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文檔簡介
1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上巖石圈研究新進(jìn)展巖石圈內(nèi)部,尤其是上部存在一系列近水平的大型拆離構(gòu)造² 大陸巖石圈的地殼層中和上地幔內(nèi)部均發(fā)現(xiàn)有明顯的低速層存在,結(jié)構(gòu)復(fù)雜² 超深鉆鉆探表明,地殼內(nèi)部可能不存在康拉德面(硅鋁/硅鎂)科拉半島設(shè)計(jì)15km,鉆至11.5km結(jié)束,仍為TTG而不是“玄武巖層”軟流圈l 頂面深度:60250 kml 頂?shù)锥疾皇瞧街钡拿?,而是過渡帶l 巖石處于熔融狀態(tài)或塑性狀態(tài)(低于固相線)活躍l 洋殼下的軟流圈比陸殼下的厚,底在410或660 km左右l 密度比周圍地幔?。?.853.45g/cm3),是巖石圈構(gòu)造活動(dòng)源泉。海底擴(kuò)張說² 大洋中脊
2、頂部是地幔物質(zhì)上涌的出口,上涌的地幔物質(zhì)冷卻形成新的洋殼,并推動(dòng)先形成的洋底向兩側(cè)對(duì)稱地?cái)U(kuò)張。隨著地幔物質(zhì)源源不斷地上涌形成新的洋殼,先形成的洋殼不停地向兩側(cè)擴(kuò)張推移,洋底擴(kuò)張的速度是每年幾個(gè)厘米;² 在不同的海區(qū)海底擴(kuò)張有兩種情況:一種是,擴(kuò)張的洋底把大陸向兩側(cè)推開,大陸與洋底聯(lián)結(jié)在一起向同一方向移動(dòng);這樣,新洋底持續(xù)生成,兩側(cè)大陸逐漸遠(yuǎn)離。大西洋以每年數(shù)厘米的速度擴(kuò)張,約100200Ma就可以達(dá)到目前的樣子。洋中脊是新洋底形成的場(chǎng)所,也是大陸漂移的發(fā)源地。另一種情況是,當(dāng)洋底擴(kuò)張、移動(dòng)到大陸邊緣的海溝處時(shí),向下俯沖潛沒,重新返回到地幔中去。洋底不是推動(dòng)大陸向兩側(cè)漂移,相反,大陸逆
3、沖到洋底俯沖帶上。太平洋洋底就是這樣,處于擴(kuò)張和潛沒的過程中,好像一條傳送帶,約200Ma更新一次。板塊構(gòu)造要義l 固體地球上層在垂直方向上可劃分為物理性質(zhì)截然不同的兩個(gè)圈層:上部剛性的巖石圈(包括地殼和地幔最上部的橄欖巖層),和下部的塑性軟流圈。l 巖石圈在側(cè)向上又可由不同的板塊邊界劃分為若干大小不等的剛性板塊。彼此間在軟流圈之上作大規(guī)模水平運(yùn)動(dòng)。l 相鄰巖石圈間水平運(yùn)動(dòng)有三種類型: 在洋中脊裂谷帶,兩板塊作背向運(yùn)動(dòng)(離散),產(chǎn)生新洋殼和海底擴(kuò)張; 在海溝-島弧帶位置上,兩板塊相向運(yùn)動(dòng)(匯聚),伴隨洋殼消亡或大陸碰撞; 在轉(zhuǎn)換斷層處,相鄰板塊間發(fā)生走向滑動(dòng),洋殼既無新生,也無消減。l 在全球
