大地構(gòu)造復(fù)習(xí)題_第1頁
大地構(gòu)造復(fù)習(xí)題_第2頁
大地構(gòu)造復(fù)習(xí)題_第3頁
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大地構(gòu)造復(fù)習(xí)題_第5頁
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文檔簡介

1、 大地構(gòu)造學(xué)復(fù)習(xí)題1.大地構(gòu)造學(xué)是研究地殼和上地幔(主要為巖石圈)的結(jié)構(gòu)、組成、構(gòu)造特征及其演化、成因、運動、動力的一門學(xué)科。2.在研究內(nèi)容和方法上,大地構(gòu)造學(xué)主要包括三個方面:地質(zhì)學(xué)方面:主要通過各種地質(zhì)手段研究深部作用的地質(zhì)表現(xiàn)及其發(fā)展規(guī)律;地球物理方面:主要根據(jù)地震、重力、地磁和地?zé)岬荣Y料研究地殼及上地幔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和發(fā)育過程;地球化學(xué)方面:主要研究地殼和上地幔的成分,構(gòu)造圈內(nèi)的物質(zhì)交換以及巖漿活動、變質(zhì)作用的原因和機理3.區(qū)域大地構(gòu)造學(xué):應(yīng)用大地構(gòu)造理論來研究區(qū)域地質(zhì)的基本特征,特別是古生代以來的區(qū)域大地構(gòu)造基本特征,揭示其巖石圈形成、發(fā)育和演化的基本規(guī)律,以及各類地質(zhì)礦產(chǎn)的成礦規(guī)律和分

2、布特征。區(qū)域大地構(gòu)造學(xué)的研究方法:歷史構(gòu)造分析法,將今論古法,構(gòu)造類比法4.大地構(gòu)造學(xué)研究簡史: 感知時期(前17世紀(jì)) 萌芽時期(17世紀(jì)中19世紀(jì)初)歷史大地構(gòu)造學(xué)時期(19世紀(jì)20世紀(jì)中) 板塊構(gòu)造時期(20世紀(jì)中 )5.地球內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu):康拉德面:康拉德面為地球內(nèi)部的次級不連續(xù)面,大陸地殼內(nèi)花崗巖層和玄武巖層之間的界面,在此面上地震波發(fā)生加速,縱波(P波)由5.6km/s左右增加到7.6km/s左右,橫波(S波)由3.2km/s左右增加到4.2km/s左右 莫霍洛維奇面(莫霍面):在莫霍面上下,縱波速度從7.0 km/s迅速增加到8.1 km/s左右;橫波速度則從4.2km/s增加到4

3、.4km/s左右,莫霍面出現(xiàn)的深度,大陸下平均為33 km,大洋下平均僅為7km,莫霍面之上稱為地殼古登堡面:在此不連續(xù)面上下,縱波速度由 13.64km/s突然降低為7.98km/s;橫波速度從7.23km/s到突然消失,該界面位于地下2885 km處。莫霍面之下到古登堡面之間稱為地幔,此界面之下到地心,稱為地核上地幔頂部存在著一個地震波低速層,其深度一般在地表之下100km-350km。地震波速比其上部減少5%-10%左右。是低速帶內(nèi)的物質(zhì)發(fā)生部分熔融使其強度降低的結(jié)果。該帶易于發(fā)生塑型流動,稱軟流圈。其上的地殼和上地幔頂部組成巖石圈6.巖石圈存在垂向的分層性(不均一性)證據(jù):不同規(guī)模、不

4、同層次的層間滑動斷裂,如變質(zhì)巖區(qū)普遍存在的順層韌性剪切帶(一定層次)、固態(tài)流變構(gòu)造、大型伸展剝離斷層和逆沖推覆構(gòu)造;地球物理證據(jù):廣泛存在低速層和高導(dǎo)層,大陸巖石圈存在“三明治”結(jié)構(gòu)。7.布格重力異常:經(jīng)過高度和剩余物質(zhì)校正的重力異常。布格重力異常與地殼厚度存在著很好的相關(guān)關(guān)系,對于找礦勘探有著重要意義:金屬礦產(chǎn):密度大,局部重力異常值增高,油氣:密度小,局部重力異常值降低8.重力均衡:地殼物質(zhì)為適應(yīng)重力的作用,總是力求與其更深部的物質(zhì)之間達到質(zhì)量或重量上的平衡狀態(tài)的現(xiàn)象9.巖石圈:地球表層的剛性殼,由能夠獨立地相互運動的不連續(xù)的板塊組成,這種板塊的組合就構(gòu)成地球的巖石圈。厚50-200km。

5、力學(xué)的巖石圈:彈性或繞曲的巖石圈,相對剛性,可以在塑性的軟流圈上發(fā)生漂移。熱學(xué)的巖石圈: 支撐一個熱傳導(dǎo)梯度的地球的冷的外層,大洋巖石圈為5km(洋中脊處)100km(俯沖帶處),大陸巖石圈為100-250km。10.地槽的概念具有兩重性質(zhì),早期主要表現(xiàn)為地殼上形成深坳陷,這種深坳陷可以被沉積物所補償,從而形成被巨厚沉積物所占據(jù)的沉降帶,也可以不被沉積物所補償,形成深海盆地;晚期強烈褶皺上升形成巨大的山系,時間上指古生代以來曾有過強烈活動的地帶,地槽主要位于大陸邊緣,少數(shù)位于大陸內(nèi)部。地臺是地殼上相對穩(wěn)定、具有明顯雙層結(jié)構(gòu)的地區(qū)。上構(gòu)造層由未變質(zhì)的、產(chǎn)狀平緩和厚度較小的沉積巖層組成,一般稱為沉

