区域地质及大地构造.doc

中国区域大地构造学复习提纲大地构造研究的主要方法（历史分析法及其内容）()历史构造分析法是以各种地质、地球物理和地球化学等资料为基础，按地史发展顺序，探讨不同阶段大地构造发展的特点，着重研究和比较地壳、地幔各部分构造的发生、发展和转化，找出它们之间的共同性和差异性，阐明它们的运动规律。包括：地层沉积特征分析岩浆活动分析构造作用分析变质作用分析成矿作用分析 地球物理分析()力学分析法（3）历史比较法（4）构造比较法(5) 其它方法地壳类型及其特征（大陆型地壳、大洋型地壳）大陆地壳（上地壳，A1）：主要由富硅铝的硅酸盐矿物组成，常称硅铝层；多分布在大陆区。 大洋地壳（下地壳A2）：主要由富硅镁的硅酸盐矿物组成，常称硅镁层；比重较大，密度一般为2.9-3.0g/cm3；主要分布在洋底或大陆地壳的下部。岩石圈速度结构的概念 地震波传播速度取决于地球介质的弹性和密度，波速结构是当前研究地球内部结构的最优方法。大陆壳速度分层（上地壳vp5.96.3 km/s；中地壳vp=6.46.7 km/s；下地壳vp=6.87.6km/s）Vp、Vs的含义及其在地球分层结构研究中的作用纵波（P波） ：振动方向与传播方向平行；通过介质的体积变化即挤压和拉伸传播；速度快，最先被接收到（Primary wave）；振幅小；在固、液、气态介质中均可传播。横波（S波） ： 振动方向与传播方向垂直；通过介质的形态变化传播，又称作剪切波；速度较慢(Secondary wave)；振幅大；只在固体中传播地球分层结构研究中的作用 按弹性波传播特点，在均质体中Vp、Vs会随深度增加而缓慢均匀加快 。实际情况为： Vp、Vs在地球内某些深度上出现急剧升高或降低。地球物理学上把地震波在某些深度上出现急剧升高或降低界面称为不连续面。壳内低速层的概念及其形成原因（含水及与岩石破碎有关；与壳内局部熔融有关是指地壳内存在的地震波速度低于正常梯度的高导低速层 目前认为；上地壳（15km以上）低速层与含水和岩石破碎有关 下地壳（1520km以下）低速层与局部熔融有关富集地幔、亏损地幔 富集地幔指大离子亲石元素（K、Rb、U、Th）富集的地幔； 亏损地幔指大离子亲石元素（K、Rb、U、Th）亏损的地幔；Moho面在不同构造区的差别（形态、埋深、清晰度、波速等） 稳定区（地盾、地台等古老地壳）活动带（洋脊、大陆裂谷、年轻造山带）形态平缓、起伏小 复杂、起伏大埋深 大陆稳定区平均3038km 变化极大。年青造山带深达70km， 形成幔凹（山根） 大洋稳定区平均11km 洋脊（几km）、大陆裂谷埋深小，形成幔枕（反山根）清晰度 是清晰的界面 模糊不清的过渡界面波速差别 无Pn异常层：Pn7.9km/s 出现Pn异常层：Pn 7.9km/s Sn有效通过 Sn无效传播 壳幔速度结构不均匀性的表现壳幔速度结构在空间上存在明显不均一性，主要体现在两方面： 壳幔结构具多层性，各分层地震波速度及其梯度明显不同，其间可存在高导低速层； 不同Vp、Vs速度层的厚度、埋深、分布范围、稳定性、速度梯度等存在显著差别。不同构造区Moho面特征形态显著不同壳幔速度结构的不同，与岩石圈物质组成、深部热状况和物相物态及动力学条件密切相关。