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1、 大地構(gòu)造學(xué)第八九講:大地構(gòu)造研究方法1第六章 巖漿作用和變質(zhì)作用研究長久以來,人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,巖漿活動(dòng)、變質(zhì)作用與所處的大地構(gòu)造環(huán)境息息相關(guān)。板塊構(gòu)造理論的建立,隨即將包括巖漿活動(dòng)、變質(zhì)作用在內(nèi)的內(nèi)生作用納入統(tǒng)一的全球構(gòu)造模式中,巖漿作用和變質(zhì)作用深受板塊構(gòu)造的控制。反過來,巖漿作用和變質(zhì)作用研究可以為板塊構(gòu)造研究提供重要信息,是大地構(gòu)造研究的重要內(nèi)容。一、巖漿活動(dòng)的構(gòu)造信息二、火山巖巖石系列三、洋殼的形成與蛇綠巖套四、俯沖變質(zhì)作用2一、巖漿活動(dòng)的構(gòu)造信息地球物理資料(地震信息)地幔是固態(tài)巖漿、火山作用曾經(jīng)是液態(tài)地殼和上地幔不存在穩(wěn)定的液態(tài)層,任何巖漿源的出現(xiàn)都是局部或短時(shí)的現(xiàn)象野外證據(jù):巖
2、漿活動(dòng)時(shí)間短、空間分布局限地球內(nèi)部的熱能主要來自放射性元素衰變,但巖漿的局部熔融和放射性元素的豐度無對(duì)應(yīng)關(guān)系,90%的現(xiàn)今火山巖集中在大洋中脊、環(huán)太平洋和阿爾卑斯-喜馬拉雅這些帶上,都未顯示放射性元素富集的現(xiàn)象。對(duì)巖漿生成的解釋得另找途徑3地?zé)嵩鰷啬P停▓D片)中熔融曲線和地?zé)嵩鰷厍€不相交,說明上地幔是固態(tài)。兩種可能可以使固態(tài)巖石生成巖漿:加熱和減壓。大陸裂谷和大洋中脊是減壓的過程圖片,俯沖帶是摩擦增溫的過程圖片。這樣巖漿的發(fā)生和構(gòu)造變形就聯(lián)系起來了。巖漿的熔出過程,是鮑溫反應(yīng)系列的逆過程。分餾作用一旦開始,其成分總的來說與原來的結(jié)晶固體不再相同,而缺少了易熔組分,一般稱為“虧損了的”。不同地
3、區(qū)(構(gòu)造環(huán)境)虧損程度不同,巖漿的成分也不同(圖)。這樣根據(jù)巖漿作用生成巖石的化學(xué)及稀土元素特征可以指示大地構(gòu)造背景。這就是巖漿巖地球化學(xué)研究大地構(gòu)造環(huán)境最根本的理論依據(jù)。一、巖漿活動(dòng)的構(gòu)造信息45兩種可能可以使固態(tài)巖石生成巖漿:加熱和減壓。大洋中脊是減壓的過程,俯沖帶是摩擦增溫的過程。67二、火山巖巖石系列1、概念火山巖巖石系列指的是:一套有成因聯(lián)系的巖漿巖雜巖體,它們在時(shí)間和空間上緊密伴生,并反映一定的大地構(gòu)造環(huán)境。根據(jù)87Sr/86Sr初始比值,可以把火山巖分為兩大類:幔源成因的(0.7100)。然后,按化學(xué)特征分如下系列(三種火山巖系列圖片):拉斑玄武巖系列,鈣堿性系列和堿性系列。89
