崗巖侵入(Schulz and Bombach, 2003; Siegesmundetal., 2007, 2018; Schulzetal., 2008; Heinrichsetal., 2012)。

2.4.3 上奧地利阿爾卑斯

上奧地利阿爾卑斯主要發(fā)育奧陶紀至泥盆紀沉積，奧陶系中含有酸性火山巖(Sch?nlaub, 1997)，志留系和泥盆系發(fā)育基性火山巖(Loeschke and Heinisch, 1993)，被認為是岡瓦納被動大陸邊緣裂解的產(chǎn)物(Flügel and Neubauer, 1984; Neubauer and Frisch, 1993)，這些地層僅發(fā)生極低級至低級變質(zhì)作用(Sch?nlaub, 1992)。

著名的上奧地利阿爾卑斯推覆體有灰瓦克帶(雜砂巖帶)(圖5b中GWZ)的諾利(Noric)推覆體，Veitsch推覆體，Gurktal逆沖系統(tǒng)的Stolzalp推覆體(圖5b中Gu)和格拉茨逆沖系統(tǒng)的Rannach-Hochlantsch-Laufnitz-Dorf推覆體(圖5b中GP)等。

雜砂巖帶的最西部發(fā)育Wildsch?nau“蛇綠巖”，其中變輝長巖的鋯石U-Pb SHRIMP年齡為477±9Ma，與岡瓦納大陸解體時的大陸裂谷環(huán)境有關(Lothetal., 2001)。

Noric推覆體發(fā)育從晚奧陶世到中石炭世的蓋層序列，其中晚奧陶世和志留紀的碎屑沉積物夾鈣堿-堿性火山巖，泥盆紀發(fā)育臺地型碳酸鹽巖。沉積在一個穩(wěn)定的陸架上，表現(xiàn)出持續(xù)沉積特點(Frisch and Neubauer, 1989)，向東南與南阿爾卑斯和波斯尼亞具有很好的對比性(Neubauer and von Raumer, 1993)。

Veitsch推覆體的石炭系為磨拉石堆積，被認為是華力西造山事件的沉積響應(Ratschbacher, 1984; Neubauer and Handler, 2000)。白云母40Ar/39Ar和Rb/Sr年齡僅記錄了華力西期事件(375～270Ma)(Mülleretal., 1999)。

2.5 南阿爾卑斯基底

南阿爾卑斯和奧地利阿爾卑斯以環(huán)亞德里亞構造線分開，但在前阿爾卑斯期變質(zhì)基底、古生代層序和中生代蓋層序列表現(xiàn)出許多相似之處，廣泛存在泛非期到卡多米期造山事件(Neubaueretal., 2007)。

南阿爾卑斯基底區(qū)域變質(zhì)從西部的麻粒巖帶(Ivrea-Verbano帶)(圖5b中Iv)逐漸降低到東部的極低級變質(zhì)帶，在泥盆紀-石炭紀華力西造山運動期間，南阿爾卑斯基底經(jīng)歷了高溫-中高壓到低溫-低壓變質(zhì)作用(Sassi and Spiess, 1993; Benciolinietal., 2006)。

另一個變質(zhì)基底帶是西部的Strona-Ceneri帶(圖5b中SC)，早古生代變沉積巖和變質(zhì)巖原巖可能為增生楔，反映了典型的突厥(增生)型造山(Franz and Romer, 2007; Zurbriggen, 2015, 2017)，碎屑物源對比表明古生代早-中期南阿爾卑斯物源主要來自于撒哈拉準克拉通和阿拉伯-努比亞地盾(Arboitetal., 2019)。

早奧陶世(十字石U-Pb年齡：～480Ma)經(jīng)歷角閃石相熱變質(zhì)事件(Romer and Franz, 1998)，被奧陶紀花崗巖侵入(鋯石U-Pb年齡：457±9Ma)(Zurbriggenetal., 1997)，榴輝巖鋯石U-Pb和金紅石U-Pb年齡分別為457±5Ma和443±19Ma，代表變質(zhì)年齡(Franz and Romer, 2007)。這些榴輝巖的形成表明發(fā)生奧陶紀的俯沖作用(Zurbriggenetal., 1997; Handyetal., 1999; Zurbriggen, 2017)。

