东阿尔卑斯原-古特提斯构造演化*

袁四化 刘永江 NEUBAUER Franz 常瑞虹 GENSER Johann 关庆彬 黄倩雯

1. 防灾科技学院地球科学学院，三河 0652012. 中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室,海洋高等研究院，中国海洋大学海洋地球科学学院，青岛 2661003. 青岛海洋科学与技术国家实验室，海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室，青岛 2662374. Department Geography and Geology, University of Salzburg, Salzburg A-5020

阿尔卑斯造山带被作为典型的大陆碰撞型造山带(Burchfiel, 1980; Trümpyetal., 1980; Pfiffneretal., 1996; Schmidetal., 2004; Handyetal., 2010)，通常认为其现今构造格局是新特提斯洋闭合导致非洲和欧洲大陆碰撞造山的结果。阿尔卑斯中生代尤其是侏罗纪以来演化轮廓(Stampfli and Hochard, 2009; Schmidetal., 2020; van Hinsbergenetal., 2020)已非常清楚。但是，对其前中生代基底构造演化的研究相对薄弱，尤其是有关奥地利阿尔卑斯前中生代基底的研究极其薄弱。近年来随着对阿尔卑斯基底研究的不断深入，逐渐揭露了阿尔卑斯造山带从新元古代到新生代具有多期复杂的造山历史(Neubauer, 1991; von Raumer and Neubauer, 1993; von Raumeretal., 2013; Neubauer, 2014; Haasetal., 2020; van Hinsbergenetal., 2020)。

目前对阿尔卑斯造山带的研究主要集中在中生代特提斯洋打开、阿尔卑斯期的造山过程，对前中生代的构造演化研究仍相对薄弱。尽管前人在基底构造演化方面的研究取得了一些成果，但近些年随着研究工作不断深入，关于这些遭受不同程度变质-变形改造的基底地块的构造属性争议越来越大(Neubauer, 2002; von Raumeretal., 2013; Haasetal., 2020; Neubaueretal., 2020)。本文系统总结了前人在阿尔卑斯造山带开展的前中生代基底研究，并兼顾广义的阿尔卑斯带(从伊比利亚半岛到巴尔干半岛)基底研究，结合近期我们在东阿尔卑斯地区的研究成果，编制了一系列地质构造图，初步总结了阿尔卑斯带前中生代的构造演化，重点强调古特提斯洋在奥地利阿尔卑斯的构造位置和可能的形成模式。理清阿尔卑斯基底构造演化对于阿尔卑斯期碰撞造山过程的一些尚未解决的问题也具有十分重要的意义，如Massonetal.(2008)在小圣伯纳山口的Versoyen 地区发现从西阿尔卑斯北部过渡到中阿尔卑斯“瓦莱(Valais)洋”有华力西期的蛇绿岩，从而否定阿尔卑斯期的瓦莱洋(Massonetal., 2008)，如何协调这一矛盾还需要进一步对前中生代基底构造深入研究。

1 阿尔卑斯造山带构造格架

1.1 地理和构造单元划分

地理上阿尔卑斯的东边界是维也纳-施蒂利亚盆地，北面是多瑙河(向西为巴伐利亚湖群)，南面为波河平原，西为瓦朗斯盆地(图1a)，通常分成西、中、东和南四部分(图1a中白色虚线)。西阿尔卑斯和中阿尔卑斯的分界从日内瓦湖穿过大圣伯纳德山口到奥斯塔谷地，二者地质特征相似，也合称弧形阿尔卑斯(Neubaueretal., 2000)；中阿尔卑斯和东阿尔卑斯分界从康斯坦茨湖经莱茵谷地穿过施普吕根山口到科莫湖，二者的界线为一系列东西向谷地，从西向东包括阿达、普施特、盖尔谷。东阿尔卑斯向东地形逐渐从高海拔的陶恩山过渡为低海拔的潘诺西亚盆地(图1a)。

阿尔卑斯大地构造单元划分主要体现中生代以来构造古地理分区(图1b, c)，阿尔卑斯造山带从西北到东南包括以下主要构造单元(Frischetal., 1990; Neubaueretal., 2000; Schmidetal., 2004; Handyetal., 2010)：

(1)欧洲大陆岩石圈：阿尔卑斯山北部外围前陆盆地，发育晚始新世到新近纪的磨拉石沉积；瑞士-法国侏罗山是一薄皮褶皱推覆带；欧洲大陆基底出露在阿尔卑斯山北部的波西米亚、黑森林、孚日山和法国中央地块中。

(2)海尔微(Helvetic)单元(西阿尔卑斯文献中也称Dauphinois单元)：为薄皮褶皱-冲断带，包括从欧洲岩石圈拆离的晚石炭世至始新世的盖层和构成前阿尔卑斯期基底岩石的外阿尔卑斯结晶地块(晚石炭世至白垩纪的盖层)。

(3)瓦莱(Valais)单元：主要代表白垩纪的裂谷沉积，也包括洋壳残留(洋盆规模仍有争议)。

(4)布里昂松(Briançonnais)单元：代表在瓦莱洋打开期间从稳定的欧洲大陆裂解的微地块。

(5)皮埃蒙特(Piemontais)单元：位于西阿尔卑斯，为大洋岩石圈残留，古地理单元也常称之为彭尼内(Penninic)洋或者皮埃蒙特-利古里亚(Liguria)洋，通常将瓦莱、布里昂松和皮埃蒙特单元合称为彭尼内单元，也分别称北、中和南彭尼内单元。

(6)奥地利阿尔卑斯单元：是前亚德里亚(也有文献称阿普利亚)板块的一部分，包括梅里阿塔-哈尔施塔特(Meliata-Hallstatt)洋(文献中常简称梅里阿塔洋)的三叠纪被动大陆边缘和彭尼内洋的侏罗纪被动大陆边缘。梅里阿塔洋在始阿尔卑斯期关闭，奥地利阿尔卑斯向下俯冲，形成多个推覆体，推覆在欧洲板块之上。梅里阿塔洋的遗迹出现在奥地利阿尔卑斯最东端的一些露头上(Melcher and Meisel, 2004)。基底岩石在阿尔卑斯期经历从绿片岩相到角闪岩相的变质，基底之上沉积了二叠纪和中生代的沉积岩，浅海相灰岩十分发育，这些灰岩分布区也被称为北部灰岩阿尔卑斯。

(7)南阿尔卑斯单元：沿亚德里亚断层与奥地利阿尔卑斯分开，该单元在很大程度上类似于奥地利阿尔卑斯单元，代表亚德里亚海板块的北部大陆边缘，该板块还包括波河平原和相邻的亚德里亚海，是阿尔卑斯向外延伸的弧后造山楔。