4、2、拉斑玄武巖本系列代表巖石是拉斑玄武巖,但也含安山巖,少巖英安巖和流紋巖。SiO2含量大多在8-63%之間,基本特征是:K2O(1%)和TiO2的含量極低;Na2O/K2O比值偏高,可達(dá)5-40;銣(Rb)、鍶(Sr)、鋇(Ba)等大離子親石元素含量很低。103、鈣堿性系列包括高鋁玄武巖、安山巖、英安巖以及流紋巖,其中以安山巖最為常見。鈣堿性系列的化學(xué)成分和礦物組分處于拉斑玄武巖和堿性玄武巖之間?;咎卣魇牵篕2O、TiO2和大離子親石元素比拉斑玄武巖系列高;輕稀土元素有一定的富集;Al2O3的含量很高;鐵的含量不高。114、堿性巖系列 以高堿為特征,以高堿含量區(qū)別于鈣堿性巖系列和拉斑系列。
5、這一系列可分為兩組:鈉堿組,包括堿性橄欖玄武巖、橄欖粗安巖、粗面巖和堿性流紋巖,本組Na2O/K2O比值遠(yuǎn)低于1;鉀堿組,包括橄欖安粗巖、二長安山巖等,本組的Na2O/K2O比值接近于1。堿性系列的基本特征是:堿的含量高(5-7%,甚至更大),K2O的含量在2-4%以上。大離子親石元素的含量很高;具富集型的輕稀土分配型式;鐵的含量與鈣堿性系列相近。125、火山巖系列的產(chǎn)出環(huán)境+大量;+次要三種火山巖系列在諸構(gòu)造環(huán)境中的分布136、火山巖系列的鑒別火山巖系列的鑒定,對(duì)識(shí)別古島弧、恢復(fù)古構(gòu)造環(huán)境有重要的意義。采用巖石化學(xué)方法鑒別火山巖系列時(shí),應(yīng)收集盡可能多的可靠的分析數(shù)據(jù),謹(jǐn)慎地綜合運(yùn)用各種方法,
6、并與地質(zhì)方面的其它標(biāo)志相配合,方能獲得較為理想的效果。14利用(Na2O+K2O)對(duì)SiO2圖解(圖)火山巖系列的鑒別6、火山巖系列的鑒別15判別拉斑玄武巖系列和鈣堿性系列時(shí),可采用FeO*/MgO對(duì)SiO2變異圖(圖)6、火山巖系列的鑒別16使用Cr-Ti坐標(biāo)圖可有效地判別島弧拉斑玄武巖和中脊拉斑玄武巖(圖)6、火山巖系列的鑒別17使用Zi-Ti坐標(biāo)圖也可以判別島弧拉斑玄武巖和中脊拉斑玄武巖(圖)6、火山巖系列的鑒別18使用Ti-Zr-Y圖解有助于判別各種玄武巖(圖)6、火山巖系列的鑒別19利用稀土元素的分配型式判別火山巖系列6、火山巖系列的鑒別20三、陸殼的增生與花崗巖的成因1、陸殼的增生
7、研究分析表明,島弧和活動(dòng)大陸邊緣的火山巖與大陸地殼的平均化學(xué)成分有驚人的一致性,這預(yù)示著大陸地殼的生長與安山巖漿的生成有關(guān)。人們相信,通過俯沖帶的巖漿活動(dòng),中酸性物質(zhì)不斷添加到島弧或活動(dòng)大陸邊緣上,從而導(dǎo)致導(dǎo)致大陸地殼的增生。212、花崗巖的成因花崗巖是大陸地殼中分布最廣的代表性巖石,因而,花崗巖的成因問題,是有關(guān)陸殼起源的根本問題。目前,大多數(shù)學(xué)者相信,花崗巖形成于較大的深度,是地殼物質(zhì)深熔作用的產(chǎn)物。這必須解決兩方面的問題:熱液和能量的來源問題;花崗巖中富含鉀及其它活潑元素的機(jī)制問題。這兩個(gè)問題在以往的任何一種花崗巖成因假說中,均未獲得圓滿的解決。目前看來,正是板塊的俯沖帶具備了促使花崗巖
