地層學(xué)實(shí)習(xí)3、4演示文稿1.ppt

1、實(shí)習(xí)三、前寒武系 大地構(gòu)造分區(qū),一、實(shí)習(xí)目的要求： 1、掌握前寒武系的標(biāo)準(zhǔn)分層； 2、掌握中國及世界大地構(gòu)造分區(qū)概況； 3、了解中國前寒武系的發(fā)育概況，華北板塊 和揚(yáng)子板塊的形成歷史,（成鐵紀(jì)）,（層侵紀(jì)）,（造山紀(jì)）,（穩(wěn)化紀(jì)）,（蓋層紀(jì)）,（延展紀(jì)）,（窄帶紀(jì)）,（加寬紀(jì)）,（覆冰紀(jì)）,伊迪卡拉紀(jì),國際地層委員會推薦的前寒武系劃分簡表,（一）前寒武系的劃分,二、主要的實(shí)習(xí)及復(fù)習(xí)內(nèi)容,全國地層委員會推薦的前寒武系劃分方案,元古宇,太古宇,(二) 一些地理知識的復(fù)習(xí) 1、高原山區(qū)至深海底地勢剖面圖,2、一些主要的地理名詞：高原山區(qū)、高山區(qū)、中低山區(qū)、內(nèi)陸盆地、陸表海、陸棚海、火山島弧海、邊緣海

2、、海溝、大陸架、大陸坡、大陸基、山麓帶、近海平原、大洋盆地、大洋中脊、島嶼、半島。,（三）中國及世界地殼分區(qū)（大地構(gòu)造分區(qū)）,1、分區(qū)的原則：主要取決于地殼運(yùn)動方式及其變化的歷史，由于地殼運(yùn)動存在垂直和水平運(yùn)動兩種方式，故而在地殼構(gòu)造和地殼運(yùn)動的理論方面，近百年來先后產(chǎn)生出了兩種基本理論，固定論（Fixism）以槽臺學(xué)說為代表的強(qiáng)調(diào)垂直運(yùn)動的理論；活動論（Mobilism）以板塊學(xué)說為代表的強(qiáng)調(diào)水平運(yùn)動的理論 2、槽臺學(xué)說的地殼構(gòu)造分區(qū)：根據(jù)大陸地殼構(gòu)造反映的活動程度劃分出穩(wěn)定的地臺區(qū)和不穩(wěn)定的地槽褶皺區(qū)（見下表）,世界大地構(gòu)造分區(qū)略圖,中國歷史構(gòu)造及地層分區(qū)略圖,3、板塊構(gòu)造強(qiáng)調(diào)巖石圈（li

3、thosphere）和軟流圈（asthenosphere）之間的對立，板塊構(gòu)造認(rèn)為，由地殼和上地幔頂部組成的巖石圈，并非連續(xù)的塊體，它被各種類型的活動帶（洋中脊、深海溝、轉(zhuǎn)換斷層和活動褶皺帶）分割成板狀的塊體板塊，它能在軟流圈上緩慢的滑動，因此板塊內(nèi)部是相對穩(wěn)定的地區(qū)，而板塊邊界則是地表表面最活躍、最集中的構(gòu)造活動帶。按照上述觀點(diǎn)勒皮雄（Le Pichon, 1968）首先將現(xiàn)代的巖石圈按照深海溝、洋中脊、轉(zhuǎn)換斷層等板塊邊界劃分為太平洋、歐亞、印度洋、美洲、南極洲、非洲六大板塊。后來又有人作了進(jìn)一步的劃分。也有人根據(jù)大陸上的造山帶等古板塊邊界，對地質(zhì)歷史時期的板塊進(jìn)行了劃分。80年代以來，由于

