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文檔簡介
1、第一章 緒論(xln)大地構(gòu)造學 tectonics:研究地殼、巖石圈甚至整個(zhngg)地球的演化和運動規(guī)律的地質(zhì)學分支學科。 其主要研究問題:地球形成和演化過程; 地球內(nèi)部各圈層的物質(zhì)(wzh)組成; 地殼和巖石圈的運動樣式; 推動地殼和巖石圈運動的動力學機制。主要的大地構(gòu)造學派: 1、槽臺學說、多旋迴學說、地洼學說 2、大陸漂移學說 魏格納 海陸的起源The Origin of Continents and Oceans 3、海底擴張 赫斯(Hess)和迪茨(Dietz) 瓦因(Vine)和導(dǎo)師馬修斯發(fā)現(xiàn)磁異常條帶 4、板塊構(gòu)造 威爾遜提出轉(zhuǎn)換斷層 摩根、麥肯齊 法國的勒皮松等進一步發(fā)
2、展 5、地質(zhì)力學 6、其他:深大斷裂、地球膨脹說、收縮說、波浪鑲嵌學說、斷塊學說等 槽臺學說-強調(diào)地殼物質(zhì)的垂直運動。 地洼學說-強調(diào)地塊垂直運動的強弱變化。 地質(zhì)力學-強調(diào)地球自轉(zhuǎn)角速度變化造成的影響。 大陸漂移-強調(diào)大陸的水平運動。 海底擴張-強調(diào)洋殼的誕生和消亡。 板塊構(gòu)造-強調(diào)地幔物質(zhì)熱的對流運動。 其他:地球膨脹說、收縮說、波浪鑲嵌學、斷塊學說。中國五大構(gòu)造學派: 地質(zhì)力學李四光 多旋回學說黃汲清 斷塊學說張文佑 地洼學說陳國達 波浪狀鑲嵌構(gòu)造學說張伯聲板塊構(gòu)造學說經(jīng)歷了從大陸漂移假說、海底擴張假說,經(jīng)過發(fā)展、完善,形成系統(tǒng)的板塊構(gòu)造理論,不斷補充最新的觀測資料,目前得到絕大多數(shù)地質(zhì)
3、學家的接受。但在解釋某些陸內(nèi)變形時,顯得力不從心。(?)槽臺學說、地質(zhì)力學等其它大地構(gòu)造理論,從不同的方向入手,經(jīng)歷了多年的發(fā)展和應(yīng)用,可以解釋部分地質(zhì)現(xiàn)象,早期文獻應(yīng)用的是這些大地構(gòu)造理論,甚至現(xiàn)今仍有人使用其中的某些概念。大地構(gòu)造學研究方法 :歷史分析法、力學分析法、地球物理方法、遙感遙測(yoc)、高溫高壓試驗、數(shù)理統(tǒng)計和數(shù)值模擬實驗、深海鉆探、行星類比地質(zhì)(dzh)事件的回剝法(屬于歷史分析法):在研究區(qū)域構(gòu)造演化過程中,首先分析晚期(wnq)的構(gòu)造變形,在將最新的構(gòu)造變形恢復(fù)之后,再進一步分析早期的構(gòu)造變形,建立從新到老的構(gòu)造演化序列。正演:反演:雙變質(zhì)帶:指變質(zhì)時期相同而變質(zhì)作用類
4、型不同的兩個相鄰變質(zhì)地帶。地槽地槽:地殼上具有強烈活動(包括顯著的差異升降、強烈構(gòu)造巖漿活動、變質(zhì)作用和多次內(nèi)生成礦作用等)的狹長條帶狀地帶,早期強烈差異下降接受巨厚沉積,后期強烈褶皺上升形成巨大的山系。它是與地臺相對立、相比較而區(qū)別的,在時間上一般是指古生代以來曾經(jīng)有過強烈活動的地帶。地殼分為克拉通(穩(wěn)定區(qū))和正地槽(活動區(qū))兩類地區(qū)??死ǚ譃楦呖死ǎù箨懙貧ぃ┖偷涂死ǎù笱蟮貧ぃ?;正地槽分為優(yōu)地槽和冒地槽。 優(yōu)地槽:離高克拉通遠,地殼活動性強,有蛇綠巖及火山物質(zhì)。 冒地槽:離高克拉通近,無蛇綠巖,缺乏火山物質(zhì),以碎屑巖及碳酸鹽巖沉積為主。地槽-褶皺系有關(guān)名詞概念1.地槽褶皺區(qū):位于兩
5、個大陸地臺區(qū)之間 或大陸邊緣,具強烈活動的地區(qū)。包括不同 時期發(fā)育的、在空間上連成統(tǒng)一整體的若干地槽褶皺系及其間的中間地塊所組成。2.地槽褶皺系:是地槽褶皺區(qū)中相對強烈活動的地帶,內(nèi)部差異活動顯著,構(gòu)造、巖漿活動都很強烈,后期褶皺變質(zhì),并上升成為造山帶。3.地向斜褶皺帶:是地槽褶皺系中相對強烈下陷的二級單元。發(fā)育厚度大的地槽型沉積建造,構(gòu)造復(fù)雜,有時巖漿活動強烈,內(nèi)生礦產(chǎn)豐富,一般有區(qū)域變質(zhì)作用。按火山活動強弱程度和基底地殼性質(zhì)不同,可分為兩種類型:(1)優(yōu)地槽型地向斜以大洋殼基底為主,深斷裂作用和火山活動強烈顯著,尤以發(fā)育蛇綠巖套著稱(2)冒地槽型地向斜以大陸殼基底為主,缺乏或很少火山活動。