8、形成的各種物質(zhì)和能量條件。大洋板塊好似一條巨大的傳送帶,它不斷潛入島弧或活動(dòng)大陸邊緣之下,為俯沖帶源源不絕地送來了H2O、K2O等組分。在洋殼中,鉀、鈉、二氧化硅以及其它一些親石元素,隨著溫度的升高,逐漸從俯沖板塊析離出來,并富集起來。換句話說,沿俯沖帶,發(fā)生著強(qiáng)烈的脫水、去堿和去硅的作用(圖)。在俯沖帶強(qiáng)大的壓力作用下,這些飽含堿和二氧化硅的流體升騰至上覆板塊處,與島弧或活動(dòng)陸緣的火山-沉積層發(fā)生作用,形成變質(zhì)成因的花崗巖。222、花崗巖的成因23如果俯沖帶的上覆板塊是大陸板塊,大陸地殼的下部可處于俯沖帶的摩擦增熱地帶中,加上沿俯沖帶上升的巖漿或熱流體的作用,陸殼物質(zhì)可遭到重熔。其中,由火成
9、物質(zhì)重熔者稱I型花崗巖類;由沉積物質(zhì)重熔形成者,稱S型花崗巖類。2、花崗巖的成因24四、洋殼的形成與蛇綠巖套1、板塊擴(kuò)張帶的巖漿活動(dòng)與洋殼的形成大洋地殼形成于中脊軸部。處于穩(wěn)定拉張狀態(tài)的中脊軸部,有著極其活躍的巖漿活動(dòng)和大規(guī)模的裂隙式火山噴嗌。這條長達(dá)80000公里的全球性斷裂帶,是全球最大的火山活動(dòng)帶。在中脊裂谷中央,存在大量年青的盾狀火山及一些不大的火山口(洋底黑煙囪圖)谷底布滿新鮮的枕狀熔巖。中脊巖漿活動(dòng)的源頭位于軸帶下的軟流圈中。一部分巖漿溢出洋底,形成枕狀熔巖,構(gòu)成洋殼第二層的上部;另一部分未噴出地表,呈輝綠巖墻形式;或冷凝成輝長巖(圖)。25洋底黑煙囪圖2627據(jù)推測,在中脊軸帶以
10、下的異常地幔中,存在著巨大的巖漿房。大洋地殼首先形成于中脊軸部,由于異常地幔和巖漿房規(guī)模較大,在脊軸以外,可能還不時(shí)地發(fā)生侵入活動(dòng),從而會(huì)添加上一些新的輝長巖和堆積超基性巖,使洋殼第三層的厚度自脊軸逐漸增大(圖)。洋底的巖漿活動(dòng),可以說純粹起源于地幔,大洋地殼便是地幔巖漿活動(dòng)的直接產(chǎn)物。1、板塊擴(kuò)張帶的巖漿活動(dòng)與洋殼的形成28292、蛇綠巖套蛇綠巖是法國的Brongniant提出的,用來描述蛇紋石化的鎂鐵質(zhì)巖石。二十世紀(jì)初,Steinman發(fā)現(xiàn)蛇綠巖往往與放射蟲硅質(zhì)巖、遠(yuǎn)洋粘土等深水沉積物密切共生,為紀(jì)念他,Hess(1955)把蛇紋巖、鎂鐵質(zhì)火山巖和放射蟲硅質(zhì)巖的共生組合,稱為斯坦曼三位一體
11、。板塊構(gòu)造理論認(rèn)為,陸基下面的洋殼和地幔巖可以由于變形而被卷入到陸基沉積物中而成為蛇綠巖。蛇綠巖在大陸內(nèi)部的出現(xiàn),應(yīng)標(biāo)志著過去已消失的古大洋。這樣,蛇綠巖的識(shí)別和追索就成為重建古板塊的重要線索。蛇綠巖廣泛出露于不同時(shí)代的造山帶中(圖)30蛇綠巖套的分布,指示大陸內(nèi)部已消失的古大洋31通常認(rèn)為,蛇綠巖在層序上(由下至上)包括以下層序:底部的變質(zhì)超鎂鐵質(zhì)雜巖有純橄欖巖、斜輝橄欖巖等,往往遭受多期變形和變質(zhì),形成蛇紋石化橄欖巖或蛇紋巖。堆晶雜巖下部為堆積的橄欖巖,向上為堆積的輝長巖。席狀巖墻群多為細(xì)粒的輝綠巖,是一系列平行的巖墻,是巖漿沿張性裂隙先后依次貫入而形成。枕狀熔巖屬海底噴發(fā),以拉斑玄武巖為