1.2 阿尔卑斯期构造旋回

通常认为现今阿尔卑斯造山带的威尔逊旋回开始于卡尼期(图2、图3)，在时间上可与地中海和中东地区的古特提斯洋关闭时间相对应(Kozur, 1999; Stampfli and Borel, 2002; Stampflietal., 2003)，和中大西洋-阿尔卑斯域裂谷开始时间也一致(Froitzheim and Manatschal, 1996; Steineretal., 1998)。晚中生代以来形成的阿尔卑斯大陆碰撞造山带，主要与梅里阿塔和皮埃蒙特(包括北支瓦莱洋盆)两个洋盆的演化相关(图3)，梅里阿塔洋主要存在于三叠纪至侏罗纪(Mandl, 2000)，传统上认为梅里阿塔洋是新特提斯洋的一个分支(图3)，其实与冈瓦纳大陆北缘的新特提斯洋没有直接的地理或地质联系，也有学者提出可能是古特提斯洋的弧后洋盆(Stampfli and Kozur, 2006; Stampflietal., 2013)。皮埃蒙特洋是从中大西洋延伸到阿尔卑斯-喀尔巴阡一个较长的大洋区域(图3)，也被称为“阿尔卑斯特提斯”(Favre and Stampfli, 1992)，所以也有学者把阿尔卑斯特提斯洋视为大西洋分支，而不作为新特提斯洋的一个分支(Bernoulli and Jenkyns, 1974; Schmidetal., 2004; Stampfli and Kozur, 2006)。从这个角度讲，这的确和环冈瓦纳大陆边缘打开的新特提斯洋完全不同，不过这个大洋可能和新特提斯洋分支瓦尔达尔(Vardar)洋连接(图2)(Schmidetal., 2008)。总之，阿尔卑斯中-新生代构造演化是在华力西期造山带的基础上依次经历了梅里阿塔洋和彭尼内洋(包括瓦莱分支)打开和闭合两个威尔逊旋回的造山过程。

图2 阿尔卑斯区域构造事件(据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资料编制)

图3 西特提斯晚三叠以来代表性古地理重建(据Schmid et al., 2004修改)

2 基底构造单元划分和基本特征

早期的研究只认为阿尔卑斯-地中海带内的地块来自非洲，如亚德里亚板块(Channelletal., 1979; Deweyetal., 1989)。后来逐渐认识到欧州加里东和华力西带内卡多米(Cadomian)-阿瓦隆(Avalonia)都是亲冈瓦纳的(Ziegler, 1990; Nance and Murphy, 1994; von Raumer, 1998; Nanceetal., 2002)，均发育埃迪卡拉纪到寒武纪的火山弧，并且认为与阿拉伯地盾中的同时期火山弧有密切联系(Neubauer, 1991; Stern, 1994)，这些地块之间都具有一定的可比性，可以说欧洲的加里东和华力西带中的基底地块(图4)均是由来自冈瓦纳的地块拼贴而成，但是这些块之间往往被不同时期的蛇绿岩带分隔(图4)，再加上后期构造变动，使得这些地块源自冈瓦纳大陆的具体位置存在很大争议(Stephanetal., 2019; Haasetal., 2020; Neubaueretal., 2020)。此外，尤其对走滑错移(Guillotetal., 2009)考虑较少，尽管阿尔卑斯基底单元可以与其前陆区的华力西期地壳相对比，但大部分基底地块可能并不直接是中央地块、孚日山-黑森林地块或波希米亚地块的南延部分。

2.1 基底构造单元划分

基底构造单元区划和中新生代构造单元名称一致(Frischetal., 1990)，主要分为海尔微、彭尼内、奥地利阿尔卑斯、南阿尔卑斯四个基底单元(图5a)，其中海尔微基底单元也称为外阿尔卑斯(结晶)地块(von Raumer, 1984)，前中生代的基底单元也统称原阿尔卑斯(Proto-Alps)(Schätzetal., 2002)。Schulzetal.(2008)和von Raumeretal.(2013)以推覆体单元为基础，基于已有资料对阿尔卑斯基底进行了较详细的构造单元划分(图5b)，并对各基底地块前中生代的主要岩浆-变质事件(图6)进行了总结。由于阿尔卑斯期强烈的逆冲推覆作用，使得古地理单元发生较大的位移，对这些构造单元中生代之前进行大致的复位(图7)对于理解前中生代构造演化非常重要。复原图中显示了各构造地层单元的对比，现今看到的上、下叠在一起的构造地层单元在形成的时候相距很远，在后期的构造运动才叠置在一起(对比图5和图7)。例如，上奥地利阿尔卑斯单元中的浅变质部分和南阿尔卑斯主要由奥陶系-石炭系组成的地层序列具有较好的对比性，与中、下奥地利阿尔卑斯深变质岩明显不同，古地理上长期处于冈瓦纳大陆的被动陆缘(Frisch and Neubauer, 1989; von Raumeretal., 2002)，这些单元在古生代地理恢复中也被合称为诺利(Noric)地体(Frisch and Neubauer, 1989)或诺利组合(Neubaueretal., 2000)(对应图7a蓝色断线以南区域)，向东南可以和迪纳里德(Dinarides)造山带的基底相连，也称诺利-波斯尼亚(Bosnian)地体(Flügel, 1990)(对应图4中紫色断线以南以西区域)。

图4 阿尔卑斯及邻区前中生代基底构造要素(底图据Asch，2005(1)Asch K. 2005. 1/5 Million International Geological Map of Europe and Adjacent Areas, BGR (Hannover)；缝合带主要参考engör, 1984; Neubauer, 2000; Stampfli and Kozur, 2006; Franke et al., 2017)

图5 阿尔卑斯构造图

图6 阿尔卑斯基底主要岩浆-变质事件(据von Raumer et al., 2013修改)

2.2 海尔微基底

海尔微基底也称为外阿尔卑斯(结晶)地块(von Raumer, 1984)，位于阿尔卑斯外侧(新生代造山带前陆方向)，因而阿尔卑斯旋回仅经历了低级变质作用，从而较好保存了基底演化记录，是较早尝试对阿尔卑斯带开展基底演化研究的构造带(von Raumer, 1984; von Raumer, 1987)。

海尔微基底由不同类型的变质岩、深成岩和混合岩组成，原岩经历多期变质，以寒武纪至早石炭世的碎屑沉积岩为主，夹碳酸盐岩和基性火山岩，被晚奥陶世和华力西花岗岩侵入(Biino, 1994; Bussyetal., 2011; Bussien Grosjeanetal., 2018)。基底被晚石炭世至二叠纪的未变质的沉积-火山岩系和中生代的沉积岩不整合覆盖(Guillot and Ménot, 2009)。

海尔微基底未观察到确切的泛非期基底残留，在变质沉积物中的碎屑锆石有泛非期(620～550Ma)记录(Schaltegger, 1993)。Aigilles-Rouges(图5b中AR)的变泥质-变杂砂岩系列(von Raumer and Bussy, 2004)夹有酸性火山岩夹层和层状电气石层，与伊比利亚中部新元古界-下寒武统非常相似(Rodríguez Alonsoetal., 2004)。

Belletonne地块的最南端包含Chamrousse(-Séchilienne)蛇绿混杂岩(Bodinieretal., 1982)(图5b中Bel)，具有完整的蛇绿岩序列(倒转)，全岩Sm-Nd年龄为497Ma(Pin and Carme, 1987)，其中的斜长花岗岩锆石U-Pb年龄为496Ma(Ménotetal., 1988)。目前普遍认为Chamrousse蛇绿岩产于弧后盆地环境(Guillotetal., 2002; von Raumer and Stampfli, 2008)。

榴辉岩和超镁铁岩的残留在多处可见(Meiseletal., 1996)。Gotthard和Tavetsch地区(图5b中AG)，包括早奥陶世辉长岩侵入体、高压变质岩、奥陶纪深熔体(Schaltegger, 1993)，Aar和Gotthard地块(图5b中AG)的高压变质峰期年

龄为～468Ma(Gebauer, 1990; Schalteggeretal., 2003)，可能代表奥陶纪造山旋回(Biino, 1994; Mercollietal., 1994; Schalteggeretal., 2003)。