6、地背斜褶皺帶:是地槽褶皺系中處于相對隆起或長期隆起遭受剝蝕的二級單元。沉積缺失或很薄,斷裂、巖漿活動比較強烈,尤以邊緣地區(qū)為甚。中國不少地背斜廣泛出露前震旦紀結(jié)晶基底,常位于地槽褶皺系的中央,故稱為中央結(jié)晶帶或中央隆起帶。5.中間地塊:是地槽褶皺區(qū)中面積較大、呈三角形或菱形、相對較穩(wěn)定且固結(jié)程度較高的地區(qū)。它是地槽褶皺區(qū)中保存的古地臺碎塊或早期固結(jié)的褶皺區(qū)。中新生界陸相地層廣泛發(fā)育,斷裂、巖漿活動較弱。山間拗陷:地槽褶皺返回后,在褶皺山系內(nèi)部于不同時期形成的大小與形狀各異的拗陷或斷陷。7.邊緣拗陷或山前拗陷:地槽褶皺返回后,在褶皺系的邊緣臨近地臺的地方所形成的狹長帶狀拗陷,具過渡帶性質(zhì)。在其發(fā)
7、展過程中,拗陷往往向外側(cè)(地臺)逐漸遷移,使兩側(cè)構(gòu)造(guzo)發(fā)育具不對稱性。發(fā)育磨拉石建造、含煤建造、含油建造、紅色巖建造和含鹽建造等。褶皺強度向地臺方向減弱。巖漿活動微弱。8.造山作用(orogenesis,orogeny):在擠壓性構(gòu)造體制之下,板塊邊緣或板塊內(nèi)部(nib)發(fā)生的所有地質(zhì)過程的總和,包括斷裂、褶皺、巖漿作用、變質(zhì)作用,總的效果是形成線形的加厚的地殼(巖石圈)。造山帶(orogenic belt):由造山作用形成的地質(zhì)體,通常出露地表,呈現(xiàn)山脈的形態(tài)。造山帶是地殼上的一種帶狀的構(gòu)造單元,它以具備強烈的構(gòu)造變形(線形(xin xn)褶皺和逆沖斷層)為特征,而這些強烈的構(gòu)造變
8、形是側(cè)向擠壓作用的產(chǎn)物。 地槽的基本特征:1.形態(tài)特征 一般呈狹長帶狀,具方向性,長達數(shù)百至數(shù)千公里,寬僅數(shù)十至數(shù)百公里。如祁連山、秦嶺、喜馬拉雅地槽等。地臺卻不具此特征。2.地貌特征 常為宏偉的長條山脈,地形切割較強。如祁連山、秦嶺、喜馬拉雅地槽等。地臺卻不具此特征。地質(zhì)特征沉積作用:以海相為主,如碳酸鹽、復(fù)理石建造等,厚度巨大。優(yōu)地槽具蛇綠巖套(基性-超基性巖、枕狀玄武巖、海相含放射蟲硅質(zhì)巖“三位一體”組成) (2)構(gòu)造作用:褶皺、斷裂、片理、劈理等十分發(fā)育。 (3)巖漿作用:超基性、基性、中性、酸性巖漿活動十分強烈。 (4)變質(zhì)作用:區(qū)域變質(zhì)十分發(fā)育。 (5)礦產(chǎn)作用:以內(nèi)生礦產(chǎn)為主。早
9、期:基性巖漿活動的黃鐵礦型銅多金屬礦床和鐵、鉑等。中期:中酸性巖漿活動有關(guān)的銅、鉬、鎢礦床。晚期:淺成巖漿活動有關(guān)的稀有金屬和多金屬礦床。地球物理特征(tzhng)(1)地槽-褶皺帶(尤其是中新生代造山帶)多為地震(dzhn)活動帶。莫霍面埋藏深、具異常上地幔。(2)重力異常(ychng)成帶狀,為強烈正負異常地區(qū)的結(jié)合。(3)磁異常呈一定規(guī)模的線狀或鏈狀分布,異常走向與地槽延伸方向一致,橫過走向出現(xiàn)正負異常交替。(4)熱流值高。一般地說,地槽-褶皺帶的時代越新,熱流值越高。復(fù)理石建造:多次重復(fù)的韻律性層理(復(fù)理石韻律),每一韻律包括砂巖到泥質(zhì)巖或灰質(zhì)巖的韻律層序(鮑馬序列),總厚達數(shù)千米至萬
10、米。主要為砂巖和泥巖,海相濁流沉積。鮑馬序列:濁積巖的每一個單元(即一次陣發(fā)性泥沙密度流形成的沉積),往往下部物質(zhì)較粗,有時含有礫石,如含礫砂巖等,向上物質(zhì)變細,頂部常為泥巖、泥灰?guī)r;下部常形成遞變層理,向上逐漸變?yōu)槲⒓毸綄永恚钌献優(yōu)椴簧跚逦鷮永?。典型的鮑馬序列通常分為A、B、C、D、E五層,A層:具遞變層理的雜砂巖組成,底面具有槽模,溝模等沖刷鑄模;B層:具有平行層理的砂巖;C層:為具小波痕交錯層理,變形層理的粉砂巖;D層:為具有水平紋理的粉砂巖,粉砂質(zhì)泥巖;E層:為塊狀泥巖。軟泥沉積:常見的軟泥沉積物有含硫化鐵的藍泥和灰泥、含氧化鐵的紅泥和含海綠石的綠泥。深海帶則主要為各種生物軟泥,如
