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文檔簡介
大地構(gòu)造學研究主要內(nèi)容(板塊與槽臺)簡述全球現(xiàn)代洋中脊系統(tǒng)的分布特征。大洋中脊在太平洋,大西洋和印度洋中的分布各有特點,太平洋內(nèi),它的主體偏居大洋東南部,兩坡平緩,相對高度較小,常稱為東太平洋海隆.大西洋內(nèi),海陵縱貫大洋中部,與大西洋兩岸輪廓平行,也是S形彎曲,其兩坡較陡,故稱為大西洋中脊。印度洋中脊也大體位于大洋中部,整個洋中脊形狀歧分三支,成為倒置的Y形。三大洋中脊的南端相會串聯(lián),北端則伸進島嶼或大陸。東太平洋海隆南部向西南繞行,至澳大利亞以南與印度洋中脊的東南支相接;印度洋中脊的西南支繞行于非洲以南與大西洋中脊南端相接。至于北端,東太平洋海隆向北伸進加利福利亞灣,潛沒于北美洲大陸西部之下。印度洋中脊北支展入亞丁灣,紅海,并與東非大裂谷相接。大西洋中脊則向北穿過冰島,延入北冰洋,并在勒拿河河口附近伸向西伯利亞。簡述被動大陸邊緣的地質(zhì)特征。形態(tài)與結(jié)構(gòu)特征:①盆坳槽內(nèi)堆積了7-12公里厚的大致水平狀的侏羅系至第三系海相沉積,總體上呈一向海加厚,側(cè)向加積的沉積楔狀體。②重震聯(lián)合反演表明,地殼厚度在大陸邊緣有急劇變化,總體可分三段,巨厚的楔狀體就疊置在過渡性地殼上面。③被動大陸邊緣沉積記錄由上、下兩部分組成,中間由不整合隔開。下部稱為裂陷系,多位于半地塹盆地,代表地殼遭受拉伸、減薄裂陷,但巖石圈尚未斷離階段的產(chǎn)物。④剖面上,上部稱移離系,代表新的洋殼在海底擴展中心出現(xiàn)以后巖石圈側(cè)向移離過程的產(chǎn)物,中間的不整合稱為破裂不整合,其年代代表兩側(cè)大陸開始移離的時間。沉積特征:剖面上,一個被動大陸邊緣的沉積記錄由上,下兩部分組成,中間由不整合隔開,下部稱裂谷系沉積物,是巖石圈尚未斷裂階段的產(chǎn)物,主要有湖相沉積,砂巖為主的粗碎屑巖沉積或紅層,還有玄武質(zhì)火山巖夾層(代表大陸裂谷環(huán)境):上部移離系,代表新的大洋殼出現(xiàn),巖石圈側(cè)向移離過程中沉積的產(chǎn)物,可出現(xiàn)黑色頁巖,蒸發(fā)巖等閉塞海灣相沉積(代表紅海環(huán)境),再向上過度為陸架-陸坡-陸基沉積相組合,包括陸源碎屑巖,碳酸鹽巖和成熟型濁流沉積等。簡述魏格納大陸漂移說的證據(jù)。①大陸邊界拼合:魏格納作為氣象學家周游世界,注意到大西洋兩岸岸線的相似形狀,這是大陸漂移最初的證據(jù)。②古生物證據(jù):古生物學認為陸相生物種類的遷移受海洋的限制,只能在相連的大陸上分布,但有些古生物卻出現(xiàn)在被大洋分割的大陸上,如中龍(小型淡水爬行類)在巴西和南非的石炭,二疊系中都存在,間隔大西洋。又如舌羊齒植物化石在澳大利亞,印度,南美,非洲及南極洲晚古生代地層中都有分布,它們間都有大洋分隔。③地層,巖石,構(gòu)造方面的證據(jù):研究發(fā)現(xiàn),大西洋兩岸南美洲與非洲,北美洲與歐洲之間在三疊紀以前的對應地層層序的巖性,地層褶皺的軸向,不整合界線等都能十分完好的連接,表明那時它們?yōu)榻y(tǒng)一大陸,而不存在大西洋。④古冰川和古氣侯方面的證據(jù):魏格納是氣象學家,對古氣候作用更敏感,他發(fā)現(xiàn)石炭-二疊紀時在南美洲東南部,非洲中南部,印度和澳大利亞南部,及南極洲,都廣泛分布著冰川作用,為大陸冰川遺跡。這些地區(qū)現(xiàn)多遠離極地,表明它們曾共同處于南極附近,后來分裂漂移到現(xiàn)今位置。簡述二戰(zhàn)后海洋地質(zhì)研究的主要進展。20世紀50年代海洋地質(zhì)調(diào)查取得的成果主要有:
①對海底地形的認識,深海探測發(fā)現(xiàn)海底地形可分為大陸坡,深海平原,洋脊,海溝,火山島嶼等,與過去以為海底為平坦單調(diào)的地形完全不同。②對洋殼結(jié)構(gòu)的認識,發(fā)現(xiàn)洋殼由玄武巖組成,其厚度比陸殼小得多,發(fā)現(xiàn)洋底沉積層很薄,厚僅幾百米,發(fā)現(xiàn)洋殼的年令比大陸要年青的多,最老不超過2億年。③對大洋中脊物理特征的認識,發(fā)現(xiàn)了沿大洋脊分布的地震帶和高熱流帶。簡述按板塊邊界環(huán)境劃分的大地構(gòu)造類型(12種)。大地構(gòu)造環(huán)境的基本類型大地構(gòu)造單元板塊邊界環(huán)境板塊內(nèi)部環(huán)境分離型邊界匯聚型邊界剪切型邊界大陸大陸裂谷大陸-大陸碰撞帶陸上轉(zhuǎn)換斷層大陸地臺大陸邊緣轉(zhuǎn)換斷層型大陸邊緣被動大陸邊緣洋底大洋中脊洋內(nèi)島弧系洋底轉(zhuǎn)換斷層大洋地臺簡述古地磁測量是怎樣發(fā)現(xiàn)大陸漂移的。歐洲和美洲大陸的磁極移曲線的測量(1957年)?結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩個大陸的磁極移曲線不相重合,表明兩個大陸之間存在相對運動,這就是大陸漂移。簡述板塊構(gòu)造的基本特征和內(nèi)容。①由洋脊,海溝和轉(zhuǎn)換斷層包圍的巖石圈是一個獨立運動的單元,稱之為板塊,板塊運動的底界是軟流圈(板塊模式圖)。在洋脊的擴張產(chǎn)生新的板塊,在海溝的俯沖則是板塊消亡的位置,轉(zhuǎn)換斷層是板塊側(cè)邊的運動方式,不發(fā)生板塊的增減。②板塊是剛性的,它可以生成和消亡,但不會變形,板塊的運動主要集中在邊界上,而板塊邊界一般不是洋陸邊界。③板塊在地球表面的運動是一種球面運動,符合球面幾何學規(guī)則(歐律圖,可以確定一根旋轉(zhuǎn)軸,巖石圈板塊圍繞這根軸轉(zhuǎn)動,使板塊的運動具有統(tǒng)一的規(guī)則,如一個運動板塊的轉(zhuǎn)換斷層必定是平行緯線(相對旋轉(zhuǎn)軸)運動的,板塊運動的速度是靠向兩極速度小,靠向赤道速度大,這個速度就是洋脊擴張的速度,可由地磁條帶的寬度表現(xiàn)出來。但這不是說板塊之間的相對運動都互相平行。④巖石圈板塊運動來自地球內(nèi)部,最可能的一種機制是地幔對流。簡述大陸裂谷的發(fā)展演化過程。(張曉晨)a、穹形隆起階段,由于地幔隆升使地殼發(fā)展成穹隆構(gòu)造,相對高度1-2km,穹隆變形產(chǎn)生張裂隙,發(fā)展為正斷層,同時突起的穹隆受到剝蝕,可出露深部老地層,并加強地幔的隆升。b、斷裂下陷階段,穹隆頂部正斷層發(fā)展使發(fā)生陷落,形成地塹系,多個穹隆地塹系連接形成裂谷帶,裂陷中心相對側(cè)邊隆升谷肩高差達5km,地塹系寬30-100km,平均寬60km,與地殼厚度相當。谷肩為分水嶺,遭剝蝕后向裂谷內(nèi)外搬運,裂谷內(nèi)沉積有時不能補償沉降速度而形成深水湖泊,為湖泊階段。c、陸間裂谷階段,裂谷拉張使大陸完全分離,地幔物質(zhì)涌出形成洋殼,兩側(cè)陸殼拉張減薄為過渡型陸殼,這時洋脊已形成作為新生板塊界線,但尚未形成完整大洋,海盆狹窄,海底多為陸殼,是向大洋裂谷的過渡期。簡述地殼的類型。依據(jù)地殼厚度、結(jié)構(gòu)和組成的差異,大致分為兩大類型:大陸地殼和大洋地殼;大陸地殼的基本特征:①厚度一般為30-50公里,海撥越高,褶皺帶越年輕,厚度越大,鏡像關(guān)系。大洋地殼的基本特征:①厚度較薄,僅5-15公里,平均約7公里。②沉積層之下直接為硅鎂層,缺失硅鋁層。③依據(jù)地震波速,通??煞秩龑印:喪鍪裁词堑貧ぞ庹f。地殼均衡說(Isostasy)是按照阿基米德原理(輕物質(zhì)漂浮于液態(tài)重物質(zhì)之上,力求達到均衡的現(xiàn)象),用以解釋地殼運動原因的一種假說。1855年,普拉德和艾利同樣主張地球的固體地殼漂浮平衡于液態(tài)底層之上,但前者認為固體地殼各處密度不同,如隆起的山脈部分密度小、下陷的海盆部分密度大,地形起伏不平,但它和液態(tài)底層的界面——均衡補償面是水平的;后者認為固體地殼各處密度相同,地殼增厚的地區(qū)、如山脈與地殼變薄的地區(qū)、如海盆,不僅表現(xiàn)于其上界的高低起伏,下界呈鏡象反映(山脈越高、山根越深),而且其界面是起伏不平的。1889年,道頓以某一地區(qū)的地殼因剝蝕而負荷減輕,另一地區(qū)的地殼因沉積而負荷加重,均衡遭到破壞,使負荷減輕的地區(qū)上升,負荷加重的地區(qū)下降,以求得到的地殼平衡,以此解釋地殼升降運動的原因?,F(xiàn)代重力測量和地震研究資料表明普拉德和艾利的假設(shè)各有可取之處,二者結(jié)合可對巖石圈的平衡作出解釋,而若按本假說來解釋地殼運動的起因很難置信,因為它所表述的升降運動的機制是不可逆的,更無法來解釋地殼的水平運動,因而未被廣泛接受。簡述板塊邊界類型。板塊邊界分為三類,即洋脊,俯沖帶,轉(zhuǎn)換斷層1.