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文档简介
克拉通克拉通craton地壳上长期稳定的构造单元 ,即地壳中长期不受造山运动影响,只受造陆运动发生变形的相对稳定部分。“W.H.施蒂勒1936年提出,作为与造山带相对应的地壳稳定地区。克拉通一词源于希腊语Kratos ,意为强度。1921年柯柏称之为“kratogen”,1936年施蒂勒改称“kraton”,当时还划分出高克拉通和低克拉通,分别对应于大陆和大洋盆地,由于后来已证实大洋是活动的年轻地壳,今克拉通一词仅用于大陆地区,是地盾和地台的统称。地盾地盾 shield 克拉通中前震旦纪或前寒武纪结晶基底大面积出露的地区。E.修斯1888年提出。地盾具平坦但凸出的地表形态,其周围被有平缓盖层的地台围绕而呈现出地盾形态。世界著名的地盾有加拿大地盾、波罗的地盾等。由于地盾出露的岩石均属太古宙和元古宙,对地盾岩石组分、变形和变质作用、岩浆活动及成矿作用等方面的研究,可以提供地球演化早期历史的信息。沉积盖层在地盾上的缺失往往是后期剥蚀的结果,所以地盾在地质构造性质上与地台并无本质差别,代表地台中相对隆起部分,两者的关系是过渡的。地台地台 platform 大陆上自形成以后未再遭受强烈褶皱的稳定地区。曾称陆台。1885年由E.修斯提出。在地槽地台学说中,地台是与地槽相对应的地壳稳定构造单元,以含有未变质的沉积盖层区别于地盾。 地台具有双层结构,即由基底和盖层构成。基底由前震旦纪或前寒武纪的巨厚已变质的沉积岩系与火山岩组成,构造复杂,一般遭受过较强的区域变质作用。基底岩石建造序列属地槽型。盖层由震旦纪或寒武纪以来的沉积岩系组成,其厚度一般不超过10002000米,未经受区域变质作用。其沉积物组成地台型建造序列。盖层与基底以角度不整合接触。地台的主要特征有:形态上呈等轴状,面积一般超过数十万平方千米,地貌反差小。沉积建造多由高成熟度、分选良好的浅海或陆相地层组成,厚度不大但分布广泛,地层成席状体,对比性良好,有石英砂岩建造、粘土铁质建造、碳酸盐建造等。岩浆活动微弱,以大面积的陆相溢流玄武岩为特征。构造变形弱,多发育短轴背斜和盆地;盛产石油、煤等能源和其他沉积矿产。 地台内部按沉积盖层的发育及变形情况可划分出 3种次级构造单元:台背斜,是地台上的相对隆起区,盖层厚度小;台向斜,是地台上相对坳陷区,盖层厚度大;台褶带,是地台上构造性质相对最活动的带,地层厚度大,其中并可出现线状褶皱和断裂。准地台地质学上地槽地台学说中所划地台的一种,与正地台相对。准地台是活动性比较大的地台,它的基底硬化程度一般较低,盖层厚度较大,在地台的发展过程中有显著而广泛的褶皱和断裂运动以及规模较大的中酸性岩浆活动。代表:中朝准地台、扬子准地台。但关于地台类型的划分及根据,又有不同的看法,在准地台与正地台的本质区别方面存在争议。虽然地槽地台学说在地质学界的统治地位已经让于板块构造学说,但关于地台的说法仍保留下来。地槽地槽geosyncline地壳上的槽形坳陷。在地槽地台学说中是与稳定的克拉通或地台相对立而存在的强烈构造活动带,二者构成地壳的两种基本构造单元。由美国地质学家 J.霍尔与 J.D. 丹纳于1859和1873年先后提出。曾译作大地向斜。地槽具有以下特征:呈长条状分布于大陆边缘或二大陆之间,宽可达上百千米,延伸可达上千千米。具有特征性的沉积建造并组成地槽型建造序列,如硬砂岩建造、复理石建造、硅质-火山岩建造、磨拉石建造等,沉积厚度巨大。广泛发育强烈的岩浆活动,有细碧-角斑质火山喷发,中、酸性岩浆浅成活动和玄武岩喷发等。构造变形强烈,普遍发育褶皱和逆冲断层推覆构造等。区域变质作用发育。具有成矿专属性,如与中、酸性侵入活动有关的铜、铁、钨、锡矿,与基性超基性岩有关的铬、镍矿等。地球物理场特点是具有呈现条带状分布的重、磁异常以及高热流值的地热分布。按W.H.施蒂勒的分类,地槽有位于克拉通或地台边缘的正地槽和位于克拉通或地台内部的准地槽二类,其中正地槽又有近克拉通侧 、 且很少火山活动的冒地槽和远离克拉通、火山活动强烈的优地槽之分。准地槽相对于正地槽,其活动性较弱。J.奥布英1965年指出,优地槽与冒地槽往往成对出现,构成地槽偶,地槽演化后期的造山活动都是从靠大洋一侧的优地槽开始 , 逐渐向冒地槽推进的 ,是为地槽的极性,地槽偶和地槽极性的研究对于恢复古大陆边缘格局和演化是非常重要的。地槽从其开始发育到最后封闭大致经历了以下演化阶段:广泛接受沉积的地槽坳陷阶段;强烈构造变形形成褶皱带并逐渐抬升的造山阶段;褶皱带全面隆起、地槽封闭的后造山阶段。这 3 个阶段构成了地槽发展全过程的构造旋回,至此地槽转化为稳定的地台。从板块构造学观点看,地槽总体上与大陆边缘的大陆坡相当,但并不相同。地槽的演化反映了洋陆之间复杂的相互作用。 