11、抱球蟲軟泥、硅藻軟泥、放射蟲軟泥。蛇綠巖 Ophiolite:是一種特殊的超鎂鐵質(zhì)和鎂鐵質(zhì)巖組合,由底向上為:1、超鎂鐵質(zhì)雜巖:方輝橄欖巖、二輝橄欖巖和純橄欖巖,通常具有變質(zhì)組構(gòu),多少有蛇紋石化。2、輝長巖類雜巖:常具有堆晶結(jié)構(gòu)。經(jīng)常含有堆晶橄欖巖和輝石巖,但較少變形。3、鎂鐵質(zhì)席狀巖墻雜巖。4、鎂鐵質(zhì)火山雜巖,通常呈枕狀。5、伴生巖石包括: a.上覆沉積巖系:硅質(zhì)巖、薄層頁巖和少量灰?guī)r; b.與純橄欖巖伴生的豆莢狀鉻鐵礦;c.鈉質(zhì)長英質(zhì)巖漿巖。細碧-角斑巖建造細碧巖(spilite):在水的參與下形成的變質(zhì)基性火山巖,或是變了質(zhì)的玄武巖。角斑巖(keratophyre):一種中性海底(hi
12、d)噴發(fā)巖,呈致密角巖狀,大多為斑狀結(jié)構(gòu),斑晶主要是鈉長石或鈉長石-更長石。磨拉石建造(jinzo) molasse formation:以礫巖(l yn)為主要成分的陸相粗碎屑巖,反映近源、快速堆積,一般位于造山帶前緣。地槽構(gòu)造旋回:地槽從開始下陷接受沉積到最后褶皺上升稱為褶皺山系的整個構(gòu)造發(fā)展過程大地構(gòu)造旋回:在漫長的地質(zhì)歷史時期中,地殼構(gòu)造運動明顯呈現(xiàn)出周期性重復(fù)發(fā)展的過程,一個周期延續(xù)時間約為150個百萬年左右。地質(zhì)歷史時期中重要的構(gòu)造運動:海西運動又稱華力西(Varisian)運動,以德國海西山得名,指晚古生代造山運動,其所形成的褶皺帶,稱海西或華力西褶皺帶。海西運動的完成標志著古生
13、代的結(jié)束。加里東運動(Caledonian movement)這一概念是1888年由休斯(E.Suess)創(chuàng)立的,以英國蘇格蘭的加里東山而命名,志留系及更早地層被強烈褶皺,與上覆泥盆系呈明顯的不整合接觸表明早古生代期間發(fā)生了褶皺運動。加里東運動的完成標志著早古生代的結(jié)束。休倫運動(Huronian orogeny )休倫運動是北美休倫紀(24億21億年)地層沉積之后、元古宙發(fā)生的褶皺運動,是根據(jù)北美休倫族的名字命名。有人還認為此運動發(fā)生在太古代末。阿爾卑斯運動(Alpine orogeny )是指中、新生代發(fā)生在阿爾卑斯旋回內(nèi)的地殼運動,不論是造山運動或是造陸運動,都統(tǒng)稱為阿爾卑斯運動。歐美大
14、部分地質(zhì)學者把阿爾卑斯運動的時間限制在第三紀,在不同的地方表現(xiàn)為不同強度的許多幕,在中新世或上新世結(jié)束。中國地質(zhì)學界一般不采用這個名稱,發(fā)生于中生代的地殼運動稱為印支運動和燕山運動,發(fā)生于新生代的運動稱為喜馬拉雅運動。印支運動(Indosinian movement):法國地質(zhì)學家Gromaget (1934)在研究越南的地層時,首次提出印支運動的概念。后經(jīng)黃汲清的倡導(dǎo),這一概念在中國也得到廣泛使用。最初,印支運動只是指中南半島和中國華南地區(qū)中三疊統(tǒng)與上三疊統(tǒng)地層之間的角度不整合所表現(xiàn)的構(gòu)造運動,現(xiàn)在已經(jīng)把三疊紀期間的構(gòu)造運動都統(tǒng)稱為印支運動。 燕山運動(Yanshanian movement
15、):1926年翁文灝在題為“中國東部的地殼運動”的論文中首次提出了“燕山運動” 。他在次年發(fā)表的“ 中國東部中生代以來的地殼運動及巖漿活動”一文中將北京西山九龍山組(中侏羅統(tǒng))與髻髻山組(上侏羅統(tǒng))之間的角度不整合所代表的構(gòu)造運動稱為燕山運動,代表侏羅紀末期、白堊紀初期產(chǎn)生的不整合、火成巖活動和成礦作用。現(xiàn)在指侏羅紀和白堊紀期間發(fā)生(fshng)的構(gòu)造運動。喜馬拉雅運動(Himalayan orogeny):黃汲清(1945) 首先引用,指新生代以來的造山運動。這一運動在亞洲大陸廣泛發(fā)育,因首先在喜馬拉雅山區(qū)確定而得名。這一造山運動使中生代的特提斯海變成巨大山脈。喜馬拉雅運動,不僅限于喜馬拉雅
16、山區(qū),也發(fā)生在中國臺灣省以及地中海、高加索、緬甸(min din)西部、印尼、菲律賓、日本和堪察加等廣大地帶。這個帶是地殼上最新的褶皺山系,直至今天它的活動性仍很強烈。由喜馬拉雅運動形成的褶皺帶叫喜馬拉雅褶皺帶。喜馬拉雅運動有人簡化為“喜山運動(yndng)”??偨Y(jié):地殼的演化就是從一個構(gòu)造旋回向另一個構(gòu)造旋回螺旋式發(fā)展的過程,地殼在一個構(gòu)造旋回或一個發(fā)展過程中,在一定空間范圍內(nèi)所形成的地質(zhì)綜合體,稱為一個構(gòu)造層。劃分構(gòu)造層的依據(jù)是:區(qū)域性不整合或假整合、大型沉積旋回、沉積建造類型、沉積巖相、變質(zhì)程度、地層的含礦性和構(gòu)造格局的變化等。造山作用(orogenesis,orogeny):在擠壓性構(gòu)