12、主。枕狀熔巖頂部與深海沉積物互層,向上則被深海沉積物所覆蓋。2、蛇綠巖套32蛇綠巖套剖面33四、俯沖變質(zhì)作用巖石圈板塊活動(dòng)所伴隨的地球動(dòng)力作用,是變質(zhì)作用的一個(gè)基本控制因素。在板塊生長帶和俯沖帶,發(fā)生著規(guī)模宏大的變質(zhì)作用。都城秋穗把大洋中脊的變質(zhì)作用叫做洋底變質(zhì)作用,俯沖帶或造山帶的變質(zhì)作用叫做區(qū)域變質(zhì)作用或造山變質(zhì)作用。這里主要論述其中的區(qū)域變質(zhì)作用。34俯沖帶的變質(zhì)相1915年,愛斯科拉首先提出了變質(zhì)相的概念。在一定的壓力-溫度條件下重結(jié)晶的巖石可歸屬一定的變質(zhì)相。幾種主要的變質(zhì)相及其所代表的P-T區(qū)間如圖所示(圖)35固然,我們不可能直接測出俯沖帶附近各部位的壓力和溫度,但是,根據(jù)地表測
13、得的熱流值,可以對(duì)俯沖帶溫度的分布作出合理的推斷(圖),壓力可根據(jù)深度直接計(jì)算。這樣對(duì)照變質(zhì)相所示的P-T區(qū),便可以得出俯沖邊界臨近地區(qū)變質(zhì)相的分布(圖)。俯沖帶的變質(zhì)相3637俯沖帶變質(zhì)相分布38俯沖帶的變質(zhì)相系1961年,都城秋穗提出了變質(zhì)相系的概念。一個(gè)變質(zhì)的地質(zhì)體所對(duì)應(yīng)的溫度和壓力范圍較寬,從而不限于一個(gè)變質(zhì)相,它可以用一系列的變質(zhì)相來表示,這就是變質(zhì)相系,各變質(zhì)相系P-T圖解上可以用不同的曲線(曲線的斜率代表地溫梯度)表達(dá)出來(圖),從而可以將變質(zhì)相系劃分為不同的類型。根據(jù)壓力及溫度條件,可劃分出三種變質(zhì)相系,即高壓型、中壓型和低壓型三種變質(zhì)作用類型。3940高壓變質(zhì)相系 其特征礦物
14、為藍(lán)閃石、硬玉、硬柱石及多硅白云母。由于藍(lán)閃石分布較廣,含藍(lán)閃石的變質(zhì)巖在變質(zhì)相上相當(dāng)于藍(lán)片巖相,故高壓型變質(zhì)作用也叫藍(lán)片巖相變質(zhì)作用。它形成于地溫梯度較低的環(huán)境(約10/km)。低壓變質(zhì)作用 其特征礦物為紅柱石,在溫度較高時(shí)還可以出現(xiàn)硅線石,常見堇青石、十字石和黑云母。這類變質(zhì)作用發(fā)育于高地溫梯度(大于40/km)的環(huán)境。中壓變質(zhì)作用 其特征礦物是藍(lán)晶石和硅線石,前者產(chǎn)生于較地溫部位,后者產(chǎn)生于較高溫部位。這類變質(zhì)作用發(fā)育于中等地溫梯度的環(huán)境(典型為20/km)。俯沖帶的變質(zhì)相系41雙變質(zhì)帶由于板塊的俯沖作用,在海溝和海溝內(nèi)壁,出現(xiàn)很低的地溫梯度,為發(fā)生高壓低溫變質(zhì)作用提供了有利條件。在火山
15、島弧地區(qū),板塊俯沖導(dǎo)致活躍的火山和巖漿活動(dòng),其熱流值和地?zé)崽荻认喈?dāng)高,為這里出現(xiàn)高溫低壓的變質(zhì)作用創(chuàng)造了合適的環(huán)境。事實(shí)上,在日本及太平洋周緣其它一些地區(qū),并列地展布著高壓低溫變質(zhì)帶和低壓高溫變質(zhì)帶,構(gòu)成了雙變質(zhì)帶(圖),二帶時(shí)代大致相同,性質(zhì)迥異。太平洋周緣存在多處雙變質(zhì)帶(圖)。424344第七章 垂直運(yùn)動(dòng)和水平運(yùn)動(dòng)研究地殼運(yùn)動(dòng)無外乎表現(xiàn)在兩個(gè)方面:垂直運(yùn)動(dòng)和水平運(yùn)動(dòng)。一、垂直運(yùn)動(dòng)研究二、水平運(yùn)動(dòng)研究451、經(jīng)典厚度法厚度法是根據(jù)地層的厚度變化來分析地殼的負(fù)向運(yùn)動(dòng)的。厚度法的應(yīng)用對(duì)槽臺(tái)理論的發(fā)展作出了很大的貢獻(xiàn)。厚度法在本二十世紀(jì)二十年代提出,1955年,Kay把這一方法的原理概括為:地質(zhì)