地槽的发育要经历两大阶段。第一阶段以强烈下沉为主,堆积了厚达12万米的沉积物,伴随有玄武岩喷发。第二阶段以隆起为主(一般从中央部分先开始),沉积地层发生强烈的线状褶皱,伴以花岗岩侵入和区域变质作用。原先深陷的海槽变成了高耸的山脉,山前坳陷内堆积磨拉石。上升的山脉被不断地剥蚀夷平,地壳的活动性也迅速减弱。准平原化后,在褶皱基底上沉积了蓄层,这种构造单元叫地台。换言之,地台的基本特征是具双层结构;变质的褶皱基底及不整合面以上的盖层。 地槽与地台有着根本性质的差别,分别代表了地壳的活动带和稳定区。在两者的转化关系上出现了两种绝然不同的观点。“泛地槽”论者认为地球形成初期全球皆为地槽,地槽变成褶皱带后发展成地台,沿这个地台的边缘镶边式地贴上新的褶皱带,使地台面积不断扩大。“泛地台”说则认为地壳形成的初始阶段有一个全球性的原始古地台,因深大断裂作用而破裂,沿深大断裂发育成地槽。 100多年里,有许多杰出的地质学家为完善和发展地槽-地台学说做出了杰出的贡献,使它的若干观点至今仍不失睿智的光芒。同时也要看到,今天我们在使用造山作用、造山带这些术语时,已有了完全不同于地槽演化的内涵地洼学说-正文地洼学说简介:1.创始人:陈国达;2.突破口:哲学与地质学的结合;3.研究对象:地球表面的地壳。地壳由地槽、地台、地洼等三种类型的4.动力来源:对地壳运动的成因认识上,则停留在假说上(“地幔蠕动热能聚散交替假说”);5.提出时间:年,中国地台“活化区”的实例并兼讨论“华夏古陆”问题一文的发表标志着地洼学说的诞生。年,发表了地壳的第三基本构造单元地洼区和地壳动“定”转化递进说论地壳发展的一般规律这两篇论文,正式提出“地洼区”的概念,并描绘了地壳演化的图景。年,竺可桢(科学院副院长)建议,设立了中南大地研究室,以支持陈国达专攻此项研究。6.相关名词:地台活化、地洼、“动”“定”转化递进、螺旋上升发展、地幔蠕动热能聚散交替假说7.隶属:全球性大地构造理论;8.意义:地洼学说纠正“地槽地台”学说的缺点(静态的缺陷),认识到地台不会永远静止,不是地壳运动的终点。地台开始活动,便向地洼发展或转变。地洼学说肯定或承认地球表面存在地槽、地台两种大地构造单元,并阐明大地构造单元不只是两个,而是多个。地壳演化由:地槽(活动期)地台(稳定期)地洼(活化期),呈“动”“定”递进,并不断向前演化,呈螺旋上升发展。后期的地壳,记录有前期的事件信息,正如唯物辩证法规律所描述的那样!就这样,美国学者霍尔与丹纳提出的“槽台学说”被突破和发展了!9.地洼学说研究的目的:了解地球运动变化的规律;防灾(如地震、火山、海啸等);找矿(水、盐、煤、油、地热等矿藏);指导工程建设施工。这些与大地构造学的任务和研究目的是一至的。陈国达教授的学术生涯,开始于他的大学生时代。广东新会地质试勘(年,获国立北平研究院地质矿产研究奖金)、广州三角洲问题(年,获中国科学社金质奖章)、广东之红色岩系(年,获地质矿产研究奖金)这三篇论文,实际上是他后来建立地洼学说的最初的基础工作。其学术之路是在继承、否定、突破前人理论框架的基础上,创新、发展而来的。这不但需要洞察力,而且还要有勇气、胆量和顶住压力的恒心陈国达教授发现,作为地台区的我国东部广大地区,不稳定:地震频繁,褶皱断层密布恩格斯在自然辩证法一书中,对英国地质学家赖尔()“渐变论”的批评(有“静态的缺陷”),对陈国达教授影响巨大,他领悟到:一个地区的地壳,从地槽(活动期)演化发展到地台(稳定期)后,就不运动了,这在科学上和哲学上,都说不过去!并且,与实际情况也不相附合就这样,地洼学说诞生了地球表面存在地槽、地台和地洼,地壳运动不会停止!陈国达教授对自然哲学在科学研究中的作用,有深刻认识和领悟。对于这一点,不是每一个人都能理解!关于地壳演化的一种学说。1956年由中国陈国达创立。该学说认为在大陆地壳演化史上继地槽区、地台区之后还存在第三构造单元地洼区。它的性质与地台区(稳定区)相对立,与地槽区(活动区)虽然性质相似,但特征不同,属于另一种类型的活动区。因它发生在地台区衰亡之后,故也称为后地台阶段的新型活动区。 创立地洼区的发现,是通过对中国东部自中生代中期以来地壳发展史的研究而获致的。中国东部一直被划为地台区,称为中国地台。这一地区于中生代中期以前的地壳发展史与地槽地台学说相一致。但自三叠纪末(南部)或侏罗纪(北部)以后,却陆续出现了强烈的构造变动,形成了盆地和山脉,构造地貌反差很大。盆地中产生了类磨拉石建造。同时,岩浆活动(侵入及喷出)和变质作用(主要为断裂变质及接触变质)多见。大地热流增高,重力以负异常为主,有些地方地壳中出现低速层。所有上述的地质及地球物理特征,都与地台区相反,说明中国地台到这时已经衰亡,转化为活动区了。据此,陈国达继承了传统的地槽地台学说,并加以创新,提出后地台阶段新型活动区概念,创立了地洼学说。 