第九章 历史构造分析教材

1、一、历史大地构造分析方法1、沉积物的组分、组合沉积物的组分、组合 稳定类型稳定类型 该区地壳构造活动相对比较稳定。地势平缓，该区地壳构造活动相对比较稳定。地势平缓，地层的岩相和厚度比较稳定地层的岩相和厚度比较稳定, ,且分布广泛。且分布广泛。 如：广阔的滨浅海、内陆盆地、广大的冲积平如：广阔的滨浅海、内陆盆地、广大的冲积平原、近海盆地等即属稳定地区，多形成稳定的板状原、近海盆地等即属稳定地区，多形成稳定的板状（席状）沉积体。（席状）沉积体。 地壳活动相对较强，地势高低分异地壳活动相对较强，地势高低分异, ,差异较大，差异较大，岩相和厚度多不稳定且变化大，分布局限。岩相和厚度多不稳定且变化大，分

2、布局限。 如：陡峻的山间和山麓地带（磨拉石）；火山岛如：陡峻的山间和山麓地带（磨拉石）；火山岛弧周围，代表火山活动区的快速堆积，形成杂砂岩。弧周围，代表火山活动区的快速堆积，形成杂砂岩。 某个地区地层厚度的大小、横向的变化，直接受到某个地区地层厚度的大小、横向的变化，直接受到地壳升降幅度大小、堆积速度的影响。因此，地层沉地壳升降幅度大小、堆积速度的影响。因此，地层沉积的厚度大致等于沉积基盘下降的幅（基盘指沉积前积的厚度大致等于沉积基盘下降的幅（基盘指沉积前的地面）。的地面）。基盘升降一般有三种情况基盘升降一般有三种情况: : 水体深度保持不变，沉积物厚度等于沉降幅度。这种水体深度保持不变，沉积

3、物厚度等于沉降幅度。这种边下降边充填，一直保持补偿状态的盆地称补偿盆地。边下降边充填，一直保持补偿状态的盆地称补偿盆地。 这时盆地水体由浅变深。这种类型一般这时盆地水体由浅变深。这种类型一般远离海岸或无大河注入，物源供应不足，基盘远离海岸或无大河注入，物源供应不足，基盘下降后未能得到补偿、充填，称非补偿盆地。下降后未能得到补偿、充填，称非补偿盆地。 基盘降幅小于沉积速度基盘降幅小于沉积速度 水体由深变浅，沉积厚度大于沉降幅度。水体由深变浅，沉积厚度大于沉降幅度。这种盆地称过补偿盆地，最终使盆地填满消失。这种盆地称过补偿盆地，最终使盆地填满消失。1 1、古地缝合线追踪法、古地缝合线追踪法古地缝合

4、线古地缝合线- -板块相互之间碰撞和俯冲消减留下其拼合碰撞的标志板块相互之间碰撞和俯冲消减留下其拼合碰撞的标志蛇绿岩套蛇绿岩套- -由代表洋壳组分超基性、基性岩和远洋物质组成的综合由代表洋壳组分超基性、基性岩和远洋物质组成的综合体。体。混杂堆积混杂堆积- -海沟和俯冲带的典型产物，是由不同成因、不同时代岩海沟和俯冲带的典型产物，是由不同成因、不同时代岩块和深海细粒沉积混杂的堆积（同一层为不同时代化石混杂出块和深海细粒沉积混杂的堆积（同一层为不同时代化石混杂出现）。现）。高压变质带高压变质带- -在海沟在海沟- -俯冲带部位，受强烈挤压应力，但温度不高，俯冲带部位，受强烈挤压应力，但温度不高，出

5、现以蓝闪石片岩为标志的高压低温变质带出现以蓝闪石片岩为标志的高压低温变质带2古大陆边缘的识别现代海洋研究表明，大陆边缘可分两种类型：被动现代海洋研究表明，大陆边缘可分两种类型：被动大陆边缘和活动大陆边缘大陆边缘和活动大陆边缘。被动大陆边缘：被动大陆边缘：类似大西洋的大陆边缘，无洋壳俯冲带。类似大西洋的大陆边缘，无洋壳俯冲带。不存在岛弧不存在岛弧- -海沟体系。海沟体系。 如大西洋两侧的大陆边缘仅见大如大西洋两侧的大陆边缘仅见大陆斜坡，无海沟、岛弧和弧后盆地存在，也未出现地壳俯陆斜坡，无海沟、岛弧和弧后盆地存在，也未出现地壳俯冲和消减现象。冲和消减现象。 主动大陆边缘：主动大陆边缘：类似太平洋的