16、歷史時(shí)期形成的沉積巖和火山巖的厚度和巖性在地表上有很大的變化,反映了它們在堆積以前和堆積期間地殼的形變作用,其中:厚度是坳陷和沉降的尺度;巖性特征反映沉積環(huán)境和沉積盆地周圍高地的性質(zhì);地質(zhì)體的幾何形態(tài)和它們隨時(shí)間的演化表明了形變速度的變化這樣,我們就可以依據(jù)地層厚度及其形成深度沿剖面方向的變化來恢復(fù)相應(yīng)時(shí)期的地殼運(yùn)動(dòng),這就是厚度法的基本原理。一、垂直運(yùn)動(dòng)研究462、構(gòu)造沉降史分析方法經(jīng)典厚度法的缺陷經(jīng)典厚度法在本世紀(jì)前半期得到過廣泛的應(yīng)用,特別是蘇聯(lián)。但隨著認(rèn)識(shí)水平的提高,這一方法的缺陷也變得明顯起來。它未考慮壓實(shí)效應(yīng)松散沉積物的初始厚度與它完全成巖后的厚度可以相差很遠(yuǎn),而經(jīng)典厚度法使用的厚度
17、值直接測自地層剖面。未考慮均衡調(diào)整作用任何沉積物的加載必然會(huì)引起下伏地殼的附加沉陷,以保持平衡(圖)。經(jīng)典厚度法中補(bǔ)償狀況的判定主要是根據(jù)不同時(shí)期沉積物形成的變化??墒浅说貧さ纳颠\(yùn)動(dòng)以外,任何非構(gòu)造因素的海平面變動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生同樣的效果。經(jīng)典厚度法沒有考慮對(duì)它的校正。一、垂直運(yùn)動(dòng)研究47山麓坳陷附加沉陷48構(gòu)造沉降曲線的制作根據(jù)前面的分析,經(jīng)典厚度法存在很大的缺陷,自七十年代以來,Watts和steckler發(fā)展了一套“構(gòu)造回剝”的新厚度分析方法,從巖層厚度中把構(gòu)造沉降部分提取出來,Bond(1984)把這一方法計(jì)算機(jī)程序化,使之成為實(shí)用。下面簡述一下其處理過程,詳細(xì)見“盆地分析”中的構(gòu)造沉降
18、史模擬。2、構(gòu)造沉降史分析方法49對(duì)于一個(gè)完全成巖的地層剖面(圖)來說:第一步 移去所有的上覆地層,只留下下部第一個(gè)地層單位,根據(jù)它沉積時(shí)的孔隙度來恢復(fù)原來的體積和厚度1a(去壓實(shí)校準(zhǔn),圖a);第二步 消除由于1a厚度沉積物載荷所引起的對(duì)基底的附加均衡沉陷和海平面變化影響得構(gòu)造沉降Y1(圖b);第三步 恢復(fù)地層單位2的原始厚度,(方法同第一步),并置于堆積時(shí)的平均水深之下,調(diào)整第一個(gè)地層單位的厚度成1b(可以理解為地層單位1在單位2的負(fù)荷下開始?jí)簩?shí),圖c)。然后再對(duì)1b+2a兩個(gè)單位載荷的進(jìn)行均衡校準(zhǔn),得出Y2(圖d)。上述步驟如此重復(fù)下去,直到完成全部剖面層序的計(jì)算,結(jié)合測年(年令)資料,于