洋脊的特征:研究發(fā)現(xiàn),洋脊的地形形態(tài)與洋脊擴張速率有關(guān),擴張速度慢形成中央裂谷,隨擴張速度增快,裂谷被填平,并可繼續(xù)隆起。但統(tǒng)計表明,全球慢速擴張裂谷所占比例最大,所以中央裂谷帶分布普遍,中央隆起帶分布較少。2.俯沖帶的特征:俯沖帶又稱消減帶,與洋脊生成新的洋殼相反,俯沖帶是洋殼板塊消亡的地方,這里是兩個板塊發(fā)生匯聚作用,是擠壓帶,在爭奪空間時必有一個板塊插入深部。3.轉(zhuǎn)換斷層的特征:轉(zhuǎn)換斷層最初發(fā)現(xiàn)于洋脊帶中,連接兩段洋脊,稱之為洋脊-洋脊型轉(zhuǎn)換斷層,后來將此概念推廣到與海溝連接的轉(zhuǎn)換斷層在所有類型中。環(huán)太平洋構(gòu)造帶表現(xiàn)有哪些重要的地質(zhì)特征。環(huán)太平洋邊緣分布的強烈活動的構(gòu)造系統(tǒng),是全球三個超巨型活動構(gòu)造系之一。它與最新的造山帶、強震帶和近代火山帶、地熱和地球物理異常帶、溫泉帶相一致。該活動構(gòu)造系從大洋至大陸,主要由環(huán)太平洋深海溝帶、島弧帶、弧后盆地等組成。其分布地區(qū)從印度尼西亞,經(jīng)菲律賓群島、東亞島弧、阿留申群島、北美和南美西海岸,直至南極洲的北岸地帶。環(huán)太平洋火山帶,南起南美洲的科迪勒拉山脈,轉(zhuǎn)向西北的阿留申群島、堪察加半島,向西南延續(xù)的是千島群、島日本列島、琉球群島、臺灣島、菲律賓群島以及印度尼西亞群島,全長4萬余公里,呈一向南開口的環(huán)形構(gòu)造系。環(huán)太平洋火山帶也稱環(huán)太平洋火環(huán),有活火山512座。何謂主動大陸邊緣?簡述其主要地質(zhì)特征?;顒哟箨戇吘墶址Q主動大陸邊緣、太平洋型大陸邊緣,是洋陸匯聚、大洋板塊向毗鄰大陸板塊之下俯沖消減形成的強烈活動的大陸邊緣;從洋到陸,活動陸緣包括海溝、弧溝間隙(非火山外弧和弧前盆地)、火山弧和弧后盆地等構(gòu)造單元。何謂板塊碰撞,它包括哪三種類型?概念:兩板塊相向運動發(fā)生俯沖消減,當其間洋殼全部損耗之后,陸殼因浮力不能下潛而導致碰撞?;。∨鲎不。懪鲎碴懀懪鲎埠沃^蛇綠巖套,它為何被視為古大洋的殘余?蛇綠巖套——地縫合線出現(xiàn)的一套特有巖石。具有的層序:自下而上,超基性巖、基性深成巖(輝長巖)、枕狀基性熔巖(玄武巖)、深海沉積巖(含放射蟲硅質(zhì)巖或大理巖等),其中超基性和基性巖多已變?yōu)楹G泥石、蛇紋石等綠色巖石,故名之為蛇綠巖套。成因:巖漿物質(zhì)順切穿巖石圈的深斷裂從地幔涌上來而形成。蛇綠巖套形成于洋中脊、邊緣海等海底擴張環(huán)境。在海洋關(guān)閉、大陸碰撞過程中,推覆到大陸板塊之上,卷入到褶皺帶中。標志著洋盆的消亡,是鑒別古俯沖帶、縫合線的標志之一。世界上許多造山帶都發(fā)現(xiàn)有蛇綠巖套。何謂雙變質(zhì)帶?簡述其特征和成因。雙變質(zhì)帶又稱成對變質(zhì)帶,在板塊消減的情況下,洋殼插入的俯沖側(cè)會產(chǎn)生高壓、低溫變質(zhì)作用,形成藍閃石等高壓變質(zhì)礦物組合;而在火山弧生成的仰沖部位會產(chǎn)生高溫、低壓變質(zhì)作用,形成紅柱石等低壓變質(zhì)礦物組合;兩者之間通常被一條完全未變質(zhì)的巖帶分開。因此,根據(jù)變質(zhì)時代相同或相近、而又大致平行分布的成對變質(zhì)帶,可以確定匯聚板塊邊界及其消減作用的極性。何謂混雜堆積,其主要特征包括哪些?混雜堆積亦稱混雜巖,混雜巖主要是在板塊俯沖和碰撞過程中,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所形成的復雜混合體,大多出現(xiàn)在顯生宙的造山帶中。所以,混雜巖是鑒別古俯沖帶或地縫合帶的重要標志。A型俯沖和B型俯沖的概念及區(qū)別?概念:一個巖石圈板塊的全部或一部分潛入相鄰的另一個巖石圈板塊之下。A型俯沖:一個大陸巖石圈板塊向另一個大陸巖石圈板塊之下的俯沖作用。B型俯沖:大洋巖石圈板塊向大陸巖石圈板塊或另一個大洋巖石圈板塊之下的俯沖消減作用。原地弧的特征、發(fā)展及與邊緣弧的區(qū)別。在洋內(nèi)弧演化系列中,隨著俯沖作用的深入,俯沖側(cè)出現(xiàn)海底火山活動,初始階段以拉斑玄武巖為主。由于火山巖的堆積及上翹抬升,海底火山露出水面,并逐漸發(fā)育起弧溝間隙,海溝坡折等構(gòu)造單元。