南阿爾卑斯的卡爾尼克山(圖5b)有幾乎連續(xù)的晚奧陶世到二疊紀沉積記錄(Sch?nlaub, 1992)，奧陶系厚層雜砂巖、頁巖夾火山巖、砂巖，志留紀淺海相灰?guī)r(有些地方相變更深的黑色粘土巖)，泥盆紀發(fā)育典型碳酸鹽巖臺地沉積，到早石炭世維憲期突變?yōu)閺屠硎练e(Vai and Cocozza, 1986; Flügel, 1990)，一直持續(xù)到謝爾普霍夫期/納繆爾期(Schónlaub, 1992)。石炭紀發(fā)育向南的推覆構造(L?uferetal., 2001)，反映了華力西期構造。

圖11 早寒武世全球古地理(據(jù)Torsvik and Cocks, 2013稍做修改)

南阿爾卑斯晚石炭世到早二疊世主要以河湖相和鈣堿性中-酸性火山沉積為主，其上被晚二疊世的紅色河流相沉積(不含火山巖)角度不整合覆蓋(Cassinisetal., 2012)，逐漸過渡到三疊紀的細碎屑巖到碳酸鹽巖。與奧地利阿爾卑斯顯著不同的是三疊紀發(fā)育大量巖漿巖(Casettaetal., 2018)，尤其是火山碎屑巖在南阿爾卑斯廣泛分布(Brack and Rieber, 1993; Bracketal., 2007; Stockaretal., 2012)，主要為高鉀鈣堿性到鉀玄質(zhì)火山巖(Cassinisetal., 2008)，很早就有學者提出三疊紀巖漿作用的構造背景為巖漿弧(Garzanti, 1985)，現(xiàn)認為可能與古特提斯洋俯沖有關(Zanettietal., 2013)。

南阿爾卑斯西部有與海爾微、彭尼內(nèi)基底相似的增生型基底，東部晚奧陶世到二疊紀連續(xù)的沉積記錄和上奧地利阿爾卑斯非常相似，代表岡瓦納被動大陸邊緣，甚至中生代蓋層都可以對比，南阿爾卑斯比較發(fā)育三疊紀的弧巖漿巖?？傮w上阿爾卑斯帶自北而南，二疊紀到三疊紀巖漿作用逐漸增強。

3 前中生代基底大地構造演化

阿爾卑斯及鄰區(qū)前中生代基底重建的主要困難是這些小地塊的起源，因為這些地塊在拼合過程或后期改造都可能發(fā)生較大位移。經(jīng)典的中-南歐復位(Franke, 2000; Matte, 2001)主要側(cè)重大型板塊間漂移，總體對華力西洋的最終關閉是正確的，但并未考慮大多數(shù)小型地塊或外來地體的增生拼貼(Stampfli and Borel, 2002)。傳統(tǒng)的華力西模型認為早石炭世岡瓦納大陸整體與歐洲大陸發(fā)生陸陸碰撞，忽略了古特提斯洋伸進中歐甚至西歐的可能性。隨著基底年齡的積累，尤其是奧地利阿爾卑斯古特提斯洋殘留的發(fā)現(xiàn)，需要重新考慮基底構造演化，本文將阿爾卑斯基底演化分為以下5個階段。

3.1 新元古代-奧陶紀

新元古代-早古生代(巴西-)泛非造山運動導致岡瓦納大陸在約650～550Ma聚集(Veevers, 2004)，其北部(現(xiàn)今位置)外圍環(huán)岡瓦納大洋為原特提斯洋(廣義上)(Stampfli and Borel, 2002)，在約600～590Ma原特提斯洋開始俯沖(Orioloetal., 2017; Zurbriggen, 2017)，可能一直持續(xù)到奧陶紀(Zurbriggen, 2017; Siegesmundetal., 2018)，環(huán)岡瓦納大陸邊緣記錄泛非事件的地質(zhì)體，現(xiàn)在主要保存在歐洲加里東和華力西造山帶的基底中(圖4)，在描述歐洲“泛非期”時歐洲學者多傾向用卡多米期(Cadomian)這一術語(Neubauer, 2002; Linnemannetal., 2014)。而 “泛非”更多用于岡瓦納大陸內(nèi)部陸陸碰撞造山作用，卡多米多用于近乎同時期環(huán)岡瓦納的陸緣造山，但結(jié)束時間比泛非晚。環(huán)岡瓦納的大洋盆地統(tǒng)稱原特提斯洋(廣義上)，自西向東分別為伊阿珀托斯洋(Iapetus，源自希臘神話中泰坦神)、Tornquist洋(名稱源自瑞典磁學家A. J. H.Tornquist，他和波蘭地質(zhì)學家W. Teisseyre發(fā)現(xiàn)的重要斷裂帶，也稱Tornquist-Teisseyre斷裂帶/縫合帶，文獻中也常稱橫貫歐洲縫合帶——Trans-European Suture Zone)和狹義的原特提斯洋(亞洲)(Stampfli and Borel, 2002; von Raumer and Stampfli, 2008)。