地壳化学结构特点 中、上地壳成分接近花岗质闪长质层；l 下地壳接近闪长质花岗闪长质层，下地壳底部才可能有基性麻粒岩；l 大陆边缘可能由薄的大洋型硅镁层和大陆型硅铝层组成，Vp7.77.8km/s，厚1530km。称过渡壳l 洋中脊和大洋盆地中，地壳底部Vp7.17.6km/s，为壳幔混合层。不同构造区环境玄武质岩石的元素组合特征l 岛弧环境玄武质岩石：富集LiL（大离子亲石元素，即K、Rb、Cs、Sr、Ba、Th 等）；l 大陆内部玄武质岩石：同时富集LREE、LiL和HFSl 大陆各种环境（包括克拉通与岛弧）的钙碱性玄武岩：只富集LREE、LiL；l 大洋拉斑玄武岩稀土配分模型分为：亏损型（N-MORB），指LREE强烈亏损；过渡型（T-MORB）,具平坦或轻稀土富集；富集型（E-MORB）,轻稀土不同程度明显富集； 一般认为：N-MORB形成于强亏损地幔源区的高度部分熔融（15%）；E-MORB源于较深的富集地幔源区；中国岩石圈结构基本特点（7方面）1、大致以贺兰龙门山（E105110）为界，东西两部岩石圈和软流圈结构差异很大：西部的“层状结构”较明显；东部呈块体“块体镶嵌结构”（或“蘑菇云构造”，袁学诚，2006；见图）。2、西部岩石圈厚度大，130200km，软流圈薄，40100km；东部岩石圈薄，50100km，软流圈厚且变化大，200300km。3、秦岭华北块体100150km深区段以低速为主体，50100km和150400km都表现为高速体与低速体陡立间列4、东亚至西太平洋地区深70250km区段存在一个巨型低速体异常带宽25004000km，南北长12000km，包括整个滨太平洋、边缘海、西太平洋印支半岛、婆罗洲等地。 5、以贺兰龙门山构造带为界，可把中国的岩石圈划分为2个岩石圈构造域和6个岩石圈块体：中亚岩石圈构造域（）（1）西域岩石圈块体（2）青藏岩石圈块体东亚岩石圈构造域（）（3）松辽岩石圈块体，包括西蒙古高原（4）华北岩石圈块体（5）华南岩石圈块体（6）南海岩石圈块体6、不同类型构造区岩石圈结构明显不同7、中国东部岩石圈呈“上老下新”年龄结构地壳上地幔构造类型划分的依据一、槽台学说的方案二、布鲁内（Brune,J.N，1969）的分类三、黄汲清分类（1980）四、板块构造观点的分类 五、李廷栋等的分类（2006）稳定区的概念及类型（大陆稳定区、大洋稳定区）；活动带及其类型（大陆活动带、大洋活动带）稳定区 大陆稳定区具大陆型地壳的地台（如俄罗斯、北美、西伯利亚、中朝地台） 大洋稳定区具大洋型地壳的地台。是地史构造单元如西太平洋洋盆是中生代发展形成的活动带 大陆活动带包括大陆裂谷活动带（东非裂谷） 和大陆边缘活动带（中国东部大洋活动带即地槽活动带，包括大洋裂谷活动带（洋脊）和大洋边缘活动带（安第斯）板块构造观点划分的地壳构造类型（3类13种）、地壳（岩石圈）分离带 大陆裂谷（如 东非红海等）大洋裂谷（如 大西洋脊等）边缘海或小洋盆（如 南海、亚丁湾等）、岩石圈板块滑动区（坚稳带）大洋盆地（如 太平洋等）大陆被动边缘（如 大西洋沿岸等）地台或结晶地盾（如 华北、北美、南非等）转换断层（包括裂谷裂谷型、裂谷俯冲带型、俯冲俯冲带型转换断层）、岩石圈板块汇聚碰撞带（造山带）岛弧 安第斯型大陆边缘 深海沟 科迪勒拉型大陆边缘 俯冲带（包括 洋壳岛弧型和岛弧大陆型俯冲带）板块碰撞带地槽的概念地槽是地壳上具有强烈活动的狭窄长条状地带，早期强烈差异下降接受沉积，后期强烈上升形成巨大褶皱山系，它是与地台相对立、相比较而区别的，在时间上一般是指古生代以来曾有过强烈活动的地带。