（完整版）印度尼西亚构造地质（中⽂版）
飞行交响乐印度尼西亚地质
罗伯特·霍尔
伦敦皇家霍洛威⼤学
印度尼西亚位于欧亚⼤陆的东南边缘，地质情况复杂。其邻接构造活跃地区，特点是由于俯冲作⽤造成的地震和⽕⼭作⽤频繁。西印尼主要是由⼤陆地壳⽀撑，⽽在东印尼地区，更多的是弧形地壳和蛇绿岩层，和⼀些年轻海洋盆地。3亿年前，冈⽡纳⼤陆超⼤陆块与欧亚俯冲边缘相撞，裂开的地层⽚段重组形成了印尼岛。现代印尼地质明显是新⽣代时在此边缘俯冲与碰撞的结果。 现代地质构造背景
印尼是由超过18000个岛屿组成的巨⼤岛，从北纬6度到南纬11度穿过⾚道，从东经95度到141度，延伸超过5000公⾥（图1和2）。其位于三⼤主要板块的交界处：欧亚⼤陆，印度-澳⼤利亚，和太平洋-菲律宾海（图1）。在印尼西部，位于欧亚和印度板块边界上的是巽他海沟（Sunda Trench）。位于苏门答腊岛与此海沟平⾏的是右⾏⾛滑的苏门答腊断层，在海沟和与海沟平⾏处的进⼀步向北运动，将斜板收敛分割成普通收敛，形成了此断层。苏门答腊岛的⼤部分主动变形位于巽他海沟和苏门答腊断层之间。
与此相反，⽖哇岛东部，主动变形发⽣于宽可达2000公⾥的⼀复杂缝合带中，包括⼀些⼩板块和多重俯冲地带；板块边界（图1）为⼀些海沟和另⼀个主要⾛滑带，左⾏索龙(Sorong)断层，从新⼏内亚延伸到苏拉威西岛。全球定位系统测量显⽰印尼板块间有很⾼的相对移动速度，⼀般超过了每年⼏厘⽶。
⽕⼭和地震活动
通过地震带和⽕⼭带（图1）⼤体上可很好地界定俯冲地带，地震带深可达600km（图3）。⾃从公元1500年，印尼⾄少有95座⽕⼭爆发过，⼤部分位于下降的岩⽯圈板块之上100公⾥到120公⾥之间。⽕⼭爆发指数（VEI）超过4的巨⼤爆发次数记录有32次；其中19次是过去200年间爆发的，包括1815年的
Tambora⽕⼭爆发（VEI=7）和1883年的Krakatau⽕⼭爆发（VEI=6）。位于松巴哇岛(Sumbawa)的Tambora⽕⼭，因其对全球⽓候的影响⽽⼴为⼈知，其1815年的爆发造成了北半球的“⽆夏之年”，致使庄稼歉收，导致饥荒和⼈⼝流动。74000年前苏门答腊岛的Toba⽕⼭爆发甚⾄更⼤（估计VEI为8），是地球过去2百万年内最⼤的⼀次⽕⼭爆发。
地质灾害防治条例
图1 印度尼西亚地理和周围地带，显⽰现代构造边界和⽕⼭活动。印尼以绿⾊标出，临近国家为灰⽩⾊。等⽔深线为200
⽶，1000⽶，3000⽶，5000⽶和6000⽶。印尼三⼤著名⽕⼭爆发地点以红字标出。红⾊箭头指的是板块会聚载体，有印度板块和菲律宾海板块相对于欧陆板块，和澳⼤利亚板块相对于太平洋板块。在帝汶岛没有什么推⼒。斯兰岛槽和弗洛勒斯岛-韦塔岛峰是活跃推⼒地带。
图2 显⽰印尼地区地势和海洋⽔深的数值地形图。与图1⽐较构造和地理特征
巽他⼤陆