Frisch and Neubauer(1989)首先提出了彭尼內(nèi)和奧地利阿爾卑斯基底新元古代-早古生代處于活動大陸邊緣的概念(Frisch and Neubauer, 1989)。現(xiàn)在基本公認在新元古代-寒武紀(奧陶紀)阿爾卑斯基底形成于岡瓦納北緣的活動陸緣(圖7)：新元古代-寒武紀弧主要發(fā)育在彭尼內(nèi)的Ticino推覆體(Schalteggeretal., 2002)和Sambuco、Maggia推覆體(Bussienetal., 2011)，中奧地利阿爾卑斯的Silvretta單元(Schalteggeretal., 1997)和陶恩窗以南(Schulzetal., 2004)以及下奧地利阿爾卑斯的Wechsel雜巖(Neubaueretal., 2020)。

目前爭議很大的是這些基底形成時的具體位置，比如是靠近東岡瓦納(Stampflietal., 2013; Haasetal., 2020)還是西岡瓦納(Torsvik and Cocks, 2013; Siegesmundetal., 2018; Neubaueretal., 2020)。目前開展比較多的工作是碎屑鋯石U-Pb年齡(Neubauer, 2002; Linnemannetal., 2004, 2008; Nanceetal., 2008, 2014;ahinetal., 2014; Neubaueretal., 2020)和碎屑白云母40Ar/39Ar年齡(Neubaueretal., 2007)，從這些年齡的物源分析更支持華力西造山帶和阿爾卑斯造山帶基底親西岡瓦納，中-晚寒武世生物古地理同樣支持這一認識(Atnishaetal., 2017)。關于這一時期加里東和華力西基底的復原重建，目前看Torsvik and Cocks(2013)的大陸重建更合理，即原阿爾卑斯更接近于東非北部(圖11)。

新元古代-寒武紀變基性巖和超基性巖沿彭尼內(nèi)-中奧地利阿爾卑斯帶呈線性分布，向外(北)是寒武紀-奧陶紀的變基性巖-超基性巖，奧陶紀榴輝巖主要沿海爾微呈線性帶狀分布，奧陶紀花崗巖類在所有阿爾卑斯構造帶呈帶狀分布(圖12)。整體上看，阿爾卑斯基底明顯含有大量的基性巖-超基性巖組合，且有向北變年輕的趨勢，暗示原特斯洋一直在北面向環(huán)岡瓦納地塊群俯沖，環(huán)岡瓦納大陸不斷向外增生。

圖12 阿爾卑斯晚前寒武紀-奧陶紀構造環(huán)境重建示意圖(據(jù)von Raumer, 1998補充修改)單元名稱和圖7一致

原特提斯洋從北向南(按現(xiàn)今位置)俯沖，弧后經(jīng)歷了一系列復雜的演化過程(Schulz and Bombach, 2003; Schulzetal., 2008; Siegesmundetal., 2018)，目前的研究程度尚難恢復全貌。Schulzetal. (2003)基于陶恩窗南的奧地利阿爾卑斯基底巖漿巖的巖石地球化學研究提出一個奧地利阿爾卑斯基底形成模型，自新元古代至奧陶紀奧地利阿爾卑斯經(jīng)歷了逐漸成熟的活動大陸邊緣演化過程，早奧陶世曾打開過原瑞亞克洋(Crypto-Rhiec)，或者把該洋盆看作原特提斯洋的弧后洋盆，在中奧陶世閉合(von Raumer and Stampfli, 2008)。