6、大陆边缘，该边缘具洋类似太平洋的大陆边缘，该边缘具洋壳俯冲带，洋壳俯冲可形成岛弧壳俯冲带，洋壳俯冲可形成岛弧- -海沟体系（西太平洋）海沟体系（西太平洋）或或安第斯型，仅见安第斯型，仅见大陆火山弧大陆火山弧- -海沟体系。海沟体系。 安第斯型安第斯型仅见海沟和火仅见海沟和火山山弧山山弧西太平洋型西太平洋型具沟具沟-弧弧盆系盆系3.3.古地磁学方法古地磁学方法 大陆漂移的依据主要来自对古地磁的研究。大陆漂移的依据主要来自对古地磁的研究。 磁性矿物形成后旋转着下沉，最后按当时地球磁性矿物形成后旋转着下沉，最后按当时地球磁场的方向排列沉积下来，岩石内保留的磁性矿磁场的方向排列沉积下来，岩石内保留的磁

7、性矿物可以指示当时形成时的地磁方向的磁偏角（物可以指示当时形成时的地磁方向的磁偏角（D D）和磁倾角（和磁倾角（I I）等剩余磁性。只要采取退磁措施，）等剩余磁性。只要采取退磁措施，清除后来地壳运动对原有剩余磁性的叠加影响，清除后来地壳运动对原有剩余磁性的叠加影响，恢复形成时的磁化方向，就可以用公式计算出古恢复形成时的磁化方向，就可以用公式计算出古纬度（纬度（）。）。 极移曲线（极移曲线（polar wanderingpolar wandering）：）：把每个大陆地史中把每个大陆地史中由老至新古地磁位置连续变迁的轨迹由老至新古地磁位置连续变迁的轨迹称为该大陆的极移曲称为该大陆的极移曲线线。

8、图中表图中表示了欧洲及示了欧洲及北美大陆北美大陆寒寒武纪以来武纪以来的的磁极迁移曲磁极迁移曲线。两条线线。两条线不重合，认不重合，认为当时两个为当时两个大陆间存在大陆间存在着一个着一个古大古大西洋所致西洋所致。欧洲欧洲北美北美 1)1)生物相（分异）（生物相（分异）（biofaciesbiofacies）：）： 主要指（同一时代）因环境不同而形成生物群在生态主要指（同一时代）因环境不同而形成生物群在生态组合方面的差异。如同一海域海水深、浅为主导因素。组合方面的差异。如同一海域海水深、浅为主导因素。 2)2)生物区系（生物区系（realmrealm）：）： 主要指因温度控制和地理隔离（如陆地或地

9、峡主要指因温度控制和地理隔离（如陆地或地峡/ /深海）深海）两大因素长期形成的生物分类和演化体系上的重要区别。两大因素长期形成的生物分类和演化体系上的重要区别。 4 4、生物古地理学方法、生物古地理学方法 3) 3) 华莱士线（华莱士线（Wallaces lineWallaces line）：存在于亚洲和：存在于亚洲和澳洲之间。以现代陆生动物为例，以该线为界分为亚洲大澳洲之间。以现代陆生动物为例，以该线为界分为亚洲大陆南部的东洋界大区（陆南部的东洋界大区（OrientalOriental），以狐、猴、鹿等的繁），以狐、猴、鹿等的繁盛为特点，分布于该线以西；澳洲界大区（盛为特点，分布于该线以西；

10、澳洲界大区（AustralianAustralian），），出现于该线东侧，以有袋类极乐鸟等特殊动物为特色。出现于该线东侧，以有袋类极乐鸟等特殊动物为特色。 第三纪时（底界第三纪时（底界60Ma)60Ma)，亚、澳两大板块相距较远，亚、澳两大板块相距较远，中间存在深海（特提斯洋）隔离，陆生动物之间无法交流，中间存在深海（特提斯洋）隔离，陆生动物之间无法交流，至晚第三纪早期（至晚第三纪早期（15Ma15Ma），特提斯洋消失，两板块逐步靠），特提斯洋消失，两板块逐步靠近，有的甚至发生碰撞对接（在华莱士线附近的苏拉威西近，有的甚至发生碰撞对接（在华莱士线附近的苏拉威西岛已发现两个动物群混生现象）。由