基本内容地洼区在形成过程中(主要在激烈期),水平地壳运动占主导地位,由于拱曲、褶皱、断裂作用强烈而出现反差强度大的构造起伏,形成波距小、差异升降速度及幅度大的短带状隆起,称为地穹,其间介以相对下陷的短带状盆地,称为地洼。在地洼区内,地洼盆地作为负构造分区与地穹的山脉(正构造分区)相间出现,成为这种新构造单元的最重要的认识标志。 地洼区的另一主要特征和认识标志即具有 3层结构,如图1所示。地洼构造层以地洼中堆积的类磨拉石建造为代表,其与真磨拉石建造的区别主要在于下部从不与复理石建造相过渡,且可含大量火山物质。地洼区的岩浆岩以富钾、钠的花岗岩、流纹岩等为多见,并常有碱性岩。后期出现玄武岩,即岩浆活动的总顺序是从酸中性到基性。这也是它与地槽区的异点之一。 地壳动定转化递进说认为大陆地壳演化过程是多阶段的。地台阶段之后还有地洼阶段,也可能还有其他阶段。地槽阶段之前也可能已经经历过一些古老构造发展阶段。这个过程通过活动区同稳定区之间的相互转化、交替更迭而进行,从简单形式变为复杂形式,称为递进律(图2)。 递进(地洼)成矿理论,认为地洼阶段是地壳发展史中的一个重要成矿阶段。地洼区的矿产,一方面具自身的专属矿产组合,包括许多有色金属、稀有元素、分散元素、贵金属、放射性元素等,另一方面又可继承地槽区、地台区等历代前身的矿产,形成了“多代同堂”的多阶段矿产叠加现象。由于地洼是一个活动区,地热、构造、岩浆、变质等作用强烈,可使先成矿产改造、再造或叠加,常形成一种复杂的“多因复成矿床”。这类矿床一般地具有多成矿阶段、多物质来源、多成矿作用、多成因类型、多控矿因素的特点,可形成大而富的矿床。许多矿床,既有内生特征,又有外生证据。 地幔蠕动热能聚散交替假说,认为地幔物质是不均一的,由于成分、温度、密度、比重等方面的差异,引起缓慢的相对移动,形成地幔流。地壳各个块体之间,一方面由于来自地幔热的不同,产生了温度及活动程度的差别,从而导致大地构造的分区及其属性的分异。另一方面,在地幔应力场的影响下,壳块相对移动,互相挤压拼合、拉伸离散及剪切错移,便产生了各种方向的相应构造。 地洼区除广布于中国东部及西部外,也陆续发现于世界其他地方。已知的有俄罗斯西伯利亚南部及东部、朝鲜、越南、日本西部、印度北部、西亚、中亚;北美西部、巴西、欧洲的莱茵地堑、法国、南斯拉夫、捷克和斯洛伐克、波罗的海地区;非洲东部(裂谷地带)及南部,澳洲东部,以至南极洲(中央山脉以西)。从地质时代分布来说,已知的主要在中生代和新生代,其次为晚古生代,前寒武纪也有出现。 地洼学说存在的问题主要是:地洼区形成的力源机制是单一的还是多样的?地洼区矿产的分带与深部构造的关系如何? 面向海洋和地球深部构造,研究地球动力学和前寒武纪地壳发展史,进一步探索成矿规律是地洼学说的研究趋势。地洼学说的概念槽台说认为,相对活动的地槽区和相对稳定的地台区是地壳构造的两大单元,而地台区是由地槽区演化而来的,并且是地壳发展的最后阶段,这种观点曾为多数地质学者所接受。但后来人们发现,有些所谓稳定的地台区又变得活动起来,把这种现象称为地台活化,或叫地台回春;而把这样的地台则称为“活化地台”,但也有人认为地台既然活化,那就不属于地台的范畴,而应属于地槽的性质,管它叫“再生地槽”。陈国达在多年考察实践中,注意到中国地台从中生代以来的活化现象,比如在古老变质基底的上面覆盖了古生代的盖层,而在厚度一般不大的古生代的盖层上面却又覆盖了巨厚的甚至达六七千米的中生代地层,且常伴随着大量侵入岩和喷出岩、火山碎屑岩,褶皱和断裂构造也非常复杂,等等。说明中国地台区到了中生代发生剧烈拗陷,岩浆活动和火山活动频繁而强烈,构造运动也十分剧烈。50年代末期,陈国达认为中生代以来地壳演化进入了新阶段,其大地构造性质既不属于地台,也不属于地槽,而是一种新型活动区,是从地台区向活动区转化的产物。陈国达把这种新型活动区叫做“地洼区”,它是大陆壳发展演化的第三个构造单元。地洼区的最主要特征是地壳运动强烈,区内出现强度很大的构造起伏,既形成上升的短带状隆起,称为“地穹”,各隆起之间,也形成相对下陷的短带状盆地,称为“地洼”。地洼中充填了地洼沉积,因此地洼具有三层结构,即地台基底、盖层和最上面的地洼沉积层。地洼区的发现和阐明,揭示了大陆壳的发展过程,并非如槽台说认为的那样,直线式的仅由地槽阶段发展到地台阶段,而是多阶段发展的。地洼说认为:地壳由地槽区演化到地台区,是由动到“定”;由地台区演化到地洼区,是由“定”到动;地壳的活动区与相对稳定区相互转化和交替更迭的过程,称之为动“定”转化。地洼说还认为:这种动“定”转化并非地壳构造单元的简单重复,而是由低级向高级、由简单到复杂,螺旋式不断向前发展(例如地洼区还要进一步向着另一新型的稳定发展,),这种发展过程,称之为“递进”。地壳的发展规律叫做“动定转化递进律”。地洼说认为:地壳运动的动力来源于上地幔物质因热力和重力作用产生的离心扩散和向心凝聚。