這種島弧位于原始俯沖帶上,相對于弧后地區(qū)并未發(fā)生過位移,故稱為原地弧。原地弧將一部分洋盆圈圍于弧后,成為殘留性弧后盆地。若原地弧在俯沖作用下發(fā)生分裂,原地弧的一部分向洋側(cè)飄移,演化為漂移弧。原地弧,邊緣弧的弧后單元偏于洋殼性質(zhì),但是邊緣弧后方弧后盆地的生成早期伴隨著陸緣破裂和陸殼拉張,這種弧后盆地往往還隱伏著拉薄的地殼,原地弧后方弧后盆地則很少有這種特點;就年代來說,離裂出來的邊緣弧與伴生的弧后盆地同時形成,原地弧比伴隨的弧后盆地年輕。轉(zhuǎn)換斷層與平移斷層的主要區(qū)別。①橫斷層將洋脊及磁異常條帶錯開,但被錯開的洋脊在斷層兩側(cè)的錯距并不變化,既不增大,也不減小,而平移斷層活動時錯距應不斷增大。
②橫斷層的相對位移只發(fā)生在被錯開的兩段洋脊之間,而在洋脊外側(cè)橫斷層的兩盤是同向位的,而平移斷層兩盤位移是遍及斷層全長的。③橫斷層兩盤的位移方向在洋脊之間相對洋脊的視位移方向是相反的,而平移斷層的標志層錯移方向與斷層位移方向是相同的。
④橫斷層兩盤的錯開洋脊之間斷層錯距是處處相等的,而平移斷層的斷層錯距應在中部最大,向兩端減小。海底磁異常條帶的特征和成因解釋。海底磁異常條帶是50年代后半期發(fā)現(xiàn)的,其特點是大致平行于洋中脊軸線延伸,正負異常相間排列并對稱地分布于大洋中脊兩側(cè),單個磁異常條帶寬約數(shù)公里到數(shù)十公里,縱向上延伸數(shù)百公里以上而不受地形影響,在遇到洋底斷裂帶時被整體錯開。1963年,英國學者瓦因和馬修斯結(jié)合海底擴張假說與地磁場倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象,對海底磁異常條帶作了極為成功的解釋。他們認為海底磁異常條帶不是由海底巖石磁性強弱不同所致,而是在地球磁場不斷倒轉(zhuǎn)的背景下海底不斷新生和擴張的結(jié)果。高溫的地幔物質(zhì)不斷沿大洋中脊軸部上涌冷凝形成新的海底,當它冷卻經(jīng)過居里溫度時,新生的海底玄武巖層便會沿當時地磁場方向磁化。隨著海底擴張,先形成的海底向兩側(cè)推移,在中脊頂繼續(xù)不斷地形成新的海底,如果某個時候地磁場發(fā)生轉(zhuǎn)向,則這時形成的海底玄武巖層便在相反的方向上被磁化。這樣,只要地磁在反復地轉(zhuǎn)向,海底又不斷地新生和擴張,那就必然會形成一條條正向和反向磁化相間排列、平行洋脊對稱分布的磁化條帶。擴張的海底就像錄音磁帶那樣記錄了地磁場轉(zhuǎn)向的歷史。正向磁化的海底條帶由于加強了地磁場強度而形成正異常,反向磁化的海底條帶由于抵消了一部分地磁場強度而形成負異常。威爾遜旋回如何表示板塊的運動。一個威爾遜旋回2億年,意味著相鄰的大陸在相同的時間內(nèi)發(fā)生過大致相同幅度的水平運動,從而它所經(jīng)歷的自然地理環(huán)境,距離特定板塊邊界的遠近,以及由此導致的深部熱體制,地殼結(jié)構(gòu)也必然會發(fā)生深刻的變化。大洋演化可導致海平面的變化,大洋盆地演化前期,海地擴張作用建造起龐大的中央海嶺,造成海平面上升,晚白堊紀和早古生代的海平面上升就認為與此有關(guān)。大洋演化始至大陸巖石圈的拉伸變薄,最后轉(zhuǎn)化為擠壓增厚體制而結(jié)束,在地質(zhì)記錄上表現(xiàn)為大陸裂谷,大陸邊緣和擠壓碰撞帶等地球動力學環(huán)境的更迭,本身構(gòu)成了一個完整的構(gòu)造旋回。島弧-海溝系的組成。俯沖物質(zhì)的去路:隨洋殼主體返回地幔;潛入貝尼奧夫帶被熔化,從深部補充島弧的巖漿活動;在俯沖時被刮落下來,加積于海溝的陸坡側(cè),形成增生鍥形體?;祀s堆積:混雜巖是一套成分和構(gòu)造變化很大的巖石組合(戴圖6.21),成分有遠洋沉積的泥質(zhì)巖,放射蟲硅質(zhì)巖和蛇綠巖,陸源的碎屑巖和巖塊,基質(zhì)為細粒及泥質(zhì),而巖塊具棱角狀,大小懸殊,大巖塊包體直徑達數(shù)百米。有屬于沉積成因的滑塌堆積,成分混雜而變形弱,有變形強烈的構(gòu)造混雜巖,受剪切作用,基質(zhì)普遍變形,并有大的剪切帶切割。沿板塊俯沖帶,下插板塊上的遠洋生物沉積,紅粘土,濁流沉積物及蛇綠巖被刮下來,構(gòu)成了俯沖帶混雜推積。這種混雜堆積常含有蛇綠巖碎塊,又稱蛇綠混雜堆積,它是古板塊或縫合線的重要標志。島弧巖漿活動的特點。