11、此也说明该岛是由不岛已发现两个动物群混生现象）。由此也说明该岛是由不同大陆分裂出来的微型地块重新拼合而成的。同大陆分裂出来的微型地块重新拼合而成的。 1.1.板块构造简介板块构造简介 板块构造（板块构造（Plate tectonicsPlate tectonics）是上）是上个世纪个世纪6060年代后期在以往的大陆漂移、年代后期在以往的大陆漂移、地幔对流和后来的古地磁及海底扩张等地幔对流和后来的古地磁及海底扩张等理论的基础上发展并建立起来的，是一理论的基础上发展并建立起来的，是一种全球构造学说。目前，该学说正处于种全球构造学说。目前，该学说正处于继续发展和酝酿变革的历史阶段。继续发展和酝酿变革

12、的历史阶段。A.A.岩石圈（岩石圈（LithosphereLithosphere） 和软流和软流(Asthenosphere(Asthenosphere） 岩石圈和软流圈的对立是板块构造的理论基础岩石圈和软流圈的对立是板块构造的理论基础 全全 球球 板板 块块 示示 意意 图图 岩石圈：岩石圈：由地壳和上地幔顶部组成，各处厚度由地壳和上地幔顶部组成，各处厚度不一，海洋壳之下较薄，厚约不一，海洋壳之下较薄，厚约70km70km，大陆之下较，大陆之下较厚，厚，120120150km150km。 岩石圈本身是不连续的整体岩石圈本身是不连续的整体, ,由各种类型的构造活动带由各种类型的构造活动带( (

13、如大洋中脊如大洋中脊/ /海沟海沟/ /转换转换断层断层/ /活动褶皱带活动褶皱带) )分割成刚性的薄板状块体分割成刚性的薄板状块体 软流圈：软流圈：厚达几百公里，认为是能够缓慢塑性厚达几百公里，认为是能够缓慢塑性流动的软弱带，岩石圈作为载体象在传送带上一流动的软弱带，岩石圈作为载体象在传送带上一样在上面慢慢滑动、漂移。样在上面慢慢滑动、漂移。上涌岩浆上涌岩浆大洋中脊大洋中脊海沟海沟海平面海平面软流层软流层对流体运动对流体运动板块拉张板块拉张上升地幔上升地幔洋脊推动洋脊推动 板板 块块 移移 动动 的的 驱驱 动动 力力 模模 式式 2 2、板块的划分、板块的划分 勒皮雄（勒皮雄（Le Pic

14、honLe Pichon，19681968）首先将）首先将岩石圈划分出了六大板块：太平洋、欧岩石圈划分出了六大板块：太平洋、欧亚、印度洋、非洲、美洲和南极洲。亚、印度洋、非洲、美洲和南极洲。 随着研究的不断深入进一步划分出随着研究的不断深入进一步划分出一些较小的板块：如菲律宾板块，加勒一些较小的板块：如菲律宾板块，加勒比板块等。同时也注意结合地史发展中比板块等。同时也注意结合地史发展中已经拼合消失的古板块，如西伯利亚、已经拼合消失的古板块，如西伯利亚、冈瓦纳、华北和扬子板块等等。冈瓦纳、华北和扬子板块等等。 构成地球外壳的洋中脊镶嵌图：构成地球外壳的洋中脊镶嵌图：A、 会聚边界；会聚边界；B、

15、离散边界；、离散边界；C、转换断层边界、转换断层边界3.3.板块学说对地槽和地台的解释板块学说对地槽和地台的解释 地台（地台（platformplatform）：）：与地槽相对应，为相与地槽相对应，为相对稳定的地区，相当于板块学说的薄板状对稳定的地区，相当于板块学说的薄板状刚性块体（即板块），如华北地台（板刚性块体（即板块），如华北地台（板块），扬子地台（板块）。块），扬子地台（板块）。 地台特征：地台特征：具二元结构（基底和盖层），具二元结构（基底和盖层），基底由前古生代变质岩系组成，上覆盖层基底由前古生代变质岩系组成，上覆盖层为古生代开始的未变质沉积岩系，二者之为古生代开始的未变质沉积岩系