4、對微板塊的研究已發(fā)展成為一種地體理論。,4、陸殼上古板塊的識別：由于洋殼海盆始終處于擴(kuò)張?jiān)錾透_削減的循環(huán)過程中，現(xiàn)代洋盆的年齡一般不老于侏羅紀(jì)（168Ma），所以更古老的洋殼只能在地縫合線的蛇綠巖套或蛇綠混雜體中保存一些殘跡?，F(xiàn)代的大陸是漫長的地質(zhì)歷史時期中陸殼地塊和洋殼海盆不斷開裂以及多次拼合碰撞的復(fù)雜地質(zhì)記錄。,1）地質(zhì)學(xué)方法：恢復(fù)古板塊的最直接地質(zhì)證據(jù)是確定不同板塊間的拼合碰撞標(biāo)志蛇綠巖套、混雜堆積、高壓低溫和低壓高溫變質(zhì)雙帶等特殊地質(zhì)記錄。根據(jù)沉積組合確定大陸邊緣進(jìn)而確定縫合帶的存在，利用不同的巖漿巖組合確定不同的大地構(gòu)造背景拉斑玄武巖大洋型（洋殼海域）；鈣堿型安山巖火山噴發(fā)陸緣火

5、山活動帶產(chǎn)物（位于俯沖帶附近）；玄武巖和流紋巖共生的雙峰模式拉張的裂谷盆地。,2）古地磁學(xué)方法：古地磁學(xué)方法是唯一能確定古板塊當(dāng)時所處的古緯度的定量資料的方法，所以十分重要，一般利用不同時代不同板塊的古地磁視極移曲線來標(biāo)定古板塊的古緯度和不同板塊之間的相對經(jīng)度差，進(jìn)而再造當(dāng)時古大陸和古海洋的相對配置關(guān)系。 3）古生物地理學(xué)方法和古氣候?qū)W方法：由于古板塊間一般都有大洋相隔，所以由于長期的地理隔離，會使得生物向著不同的方向演化，最終會導(dǎo)致不同的地理區(qū)系的形成. 由于古板塊間巨大的地理位置的差別會在古氣候上表現(xiàn)出來，會反映在沉積物和生物群中，如CP時南方岡瓦納大陸上的冰川沉積和舌羊齒植物群。,A、艾

6、必湖居延海西拉木倫；B、修溝瑪沁山陽桐城；C、崗瑪錯瀾滄江； D、雅魯藏布江； E：紹興江山欽防 F、瓊州海峽；,根據(jù)目前所掌握的資料：在我國可以識別出以下幾條主要地縫合線：,（四）歷史構(gòu)造分析： 通過對不同地區(qū)、不同時期地層進(jìn)行綜合分析研究，確定其構(gòu)造發(fā)展?fàn)顟B(tài)和過程，劃分構(gòu)造演化階段和大地構(gòu)造分區(qū)，恢復(fù)不同地區(qū)的塊體之間的相互關(guān)系及演化過程即為歷史構(gòu)造分析。 1、沉積物組分和沉積物組合（或沉積建造） 不同的構(gòu)造環(huán)境下沉積物的性質(zhì)、特點(diǎn)不同，首先是成分的差異，再者是結(jié)構(gòu)構(gòu)造的不同，因此可以通過這些來分析沉積盆地的構(gòu)造背景及演化過程。,不同大地構(gòu)造背景下的盆地類型及其沉積組合特征,2、沉積物厚度

7、分析 沉積物的古環(huán)境和厚度分析是判斷地殼垂向運(yùn)動的幅度和速率的重要手段。應(yīng)注意補(bǔ)償沉積、過補(bǔ)償沉積、非補(bǔ)償沉積的類型。還應(yīng)注意一般情況下沉積物成巖時要收到不同程度的壓實(shí)效應(yīng)的影響。 3、沉積相和沉積古地理分析 沉積相和沉積環(huán)境分析即是地層成因研究的一個重要方法，也是地層形成的構(gòu)造背景研究的重要手段。在不同的大地構(gòu)造背景下，由于沉積盆地類型和沉積環(huán)境特征的不同，其沉積相也不相同。在穩(wěn)定的大陸板塊內(nèi)部，多為陸表海的淺水碎屑巖和碳酸鹽巖沉積，而在大陸板塊邊緣多為陸棚海的濱淺海沉積，半深海及深海的大洋盆地環(huán)境多為濁積巖、等深巖及泥巖沉積。這種分析方法多采用巖相古地理編圖了解地史時期的海陸分布、地形地貌