印尼内部（图2），尤其是⽖哇海，巽他陆架，和周围突出的，但低地形的，苏门答腊岛和加⾥曼丹（印尼婆罗洲）区域，⼤都没有地震和⽕⼭活动（图1
和图3）。此构造地区组成了此地区的⼤陆中⼼，即巽他⼤陆。
巽他⼤陆向北延伸⾄泰国-马来半岛和印尼，在更新世形成了露出的⼤陆。⼤多数巽他陆架⽐较浅，⽔深显著⼩于200⽶（图2），缺少地形起伏使⼈误认为这是块稳定区域。巽他⼤陆通常被描述为⼀个地
理屏障或是稳定地层，但是地质观察，热流和地震断层摄影术显⽰并不是这样。新⽣代时期，沉积盆地的深处地层和局部但⼴泛分布的造⼭提升作⽤，发⽣过显著变形。不像⼴为⼈知的地理屏障或稳定地层（如波罗的海和加拿⼤），巽他⼤陆下没有形成于前寒武纪的冰冷的厚厚⼀层岩⽯层⽀撑。其内部有⾼表⾯热流值，⼀般⾼于80mW每平⽅⽶。在印尼边缘，⾼热流值反映的是与俯冲作⽤相关的岩浆作⽤，但巽他⼤陆⾼热的内部可能是造成的。⾼上地壳热流是由放射性花岗岩及其侵蚀作⽤的产物，以及沉积物的绝缘作⽤还有⾼地幔热流形成的。P和S波形地震断层摄影法显⽰，巽他⼤陆此地区的岩⽯圈和下伏软流圈移动速度较低，与此对照，印度和澳⼤利亚⼤陆西北部和东南部的岩⽯圈更冷更厚。如此低的地幔速度通常解释为⾼温的原因，这与地区⾼热流⼀致，但也部分反映了不同的组成物质或更⾼的挥发物含量。
图3 1964年到2000年的印尼的地震活动。等⽔深线为200⽶到6000⽶
图4 印尼地区的演变。滇缅泰马和东马来亚-印度⽀那陆块在三叠纪时碰撞。额外地壳覆盖到了巽他⼤陆中⼼，主要是由于后来⼤陆块的碰撞。现代活跃变形地带以黄⾊标出。此复杂板块边界地区内以灰⾊标出的地区，下⾯是新⽣代的海洋地壳。
长时间俯冲作⽤的影响
上地幔移动速度和热流观察显⽰，此地区下是由薄⽽不稳固的岩⽯层⽀撑。作为对⽐，在印尼之下的下地幔，移动速度异常快，显⽰俯冲岩层的积累。
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这些特点是印尼边缘长时间俯冲作⽤的结果。活动地缘是岩浆作⽤，加热和弱化的结果，但是疲软岩层从⽕⼭区延伸数百公⾥。此岩层的特点，连同导致⼤陆演变的发⽣于俯冲作⽤边缘的反复碰撞⼀起，对印尼形成有重⼤影响。
印度尼西亚的前新⽣代历史
印尼西部，尤其是苏门答腊岛和婆罗洲，内有⼤部分印尼最古⽼的岩⽯。
九年级化学教学案例苏门答腊：基底
苏门答腊代表着马来半岛的地质学延续，⼤范围分布着古⽣代和中⽣代的露出岩。地表最古⽼岩⽯是⽯炭纪的沉积岩，但在马六甲海峡的⽯油钻孔中，报告发现可能为泥盆纪的岩⽯，苏门答腊中⼼地区钻孔中的花岗岩⽯为志留纪的。岩脉中的捕虏岩，沉积物中的花岗岩碎屑，和苏门答腊不同地区的⾼品质变质岩，显⽰为前⽯炭纪的结晶基底，与马来半岛之下深层的原⽣代的基底类似。
苏门答腊：华夏系和冈⽡那陆块