当上地幔下部物质受热膨胀时发生以水平运动为主的强烈地壳运动,地壳趋于活动;当上地幔上部物质自浅处向深处凝聚、进行重力分异和散热收缩时,发生以垂直运动为主的地壳运动,地壳趋于稳定。地壳发展就是这样在地球内部物质的凝聚与扩散的矛盾中互相转化而递进的。地洼说认为:地洼区不仅在中国最为典型,而且遍及世界各个大陆,具有全球性的普遍意义。地洼说的实用意义在于阐明一种新的成矿作用,从新的角度探索成矿规律,扩大了找矿领域。地洼区矿产有自己的特色,不仅蕴藏着丰富的内生矿床(钨、锡、钼、铋、铜、铅、锌、锑、锂、铍、铌、钽、铀以及铁、金、汞等),而且也形成丰富的煤、石油以及其他沉积矿床。以石油而论,过去仅知地槽型(如台湾)和地台型(如大庆)两类油田,但我国还蕴藏着许多地洼型油田(如大港、胜利等),这是原来的找油理论所未论及的。地洼区除自身的成矿作用外,还继承了历代前身的矿产,因此区内地下资源综合多样,并常形成既大且富的叠加矿床和多成因矿床。基于这种原因,地洼说的创立引起国内外学术界的重视。地槽地台学说-简介如果把地球比成足球,活动带和稳定区就是足球的黑、白两色,演释出多少令人如痴如醉的故事。地槽-地台学说首次区分出大地构造的这两大基本单位,使地质科学第一次发生了飞跃,也使大地构造学成为地质学中的哲学。 17351745年间,法国的测量队在秘鲁测量了纬度1的距离,发现安第斯山高处的重力引力比根据那个山脉的质量的估算值小得多,他们用深部物质的热膨胀使接近地表的岩石圈上升来解释。1849年,普提比较了比利牛斯山脉和托卢兹,认为山脉岩块产生漂浮作用的原因是质量的不足。普拉特在研究喜马拉雅山麓之后提出:用热的稀薄化最容易说明许多山地非常高的现象。这就是著名的普拉特地壳均衡说。1855年,艾里提出了另一个地壳均衡假说,通俗地说是山有“山根”。 阿巴拉契亚山脉是地槽的发源地。1842年,罗杰斯兄弟提出该山脉上升的原因是“被挤入地下的瓦斯突然地逸出”。1859年,霍尔根据古生代地层的岩性、厚度和强烈褶皱情况及其与邻侧的北美中部平原的对比,认为阿巴拉契亚山是地球上一个特殊的沉积区,它会转化为造山带。1873年,丹纳在讨论地球收缩和山脉成因时,提出了地槽的概念。1885年,徐士把北美中部平原那样的地区命名为地台区。 地槽的发育要经历两大阶段。第一阶段以强烈下沉为主,堆积了厚达12万米的沉积物,伴随有玄武岩喷发。第二阶段以隆起为主(一般从中央部分先开始),沉积地层发生强烈的线状褶皱,伴以花岗岩侵入和区域变质作用。原先深陷的海槽变成了高耸的山脉,山前坳陷内堆积磨拉石。上升的山脉被不断地剥蚀夷平,地壳的活动性也迅速减弱。准平原化后,在褶皱基底上沉积了蓄层,这种构造单元叫地台。换言之,地台的基本特征是具双层结构;变质的褶皱基底及不整合面以上的盖层。 地槽与地台有着根本性质的差别,分别代表了地壳的活动带和稳定区。在两者的转化关系上出现了两种绝然不同的观点。“泛地槽”论者认为地球形成初期全球皆为地槽,地槽变成褶皱带后发展成地台,沿这个地台的边缘镶边式地贴上新的褶皱带,使地台面积不断扩大。“泛地台”说则认为地壳形成的初始阶段有一个全球性的原始古地台,因深大断裂作用而破裂,沿深大断裂发育成地槽。 地槽地台学说-综述100多年里,有许多杰出的地质学家为完善和发展地槽-地台学说做出了杰出的贡献,使它的若干观点至今仍不失睿智的光芒。同时也要看到,今天我们在使用造山作用、造山带这些术语时,已有了完全不同于地槽演化的内涵。地槽地台学说和全球地质构造的理论综合 2009-08-25 18:05:28作者:未知来源:/wiki/index.php?doc-view-92668 浏览次数:32文字大小:【大】【中】【小】关键字:地槽地台学说 地质构造 陆向斜 陆台 地槽系 大陆区 山脉的形成是构造地质学与全球构造研究中的中心课题。博蒙于1852年发表的论山系中,阐述了横向压力的重要性,并将其作为地壳收缩的证据来解释山脉的形成。美国的H.D.罗杰斯和W.B.罗杰斯兄弟先后发表了论阿巴拉契亚山系的物理构造(1843)、论地壳扰动带的构造规律(1856),阐明了地壳内部物质的活动与山脉形成的关系。美国的J.霍尔在研究纽约州的古生物地层时,发现阿巴拉契亚山带地层的厚度远大于其西部地区,认为这些线性巨厚沉积带是海底边沉降边接受沉积的结果。其后线性沉积带隆起成山。丹纳于1873年在论地球收缩的某些效果,兼论山脉的起源和地球内部的性质一文中,用冷缩说解释山脉的成因。他认为,由于洋壳和陆壳收缩速度不同,所产生的张力差异在大陆边缘最强,因而发育了地壳活动带地槽。奥地利修斯于1885年提出“陆台”一词,即地台,意指地壳上稳定的、形成后不再遭受重大构造变动的部分。俄国的卡尔宾斯基于1880年明确提出地台是由结晶基底和沉积盖层组成,并以升降的振荡运动为主。.