地槽的基本特征1、沉积特征：沉积物呈带状分布，厚度巨大（可达万米），以海相为主，岩性、岩相及厚度在横向上变化显著。2、构造特征：构造活动强烈，常形成紧闭线性褶皱和大型纵向深断裂及推覆构造3、变质作用特征；地槽期的地层和岩石受异常压力、热力以及外来物质作用的影响，普遍发生区域变质，形成明显的区域变质带。4、岩浆活动特征：5、矿产特征6、地球物理特征7、空间位置及外形特征与地槽特征有关的名词术语：复理石建造、磨拉石建造、沉积建造序列、双变质带（典型矿物组合）等复理石建造：由砂岩和泥（页）岩呈有规律交替出现的复杂巨厚海相碎屑沉积。磨拉石建造：以陆相为主，以紫色砾岩、长石砂岩、复矿砂岩占绝对优势，夹泥质岩，厚度变化很大的砂岩。沉积建造序列：定构造单元中，随构造演化阶段的不同，沉积建造类型出现的先后顺序。双（对）变质带：一侧为高温低压带及广泛发育花岗岩为特征；另一侧为高压低温变质带及大量基性超基性岩为特征。地槽的对偶性及其类型地槽偶（Geosynclinal couples）在空间上成对出现的优地槽和冒地槽组合模式（1）单偶由不对称极性的优地槽和冒地槽组成（2）复（双）偶由对称极性的优地槽和冒地槽组成地槽发展的一般过程1、下降阶段 2、上升阶段 3、地槽期后阶段（褶皱系发展阶段）与地槽发展有关的概念：地槽迁移、地槽旋回、构造旋回、褶皱幕1、地槽旋回 指地槽由下陷接受沉积，经褶皱隆起形成褶皱带，至被夷平发展成地台的完整过程。2地槽迁移在一定构造发展阶段内，地槽在空间上沿一定方向先后依次有规律地褶皱封闭，转化为褶皱系的过程。3褶皱幕地槽发展中存在能量相对宁静和爆发的时期，把能量爆发时期称褶皱幕。 简单说，褶褶幕是指在相对短期内发生的一次造山运动。4构造旋回地壳以及大气圈、水圈、生物圈在形成发展的总体演化过程中所表现出的阶段性。中国的主要构造旋回（太古宙以来） 地台的概念地台是指前寒武纪以来地壳上的稳定地区，它具有双层结构，即有强烈褶皱变质的基底和较稳定的沉积盖层组成，两者之间为角度不整合与地台有关名词术语：结晶基底、褶皱基底、绿岩带、古地台、新地台、陆核等结晶基底混合岩化、花岗岩化普遍，变质程度深的基底，常形成绿岩带.褶皱基底混合岩化、花岗岩化不发育，变质程度浅的基底。古地台古生代以前基底固结的地台新地台古生代以来基底固结的地台（分后加里东地台、后海西地台两种）陆核：一般指太古宙的构造演化阶段，形成地台基底中最早结晶的稳定块体片麻岩穹隆。单独的为陆核，几个陆核联结后称萌地台。绿岩带型以发育太古代花岗岩和超铁镁玄武质火山岩为主，变质程度低（绿纤石葡萄石相），多旋回喷发，厚度大，具典型的鬣刺构地台的基本特征1、结构特征2、盖层的沉积特征 3。构造特征4、岩浆活动5、变质特征6、矿产特征7、地球物理特征8、外形特征地台的发展过程1、地台发展早期（差异升降期）2、地台发展中期（相对稳定期）3、地台发展晚期（断块差异升降时期）地台活化及其主要认识1、认为是“地台活化”2、认为是地槽的再现 3、认为是新的活动区 地台活化地台发展晚期由相对稳定转化为强烈活动的现象。地槽褶皱系及地台中的二级构造单位和划分依据地槽褶皱系（带）是指地壳上强烈活动的地带，包括在成因上有密切联系、空间上连续发展的所有地槽褶系和其间的中间地块。