16、，二者之间由区域性不整合面所分割。间由区域性不整合面所分割。挤压褶皱挤压褶皱 地槽（地槽（geosynclinegeosyncline）：）：地壳上垂直沉积接受巨厚海相地层，地壳上垂直沉积接受巨厚海相地层，最后又回返挤压褶皱，并上升成为山系的巨型狭长的槽状凹陷带。最后又回返挤压褶皱，并上升成为山系的巨型狭长的槽状凹陷带。如秦岭地槽等。如秦岭地槽等。 把接近前陆的地槽外带不含大量火山岩的称为把接近前陆的地槽外带不含大量火山岩的称为冒地槽冒地槽（miogeosynclinemiogeosyncline）；）；把远离前陆的地槽内带含大量火山岩的称为把远离前陆的地槽内带含大量火山岩的称为优地槽优地槽。

17、 把地槽两侧的稳定地块称为前陆。把地槽两侧的稳定地块称为前陆。 （二）构造旋回和构造阶段（二）构造旋回和构造阶段 1.1.构造旋回构造旋回 把全球性的构造作用旋回现象称为构造旋回。根据不同）是一级旋回；大陆边缘旋回为二级旋回。 1)1)威尔逊旋回威尔逊旋回 从板块构造的观点来看，大洋壳并非永远存在，从板块构造的观点来看，大洋壳并非永远存在，一般都经历了开裂、扩张、收缩和闭合的发展过程，一般都经历了开裂、扩张、收缩和闭合的发展过程，把这一过程称威尔逊旋回。其总过程可分为六个阶把这一过程称威尔逊旋回。其总过程可分为六个阶段：段：A A 胚胎期胚胎期 B B 初始洋盆期初始洋盆期 C C 成熟大洋期

18、成熟大洋期 D D 衰退大洋期衰退大洋期 E E 残余洋盆期残余洋盆期 F F 消亡期消亡期 A A、胚胎期：因拉张开裂而形成的大裂谷，但、胚胎期：因拉张开裂而形成的大裂谷，但尚未出现海洋，如东非裂谷带沿着尼罗河展布。尚未出现海洋，如东非裂谷带沿着尼罗河展布。东非大裂谷东非大裂谷尼尼罗罗河河 B B、初始期：陆壳继续开裂，已开始出现狭窄、初始期：陆壳继续开裂，已开始出现狭窄的海湾，局部已出现洋壳。如红海、加利福尼亚湾的海湾，局部已出现洋壳。如红海、加利福尼亚湾圣圣. .安德烈大断裂；安德烈大断裂； 圣圣 . . 安安 德德 烈烈 大大 断断 裂裂 C C、成熟期：由于大洋中脊向两侧不断增生，、

19、成熟期：由于大洋中脊向两侧不断增生，海洋边缘又未出现俯冲消减现象，所以大洋面积不海洋边缘又未出现俯冲消减现象，所以大洋面积不断扩大。如大西洋是一个扩大的洋；断扩大。如大西洋是一个扩大的洋； 大西洋大西洋 D D、衰退期：大洋中脊虽然继续扩张增生，但、衰退期：大洋中脊虽然继续扩张增生，但边缘一侧或两侧出现强烈俯冲消减作用，海洋面积边缘一侧或两侧出现强烈俯冲消减作用，海洋面积逐步缩小。如太平洋是一个不断缩小的海洋；逐步缩小。如太平洋是一个不断缩小的海洋； E E、残余期：洋壳海域不断缩小，终于导致两、残余期：洋壳海域不断缩小，终于导致两侧陆壳地块相互逼近，其间仅存在残留的小型洋壳侧陆壳地块相互逼近，其间仅存在残留的小型洋壳盆地。如地中海；盆地。如地中海； F F、消亡期：最后洋壳两侧大陆直接拼合、消亡期：最后洋壳两侧大陆直接拼合、碰撞，海域完全消失，转为高峻山系，沿碰撞带碰撞，海域完全消失，转为高峻山系，沿碰撞带可以出露挤压侵位的古海洋洋壳残余（蛇绿岩套可以出露挤压侵位的古海洋洋壳残余（蛇绿岩套等），称为地缝合（等），称为地缝合（suturesuture）带。如喜山山脉，沿）带。如喜山