4、范圍內(nèi),板塊沿分離邊界的擴(kuò)張?jiān)錾c沿匯聚邊界的收斂消亡相互補(bǔ)償?shù)窒?,從而使地球半徑和體積保持不變。l 巖石圈板塊運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力來自地球內(nèi)部,最可能是地幔中的物質(zhì)和熱對(duì)流 離散型板塊邊界相當(dāng)于大洋中脊軸部,兩側(cè)板塊相背離開,其應(yīng)力狀態(tài)是拉張 。中脊軸部是海底擴(kuò)張中心,軟流圈物質(zhì)從這里上涌,冷凝成新的洋底巖石圈,并添加到兩側(cè)板塊的后緣上,故分離型邊界也是板塊的增生邊界或稱建設(shè)型板塊邊界。離散型板塊邊界的典型:北大西洋洋脊。 大洋中脊被東西向轉(zhuǎn)換斷層錯(cuò)開。斂合型板塊邊界 由于洋殼俯沖消減產(chǎn)生的板塊邊界,由于板塊相向運(yùn)動(dòng),故應(yīng)力以擠壓為主導(dǎo),伴有地殼變形和大量巖漿活動(dòng),可形成造山帶。 俯沖邊界 碰撞邊界
5、 相當(dāng)于海溝,西太平洋型,智利型,湯加型西太平洋型:弧后盆地-島弧-海溝型,大洋向大陸的邊緣俯沖,如西太平洋向歐亞大陸俯沖,這種大陸邊緣即是西太平洋型大陸邊緣,發(fā)育弧后盆地-島弧-海溝,如日本海-日本島-日本海溝。其島弧以陸殼為基底。 湯加型: 大洋島弧-海溝,島弧以洋殼為基底,是兩大洋板塊之間的俯沖邊界,如馬里亞納海溝-湯加弧體系,是太平洋板塊與菲律賓板塊之間俯沖邊界。智利型:陸緣弧-海溝,大洋板塊沿陸緣俯沖于大陸之下,火山弧為陸緣弧,而非島弧,巖漿弧基底為大陸殼,如東太平洋智利。 碰撞邊界 當(dāng)斂合邊界兩側(cè)都是陸殼板塊,即古大洋板塊已全部俯沖消亡,兩陸塊直接碰撞,故稱為碰撞帶。兩個(gè)陸塊縫合的
6、部位稱縫合帶。 陸-陸碰撞 大陸-大陸碰撞,典型的如印度次大陸和歐亞大陸沿雅魯藏布縫合帶碰撞,陸殼板塊可插入另一陸殼板塊之下繼續(xù)俯沖,形成宏偉的山系,并伴有廣泛的區(qū)域變質(zhì)和巖漿侵入活動(dòng)。弧-陸碰撞 島弧-大陸碰撞,如我國臺(tái)灣島弧和亞洲大陸的碰撞。規(guī)模稍小,力度弱。轉(zhuǎn)換型板塊邊界即轉(zhuǎn)換斷層,其兩側(cè)板塊作走滑運(yùn)動(dòng),其應(yīng)力狀態(tài)是剪切的,沿轉(zhuǎn)換邊界,巖石圈既不增生,也不消亡。大型大陸轉(zhuǎn)換斷層的實(shí)例是加里福尼亞的圣安德烈斯斷層。小結(jié) 板塊邊界和大陸邊緣的類型板塊邊界分為三種類型: 離散型板塊邊界(大洋中脊) 斂合型板塊邊界 (1)俯沖邊界 A 西太平洋型(弧后盆地-島弧-海溝);B 智利型(陸緣弧-海溝
7、);C 湯加型(大洋島弧-海溝) (2)碰撞邊界 A大陸-大陸碰撞(喜馬拉雅型);B島弧-大陸碰撞(臺(tái)灣型) 轉(zhuǎn)換邊界(轉(zhuǎn)換斷層)大陸邊緣指一個(gè)大陸的邊部: (1)被動(dòng)大陸邊緣(大西洋型) (2)活動(dòng)大陸邊緣(太平洋型)A 西太平洋型(海溝-島弧-弧后盆地【-大陸弧】型);B 安底斯型(海溝-大陸弧型)l 板塊的運(yùn)動(dòng)可以看作是剛體的運(yùn)動(dòng),且地球表面積在運(yùn)動(dòng)中保持不變,可以用數(shù)學(xué)的語言來描繪板塊的運(yùn)動(dòng)。l 當(dāng)一個(gè)剛體沿著半徑恒定不變的球體表面滑動(dòng)時(shí),它應(yīng)嚴(yán)格遵循球面幾何中的歐拉定律。洋脊俯沖和板片窗作用總結(jié)構(gòu)造作用:構(gòu)造風(fēng)格復(fù)雜,初期推覆、伸展和剪切共存,后期伸展構(gòu)造發(fā)育但地殼厚度可能正常;構(gòu)造