6、積蓋層;下構(gòu)造層由巨厚的強烈褶皺的變質(zhì)巖和巖漿巖組成的復(fù)雜巖系,通常稱為結(jié)晶基底或褶皺基底;褶皺基底與沉積蓋層之間由一個明顯的區(qū)域性角度不整合隔開,標(biāo)志著地臺的褶皺基底與沉積蓋層具有完全不同的發(fā)展經(jīng)歷,分別代表兩個不同的大地構(gòu)造發(fā)展階段。地臺蓋層形成階段,地殼處于相對穩(wěn)定的發(fā)展階段;地臺基底形成階段,地殼處于強烈活動的發(fā)展時期,是地臺形成以前的地槽階段的產(chǎn)物。11.地槽基本特征:形態(tài)特征:一般呈狹長帶狀,延伸具方向性,長達數(shù)百至數(shù)千公里,寬僅數(shù)十至數(shù)百公里地貌特征:常為宏偉的長條形山脈,地形切割較強地質(zhì)特征: 各時期地層沿地槽走向呈狹長帶狀分布,有一定的方向性;在地槽發(fā)育階段沉積物以海相沉積為

7、主,有時還可出現(xiàn)半深海相和深海相沉積;沉積物分選性較差,沉積厚度很大,可達上萬米或更厚;巖性、巖相和厚度變化顯著;地槽中經(jīng)常可見一些特有的沉積建造,如硬砂巖建造、硅質(zhì)火山巖建造、復(fù)理石建造和磨拉石建造等。 構(gòu)造復(fù)雜。地槽發(fā)展晚期,一般經(jīng)歷了劇烈的構(gòu)造變動,地槽中的巖層發(fā)生褶皺和斷裂,形成十分復(fù)雜的構(gòu)造。地槽褶皺帶中經(jīng)常見到緊密褶皺、大型斷裂和逆掩推覆構(gòu)造,以及由它們復(fù)合組成的復(fù)背斜、復(fù)向斜、斷裂帶和褶皺帶 巖漿活動劇烈。有不同時期、不同巖性、不同類型和產(chǎn)狀的火山巖與侵入巖,它們在時間和空間上的分布具明顯的規(guī)律。一般早期以基性超基性巖漿的海底噴發(fā)與小型侵入為主;中期以中酸性酸性巖漿的大型侵入為主

8、;晚期為堿性系列的噴發(fā)活動和小型淺成侵入活動。早、晚期巖漿活動多受深斷裂控制,呈帶狀分布;中期花崗巖類巖基侵入體多分布于復(fù)背斜核部。 地槽型沉積建造往往伴隨褶皺遭受一定程度的區(qū)域變質(zhì)作用。礦產(chǎn)豐富,以內(nèi)生礦產(chǎn)為主。地球物理特征: 地槽-褶皺帶(尤其是中新生代造山帶)多為地震活動帶;莫霍面埋藏深、具異常上地幔; 重力異常成帶狀,為強烈正負異常地區(qū)的結(jié)合; 磁異常呈一定規(guī)模的線狀或鏈狀分布,異常走向與地槽延伸方向一致,橫過走向出現(xiàn)正負異常交替 熱流值高。一般地槽-褶皺帶的時代越新,熱流值越高。12.地臺基本特征:形態(tài)特征:地臺一般具有面狀展布的幾何形態(tài),大多呈不規(guī)則圓形、菱形、多邊形等地貌特征:地

9、勢平坦、起伏不大,以平原、盆地、高原為主地質(zhì)特征: 地臺結(jié)構(gòu)的顯著特點是其雙層結(jié)構(gòu)下構(gòu)造層為基底巖系,由經(jīng)過褶皺和變質(zhì)的前寒武系組成,上構(gòu)造層稱蓋層,由顯生宙巖系組成,以沉積較薄、構(gòu)造變形較弱和巖石未變質(zhì)為特點 地臺蓋層的沉積建造是在相對穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境中形成的,巖性一般比較單一,結(jié)構(gòu)也較均勻,在剖面上或是平面上變化不大,在廣闊的范圍內(nèi)比較穩(wěn)定;以砂質(zhì)、泥質(zhì)和碳酸鹽巖為主,海相沉積物居多,也有部分陸相沉積,或出現(xiàn)海陸交互相沉積;沉積組合的厚度較小,而且各地差別不顯著;沉積巖層之間多為整合或平行不整合接觸;常見石英砂巖沉積組合、鋁土鐵質(zhì)沉積組合、石灰?guī)r沉積組合、石膏白云巖沉積組合、含煤沉積組合、紅

10、色碎屑巖沉積組合 地臺巖漿活動較微弱地臺發(fā)展階段的巖漿活動與地槽相比,無論在規(guī)模上,活動方式上和巖性上都有明顯的區(qū)別。典型的地臺巖漿活動較微弱,一般出現(xiàn)兩種類型,一類是淺成的小型侵入體,一類是大片的玄武巖流,其活動與斷裂活動密切相關(guān),巖性上多以堿性巖為特征;更長環(huán)斑花崗巖是地臺上特有的巖石,其主要特點是長石集合體特別巨大,長石成分從晶體內(nèi)部向外部發(fā)生變異。這種巖石形成于比較穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境,有利于侵入巖漿的晶體緩慢生長,形成環(huán)狀構(gòu)造 地臺蓋層構(gòu)造變形一般比較微弱。典型的地臺型的褶皺構(gòu)造比較平緩開闊,常常出現(xiàn)各種斷續(xù)的褶皺。這些褶皺的特點是成孤立的褶曲分布于近于水平產(chǎn)狀的巖層之間,即背斜兩側(cè)未必有