島弧巖漿活動:俯沖板塊必須進入軟流圈才能重新熔融,生成巖漿,這個深度在100-200km,畢尼奧夫帶傾角和軟流圈深度共同決定巖漿弧生成的位置,巖漿生成后向上穿過仰沖盤地殼形成侵入巖體,到達地表后形成火山弧。島弧巖漿巖形成過程復雜,包括下插板塊的熔融過程,巖漿上升過程中的分異結(jié)晶過程,以及與地殼混染改造的過程,這個過程總的特征是巖漿的酸性程度提升,以安山巖系列為主。另一特征是從俯沖帶向弧內(nèi)側(cè)具有拉斑系列和鈣堿性系列及堿性系列的過渡性分帶,是堿性成分增大的方向,與俯沖巖漿演化和地殼混染程度有關(guān),此外在陸殼中還可發(fā)生重熔形成花崗巖侵入體,但在大洋內(nèi)的島弧中只形成拉斑系列和鈣堿系列玄武巖和安山巖,說明地殼混染影響很大。未成熟島弧以玄武巖為主,成熟島弧以安山巖為主。陸緣弧類型和演化。陸緣弧系列(山弧,裾弧,邊緣?。?。陸緣弧演化系列:對于該系列來說,大洋板塊的俯沖一開始總是直逼陸緣發(fā)生的,隨著邊緣?;『笈璧氐膹堥_,島弧漂離大陸,陸緣弧演化為邊緣弧,但其陸殼結(jié)構(gòu)任然保持著,由于俯沖作用導致火山-深層巖漿活動,常使陸緣系列弧的地殼有所加厚。若弧后盆地在俯沖作用下關(guān)閉,邊緣弧重新與大陸匯合,又可以轉(zhuǎn)化為裾弧或山弧。陸緣弧通常成熟度高,以發(fā)育拉斑系列玄武巖和鈣堿性系列安山巖為主。洋內(nèi)弧類型和演化。洋內(nèi)弧系列(原地弧,漂移?。?。洋內(nèi)弧演化系列:在這一演化系列中,板塊俯沖帶總是發(fā)育在離陸緣一定距離的洋盆中。當該處大洋巖石圈斷裂,一側(cè)大洋板塊俯沖于另一側(cè)大洋板塊之下,海溝逐漸形成。隨著俯沖作用的深入,俯沖側(cè)出現(xiàn)海底火山活動,初始階段以拉斑玄武巖為主。由于火山巖的堆積及上翹抬升,海底火山露出水面,并逐漸發(fā)育起弧溝間隙,海溝坡折等構(gòu)造單元。這種島弧位于原始俯沖帶上,相對于弧后地區(qū)并未發(fā)生過位移,故稱為原地弧。原地弧將一部分洋盆圈圍于弧后,成為殘留性弧后盆地。若原地弧在俯沖作用下發(fā)生分裂,原地弧的一部分向洋側(cè)飄移,演化為漂移弧,漂移弧的后方是新開張的弧間盆地。洋內(nèi)弧中未成熟島弧多,以小島為主,以拉斑系列玄武巖為主,但隨發(fā)育成熟而增加鈣堿性系列安山巖,以至出現(xiàn)花崗巖。俯沖帶地質(zhì)作用的特征。俯沖帶是地球上規(guī)模最大,強度最大的活動帶,表現(xiàn)為下列特征:
1)是地球上最強烈的地震帶,所釋放的地震能量占全球總量80%以上,地球上幾乎所有深震和多數(shù)中,淺源地震都發(fā)生在這里。
2)是地球上最劇烈活動的火山帶,世界陸地上觀察的活火山有3/4在俯沖帶上,其中環(huán)太平洋帶占62%,最大規(guī)模的火山爆發(fā)也在這個帶上。3)形成地球上地形高差最大的地帶,由板塊俯沖形成的深海溝達萬米以上深度,而火山弧形成山脈,有時伴隨造山作用,在海溝與島弧間高差極大,如安第斯山與秘智海溝間高差達14750米,為地球之最。
4)出現(xiàn)地球上最大的負重力異常帶,主要是俯沖的強力作用形成的深海溝表現(xiàn)為負重力異常,這里地殼的均衡作用被強制破壞,不能恢復。5)是地球熱流值變化最顯著地帶,海溝的熱流值最低,而火山弧熱流值很高,形成巨大差異。
6)是強烈的區(qū)域變質(zhì)帶,有雙變質(zhì)帶,即海溝一側(cè)的高壓低溫變質(zhì)帶和島弧一側(cè)的高溫低壓變質(zhì)帶。畢尼奧夫帶的特征和成因。畢尼奧夫帶早在1930年代日本學者和達清夫發(fā)現(xiàn)日本地震帶的震源深度從靠洋一側(cè)向島內(nèi)為由淺變深的變化規(guī)律,畢尼奧夫帶傾角特征,畢尼奧夫帶的傾角是變化的,從15度到90度之間都有,日本島弧俯沖帶的傾角多在45度左右,屬中等傾角,智利北部安第斯型俯沖帶傾角為30度,屬緩傾型,而馬里亞納島弧俯沖帶傾角達70度,為陡傾角型。俯沖帶傾角的變化與俯沖洋殼的年齡有關(guān),年青洋殼密度低,下沉時浮力大,使傾角變緩,年老的洋殼密度大,下沉速度快,使傾角增大。板塊學說創(chuàng)立后,解釋了畢尼奧夫帶的成因,即形成于板塊的俯沖作用,反映大洋板塊向下插入另一板塊深部的形態(tài)特征,成為俯沖帶的重要證據(jù)。畢尼奧夫帶的地震深度是變化的,地震深度大表明下插板塊長度大,若震源深度小,則說明下插板塊長度不大,如中美洲的震源深度小,表明板塊俯沖深度不大。地槽-地臺運動與板塊運動的關(guān)系。