泥盆纪以来，海尔微基底经历了强烈的改造，如Belledonne发生推覆叠置(Guillotetal., 1999)，晚石炭世又有不同程度变质叠加；Argentera地块(图5b中Ar)发生石炭纪维宪期(～340Ma)高压变质作用(Ferrandoetal., 2008; Rubattoetal., 2010)，其最终剥露以石炭纪末斯蒂芬期(Stephanian)沉积不整合(Rubattoetal., 2010)为标志；Aar地块(图5b中AG)伴随晚石炭世花岗岩的深熔和侵入(Bussien Grosjeanetal., 2018; Frévilleetal., 2018)发生角闪岩相变质作用(Schalteggeretal., 2003)，但总体不发育二叠纪花岗岩(Frévilleetal., 2018)。

综上，海尔微基底构造演化主要发生在两个阶段，即早古生代在冈瓦纳活动大陆边缘复杂的演化和晚华力西-后华力西期演化。至少在后一阶段，阿尔卑斯前陆区观察到了类似的演化(von Raumeretal., 2009)，所以，海尔微的基底是典型的华力西带一部分，可能与华力西带的莫尔多瑙(Moldanubian)相对应(von Raumeretal., 2009)，而且可能位于其东部(现今的波西米亚以东)，该带可能通过法国Maures-Tanneron地块一直连续到意大利的科西嘉和萨丁岛(Matte, 2001; Bellot, 2005; Rossietal., 2009; Casinietal., 2015)，如果是这样，那么现今的分布很可能是华力西晚期经右旋错移的结果(Guillot and Ménot, 2009)。

另外，海尔微缺少泛非期的基底，但物源区有泛非期的证据，表明其形成于冈瓦纳大陆边缘，与其它华力西基底组成新元古代-古生代早期陆缘增生带(见图4中推断的范围)，经历了寒武纪-早奥陶世原特提洋弧后打开和关闭过程，而后泥盆纪-早石炭世卷入强烈的华力西造山作用，作为华力山造山带的内带。与现今相邻的彭尼内及其它阿尔卑斯基底(见后文)相比较，表明其可能是彭尼内的增生部分，也可能与彭尼内单元当时并不在一起，直到华力西期才并列在一起。

2.3 彭尼内基底

彭尼内也称内阿尔卑斯基底(“intra-Alpine basement”)(狭义上)，相对于外部的海尔微基底，阿尔卑斯山脉的内部区域(即彭尼内)被阿尔卑斯期构造变质作用强烈叠加改造(von Raumer, 1998)。

西彭尼内基底主要出露在布里昂松(Briançonnais)地块，由前寒武纪到早古生代的多期变质基底组成，其中含大量变基性岩(Thélinetal., 1993)。Bussienetal.(2011)在 Sambuco和Maggia推覆体(图5中Le)中一条带状基性杂岩中确定了寒武纪变质闪长岩(锆石U-Pb年龄：533～544Ma)(Bussienetal., 2011)；Simano和Leventina(图5中Le)发育MORB性质的超基岩-基性岩，锆石U-Pb年龄为518±11Ma(Schalteggeretal., 2002)，而后被晚寒武世具有非造山裂谷型岩浆侵入，其中花岗斑岩锆石U-Pb年龄为507±9Ma(Guillotetal., 1993)，碱性花岗岩锆石U-Pb年龄为500±4Ma(Bussyetal., 1996)；在Adula推覆体(图5中A)北面上寒武统中也发现有双峰式岩浆岩，被认为代表弧后裂谷产物(Cavargna-Sanietal., 2014)，这与同期发育的增生杂岩(Schalteggeretal., 2002)联系在一起，表明其处在俯冲带后缘的裂解背景，Loderio-Biasca组合中还有早奥陶世花岗岩(锆石U-Pb年龄：479±4Ma)(Bertrand and Leterrier, 1997)。角闪岩相变质的奥陶纪变质泥质岩(Trescolmen组)中含有丰富的原岩为洋壳的榴辉岩残留体(Cavargna-Sanietal., 2014)，这一组合可与现在分布在华力西造山带的萨克森-图林根(Saxo-Thuringian)和莫尔多瑙相对比(Cavargna-Sanietal., 2014)，这表明这些地块当时可能是东西并列，并非现在的南北向排列。此外，该带还发育晚石炭到早二叠世(Namurian～Stephanian)的沉积岩和晚石炭世花岗岩(Houillère：锆石U-Pb年龄为324～323Ma；Aiguilles：锆石U-Pb年龄为303～312Ma)(位置分别见图5b中ZH和AR)(Bertrandetal., 1998；Bussien Grosjeanetal., 2018)。

东彭尼内基底主要出露在东阿尔卑斯的陶恩(Tauern)构造窗，也称为Venediger推覆系，由三个岩石地层单元组成(Frischetal., 1993)：(1)弧后洋壳中的碎片组成的蛇绿岩(Stubach岩群)；(2)可能代表弧后洋壳上岛弧残余的火山岩(Habach-Storz岩群)；(3)中央片麻岩。

Stubach岩群由超镁铁质岩(堆晶岩和方辉橄榄岩)、变质辉长岩和变拉斑玄武岩组成，可能形成与俯冲作用相关弧后盆地(Frisch and Raab, 1987; Neubaueretal., 1989)，Stubach群中斜长角闪岩锆石U-Pb年龄为539～486Ma，变质年龄均为华力西期(von Quadt, 1992)。Habach-Storz群由大量变质安山岩和钙碱性火山岩、变沉积岩互层组成。Habach群以低钾安山岩为主，Storz群以玄武岩为主。Habach和Storz群可能代表硅镁质洋内弧(Frisch and Raab, 1987; Frisch and Neubauer, 1989)。玄武岩锆石U-Pb SHRIMP年龄为547Ma(Eichhornetal., 1999)。Habach群角闪岩原岩年龄为657 Ma(锆石U-Pb)和～644Ma(锆石Sm-Nd)(von Quadt, 1992)，表明形成于泛非期。

中央片麻岩由大量钙碱性I型花岗岩组成，主要为花岗闪长岩至英云闪长岩，明显分为早石炭世维宪期；石炭纪和二叠纪之交，早二叠世三期(Eichhornetal., 2000; Bussienetal., 2011)，第二期早期还发育带有俯冲印迹的基性-超基性堆晶岩(Cesareetal., 2002)，此外，第二期还伴随少量长英质和中性火山岩，不整合盖在维宪期花岗岩上，这些后华力西期岩浆作用，部分学者认为是古特提斯洋俯冲形成的陆缘弧(Finger and Steyrer, 1990; Cesareetal., 2002)。

大部分学者认为彭尼内基底可作为莫尔多瑙(Moldanubian)地块的南部延续(Lammerer, 1986; von Raumer, 1998; Neubaueretal., 1999)，还有一种设想认为彭尼内基底可能自里阿斯期(晚三叠末-早侏罗世)以来，从更靠西南的伊比利亚迁移到海尔微和奥地利阿尔卑斯之间(Kelts, 1981; Stampfli, 1993)。

彭尼内基底有明确的泛非期基底，表明其为冈瓦纳大陆的组成部分，最明显的特征是，寒武纪-早奥陶世的伸展环境的岩石组合和弧后盆地发育，按现今位置考虑，与海尔微基底一起构成新元古代末-早古生代初的沟-弧-盆体系，彭尼内基底直接与冈瓦纳大陆相连，或者和奥地利阿尔卑斯一起与冈瓦纳大陆相连。华力西期彭尼内基底与海尔微基底同样做为造山带的内带产出，二叠纪岩浆岩更发育。