在苏门答腊西部，古⽣代沉积年代范围为⽯炭纪到三叠纪，⼆叠纪的⽕⼭岩与华夏系有联系。这些被认为组成了印度⽀那—东马来半岛陆块的⼀部分（图4），是冈⽡那⼤陆在泥盆纪时分离出来的，在⽯炭纪时，位于温暖的低纬度热带地区，形成了独特的植物落。
与之相⽐，在苏门答腊东部，包括卵⽯泥岩的⽯炭纪沉积，认为是形成于冰川时期的混积岩。这些表明与温度较低的冈⽡那⼤陆有关。⽯炭纪的岩⽯和相关的⼆叠纪和三叠纪的沉积物属于滇缅泰马陆块（图5）。滇缅泰马陆块在⽯炭纪处于⾼南纬度，在⼆叠纪与冈⽡那⼤陆分离，并与印度⽀那—东马来半岛陆块碰撞，在三叠纪时已与华北华南陆块合并。
苏门答腊：三叠纪碰撞
滇缅泰马陆块和印度⽀那—东马来半岛陆块的碰撞，是印尼地质演进的第⼀步。泰国—马来西亚锡带内⼴泛分布的花岗岩⽯⼀直延伸到印尼西部，是俯冲作⽤和碰撞后有关的岩浆作⽤的产物。
苏门答腊：中⽣代
中⽣代沉积记录有限，但仍显⽰巽他⼤陆⼤部，包括印尼⼤部分地区是突出地层。在中⽣代，苏门答腊地块重组，很可能是由于活跃地带的⾛滑断层。同位素测年显⽰，发⽣过数次花岗岩的岩浆作⽤，推测于侏罗纪和⽩垩纪，发⽣在类安第斯⼭脉的地区。海洋沉积岩沉积在洋内弧，洋内弧与苏门答腊地区于中⽩垩世发⽣过碰撞。这次碰撞增加了弧岩和蛇绿岩到苏门答腊南端。
点线面构成
婆罗洲：中⽣代碰撞
西南部的婆罗洲（图4）可能是三叠纪巽他⼤陆的东部，或者它可能是于⽩垩纪早期加⼊的⼤陆块，处于纳⼟纳岛向南延伸的缝隙上。古⽣代的主要代表是⽯炭纪到⼆叠纪的变质岩，尽管在加⾥曼丹东部发现了河⾥的鹅卵⽯是泥盆纪的⽯灰岩。⽩垩纪的类花岗岩⽯深成岩体，与⽕⼭岩有关，侵⼊了婆罗洲西南部
的Schwaner⼭脉的变质岩层。在北边，加⾥曼丹的西北部，或称古晋地区，含有富含化⽯的⽯炭纪⽯灰岩，⼆叠纪到三叠纪的花岗岩，三叠纪的海相页岩，含菊⽯的侏罗纪沉积岩和⽩垩纪混成岩。在沙捞越，三叠纪的植物落显⽰华夏系联系和与印度⽀那相关。古晋地区可能标志着俯冲地带从东亚⼀直往南，在此蛇绿岩，岛弧，和微⼤陆地壳⽚段在中⽣代时互相碰撞和变形。
苏门答腊，⽖哇，加⾥曼丹，苏拉威西岛：⽩垩纪活跃地缘
这个⽩垩纪时的活跃地缘，从苏门答腊延伸到⽖哇岛西部，然后继续向东北穿过婆罗洲东南部进⼊苏拉威西岛西部，证据是在⽖哇岛中部，加⾥曼丹东南部的Meratus⼭脉和苏拉威西岛西部分布着的⽩垩纪时⾼压低温俯冲作⽤形成的变质岩。苏拉威西岛西部和⽖哇岛东部（图4）下⾯，⼀部分是太古代地壳，地化和锆⽯定年显⽰，此地壳来⾃于澳⼤利亚西缘。此陆块与巽他⼤陆碰撞后，在⽩垩纪晚期，俯冲作⽤停⽌了。
巽他⼤陆：⽩垩纪的花岗岩⽯
⽩垩纪的花岗岩⽯⼴泛分布于Schwaner⼭脉，沙捞越西部，巽他陆架和泰国—马来西亚半岛。⼀般认为是活跃地缘类安第斯
⼭岩浆作⽤的产物，但分布于很⼤的区域，⽽不太可能是俯冲地带。这些花岗岩很可能是⽩垩纪时在婆罗洲，⽖哇东部和苏拉威西岛侵⼊的⼤陆⽚段，经碰撞后的岩浆作⽤形成。