11、同等發(fā)育的向斜存在;地臺上的斷裂變動一般也不強烈,且多為高角度的正斷層,主要發(fā)育在地臺上的隆起區(qū)。在穹窿上的斷裂多呈環(huán)狀或放射狀分布,在長垣和短軸背斜上的斷裂與褶皺軸向可平行、垂直或斜交等多種形式存在 巖層一般無區(qū)域變質(zhì)現(xiàn)象; 以鐵、錳、磷、鋁、煤、石油、膏鹽等為主的外生礦產(chǎn)豐富地球物理特征: 地殼厚度接近全球平均地殼厚度,無異常上地幔,低速帶埋藏深度一般較大 重力布格異常為低負值,異常呈不規(guī)則形,變化較平緩 磁異常呈寬緩的不規(guī)則形,異常幅度變化較小 熱流值低13.復(fù)理石建造:是地槽沉積建造中的重要類型。復(fù)理石是一種有規(guī)律的復(fù)雜互層的巨厚沉積建造,通常有兩種或兩種以上的巖石在剖面上有韻律地交互

12、出現(xiàn)。絕大部分為很規(guī)則的單調(diào)的砂巖和泥(頁)巖互層,或夾有極少的泥灰?guī)r、灰?guī)r。單個韻律厚度較小,僅為0.5m2m,韻律底部較粗,向上順序變細,頂部韻律常有大量的各種象形印模和沉積物的滑動痕跡。巖層中幾乎不含化石,層理一般很好,但巖石分選性差,顯然沒有遭受波浪的再造作用和再沉積作用。形成復(fù)理石建造的構(gòu)造環(huán)境是在地槽處于褶皺回返前奏的構(gòu)造運動,當(dāng)時地槽分裂成幾個槽型盆地,其間有島嶼和島列隆起,正在隆起的山脈遭受強烈的侵蝕,泥砂碎屑物質(zhì)在陡峻的斜坡上,一次又一次地受到重力滑動的擾動,巨大的沉積體被卷入濁流,不斷地沖流到槽型盆地中,每一次擾亂的濁流按粒級分選堆積,形成復(fù)理石韻律14.磨拉石建造:出現(xiàn)于

13、褶皺回返期后階段。磨拉石建造通常分布在地槽褶皺帶外側(cè)的邊緣盆地中,這個坳陷是由于地槽褶皺隆起而形成的補償性坳陷。建造物質(zhì)組成中以礫巖、長石砂巖、復(fù)礦砂巖等粗碎屑巖占絕對優(yōu)勢,此外尚夾有粉砂巖、粘土巖。邊緣坳陷是一個不對稱的坳陷盆地,近地槽褶皺帶的一側(cè)下陷快而幅度大,發(fā)育大量礫巖,時夾砂巖,這些沉積物大部分是快速水流搬運和沉積的河流相、洪積相,所以它們具有明顯的流水層理交錯層,沉積厚度大,變化快,自幾百米到幾千米。向外他們就迅速變?yōu)榧t砂巖和泥(頁)巖,夾蒸發(fā)巖沉積,再向外隨著遠離山系,顆粒就變得更細。15.優(yōu)地槽:以坳陷過程中伴有強烈的海底巖漿噴溢,形成細碧角斑巖沉積組合為特征。沉積物巨厚,且多

14、為深水相濁流沉積,這些沉積巖系遭受了晚期的強烈構(gòu)造改造,并疊加有廣泛的區(qū)域變質(zhì)作用。當(dāng)優(yōu)地槽與冒地槽共生時,優(yōu)地槽總是位于遠離大陸的一側(cè)冒地槽:以缺乏噴溢火山巖的巨厚沉積巖系為特征,淺海碳酸鹽巖沉積占優(yōu)勢。在造山過程中,缺少大規(guī)模的中、酸性巖漿侵入活動,變質(zhì)作用也不十分明顯。當(dāng)冒地槽與優(yōu)地槽共生時,冒地槽總是位于靠近大陸的一側(cè)16.地槽的發(fā)展過程分為沉降階段和上升階段。沉降階段:沉降階段以強烈下降為主,下降速度快、下降幅度大,從鄰區(qū)搬運來的大量沉積物快速堆積,沉積厚度可達幾千米甚至上萬米,除下部有少量陸相沉積外,主要為海相沉積下降初期:沉積物主要是相鄰大陸地區(qū)剝蝕搬運來的陸源碎屑物質(zhì),因此最下

15、部形成以長石石英砂巖、硬砂巖等陸源碎屑巖沉積為特征,稱為下部陸源碎屑沉積組合。下部為陸相,上部為海相沉積組合下降后期:海侵范圍擴大,在廣闊的淺海里,陸源碎屑成分減少,生物化學(xué)沉積增多,形成成分不純的碳酸鹽巖,并夾有粘土巖、細碎屑巖和硅質(zhì)巖;也有泥質(zhì)頁巖沉積組合強烈下降常伴生巨大斷裂,導(dǎo)致中性基性為主的海底火山噴發(fā)和侵入活動,形成與之有關(guān)的海底火山沉積組合,伴有基性超基性侵入體 上升階段上升階段以強烈上升、褶皺為特征,下部為海相、上部為陸相沉積。上升初期:地槽正處于升降交替的階段,地殼運動較活躍,誘發(fā)的濁流較發(fā)育,形成復(fù)理石沉積組合,繼之形成上部陸源碎屑沉積組合上升后期:各中央隆起之間形成若干山

16、前坳陷,其中往往有殘留海水,四周被山地阻隔而外海隔絕,因強烈的蒸發(fā)作用而形成含膏鹽沉積組合;又由于中央隆起部分為植物繁生提供了場所,在邊緣坳陷中常形成含煤沉積組合地槽上升后,出現(xiàn)高聳山區(qū),剝蝕的碎屑物質(zhì)快速充填于山間、山前坳陷中形成磨拉石沉積組合;強烈上升誘發(fā)大規(guī)模的巖漿侵入,中期有大、中型花崗巖侵入,后期有堿性巖侵入和火山噴發(fā)17.地臺發(fā)展可分為三個階段:早期階段:差異升降較明顯,內(nèi)部構(gòu)造有一定程度的分異。地臺內(nèi)部差異升降微弱,形成開闊的大型隆起和坳陷,接受少量沉積,巖相、厚度較穩(wěn)定。地臺邊緣差異升降較明顯,形成狹長帶狀的隆起與坳陷,坳陷內(nèi)沉積厚度大,巖相、厚度變化也較大,局部有斷裂和火山活