區(qū)域上，環(huán)岡瓦納西段的阿瓦隆地塊群在早奧陶世(Taitetal., 1997; Nystheretal., 2002)或稍早(Torsvik and Cocks，2013)從岡瓦納大陸分裂出來，瑞亞克洋(Rheic名稱源自希臘神話女神瑞亞Rhea)打開，分隔開阿瓦隆與阿莫里卡地塊群(或者稱卡多米地塊群)，阿瓦隆東部在晚奧陶世/早志留世與波羅的大陸碰撞(Tornquest洋關閉)(Cocks and Torsvik, 2002; Robardet, 2003; Winchesteretal., 2006)，早古生代末阿瓦隆與北美和波羅的碰撞最終關閉歐美原特提斯洋(Iapetus)。而東部亞洲原特提斯洋則可能是環(huán)岡瓦納地塊之間的準原地開合(Lietal., 2018; Zhaoetal., 2018)，東西原特提斯洋閉合方式的差異使得東西原特提斯空間對比出現(xiàn)困難。

圖13 瑞亞克洋和華力西地塊早志留世重建示意圖(據(jù)Nance et al., 2012; Franke et al., 2017修改)

3.2 晚奧陶世-志留紀裂解漂移

圖14 中歐華力西帶板塊演化示意圖(據(jù)Franke, 2017修改)

關于奧陶紀以后中-東南歐的板塊模型，也開始由原來一個洋(Robardetetal., 1990)或兩個洋模型(Matte, 1986)向多島洋模型(Frankeetal., 2017)(圖13)轉(zhuǎn)變，這也可由殘留在造山帶的多條蛇綠巖帶(圖4)體現(xiàn)出來。晚奧陶世-志留紀岡瓦納大陸北緣伸展(Linnemannetal., 2008; von Raumer and Stampfli, 2008; Nanceetal., 2010; Gaggeroetal., 2012)，在彭尼內(nèi)基底的Aiguilles Rouges獲得大量晚奧陶-早志留世(～440Ma)的變質(zhì)事件(Schulz and von Raumer, 2011)，在中奧地利阿爾卑斯?tztal雜巖的局部深熔熱事件(450～430Ma)(Th?nyetal., 2008; Rodeetal., 2012)，是阿爾卑斯地殼深部層次伸展的表現(xiàn)。上奧地利阿爾卑斯的沉積演化記錄了地殼淺部層次的伸展(Sch?nlaub, 1997; Neubaueretal., 2007)。格拉茨變基性巖(志留紀)(Fritz and Neubauer, 1988)和陶恩窗南部的中奧地利阿爾卑斯基底的板內(nèi)玄武巖(430Ma)(Schulzetal., 2004)，也被歸因于晚奧陶世-志留紀地殼伸展。

來自南阿爾卑斯的卡爾尼克地區(qū)晚奧陶世鉀質(zhì)斑脫巖層(Sch?nlaubetal., 2011)可能具有類似的意義，然而，卡爾尼克阿爾卑斯的鉀質(zhì)斑脫巖層為幾毫米，最大到2～3cm，這表明火山源區(qū)相當遠(Histonetal., 2007)。表明與奧地利阿爾卑斯間可能通過一個寬度未知的開闊海域分開，本文推斷可能是Plankogel雜巖較老一組蛇綠巖代表的華力西期洋盆，由于露頭主要分布在紹山(Saualpe)南，本文暫稱南紹山洋。

除阿爾卑斯帶外，從西班牙到中歐華力西帶都有伸展的證據(jù)， 如比利牛斯山(晚奧陶世-志留紀)(Casasetal., 2010; Navidadetal., 2018)，Barrandian(波西米亞地塊內(nèi))(可能持續(xù)到中泥盆)(Chlupa?etal., 1998)，薩克森-圖林根(von Raumer and Stampfli, 2008)。

總體上，在晚奧陶世-志留紀期間，阿爾卑斯地區(qū)基底中的火成巖活動相對變?nèi)?圖6)，這個時期地塊以向北漂移為主，形成多島洋格局(圖13)。除南阿爾卑斯與奧地利阿爾卑斯是分開的，奧地利阿爾卑斯與阿莫里卡地塊群也有洋域分隔開(Sch?tzetal., 2002)(圖13)。關于這些小洋盆的規(guī)模研究程度仍然較低。志留紀末(～420Ma)古特提斯洋打開(Stampfli and Borel, 2002; Schulzetal., 2004; Torsvik and Cocks, 2004; von Raumer and Stampfli, 2008; Arboitetal., 2019)，標志所有原阿爾卑斯地塊脫離岡瓦納大陸。

圖15 晚石炭世重建示意圖(復位圖據(jù)Torsvik and Cocks, 2016修改；縫合帶據(jù)Simancas, 2005；Murphy，2006；Torsvik and Cocks, 2013)