印度尼西亚的新⽣代历史
房地产平面广告设计印尼⼤部覆盖着新⽣代的岩⽯。这些岩⽯位于巽他⼤陆及其周围的沉积盆地中。这⾥有俯冲地缘处⽕⼭活动的产物，有蛇绿岩，弧岩，和碰撞时侵⼊的澳⼤利亚地壳层。
对⽩垩纪晚期和古新世所知甚少，这是因为缺乏此年代的岩⽯。从苏门答腊到苏拉威西岛，巽他⼤陆南部可能是⽩垩纪晚期和新⽣代早起最为突出的地层，侵蚀作⽤⼴泛分布；最古⽼的新⽣代岩层⼀般不整合地位于⽩垩纪或更⽼的岩层之上。俯冲作⽤的迹象很少，尽管在苏门答腊和苏拉威西岛有很少⼀点的⽕⼭活动。在新⽣代开始时期，⼤部分印尼周围都是不活动地缘。
始新世俯冲作⽤开始
在⽩垩纪时期，印度向北移动，并在新⽣代早起与亚洲碰撞，但⼜转到苏门答腊西部。⼤约4500万年前始新世时，澳⼤利亚开始迅速向北移动。此时，印尼之下地层北⽅向的俯冲作⽤重新开始，在活跃地缘产⽣了⼴泛分布的⽕⼭岩。巽他陆弧从苏门答腊延伸，穿过⽖哇岛和苏拉威西岛北海湾，⼀直到太平洋西部。从始新世到中新世早期，太平洋西部，澳⼤利亚北部远端的哈马⿊拉岛弧位于北倾俯冲作⽤区上，是活跃地带。
同样在始新世时，在巽他⼤陆的北端，原中国南海的南向俯冲作⽤开始。从婆罗洲西南部向北带来的沉积物储存在此活跃地缘的深海地层中。新⽣代早期加⾥曼丹的⽕⼭活动时期和特点尚不明确，但可能与此俯冲作⽤有关。
始新世断裂作⽤
在巽他⼤陆内部，⼴泛的断裂作⽤始于与俯冲作⽤相近的时期，并导致了很多沉积盆地的形成。这些盆地，有些深度超过了10公⾥，充满了新⽣代沉积物，并富含碳氢化合物。其中⼀些最⼤的盆地位于苏门答腊，⽖哇岛的近海地区，和加⾥曼丹东部。在巽他⼤陆东南部，始新世断裂作⽤导致婆罗洲和苏拉威西岛西部的分离，从⽽形成了孟加锡海峡（图2），到渐新世时，加⾥曼丹东部⼤部和海峡成为了⼴⼤的深⽔地区。在苏拉威西岛西部，浅海沉积继续，在南部海湾有⼤量的台地相⽯灰岩。海峡的南部相对狭窄（⼤约1公⾥），底下是⼤陆地壳。海峡北部与西⾥伯斯海相连，但尚不清楚其下层
是海洋地壳还是延伸的⼤陆地壳，因为在2.5公⾥深的海床之下有深达14公⾥的沉积层。现今孟加锡海峡是太平洋⾄印度洋⽔流和热流的主要通道，在⽣物地理学上有重要影响。标志着亚洲和⼤洋洲动物的重要边界的华莱⼠线，就是随着孟加锡海峡向南，并穿过巴厘岛和龙⽬岛之间的。
中新世：⼤陆碰撞
在中新世早期，由于碰撞蛇绿岩被置于苏拉威西岛的澳⼤利亚和巽他⼤陆板块之间，还有更远的太平洋东部的澳⼤利亚⼤陆板块和哈马⿊拉岛弧之间。苏拉
威西岛的蛇绿岩层是巽他⼤陆和澳⼤利亚板块之间前弧段和⼤洋地壳的残留物，⽽摩⿅加岛北部的蛇绿岩是菲律宾板块弧的⽚段。中新世早期更迟些时候，北婆罗洲和南中国⼴⼤的被动⼤陆边缘相碰撞，在苏拉威西岛东部和婆罗洲形成了⼭脉。最早的澳⼤利亚⼤陆地壳在印尼东部侵⼊（图5），但随着澳⼤利亚向北移动，在印尼东部发⽣延伸变化，微型⼤陆断块沿着平移断层移动带来的⼩型碰撞使得地质更加复杂。在巽他弧，⽖哇岛的⽕⼭活动减弱了⼏百万年时间，在随后中新世后期，苏门答腊到班达弧的⽕⼭活动⼜增强了。
