《大地构造学》第九讲

1、1第五章第五章 板块构造环境板块构造环境第五章第五章 板块构造环境板块构造环境第一节第一节 板块构造基本环境类型的划分板块构造基本环境类型的划分第二节第二节 大陆裂谷大陆裂谷第三节第三节 被动大陆边缘被动大陆边缘第六节第六节 古板块构造研究古板块构造研究 23第四节第四节 主动大陆边缘主动大陆边缘1、胚胎期、胚胎期大型湖泊大型湖泊东非裂谷东非裂谷2、幼年期、幼年期狭窄原始洋狭窄原始洋红海亚丁湾红海亚丁湾3、成年期、成年期被动陆缘被动陆缘大西洋大西洋4、衰退期、衰退期海沟、岛弧、海沟、岛弧、山弧山弧太平洋太平洋5、终了期、终了期陆间洋盆陆间洋盆西地中海西地中海6、遗痕期、遗痕期年青山脉年青山脉喜

2、马拉雅喜马拉雅45第四节第四节 主动大陆边缘主动大陆边缘： 一类分布在西太平洋沿岸，称一类分布在西太平洋沿岸，称； 一类分布在东太平洋沿岸，称一类分布在东太平洋沿岸，称。678第四节第四节 主动大陆边缘主动大陆边缘二、山弧二、山弧海沟系（安第斯型活动大陆边缘）海沟系（安第斯型活动大陆边缘）1、 1）在弧前区从模型上说，其构造在弧前区从模型上说，其构造-地貌单元与岛弧海沟地貌单元与岛弧海沟系相似。而在弧后区，则不发育具洋壳的弧后盆地（边缘系相似。而在弧后区，则不发育具洋壳的弧后盆地（边缘海），而是在陆壳基础上发育海），而是在陆壳基础上发育（fold-thrust belt）和）和（retro-a

3、rc basin），弧本身为增厚的陆壳），弧本身为增厚的陆壳性质。总体处在强烈的挤压收缩状态。性质。总体处在强烈的挤压收缩状态。 山弧海沟系主要发育在东太平洋，典型的山弧海沟系山弧海沟系主要发育在东太平洋，典型的山弧海沟系发育在南美西部的安第斯山附近的陆缘。发育在南美西部的安第斯山附近的陆缘。9 2）紧密毗邻的山弧和海沟之间）紧密毗邻的山弧和海沟之间（安第斯山脉（安第斯山脉7000m，秘鲁智利海沟，秘鲁智利海沟-7000m），地壳），地壳（海（海沟以西沟以西67km，海沟，海沟1012km，山脉，山脉6070km）。）。1、二、山弧二、山弧海沟系（安第斯型活动大陆边缘）海沟系（安第斯型活动大陆

4、边缘）第四节第四节 主动大陆边缘主动大陆边缘1011 3）在安第斯型大陆边缘，）在安第斯型大陆边缘，的的，约，约30左右。这是不同于岛弧左右。这是不同于岛弧-海沟系的一个重要特点。缓倾海沟系的一个重要特点。缓倾的贝尼奥夫带或许与板块的快速俯冲有关。在安第斯大陆边的贝尼奥夫带或许与板块的快速俯冲有关。在安第斯大陆边缘，可能伴随着大陆板块向大洋侧的缘，可能伴随着大陆板块向大洋侧的。第四节第四节 主动大陆边缘主动大陆边缘二、山弧二、山弧海沟系（安第斯型活动大陆边缘）海沟系（安第斯型活动大陆边缘）1、12山弧山弧海沟系构造海沟系构造地貌单元示意图地貌单元示意图13 2、 褶皱冲断层带是指在板块的俯冲、

5、碰撞作用下，由强烈褶皱冲断层带是指在板块的俯冲、碰撞作用下，由强烈挤压收缩而产生的大规模逆冲断裂带，是一种陆内的强烈收缩，挤压收缩而产生的大规模逆冲断裂带，是一种陆内的强烈收缩，也称为也称为带（带（A以以Ampferer命名）以区别于通常意义上的命名）以区别于通常意义上的俯冲带（相应为俯冲带（相应为带，以带，以Benioff命名），当然，这种命名），当然，这种A型型俯冲与俯冲与B型俯冲相比是有限的。型俯冲相比是有限的。二、山弧二、山弧海沟系（安第斯型活动大陆边缘）海沟系（安第斯型活动大陆边缘）第四节第四节 主动大陆边缘主动大陆边缘1415 2、 1）在低角度）在低角度Benioff带的俯冲作用