17、動中期階段:地臺整體沉降或大面積差異沉降,內(nèi)部差異沉降微弱,沉積厚度小且穩(wěn)定,巖相穩(wěn)定,以濱、淺海相的碎屑巖、碳酸鹽巖和海陸交互相含煤沉積為主,構(gòu)造變形、巖漿活動和變質(zhì)作用十分微弱晚期階段:地臺整體上隆,發(fā)生海退,內(nèi)部可出現(xiàn)斷塊差異隆升,形成內(nèi)陸坳陷或斷陷盆地,發(fā)育陸相含煤、含油與膏鹽沉積組合,構(gòu)造變動較強烈,形成平緩開闊褶皺及地塹-半地塹構(gòu)造18.槽臺學(xué)說價值和意義:槽臺學(xué)說主要從地殼組成的觀點研究大地構(gòu)造,強調(diào)對組成地殼的沉積巖、巖漿巖、變質(zhì)巖的性質(zhì)和分布及其發(fā)展歷史的研究,各學(xué)科之間橫向交叉受到了鼓勵;槽臺學(xué)說從對立統(tǒng)一的觀點出發(fā),把地殼劃分為相對穩(wěn)定和相對活動的構(gòu)造單元,并以它的轉(zhuǎn)化作

18、為地殼演化的標(biāo)志簡歷了地殼構(gòu)造發(fā)展的階段性的觀點,由此產(chǎn)生的比較大地構(gòu)造學(xué)思路對區(qū)域地質(zhì)工作者具有深刻的影響槽臺學(xué)說局限性:槽臺學(xué)說的基本出發(fā)點是固定論,在分析地殼運動時,多數(shù)學(xué)者只注重垂直運動而忽視了水平運動,學(xué)術(shù)思想體系屬于海陸固定論,也沒有使地質(zhì)科學(xué)擺脫描述為主的狀態(tài);槽臺學(xué)說取材于大陸,未涉及占全球70%以上面積的洋底;工作也多側(cè)重在易于大范圍對比的古生代淺海相地層,以偏概全,把根據(jù)大陸范圍內(nèi)古生代這個短暫階段的資料概括出來的規(guī)律性認識,不加限制地外推到全球整個地質(zhì)歷史時期,導(dǎo)致很多認識上的失誤;將地殼劃分為地槽和地臺兩種基本構(gòu)造單元不足以概括全球地殼的構(gòu)造類型;用槽臺轉(zhuǎn)化模式解釋地殼

19、的發(fā)展演化不能解釋各地質(zhì)時期動力環(huán)境的多樣性;各級構(gòu)造名稱繁雜,使地槽的概念陷于混亂四 大陸漂移學(xué)說(1) 大陸漂移學(xué)說的基本觀點 石炭紀(jì)以前,全球只有一個大陸(泛大陸或Pangea 聯(lián)合古陸)和一個大洋(泛大洋) 大陸由較輕的、剛性的硅鋁層組成,它漂浮在較重的、黏性的硅鎂層之上 大西洋、印度洋是在大陸分裂漂移的過程中形成的,太平洋是泛大洋的殘余 大陸在向赤道和向西漂移的過程中,前緣受到擠壓褶皺形成山脈,后緣由于硅鎂層的黏結(jié)、拖曳而脫落形成島弧、島嶼(2)大陸漂移學(xué)說的主要證據(jù) 大陸拼合 地質(zhì)構(gòu)造的聯(lián)接 地層、巖石、礦床發(fā)育的證據(jù) 古生物證據(jù) 古冰川與古氣候證據(jù) 古地磁與大陸漂移(極移曲線:按

20、時間順序,把各時代的古地磁極連起來即可得出古地磁極遷移軌跡)具體看課件(3)大陸漂移學(xué)說的主要問題所在 漂移機制:魏格納從地殼均衡觀點出發(fā),認為較輕的硅鋁質(zhì)大陸塊像冰山一樣沉浮在較重的硅鎂質(zhì)巖漿里,大陸Si-Al塊就在Si-Mg層上漂移,當(dāng)大陸漂移時,其前方的洋底被大陸所掩覆,而在它的后方,新的Si-Mg層洋底不斷地露出來。但事實上,洋底硅鎂層并不具塑性和流動性 大陸漂移的驅(qū)動力:Wegener提出的驅(qū)動力有兩種: 離極力經(jīng)計算只占重力的幾百萬分之一,不足以引起兩極向赤道漂移 潮汐力經(jīng)計算非常小,只有10-4達因/cm2,遠不足以推動大陸向西漂移 大地測量數(shù)據(jù)的精度:Wegener曾利用一組大

21、地測量數(shù)據(jù)論證大陸漂移,他引用天文測量成果指出格陵蘭東北與歐洲之間的距離,以每年35m的速度在逐年增加,但當(dāng)時的測量精度及技術(shù)條件遠不足以來證實或否認大陸漂移,這組誤差甚大的大地測量數(shù)據(jù)引起了許多學(xué)者的抨擊。 其它:對漂移說列舉的地質(zhì)、古生物等方面證據(jù),固定論者或不加理睬或另加解釋,如將岡瓦納大陸C-P冰川作為山岳冰川、古生物分布的陸橋說等,大陸漂移說不能合理地解釋石炭紀(jì)以前的地質(zhì)歷史五 海底擴張學(xué)說1960-1962年間,美國地質(zhì)學(xué)家H. H. Hess(1962)用地幔對流機制解釋海底地形Guyot和Dietz(1961)用大西洋中脊解釋熱流高異常,幾乎同時在地幔對流基礎(chǔ)上,提出了海底擴張

