历史构造分析和大地构造分区.ppt

2007.5.10,1,第三章 历史构造分析 大地构造分区,2007.5.10,2,历史大地构造学,历史大地构造及其分析方法 地槽、地台的概念 板块构造简介 大地构造分区 构造旋回、旋回和阶段,2007.5.10,3,通过对不同地区、不同时期地层进行综合研究,确定其构造发展状态和过程，划分构造演化和大地构造分区,恢复不同地区、不同块体之间的相互关系及演化过程即为历史大地构造分析。,2007.5.10,4,每个一定范围的区域都以其构造和演化上有一定的共同特征和邻区相区别，因而可以划分出不同区域构造单元，这就是大地构造分区。,2007.5.10,5,历史大地构造学家把地壳划分为活动的地槽和稳定的地台。 板块构造理论把全球地壳划分成许多板块和板块边缘接合带。,2007.5.10,6,大地构造理论,(1)以我国大地构造学家黄汲清教授为代表的地槽地台发展的多旋回理论，简称“多旋回”说。 (2)以我国大地构造学家张文佑教授为代表的断裂体系与断块大地构造理论，简称“断块构造”学说。 (3)以西北大学张伯声教授为代表的地壳波状镶嵌构造理论，简称“镶嵌构造”说。 (4)中南大地构造研究所陈国达教授提出的地壳构造发展的第三单元地洼区学说简称“地洼”说或“地台活化”说。 (5)我国著名地质学家李四光教授创立了地质力学，以地质力学的观点对中国构造体系进行了划分。,2007.5.10,7,第一节 历史大地构造分析法（内容）,2007.5.10,8,一、沉积组合(建造)分析,概念：在一定时期内形成的、能够反映其沉积过程主要构造背景的沉积岩共生综合体 。 概念核心：1.沉积时的构造条件 2.较长时期 3.一定的区域范围 4.综合特征(组分-结构-构造等) 构造背景分类：稳定、过渡、活动三种类型,2007.5.10,9,沉积组合与构造性质,2007.5.10,10,在不同的构造单元内有不同的岩石组合(建造)，在同一构造分区内，不同构造阶段上也有不同的岩石组合。,2007.5.10,11,（一）活动类型岩石组合,(1)硬砂岩建造 包括硬砂岩，岩屑砂岩和长石砂岩。 这些岩石都含有较多的不稳定组分，是在地形高差大、沉积速度快的活动构造环境中形成的。,2007.5.10,12,(2)混杂岩与变质岩建造,混杂岩是由时代不同、性质不同、大小悬殊的各种岩块组成的一种构造角砾岩。 蓝闪石片岩是一种高压低温变质岩； 蓝晶石片岩是一种高温低压变质岩。 上述混杂岩和变质岩是在活动大陆边缘形成的。,2007.5.10,13,(3)复理石建造,在古代活动深海环境中形成的砂泥质浊积岩，具有薄层的递变层理。是古代活动大陆边缘的沉积建造(地槽发展后期的沉积建造)，反映活动强烈的构造环境。,2007.5.10,14,（4）蛇绿岩套,超基性岩(橄榄岩、蛇纹岩、辉长岩）、基性岩（枕状玄武岩）和远洋沉积物（放射虫硅质岩，软泥）组成的“三位一体”共生综合体。,2007.5.10,15,（5）磨拉石建造,是由一套巨厚的砾岩、砂岩为主及杂粘土、泥灰岩等组成的沉积岩系。 是长期的沉降的活动区，后来褶皱隆起成为山脉时，在其山前拗陷地带或山间盆地迅速堆积所形成的一套岩层，厚数千米，属陆相沉积或陆源滨海相沉积。,2007.5.10,16,2稳定类型岩石组合,稳定型岩石组合主要在稳定区沉积形成。 包括石英砂岩组合 铁、铝质岩组合 碳酸盐岩组合 海陆交互相含煤岩石组合 内陆盆地各类碎屑岩组合,2007.5.10,17,二、沉积厚度分析,一般地壳下降速度大、幅度大，代表地壳活动性强，相反，则表示地壳活动性弱，而稳定性强。,2007.5.10,18,1、补偿沉积 沉积物的沉积速度等于地壳下降速度时的沉积作用。 2非补偿沉积 沉积物的沉积速度小于地壳的下降速度，地层厚度小于地壳下降幅度，沉积环境发生变化，沉积相也会发生相应变化。 3超补偿沉积 沉积物的沉积速度大于地壳的下降速度，地层厚度大于地壳的下降幅度，沉积环境也会发生变化，例如海退，沉积相也随之变化。