2.4 奥地利阿尔卑斯基底

奥地利阿尔卑斯的基底主要出露于北部灰岩阿尔卑斯和南阿尔卑斯之间(图8)。阿尔卑斯期构造使该区基底被不同程度变质作用所叠加，在绍山-科尔山(Saualp-Koralp)(Thöni and Jagoutz, 1992; Milleretal., 2005)和斯洛文尼亚的波霍尔耶山(Pohorje)(Sandmannetal., 2016)地区，始阿尔卑斯期变质作用可达榴辉岩相及随后的角闪岩相退变(Miller and Thöni, 1997; Faryad and Hoinkes, 2003; Schuster and Stüwe, 2008; Herg and Stüwe, 2018)。

奥地利阿尔卑斯基底由晚奥陶世至早石炭世含化石的、弱变质沉积岩和火山岩、千枚岩(石英千枚岩)和结晶基底组成，结晶基底还有晚前寒武纪的残留体。由于年龄、形成环境和前阿尔卑斯期变质程度的不同，曾按地体观点解释为不同来源的构造拼贴体(Frisch and Neubauer, 1989)。基底单元在阿尔卑斯造山期堆叠，通常在逆冲推覆系之间夹有二叠纪-中生代的盖层(图9)。

图9 东奥地利阿尔卑斯构造地层(据Neubauer et al., 2000稍做修改)

2.4.1 下奥地利阿尔卑斯

下奥地利阿尔卑斯单元分布较少，主要位于东阿尔卑斯的东缘(图8)，进一步分为下部的Wechsel推覆体和上部的Kirchberg-Stuhleck推覆体(图9)。下奥地利阿尔卑斯单元自下而上包括Wechsel推覆体的Wechsel-Waldbach杂岩(图5b中We)和 Kirchberg-Stuhleck推覆体的“Grobgneiss”杂岩(或Raabalpen杂岩)以及Strallegg杂岩(含混合岩)(图5b中Ra和Gg)。前人对其岩石组合进行详细描述(Flügel and Neubauer, 1984; Neubauer and Frisch, 1993)(Schusteretal., 2001)，但缺少深入研究，尤其没有确切的年代，但其中含有丰富的原特提斯洋演化及华力西期构造信息(Neubaueretal.，2020)。

Wechsel杂岩主要由钠长石变斑晶片麻岩和上覆千枚岩组成(构造接触)。新的锆石U-Pb年龄数据表明该杂岩经历了500～520Ma和550～570Ma两个阶段的岩浆作用，存在大量2.1Ga年的碎屑锆石，表明物源区来自西非和亚马逊地区(Neubaueretal.，2020)。Mülleretal.(1999)根据白云母40Ar/39Ar变形年龄(～245Ma)，认为该杂岩经历了二叠纪-三叠纪低绿片岩相变质作用。

图10 Speik杂岩及邻区地质简图(据Neubauer, 1988；Melcher and Meisel, 2004)

Waldbach杂岩(年代不确定)底部为千枚状云母片岩、中间为正片麻岩(片麻状角闪岩)、不同类型的斜长角闪岩类，顶部为薄层石榴云母片岩、含硫化物黑色片岩和石英岩以及层状硫化物(Neubauer and Frisch, 1993)。华力西期发生角闪岩相变质作用，晚白垩世绿片岩相变质作用叠加。Wechsel杂岩和Waldbach杂岩这两个单元，均有二叠纪-三叠纪的盖层。

Raabalpen杂岩(Kirchberg-Stuhleck推覆体)主要由“Grobgneiss”组成(图5b中Gg)，是一种粗粒斑状变花岗岩，东西向延伸超过120km，南北向延伸约60km。其围岩为云母片岩和石英千枚岩，以前认为主要为石炭纪，新的数据表明主要为中二叠世(锆石U-Pb年龄：272～267Ma)(Yuanetal., 2020)。Strallegg片麻岩发生混合岩化，局部含铝硅酸盐，富黑云副片麻岩。

2.4.2 中奥地利阿尔卑斯

中奥地利阿尔卑斯是奥地利阿尔卑斯的主体，前中生代的基底类型复杂多样，主要经历两次高级变质作用(Neubaueretal., 2002)，第一次在早奥陶世(490～470Ma)(Hoinkesetal., 1997; Klötzli-Chowanetzetal., 1997; Thöni, 1999)，之后是460～425Ma之间的花岗岩岩浆作用(Thöni, 1999)。第二次高级变质事件和相关花岗岩岩浆作用发生在360～310Ma之间(Miller and Thöni, 1995; Schermaieretal., 1997; Thöni, 1999)。除Schladming地区，中奥地利阿尔卑斯原岩恢复和构造环境研究程度相对较高，尤其西部的Silvretta和Ötztal单元(图5b中Si和Ö)。

Silvretta单元为变闪长岩-变玄武岩系列，代表长期(620～480Ma)受俯冲约束的弧岩浆组合(Schalteggeretal., 1997)。陶恩构造窗南的中奥地利阿尔卑斯结晶基底表现出类似的组合(Schulzetal., 2004; Siegesmundetal., 2018)。

Ötztal-Stubai 杂岩是奥地利阿尔卑斯基底多期(～450Ma, ～320Ma，～90Ma)(Kaindletal., 1999)变质区的典型代表，由大量副片麻岩和云母片岩组成，发育丰富的变花岗岩(420～490Ma)(Thöni and Miller, 2004)和变基性岩、大理岩，基性岩包含MORB型大洋壳组分(530～521Ma)(Miller and Thöni, 1995)。

Silvretta和Ötztal都含有350Ma的榴辉岩(Thöni, 2006)；Meran南部的Nonsberg-Ulten地区(图5b中Ul)，榴辉岩形成于336Ma(Tumiatietal., 2003, 2007)。

东部的中奥地利阿尔卑斯主要由Muriden(图5b中Gl和Sc)和Koriden(图5b中Sa和Ko)杂岩组成。Muriden杂岩自下而上包括“核杂岩”、Speik杂岩和云母片岩-大理岩杂岩。

“核杂岩”由大量高级变质的斜长片麻岩组成，这些片麻岩夹斜长角闪岩(片麻状斜长角闪岩)，它们的原岩可能与俯冲有关，包括玄武岩和安山岩，还有大量的英安岩和流纹岩及其深海沉积(Frischetal., 1987)。对酸性较强的组分研究表明，可能代表活动大陆边缘或硅铝质岛弧(Frisch and Neubauer, 1989)。Schladming“核杂岩”发育有丰富的早-中奥陶世I-S型花岗岩(Huangetal., 待刊数据)。

Speik杂岩在构造上位于“核杂岩”之上(图10)，由各种蛇纹石化超镁铁质岩、斜长角闪岩(变辉长岩)、含石榴石和带状斜长角闪岩(变基性岩)、局部出露的榴辉岩组成(Faryadetal., 2002)。Speik杂岩被确认为东阿尔卑斯保存的最古老的洋壳，Kraubath辉石岩的Re-Os同位素误差等时线年龄为550±17Ma；辉石岩和辉长岩全岩Sm-Nd等时线年龄为554±37Ma，方辉橄榄岩误差等时线年龄为745±45Ma(Melcher and Meisel, 2004)。但仍缺少高精度的年代学数据，目前比较一致认为Speik杂岩具有弧后洋壳特征(Frischetal., 1984；Neubauer，1988；Melcheretal., 2002；Melcher and Meisel, 2004)。