8、楔入作用發(fā)育。巖漿作用:近海溝異常的火成作用(常發(fā)育在增生楔內(nèi));正常的巖漿弧作用出現(xiàn)終止現(xiàn)象;巖漿巖巖性復(fù)雜,板片窗內(nèi)常有N N- - MORB 、堿性巖等,板緣為愛達(dá)克巖等,周邊會(huì)出現(xiàn)鈣堿性巖石等,總體上以高鎂、交代強(qiáng)烈為特征;巖漿帶常與海溝近乎垂直。變質(zhì)作用:低壓高溫作用發(fā)育;成礦作用:金礦和其他多金屬礦發(fā)育。地球物理:高熱流、低密度;深處可能為地震空白區(qū)。其他現(xiàn)象:弧前可能會(huì)出現(xiàn)與巖漿弧年齡相近的蛇綠巖增生俯沖帶形態(tài)會(huì)發(fā)生變形。地球深部核幔邊界附近的高溫低粘度層(D”層)或者在地幔中的上下地幔界面的密度 層)或者在地幔中的上下地幔界面的密度界面( 界面(D層 層 ),產(chǎn)生柱狀上升的熱物
9、質(zhì)體,在經(jīng)過地幔達(dá)到冷的巖石圈時(shí),頂部常呈喇叭形張開,形成一個(gè)具有球狀頂冠和狹窄尾柱的熱物質(zhì)體構(gòu)造 柱的熱物質(zhì)體構(gòu)造熱幔柱構(gòu)造。 熱幔柱構(gòu)造。理論分析表明:要產(chǎn)生直徑為 理論分析表明:要產(chǎn)生直徑為1000km的幔柱球狀頭部,形成大規(guī)模溢流玄武巖 幔柱球狀頭部,形成大規(guī)模溢流玄武巖,熱幔柱只有啟動(dòng)于下地幔底部才能完成;幔柱的化學(xué)成分特征表明它主要來源于富集型地幔(即下地幔)平俯沖主要認(rèn)識(shí):1. 10% 的匯聚邊緣發(fā)生平俯沖;2. 年輕的洋殼或洋底高地可能誘發(fā)平俯沖并形成埃達(dá)克巖;上盤拆沉也可能導(dǎo)致洋殼反彈和平俯沖,拆沉物質(zhì)熔融也可產(chǎn)生埃達(dá)克巖;3. 陡俯沖僅能在軟流圈楔上方產(chǎn)生窄的鈣堿性弧,一般
10、離海溝 300 km ;4. 一旦平俯沖開始,俯沖洋殼就會(huì)水平向前移動(dòng)數(shù)百公里,使得該洋殼暴露在能夠發(fā)生熔融的很寬的溫壓窗中,因而產(chǎn)生寬的埃達(dá)克質(zhì)弧。俯沖侵蝕和增生侵蝕主要發(fā)生在匯聚速率>6 cm/yr 、沉積蓋層厚度< 1 km 的地區(qū);而增生主要發(fā)生在匯聚速率< 7.6 cm/yr 、沉積蓋層厚度> 1 km 的地區(qū)。 侵蝕可能主要跟平俯沖相關(guān),增生主要跟較高角度俯沖有關(guān)。大量的大陸地殼在侵蝕邊緣被俯沖了。如果大陸地殼保持恒定,那么巖漿弧的巖漿生產(chǎn)率必定超過了 90 km 3 /Myr 。正在承受侵蝕的大陸弧是大陸地殼破壞的主要發(fā)生地。這種損失就要求大洋島弧、大洋高
11、地直接增生到大陸邊緣,這樣才能保持地殼的純體積保持不變凸岬,海灣1. 巖石圈結(jié)構(gòu)在走向上發(fā)生變化,凸岬為正常大陸巖石圈,地溫較低,厚度較大,海灣則為過渡性巖石圈,甚至出現(xiàn)大洋巖石圈,地溫高,厚度較??;2. 相應(yīng)地,巖石圈強(qiáng)度在走向上也發(fā)生了明顯變化,凸岬基本為剛性的,強(qiáng)度大,而海灣處則相對(duì)較弱;3. 凸岬易成風(fēng)化剝蝕區(qū),而海灣則成沉積物堆積區(qū);4. 凸岬易成大陸巖石圈楔入碰撞前鋒,而海灣則為凸岬處大陸加厚物質(zhì)的逃逸處。在大陸碰撞中的作用,對(duì)大陸碰撞的制約!l 在被動(dòng)陸緣演化中,海灣部位是大型河流的入???,保存有巨厚的河灣三角洲沉積。l 大陸碰撞首先發(fā)生于凸起的岬角部位,強(qiáng)烈的陸間擠壓不僅導(dǎo)致對(duì)