地盾（轴）台背斜 台向斜 台褶带深断裂的概念及鉴别标志是一种在空间上或平面上规模很大，延伸很远的断裂带，长达数百数千km，宽数数十km；它在时间上具有长期发展过程或多期活动的特征；在组合上是一种巨型破碎带。一般认为，深断裂必须切割硅铝层，直至上地幔或软流圈。深断裂按深度及动力学条件划分的类型（一）按深度的分类1 超岩石圈断裂（Translithospheric. F）2 岩石圈断裂（Lithospheric. F）3 地壳断裂（Crast. F）4 基底断裂（Base.F）（二）按动力学条件的分类1、挤压型深断裂2、引张型深断裂3、平移断裂4、层间滑脱断层推覆构造由一系列彼此叠置的巨型平卧褶皱及推覆体构成的构造带。俯冲带或地缝合线前者位于大陆边缘，为洋壳向大陆俯冲的构造带。后者为大陆与大陆碰撞带。混杂堆积指时代和成因不同的各种外来岩块的堆积体。岩石中的胶结物为原地成分，层理方向与岩块中的层理不同，可分沉积混杂岩和蛇绿混杂岩 蛇绿岩套完整剖面（由上而下）： （4）深海沉积，以放射虫硅质岩最为典型（3）枕状玄武岩 （2）辉长岩侵入体，有的为辉绿岩墙群 （1）底部橄榄岩，以斜辉辉橄岩为主古板块边界确定的主要依据：汇聚边界（地缝合线）大陆裂谷的特征a 地壳和地幔 裂谷轴部，地壳和岩石圈厚度减薄，Moho 面抬升，形成幔垫（枕）。显示地幔物质沿裂谷轴部上涌，为热地幔。东非裂谷Moho 面抬升约10km，Pn7.47.6km/s莱因地堑Moho 面抬升约5km b、热流和重力 热流值高，HFU24，重力负异常明显c、地震 频繁，以浅源地震为主（震源一般在45km以内），震级较低。d、扩张速率 大多在 1mm/a以内，与分离型板块边界（洋中脊）不同。e、岩浆活动及岩浆岩组合 大多伴有火山和深成侵入活动。f、沉积作用特征l 沉积厚度：相对两侧地块大得多，可达数千米，如贝加尔裂谷沉积厚度达5000米，有的古裂谷达1000012000米。l 沉积结构：由下至上变化：陆相（河流、三角州、湖泊相）泻湖相 浅海相或深水湖盆浊积岩相（如东非坦桑尼亚西缘的坦噶尼喀湖）l 沉积岩系中夹熔岩和火山碎屑岩大陆裂谷的演化过a、穹形隆起阶段 热地幔开始上隆，地表出现正断层，发展成盆地。b、断裂下陷阶段 地壳减薄，断陷加剧，热柱活动增强，碱性和双峰式火山岩浆活动，沉积充填。C、陆间裂谷阶段 大陆完全打开，地幔物质上涌，裂谷轴部洋壳化，出现典型的裂陷槽确定构造运动性质的主要依据 不整合面及其性质的确定； 磨拉石建造及其性质的确定； 岩浆系列及其环境的确定； 区域构造组合特征； 特征变质作用等。盆地及沉积盆地的概念 盆地概念 地壳表面三度空间上的凹地。沉积盆地是指被厚层沉积物充填的盆地。一般将沉积盆地的厚度限定在1000-2000米。扩张型、挤压型和转换断层型板块边界的特点及主要地质作用特征拉张型板块边界特点：（1）垂直于边界作背离运动，使板块向两侧分离、散开；（2）应力状态是拉张的；（3）是地球上巨大的岩石圈张裂带、基性超基性岩浆活动强烈，（4）正断层型浅震频繁，地热流值高。拉张型板块边界的地质作用1、沉积特征 大陆裂谷：以陆源河湖相浅海相碎屑岩和碳酸盐岩为主，常与火山岩伴生。 原洋（陆间）裂谷：以海相海陆交互相碎屑岩、蒸发岩、红层、浊积岩、碳酸盐岩、静深海粘土为主，夹熔岩。