22、說(1) 海底擴張學(xué)說的基本思想 全球規(guī)模的大洋中脊是洋殼生長的地方。大洋中脊頂部為地幔物質(zhì)上升的涌出口,源源不絕的上涌地幔物質(zhì)冷凝形成新的洋底,并推動先形成的洋底逐漸向兩側(cè)對稱的擴張移動 海底并不是無限擴張的,在海溝隨著地幔下降流而俯沖消亡于地幔中,洋脊擴張中心的拉伸或增生作用與海溝俯沖帶的消減作用并存 大洋的形成和消亡使大陸發(fā)生破裂、漂移和拼合,并維持地球表面積的平衡(2) 海底擴張學(xué)說的主要證據(jù) 大洋中脊和裂谷系:地球物理資料表明,洋中脊軸部之下,莫霍面向上隆起,巖石圈也很薄,緊接莫霍面的是異常上地幔,它的布格異常顯著低于兩側(cè),是強烈的重力相對極小帶,反映其物質(zhì)密度小,并且具有獨特的地表

23、熱流量和地幔熱流量,都證明高熱流、低速、低密度的地幔物質(zhì)在洋中脊軸部之下,向上涌,形成新的大洋巖石圈。 海溝及貝尼奧夫帶:海溝是大洋巖石圈的俯沖消亡帶提供了最有力的證據(jù)。海溝不僅具有較低的熱流值,巨大的負重力異常(負均衡異常),而且沿海溝分布的地震活動與沿海弧分布的火山帶,都只能用大洋巖石圈的俯沖消亡來解釋早在30年代日本學(xué)者和達清夫首先發(fā)現(xiàn)這個傾斜的震源帶,50年代,美國地震學(xué)家Benioff對此帶詳加研究,并將其作為大陸和大洋地塊之間的巨型逆斷層帶,至60年代人們研究洋底巖石圈的俯沖消亡作用時,Benioff帶很自然地被當(dāng)作板塊的俯沖帶(或稱消亡帶、消減帶),認為這一傾斜的震源帶標(biāo)出了板塊

24、俯沖的形跡 海底磁異常 深海鉆探成果與海底年齡 轉(zhuǎn)換斷層:轉(zhuǎn)換斷層是由中脊兩側(cè)海底的擴張移動引起,其錯動方向也就是海底擴張的方向,其發(fā)現(xiàn)和驗證,為海底擴張說提供了又一有力證據(jù)轉(zhuǎn)換斷層與海底磁異常、深海鉆探成果,并列為海底擴張說的三大證據(jù)(3) 轉(zhuǎn)換斷層與平移斷層的區(qū)別(4)貝尼奧夫帶、雙變質(zhì)帶、瓦因-馬修斯假說、轉(zhuǎn)換斷層的概念貝尼奧夫帶:震源深度靠洋側(cè)較淺,靠陸側(cè)較深,總體構(gòu)成一個向大陸傾斜的震源帶,在地震學(xué)上稱為貝尼奧夫帶或和達-貝尼奧夫帶雙變質(zhì)帶:俯沖作用中,由于溫度和壓力作用,常形成高壓低溫型和高溫低壓型雙變質(zhì)帶瓦因-馬修斯假說:海底磁異常條帶是在地球磁場不斷倒轉(zhuǎn)的背景下,海底不斷新生和

25、擴張的結(jié)果。轉(zhuǎn)換斷層:轉(zhuǎn)換是指一種構(gòu)造轉(zhuǎn)換為另一種構(gòu)造,是運動方式或構(gòu)造帶類型的轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換斷層就是位移突然終止或者改變形式和方向的斷層板塊構(gòu)造學(xué)說的基本內(nèi)容 固體地球上層在垂直方向上可劃分為物理性質(zhì)截然不同的兩個圈層:上部剛性的巖石圈和下部的塑性軟流圈。 整個地球的巖石圈并不是連續(xù)完整的圈層,它被中脊、海溝、轉(zhuǎn)換斷層及年青造山帶幾種活動帶分割成若干大小不一的塊體,叫做巖石圈板塊,簡稱板塊(lithosphere plate)。板塊彼此間在軟流圈之上作大規(guī)模水平運動。 相鄰巖石圈間水平運動有三種類型: 在洋中脊裂谷帶,兩板塊作背向運動(離散),產(chǎn)生新洋殼和海底擴張; 在海溝-島弧帶位置上,兩板塊

26、相向運動(匯聚),伴隨洋殼消亡或大陸碰撞; 在轉(zhuǎn)換斷層處,相鄰板塊間發(fā)生走向滑動,洋殼既無新生,也無消減。 巖石圈板塊橫跨地球表面的大規(guī)模水平運動,可用歐拉定理描繪為一種球面上的繞軸旋轉(zhuǎn)運動。 在全球范圍內(nèi),板塊沿分離邊界的擴張增生與沿匯聚邊界的收斂消亡相互補償?shù)窒?,從而使地球半徑和體積保持不變。 巖石圈板塊運動的驅(qū)動力來自地球內(nèi)部,最可能是地幔中的物質(zhì)和熱對流。(1) 十二板塊劃分方案以大陸為主以大洋為主北美板塊菲律賓板塊歐亞板塊太平洋板塊南美板塊印度澳大利亞板塊非洲板塊納茲卡板塊阿拉伯板塊加勒比板塊南極洲板塊可可板塊(2) 三種板塊邊界類型從板塊間相對運動方式來說,可以將板塊邊界分為三種類

27、型:離散型板塊邊界、匯聚型板塊邊界、轉(zhuǎn)換邊界 離散邊界:相當(dāng)于大洋中脊軸部,兩側(cè)板塊相背離開,其應(yīng)力狀態(tài)是拉張。中脊軸部是海底擴張中心,軟流圈物質(zhì)從這里上涌,冷凝成新的洋底巖石圈,并添加到兩側(cè)板塊的后緣上,故分離型邊界也是板塊的增生邊界或稱建設(shè)型板塊邊界 匯聚邊界:兩側(cè)板塊相向運動,垂直或斜交于邊界線運動,其應(yīng)力狀態(tài)是擠壓的,故地殼強烈變形,伴有大量巖漿活動,可形成造山帶,可分為俯沖邊界和碰撞邊界兩種 俯沖邊界:相當(dāng)于海溝,相鄰板塊相互疊覆,由于大洋板塊厚度小,密度大,位置低,而大陸板塊厚度大,密度低,位置高,故大洋板塊俯沖于大陸板塊之下,或大型洋殼板塊俯沖于小型大洋板塊之下,并潛沒消亡于地幔