新第三纪：⽖哇岛—苏门答腊岛
在中新世的早中期，在巽他弧的⽖哇岛—苏拉威西岛区域，⽕⼭活动⼤⼤降低了，尽管北向俯冲作⽤
继续。岩浆作⽤的减弱是由于印尼东部与澳⼤利亚⼤陆的碰撞，引起婆罗洲和⽖哇岛的旋转。俯冲带向北运动，阻⽌了上地幔源的补充，直到中新世中期后端旋转停⽌为⽌。1000万年前，从⽖哇岛沿着巽他弧向东，⽕⼭活动⼜开始⼤量活跃。中新世后期以来，在苏门答腊和⽖哇岛，发⽣了逆冲和收缩变形，此变形与海沟上浮特征，或者上冲板块和下沉板块之间的增强耦合作⽤有关。过去的⼏百万年间，两个岛都被提升⾄海平⾯以上。
新第三纪：婆罗洲
婆罗洲⼭脉的升起，增加了环婆罗洲地区沉积盆地的沉积物产量。在加⾥曼丹东部，从中新世到最近的厚沉积层，充满了始新世断裂作⽤形成的可容空间。⼤部分源⾃婆罗洲⾼原地带的侵蚀，和西部和北部盆地边缘较⽼部分的倒置。这些变化开始于中新世早期。在马哈坎三⾓洲和孟加锡海峡近海深⽔区，直到今天沉积作⽤仍在继续。
在加⾥曼丹中⼼的部分地区，有中新世的岩浆作⽤和相关的⾦矿体，但碰撞后加⾥曼丹的⼤部分⽕⼭活动停⽌了。在婆罗洲较⼩的上新世更新世⽞武岩岩浆作⽤可能反映了深层次原因，如中新世碰撞岩⽯层增厚之后的分层作⽤。
新第三纪：苏拉威西岛
苏拉威西岛有⼀个仍待解开的复杂历史，还没有被充分了解。在苏拉威西东
部，碰撞最初导致蛇绿岩层和澳⼤利亚陆地岩层的逆冲。然⽽，收缩变形之后是中新世中期的新的延伸。苏拉威西岛北部发⽣
了中新世核⼼复杂变质，苏拉威西岛南部发⽣了拉伸岩浆作⽤，在苏拉威西岛的海湾之间形成了哥伦打洛海湾和Bone海湾深处的盆地。
上新世时压缩变形开始了，部分原因是苏拉威西岛东部的Banggai-Sula微⼤陆块的碰撞，导致了收缩和提升。地质勘查，古地磁的调查和GPS观测显⽰，新第三纪时期苏拉威西岛发⽣了包括延伸作⽤，陆块旋转和平移断层在内的复杂地层变形。在突出的Palu-Koro平移断层附近（图1），有被迅速掘出的上地幔和下部地壳岩层和年轻的花岗岩⽯。上新世时期，⼭脉升起的同时，苏拉威西岛⼤部进⾏着粗碎屑沉积。苏拉威西岛西部的褶皱冲断层带向西进⼊孟加锡海峡。现今，在苏拉威西岛北部海湾之下有苏拉威西海的南向俯冲作⽤，印鲁古海北部海湾东边有西向的俯冲作⽤（图1）。
新第三纪：班达
班达弧是马蹄形弧，从弗洛勒斯岛延伸⾄布鲁岛，包含了帝汶岛和斯兰岛，岛屿形成了外部⽆⽕⼭带弧形，和内部⽕⼭带弧形。此年轻的延伸地区不常见，在澳⼤利亚—巽他⼤陆碰撞地带内部演变，在向北移动的澳⼤利亚板块内由海湾的俯冲作⽤形成。