如红海、亚丁湾等2、岩浆活动特征 a、大陆裂谷：一般有较强的玄武质岩浆活动，常见的类型有：大陆溢流玄武岩；双峰式火山岩。b、原洋裂谷和洋脊：岩浆活动很强，常以低钾拉斑玄武岩质岩浆组合为主，形成蛇绿岩套。3、变质作用 具高热流值（可达3.7HFU），易发生低中度热变质。如玄武岩、辉长岩等易发生交代重结晶作用，在浅部形成沸石相、绿岩相，深部形成角闪岩相。4、成矿作用 比较复杂，有利5、地震活动 多为浅源正断型地震，沿扩张轴分布。挤压型边界特点：(1)两侧板块垂直于边界作相向运动，大洋岩石圈消亡，大陆岩石圈增长；(2)应力状态是挤压型的；(3)沿板块边界地壳强烈变形，形成岛弧或造山带，(4)岩浆活动和中深源地震频繁；挤压型板块边界地质作用地质作用最复杂。包括海沟岛弧系和海沟山弧系。沟、弧区的沉积作用差别较大。剪切型边界（转换边界）特点：（1）两侧板块平行于边界作走滑（剪切）运动,岩石圈在此既不增生，也不消减；（2)边界较平直，应力状态为剪切性； (3)浅震活跃 转换型板块边界地质作用 相对较简单l 岩浆活动不强烈；l 地震活动频繁，震源浅，呈带状分布；l 沉积作用仅分布在派生的转换拉张盆地和转换挤压盆地，以碎屑为主；变质作用以动力变质为主，可形成韧性剪切带稳定型大陆边缘、活动型大陆边缘的特征稳定大陆边缘特点：l 长期处于稳定的大陆边缘；l 缺失海沟俯冲带；l 位于板块内部，被动地随板块运动；l 现代地震、火山和造山运动微弱； 以大西洋沿岸为代表活动大陆边缘特点：l 长期活动的大陆边缘，大洋底与大陆之间发生相对位移；l 发育海沟俯冲带；l 位于板块接触带；l 现代地震、火山和造山运动强烈；l 以太平洋沿岸为代表。 中国地势特征与区域大地构造关系中国的地势特征可归纳为以下几点：一、以青藏高原为中心，由西向东、由南向北地形高度呈阶梯状下降二、以贺兰山龙门山横断山为界，中国地势可分东西两大区 西 部：以高山深谷和盆地相间为特征，山脉和盆地延伸以北西西向为主。东 部：以高原、平原、丘陵为主，间夹山脉，地貌单元走向北东北北东为主三、中国自北向南有三条近东西向山系：l 天山阴山山脉l 昆仑秦岭大别山：长江与黄河流域分水岭l 南 岭：四、中国东、西部低凹盆地轮廓均为菱形或多边形，边界平直清晰（塔里木、四川、准噶尔、柴达木等）。五、山脉、盆地、高原的走向与区域构造线方向一致，并与深层构造相对应： 地势特征在一定程度上反映了一个地区的构造发展状况，可作为确定一个地区的大地构造性质的条件之一。 一般来说：凡属高山深谷、山脉连绵的地区或幼年地貌区，就是地壳上活动性较大的地区，常属地槽褶皱带，而地貌上以高原、平原为主的地区，往往就是相对稳定的地区。中国东、西部地貌特征的差别，就是大地构造性质差异的反映。中国区域大地构造格局 中国特殊的大地构造位置，决定了我国大地构造格局具以下特征：1、北部处于古中国地台与西伯利亚地台相互作用的地带，是广阔的古生代地槽褶皱区；2、西部处于印度地台与古中国地台相互作用区，是巨大的古生代中新生代地槽褶皱区；3、东部处于太平洋板块与欧亚板块相互作用区，是古生代中新生代地槽褶皱区；4、中部存在一些相对稳定地块。中国的一级大地构造单元及其位值中国区域岩石圈划分为27个一级大地构造单位地 台5个 1、华北地台（中朝准地台）2、扬子地台（西南地台）位置：沿长江中下游流域分布3、塔里木地台4、喜马拉雅台褶