28、之中,所以稱消亡型或破壞型板塊邊界,又包括三種類型: A 弧后盆地-島弧-海溝型 B 陸緣弧-海溝型(安底斯型) C 大洋島弧-海溝型A 弧后盆地-島弧-海溝型:是大洋向大陸的邊緣俯沖,這種大陸邊緣即是西太平洋型大陸邊緣,發(fā)育弧后盆地-成熟島弧-海溝,實例如日本海-日本島-日本海溝為大陸板塊與大洋板塊之間的俯沖邊界。B 陸緣弧-海溝型(安底斯型):大洋板塊沿陸緣俯沖于大陸之下,火山弧為陸緣弧,而非島弧,巖漿弧后均為大陸殼,是大陸板塊與大洋板塊間界線。C 大洋島弧-海溝型:島弧為非成熟島弧,是兩大洋板塊之間的俯沖邊界,如馬里亞納-湯加弧-溝體系,是太平洋板塊與菲律賓板塊之間俯沖邊界。成熟島?。浩?/p>

29、中存在老基底,是由弧后擴張將其從大陸邊緣分離出去形成島弧,其弧后一般為過渡殼(可有洋殼出現(xiàn)),更遠為大陸塊非成熟島?。夯鹕綅u弧是由洋殼疊覆形成的,屬新生的,無老基底,遠離大陸,其弧后為大洋地殼,如湯加弧,弧后為菲律賓海板塊 碰撞邊界:當(dāng)斂合邊界兩側(cè)都是陸殼板塊,即古大洋板塊已全部俯沖消亡,兩大陸直接碰撞,故稱為碰撞帶(collision zone),由于它使兩個大陸板塊縫合在一起,故又叫縫合帶(suture zone),這時,一陸殼板塊可插入另一陸殼板塊之下繼續(xù)俯沖,并在繼續(xù)俯沖的陸殼內(nèi)產(chǎn)生一系列逆沖斷層,導(dǎo)致Si-Al殼明顯增厚;沿此帶,地殼厚度增大,強烈變形,形成宏偉的山系,并伴有廣泛的區(qū)

30、域變質(zhì)和巖漿侵入活動,如喜山、阿爾卑斯山,中國秦嶺 轉(zhuǎn)換邊界是以轉(zhuǎn)換斷層為界,兩側(cè)板塊平行邊界作走滑運動,其應(yīng)力狀態(tài)是剪切的,沿轉(zhuǎn)換邊界,巖石圈既不增生,也不消亡。(4) A型俯沖、B型俯沖、成熟島弧、非成熟島弧A型俯沖、弧后盆地-島弧-海溝型:是大洋向大陸的邊緣俯沖,這種大陸邊緣即是西太平洋型大陸邊緣,發(fā)育弧后盆地-成熟島弧-海溝B型俯沖、陸緣弧-海溝型(安底斯型):大洋板塊沿陸緣俯沖于大陸之下,火山弧為陸緣弧,而非島弧,巖漿弧后均為大陸殼,是大陸板塊與大洋板塊間界線。成熟島弧、其中存在老基底,是由弧后擴張將其從大陸邊緣分離出去形成島弧,其弧后一般為過渡殼(可有洋殼出現(xiàn)),更遠為大陸塊非成熟

31、島弧、火山島弧是由洋殼疊覆形成的,屬新生的,無老基底,遠離大陸,其弧后為大洋地殼(5)威爾遜旋回的階段劃分及特征 (6)理解板塊驅(qū)動機制中地幔對流、重力驅(qū)動和地幔柱驅(qū)動的方式板塊運動的驅(qū)動機制是一個迄今仍在探索的問題,曾提出過多種假說,任何一種合理的驅(qū)動機制,至少要滿足以下四點: 能產(chǎn)生足夠大的力 必須合乎物理學(xué)(包括流體力學(xué)、熱力學(xué)、力學(xué))的基本原理 應(yīng)符合根據(jù)地球物理觀測得的地球內(nèi)部的性質(zhì) 驅(qū)動機制產(chǎn)生的效應(yīng)要與現(xiàn)代巖石圈的性狀和狀態(tài)相一致,應(yīng)能解釋板塊運動在地質(zhì)歷史中演變過程 地幔對流 拖曳作用板塊運動機制解釋:地球深部熱源上涌,導(dǎo)致地幔內(nèi)形成兩個方向相反的對流環(huán),可與茶杯中水的加熱過程

32、類比洋脊部位是密度較小的熱流上升處,海溝俯沖帶是對流環(huán)冷卻后的下沉處(因密度增大也起到拉動洋脊擴張的作用)A 全幔對流B 軟流圈內(nèi)對流C 由產(chǎn)生于核幔邊界熱柱和冷柱組成的對流地球演化過程中可能出現(xiàn)過幕式的全地幔對流(Larson et Hauri, 1997),與較長時期的雙層對流有重大不同。這兩種地幔過程的相互轉(zhuǎn)換和交替可能是地球階段性演化的重要內(nèi)在原因。遇到的困難:(1)大洋中脊被轉(zhuǎn)換斷層錯開成許多段落,圓滑的對流上升流不一定能夠與彼此錯開的洋中脊軸部處處吻合;轉(zhuǎn)換斷層也散失能量,使能量不能全部用來對流(2) 當(dāng)三條中脊相接或中脊與海溝相接(三聯(lián)接點),下面如何對流(3) 大洋中脊可能會移