云母片岩-大理岩杂岩分布较广，为中级变质岩，原岩主要为晚奥陶世和志留纪的碎屑岩夹火山岩，其中火山岩反映出由基性亚碱质、酸性钙碱质向基性碱质演化的趋势，晚志留世至中泥盆世地层包含台地相碳酸岩、远洋灰岩和含板内玄武岩的碎屑岩，晚泥盆世碳酸盐台地沉降过渡到远洋沉积(Heinisch, 1988)。石炭纪造山作用主要表现为复理石沉积和造山变形变质作用，晚石炭世威斯特伐利亚(Westphalian)-斯蒂芬期为陆相磨拉石堆积。

Koriden杂岩的主体也称榴辉岩单元，典型特征是含有辉长岩原岩的榴辉岩和含锰燧石透镜体的副片麻岩，厚度大且层序单调，具有复理石原岩的特点，被推断为增生楔，榴辉岩原岩获得了大量二叠-三叠纪年龄(Miller and Thöni, 1997; Thöni and Miller, 2000; Schulz, 2017)。始阿尔卑斯期经历榴辉岩相变质(Miller and Thöni, 1997; Herg and Stüwe, 2018)后再伸展拆离(Schorn and Stüwe, 2016)上来。

Plankogel杂岩(图8中绍山南)构造堆叠在Koriden杂岩上，由粗粒石榴云母片岩和富含斜长石的黑云母片岩组成，其中含有大小不等的大理岩透镜体、含锰铝榴石石英岩、斜长角闪岩和超镁铁质岩，富锰石英岩被解释为硅质深海沉积物，斜长角闪岩具有N-MORB地球化学特征(Neubaueretal., 1989)，早期观点认为Plankogel杂岩代表华力西期蛇绿混杂岩(Neubauer and Frisch, 1993)。最新获得的斜长角闪岩原岩年龄为两组，其中一组为414～418Ma(Guanetal.，待刊数据)，表明存在华力西期蛇绿岩。但还有一组主要为中二叠世-早三叠世((249～266Ma)，可能代表古特提斯洋消亡的遗迹(Liuetal., 2019)。 所以原定的Plankogel杂岩需要进一步分解，极有可能代表两个不同时期洋盆的蛇绿岩经后期构造叠置在一起，较老的一组代表南华力西洋，本文暂称南绍山蛇绿岩。

陶恩构造窗以南的变质沉积岩都具有早奥陶世前的沉积地层，根据碎屑锆石数据和岩浆岩的地质年代学推断陶恩窗以南的大多数阿尔卑斯基底单元为晚埃迪卡拉世-早古生代沉积，被早-中奥陶世花岗岩侵入(Schulz and Bombach, 2003; Siegesmundetal., 2007, 2018; Schulzetal., 2008; Heinrichsetal., 2012)。

2.4.3 上奥地利阿尔卑斯

上奥地利阿尔卑斯主要发育奥陶纪至泥盆纪沉积，奥陶系中含有酸性火山岩(Schönlaub, 1997)，志留系和泥盆系发育基性火山岩(Loeschke and Heinisch, 1993)，被认为是冈瓦纳被动大陆边缘裂解的产物(Flügel and Neubauer, 1984; Neubauer and Frisch, 1993)，这些地层仅发生极低级至低级变质作用(Schönlaub, 1992)。

著名的上奥地利阿尔卑斯推覆体有灰瓦克带(杂砂岩带)(图5b中GWZ)的诺利(Noric)推覆体，Veitsch推覆体，Gurktal逆冲系统的Stolzalp推覆体(图5b中Gu)和格拉茨逆冲系统的Rannach-Hochlantsch-Laufnitz-Dorf推覆体(图5b中GP)等。

杂砂岩带的最西部发育Wildschönau“蛇绿岩”，其中变辉长岩的锆石U-Pb SHRIMP年龄为477±9Ma，与冈瓦纳大陆解体时的大陆裂谷环境有关(Lothetal., 2001)。

Noric推覆体发育从晚奥陶世到中石炭世的盖层序列，其中晚奥陶世和志留纪的碎屑沉积物夹钙碱-碱性火山岩，泥盆纪发育台地型碳酸盐岩。沉积在一个稳定的陆架上，表现出持续沉积特点(Frisch and Neubauer, 1989)，向东南与南阿尔卑斯和波斯尼亚具有很好的对比性(Neubauer and von Raumer, 1993)。

Veitsch推覆体的石炭系为磨拉石堆积，被认为是华力西造山事件的沉积响应(Ratschbacher, 1984; Neubauer and Handler, 2000)。白云母40Ar/39Ar和Rb/Sr年龄仅记录了华力西期事件(375～270Ma)(Mülleretal., 1999)。

2.5 南阿尔卑斯基底

南阿尔卑斯和奥地利阿尔卑斯以环亚德里亚构造线分开，但在前阿尔卑斯期变质基底、古生代层序和中生代盖层序列表现出许多相似之处，广泛存在泛非期到卡多米期造山事件(Neubaueretal., 2007)。

南阿尔卑斯基底区域变质从西部的麻粒岩带(Ivrea-Verbano带)(图5b中Iv)逐渐降低到东部的极低级变质带，在泥盆纪-石炭纪华力西造山运动期间，南阿尔卑斯基底经历了高温-中高压到低温-低压变质作用(Sassi and Spiess, 1993; Benciolinietal., 2006)。

另一个变质基底带是西部的Strona-Ceneri带(图5b中SC)，早古生代变沉积岩和变质岩原岩可能为增生楔，反映了典型的突厥(增生)型造山(Franz and Romer, 2007; Zurbriggen, 2015, 2017)，碎屑物源对比表明古生代早-中期南阿尔卑斯物源主要来自于撒哈拉准克拉通和阿拉伯-努比亚地盾(Arboitetal., 2019)。

早奥陶世(十字石U-Pb年龄：～480Ma)经历角闪石相热变质事件(Romer and Franz, 1998)，被奥陶纪花岗岩侵入(锆石U-Pb年龄：457±9Ma)(Zurbriggenetal., 1997)，榴辉岩锆石U-Pb和金红石U-Pb年龄分别为457±5Ma和443±19Ma，代表变质年龄(Franz and Romer, 2007)。这些榴辉岩的形成表明发生奥陶纪的俯冲作用(Zurbriggenetal., 1997; Handyetal., 1999; Zurbriggen, 2017)。

南阿尔卑斯的卡尔尼克山(图5b)有几乎连续的晚奥陶世到二叠纪沉积记录(Schönlaub, 1992)，奥陶系厚层杂砂岩、页岩夹火山岩、砂岩，志留纪浅海相灰岩(有些地方相变更深的黑色粘土岩)，泥盆纪发育典型碳酸盐岩台地沉积，到早石炭世维宪期突变为复理石沉积(Vai and Cocozza, 1986; Flügel, 1990)，一直持续到谢尔普霍夫期/纳缪尔期(Schónlaub, 1992)。石炭纪发育向南的推覆构造(Läuferetal., 2001)，反映了华力西期构造。

图11 早寒武世全球古地理(据Torsvik and Cocks, 2013稍做修改)

南阿尔卑斯晚石炭世到早二叠世主要以河湖相和钙碱性中-酸性火山沉积为主，其上被晚二叠世的红色河流相沉积(不含火山岩)角度不整合覆盖(Cassinisetal., 2012)，逐渐过渡到三叠纪的细碎屑岩到碳酸盐岩。与奥地利阿尔卑斯显著不同的是三叠纪发育大量岩浆岩(Casettaetal., 2018)，尤其是火山碎屑岩在南阿尔卑斯广泛分布(Brack and Rieber, 1993; Bracketal., 2007; Stockaretal., 2012)，主要为高钾钙碱性到钾玄质火山岩(Cassinisetal., 2008)，很早就有学者提出三叠纪岩浆作用的构造背景为岩浆弧(Garzanti, 1985)，现认为可能与古特提斯洋俯冲有关(Zanettietal., 2013)。