巴甫洛夫于1888年提出地台中次一级构造单位陆向斜。 在欧洲地质构造研究中,突出的成果是发现了阿尔卑斯山脉中的大规模逆掩构造。瑞士的 A.von埃希尔于1841年首次发现了较老岩层逆掩到年轻的岩层之上。法国的P.泰尔米埃1891年发现了法国阿尔卑斯山的推覆构造。法国的M.吕容、瑞典的A.E.特内博恩等都对表征地壳水平运动的构造作了重要的研究。修斯的阿尔卑斯山脉的成因(1875)中,论述了阿尔卑斯及其东侧的分支山系,指出巨大逆掩构造是整个山系侧向运动的结果,与侏罗山、亚平宁山和喀尔巴阡山存在着历史上的联系。19世纪末,G.G.辛普隆隧道的开凿,提供了基底岩石卷入大规模侧向运动的直接证据。 19世纪末期到20世纪初期,由山脉构造的广泛研究发展为全球构造的探讨。1887年,法国的M.A.贝特朗在阿尔卑斯山系和欧洲大陆的形成一文中提出造山旋回的概念,并划分了加里东、海西、阿尔卑斯3个造山旋回。造山旋回的划分具有普遍意义。1990年,G.-.奥格在地槽系和大陆区:对海水进退的研究一文中,把全球划分为较为活动的地槽系和相对稳定的大陆区,认为全球除狭窄的地槽系外,都是大陆区。修斯的地球的全貌(18831909)巨著是19世纪地质研究的总结。修斯论证了水平运动的重要性,指出倒转褶皱山带是地壳水平运动的证据。他用前陆褶皱带后陆模式分析了欧洲构造和火山活动。修斯的另一重要贡献是从全球的角度考虑地壳运动在时间和空间上的联系。根据大陆南端常呈楔状以及山脉均成弧形的现象,他提出,北美、欧洲、北非山系受力来自南方,所以山系弧形向北凸出;亚洲山系受力来自北方,所以山系弧形向南凸出。他还提出古地中海和冈瓦纳古陆的概念。修斯对地壳综合研究的方法以及对全球构造所作的概括,预示着20世纪全球构造研究新时期的到来。 19世纪后半叶至20世纪初,中国正处在从闭关自守到被迫向西方开放的时期,当时出版少量地质文献都是西方地学教材的译本。一些西方学者在中国进行了地质调查和探险,出版了关于中国地质的著作。如美国R.庞佩利著有中国、蒙古与日本之地质研究(1866);德国的F.von李希霍芬著有中国,这是第一部较为系统的有关中国地质的著作;美国的B.威利斯著有中国的研究。李希霍芬和威利斯的工作为以后中国地质的研究奠定了初步基础。此外,还有匈牙利L.von洛茨、瑞典的斯文海定、俄国的.奥布鲁切夫都曾考察研究过中国一些区域的地质情况。在1910年以前,中国学者编写的地质文献有虞和钦的中国地质之构造(1903)、鲁迅的中国地质略论(1903)和顾琅的中国矿产志(1906)等。 地槽地台说对现在世界海陆分布和地表形态是怎样解释的 地槽地台说是传统的大地构造学说。1859年美国的霍尔在对阿巴拉契亚山地的研究中,结论认为山脉是在地壳的巨大拗陷中形成的。1873年丹纳把这种拗陷地带叫做地向斜(又译为地槽)。1885年,休斯又首先提出地台概念,他认为地台是地壳上稳定的地区。1900年法国E奥格在他的地槽和大陆块一书中,才把地壳划分为地槽和地台两种基本构造单元。地槽地台学说产生后,从十九世纪末到现在,一直占据统治地位。在产生大地构造动力来源的看法上又有两种观点:一是认为以地壳的垂直运动(升降运动,振荡运动)为主;一是认为以地壳的水平运动为主。其中以垂直运动的观点占主要地位。槽台论认为,地球表面分布高峻的山脉或岛弧的地区,都曾是地壳的活动地带地槽,这里地壳升降运动的幅度和速度都较大,沉积物达到很大的厚度,构造变动和岩浆活动强烈,变质作用显著。地台也称陆台,代表地壳上比较稳定的地块,其轮廓呈浑圆状,在现代地形上一般表现为丘陵起伏的波状平原、低山绵延的大片高原或微倾的大陆架浅海地区。这里除幅度不大的整体升降运动外,构造运动、岩浆活动、变质作用等都不如地槽强烈。地槽发展到一定阶段时,就由下沉而转为上升,经过褶皱变质,逐渐变成稳定的陆台。在地壳演化的不同地质时期内,都有一部分地槽向陆台转变,因而地槽的面积就逐渐缩小,陆台的面积逐渐扩大。1945年黄汲清教授提出多旋回说,认为地槽向地台的转化一般都经历了由量变到质变的多旋回发展过程,即一个褶皱带的形成往往是经历了多次造山运动。1959年,陈国达教授根据地台活化现象,提出地洼说,认为由地槽区(活动区)转化为地台区,只是达到相对稳定,并不是地壳发展的最后形式和阶段,在一定条件下,它还可以转化为新型活动区地洼区。根据槽台论的基本观点,地壳的发展和地表形态的演化,大致经历了如下几个主要发展阶段:(1)太古代和元古代。地壳普遍处于不稳定的地槽状态,造山运动比较频繁。那时地表还没有广阔的大陆,到元古代中期,开始出现广大的相对稳定地区,逐渐转化为古陆台。如非洲陆台、南美陆台、澳大利亚陆台、印度陆台等组成的冈瓦那古陆,以及北方的俄罗斯陆台、西伯利亚陆台、中国东部陆台、北美陆台。它们被蒙古地槽、乌拉尔地槽、加里东地槽、阿巴拉契亚地槽和古地中海地槽所隔开。