33、動,很難理解其下的對流體也會同步位移 重力驅(qū)動的推-拉模式埃爾薩塞(W.M.Elsasser,1967)等在對運動著的板塊受力分析的基礎(chǔ)上,提出了重力驅(qū)動板塊運動的推拉模式。 在重力場中運動中的板塊,主要是受洋脊推動和下沉板片的拉力而運動的。巖漿在洋中脊軸部貫入推力使巖石圈向中脊兩側(cè)的斜坡滑動,中脊高出洋盆3km,巖漿推力大于300巴,海溝處下沉板片負浮力產(chǎn)生了拉力(密度差引起),在推力和拉力的作用下,板塊不斷沉入巖石圈中在這種模式中,也有地幔對流(回流),但軟流圈不是主動的(是被動的)。遇到的困難:(1) 基本前提是巖石圈已經(jīng)破裂成為若干巨大的板塊,那么,最初是何種機制作用下破裂?(2)隆起

34、的洋中脊開始又是如何形成的? 轉(zhuǎn)動慣量假說巖石圈板塊是在旋轉(zhuǎn)著的地球表層發(fā)生的,于是不少學(xué)者尋求把板塊運動同地球作為一個星球的轉(zhuǎn)動聯(lián)系起來,出現(xiàn)了依據(jù)角動量守恒來解釋板塊運動的學(xué)說。魏格納提出大陸漂移說時,就將驅(qū)動力解釋為離極力和潮汐力,李四光創(chuàng)立地質(zhì)力學(xué)時,創(chuàng)立和發(fā)展了重力控制下的地球自轉(zhuǎn)離心力假說。 地幔柱學(xué)說 運動特征A 地幔柱的啟動和上升 熱幔柱的活動需要一個熱邊界層,這樣的熱邊界層在地幔中的上下地幔界面的密度界面( 670km ),或是核幔邊界的D”層,一般認為是啟動于核幔邊界的D”層 。 理論分析表明:要產(chǎn)生直徑為1000km的熱幔柱球狀頭部,形成大規(guī)模溢流玄武巖,熱幔柱只有啟動于

35、下地幔底部才能完成 熱幔柱的化學(xué)成分特征表明它主要來源于富集型地幔(即下地幔) 如果D”層受到某種熱擾動,在熱梯度的驅(qū)動下,所有受擾動作用的高溫低粘度物質(zhì)會向熱邊界層最低處匯聚,并在那里形成地幔柱。 熱幔柱上升速率是非常慢的,一個典型的熱幔柱從D”層到達地表(或近地表)大約需要100Ma,其相對移動速度一般低于1cm/a,大規(guī)模的溢流玄武巖是熱幔柱經(jīng)過長期積累和捕虜周圍地幔所形成的巨大球狀頂冠減壓熔融噴發(fā)產(chǎn)物,在通道打通之前,熱幔柱不可能快速上升,因為上升過程和噴發(fā)過程都會導(dǎo)致熱量的大量散失,從而減少地幔柱的活動能力。B 熱幔柱的脈沖運動特征Scott等(1986)認為熱幔柱是以單波脈沖形式向

36、上運動,這種認識被后期許多研究者所證實、承認Larson(1991)認為熱幔柱的單波脈沖運動特征是導(dǎo)致地磁極周期反轉(zhuǎn),氣候和海平面周期變化的一個重要原因C 地幔對流對地幔柱運動的影響一個新生熱幔柱從D”層啟動后,上升至地表要穿過整個地幔對流層,一些學(xué)者認為地幔水平對流會改變熱幔柱的直立形態(tài),使其發(fā)生彎曲傾斜,他們認為大洋中許多孤立火山島嶼是熱幔柱受地幔對流作用彎曲變形的結(jié)果。但近年來許多證據(jù)表明,地幔并非分層對流而是整體對流,對流速度很慢,尤其是下地?;旧鲜菬o應(yīng)力條件下的對流,因此,多數(shù)學(xué)者認為地幔對流對熱幔柱不會有明顯影響,所以熱幔柱這種固定屬性使其成為測量全球板塊運動的最佳坐標(biāo)系。地幔柱

37、構(gòu)造與板塊構(gòu)造的區(qū)別 板塊構(gòu)造主要涉及地球巖石圈的構(gòu)造運動,而地幔柱構(gòu)造假說則提供了地球不同圈層相互作用的動力學(xué)框架; 板塊構(gòu)造主要討論板塊的水平運動,而地幔柱構(gòu)造假說則主要討論地球內(nèi)部的垂直運動; 板塊構(gòu)造學(xué)說對發(fā)生在板塊邊緣的現(xiàn)象能很好地作出解釋,對遠離板塊邊界的現(xiàn)象,如大洋火山鏈和大陸溢流玄武巖,則不能很好解釋,而地幔柱構(gòu)造假說則能對大洋火山鏈和大陸溢流玄武巖之類的現(xiàn)象作出很好的解釋。07 其它大地構(gòu)造學(xué)說簡介(1)了解收縮、膨脹、脈動說、地質(zhì)力學(xué)理論、多旋回構(gòu)造理論、斷塊構(gòu)造說、地洼構(gòu)造說、波浪狀鑲嵌構(gòu)造說08 造山帶及其特征(1)掌握造山作用、造山帶、拆沉作用、斜壓變形、側(cè)向擠出作用

38、、多島洋與軟碰撞、碰撞作用、后碰撞作用的基本概念。造山作用: 以收縮擠壓作用為主導(dǎo),沿地殼或巖石圈的巨大狹長地帶發(fā)生的所有地質(zhì)過( 1、造山作用不局限于板塊邊界2、造山作用是一漫長過程 )造山帶:首先是經(jīng)歷了造山作用過程而形成的地殼或巖石圈中的巨大狹長的構(gòu)造活動帶,有其特有的地質(zhì)特征;第二,造山帶的發(fā)展并不僅限于造山作用階段,它具有更為長期的地質(zhì)演化過程和復(fù)雜的物質(zhì)組成、多期強烈的構(gòu)造變形和強烈的熱液活動。拆沉作用:泛指由于重力的不穩(wěn)定而引起的巖石圈地幔、大陸下地殼或洋殼沉入軟流圈或地幔的過程。斜壓變形:由于斜向匯聚作用而引起的垂直造山帶方向的縮短、增厚作用和平行造山帶走向方向的走滑作用并存的