南阿尔卑斯西部有与海尔微、彭尼内基底相似的增生型基底，东部晚奥陶世到二叠纪连续的沉积记录和上奥地利阿尔卑斯非常相似，代表冈瓦纳被动大陆边缘，甚至中生代盖层都可以对比，南阿尔卑斯比较发育三叠纪的弧岩浆岩。总体上阿尔卑斯带自北而南，二叠纪到三叠纪岩浆作用逐渐增强。

3 前中生代基底大地构造演化

阿尔卑斯及邻区前中生代基底重建的主要困难是这些小地块的起源，因为这些地块在拼合过程或后期改造都可能发生较大位移。经典的中-南欧复位(Franke, 2000; Matte, 2001)主要侧重大型板块间漂移，总体对华力西洋的最终关闭是正确的，但并未考虑大多数小型地块或外来地体的增生拼贴(Stampfli and Borel, 2002)。传统的华力西模型认为早石炭世冈瓦纳大陆整体与欧洲大陆发生陆陆碰撞，忽略了古特提斯洋伸进中欧甚至西欧的可能性。随着基底年龄的积累，尤其是奥地利阿尔卑斯古特提斯洋残留的发现，需要重新考虑基底构造演化，本文将阿尔卑斯基底演化分为以下5个阶段。

3.1 新元古代-奥陶纪

新元古代-早古生代(巴西-)泛非造山运动导致冈瓦纳大陆在约650～550Ma聚集(Veevers, 2004)，其北部(现今位置)外围环冈瓦纳大洋为原特提斯洋(广义上)(Stampfli and Borel, 2002)，在约600～590Ma原特提斯洋开始俯冲(Orioloetal., 2017; Zurbriggen, 2017)，可能一直持续到奥陶纪(Zurbriggen, 2017; Siegesmundetal., 2018)，环冈瓦纳大陆边缘记录泛非事件的地质体，现在主要保存在欧洲加里东和华力西造山带的基底中(图4)，在描述欧洲“泛非期”时欧洲学者多倾向用卡多米期(Cadomian)这一术语(Neubauer, 2002; Linnemannetal., 2014)。而 “泛非”更多用于冈瓦纳大陆内部陆陆碰撞造山作用，卡多米多用于近乎同时期环冈瓦纳的陆缘造山，但结束时间比泛非晚。环冈瓦纳的大洋盆地统称原特提斯洋(广义上)，自西向东分别为伊阿珀托斯洋(Iapetus，源自希腊神话中泰坦神)、Tornquist洋(名称源自瑞典磁学家A. J. H.Tornquist，他和波兰地质学家W. Teisseyre发现的重要断裂带，也称Tornquist-Teisseyre断裂带/缝合带，文献中也常称横贯欧洲缝合带——Trans-European Suture Zone)和狭义的原特提斯洋(亚洲)(Stampfli and Borel, 2002; von Raumer and Stampfli, 2008)。

Frisch and Neubauer(1989)首先提出了彭尼内和奥地利阿尔卑斯基底新元古代-早古生代处于活动大陆边缘的概念(Frisch and Neubauer, 1989)。现在基本公认在新元古代-寒武纪(奥陶纪)阿尔卑斯基底形成于冈瓦纳北缘的活动陆缘(图7)：新元古代-寒武纪弧主要发育在彭尼内的Ticino推覆体(Schalteggeretal., 2002)和Sambuco、Maggia推覆体(Bussienetal., 2011)，中奥地利阿尔卑斯的Silvretta单元(Schalteggeretal., 1997)和陶恩窗以南(Schulzetal., 2004)以及下奥地利阿尔卑斯的Wechsel杂岩(Neubaueretal., 2020)。

目前争议很大的是这些基底形成时的具体位置，比如是靠近东冈瓦纳(Stampflietal., 2013; Haasetal., 2020)还是西冈瓦纳(Torsvik and Cocks, 2013; Siegesmundetal., 2018; Neubaueretal., 2020)。目前开展比较多的工作是碎屑锆石U-Pb年龄(Neubauer, 2002; Linnemannetal., 2004, 2008; Nanceetal., 2008, 2014;ahinetal., 2014; Neubaueretal., 2020)和碎屑白云母40Ar/39Ar年龄(Neubaueretal., 2007)，从这些年龄的物源分析更支持华力西造山带和阿尔卑斯造山带基底亲西冈瓦纳，中-晚寒武世生物古地理同样支持这一认识(Atnishaetal., 2017)。关于这一时期加里东和华力西基底的复原重建，目前看Torsvik and Cocks(2013)的大陆重建更合理，即原阿尔卑斯更接近于东非北部(图11)。

新元古代-寒武纪变基性岩和超基性岩沿彭尼内-中奥地利阿尔卑斯带呈线性分布，向外(北)是寒武纪-奥陶纪的变基性岩-超基性岩，奥陶纪榴辉岩主要沿海尔微呈线性带状分布，奥陶纪花岗岩类在所有阿尔卑斯构造带呈带状分布(图12)。整体上看，阿尔卑斯基底明显含有大量的基性岩-超基性岩组合，且有向北变年轻的趋势，暗示原特斯洋一直在北面向环冈瓦纳地块群俯冲，环冈瓦纳大陆不断向外增生。

图12 阿尔卑斯晚前寒武纪-奥陶纪构造环境重建示意图(据von Raumer, 1998补充修改)单元名称和图7一致

原特提斯洋从北向南(按现今位置)俯冲，弧后经历了一系列复杂的演化过程(Schulz and Bombach, 2003; Schulzetal., 2008; Siegesmundetal., 2018)，目前的研究程度尚难恢复全貌。Schulzetal. (2003)基于陶恩窗南的奥地利阿尔卑斯基底岩浆岩的岩石地球化学研究提出一个奥地利阿尔卑斯基底形成模型，自新元古代至奥陶纪奥地利阿尔卑斯经历了逐渐成熟的活动大陆边缘演化过程，早奥陶世曾打开过原瑞亚克洋(Crypto-Rhiec)，或者把该洋盆看作原特提斯洋的弧后洋盆，在中奥陶世闭合(von Raumer and Stampfli, 2008)。

区域上，环冈瓦纳西段的阿瓦隆地块群在早奥陶世(Taitetal., 1997; Nystheretal., 2002)或稍早(Torsvik and Cocks，2013)从冈瓦纳大陆分裂出来，瑞亚克洋(Rheic名称源自希腊神话女神瑞亚Rhea)打开，分隔开阿瓦隆与阿莫里卡地块群(或者称卡多米地块群)，阿瓦隆东部在晚奥陶世/早志留世与波罗的大陆碰撞(Tornquest洋关闭)(Cocks and Torsvik, 2002; Robardet, 2003; Winchesteretal., 2006)，早古生代末阿瓦隆与北美和波罗的碰撞最终关闭欧美原特提斯洋(Iapetus)。而东部亚洲原特提斯洋则可能是环冈瓦纳地块之间的准原地开合(Lietal., 2018; Zhaoetal., 2018)，东西原特提斯洋闭合方式的差异使得东西原特提斯空间对比出现困难。

图13 瑞亚克洋和华力西地块早志留世重建示意图(据Nance et al., 2012; Franke et al., 2017修改)

3.2 晚奥陶世-志留纪裂解漂移

图14 中欧华力西带板块演化示意图(据Franke, 2017修改)