8、特征等古地理要素及各地理單元中沉積物類型，進(jìn)而分析其構(gòu)造背景。,4、沉積盆地分析 沉積盆地的類型和特征與其所處的大地構(gòu)造位置密切相關(guān)，大地構(gòu)造狀態(tài)決定了盆地的類型和特征。不同類型的盆地的沉積相及其時空組合不同，因此，通過了解盆地沉積物組份、沉積相、沉積體系及其時空關(guān)系、古水流分布格局等，可以恢復(fù)盆地的性質(zhì)和類型，確定盆地的大地構(gòu)造背景及其演化。不同的沉積盆地類型和沉積盆地組合，代表不同的大地構(gòu)造背景和不同的構(gòu)造階段。,5、構(gòu)造運(yùn)動面分析 構(gòu)造運(yùn)動面是歷史大地構(gòu)造分析的重要內(nèi)容。構(gòu)造運(yùn)動面即不整合面和間斷面是地殼運(yùn)動的直接記錄，不論是角度不整合還是平行不整合，都是地殼抬升遭受剝蝕產(chǎn)生的結(jié)果。前者

9、代表了早期形成的地層經(jīng)過不同程度的變形，經(jīng)常伴有一定程度的變質(zhì)改造，遭受剝蝕，而后再接受沉積。后者反映早期形成的地層正在抬升，遭受剝蝕，而后接受沉積，二者分別反映了造山運(yùn)動和造陸運(yùn)動的存在。沉積間斷是指沉積過程中沉積作用的停止，可能與沉積物的供給有關(guān)，也可能是地殼快速升降作用的結(jié)果。通過對間斷和不整合的研究，也能了解某一地區(qū)地殼的構(gòu)造升降歷史。,穩(wěn)定類型陸表海沉積,滯留盆地非補(bǔ)償 沉積，還原環(huán)境,陸內(nèi)斷陷盆地火山 河湖盆地沉積,大陸邊緣 及洋盆半 深海深海 補(bǔ)償活動 類型沉積。,（五）中國的前寒武系發(fā)育概況,A、華北板塊：華北板塊目前包括了華北地臺和其周圍的不同時期的褶皺帶。 1、太古宙陸核的

10、形成：在華北板塊上的冀東遼寧地區(qū)的石英巖中已獲得38億年的同位素年齡值，在冀東槽莊一帶的遷西群中也已獲得（Ar38/Ar40）36億年的同位素年齡值。所以在華北板塊上存在太古宙的地層。 1）下、中太古界：主要分布在北部，如陰山一帶的集寧群，遼東的鞍山群，冀東的遷西群：主要為各種片麻巖，輝石斜長片麻巖，斜長角閃巖，夾有輝石磁鐵石英巖。原巖為：超基性基性中性到酸性的火山巖，分異差的碎屑巖及多層硅鐵質(zhì)沉積。為高級麻粒巖相變質(zhì)巖系。頂部為遷西運(yùn)動，使得上述地層褶皺變質(zhì)，形成古陸核。 2）上太古界：分布廣，以山西太行山、五臺山一帶研究較早，研究比較詳細(xì)。,龍泉關(guān)群 阜平群：各種片麻巖為主，夾一定數(shù)量的角

11、閃巖，大理巖及薄層磁鐵石英巖。原巖為基性中酸性火山巖，火山碎屑巖，硬砂巖，粉砂巖及碳酸鹽巖，變質(zhì)年齡值為2528億年。 太古宙末期（2625億年）此區(qū)發(fā)生阜平運(yùn)動，使得上述地層褶皺變質(zhì)，擴(kuò)大了古、中太古代的結(jié)晶基底范圍，增加了穩(wěn)定程度，形成了太古宙陸核。 2、古元古代原地臺形成期 古元古代是古板塊定型的重要時期，華北地區(qū)古元古代地層以山西五臺山地區(qū)發(fā)育最好，研究最詳，自下而上為五臺群和滹沱群。 山西五臺地區(qū)剖面：,呂梁運(yùn)動是一次極為重要的地質(zhì)事件，它把元古宙初期分裂的陸核“焊接”起來，從此華北地臺進(jìn)入了一個相對穩(wěn)定的發(fā)展時期。,3、中、新元古代似蓋層和似蓋層形成期：是華北板塊形成的時期，中、新