此外,还有科迪勒拉地槽、安第斯地槽、西太平洋地槽等。(2)古生代后期。加里东运动发生,这在加里东地槽、蒙古地槽北缘、阿巴拉契亚地槽北段等表现尤为强烈,使原来的沧茫海底,褶皱成山,陆地范围扩大。(3)石炭纪到二迭纪。海西运动掀起,许多地槽区先后褶皱隆起。中国的大部、欧洲中部、北美东部、非洲西北部、澳大利亚东部,以及亚欧之间的山脉都是海西运动的产物。这时亚欧大陆连成一体,陆地面积空前扩大。而冈瓦那古陆出现分裂趋势,局部地区发生拗陷和下沉,海水侵入。(4)从侏罗纪开始到白垩纪。太平洋运动(称旧阿尔卑斯运动)使环太平洋地槽靠大陆部分的内带发生强烈的褶皱,造成东亚大陆边缘和美洲西部高大山系,陆地又向外扩展一步。与此同时,在一些相对稳定的陆台区,地壳又重新趋于活动,产生断裂,大规模岩浆侵入和喷发,以及大幅度的拗陷。到中生代末,冈瓦那古陆彻底解体,南方各大陆及印度洋、南大西洋已基本形成。(5)新生代。这是最终形成现代地表形态的一个发展阶段,通过第三纪中期开始的新阿尔卑斯运动(也称喜马拉雅运动),古地中海地槽发生强烈褶皱,形成了横贯东西的、年轻高大的阿尔卑斯喜马拉雅山系。环太平洋地槽的外带也相继褶皱上升,形成东亚岛弧山脉和美洲西岸山脉。新阿尔卑斯运动的影响还扩及大陆的其它地区,如中亚、西欧等古生代褶皱带又被抬升和断裂,东非大裂谷继续扩大,并有大规模玄武岩喷发活动,等等。到第三纪末,全球海陆分布轮廓和起伏形态已接近现代。地槽地台学说如果把地球比成足球,活动带和稳定区就是足球的黑、白两色,演释出多少令人如痴如醉的故事。地槽-地台学说首次区分出大地构造的这两大基本单位,使地质科学第一次发生了飞跃,也使大地构造学成为地质学中的哲学。 17351745年间,法国的测量队在秘鲁测量了纬度1的距离,发现安第斯山高处的重力引力比根据那个山脉的质量的估算值小得多,他们用深部物质的热膨胀使接近地表的岩石圈上升来解释。1849年,普提比较了比利牛斯山脉和托卢兹,认为山脉岩块产生漂浮作用的原因是质量的不足。普拉特在研究喜马拉雅山麓之后提出:用热的稀薄化最容易说明许多山地非常高的现象。这就是著名的普拉特地壳均衡说。1855年,艾里提出了另一个地壳均衡假说,通俗地说是山有“山根”。 阿巴拉契亚山脉是地槽的发源地。1842年,罗杰斯兄弟提出该山脉上升的原因是“被挤入地下的瓦斯突然地逸出”。1859年,霍尔根据古生代地层的岩性、厚度和强烈褶皱情况及其与邻侧的北美中部平原的对比,认为阿巴拉契亚山是地球上一个特殊的沉积区,它会转化为造山带。1873年,丹纳在讨论地球收缩和山脉成因时,提出了地槽的概念。1885年,徐士把北美中部平原那样的地区命名为地台区。 地槽的发育要经历两大阶段。第一阶段以强烈下沉为主,堆积了厚达12万米的沉积物,伴随有玄武岩喷发。第二阶段以隆起为主(一般从中央部分先开始),沉积地层发生强烈的线状褶皱,伴以花岗岩侵入和区域变质作用。原先深陷的海槽变成了高耸的山脉,山前坳陷内堆积磨拉石。上升的山脉被不断地剥蚀夷平,地壳的活动性也迅速减弱。准平原化后,在褶皱基底上沉积了蓄层,这种构造单元叫地台。换言之,地台的基本特征是具双层结构;变质的褶皱基底及不整合面以上的盖层。 地槽与地台有着根本性质的差别,分别代表了地壳的活动带和稳定区。在两者的转化关系上出现了两种绝然不同的观点。“泛地槽”论者认为地球形成初期全球皆为地槽,地槽变成褶皱带后发展成地台,沿这个地台的边缘镶边式地贴上新的褶皱带,使地台面积不断扩大。“泛地台”说则认为地壳形成的初始阶段有一个全球性的原始古地台,因深大断裂作用而破裂,沿深大断裂发育成地槽。 100多年里,有许多杰出的地质学家为完善和发展地槽-地台学说做出了杰出的贡献,使它的若干观点至今仍不失睿智的光芒。同时也要看到,今天我们在使用造山作用、造山带这些术语时,已有了完全不同于地槽演化的内涵 地槽地台地盾(认识我们的家园地球六) 地槽地槽是地壳上的槽形凹陷。在地槽地台学说中,它是与稳定的地台相对立而存在的强烈构造活动带。地槽和地台二者构成地壳的两种基本构造单元。从1837年开始,美国地质学家J霍尔在纽约西部进行了6年的地质调查。他揭示出阿帕拉契亚地层在地质历史期曾经是一个边沉积边沉陷的凹槽。1859年正式提出地槽概念。1873年,美国地质学家JD丹纳肯定了霍尔的发现是正确的,并且把阿帕拉契长条状堆积盆地命名为“地槽”。地球冷却后形成地壳的过程,最初是从大陆的腹地开始的,地球继续冷却的结果使洋壳收缩而形成塌陷,派生的侧压力在洋陆边界集中,使那里的地壳弯曲。地壳下弯处的沉积盆地,就是地槽,也称地向斜;上弯处的剥蚀区称为地背斜。地槽一般都是呈狭长带状,分布在大陆边缘或者在两个大陆之间,宽可达上百千米,延伸可达上千千米。其发展过程中的地貌特征与现代大陆边缘基本相似。构造变形强烈,普遍发育褶皱和逆冲断层推覆构造。