6、下，处于强烈挤压收缩状带的俯冲作用下，处于强烈挤压收缩状态。其中较轻的弧将逆掩冲断在较冷、较重的弧后陆壳之上。态。其中较轻的弧将逆掩冲断在较冷、较重的弧后陆壳之上。 2）有时，火山弧是由于岛弧大陆碰撞作用形成的，褶皱）有时，火山弧是由于岛弧大陆碰撞作用形成的，褶皱冲断层带是继承前俯冲带而形成的。冲断层带是继承前俯冲带而形成的。二、山弧二、山弧海沟系（安第斯型活动大陆边缘）海沟系（安第斯型活动大陆边缘）第四节第四节 主动大陆边缘主动大陆边缘16173、 有一较为广义的名词有一较为广义的名词弧后盆地（弧后盆地（back-arc basin），但它），但它通常指岛弧海沟系中的弧后区的弧间盆地和边缘海

7、盆地。通常指岛弧海沟系中的弧后区的弧间盆地和边缘海盆地。 为使安第斯型山弧的弧后盆地能够为使安第斯型山弧的弧后盆地能够，迪金森提出了弧，迪金森提出了弧背盆地一词，专指安第斯型大陆边缘火山弧背后发育于陆壳上背盆地一词，专指安第斯型大陆边缘火山弧背后发育于陆壳上的盆地。弧背盆地是一种十分重要的盆地大类（属前陆盆地中的盆地。弧背盆地是一种十分重要的盆地大类（属前陆盆地中的一种）。的一种）。二、山弧二、山弧海沟系（安第斯型活动大陆边缘）海沟系（安第斯型活动大陆边缘）1819 发育在造山带与相邻克拉通之间，平行于造山带，呈狭发育在造山带与相邻克拉通之间，平行于造山带，呈狭长带状展布的不对称冲断挠曲盆地。

8、长带状展布的不对称冲断挠曲盆地。 ：造山带与克拉通之间：造山带与克拉通之间 ：以陆壳为基底：以陆壳为基底 ：挤压构造负荷引起的挠曲沉降是盆地形成的：挤压构造负荷引起的挠曲沉降是盆地形成的主要原因主要原因 ：带状展布，纵向范围相当于相邻造山带前缘的：带状展布，纵向范围相当于相邻造山带前缘的冲断冲断- -褶皱带的长度褶皱带的长度 ：不对称：不对称, ,靠近造山带一翼厚度大，变形强。靠近造山带一翼厚度大，变形强。2021 弧背盆地作为一种前陆盆地，具有前陆盆地的共同特征，弧背盆地作为一种前陆盆地，具有前陆盆地的共同特征，。沉降因素：沉降因素： 1）A型俯冲引起的挠曲；型俯冲引起的挠曲； 2）褶皱冲断

9、层带的地壳叠置而形成的构造负载的均褶皱冲断层带的地壳叠置而形成的构造负载的均衡沉降；衡沉降； 3）快速上升的山脉引起的强烈剥蚀作用而形成的沉积快速上升的山脉引起的强烈剥蚀作用而形成的沉积负载的均衡沉降负载的均衡沉降。3、2223第四节第四节 主动大陆边缘主动大陆边缘三、增生楔形体和混杂堆积三、增生楔形体和混杂堆积1、 当大洋板块俯冲时，其组成物质不外有三种去路：当大洋板块俯冲时，其组成物质不外有三种去路： (1)俯冲至地下，返回地幔之中；俯冲至地下，返回地幔之中； (2)潜入贝尼奥夫带被熔化，从深部补给岛弧的岩浆活动；潜入贝尼奥夫带被熔化，从深部补给岛弧的岩浆活动； (3)在俯冲时被刮下来，加

10、积于海沟的陆侧坡，组成在俯冲时被刮下来，加积于海沟的陆侧坡，组成（或称增生棱柱体）。（或称增生棱柱体）。242 2、 在大洋板块的俯冲作用过程中，海沟处的远洋沉积物、在大洋板块的俯冲作用过程中，海沟处的远洋沉积物、浊流沉积物、仰冲板块前缘塌落岩块和少量的洋壳碎片在俯浊流沉积物、仰冲板块前缘塌落岩块和少量的洋壳碎片在俯冲冲下，经过挤压、剪切、混杂在一起，不断下，经过挤压、剪切、混杂在一起，不断到到海沟陆侧坡下，构成增生楔形体。海沟陆侧坡下，构成增生楔形体。第四节第四节 主动大陆边缘主动大陆边缘三、增生楔形体和混杂堆积三、增生楔形体和混杂堆积25Accretionary Prism2627 板块俯