17、造體制之下,板塊邊緣或板塊內(nèi)部發(fā)生的所有地質(zhì)過程的總和,包括斷裂、褶皺、巖漿作用、變質(zhì)作用,總的效果是形成線形的加厚的地殼(巖石圈)。造山帶(orogenic belt):由造山作用形成的地質(zhì)體,通常出露地表,呈現(xiàn)山脈的形態(tài)。造山帶是地殼上的一種帶狀的構(gòu)造單元,它以具備強烈的構(gòu)造變形(線形褶皺和逆沖斷層)為特征,而這些強烈的構(gòu)造變形是側(cè)向擠壓作用的產(chǎn)物。 成山作用(mountain building):造成明顯正地形的地質(zhì)過程,可以是造山帶的隆起成山,也可以是斷裂作用造成的基本未變形的地質(zhì)體的過程。構(gòu)造地層地體是以斷層為邊界的具有區(qū)域性延伸的地質(zhì)實體, 每個地體均有與相鄰地體不同的地質(zhì)歷史。地
18、體可劃分為四種主要類型:1、地層型地體;2、破壞碎裂型地體;3、聯(lián)合型地體;4、變質(zhì)地體。 地臺地臺的概念:地臺是地殼上相對穩(wěn)定的地區(qū),具有明顯的雙層結(jié)構(gòu)。下構(gòu)造層:巨厚的,強烈褶皺的變質(zhì)巖和巖漿巖組成,稱為結(jié)晶基底或褶皺基底。上構(gòu)造層:未變質(zhì)、產(chǎn)狀平緩和厚度較?。?-3km )的沉積巖層組成,稱為沉積蓋層。二者之間為區(qū)域性角度不整合面。地臺的組成結(jié)構(gòu): 地軸:位于地臺邊緣,呈狹窄帶狀,是地臺內(nèi)部相對活動性較大(jio d)的正向二級構(gòu)造單元?;壮雎遁^廣,蓋層褶皺平緩。如康滇地軸。臺?。赫蚨墕卧3实容S形或不規(guī)則形,蓋層發(fā)育不全,厚度(hud)較小,常有基底構(gòu)造層零星出露。臺拗:負向二級
19、單元。呈菱形或不規(guī)則形,長期或某些(mu xi)時期較顯著下降,蓋層發(fā)育齊全,厚度較大。位沉降帶(圖)。臺褶帶:位于地臺邊緣的稱臺緣拗陷,地軸內(nèi)側(cè)稱軸緣拗陷,呈狹長帶狀沉積地帶,是地臺上活動較強烈的負向二級單元??死òǎ?1.地盾continental shield:大陸地殼上相對穩(wěn)定的部分,長期相對上隆,前寒武紀變質(zhì)基底廣泛出露地表,缺失或局部邊緣有很薄的沉積蓋層。 2.地臺(或臺坪):地殼長期或某些時期相對穩(wěn)定下降,在前寒武紀基底之上,往往發(fā)育1-3公里沉積蓋層,具有明顯的雙層結(jié)構(gòu)??死?craton):地殼上已經(jīng)達到穩(wěn)定并在漫長的地質(zhì)時期(至少古生代以來)已很少變形的部分。在板塊構(gòu)
20、造理論里,可以理解為近似剛性的大陸板塊部分,是相對穩(wěn)定的大陸塊體,底部為大陸地殼。地臺的基本特征:1.形態(tài)特征 呈橢圓形或等軸形,可達數(shù)百至數(shù)千km。2.地貌特征 地勢平坦,起伏不大,以平原、盆地、高原為主,僅邊緣(binyun)和局部有較高的山脈。3.蓋層地質(zhì)(dzh)特征 (1)沉積(chnj)簡單; (2)構(gòu)造簡單; (3)巖漿活動微弱; (4)巖層一般無區(qū)域變質(zhì)現(xiàn)象; (5)鐵、磷、鋁、煤、石油、膏鹽等外生礦產(chǎn)。結(jié)晶基底地質(zhì)特征(和地槽類似)地球物理特征 (1)地殼厚度平均,無異常上地慢,低速帶埋藏深度較大。 (2)重力布格異常為低負值,變化較平緩。(如揚子、華北地臺) (3)磁異常呈
21、寬緩的不規(guī)則形,變化較小。 (4)熱流值低,一般1.3微卡/平方厘米。 一般認為中國的地臺活動性較大,為了與國外典型地臺相區(qū)別,黃汲清稱其為“準地臺”。地臺的發(fā)展:1、早期:差異性升降明顯,內(nèi)部構(gòu)造有一定程度分異。邊緣升降差異,局部有褶皺、斷裂、火山活動。2、中期:相對穩(wěn)定的發(fā)展時期。大面積差異升降,構(gòu)造變動、巖漿活動、變質(zhì)作用微弱。3、晚期:較強烈活動時期。全區(qū)上隆,脫離海侵。發(fā)育較厚陸相含煤、生油與膏鹽建造。構(gòu)造變動較強烈,褶皺,地塹或半地塹。三種解釋:1、地臺活化:晚期出現(xiàn)強烈活動,稱為“活化地臺”。2、次生地槽:認為這是地槽區(qū)的再度出現(xiàn)。3、活動區(qū)或塊斷帶:不同于地槽和地臺的第三種構(gòu)造