地槽的发育经历了两大阶段:第一阶段以强烈下降为主,可导致地壳产生断裂,造成岩浆通道,堆积了厚达1万2万米的沉积物,伴随有玄武岩喷发,即海底火山喷发。第二阶段以强烈上升为主,一般从中央部分先开始伴随地槽的上升而发生海退,陆地渐增。沉积地层发生强烈的线状褶皱,伴以花岗岩侵入和区域变质作用。从板块构造学观点看,地槽总体上与大陆边缘的大陆坡相当,但并不相同。地槽的演化反映了洋陆之间复杂的相互作用。进入20世纪,地槽理论又有了许多新的发展。1900年法国地质学家奥格提出了原生地槽和次生地槽的概念。1910年美国地质学家舒克特把地槽分为中间地槽、单地槽、复地槽、准地槽4类。1935年,WH史蒂勒把位于大陆稳定地块和大洋稳定地块之间的地槽,称正地槽,又把正地槽分为优地槽和冒地槽。1951年苏联学者凯伊又将地槽分为优地槽、冒地槽、外地槽、独立地槽、联合地槽等。地槽学说在美洲产生,在欧洲得到发展,在亚洲又得到重要的修正。虽然在很大程度上它只是一种假说,但能解释很多地质现象,揭示地壳运动和演化的某些基本规律,而且在地质填图、找矿等生产实践活动中显示出强大的生命力。 地台地球表面上分布着许多大型褶皱山系,它们是地壳经历强烈下降沉积再经过上升褶皱而形成的。其形成过程伴随了一系列沉积和岩浆活动,以及各种变质作用等重大地质事件。如果这些褶皱带在某一时期处于活跃状态,就称之为地槽;反之,如果活动的地槽经回返褶皱变为相对稳定的地块,就称为地台。地台是地表上自形成以后未再遭受强烈褶皱的相对稳定的地区,也称陆台。1885年由修斯提出。在地槽地台学说中,地台是与地槽相对应的地壳稳定构造单位。地台形状呈较平坦的巨大地块,活动性比较轻微,只以大面积的缓慢升降运动为主,构造运动、岩浆活动和变质作用都比较弱。由于地台还是有升降运动,因此上升的部分成为陆地,而下降的部分又发生海侵形成地台浅海,或者形成内陆盆地而接受沉积。因此,地台的结构可分为两个基本构造层,下构造层为褶皱基底,上构造层为沉积盖层。 (未完待续)基底由前震旦纪或前寒武纪的巨厚已变质的沉积岩系与火山岩组成,构造复杂,一般遭受过较强的区域变质作用。基底岩石建造序列属地槽型。盖层由震旦纪或寒武纪以来的沉积岩系组成,其厚度一般不超过10002000米,未经受区域变质作用。其沉积物组成地台型建造序列。盖层与基底以角度不整合接触。地台面积一般超过数十万平方千米,地貌反差小。岩浆活动微弱,以大面积的陆相溢流玄武岩为特征。构造变形弱,多发育短轴背斜和盆地;且盛产石油、煤等能源和其他沉积矿产。地槽与地台有着根本性质的差别,分别代表了地壳的活动带和稳定区。在两者的转化关系上出现了两种绝然不同的观点。“泛地槽”论者认为地球形成初期全球皆为地槽,地槽变成褶皱带后发展成地台,沿这个地台的边缘镶边式地贴上新的褶皱带,使地台面积不断扩大。“泛地台”说则认为地壳形成的初始阶段有一个全球性的原始古地台,因深大断裂作用而破裂,沿深大断裂发育成地槽。根据地台基底的形成时期,可分成古地台和年轻地台。基底形成时代在寒武纪以前的,称为古地台,我国主要的古地台有华北地台、塔里木地台和扬子地台等。基底形成于寒武纪以后的地台,称年轻地台。但寒武纪以后由地槽回返形成的地台多还存在山岳状态,因此很少用“年轻地台”这个名字,而用“褶皱带”来称呼。所以一般所说的地台是指古地台而言。 地盾在地球46亿年的历史中,从地球诞生到圈层结构的形成,大约历经了8亿年的时间。此后地球的演变进入太古代和元古代,这一段时间历时32亿年。在太古代的陆壳上出现了世界上最早的稳定地块,它们组成陆地的核心。从地壳构造角度看,称之为地盾,也称陆核。也有人认为这就是最早的板块。地盾通常具有平缓的凸面,并且被有盖层的地台环绕。这些地盾或陆核上的岩石,几乎全由基性、超基性火山岩、酸性花岗岩类以及深度变质的沉积岩组成。目前世界上最古老的岩石分布的面积相当有限,著名的地盾有南非地盾、波罗的海地盾、澳大利亚西部地盾、西伯利亚地盾、中国华北地盾和加拿大地盾。由于地盾出露的岩石均属太古宙和元古宙,对地盾岩石组分、变形和变质作用、岩浆活动及成矿作用等方面的研究,可以提供地球演化早期历史的信息。地盾在地质构造性质上与地台并无本质差别,代表地台中相对隆起部分,两者之间是过渡性的关系。板块构造学说目录隐藏历史的回顾 板块构造学说(Plate Tectonics) 六个大板块 驱使板块运动的力量 板块的移动 编辑本段历史的回顾板块构造学说(Plate tectonics)是在大陆漂移学说和海底扩张学说的基础上提出的。1910年,德国气象学家魏格纳(Alfred Lothar Wegener,1880-1930)偶然发现大西洋两岸的轮廓极为相似。此后经研究、推断,他在1912年发表大陆的生成,1915年发表海陆的起源,提出了大陆漂移学说。该学说认为在古生代后期(约三亿年前)地球上存在一个“泛大陆”,相应地也存在一个“泛大洋”。