12、面大陸的收縮隆起,而且還導(dǎo)致在岬角發(fā)生一系列基底沖斷構(gòu)造。在大陸凸岬一側(cè)的前陸地區(qū)產(chǎn)生撞擊裂谷、基性巖脈和走滑斷層,如果是微大陸和大塊體上的凸岬相撞,就不容易產(chǎn)生走滑斷l(xiāng) 造山過程中剝蝕的碎屑物質(zhì)被充填到岬角兩側(cè)的凹陷海灣部位,往往形成巨厚的復(fù)理石或者磨拉石沉積。l 強(qiáng)烈擠壓導(dǎo)致的大陸巖石圈碎片可能向岬角兩側(cè)的構(gòu)造空隙部位逃逸。最后陸間收縮導(dǎo)致海灣部位沉積的復(fù)理石地層也褶皺隆起,標(biāo)志著大陸碰撞基本完成地中海型巖石圈碰撞!在大陸初始碰撞過程中,當(dāng)大陸凸岬與所碰撞的大陸邊緣接觸時(shí),在海灣處洋殼仍存在并仍俯沖著。因此,在海灣處,主動(dòng)板塊上發(fā)生區(qū)域伸展作用,洋殼俯沖邊界就會(huì)朝著俯沖方向相反的一側(cè)、朝著
13、遠(yuǎn)離凸岬的側(cè)向后撤。當(dāng)厚的彈性大陸巖石圈進(jìn)入俯沖帶時(shí),這種后撤就會(huì)停止。有時(shí)后撤著的俯沖邊界可能會(huì)“逃入”開闊大洋并形成孤立的構(gòu)造體系。逃逸構(gòu)造特點(diǎn):!1. 動(dòng)力機(jī)制上把擠壓、伸展、走滑和旋轉(zhuǎn)等大陸上幾種常見構(gòu)造變形方式有機(jī)地結(jié)合起來; ;2. 把造山帶與盆地(包括洋盆)這兩種地球上最重要大地構(gòu)造單元的成因緊密聯(lián)系起來; ;3. 把板塊邊界的構(gòu)造作用與遠(yuǎn)離邊界的構(gòu)造作用緊密聯(lián)系起來; ;4. 充分認(rèn)識(shí)到不同塊體之間巖石圈及地殼的剛度差異,這種差異往往決定了大陸巖石圈變形的方式和強(qiáng)度巖石圈褶皺特點(diǎn)巖石圈褶皺的產(chǎn)生并不僅僅局限于強(qiáng)度較弱的巖石圈,同樣也發(fā)生在冷的、強(qiáng)度大的巖石圈(如克拉通)。在伸展
14、盆地發(fā)育的區(qū)域,同樣可能發(fā)生巖石圈褶皺。巖石圈褶皺機(jī)制巖石圈褶皺主要發(fā)生在板塊邊界,是壓縮作用的產(chǎn)物;巖石圈褶皺主要是縱彎褶皺;巖石圈褶皺作用主要受控于巖石圈的流變和熱結(jié)構(gòu),不同結(jié)構(gòu)的巖石圈會(huì)產(chǎn)生不同方式的褶皺巖石圈褶皺研究方法確定莫霍面是否與表層同步褶皺是關(guān)鍵。大洋巖石圈 :對(duì)地形的研究。大陸巖石圈 :多學(xué)科的方法。地表形態(tài)和沉積歷史恢復(fù),可確定其地表幾何學(xué)特征;通過重力異常和反射地震剖面的研究,可確定莫霍面的形態(tài);通過對(duì)沉積學(xué)、變形歷史、區(qū)域板塊構(gòu)造的研究,可確定褶皺的時(shí)限。巖石圈褶皺相關(guān)的兩類盆地 壓縮盆地:產(chǎn)生在巖石圈褶皺初期,如鄂爾多斯盆地;三疊紀(jì)- - 早、中侏羅世的華北盆地; 伸