19、是得出如圖(圖)右側(cè)的累積構(gòu)造沉降曲線。構(gòu)造沉降曲線的制作50構(gòu)造沉降史分析過程圖51523、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)面及構(gòu)造旋回通過巖相和厚度的研究,可以恢復(fù)一 個(gè)地區(qū)地殼的負(fù)向運(yùn)動(dòng)即構(gòu)造坳陷的形態(tài)和歷史,但是沉降和隆起,堆積和剝蝕總是共存的。53上升運(yùn)動(dòng)的幅度和速度Kuenen 在五十年代的一次估算作了很好的說明,河流帶入海洋碎屑物質(zhì)12,溶解物、海蝕作用0.12km3、共13.6km3。目前海平面以上陸地全部體積為130106km3,按照這種速度,在不到10Ma的時(shí)間內(nèi)就會(huì)把它們?nèi)恳钠降胶F矫?。而地質(zhì)記錄已證照全球大陸從未被夷平過,這表明了上升運(yùn)動(dòng)的普遍存在。上升運(yùn)動(dòng)是一個(gè)剝蝕的過程。和沉降作用不一致
20、,剝蝕量的準(zhǔn)確計(jì)算是目前還未解決的難題。下面給出一組數(shù)據(jù)速度的數(shù)據(jù):密西西比河地區(qū):剝蝕總量6.9km(白堊紀(jì)以來),平均4.6cm/ka阿巴拉契亞地區(qū):剝蝕總量7.8km(白堊紀(jì)以來),平均6.2cm/ka喜馬拉雅山地區(qū):剝蝕總量8.5km(40Ma以來),平均21.0cm/ka珠穆朗瑪峰:剝蝕總量34Ma以來超過20km,平均約60 cm/ka54構(gòu)造運(yùn)動(dòng)面上升運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為已堆積的沉積物或基底遭剝蝕,一直到新的沉降幕再度出現(xiàn)。新的沉積物與遭受侵蝕、變形甚至變質(zhì)的下伏地質(zhì)體之間就有了一個(gè)明顯的分隔面,這種分隔面就叫構(gòu)造運(yùn)動(dòng)面。分不整合和假整合。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)面是研究上升運(yùn)動(dòng),而且是區(qū)域地質(zhì)分析中一個(gè)
21、極為重要的研究對(duì)象。只有那些分布范圍廣、劃分構(gòu)造演化階段的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)面才是區(qū)域地質(zhì)分析的主要對(duì)象。兩個(gè)區(qū)域性構(gòu)造運(yùn)動(dòng)面之間的地層構(gòu)造組合叫構(gòu)造層。55構(gòu)造旋回主要的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)面代表著一個(gè)大區(qū)域歷史演化階段的質(zhì)變點(diǎn),順序排序的這些運(yùn)動(dòng)面反映這一地區(qū)的地殼變形史。所謂構(gòu)造旋回,指的是地殼發(fā)展具有周期性和階段性,每一周期無一例外地都經(jīng)歷了拗陷、沉積物充填、褶皺變形和山鏈形成等發(fā)展階段,前兩者持續(xù)時(shí)間相對(duì)較長,地殼運(yùn)動(dòng)相對(duì)較寧靜,代表構(gòu)造發(fā)展中的量變階段,后兩者持續(xù)時(shí)間短,活動(dòng)強(qiáng)度大,代表地殼發(fā)展中的質(zhì)變階段,這樣地殼的一個(gè)活動(dòng)周期叫一個(gè)構(gòu)造旋回。56任紀(jì)舜等(1980)根據(jù)我國情況提出的構(gòu)造旋劃分方案:
22、 興凱旋回 800-540Ma; 加里東旋回 540400Ma; 華力西旋回 400-230Ma; 阿爾卑斯旋回 230-現(xiàn)在構(gòu)造旋回印支旋回燕山旋回喜馬拉雅旋回57二、水平運(yùn)動(dòng)研究經(jīng)典的槽臺(tái)學(xué)說的一個(gè)重大失誤是忽視地殼的水平運(yùn)動(dòng),現(xiàn)在稱之為“固定論”。實(shí)際上地殼沿水平方向的運(yùn)動(dòng)是大量存在的,是占主導(dǎo)地位的。下面主要介紹水平運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)形式和研究思路。1、水平運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)方式2、構(gòu)造逸脫3、低角度正斷層和變質(zhì)核雜巖4、板塊(塊體)古平移運(yùn)動(dòng)的研究方法581、水平運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)方式走向滑移運(yùn)動(dòng)是指沿走向的滑移運(yùn)動(dòng),它是中間應(yīng)力軸呈直立狀態(tài)時(shí)沿水平方向發(fā)生剪切的產(chǎn)物。其中走滑斷層是這類運(yùn)動(dòng)最主要的體現(xiàn)者(
23、圖)。傾向滑移運(yùn)動(dòng)除走向滑移運(yùn)動(dòng)以外,還存在一類以逆沖和正斷作用為代表的,水平分量大于垂直分量的大規(guī)模位移,它們的運(yùn)動(dòng)方向與區(qū)域構(gòu)造線走向大體直交,即運(yùn)動(dòng)是沿傾向的。逆傾向運(yùn)動(dòng)的以逆沖推覆構(gòu)造為代表,順傾向運(yùn)動(dòng)以正斷層和伸展構(gòu)造系統(tǒng)為代表。板塊的剛體水平位移板塊的剛體水平位移在大陸上表現(xiàn)為大陸漂移,在地史期間可以有數(shù)千公里的平移幅度(印度板塊漂移圖)。59圣安德里斯斷層郯廬斷裂60新生代以來印度板塊的運(yùn)動(dòng)歷史612、構(gòu)造逸脫 隨著走滑斷層的巨大滑移得到確認(rèn),位于走滑斷裂帶之間的地塊滑移就成為不可忽視的問題,Burke(1986)把源于弧-陸碰撞或大陸碰撞產(chǎn)生的走向滑移作用稱之為構(gòu)造逸脫(Tec
24、tonic Escape圖),他認(rèn)為這是地史期間和現(xiàn)在大陸演化的一個(gè)重要因素。印度板塊和歐亞板塊的碰撞,使得碰線以東以中國為中心的亞東部成為一個(gè)規(guī)模很大的滑移系(圖)。6263東亞以構(gòu)造逸脫為特征的應(yīng)變圖式643、低角度正斷層北美科迪拉范圍內(nèi)從加拿南部到墨西哥西北零散地分布著一些變質(zhì)巖,出露于地形高處,位于未變質(zhì)的沉積蓋層之下,但兩者不是通常的角度不整合,而是被低角拆離斷層所分隔,這種變質(zhì)巖被稱為變質(zhì)核雜巖。變質(zhì)核雜巖來自中下地殼,通過低角正斷層從地殼深處拆離(拉)到地殼淺部或出露地表,與上盤與未未的沉積巖直接接觸(圖)。因而,它對(duì)認(rèn)識(shí)大陸伸展運(yùn)動(dòng)具有重要的意義,變質(zhì)核雜巖成因機(jī)制成為八十年代