22、單元,陳國達的地洼學說即起于此。裂陷槽:地臺上的橫向線性坳陷,成因是地殼拉張而非地槽式擠壓。并認為其形成于大陸下有地幔熱柱的三合點的構(gòu)造環(huán)境。坳拉槽(坳拉谷aulacogen):坳拉谷是由三叉裂谷系發(fā)育演化而來的,其中裂谷的兩支繼續(xù)擴張,向原洋裂谷或窄大洋方向演化,形成海洋,另一支發(fā)育中斷,成為向克拉通內(nèi)延伸的凹陷。(三叉裂谷系統(tǒng)發(fā)育夭折的一端)深斷裂(dun li)深斷裂(dun li):切割深度大、空間延伸遠、具發(fā)育長期性和繼承性的巨大破裂帶。切割深度達數(shù)十公里至數(shù)百公里,可切穿硅鋁層,達到硅鎂層,甚至可達上地幔,長度可達數(shù)百公里至數(shù)千公里。深斷裂對沉積作用、褶皺作用、巖漿活動和礦產(chǎn)的形成
23、(xngchng)都有明顯的控制。 深斷裂的鑒別標志1.沉積標志 相鄰兩地區(qū)的地層發(fā)育、巖相及厚度發(fā)生明顯變化。2.巖漿活動標志 深斷裂可構(gòu)成巖漿活動的通道。3.構(gòu)造標志 出現(xiàn)顯著的片理化帶、劈理化帶和動力變質(zhì)帶,沿著狹窄地帶,構(gòu)造線方向突然改變。 4.地球物理標志 重力梯度帶、地震帶、地熱帶。5.地貌標志 線狀地塹、河谷、河流、湖泊、洼地等呈線狀分布等。不同地貌單元的突然變化等。按深度和特征分類1.超巖石圈斷裂 規(guī)模最大的一級深斷裂,一般構(gòu)成活動大陸邊緣與大洋之間的分界。2.巖石圈斷裂 一般可構(gòu)成巖石圈一級構(gòu)造單元活動帶與穩(wěn)定區(qū)的分界線,例如地槽與地臺之間的界線。3.硅鎂層斷裂 沿這類斷裂可
24、出現(xiàn)基性巖帶,常控制著活動帶和穩(wěn)定區(qū)中次一級構(gòu)造單位大型隆起和大型拗陷等的界線,控制著巖漿和成礦的分帶性。4.硅鋁層斷裂 沿這類斷裂可出現(xiàn)酸性巖及堿性巖帶以及礦脈,常構(gòu)成活動帶和穩(wěn)定區(qū)中三級構(gòu)造單元的界線,一般控制沉積相帶的分布。按力學性質(zhì)和位移分類1.張性深斷裂(深正斷裂):是地殼在拉張作用下形成的一種線性構(gòu)造帶,一般稱為(chn wi)地塹或裂谷帶。是近代火山、淺源地震和高熱流帶,如東非裂谷帶。2.壓性深斷裂(深逆斷裂):是地殼在擠壓作用下形成的一種(y zhn)線性構(gòu)造帶。如貝尼奧夫帶(位于海溝處平行于海溝的震源帶)3.剪性深斷裂(dun li)(深平移斷裂):是地殼在剪切作用下形成的一
25、種線性構(gòu)造帶。4.層間滑動斷裂:發(fā)生在地球各圈層之間、沿著近水平的各種構(gòu)造面作剪切錯動的一種隱伏斷裂。構(gòu)造轉(zhuǎn)換:由一種構(gòu)造變形轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N構(gòu)造變形的過程。例一:紅河-哀牢山斷裂的北西端由走滑運動發(fā)生構(gòu)造轉(zhuǎn)換變?yōu)樯煺棺冃?,形成伸展盆地。(注意與拉分盆地的區(qū)別)例二:阿爾金斷裂的南西端和北東端由走滑運動發(fā)生構(gòu)造轉(zhuǎn)換變?yōu)閿D壓變形,形成褶皺山系。亞歐大陸構(gòu)造特征:成都附近(fjn)的大型斷裂系統(tǒng):龍門山構(gòu)造帶(分為前山斷裂、中央(zhngyng)斷裂、后山斷裂) 鮮水河-小江斷裂(dun li)滑移線場理論:走滑斷層稱為滑移線,滑移線場指的是由多條走滑斷層組成的區(qū)域,實際上就是一個剪切構(gòu)造網(wǎng)絡(luò),在地質(zhì)
26、中指由一系列走滑斷層組成的一個面。法國地質(zhì)學家Tapponnier提出的側(cè)向逃逸理論第五章 大陸漂移創(chuàng)始人:魏格納海陸的起源(qyun)The Origin of Continents and Oceans 一書,系統(tǒng)地闡述了大陸漂移說。大陸漂移的證據(jù)(zhngj) 一.大陸拼合(pn h)、二.古生物和古氣候、三.平移斷層、四.古地磁:地磁極游移曲線 第六章 海底(hi d)擴張大陸(dl)邊緣的類型及特征:(1)被動大陸邊緣又稱大西洋型大陸邊緣。即通常所說的穩(wěn)定大陸邊緣,構(gòu)造上長期處于相對穩(wěn)定狀態(tài)的大陸邊緣。其地殼是洋殼到陸殼的過渡,大陸和海洋位于同一剛性巖石圈板塊內(nèi)的過渡帶。它沒有海溝俯