11、冲时，沿海沟内壁底部，依次挤入一个又一个沉积层板块俯冲时，沿海沟内壁底部，依次挤入一个又一个沉积层楔形体，在挤压作用下，新的沉积楔形体被挤入到老的沉积楔楔形体，在挤压作用下，新的沉积楔形体被挤入到老的沉积楔之下，会推挤老的沉积楔形体逐渐向上拱起。这样就会形成叠之下，会推挤老的沉积楔形体逐渐向上拱起。这样就会形成叠瓦状构造，愈向内壁上部瓦状构造，愈向内壁上部(即向大陆一侧即向大陆一侧)，叠瓦状构造层次，叠瓦状构造层次，；愈靠近内壁底部，其层次比较；愈靠近内壁底部，其层次比较，。新的层次从下面楔入，同时陆侧较老的层次会逆冲于。新的层次从下面楔入，同时陆侧较老的层次会逆冲于较年轻的层次之上。随着新的

12、层次不断楔入，老层次逐渐抬升、较年轻的层次之上。随着新的层次不断楔入，老层次逐渐抬升、出露水面并遭受侵蚀。出露水面并遭受侵蚀。 沿陡峭的海沟内壁，由滑塌物质所补给的浊流活动，形成沉沿陡峭的海沟内壁，由滑塌物质所补给的浊流活动，形成沉积物。返回海沟的沉积物又会重新卷入从下方楔进，而后向上积物。返回海沟的沉积物又会重新卷入从下方楔进，而后向上提升，再旋回。从这种含义上可以说，增生楔形体是一提升，再旋回。从这种含义上可以说，增生楔形体是一2 2、2829 如果新的层次不断从下方楔入，增生楔形体逐渐增长，向如果新的层次不断从下方楔入，增生楔形体逐渐增长，向大洋方向扩展推移，这意味着大陆的增生。增长着的

13、增生楔形大洋方向扩展推移，这意味着大陆的增生。增长着的增生楔形体的荷重会迫使下伏的俯冲板块向下沉陷。与此同时，海沟与体的荷重会迫使下伏的俯冲板块向下沉陷。与此同时，海沟与俯冲带向大洋侧迁移。在这种情况下，海沟仅表现为增生楔形俯冲带向大洋侧迁移。在这种情况下，海沟仅表现为增生楔形体推进的前缘，而不再代表大洋板块下弯潜入软流圈的原始形体推进的前缘，而不再代表大洋板块下弯潜入软流圈的原始形迹。增生楔形体向洋推进的结果，使海沟附近的俯冲带变得十迹。增生楔形体向洋推进的结果，使海沟附近的俯冲带变得十分平缓。在增生楔形体和海沟向洋迁移的过程中，海沟与火山分平缓。在增生楔形体和海沟向洋迁移的过程中，海沟与火

14、山弧之间的距离及弧前盆地的宽度也会随时间而增大。弧之间的距离及弧前盆地的宽度也会随时间而增大。2 2、第四节第四节 主动大陆边缘主动大陆边缘三、增生楔形体和混杂堆积三、增生楔形体和混杂堆积30313、 混杂堆积是一种填图规模混杂堆积是一种填图规模（1:25000或更小比例尺）的变的变形岩石混合体，由不同年代、不同性质的岩石经过构造作用形岩石混合体，由不同年代、不同性质的岩石经过构造作用破碎、混杂而成。可包括破碎、混杂而成。可包括3个组成部分，经强烈剪切（透入性个组成部分，经强烈剪切（透入性变形）的泥质岩、蛇纹岩变形）的泥质岩、蛇纹岩，曾与基质互层或间层的破碎，曾与基质互层或间层的破碎的脆性岩层

15、的的脆性岩层的和来自其它地层单位、而年代不同、和来自其它地层单位、而年代不同、性质不同的性质不同的。 混杂堆积常见于大陆中的造山带中，板块构造解释为增混杂堆积常见于大陆中的造山带中，板块构造解释为增生楔形体性质。如果其中含有较多的蛇绿岩成份（洋壳碎生楔形体性质。如果其中含有较多的蛇绿岩成份（洋壳碎片），称为片），称为。它是。它是32第五节第五节 大陆碰撞带大陆碰撞带是指两板块相向运动发生俯冲消减，当期间的洋壳是指两板块相向运动发生俯冲消减，当期间的洋壳全部损耗以后，陆壳因浮力不能下潜而导致的碰撞。全部损耗以后，陆壳因浮力不能下潜而导致的碰撞。： 33一、岛弧一、岛弧岛弧碰撞岛弧碰撞 如果沿弧间