地槽—地臺說是傳統(tǒng)的大地構(gòu)造學說,在板塊構(gòu)造學出現(xiàn)以前地質(zhì)學界占主導地位。此說認為,地球表面分布高峻的山脈或島弧的地區(qū),都曾是地殼的活動地帶—地槽,這里地殼升降運動的幅度和速度都較大,沉積物達到很大的厚度,構(gòu)造變動和巖漿活動強烈,變質(zhì)作用顯著。地臺也稱陸臺,代表地殼上比較穩(wěn)定的地塊,其輪廓呈渾圓狀,在現(xiàn)代地形上一般表現(xiàn)為丘陵起伏的波狀平原、低山綿延的大片高原或微傾的大陸架淺海地區(qū)。除幅度不大的整體升降運動外,構(gòu)造運動、巖漿活動、變質(zhì)作用等都不如地槽強烈。地槽發(fā)展到一定階段時,就由下沉而轉(zhuǎn)為上升,經(jīng)過褶皺變質(zhì),逐漸變成穩(wěn)定的地臺。在地殼演化的不同地質(zhì)時期內(nèi),都有一部分地槽向陸臺轉(zhuǎn)變,因而地槽的面積逐漸縮小,地臺的面積逐漸擴大。根據(jù)槽臺論的基本觀點,地殼的發(fā)展和地表形態(tài)的演化,大致經(jīng)歷了太古代和元古代、古生代后期、石炭紀到二疊紀、從侏羅紀開始到白堊紀、新生代五個主要發(fā)展階段。此學說后被板塊構(gòu)造學說所取代。簡述地臺組成的特點和類型。地臺--是指前寒武紀以來地殼上的穩(wěn)定地區(qū),它具有雙層結(jié)構(gòu),即有強烈褶皺變質(zhì)的基底和較穩(wěn)定的沉積蓋層組成,兩者之間為角度不整合。地臺具備的兩個基本條件:地殼上的穩(wěn)定區(qū);具雙層結(jié)構(gòu)(基底和沉積蓋層)
基底類型:根據(jù)變質(zhì)特征可分兩類:結(jié)晶基底--混合巖化、花崗巖化普遍,變質(zhì)程度深的基底,常形成綠巖帶.褶皺基底--混合巖化、花崗巖化不發(fā)育,變質(zhì)程度淺的基底。基本特征:形態(tài)、地貌特征:地臺范圍廣闊、多呈不規(guī)則圓形,整體高程比較一致、相對高差不大的平原和高原。雙層結(jié)構(gòu):基底和沉積蓋層。沉積特征:以高成熟度陸源碎屑巖和質(zhì)純碳酸巖為主,厚度小,巖性、巖相穩(wěn)定,巖相以淺海相為主,部分海陸交互相和陸相;具有地臺特征的沉積建造:石英砂巖建造、鋁土礦鐵質(zhì)建造、石灰?guī)r建造、含煤建造和紅色碎屑巖建造。構(gòu)造特征:地臺變形微弱,褶皺、斷層不發(fā)育,且呈孤立、斷續(xù)分布。巖漿活動:地臺巖漿活動微弱,僅局部地區(qū)沿斷裂發(fā)育小型巖體。變質(zhì)作用:地臺區(qū)一般無區(qū)域變質(zhì)現(xiàn)象。成礦作用:豐富的外生沉積礦產(chǎn):煤、石油、鋁土礦等礦產(chǎn)特征。
(1)基底巖系中的礦產(chǎn):以變質(zhì)型為主,主要礦種有Fe、石棉、石墨、Au、斑巖銅礦和與基性-超基性巖有關(guān)的Cr、Ti等。
(2)蓋層中的礦產(chǎn):以外生礦產(chǎn)為主,主要礦種有Mn、Fe、P、Al、V煤、石油天然氣、鹽類及建材等。
按地臺基底褶皺固結(jié)時間的不同,可將地臺分為兩種類型:
古地臺--古生代以前基底固結(jié)的地臺;新地臺--古生代以來基底固結(jié)的地臺(分后加里東地臺、后海西地臺兩種)如華北等為古地臺;祁連山為后加里東地臺。大陸碰撞造山帶的組成。碰撞造山帶的組成單元關(guān)系,它包含高原,逆沖帶,前陸巖石圈撓褶帶,造山帶根帶以及前陸或后陸寬廣的變形帶。逆沖帶發(fā)育在縫合帶向前陸過渡地帶,是由疊瓦逆沖推覆斷層帶組成,這里地殼厚度比造山帶內(nèi)部已大為減小,稱為薄皮構(gòu)造帶。逆沖斷層平緩,在滑脫帶之上巖層能大幅度縮短變形,而基底巖層可保持不變形,逆沖帶發(fā)育在大陸相對俯沖的一側(cè)。造山帶根帶變形強烈,地層陡立并可發(fā)生翻轉(zhuǎn),這里地殼厚度最大,為厚皮構(gòu)造。大陸碰撞造山帶的特征。地殼厚度:青藏高原地殼厚度達70km,是一般陸殼的2倍,造成地殼增厚的原因是強烈的擠壓變形,可能的方式有,地層的縮短變形,如褶皺,逆沖疊瓦斷層,它們使地層重復直立而加厚,其次是陸殼俯沖作用,由于西藏與印度地殼在接觸帶多層拆離,相互疊置,有可能使地殼厚度翻倍。拆離作用還導致深部深變質(zhì)地層逆沖至淺部,包括地幔成分。重力異常特征:非常明顯的布格異常,-400到-500毫伽。