3.3 泥盆紀-石炭紀地塊拼貼

早泥盆世瑞亞克洋開始雙向俯沖消亡(von Raumer and Stampfli, 2008; Nanceetal., 2012; Frankeetal., 2017)，華力西旋回分為多個構造變質(zhì)和巖漿階段(Matte, 2001; Stampflietal., 2013)，主要因為歐洲華力西帶的演化涉及多個洋盆的消亡(圖13、圖14)，晚泥盆紀時古地理格局相對明確，在已拼貼的阿莫里卡地塊群(華力西內(nèi)帶)南北兩側(cè)都存在洋盆(華力西外帶)尚未關閉(圖14)，北面為瑞亞克洋閉合后又在其北側(cè)重新打開的萊茵-華力西洋(von Raumer and Stampfli, 2008; Frankeetal., 2017)，南側(cè)為南紹山洋，向東可能與西喀爾巴阡山的北Gemeric蛇綠巖(Radvanecetal., 2017)相連(圖4)。

海爾微Aiguilles Rouges地塊(von Raumer, 1984)和中央地塊、孚日山和黑森林(Wickert, 1988; Eisbacheretal., 1989)晚泥盆世-早石炭世的沉積序列基本可以對比，這些沉積物主要是夾鈣堿性火山巖的雜砂巖和頁巖，火山巖具有弧性質(zhì)(Eisbacheretal., 1989)，波西米亞地塊中也存在晚泥盆世至早石炭世弧(Lardeauxetal., 2012)。海爾微基底和陶恩窗發(fā)育中泥盆世、早石炭世與俯沖相關的弧花崗巖(von Raumer, 1998; Eichhornetal., 2000)，這些火山巖漿作用可能與南紹山洋向北俯沖相關。另外，在土耳其北部薩克爾亞地塊也發(fā)現(xiàn)了泥盆紀俯沖相關花崗巖類(Aysaletal., 2012)。

華力西外帶與內(nèi)帶的沉積差異非常明顯，南阿爾卑斯泥盆紀淺水相碳酸鹽巖沉積(Flügel, 1990)，包括遠洋灰?guī)r，之后是早石炭世維憲期復理石沉積。N?tsch-Veitsch帶早石炭世的硅質(zhì)碎屑巖淺水沉積和礁灰?guī)r沉積，碎屑巖40Ar/39Ar年齡多顯示為華力西變質(zhì)巖(Handleretal., 1997)，可能代表了海溝充填(Neubaueretal., 2007)。晚石炭世為陸相礫巖，為同碰撞環(huán)境產(chǎn)物(Neubauer, 1988; L?uferetal., 1993)，即南紹山洋的關閉。在北面外帶萊茵-華力西、撒克遜-圖林根、莫拉瓦-西里西亞帶也發(fā)育維憲期復理石(L?uferetal., 2001)，表明南北華力西洋閉合時間基本一致。

晚石炭世出現(xiàn)統(tǒng)一蓋層是一個重要的標志，其沉積歷史在莫爾多瑙和阿爾卑斯地區(qū)顯示出極大的相似性(von Raumer, 1998)，大部分地區(qū)為河流相沉積，但南阿爾卑斯卡爾尼克地區(qū)有海相沉積，可能代表古特提斯沉積的北部邊界(Sch?nlaub, 1997)。

3.4 晚石炭世-早二疊世活動陸緣

早晚石炭世之交(～320Ma)勞亞和岡瓦納大陸合并形成了潘吉亞泛大陸(圖15、圖16)(Stampfli and Borel, 2002; Gutiérrez-Alonsoetal., 2008; Stampflietal., 2013)。西岡瓦納大陸與北美克拉通穿時碰撞，發(fā)生在晚石炭世-早二疊世(Hatcher, 2002; Nanceetal., 2012)。

圖16 潘吉亞大陸拼合時間流程圖

中-東南歐的華力西期造山運動發(fā)生在環(huán)岡瓦納源的地塊和阿瓦隆(-波羅的)之間(Stampfli and Borel, 2002; Stampfli and Kozur, 2006)，主要為地塊增生造山，并不是南北兩大陸之間的陸陸碰撞造山。此時，向東開口的大洋為經(jīng)典定義中的古特提洋(eng?r, 1984)，在華力西造山形成過程中古特提斯由被動陸緣轉(zhuǎn)換成活動陸緣(Stampfli and Borel, 2002; Stampfli and Kozur, 2006)。