后来,在地球自转离心力和天体引潮力作用下,泛大陆的花岗岩层分离并在分布于整个地壳中的玄武岩层之上发生漂移,逐渐形成了现代的海陆分布。该学说成功解释了许多地理现象,如大西洋两岸的轮廓问题;非洲与南美洲发现相同的古生物化石及现代生物的亲缘问题;南极洲、非洲、澳大利亚发现相同的冰碛物;南极洲发现温暖条件下形成的煤层等等。但它有一个致命弱点:动力。根据魏格纳的说法,当时的物理学家立刻开始计算,利用大陆的体积、密度计算陆地的质量。再根据硅铝质岩石(花岗岩层)与硅镁质岩石(玄武岩层)摩擦力的状况,算出要让大陆运动,需要多么大的力量。物理学家发现,日月引力和潮汐力实在是太小了,根本无法推动广袤的大陆。因此,大陆漂移学说在兴盛了十几年后就逐渐销声匿迹了。上世纪五十年代,海洋探测的发展证实海底岩层薄而年轻(最多二、三亿年,而陆地有数十亿年的岩石);另1956年开始的海底磁化强度测量发现大洋中脊两侧的地磁异常是对称的。据此,美国学者赫斯(H.H.Hess)提出海底扩张学说,认为地幔软流层物质的对流上升使海岭地区形成新岩石,并推动整个海底向两侧扩张,最后在海沟地区俯冲沉入大陆地壳下方。正是海底扩张学说的动力支持,加上新的证据(古地磁研究等)支持大陆确实很可能发生过漂移,从而使复活的大陆漂移学说(板块构造学说也称新大陆漂移学说)开始形成。 编辑本段板块构造学说(Plate Tectonics)板块构造学说是1968年法国地质学家勒皮雄与麦肯齐、摩根等人提出的一种新的大陆漂移说,它是海底扩张说的具体引伸。板块构造,又叫全球大地构造。所谓板块指的是岩石圈板块,包括整个地壳和莫霍面以下的上地幔顶部,也就是说地壳和软流圈以上的地幔顶部。新全球构造理论认为,不论大陆壳或大洋壳都曾发生并还在继续发生大规模水平运动。但这种水平运动并不象大陆漂移说所设想的,发生在硅铝层和硅镁层之间,而是岩石圈板块整个地幔软流层上像传送带那样移动着,大陆只是传送带上的“乘客”。据physorg网站2007年11月21日报道,太阳系外发现的巨大类地行星被命名为“超级地球”。“超级地球”引发科学家们研究他们在哪些方面可能像地球的浓厚兴趣。最近,哈佛大学科学家们指出,这些类地行星也适用于地球板块构造学说。板块构造学说是指构成地球固态外壳的巨大板块的运动学说。板块运动常导致地震、火山和其它大地质事件。从本质上来讲,板块决定了地球的地质历史。地球是我们所知道的唯一一个适合板块构造学说的行星。地球板块运动被认为是生命进化的必要条件。然而,哈佛行星科学家黛安娜.巴伦西亚和她的同事在天体物理学杂志上发表的一篇论文预测,“超级地球”(其质量是地球的一倍至十倍大)同样也会通过板块构造来提供维持生命的必要条件之一。该论文的作者巴伦西亚告诉本网站称,“这些超级地球中的一些可能在他们的太阳系中也处于可居住区域,这就是说他们离他们的母恒星的距离恰好合适,有液态水存在,因此会有生命。尽管最终只有这些行星的热和化学进化能够决定是否他们适合居住,但是这些热和化学特性却极其依赖于板块构造学说。”通过全面模拟这些具有大片陆地的超级地球的内部结构,巴伦西亚和他的研究小组发现“超级地球”的质量与其板块与板块应力值之间的存在的联系。这些应力值,部分是很慢的,慢慢地改变着地球的地幔。应力值是板块变形和潜没(一个板块沉入另一个板块的下面)的背后驱动力。因为这些“超级地球”质量比地球大,所以这股驱动力也要比地球大得多。研究小组发现随着行星质量的增大,切变力就会增加,板块厚度减小。这两种因素削弱了板块,使板块减少,这是板块构造学说中的关键部分。因此科学家们称,“超级地球”很容易满足板块变形和潜没所需要的条件。他们的研究结果显示,板块构造学说特别适用于更大质量的超级地球。巴伦西亚说,“我们的研究证明,超级地球存在板块构造运动,即使这些行星上没有水存在。”未来,我们可以使用美国宇航局的陆地行星探测者或欧洲航天局的达尔文项目来验证这些结论。欧洲航天局达尔文项目将由三个天文望远镜组成,旨在于搜寻类地行星。 编辑本段六个大板块勒皮雄在1968年将全球地壳划分为六大板块;太平洋板块、亚欧板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块(包括澳洲)和南极板块。其中除太平洋板块几乎全为海洋外,其余五个板块既包括大陆又包括海洋。此外,在板块中还可以分出若干次一级的小板块,如把美洲大板块分为南、北美洲两个板块,菲律宾、阿拉伯半岛、土耳其等也可作为独立的小板块。板块之间的边界是大洋中脊或海岭、深海沟、转换断层和地缝合线。这里提到的海岭,一般指大洋底的山岭。在大西洋和印度洋中间有地震活动性海岭,另名为中脊,由两条平行脊峰和中间峡谷构成。太平
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