12、元古代在華北板塊上有三個沉積區(qū)：1）北邊燕遼海區(qū)，向西與陰山海區(qū)相連，中元古代時強(qiáng)烈下降，堆積近萬米的沉積物，是大陸上的裂陷槽；2）西部的豫西陸棚淺海，往南與秦嶺海槽相連，此區(qū)內(nèi)部情況比較復(fù)雜，即出現(xiàn)內(nèi)部裂陷槽又出現(xiàn)邊緣裂陷槽；3）東部的膠遼河淮海區(qū)，北東向延伸，中元古代開始下降，震旦紀(jì)強(qiáng)烈下沉。 處于北部燕遼海槽中央帶的中、新元古代薊縣剖面，研究較為詳細(xì)，是中、新元古界的標(biāo)準(zhǔn)剖面所在。剖面的中、上元古界組成巨型旋回，根據(jù)沉積特征、接觸關(guān)系、疊層石和微古植物、同位素等，分為三個群十二個組。 長城群及薊縣群為似蓋層性質(zhì)的沉積，它與真正的蓋層還是有一些區(qū)別的，第一厚度較大，第二相變比較明顯，第三有

13、火山巖夾層，顯示出地殼還有一定的活動性。但它是沒有變質(zhì)的，以沉積巖為主的地層。大約在10億年左右，此區(qū)發(fā)生了明顯的抬升作用，使得青白口群與薊縣群間為平行不整合接觸，此不整合之上的青白口群為厚度不大、巖相穩(wěn)定的蓋層沉積，此次抬升稱為芹峪抬升。 大約在距今8億年左右，華北地區(qū)再一次抬升，并遭受長期的風(fēng)化剝蝕，使其主體缺失85.7億年的震旦紀(jì)及寒武紀(jì)最早期的沉積。但在郯廬斷裂以東板塊的東部遼南、膠東、蘇皖北部一帶及板塊南部的豫西等地存在震旦紀(jì)的沉積，在豫西發(fā)育有上統(tǒng)的羅圈組冰磧層。,B、揚(yáng)子板塊 揚(yáng)子板塊的核心部分是四川盆地,目前發(fā)現(xiàn)有2619億年的同位素年齡值，說明該板塊存在上太古界下元古界的變質(zhì)

14、基底（如鄂西的崆嶺群,滇東的大紅山群）,該基底構(gòu)成了揚(yáng)子板塊的雛形。 中、新元古代揚(yáng)子板塊上發(fā)育一套似蓋層沉積（如鄂西的神農(nóng)架群、滇東的昆陽群等），主要為碳酸鹽、碎屑巖及火山巖沉積。 中、新元古代時，揚(yáng)子板塊上發(fā)生了多次的構(gòu)造運(yùn)動，圍繞揚(yáng)子板塊的逐漸增生，新元古代后期（8.58億年）的晉寧運(yùn)動后，揚(yáng)子板塊兩側(cè)東南緣及下?lián)P子地區(qū)與揚(yáng)子板塊一起構(gòu)成了穩(wěn)定區(qū)，從而形成了穩(wěn)定的揚(yáng)子大陸板塊。 揚(yáng)子板塊的震旦系為穩(wěn)定類型的蓋層沉積，以峽東地區(qū)的剖面最為典型，研究最為詳細(xì)，是震旦系的層型剖面?，F(xiàn)列述如下：,C、其它板塊 塔里木板塊具有太古宙的結(jié)晶基底，其特征與華北相似，震旦紀(jì)含有兩層冰磧層分別相當(dāng)于下統(tǒng)的

15、南沱冰磧層和上統(tǒng)的羅圈冰磧層。 華夏板塊:華夏板塊的存在與否一直有不同的認(rèn)識，分歧的關(guān)鍵在于對板塊基底的認(rèn)識。浙閩粵地區(qū)廣泛分布的建甌群、陳蔡群變質(zhì)巖可能代表該板塊古元古代的褶皺變質(zhì)基底，并包括中、新元古代的似蓋層沉積。推測新元古代后期華夏板塊已經(jīng)形成。華夏板塊與揚(yáng)子板塊的界線大致沿紹興江山武夷山西麓云開西麓一帶。,震旦系,南華系,附：前寒武紀(jì)地史特征 （一）前寒武紀(jì)地殼構(gòu)造的演化：前寒武系在世界范圍內(nèi)都為不同程度的變質(zhì)巖系，多數(shù)變質(zhì)較深，有的地區(qū)混合巖化，所以，一般認(rèn)為，太古宙地殼較薄，活動性大，沒有較大范圍的穩(wěn)定地塊。 25億年前后，發(fā)生了全球性地殼運(yùn)動，及伴隨的巖漿活動，（阜平運(yùn)動、北美