基于對陶恩構造窗晚華力西期花崗巖的分析，F(xiàn)inger and Steyrer (1990)首先提出阿爾卑斯陸緣弧的概念。后來，Stampfli(1996)發(fā)現(xiàn)除了阿爾卑斯地區(qū)，從西班牙半島的加泰羅尼亞、比利牛斯和意大利的卡拉布里亞、撒丁島、科西嘉島，法國的普羅旺斯、托斯卡納推覆體、布賴恩·昂納尼斯地區(qū)、到整個東、南阿爾卑斯都存在同期類似性質(zhì)的巖漿巖(Stampfli, 1996)。除深成巖漿作用，早二疊世鈣堿性安山質(zhì)火山巖普遍出現(xiàn)(Bonin, 1990; Beneketal., 1996), 如阿爾卑斯前陸帶的鉆孔(瑞士北部Weiach)(Schaltegger, 1997))，海爾微帶的Aar地塊(Schaltegger and Corfu, 1995)，Aigulles Rouges地塊(Niklaus and Wetzel, 1996; Capuzzo and Wetzel, 2004)。彭尼內(nèi)帶也有石炭紀末/二疊紀火山巖(Bussyetal., 1996)。Stampfli(2001)提出了這些巖漿巖與古特提斯洋俯沖有關(Reischmannetal., 2001; Stampflietal., 2001; Andersetal., 2006)，這一活動的陸緣巖漿弧最西邊可能到伊比利亞半島(Gutiérrez-Alonsoetal., 2011; Neivaetal., 2012; Pereiraetal., 2014)，該弧向東延伸與絲路弧(Natal’in andeng?r, 2005)相連。

3.5 二疊-三疊紀大陸裂谷和弧后伸展

阿爾卑斯普遍發(fā)育二疊紀巖漿作用(圖17)和高溫低壓變質(zhì)作用，被稱為“二疊紀事件”(Schuster and Stüwe, 2008; Th?ni and Miller, 2009)，但是關于其構造背景爭議很大，主要有大陸裂谷和弧后伸展兩種觀點：前一種觀點認為從二疊紀一直持續(xù)到中三疊世梅里阿塔洋經(jīng)歷了從大陸裂谷到大洋打開的連續(xù)過程(Kozur, 1991; Neubaueretal., 2000)；后一種觀點認為古特提斯洋斜向俯沖在華力西帶南緣引起了弧后伸展作用(Finger and Steyrer, 1990; Stampfli and Kozur, 2006; Cassinisetal., 2012)或至少與俯沖帶后退密切相關(Spiessetal., 2010)。

圖17 二疊紀古地理示意(據(jù)von Raumer, 1998; Haas et al., 2020修改)

奧地利阿爾卑斯離俯沖帶較遠，二疊-三疊紀沉積盆地主要表現(xiàn)為裂谷特征(Neubauer, 2016)，三疊紀以后與南阿爾卑斯隔梅里阿塔洋，其火山巖漿作用不一定與古特提斯洋俯沖相關，似乎可以和北面歐洲大陸腹地廣泛大陸裂谷(Ziegler, 1986; Nikishinetal., 2002)為同一背景。而南阿爾卑斯火山巖明顯具有大陸弧特點(Storcketal., 2019)，這與早期的研究結(jié)果一致(Castellarinetal., 1988)。東南歐不同地塊中也廣泛分布二疊紀-三疊紀弧巖漿巖(Aysaletal., 2018)。產(chǎn)生這些巖漿作用用古特提斯洋的俯沖解釋(Stampfli and Kozur, 2006; Cassinisetal., 2008; Aysaletal., 2018)比較合理。按現(xiàn)今的地理考慮，這似乎表明古特提斯洋俯沖帶在南阿爾卑斯以南(圖18、圖19)。

圖18 阿爾卑斯前中生代基底二疊紀重建示意圖(據(jù)Von Raumer et al., 2013簡化修改)

圖19 阿爾卑斯晚二疊-晚三疊世板塊演化示意圖

到三疊紀卡尼期，古特提斯洋沿歐亞南緣俯沖后退觸發(fā)了一系列弧后洋盆(如梅里阿塔)的打開(Vavassisetal., 2000; Stampfli and Kozur, 2006)，隨后在侏羅紀打開瓦爾達洋(Stampfli and Borel, 2004)。阿爾卑斯旋回同樣開始于卡尼期，這一時期對應于古特提斯洋的最后關閉(Kozur, 1999; Stampfli and Kozur, 2006)和中大西洋-阿爾卑斯域裂谷的開始(圖7)。