,2007.5.10,19,厚度升降幅度构造性质,2007.5.10,20,示补偿盆地与非补偿盆地,2007.5.10,21,在地质历史上，大多数地层是在浅海区沉积形成的，主要是补偿沉积。如渤海，渤海面积有82700km2，平均水深21m，经计算大约只需要l000年就可能填平。按渤海所经历的时间，它早就该填平了，但至今渤海仍然存在。这是因为渤海在接受沉积的同时，其基底地壳也在不断下降。钻探资料证实，渤海第四系厚800m1000m以上，第四系岩相均一变化不大，表明第四纪渤海沉积环境变化不大，是一种补偿沉积状态，渤海基底地壳在第四纪的下降幅度在800m1000m以上。,2007.5.10,22,三、沉积相变化分析,根据岩相纵向上的变化，可以推断地壳运动的发展历史。,2007.5.10,23,四、构造运动面的分析,构造运动面，是地壳运动的直接纪录。 角度不整合，代表了早期形成的地层经过不同的变形，并通常伴有一定程度的变质改造，遭受剥蚀，而后在接受沉积。 假整合反映早期形成的地层经整体抬升，遭受剥蚀，而后接受沉积。,2007.5.10,24,五、岩浆活动和变质作用,地层中岩浆岩越多，地层岩石变质越深越普遍，表明地层所经受的构造运动越强烈。,2007.5.10,25,只有对一个地区的全部地层作全面分析，才能知道这一地区何时处于活动状态，何时处于稳定状态，才能确定这一地区在构造分区中所处的位置。 例如华北地区。,2007.5.10,26,第二节大地构造分区,一、槽台学说简介 地壳上强烈的活动地区地槽区。 地壳上相对稳定的地区地台区。,2007.5.10,27,（一）地槽,地槽为地壳上巨大的狭长地带，长可达几百至几千公里，宽达几十至几百公里，是构造运动十分强烈的地区。,2007.5.10,28,1地槽区的主要特征,地壳升降运动的速度和幅度都很大。 碎屑沉积的分选性一般都较差。 复理石沉积。 蛇绿岩套是优地槽的典型特征。 强烈的褶皱运动上升为高峻的山系。 地层褶皱及断裂，并遭受了普遍的区域变质作用。 磨拉石沉积。,2007.5.10,29,地槽内构造单位,地槽又进一步划分成优地槽、冒地槽、地向斜、地背斜。 火山活动强烈，富含火山岩凹陷带优地槽。 缺少或极少火山岩的凹陷带冒地槽。 地槽区内长期隆起的地带称为中间地块。,2007.5.10,30,地槽的分带,2007.5.10,31,2地槽发展阶段,早期强烈下降。 以基性火山活动为主。形成蛇绿岩套等建造， 后期强烈上升。 以中酸性火山活动为主。形成巨厚的复理石建造等 最后上升成褶皱山系。在山间凹陷和山前凹陷形成磨拉石建造。,2007.5.10,32,地槽构造旋回,地槽从开始形成坳陷，继之强烈沉降，然后经造山运动使地槽闭合，形成褶皱带的这个完整的演化过程。,2007.5.10,33,黄汲清教授多旋回观点： 一个地槽全部形成褶皱带是经历了多次沉积建造的形成、多次褶皱运动的作用和多次的岩浆活动。,2007.5.10,34,（二）地台,1地台区是地壳上面积广大的相对稳定的地区，它的轮廓一般呈方圆形，可达几万或几十万平方公里。,2007.5.10,35,地台区具有双层结构基底和盖层。 基底是由古老的结晶变质岩系，并经强烈褶皱变形和岩浆侵入的地层组成。 盖层不整合于基底之上，由一套厚度不大，构造变动轻微，岩浆活动很微弱的未变质的沉积岩层组成。,2007.5.10,36,地台的双层结构,2007.5.10,37,2地台区的主要特征,地台型沉积，厚度较小，构造型态比较简单。 纯净的石英砂岩。 碳酸盐地层发育。 岩浆活动微弱，一般都没有遭受区域变质作用。,2007.5.10,38,地台内部构造单位,地台又进一步划分成台向斜、台背斜、沉降带、地盾或地轴。 没有或很少有沉积盖层，前古生界变质岩系(褶皱基底)直接露出地表，这是一个长期隆起的单位，被称作地盾(轮廓似盾形)或地轴（长条形)。 个别地区下降较强烈，沉积厚度较大，称沉降带。,2007.5.10,39,2007.5.10,40,二、板块构造学说简介,板块构造学说认为地壳的水平运动占主导地位，大陆和海洋的位置不是固定不变的。 