15、展盆地:產(chǎn)生在巖石圈褶皺晚期,與巖石圈地幔拆沉的熱力作用有關(guān),如侏羅紀(jì)晚期- - 白堊紀(jì)的華北盆地青藏高原的隆升引起全球變冷:! 高原隆升改變大氣環(huán)流,導(dǎo)致北半球高緯地區(qū)變冷; 高原隆升加強(qiáng)南亞季風(fēng),而季風(fēng)雨又加快了巖石的物理和化學(xué)風(fēng)化,降低大氣中的 CO 2 2 含量。 全球變冷的時(shí)間序列與隆升歷史可比較。伴隨南極和北半球的冰蓋擴(kuò)張,存在三次大冰期:早漸新世, 15Ma ,2.5Ma高原隆升與亞洲季風(fēng)演化的關(guān)系:!一般認(rèn)為青藏高原隆升 巨大的熱效應(yīng) 加強(qiáng)了亞洲季風(fēng)的強(qiáng)度,即夏季高原上空的空氣快速受熱上升(氣壓變低),拉動(dòng)高原南部的印度洋潮濕氣流補(bǔ)充,形成季風(fēng)降雨,冬季則由于高原上空的空氣快速
16、冷卻(氣壓高),冷空氣涌向印度洋地區(qū),形成冬季風(fēng)。而且高原的巨大高度阻擋了印度洋的暖濕氣流進(jìn)入亞洲內(nèi)部加劇了亞洲內(nèi)陸的干旱化,但高原隆升是否控制著東亞季風(fēng)的演化則存在分歧。造山帶的出現(xiàn)為復(fù)理石堆積提供了物源,而大型復(fù)理石堆積可能改變海洋地球化學(xué)和同位素成分。造山帶的折返和剝蝕受全球或局域氣候的控制,即大型復(fù)理石的堆積的產(chǎn)生受氣候控制(反過來又可能對(duì)大氣和地理環(huán)境產(chǎn)生深刻影響)。3400 萬年前德雷克與塔斯馬尼亞海峽均已打開 ,南極成為孤立的大陸 ,圍 為南大洋包圍,在地球自轉(zhuǎn)的影響下,南極繞流形成,阻隔了來自赤道的暖流,導(dǎo)致南極變冷 、冰蓋形成。新生代氣候變化可能是安第斯山脈隆升的關(guān)鍵原因。在
17、我國臺(tái)灣,剝蝕控制地震發(fā)展。氣候?qū)Π邘r銅礦分布的控制構(gòu)造作用對(duì)生物圈的制約巖石圈和軟流圈的相互作用,在大低剪切波速省邊緣有超低波速帶ULVZ,是地 ,是地幔柱之源;LLSVP產(chǎn)生大 產(chǎn)生大地測(cè)量水準(zhǔn)面高; 高;LLSVP在 在地質(zhì)歷史時(shí)期保持恒定出溶現(xiàn)象 單斜輝石中出溶石榴石、 石英或柯石英、透長石(鉀長石)、鈦鐵礦、金紅石、磁鐵礦、尖晶石、多硅白云母、斜方輝石、Mg- - Al- - Cr- - 鈦磁鐵礦 石榴石中出溶單斜輝石、斜方輝石、金紅石、磷灰石 斜方輝石中出溶鉻尖晶石、透輝石 磷灰石中出溶磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、磁鐵礦、赤鐵礦、獨(dú)居石、鍶尖晶石、 SiC (超硅)榍石出溶柯石英巖石
18、圈深俯沖的歷史變化 巖石圈深俯沖是一種普遍的物理現(xiàn)象,既有大陸俯沖又有大洋俯沖; 目前發(fā)現(xiàn)的以大陸俯沖為主; 既有前寒武紀(jì)的又有顯生宙的; 以顯生宙為主,前寒武紀(jì)極少(未發(fā)現(xiàn)太古代的)。巖石圈深俯沖(超高壓變質(zhì)巖)形成和折返 超高壓變質(zhì)巖是巖石圈冷俯沖的產(chǎn)物,地?zé)崽荻仍?10 ° C/km 以下; 其折返一般發(fā)生在形成后的 5 Myr ,在 25Myr 內(nèi)完成; 超高壓變質(zhì)巖折返速率與巖石圈俯沖速率相當(dāng); 在形成和折返過程中都沒有強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)。超高壓巖石折返模式:俯沖-推覆雙“車道”模式, 基本不伴隨有幔源物質(zhì)侵入巖石圈板片斷離拆沉模式, 可能伴隨有幔源物質(zhì)侵入巖石圈板片整體抽離-