27、沖帶,早期裂開階段位于板塊內(nèi)部,隨后被動地隨著裂開的板塊而移動,故無強烈地震、火山和造山運動;它以生成巨厚的淺海相沉積(hi xing chn j)、巖漿活動微弱和地層基本上未遭變形而與活動大陸邊緣形成鮮明對照。被動大陸邊緣由寬闊的大陸架、較緩的大陸坡以及緩坦的大陸陸基組成。通常年輕的穩(wěn)定大陸邊緣陸架較窄;發(fā)育成熟的穩(wěn)定大陸邊緣具有廣闊的陸架區(qū)。被動大陸邊緣圖示如下: (2)活動大陸邊緣是漂移大陸的前緣,屬于板塊俯沖邊界,地震、火山活動頻繁,構(gòu)造運動強烈。主要分布在太平洋周緣、印度洋東北緣等地。它在太平洋周圍表現(xiàn)最為顯著,故又稱太平洋型大陸邊緣。大陸架比較狹窄,一般寬僅幾十公里。海溝的兩坡很陡
28、,坡度達510,其中堆積著濁積物硅質(zhì)沉積火山碎屑和滑塌堆積。由于大洋板塊在海底處的俯沖作用,海溝及其附近的沉積物受到“鏟刮”,而強烈變形,形成疊瓦狀逆掩斷層和混雜堆積。海溝和與其伴生的島弧或山弧所構(gòu)成的溝弧系也是大洋板塊向大陸板塊俯沖的產(chǎn)物。主動型大陸邊緣集中了地球的最主要的地震活動。活動大陸邊緣圖示如下:轉(zhuǎn)換(zhunhun)斷層:一種水平錯動在兩端突然(trn)終止并改變?yōu)榱硗庖环N方向和構(gòu)造類型的斷層。威爾遜(1965)命名。 轉(zhuǎn)換斷層與平移(pn y)斷層二者有著本質(zhì)的區(qū)別。威爾遜旋回 胚胎期:地貌:表現(xiàn)為裂谷、地塹,總體抬升 構(gòu)造變形:主要為伸展變形,形成地塹、地壘、狹長裂陷并被湖水覆
29、蓋 巖漿活動:主要為基性和雙峰式火山噴發(fā)(玄武巖和流紋巖同時出現(xiàn) 乞力馬 扎羅山為典型) 沉積作用:主要為陸相沉積,湖相沉積可進一步發(fā)展成為沼澤沉積并形成煤炭 斷層階步上有陸源碎屑堆積,盆地中的火山灰堆積 變質(zhì)作用:微弱,伴隨巖漿侵入發(fā)生接觸變質(zhì)作用,斷層引起的動力變質(zhì)作用 實例:東非大裂谷幼年期:地貌:陸間海 構(gòu)造變形:陸殼強烈減薄,陸海邊緣會出現(xiàn)正斷層,可能出現(xiàn)類似洋中脊 巖漿活動:拉斑玄武巖溢流,形成一些玄武巖島嶼 沉積作用:以陸源碎屑堆積為主,濱淺海沉積,薩勃哈沉積等 變質(zhì)作用:微弱,伴隨巖漿侵入發(fā)生接觸變質(zhì)作用,斷層引起的動力變質(zhì)作用, 巖漿與海水反應(yīng)生成細碧角斑巖建造 實例:紅海
30、亞丁灣成年期:地貌:大洋盆地,有活動的大洋中脊 構(gòu)造變形:以擴張運動為主 巖漿活動(hu dng):巖漿活動集中于洋中脊,以拉斑玄武巖溢流為主,為堿性玄武巖中 心 沉積作用:碳酸鹽為主的沉積建造深海沉積物主要是一些含有(hn yu)放射蟲(硅質(zhì)) 和有孔蟲(鈣質(zhì))的軟泥(run n),在大洋盆地邊緣(被動大陸邊緣)或島 嶼周圍常有碎屑、濁流沉積物,大洋中也會存在一些宇宙塵埃、冰 筏礫石、細碧巖等 變質(zhì)作用:少量,洋中脊火山噴發(fā)生產(chǎn)細碧角斑巖建造,斷層引起的動力變質(zhì) 作用 實例:大西洋衰退期:地貌:有俯沖邊緣的大洋盆地,大陸邊緣包括兩種:西太平洋型活動大陸邊緣, 具有溝-弧-盆體系;安第斯型活動
31、大陸邊緣,具有海溝-火山弧體系。 構(gòu)造變形:1)西太平洋型活動大陸邊緣:海溝處擠壓變形強烈,形成一系列 的逆斷層,褶皺;弧后盆地主要為伸展變形,形成一系列的正 斷層 2)安第斯型活動大陸邊緣:海溝同上,附近陸地上主要 為擠壓變形構(gòu)成褶皺山系 巖漿活動:島弧附近為活動主體,主要為安山巖(中性) 沉積作用:海溝處為正常深海沉積+來自島弧的陸源碎屑沉積+火山噴發(fā)沉積 以及俯沖帶刮下的附近洋殼物質(zhì)(構(gòu)造成因)稱為增生楔雜巖或混 雜堆積;弧后盆地以陸源碎屑堆積為主;安第斯山脈主要為附近陸 地的磨拉石堆積 變質(zhì)作用:海溝處為高壓低溫型變質(zhì)作用,島弧處為高溫低壓型變質(zhì)作用,二 者構(gòu)成雙變質(zhì)帶;弧后盆地變質(zhì)作