基本论点是：地球上的岩石圈分成若干个大的刚性板块，它们沿着岩石圈和软流圈的界面经历着长期、缓慢而规模巨大的相对水平位移。板块在大洋中脊裂谷带拉开，形成新的洋壳并发生海底扩张。 洋壳在深海沟岛弧带俯冲消亡。 板块水平位移的原因在于地幔中的热对流，,2007.5.10,41,板块构造: 地球表面是由为数不多,大小不等的岩石圈板状体拼合而成的,这些板状体(板块)相对于赤道或地极可发生大规模的横向水平位移.板块之间通常以大洋中脊、海沟、转换断层、大陆裂谷和褶皱带等为边界,板块间的离合碰撞及其相关地质现象主要发生在板块的边缘.,4.3.1 Concept and history,2007.5.10,42,当时作为一个青年（32-35岁）气象学家，敢于大胆 提出较系统的大陆漂移假说（得益于古气候、古生 物和地质学的多学科结合），曾受到他岳父的劝阻 ，但通俗易懂的新颖学说立即引起学术界轰动。,Wegener, Alfred Lothar,2007.5.10,43,大陆漂移,古生代期间全球只有一块大陆，称为泛大陆，大陆周围的海洋称为泛大洋。 大约在距今2亿年前，泛大陆开始分裂，后来分开的大陆块分别漂移向现在的位置。,2007.5.10,44,2007.5.10,45,2007.5.10,46,2007.5.10,47,2007.5.10,48,2007.5.10,49,大陆漂移证据,(1)大陆边缘的吻合。 如南美洲和非洲的大西洋边缘可以吻合拼接在一起。,2007.5.10,50,(2)古生物证据 (3)冰川证据晚古生代石炭二叠纪南半球的冰川堆积，广泛分布在澳洲、南美洲南部、南极洲以及印度、非洲等接近赤道的热带。 (4)构造和岩石的证据 (5)古地磁证据 地史中磁极位置的变化，以及同一时代各大陆磁极位置的不相符合，海陆固定论是无法解释的，如果承认大陆相对的水平移动，则迎刃而解。 海底扩张,2007.5.10,51,洋底火山岩年代分布图,洋壳和陆壳不同：组成的岩石不同，年龄不同。,2007.5.10,52,洋底扩张 大洋海岭中央有大洋裂谷，岩浆由大洋裂谷喷出形成玄武岩洋壳，后形成的新洋壳向两侧推挤先形成的老洋壳，于是海底逐渐向外扩张。 没有喷出的岩浆在软流层中形成对流体，对流体的运动对海底扩张有一定推动作用。,2007.5.10,53,2007.5.10,54,离散型: 大洋中脊 俯冲型: 海沟 汇聚型 碰撞型: 喜马拉雅山 平错型: 转换断层,板块的边界类型,2007.5.10,55,板块边界类型,1离散型边界海底扩张 太平洋中脊扩张速率为4.5cma，大西洋扩张速率为12cma。,2007.5.10,56,离散型,2007.5.10,57,2汇聚型边界,相当于海沟及年轻造山带部位，在其两侧的板块相向而行。 俯冲型，相当于海沟部位，发育于太平洋周缘。一般来说总是大洋板块俯冲于大陆板块之下，大洋板块潜没消亡于地壳之中俯冲消减带或毕鸟夫带。 混杂堆积 碰撞型，相当于年青造山带的部位，是大洋闭合、大陆碰撞接触的地缝合线（巨大而复杂的超岩石圈深断裂带）97页。,2007.5.10,58,汇聚型,2007.5.10,59,日本岛弧俯冲带、火山活动及双变质带示意图,2007.5.10,60,3平错型边界,相当于转换断层。,2007.5.10,61,2007.5.10,62,2007.5.10,63,2007.5.10,64,2007.5.10,65,全球岩石圈板块划分,2007.5.10,66,板块构造与地槽地台的关系,Relations between plate and platform-geosyncline 板块构造与地槽地台的关系,2007.5.10,67,第三节构造旋回和构造阶段,一、构造旋回 地球的岩石圈的构造演化具有明显规律性的旋回现象，我们把这种全球性的构造旋回现象称为构造旋回。 威尔逊旋回（胚胎期 初始洋盆期 成熟大洋期 衰退大洋期 残余洋盆期 消亡期） 大陆边缘旋回（开裂沉降 闭合褶皱 隆升