16、盆地发育起如果沿弧间盆地发育起俯冲带，俯冲带，随着随着弧弧间盆地间盆地关关闭，岛弧与岛弧碰撞，汇闭，岛弧与岛弧碰撞，汇合成较大的岛弧，在碰撞合成较大的岛弧，在碰撞处可形成处可形成。第五节第五节 大陆碰撞带大陆碰撞带34二、岛弧二、岛弧大陆碰撞大陆碰撞1、 (1)(1)，这时总是，这时总是被动大陆边缘与岛弧之间原先可被大洋盆地所被动大陆边缘与岛弧之间原先可被大洋盆地所隔，也可以被边缘盆地隔开。隔，也可以被边缘盆地隔开。35 (2)，其间可以是边缘盆地或大洋盆地。，其间可以是边缘盆地或大洋盆地。 二、岛弧二、岛弧大陆碰撞大陆碰撞第五节第五节 大陆碰撞带大陆碰撞带36(3)，其间所夹的一般是边缘盆地

17、，活动陆，其间所夹的一般是边缘盆地，活动陆缘处的俯冲消亡作用，导致边缘盆地收缩关闭。缘处的俯冲消亡作用，导致边缘盆地收缩关闭。第五节第五节 大陆碰撞带大陆碰撞带二、岛弧二、岛弧大陆碰撞大陆碰撞37(4)。不活动岛弧随大。不活动岛弧随大洋板块向陆侧推移，直至与活动大陆边缘碰撞，碰撞后俯冲洋板块向陆侧推移，直至与活动大陆边缘碰撞，碰撞后俯冲带转移到原不活动岛弧的带转移到原不活动岛弧的，俯冲带的，俯冲带的。第五节第五节 大陆碰撞带大陆碰撞带二、岛弧二、岛弧大陆碰撞大陆碰撞38392、 被动大陆边缘与岛弧相互靠拢着，大洋盆地或边缘盆地在被动大陆边缘与岛弧相互靠拢着，大洋盆地或边缘盆地在洋底俯冲作用下逐

18、渐关闭，残留萎缩的小洋盆中堆积起更多的洋底俯冲作用下逐渐关闭，残留萎缩的小洋盆中堆积起更多的复理石。随着岛弧与大陆接触碰撞，海盆复理石和被动陆缘大复理石。随着岛弧与大陆接触碰撞，海盆复理石和被动陆缘大陆基上的巨厚沉积物在俯冲带前受挤褶皱，以致发生逆掩推覆。陆基上的巨厚沉积物在俯冲带前受挤褶皱，以致发生逆掩推覆。厚而轻的大陆岩石圈在洋底俯冲殆尽后难以跟着俯冲下去，向厚而轻的大陆岩石圈在洋底俯冲殆尽后难以跟着俯冲下去，向内陆方向推挤的叠瓦状逆掩断层，吸收了部分挤压力。挤压作内陆方向推挤的叠瓦状逆掩断层，吸收了部分挤压力。挤压作用仍在继续，这样，岛弧另一侧的洋底岩石圈终将破裂，形成用仍在继续，这样，

19、岛弧另一侧的洋底岩石圈终将破裂，形成倾向相反的新俯冲带倾向相反的新俯冲带(及海沟及海沟)。这种现象叫做。这种现象叫做，或称或称。4041 碰撞作用结束，新俯冲带形成后，展现在我们面前的岛弧碰撞作用结束，新俯冲带形成后，展现在我们面前的岛弧大陆碰撞带，从陆向洋有以下几个单元。大陆碰撞带，从陆向洋有以下几个单元。 (1)，本单元缺失岩浆活动，其上褶皱变，本单元缺失岩浆活动，其上褶皱变形的强度靠洋侧较强，可出现扇形褶皱、倒转褶皱、逆掩断形的强度靠洋侧较强，可出现扇形褶皱、倒转褶皱、逆掩断层和推覆体，褶皱倒转的方向以及逆掩断层逆推的方向总是层和推覆体，褶皱倒转的方向以及逆掩断层逆推的方向总是；向内陆方向，变形强度渐趋减弱，褶皱变得平缓，；向内陆方向，变形强度渐趋减弱，褶皱变得平缓，以至消失，并过渡为大陆地台区。以至消失，并过渡为大陆地台区。第五节第五节 大陆碰撞带大陆碰撞带二、岛弧二、岛弧大陆碰撞大陆碰撞2、42(2)，包括被推覆上来的蛇绿混杂岩体。，包括被推覆上来的