在中新世中期，班达湾的侏罗纪海洋岩⽯圈开始向⽖哇海沟俯冲。俯冲轴很快向南向东⽅向回滚，使得地壳上层延伸。苏拉威西岛的延伸作⽤开始于中新世中期。俯冲轴回滚到班达海湾，形成了新第三纪班达⽕⼭弧形地带，并开始形成北班达海，佛洛瑞斯海，和后来的南班达海。三四百万年前，在帝汶岛⽕⼭弧地带和澳⼤利亚地缘碰撞，产⽣逆冲作⽤。在帝汶岛推覆体的最上层和其它班达岛屿发现了亚洲边缘和早第三纪的巽他弧的残部。
碰撞之后，帝汶岛地区的收敛作⽤和⽕⼭活动停⽌了，尽管其西边和东边⽕⼭活动仍在继续。在弧的北部介于弗洛勒斯岛和韦塔岛（图1）之间，在俯冲极性倒转作⽤影响下，形成了新的板块边界。班达地区现在正在收缩。在过去的三百万年中，班达地区明显缩短，并可能对斯兰岛海沟南部多贝拉伊微⼤陆的南缘进⾏内⼤陆俯冲作⽤。
新第三纪：北摩⿅加岛
在印尼东部，哈马⿊拉岛和桑义赫弧是现在地球上唯⼀碰撞的弧。这两个现在活跃的⽕⼭弧线带形成于新第三纪期间。桑义赫弧位于始新世海洋地壳之上，最初形成于新⽣代早期巽他⼤陆缘。现今哈马⿊拉岛弧基于更早的弧上，其中最古⽼的是太平洋内形成的中⽣代内海洋弧。中新世早期弧与澳⼤利亚陆块的碰撞，终⽌了北向俯冲作⽤，北澳⼤利亚板块边界在新⼏内亚内变成了主要为左⾏⾛滑的地带。⽕⼭活动停⽌了，到处分布着浅洋性⽯灰岩的矿床。在索龙断层地带内，弧形岩层被向西移动。
在断层系统的西端，桑义赫弧之下有俯冲作⽤，从新⼏内亚切下的⼤陆碎⽚苏拉威西岛内有碰撞作⽤。
哈马⿊拉岛的东向俯冲作⽤的起因可能是其在苏拉威西岛的西端的索龙左
旋断层带缺乏层线的缘故。现今的印鲁古海双俯冲系统开始于中新世中期，哈马⿊拉岛弧的⽕⼭活动开始于约1100万年前。⾃那时起印鲁古海的东边和西边被俯冲作⽤消减掉了。这两个弧形地带⾸次接触于⼤概300万年前，此后就是哈马⿊拉岛的前弧和后弧对着活跃⽕⼭弧形地带的反复逆冲。碰撞形成了印鲁古海中部的岩楔，包括从桑义赫弧基岩切下的蛇绿岩。这些是索龙断层斜⾯间的⼤陆地壳⼩碎⽚。
新第三纪：新⼏内亚
在新⼏内亚，三叠纪晚期的断裂作⽤形成了中⽣代时澳⼤利亚⼤陆北部的不活跃地缘，新⽣代时期那⾥⼴泛分布着碳酸盐沉积物。在此不活跃地缘北部有若⼲海洋盆地和弧形地带，形成于俯冲地带之上；此地区可能和现今的太平洋西部⼀样复杂。在中新世初期，弧形地带和澳⼤利亚⼤陆的碰撞将弧形和蛇绿岩层侵位，然后在复杂⾛向滑距地带向西移动。哈马⿊拉岛弧是其中之⼀。现今，新⼏内亚北部的下⾯就是这些弧形和蛇绿岩层，由于断层作⽤变成了碎⽚。在上新世，俯冲作⽤可能开始于新⼏内亚海沟（图1），因为现在有⼀个不确定的南向俯冲作⽤，深达150公⾥。那有孤⽴的，但重要的
岩浆作⽤。此岩浆作⽤与包括格铜⾦矿和艾斯伯格复合矿在内的世界级铜矿和⾦矿的形成有关。新⼏内亚的主⼭脉加速升起，⼭脉达到了其现今的海拔⾼度，⼭峰超过了5000⽶⾼度（图2）并
被冰川覆盖。
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