16、的基諾爾運(yùn)動、歐洲的薩密運(yùn)動），使得太古宙地層褶皺變質(zhì)。有一些地區(qū)從此轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的微地塊“陸核”，在陸核的周圍為網(wǎng)狀強(qiáng)活動帶。 早元古代可有相對穩(wěn)定和活動類型的沉積，早元古代末18億年前后，世界范圍內(nèi)再次發(fā)生強(qiáng)烈的地殼運(yùn)動（呂梁運(yùn)動、美洲的哈德遜運(yùn)動、歐洲的卡瑞里運(yùn)動），小板塊之間彼此碰撞，介于其間的活動帶升起成山，把“陸核”連接起來，形成了更大的穩(wěn)定地塊板塊。 中、晚元古代穩(wěn)定類型的沉積分布更加廣泛，地臺周邊仍為活動類型的沉積，在810億年間的構(gòu)造運(yùn)動（晉寧運(yùn)動），使穩(wěn)定的地塊最終形成。震旦紀(jì)在各大穩(wěn)定地塊區(qū)基本上都為蓋層性質(zhì)的沉積。,（二）水圈與大氣圈的演化：前寒武紀(jì)尤其是太古宙的水圈及大

17、氣圈是缺乏游離氧的，為還原性質(zhì)，當(dāng)時大氣成分為水蒸汽、二氧化碳、甲烷、氨、一氧化碳、氮、氯化氫、氫、硫等。這可以從太古宙沉積物中普遍存在易氧化的黃鐵礦和瀝青鈾礦得到證實(shí)。在距今20億年25億年間地球上的大氣圈和水圈處于一種氧化還原平衡的狀態(tài)，當(dāng)時生長有大量的藻類，放出氧氣，但所放出的氧氣剛好被氧化反應(yīng)消耗掉，可從當(dāng)時存在大量的硅鐵沉積得到證實(shí)。在距今20億年左右出現(xiàn)了紅色的沉積，說明當(dāng)時已經(jīng)有游離氧的存在。而富氧的大氣圈和水圈可能在元古宙最晚期才出現(xiàn)，代表性的沉積物為膏鹽沉積的形成。 （三）前寒武紀(jì)的沉積特征：太古宙早元古代碎屑沉積發(fā)育，常形成條帶硅鐵質(zhì)沉積，很少見到碳酸鹽沉積，碳酸鹽沉積在早

18、元古代有所增加。中、晚元古代的最大特征是藻礁灰?guī)r廣泛發(fā)育，震旦紀(jì)是地史中的一個大冰期，反映寒冷氣候的冰磧物廣布。 （四）生物進(jìn)化：前寒武紀(jì)生物的進(jìn)化大致從無生命原始生命的出現(xiàn)原核生物出現(xiàn)真核生物出現(xiàn)后生動物出現(xiàn)（不帶殼）帶殼后生生物出現(xiàn)這樣一個歷程。 （五）前寒武紀(jì)的主要礦產(chǎn)：前寒武紀(jì)的主要礦產(chǎn)有鐵礦、錳礦、磷礦、金礦及多金屬礦產(chǎn)等，特別是鐵礦，世界上的大型富鐵礦基本都產(chǎn)自前寒武紀(jì)的地層中。,實(shí)習(xí)報告及作業(yè) 實(shí)習(xí)報告： 1、總結(jié)華北地臺和揚(yáng)子地臺前寒武系層序特征 2、總結(jié)前寒武紀(jì)地史特征。,實(shí)習(xí)四、下古生界及沉積意想剖面,一、實(shí)習(xí)目的、要求 1、通過實(shí)習(xí)了解中國東部三個地區(qū)華北地臺、揚(yáng)子地塊、東南地槽區(qū)早古代地史特征（地層序列、巖相古地理特點(diǎn)、主要沉積礦產(chǎn)、生物界面貌及演化特征） 2、通過實(shí)習(xí)了解世界上主要加里東褶皺帶的分布。及古板塊和古海洋的分布特征。 3、通過標(biāo)本的觀