19、掘出模式巖石圈深俯沖作用對(duì)巖石圈演化和全球構(gòu)造的意義 大陸地殼破壞- - 一種新途徑; 殼 幔物質(zhì)循環(huán)- - 直接證據(jù); 幔柱的合理性- - 富集物質(zhì)來源; 巖漿作用- - 一種新補(bǔ)充; 大陸地殼深俯沖 大陸地殼加厚 高原 氣候變化剝蝕 濁積扇;全球構(gòu)造和巖石圈演化歷史問題:試辨析洋脊俯沖和正常巖石圈俯沖斷離(break-off)的構(gòu)造機(jī)制和地質(zhì)現(xiàn)象的異同,并闡述如何區(qū)別在地質(zhì)歷史時(shí)期可能發(fā)生的這兩種構(gòu)造作用。答:1.構(gòu)造機(jī)制和地質(zhì)現(xiàn)象:洋脊俯沖是由于與俯沖帶交叉具有一定角度而隨俯沖板片一起俯沖到地幔的一種現(xiàn)象。由于洋脊俯沖過程中,洋脊巖漿作用繼續(xù),洋脊經(jīng)歷高溫低壓環(huán)境,洋脊兩側(cè)板片可能向兩側(cè)
20、打開,軟流圈物質(zhì)上涌,板片邊緣發(fā)生部分熔融,在地表表現(xiàn)為一系列與板片窗邊緣平行對(duì)稱分布的巖漿巖,自中心向兩側(cè)依次為大量玄武巖,埃達(dá)克巖,高鎂玄武巖安山巖等。正常巖石圈俯沖斷離是指一板塊沿匯聚板塊邊界向相鄰板塊下方潛入的過程中,由于巖石圈底部俯沖板片的榴輝巖化作用使得俯沖板塊重力加大,或洋底高原堵塞俯沖帶阻止板塊繼續(xù)俯沖,造成板塊沿薄弱面斷裂的現(xiàn)象。沿俯沖巖石圈斷離帶附近可以有一系列火山作用,主要發(fā)育有大量玄武巖和埃達(dá)克巖。2.區(qū)別地質(zhì)歷史時(shí)期可能發(fā)生的這兩種構(gòu)造作用:由于洋脊俯沖和巖石圈俯沖斷離構(gòu)造機(jī)制的不同,在洋脊俯沖后形成的板片窗附近,可以發(fā)現(xiàn)除大量玄武巖,埃達(dá)克巖,高鎂玄武質(zhì)安山巖等巖漿
21、巖帶沿板片窗內(nèi)向外對(duì)稱分布外,其巖漿巖帶與俯沖帶還應(yīng)呈大角度相交,其中埃達(dá)克巖由于是榴輝巖化洋殼熔融的產(chǎn)物,其分布位置大致顯示了洋脊俯沖形成的板片窗板緣的位置。除此之外,洋脊等年輕洋殼俯沖之前就可以產(chǎn)生埃達(dá)克巖,這與巖石圈俯沖斷離產(chǎn)生的埃達(dá)克巖時(shí)間上不同。而對(duì)于巖石圈俯沖斷離(break-off),其斷離帶更多的是與俯沖帶大致平行,這也就使得斷裂帶附近產(chǎn)生的一系列火山作用以及形成的玄武巖,埃達(dá)克巖帶與俯沖帶大致平行,自俯沖帶向上部板塊內(nèi)部,巖漿巖形成年代變年輕??傊?,洋脊俯沖和正常巖石圈俯沖斷離的區(qū)別,主要在于形成機(jī)制不同所造成的巖漿巖產(chǎn)物空間分布與形成時(shí)間規(guī)律上的不同。前者巖漿巖帶與俯沖帶還