25、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的一個(gè)熱門話題,其中力學(xué)成因最主要的貢獻(xiàn)為一美籍華人:尹安。65664、板塊(塊體)古平移運(yùn)動(dòng)的研究方法板塊(或地塊)在地史期間可發(fā)生大規(guī)模的水平位移,水平位移量可超過數(shù)千公里。板塊古平移運(yùn)動(dòng)研究,不僅可以了解不同地塊在地史期間的漂移軌跡,而且是復(fù)原巖石圈板塊演化歷史的的重要內(nèi)容。古平移運(yùn)動(dòng)研究主要有以下幾種方法。這幾種方法對(duì)研究地塊顯生宙的平移運(yùn)動(dòng)相對(duì)比較有效,涉及的時(shí)代愈老,可靠程度愈低。古地磁方法古氣候標(biāo)志生物地理學(xué)方法67古地磁方法測定巖石標(biāo)本剩余磁性的向量,可得出巖石形成地點(diǎn)的古緯度和古經(jīng)線方向,從而求出相應(yīng)時(shí)期古地磁極的位置。古地磁測定可以查明地質(zhì)時(shí)期大陸所處的古緯度,根
26、據(jù)古經(jīng)線方向還可以判斷古大陸的方位,既相對(duì)于現(xiàn)代的位置是否發(fā)生過轉(zhuǎn)動(dòng)。但無法求出大陸的古經(jīng)度(圖)。同樣,可以測出不同時(shí)代古地磁極的位置,將各時(shí)代磁極的位置相連,就可以得出大陸的磁極移軌跡。如果兩個(gè)大陸都得出了磁極移軌跡,欲使這兩條磁極移軌跡重合,須移動(dòng)兩大陸的相對(duì)位置,這時(shí)只有一種復(fù)原方式(圖)。在這種情況下,兩大陸當(dāng)年的相對(duì)位置可以比較確切地復(fù)原出來(圖)。4、板塊(塊體)古平移運(yùn)動(dòng)的研究方法68697071古氣候標(biāo)志古氣候標(biāo)志也能提供有關(guān)古緯度方面的資料,從而可以與古地磁資料相互印證。盡管地球上的氣候在地質(zhì)歷史中有冷暖的變化,但由于地史時(shí)期地球的形狀、以及太陽入射角在地球各部分的配置類似于現(xiàn)代。人們相信,至少在近十億年來,地球上的氣候地帶性,原則上與目前類同。一些沉積巖的生成嚴(yán)格地依賴氣候條件,它們可以作為古氣候的標(biāo)志。經(jīng)常可以發(fā)現(xiàn),有些沉積巖目前所處的氣候帶與它們生成時(shí)所要求的氣候帶完全不同,這正是大陸發(fā)生平移運(yùn)動(dòng)(大陸漂移)的結(jié)果。據(jù)此,可以恢復(fù)沉積巖形成時(shí)大陸的大體緯度??梢宰鳛楣艢夂驑?biāo)志的主要有:珊瑚礁和碳酸鹽巖、紅層、鋁土礦、磷灰石、蒸發(fā)巖、煤、石油、冰川沉積等。4、板塊(塊體)古平移運(yùn)動(dòng)的研究方法72珊瑚礁和碳酸鹽巖大多數(shù)珊瑚礁和碳酸鹽巖沉積分布在緯
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