关于奥陶纪以后中-东南欧的板块模型，也开始由原来一个洋(Robardetetal., 1990)或两个洋模型(Matte, 1986)向多岛洋模型(Frankeetal., 2017)(图13)转变，这也可由残留在造山带的多条蛇绿岩带(图4)体现出来。晚奥陶世-志留纪冈瓦纳大陆北缘伸展(Linnemannetal., 2008; von Raumer and Stampfli, 2008; Nanceetal., 2010; Gaggeroetal., 2012)，在彭尼内基底的Aiguilles Rouges获得大量晚奥陶-早志留世(～440Ma)的变质事件(Schulz and von Raumer, 2011)，在中奥地利阿尔卑斯Ötztal杂岩的局部深熔热事件(450～430Ma)(Thönyetal., 2008; Rodeetal., 2012)，是阿尔卑斯地壳深部层次伸展的表现。上奥地利阿尔卑斯的沉积演化记录了地壳浅部层次的伸展(Schönlaub, 1997; Neubaueretal., 2007)。格拉茨变基性岩(志留纪)(Fritz and Neubauer, 1988)和陶恩窗南部的中奥地利阿尔卑斯基底的板内玄武岩(430Ma)(Schulzetal., 2004)，也被归因于晚奥陶世-志留纪地壳伸展。

来自南阿尔卑斯的卡尔尼克地区晚奥陶世钾质斑脱岩层(Schönlaubetal., 2011)可能具有类似的意义，然而，卡尔尼克阿尔卑斯的钾质斑脱岩层为几毫米，最大到2～3cm，这表明火山源区相当远(Histonetal., 2007)。表明与奥地利阿尔卑斯间可能通过一个宽度未知的开阔海域分开，本文推断可能是Plankogel杂岩较老一组蛇绿岩代表的华力西期洋盆，由于露头主要分布在绍山(Saualpe)南，本文暂称南绍山洋。

除阿尔卑斯带外，从西班牙到中欧华力西带都有伸展的证据， 如比利牛斯山(晚奥陶世-志留纪)(Casasetal., 2010; Navidadetal., 2018)，Barrandian(波西米亚地块内)(可能持续到中泥盆)(Chlupaĉetal., 1998)，萨克森-图林根(von Raumer and Stampfli, 2008)。

总体上，在晚奥陶世-志留纪期间，阿尔卑斯地区基底中的火成岩活动相对变弱(图6)，这个时期地块以向北漂移为主，形成多岛洋格局(图13)。除南阿尔卑斯与奥地利阿尔卑斯是分开的，奥地利阿尔卑斯与阿莫里卡地块群也有洋域分隔开(Schätzetal., 2002)(图13)。关于这些小洋盆的规模研究程度仍然较低。志留纪末(～420Ma)古特提斯洋打开(Stampfli and Borel, 2002; Schulzetal., 2004; Torsvik and Cocks, 2004; von Raumer and Stampfli, 2008; Arboitetal., 2019)，标志所有原阿尔卑斯地块脱离冈瓦纳大陆。

图15 晚石炭世重建示意图(复位图据Torsvik and Cocks, 2016修改；缝合带据Simancas, 2005；Murphy，2006；Torsvik and Cocks, 2013)

3.3 泥盆纪-石炭纪地块拼贴

早泥盆世瑞亚克洋开始双向俯冲消亡(von Raumer and Stampfli, 2008; Nanceetal., 2012; Frankeetal., 2017)，华力西旋回分为多个构造变质和岩浆阶段(Matte, 2001; Stampflietal., 2013)，主要因为欧洲华力西带的演化涉及多个洋盆的消亡(图13、图14)，晚泥盆纪时古地理格局相对明确，在已拼贴的阿莫里卡地块群(华力西内带)南北两侧都存在洋盆(华力西外带)尚未关闭(图14)，北面为瑞亚克洋闭合后又在其北侧重新打开的莱茵-华力西洋(von Raumer and Stampfli, 2008; Frankeetal., 2017)，南侧为南绍山洋，向东可能与西喀尔巴阡山的北Gemeric蛇绿岩(Radvanecetal., 2017)相连(图4)。

海尔微Aiguilles Rouges地块(von Raumer, 1984)和中央地块、孚日山和黑森林(Wickert, 1988; Eisbacheretal., 1989)晚泥盆世-早石炭世的沉积序列基本可以对比，这些沉积物主要是夹钙碱性火山岩的杂砂岩和页岩，火山岩具有弧性质(Eisbacheretal., 1989)，波西米亚地块中也存在晚泥盆世至早石炭世弧(Lardeauxetal., 2012)。海尔微基底和陶恩窗发育中泥盆世、早石炭世与俯冲相关的弧花岗岩(von Raumer, 1998; Eichhornetal., 2000)，这些火山岩浆作用可能与南绍山洋向北俯冲相关。另外，在土耳其北部萨克尔亚地块也发现了泥盆纪俯冲相关花岗岩类(Aysaletal., 2012)。

华力西外带与内带的沉积差异非常明显，南阿尔卑斯泥盆纪浅水相碳酸盐岩沉积(Flügel, 1990)，包括远洋灰岩，之后是早石炭世维宪期复理石沉积。Nötsch-Veitsch带早石炭世的硅质碎屑岩浅水沉积和礁灰岩沉积，碎屑岩40Ar/39Ar年龄多显示为华力西变质岩(Handleretal., 1997)，可能代表了海沟充填(Neubaueretal., 2007)。晚石炭世为陆相砾岩，为同碰撞环境产物(Neubauer, 1988; Läuferetal., 1993)，即南绍山洋的关闭。在北面外带莱茵-华力西、撒克逊-图林根、莫拉瓦-西里西亚带也发育维宪期复理石(Läuferetal., 2001)，表明南北华力西洋闭合时间基本一致。

晚石炭世出现统一盖层是一个重要的标志，其沉积历史在莫尔多瑙和阿尔卑斯地区显示出极大的相似性(von Raumer, 1998)，大部分地区为河流相沉积，但南阿尔卑斯卡尔尼克地区有海相沉积，可能代表古特提斯沉积的北部边界(Schönlaub, 1997)。

3.4 晚石炭世-早二叠世活动陆缘

早晚石炭世之交(～320Ma)劳亚和冈瓦纳大陆合并形成了潘吉亚泛大陆(图15、图16)(Stampfli and Borel, 2002; Gutiérrez-Alonsoetal., 2008; Stampflietal., 2013)。西冈瓦纳大陆与北美克拉通穿时碰撞，发生在晚石炭世-早二叠世(Hatcher, 2002; Nanceetal., 2012)。

图16 潘吉亚大陆拼合时间流程图

中-东南欧的华力西期造山运动发生在环冈瓦纳源的地块和阿瓦隆(-波罗的)之间(Stampfli and Borel, 2002; Stampfli and Kozur, 2006)，主要为地块增生造山，并不是南北两大陆之间的陆陆碰撞造山。此时，向东开口的大洋为经典定义中的古特提洋(engör, 1984)，在华力西造山形成过程中古特提斯由被动陆缘转换成活动陆缘(Stampfli and Borel, 2002; Stampfli and Kozur, 2006)。