22、應(yīng)呈大角度相交,且俯沖之前就可以產(chǎn)生埃達(dá)克巖;后者形成的巖漿巖帶與俯沖帶大致平行,自俯沖帶向上部板塊內(nèi)部,巖漿巖形成年代變年輕。問題:試論述洋底高原識(shí)別標(biāo)志及其對(duì)大洋俯沖和大陸生長的作用。答:1.洋底高原識(shí)別標(biāo)志:洋底高原,是起源于下地幔底部的地幔柱上涌到地表,地幔柱的柱頭部分在洋殼上部形成的巨厚溢流玄武巖層所組成的正地形地貌單元。根據(jù)洋底高原形成過程特征,可以概括其識(shí)別標(biāo)志如下:(1)洋底高原形成的玄武巖厚度巨大;(2) 洋底高原內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)氣孔狀和杏仁狀玄武巖;(3) 可能出現(xiàn)火山角礫巖;(4) 形成過程中可捕獲洋殼角礫碎片,因此玄武巖中可能出現(xiàn)下伏巖層(正常洋殼或洋底高原相關(guān)巖層)捕虜體;
23、(5) Mg-Fe質(zhì)巖石稀土富集或平坦;(6) 存在高M(jìn)g超基性火山巖;(7) 經(jīng)常伴有淺水沉積,有可能出現(xiàn)點(diǎn)礁乃至陸相沉積物及相關(guān)的古土壤。2.洋底高原對(duì)大洋俯沖的作用:洋底高原具有厚度巨大,密度介于洋殼和陸殼之間的特點(diǎn),當(dāng)洋底高原運(yùn)移到俯沖帶附近時(shí):(1) 可能造成俯沖帶堵塞,俯沖下去的板片斷裂,洋底高原塊體發(fā)生躍遷,并且沿著對(duì)向板塊后部薄弱點(diǎn)形成新的反向俯沖帶;(2) 可能造成俯沖帶堵塞,然后俯沖下去的板片斷裂,并在洋底高原后部薄弱點(diǎn)形成新的俯沖帶,洋底高原拼合在舊的俯沖帶之上,舊的俯沖帶消亡;(3) 整個(gè)洋底高原也可能繼續(xù)俯沖到俯沖帶之下,由于洋底高原具有密度低于洋殼和軟流層密度特點(diǎn),
24、由于巨大浮力影響,可能會(huì)造成洋殼俯沖角度變小,形成強(qiáng)烈造山作用,例如美國西海岸洋底高原由高角度到低角度俯沖到美洲下,并且形成造山作用;(4) 洋底高原的俯沖還可能造成俯沖帶極性的反轉(zhuǎn),例如澳大利亞東北部Ontong Jave plateau。3.洋底高原對(duì)于大陸生長的作用: 未俯沖消亡的洋底高原可以作為碎片增生到大陸邊緣,這是大陸生長重要方式之一。例如如今的鄂霍茨克海是130Ma前形成的洋底高原,后“仰沖”到陸殼之上的面積巨大洋底高原;加勒比海洋底高原是由太平洋向大西洋“仰沖”的產(chǎn)物,使得大西洋此地區(qū)的西岸出現(xiàn)了罕見俯沖帶;再如中國西藏中特提斯洋底高原,是拼合羌塘地塊的重要部分。問題:總結(jié)識(shí)別
25、地質(zhì)歷史時(shí)期中發(fā)生的俯沖侵蝕現(xiàn)象的方法答:俯沖侵蝕作用(subducting erosion)又稱構(gòu)造侵蝕,在板塊俯沖作用下,陸坡一側(cè)或上覆板塊前部物質(zhì)遭受破壞并隨俯沖作用潛入地下,結(jié)果在活動(dòng)邊緣弧前區(qū)增生楔發(fā)育規(guī)模較小甚至缺失的現(xiàn)象。俯沖侵蝕導(dǎo)致海溝陸坡側(cè)地質(zhì)單元消失,這時(shí)陸殼不僅沒有增長,反而受到破壞,以致原火山弧的火山巖或深成巖裸露在火山前緣外側(cè)的弧前區(qū),如南美西緣安第斯山脈30°S34°S附近地段,侏羅紀(jì)火山-深成巖帶距離海溝不過15千米,而現(xiàn)代正?;鹕交【嗪蠟?0250千米,與俯沖增生導(dǎo)致弧前區(qū)抬升相反,俯沖侵蝕伴隨著弧前區(qū)沉降。總體來說,地質(zhì)歷史時(shí)期中關(guān)于俯沖