32、用微弱。 實例:太平洋(老師總結(jié)的衰退期特征)構(gòu)造變形方面,不同構(gòu)造部位活動性質(zhì)不同。在海溝部位,由于兩個板塊相互擠壓,出現(xiàn)強烈的擠壓變形,形成復(fù)雜的褶皺和逆斷層,一個板塊俯沖而另外一個板塊相對仰沖,在海溝中相應(yīng)的出現(xiàn)一套構(gòu)造混雜堆積。在西太平洋型活動大陸邊緣,出現(xiàn)弧后盆地,這是由擴張、伸展造成的,其中發(fā)生一系列的伸展變形,形成正斷層、地塹、地壘等構(gòu)造,如果擴張持續(xù),可出現(xiàn)洋殼和新生大洋的誕生。沉積作用,在海溝、遠洋環(huán)境中,可出現(xiàn)深海復(fù)理石、大洋軟泥(例如含放射蟲的硅質(zhì)巖)、宇宙塵埃、冰筏礫石、錳結(jié)核等沉積物。在島弧或火山弧附近,可以出現(xiàn)火山碎屑堆積,其中尤其以中性安山巖的成份居多。在弧后盆地
33、,可以出現(xiàn)來自于大陸和島弧的陸源碎屑建造,靠近陸地,可以出現(xiàn)濱海、淺海沉積。在安第斯型活動大陸邊緣,火山弧靠近陸地一側(cè),可以出現(xiàn)前陸盆地堆積,伴隨磨拉石建造。巖漿活動方面,在火山弧部位,出現(xiàn)中性巖漿活動,例如有中性安山巖的噴發(fā)和閃長巖的侵入。在弧后盆地,則以基性巖漿活動為主,如果弧后盆地持續(xù)(chx)擴張,可以出現(xiàn)新生洋殼,伴隨超基性巖漿活動,形成蛇綠巖套。變質(zhì)作用方面,在海溝部位,出現(xiàn)高壓低溫變質(zhì)帶,在火山弧則出現(xiàn)高溫低壓變質(zhì)帶,二者組合形成雙變質(zhì)帶。在其它構(gòu)造部位,變質(zhì)作用相對較弱,多為與斷裂有關(guān)的動力(dngl)變質(zhì)作用和與巖漿侵入有關(guān)的接觸變質(zhì)作用。終了期:地貌:殘留(cnli)海盆
34、構(gòu)造變形:海溝處為擠壓變形,部分地區(qū)(愛琴海)有弧后盆地 巖漿活動:火山弧附近主要為安山巖噴發(fā) 沉積作用:陸源碎屑沉積 變質(zhì)作用:海溝處為高壓低溫型變質(zhì)作用,弧后盆地變質(zhì)作用微弱。 實例:地中海遺痕期:地貌:年輕的褶皺山系 構(gòu)造變形:總體呈擠壓環(huán)境,形成大型的褶皺山系、高原,一系列逆斷層、褶 皺,且地殼異常增厚,該處古大洋小時,有地縫合線(帶) 巖漿活動:地殼異常增厚直接導(dǎo)致地殼深處重熔,酸性花崗巖侵入,同時殼幔 混染,噴發(fā)至地表,堿性元素含量高 沉積作用:1)陸地上的山前坳陷、邊緣坳陷主體為磨拉石建造; 2)陸源碎屑搬運距離很遠是為側(cè)陸堆積 變質(zhì)作用:區(qū)域變質(zhì)作用強(陸-陸碰撞導(dǎo)致),形成大
35、面積的板巖、千枚巖、 片巖、片麻巖;該處陸陸碰撞導(dǎo)致的陸殼深俯沖形成的超高壓變質(zhì) 作用,形成的超高壓變質(zhì)巖折返地表后可作為典型的陸陸碰撞標志 實例:喜馬拉雅山脈 板塊構(gòu)造板塊理論:地球的剛性巖石圈被分裂成若干巨大的板塊(plate),在軟弱的軟流圈之上作大規(guī)模的水平運動,并在各個板塊之間發(fā)生相互作用。巖石圈:地殼和上地幔上部構(gòu)成的堅硬部分叫巖石圈,厚約60-120km,在力學上可看作一個統(tǒng)一的構(gòu)造單元。軟流圈:把巖石圈下面的低速(d s)層叫軟流圈,厚約100km,巖石圈在軟流圈上能較為自由地活動。板塊(bn kui):板塊學說認為地球的剛性巖石圈被分裂(fnli)成若干巨大的塊體板塊(pla
36、te),它們被馱在軟流圈之上正在作大規(guī)模的水平運動,并在各個板塊之間發(fā)生相互作用。 板塊劃分的依據(jù)1、洋中脊;2、海溝;3、轉(zhuǎn)換斷層; 4、縫合帶;5、大陸裂谷(視情況而定)六大板塊:歐亞板塊、太平洋板塊、美洲板塊、非洲板塊、印度洋板塊、南極洲板塊地幔柱:地幔柱是相對熱的、低黏度的地幔,由于對流而上升而形成的火山柱。其頭部直徑可以達到500-3000km,下部為100-200km。地幔柱發(fā)育分為四步:上升、平滑、扭曲和分裂。熱點(hotspot):熱點是指形成與板塊邊界無關(guān)的、來自上地幔中相對固定的火山的巖漿源。熱點的分布:目前已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)的熱點(活動)有40150個,有的出現(xiàn)在洋脊附近(如冰島
37、),有的出現(xiàn)在板塊內(nèi)部(如Hawaii);許多現(xiàn)代熱點很少超過100Ma(目前已知最老的熱點為大西洋St Helene熱點,145Ma前噴發(fā)玄武巖);熱點巖漿成分為拉斑系列和堿性系列。三合點:三條板塊邊界相會合的點,洋脊洋脊洋脊型最穩(wěn)定。(R:洋脊 T:海溝 F:轉(zhuǎn)換斷層) RRR TTT TTF FFR FFT RTF三種板塊邊界類型:1、離散邊緣:是洋殼生長的場所。其主要特征是巖石圈張裂、基性-超基性巖漿侵入與噴發(fā),淺震、高熱流值等 1)裂谷:如紅海裂谷、陸間海2)洋脊和洋隆匯聚邊緣:巖石圈板塊對沖、消減、碰撞的場所。構(gòu)造活動強烈、復(fù)雜,所形成的島弧和山脈大多呈弧形。四種形式:島弧-海溝系