由于Plankogel蛇綠巖年齡的確定，表明古特提斯洋至少伸入奧地利阿爾卑斯，但是蛇綠巖最終如何就位還不好解釋，我們初步提兩個模型來解釋Plankogel蛇綠巖的形成：1)二疊紀時南阿爾卑斯與奧地利阿爾卑斯相距較遠(Stampfli and Kozur, 2006; Stampflietal., 2013)，Plankogel蛇綠巖可能從西面錯移過來(圖18中模型1)；2)按現(xiàn)在位置來考慮，二疊紀時南阿爾卑斯與奧地利阿爾卑斯接近(圖18中模型2)，Plankogel蛇綠巖在南阿爾卑斯以南的某個位置逆沖推覆到現(xiàn)今位置?；谀Ｐ?，我們提出Plankogel蛇綠巖所代表古特提斯洋向南阿爾卑斯下俯沖，南阿爾卑斯相當于巖漿弧，奧地利阿爾卑斯為弧后區(qū)(圖19)。

4 總結(jié)和問題

阿爾卑斯四個基底單元組成各具特色，海爾微和南阿爾卑斯西部基底主體由俯沖增生雜巖構成，中、下奧地利阿爾卑斯是在泛非期基底上形成增生弧，彭尼內(nèi)基底主體相當于弧后盆地組合，上奧地利阿爾卑斯現(xiàn)今作為無根的推覆體，華力西造山前一直根置于岡瓦納大陸的被動大陸陸緣。中奧地利阿爾卑斯的基底最復雜，但是基底階段的地質(zhì)記錄最全，是研究從原特提斯到古特提斯演化的關鍵區(qū)域。

依據(jù)目前的資料和最新研究進展，本文將東阿爾卑斯基底構造演化歸納如下：前中生代原阿爾卑斯起源于岡瓦納大陸邊緣，北面受原特提斯洋俯沖制約，原阿爾卑斯孕育于新元古代-早古生代不斷進化中的島弧(陸緣增生弧)，長期的俯沖增生造就阿爾卑斯結(jié)晶基底，主要分布在奧地利阿爾卑斯和彭尼內(nèi)基底中。古生代中期原阿爾卑斯從岡瓦納向歐洲大陸漂移，游離于華力西多島洋中，北面為瑞亞克洋，南面為南紹山洋。泥盆紀南阿爾卑斯裂解打開古特提洋，于石炭紀維憲期阿爾卑斯各基底地塊拼貼增生于古歐洲大陸南緣，南面受古特提斯洋俯沖制約，南阿爾卑斯轉(zhuǎn)換成歐洲大陸的南部活動大陸邊緣，俯沖作用疊加在華力西期造山帶之上。

關于其演化過程仍有幾個關鍵問題還有待于深入研究：

(1)起源于岡瓦納陸緣的四個阿爾卑斯基底單元位置還有很大的不確定性，是集中分布在非洲邊緣？還是分散在岡瓦納北緣的不同位置，后來歸并在一起？再加上華力西期和阿爾卑斯期造山運動的影響，這進一步增加了岡瓦納大陸陸緣地塊復位的困難。尤其是Stampflietal. (2013)和von Raumeretal. (2013)提出的巨大阿爾卑斯造山拼貼體很可能與中國的西部構造單元有密切的關系，仍然值得思考；

(2)阿爾卑斯從南到北轉(zhuǎn)化過程，如何從原特提斯洋向瑞亞克洋過渡再向古特提斯洋轉(zhuǎn)換，這進一步涉及東西原-古特提斯對比；

(3)經(jīng)典的華力西碰撞造山帶從阿爾卑斯如何通過喀爾巴阡、巴爾干半島向東延伸；

(4)南阿爾卑斯和奧地利阿爾卑斯之間的Plankogel雜巖所代表的兩期蛇綠巖，尤其是晚二疊世-早三疊世蛇綠巖對于解決古特提斯洋西延是至關重要的。

致謝感謝中國地質(zhì)大學(北京)劉俊來教授和中國地質(zhì)科學院地質(zhì)研究所翟慶國研究員對本文認真而細致的評審，他們提出的寶貴建議大大提升了本文質(zhì)量。

謹以此文祝賀楊振升先生九十華誕暨從事地質(zhì)事業(yè)七十年。