巖漿活動與變質(zhì)作用:由于陸殼厚度大,導致深部地殼發(fā)生重熔形成花崗巖,喜山帶花崗巖年齡為新生代,表明為同造山期巖漿活動,火山活動一般較弱,和擠壓環(huán)境不利構(gòu)造通道有關(guān)。沿大陸碰撞帶,由于板片逆沖、剪切生熱,以及花崗巖巖漿的形成,可導致中壓和低壓變質(zhì)作用,在碰撞帶大規(guī)模基底推覆體底下,有時可見高壓藍片巖相的變質(zhì)作用。沉積作用:碰撞造山帶山脈主體由沉積巖組成,這是由造山前的陸緣沉積地層,以及前弧帶沉積層所組成,碰撞作用使這些地層抬升成山脈,造山期的沉積主要是山間和山前盆地中堆積的磨拉石建造,是山脈強烈剝蝕的產(chǎn)物,磨拉石沉積的堆積可加劇盆地下陷和沉積增厚,磨拉石沉積的增長速度反映山脈上升的速度。磨拉石沉積的成分一般是非火山物質(zhì)的。增生楔形成模式?;祀s巖和增生楔形成模式:當板塊俯沖時,沿海溝內(nèi)壁底部,依次擠入一個又一個鍥形物體,在擠壓作用下,新的鍥形物體推擠老的鍥形物體逐漸向上拱起,直至形成扇形構(gòu)造,按照這一模式,愈向內(nèi)壁上部,疊瓦狀構(gòu)造層次愈陡,形成的年代愈古老,愈靠近底部,其層次愈平緩,形成年代也愈年輕。按此模式,上部巖層時代較老,產(chǎn)狀較陡,下部巖層平緩且時代較新,增生楔頂部不斷抬高可出露海面成為外弧,并受剝蝕重新返回海溝沉積。增生楔的增長還向大洋方向擴展,使海溝和俯沖帶向洋側(cè)遷移,增大弧前盆地寬度。如果新的鍥形體不斷從下方鍥入,增生鍥形體會逐漸增大,向大洋方向遷移,這意味著大陸的增生,增長者的重荷會迫使俯沖板塊向下沉陷,海溝和服從帶向大洋方向遷移。何謂復理石沉積建造,它的出現(xiàn)有何地質(zhì)意義?復理石是濁流沉積的海相地層,其特征是厚度大、通常很少含化石、具有薄層的遞變層理。它主要由泥灰?guī)r、砂質(zhì)、鈣質(zhì)頁巖、泥巖,與礫巖、砂巖、硬砂巖組成明顯韻律層的沉積組合,形成于海洋濁流環(huán)境。單個韻律厚度較小,僅為0.5~2m,韻律底部較粗,向上順序變細,頂部韻律常有大量的各種象形印模和沉積物的滑動痕跡。愈來愈多的學者認為:復理石建造形成于地槽處于褶皺回返前奏,沉積在陡峻斜坡上的泥砂碎屑物質(zhì)受到重力滑動一次又一次地擾動,巨大的沉積體被卷入濁流,不斷地被沖流到槽形盆地中,每一次擾亂的濁流按粒級分選堆積,形成復理石韻律。何謂磨拉石沉積組合,它的出現(xiàn)有何地質(zhì)意義?有時又稱為紅色沉積組合,其特征是厚度大、具有交錯層理,無遞變層理,由礫巖、砂巖和頁巖等組成。有時夾有薄層白云巖、石灰?guī)r和石膏等,以紅色為標志;有時含有煤層和碳酸巖類沉積物。在地層剖面上往往是下部顆粒細、一般為海相,向上顆粒變粗、一般為陸相。磨拉石沉積組合通常分布在地槽褶皺帶外側(cè)的邊緣坳陷中,形成于造山作用主幕期間或緊接其后的山脈抬升剝蝕時期。優(yōu)地槽和冒地槽有何區(qū)別?優(yōu)地槽是一種地槽類型。它以在拗陷過程中伴有強烈的海底巖漿噴溢,形成了細碧角斑巖建造,或后來優(yōu)地槽和冒地槽稱之為蛇綠巖套為特征。它的沉積物巨厚,且多深水相的濁流沉積。這些沉積巖系遭受了晚期的強烈構(gòu)造變動,并疊加有廣泛的區(qū)域變質(zhì)作用。中國北祁連山和北秦嶺造山帶的早古生代階段都屬優(yōu)地槽的發(fā)展時期。當優(yōu)地槽與冒地槽共生時,優(yōu)地槽總是位于遠離大陸的一側(cè)。冒地槽指位于近克拉通一側(cè)的正地槽組成部分,它以無火山巖建造為特點。冒地槽是靠近大陸一側(cè),基底以陸殼為主,屬地槽體系的外帶。其活動性較弱,沒有蛇綠巖,缺少火山物質(zhì),以陸源碎屑巖和碳酸鹽巖為主。地槽地臺說存在哪些局限?1.槽臺學說只注重現(xiàn)象的描述歸納,而不能解釋形成地槽地臺的原因。2.槽臺學說只關(guān)心構(gòu)造單元自身的發(fā)展,而不涉及槽臺之間的關(guān)連,難以全面認識地殼運動。3.槽臺學說局限于大陸地質(zhì)的研究,而缺乏對占地球更大面積的海洋地質(zhì)的認識,這是歷史的局限。4.槽臺學說忽略了將今論古的原則,并不探討地槽地臺與現(xiàn)今構(gòu)造環(huán)境的關(guān)系,引起了概念上的繁瑣和混亂。結(jié)合你目前經(jīng)歷過的實習或目前所掌握的相關(guān)知識談談你對大地構(gòu)造學的認識。1、大地構(gòu)造學的含義:是研究巖石圈組成、結(jié)構(gòu)、運動(包括變形和變位)及演化的一門綜合性很強的地質(zhì)學分支學科。