38、、山弧-海溝系、陸間海、地縫合線轉(zhuǎn)換邊緣:即轉(zhuǎn)換斷層。一般比較平直,巖石圈既不生長、也不消減,淺震活躍,發(fā)育碎裂變質(zhì)巖。兩側(cè)板塊沿邊界相互錯動、作剪切運動火山?。菏谴笱蟀鍓K俯沖到另一個板塊之下,巖漿(ynjing)侵入和噴出而形成的與俯沖帶平行的火山群島或山脈,分為島弧(Island arc)和陸弧(Continental arc)兩種?;『笈璧?pnd)(back arc basin):又稱邊緣海盆地(marginal basin)。板塊俯沖帶的島弧后方(hufng)(靠陸一側(cè))與大陸之間的深海盆地,一般是由弧后擴張形成的?;祀s堆積:亦稱混雜巖。不同地點、不同成因、不同時代、不同性質(zhì)的巖石或
39、沉積物,經(jīng)過破碎作用和混雜作用形成的復(fù)雜混合體。特點:(1)組成包括外來巖塊、原地巖塊和基質(zhì)三部分,基質(zhì)內(nèi)包括原地和外來的巖屑或巖塊。(2)剪切變形發(fā)育,常有石香腸、菱形石香腸和楔形構(gòu)造??勺鳛闃?gòu)造地層單位表示于地質(zhì)圖上。(3)巖塊大小不一、形狀不一,甚為懸殊。幾CM幾KM,可構(gòu)成整個一條山脈。(4)疊瓦構(gòu)造。 據(jù)基質(zhì)和外來巖塊的差異,可分為:(1)蛇綠混雜堆積:基質(zhì)主要為蛇綠巖,混雜有灰?guī)r及其它外來巖塊。(2)沉積混雜蛇綠堆積:基質(zhì)為泥沙質(zhì)或復(fù)理石、類復(fù)理石,具有連續(xù)層理;外來巖塊為蛇綠巖(或缺少)和其它沉積巖碎塊。兩種混雜堆積可缺可不缺。二者同時出現(xiàn),指示板塊傾斜方向,由蛇綠巖向沉積混雜方
40、向傾斜成因: 板塊俯沖下插時,板塊邊緣巖石經(jīng)受碰撞、刮削而破碎,仰沖板塊象推土機一樣把俯沖板塊上不同地區(qū)、不同時代和不同成因的巖石、包括洋殼碎片,都刮削混合在一起,形成混雜堆積。古板塊的識別標志:1.地槽褶皺山系:島弧、山弧褶皺系的特點,那個時期的板塊俯沖帶。通常有地縫合線分布。2.復(fù)理石建造:多次重復(fù)的韻律性層理(復(fù)理石韻律),每一韻律包括砂巖到泥質(zhì)巖或灰質(zhì)巖的韻律層序(鮑馬序列),總厚達數(shù)千米至萬米。主要為砂巖和泥巖,海相濁流沉積。3.超巖石圈斷裂帶:古俯沖帶無疑是超巖石圈斷裂帶,擠壓型逆斷層帶。4.蛇綠巖套:古洋殼上地幔的殘塊,有一定層序。常平行于地縫合線,呈斷層接觸,比圍巖老。 5.混
41、雜堆積:亦稱混雜巖。不同地點、不同成因、不同時代、不同性質(zhì)的巖石或沉積物,經(jīng)過破碎作用和混雜作用形成的復(fù)雜混合體。6.雙變質(zhì)(bin zh)帶: 高壓低溫變質(zhì)(bin zh)帶,主要發(fā)育于中、新生代; 高溫(gown)低壓變質(zhì)帶,從前寒武紀開始,都很發(fā)育。 對板塊俯沖來說,高壓低溫變質(zhì)帶比高溫低壓變質(zhì)帶關(guān)系更為密切,前者靠近海溝,后者沿俯沖帶傾斜方向遠離海溝。7.巖漿巖的分布規(guī)律:搞清巖漿巖共生組合、分布規(guī)律或巖石地球化學極性,對鑒別海溝島弧有重要意義。8.內(nèi)生礦產(chǎn)的分布規(guī)律 向板塊俯沖方向,具有一定的水平分帶。 東太平洋(自西而東):鐵、銅、鉬、金、鉛、鋅、銀、錫帶。 西太平洋(自東而西):鐵、銅、鉬、金、鉛、鋅、錫、鎢、銻、汞帶。 9.地震震中的線狀分布:現(xiàn)代板塊邊界,特別是擠壓板塊邊界。古板塊俯沖帶,仍有一定的地震活動。10.地磁極游移曲線:碰撞之前,兩個大陸應(yīng)具有不同的磁極游移曲線。碰撞之后,兩個大陸的磁極游移曲線互相接近或重合了。 除此之外,還有沉積巖相和古生物群等。 陸內(nèi)變形陸內(nèi)變形:發(fā)生在大陸內(nèi)部,而非目前板塊邊界的構(gòu)造變形,例如發(fā)育在地臺、克拉通、大陸板塊內(nèi)部,而不是發(fā)育在大洋中脊、島弧、轉(zhuǎn)換斷層或現(xiàn)今的地縫合帶附近。也有人認為,碰撞后發(fā)生在陸地內(nèi)的變形統(tǒng)稱為陸內(nèi)變形。板內(nèi)變形:發(fā)生在同一板塊內(nèi)部的變形。陸內(nèi)變形型式:1
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