26、侵蝕現(xiàn)象的識(shí)別,主要有如下方法:1. 根據(jù)海溝和巖漿巖前鋒向內(nèi)陸移動(dòng)識(shí)別構(gòu)造俯沖侵蝕。即俯沖侵蝕伴隨著上覆板塊的物質(zhì)損失,其俯沖帶應(yīng)該向內(nèi)陸遷移,而地表形成的巖漿年代應(yīng)該向陸內(nèi)變年輕,呈現(xiàn)出巖漿巖前鋒向內(nèi)陸移動(dòng)的現(xiàn)象;2. 根據(jù)板塊邊緣熔融埃達(dá)克巖產(chǎn)生的時(shí)代以及空間分布特征識(shí)別俯沖侵蝕。埃達(dá)克巖(CRP)的形成正是由于俯沖侵蝕加強(qiáng),使板片邊緣發(fā)生熔融作用的巖漿產(chǎn)物,反映出向內(nèi)陸埃達(dá)克巖年齡變小,以及發(fā)現(xiàn)埃達(dá)克巖的地方離俯沖帶異常近的特點(diǎn);3. 根據(jù)海岸線向內(nèi)陸退卻識(shí)別俯沖侵蝕。俯沖侵蝕導(dǎo)致海溝陸坡一側(cè)地質(zhì)單元消失,這時(shí)陸殼不僅沒有增長,反而受到破壞,在宏觀上的表現(xiàn)就是海岸線向內(nèi)陸退卻;4. 根
27、據(jù)地質(zhì)歷史時(shí)期俯沖帶平俯沖的特征判斷識(shí)此地區(qū)是否發(fā)生過俯沖侵蝕。因?yàn)榇罅垦芯勘砻?,俯沖侵蝕多發(fā)生在小角度(平)俯沖的俯沖帶內(nèi)。問題:總結(jié)華南大陸晚古生代-三疊紀(jì)不規(guī)則大陸邊緣現(xiàn)象及識(shí)別標(biāo)志。答:現(xiàn)象:根據(jù)東亞大地構(gòu)造輪廓和中國地質(zhì)地形圖,可以發(fā)現(xiàn):(1) 華北板塊和揚(yáng)子板塊之間的大別凸岬-郯廬斷裂有一系列強(qiáng)烈壓縮變形,而揚(yáng)子板塊總體上呈一北東向被動(dòng)大陸邊緣,被相對(duì)剛性的華北大陸的大別凸岬楔入。(2) 揚(yáng)子板塊和華夏板塊的拼合,以及華南板塊南緣的康滇凸岬云開凸岬在地質(zhì)歷史(二疊紀(jì)到中三疊紀(jì)早期)以古陸的形式出現(xiàn),之后在晚三疊紀(jì)隨著印支板塊與華南板塊的碰撞,基本形成了如今的華南板塊構(gòu)造格局。 識(shí)別
28、標(biāo)志:(1)沉積古地理研究是識(shí)別不規(guī)則大陸邊緣的關(guān)鍵。大陸凸起的岬角常常暴露地表(無沉積)或僅有陸相、濱淺海相沉積,而凹陷的海灣常常沉積有較深海沉積。例如大別凸岬東西兩側(cè)、云開康滇凸岬之間均發(fā)育有深海較深海相沉積。(2)云開地區(qū)為具剛硬基底的古陸凸岬,西邊的右江- -南盤江則為具過渡性地殼的海灣,兩者之間以和臺(tái)-合浦剪切帶分割,此剪切帶和云開凸岬發(fā)育的一系列向南的逆沖推覆構(gòu)造是中三疊世到晚三疊世凸岬對(duì)印支板塊碰撞的識(shí)別標(biāo)志。問題:總結(jié)有關(guān)青藏高原形成過程中構(gòu)造逃逸的正反兩方面觀點(diǎn)和證據(jù),給出你自己的想法和判斷。 答:一、正方觀點(diǎn):法國地質(zhì)學(xué)家P.Tapponnier和P.Molnar(1976,1982)將板塊碰撞與滑移線場(chǎng)理論結(jié)合起來研究青藏高原的新構(gòu)造變形現(xiàn)象和隆升機(jī)制,提出了走向滑移線場(chǎng)和逃逸構(gòu)造理論。認(rèn)為印度板塊自南向北楔入引起的大陸形變類似于剛性體平面擠入塑性體所觀測(cè)到和計(jì)算出的剪切滑移線的幾何圖形。把喜馬拉雅碰撞系統(tǒng)中散
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