2、大地構(gòu)造學研究內(nèi)容:(1)變形研究:研究構(gòu)造運動留下的形跡,通過成因研究探討其形成的力學過程。(2)地質(zhì)體成因研究:地殼由各類地質(zhì)體組成,地質(zhì)體的形成演化及構(gòu)造就位過程,包括了地質(zhì)學的全部內(nèi)容。對于地質(zhì)體的研究也是近代大地構(gòu)造學的基本依據(jù)。(3)地幔結(jié)構(gòu)和動力學研究:地球的動力主要是重力均衡和殼幔分異對流,因此,對殼幔結(jié)構(gòu)和組成要有深入研究,要了解其動力學機理和運動規(guī)律。(4)地球演化史研究:古生物地層學、同位素年代學、天體科學,對地球的形成和演化有認識,將來的演化方向引起人們關(guān)注。3、何謂歷史分析法?包括哪幾方面內(nèi)容?從各種地質(zhì)、地球物理、地球化學的資料入手,按地史發(fā)展順序,歸納不同大地構(gòu)造發(fā)展階段的特點,比較地殼、地幔各部分構(gòu)造的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)化,找出共性和個性,總結(jié)出地殼巖石圈發(fā)生發(fā)展演化規(guī)律。主要包括以下幾個方面:1)沉積特征分析:分析沉積組合類型和沉積組合系列,分析巖相古地理、海侵還退、巖層的接觸關(guān)系、厚度、古氣候、古生物地理分區(qū)等,從而研究各地質(zhì)時期沉積區(qū)和剝蝕區(qū)的分布,各地區(qū)之間的構(gòu)造分異,以及地史上出現(xiàn)大規(guī)模大陸分裂和碰撞,大洋的擴張和消亡;2)巖漿活動分析:分析巖漿活動出現(xiàn)的時間,巖漿巖巖性、產(chǎn)狀、活動方式、活動規(guī)模、巖石系列順序等,以了解巖漿活動在時間上合空間上的變化,以及與構(gòu)造運動的關(guān)系,再造消失的海洋,確定不同性質(zhì)的大陸邊緣和大陸裂谷帶;3)構(gòu)造變形分析:根據(jù)地層之間的接觸關(guān)系確定各時期構(gòu)造運動的性質(zhì)和時間,從構(gòu)造形態(tài)組合特點分析構(gòu)造運動的強度及當時動力條件,從變形分布、走向等方面分析大陸碰撞帶的位置、碰撞時間;4)變質(zhì)作用分析:根據(jù)變質(zhì)巖的巖性、分布、時代確定變質(zhì)巖類型、強度及其形成的構(gòu)造意義,重塑大陸邊緣性質(zhì)、造山帶分布以及地縫合線位置。5)成礦作用分析:結(jié)合礦產(chǎn)類型、空間分布和成礦時代,研究各種礦產(chǎn)成礦與地質(zhì)構(gòu)造之間的關(guān)系,指出成礦大地構(gòu)造條件和找礦方向;6)地球物理分析:通過深部地震測深、大地電磁測深、重力、磁力法了解地殼深部物質(zhì)組成的特征及其結(jié)構(gòu)。古地磁分析對重建大陸位置、了解古大陸大規(guī)模的水平運動無疑是十分重要的。巖石同位素年齡測定對研究寒武紀以前地殼演化歷史也是必不可少的;一、名詞解釋(任選5個)非火山外弧:是海溝內(nèi)側(cè)頂部隆起帶,由俯沖作用產(chǎn)生的混雜巖增生楔堆積而成,相對于內(nèi)側(cè)火山弧而稱外弧,島弧帶具有內(nèi)、外弧的稱雙弧帶。前陸盆地:介于克拉通與造山帶前緣的沉積盆地。又稱山前坳陷、前淵。前陸是指克拉通與冒地斜相鄰的部分。優(yōu)地槽:指含有強烈火山活動的地槽。巖石圈:由地殼和上地幔頂部巖石組成的地球外殼固體圈層。古地磁:各地質(zhì)時代的巖石常具有不同的剩磁特征,成為研究古磁場的“化石”。蛇綠巖套:在洋脊處形成一種特殊的巖漿巖組合,即蛇綠巖套,它在剖面上為典型的三層結(jié)構(gòu),即下層桿欖巖,中層輝長巖,上層玄武巖,最頂層為放射蟲沉積層,其中玄武巖又分為下部垂直巖墻巖脈和上部枕狀玄武巖層。畢尼奧夫帶:俯沖帶在地表的表現(xiàn)之一是地震帶,世界上的地震帶分為兩大類型,即洋脊地震帶和俯沖帶地震帶。畢尼奧夫帶就是俯沖帶地震帶。軟流圈:在上地幔的頂部(蓋層)地震波速是穩(wěn)定增加的,往下出現(xiàn)低速層,P波速不再增長,S波衰減,可降至零,說明低速層為局部熔融層,巖石為塑性,又稱為軟流圈。莫霍面:地震波速從地殼進入地幔時明顯增大,指P波波速增大,突變界線
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