基于对陶恩构造窗晚华力西期花岗岩的分析，Finger and Steyrer (1990)首先提出阿尔卑斯陆缘弧的概念。后来，Stampfli(1996)发现除了阿尔卑斯地区，从西班牙半岛的加泰罗尼亚、比利牛斯和意大利的卡拉布里亚、撒丁岛、科西嘉岛，法国的普罗旺斯、托斯卡纳推覆体、布赖恩·昂纳尼斯地区、到整个东、南阿尔卑斯都存在同期类似性质的岩浆岩(Stampfli, 1996)。除深成岩浆作用，早二叠世钙碱性安山质火山岩普遍出现(Bonin, 1990; Beneketal., 1996), 如阿尔卑斯前陆带的钻孔(瑞士北部Weiach)(Schaltegger, 1997))，海尔微带的Aar地块(Schaltegger and Corfu, 1995)，Aigulles Rouges地块(Niklaus and Wetzel, 1996; Capuzzo and Wetzel, 2004)。彭尼内带也有石炭纪末/二叠纪火山岩(Bussyetal., 1996)。Stampfli(2001)提出了这些岩浆岩与古特提斯洋俯冲有关(Reischmannetal., 2001; Stampflietal., 2001; Andersetal., 2006)，这一活动的陆缘岩浆弧最西边可能到伊比利亚半岛(Gutiérrez-Alonsoetal., 2011; Neivaetal., 2012; Pereiraetal., 2014)，该弧向东延伸与丝路弧(Natal’in andengör, 2005)相连。

3.5 二叠-三叠纪大陆裂谷和弧后伸展

阿尔卑斯普遍发育二叠纪岩浆作用(图17)和高温低压变质作用，被称为“二叠纪事件”(Schuster and Stüwe, 2008; Thöni and Miller, 2009)，但是关于其构造背景争议很大，主要有大陆裂谷和弧后伸展两种观点：前一种观点认为从二叠纪一直持续到中三叠世梅里阿塔洋经历了从大陆裂谷到大洋打开的连续过程(Kozur, 1991; Neubaueretal., 2000)；后一种观点认为古特提斯洋斜向俯冲在华力西带南缘引起了弧后伸展作用(Finger and Steyrer, 1990; Stampfli and Kozur, 2006; Cassinisetal., 2012)或至少与俯冲带后退密切相关(Spiessetal., 2010)。

图17 二叠纪古地理示意(据von Raumer, 1998; Haas et al., 2020修改)

奥地利阿尔卑斯离俯冲带较远，二叠-三叠纪沉积盆地主要表现为裂谷特征(Neubauer, 2016)，三叠纪以后与南阿尔卑斯隔梅里阿塔洋，其火山岩浆作用不一定与古特提斯洋俯冲相关，似乎可以和北面欧洲大陆腹地广泛大陆裂谷(Ziegler, 1986; Nikishinetal., 2002)为同一背景。而南阿尔卑斯火山岩明显具有大陆弧特点(Storcketal., 2019)，这与早期的研究结果一致(Castellarinetal., 1988)。东南欧不同地块中也广泛分布二叠纪-三叠纪弧岩浆岩(Aysaletal., 2018)。产生这些岩浆作用用古特提斯洋的俯冲解释(Stampfli and Kozur, 2006; Cassinisetal., 2008; Aysaletal., 2018)比较合理。按现今的地理考虑，这似乎表明古特提斯洋俯冲带在南阿尔卑斯以南(图18、图19)。

图18 阿尔卑斯前中生代基底二叠纪重建示意图(据Von Raumer et al., 2013简化修改)

图19 阿尔卑斯晚二叠-晚三叠世板块演化示意图

到三叠纪卡尼期，古特提斯洋沿欧亚南缘俯冲后退触发了一系列弧后洋盆(如梅里阿塔)的打开(Vavassisetal., 2000; Stampfli and Kozur, 2006)，随后在侏罗纪打开瓦尔达洋(Stampfli and Borel, 2004)。阿尔卑斯旋回同样开始于卡尼期，这一时期对应于古特提斯洋的最后关闭(Kozur, 1999; Stampfli and Kozur, 2006)和中大西洋-阿尔卑斯域裂谷的开始(图7)。

由于Plankogel蛇绿岩年龄的确定，表明古特提斯洋至少伸入奥地利阿尔卑斯，但是蛇绿岩最终如何就位还不好解释，我们初步提两个模型来解释Plankogel蛇绿岩的形成：1)二叠纪时南阿尔卑斯与奥地利阿尔卑斯相距较远(Stampfli and Kozur, 2006; Stampflietal., 2013)，Plankogel蛇绿岩可能从西面错移过来(图18中模型1)；2)按现在位置来考虑，二叠纪时南阿尔卑斯与奥地利阿尔卑斯接近(图18中模型2)，Plankogel蛇绿岩在南阿尔卑斯以南的某个位置逆冲推覆到现今位置。基于模型2，我们提出Plankogel蛇绿岩所代表古特提斯洋向南阿尔卑斯下俯冲，南阿尔卑斯相当于岩浆弧，奥地利阿尔卑斯为弧后区(图19)。

4 总结和问题

阿尔卑斯四个基底单元组成各具特色，海尔微和南阿尔卑斯西部基底主体由俯冲增生杂岩构成，中、下奥地利阿尔卑斯是在泛非期基底上形成增生弧，彭尼内基底主体相当于弧后盆地组合，上奥地利阿尔卑斯现今作为无根的推覆体，华力西造山前一直根置于冈瓦纳大陆的被动大陆陆缘。中奥地利阿尔卑斯的基底最复杂，但是基底阶段的地质记录最全，是研究从原特提斯到古特提斯演化的关键区域。

依据目前的资料和最新研究进展，本文将东阿尔卑斯基底构造演化归纳如下：前中生代原阿尔卑斯起源于冈瓦纳大陆边缘，北面受原特提斯洋俯冲制约，原阿尔卑斯孕育于新元古代-早古生代不断进化中的岛弧(陆缘增生弧)，长期的俯冲增生造就阿尔卑斯结晶基底，主要分布在奥地利阿尔卑斯和彭尼内基底中。古生代中期原阿尔卑斯从冈瓦纳向欧洲大陆漂移，游离于华力西多岛洋中，北面为瑞亚克洋，南面为南绍山洋。泥盆纪南阿尔卑斯裂解打开古特提洋，于石炭纪维宪期阿尔卑斯各基底地块拼贴增生于古欧洲大陆南缘，南面受古特提斯洋俯冲制约，南阿尔卑斯转换成欧洲大陆的南部活动大陆边缘，俯冲作用叠加在华力西期造山带之上。

关于其演化过程仍有几个关键问题还有待于深入研究：

(1)起源于冈瓦纳陆缘的四个阿尔卑斯基底单元位置还有很大的不确定性，是集中分布在非洲边缘？还是分散在冈瓦纳北缘的不同位置，后来归并在一起？再加上华力西期和阿尔卑斯期造山运动的影响，这进一步增加了冈瓦纳大陆陆缘地块复位的困难。尤其是Stampflietal. (2013)和von Raumeretal. (2013)提出的巨大阿尔卑斯造山拼贴体很可能与中国的西部构造单元有密切的关系，仍然值得思考；

(2)阿尔卑斯从南到北转化过程，如何从原特提斯洋向瑞亚克洋过渡再向古特提斯洋转换，这进一步涉及东西原-古特提斯对比；

(3)经典的华力西碰撞造山带从阿尔卑斯如何通过喀尔巴阡、巴尔干半岛向东延伸；

(4)南阿尔卑斯和奥地利阿尔卑斯之间的Plankogel杂岩所代表的两期蛇绿岩，尤其是晚二叠世-早三叠世蛇绿岩对于解决古特提斯洋西延是至关重要的。

致谢感谢中国地质大学(北京)刘俊来教授和中国地质科学院地质研究所翟庆国研究员对本文认真而细致的评审，他们提出的宝贵建议大大提升了本文质量。

谨以此文祝贺杨振升先生九十华诞暨从事地质事业七十年。