39、現(xiàn)象。側(cè)向擠出作用基本限制條件:1)造山帶一側(cè)存在一強硬的剛性體,另一側(cè)是向造山帶楔形擠入的地質(zhì)體或塊體;2)造山帶內(nèi)部是一已增厚的、熱的、重力上不穩(wěn)定的軟弱帶;3)側(cè)邊界缺乏限制因素結(jié)果: 造山帶核部隆起,隆起形成的地形高度差,導(dǎo)致造山帶核部發(fā)生伸展塌陷,同時造山帶物質(zhì)沿造山帶走向向外大規(guī)模擠出逃逸,物質(zhì)的逃逸被限制在與造山帶平行而運動方向呈對偶的兩條邊界走滑斷層之間,與此同時,由于造山帶的伸展塌陷和構(gòu)造逃逸還導(dǎo)致平行造山帶的伸展,從而使地殼減薄,深部物質(zhì)剝露地表。多島洋與軟碰撞:造山帶內(nèi)部存在著一系列不同性質(zhì)的島或島弧,包括大陸碎塊、大洋火山島以及海山等(如介于揚子地臺與華北地臺間的秦嶺大

40、別古生代洋,華南古生代洋,特提斯洋)。殷鴻福等將這種內(nèi)部含有許多地塊、島弧等所構(gòu)成的小洋盆稱之為多島洋。多島洋的特點決定了大陸之間的碰撞不是一次完成的,而是經(jīng)過多個次一級過程才完成,碰撞造山的總動量被分解為多個小塊體、多次性的小碰撞分動量,并且常表現(xiàn)為與面對面碰撞方式所不同的追上碰撞方式,碰撞強度不大,另外眾多小塊體在碰撞過程中還起一定的緩沖作用,使碰撞強度進一步減弱,因而,每一次小碰撞常常難以立即達到動力學(xué)焊合和造山的程度,即往往粘連不焊合、碰撞不造山。這種小塊體間的碰撞,任紀(jì)舜(1994)稱之為軟碰撞,以區(qū)別于巨大陸塊間的強烈硬碰撞。碰撞作用(collision):指兩個或多個“大陸”板塊

41、最初的主碰撞,以大型逆沖斷層和高壓變質(zhì)作用為特征。后碰撞作用(post-collision) :指其時間比碰撞作用要晚,但仍與碰撞作用有關(guān)系的構(gòu)造作用。這就將碰撞事件本身與海洋關(guān)閉以后的時間更長的板塊會聚作用區(qū)別開來。從這種意義上來說,后碰撞時期通常開始于一個陸內(nèi)環(huán)境主海洋已關(guān)閉了但沿巨大剪切帶仍然有大量水平方向塊體的運動,這就排除了與板內(nèi)環(huán)境的相似之處。也有人稱之為“碰撞(廣義的)”、“陸內(nèi)碰撞”作用。后造山作用(post orogenesis)實際是指造山期后破壞或改造了造山期所形成的構(gòu)造格局的重要構(gòu)造作用。(2)理解并掌握判斷造山作用存在的標(biāo)志1)角度不整合:地層的角度不整合是一次強烈構(gòu)

42、造作用的產(chǎn)物,代表了地殼經(jīng)歷過一次下降抬升再下降的過程,是造山作用發(fā)生的最明顯證據(jù)。2)磨拉石沉積組合:由于強烈的構(gòu)造作用使巖層發(fā)生褶皺和斷裂而隆升,并遭受劇烈剝蝕而形成快速堆積的產(chǎn)物,造山作用過程中,每一次較強的構(gòu)造事件均會產(chǎn)生同造山磨拉石沉積組合,是造山作用產(chǎn)生的直接證據(jù)。3)沉積組合性質(zhì)的突變:造山作用發(fā)生之前多為穩(wěn)定性的沉積組合,而在造山作用期間則以火山沉積組合和磨拉石沉積組合為代表的非穩(wěn)定型沉積組合類型為主。造山作用前后沉積組合發(fā)生了巨大變化,沉積組合突變現(xiàn)象可以用來鑒定造山作用是否發(fā)生。4)構(gòu)造變形:強烈的構(gòu)造變形是造山作用存在的直接標(biāo)志。造山作用期間,使地殼物質(zhì)發(fā)生了強烈構(gòu)造變形

43、,如強烈褶皺和大規(guī)模逆沖推覆構(gòu)造等,造成了地殼的大量縮短,這些構(gòu)造變形特征,明顯不同于造山作用前和造山作用后可能發(fā)生的較微弱變形。5)動力變質(zhì)作用:在造山作用過程中,由于較強大的構(gòu)造擠壓作用,可使斷裂帶附近或整個地殼巖石發(fā)生普遍動力變質(zhì)作用。6)巖漿活動:劇烈的巖漿活動是造山作用的直接產(chǎn)物,在造山作用期間,隨著大規(guī)模逆掩斷層的形成,導(dǎo)致了地殼巖石發(fā)生部分熔融,形成的巖漿隨著強烈的構(gòu)造作用侵入或噴出至地表,造成了劇烈的巖漿活動。(3)了解全球造山帶的分布環(huán)太平洋帶、特提斯帶、烏拉爾-蒙古帶、北大西洋帶、北冰洋帶(詳情請看課件)(4)掌握俯沖、碰撞及陸內(nèi)造山帶所處的大地構(gòu)造位置、基本構(gòu)造單元組成、

44、構(gòu)造特征及其經(jīng)歷的構(gòu)造階段。大陸造山帶可進一步劃分為俯沖型造山帶、碰撞型造山帶和陸內(nèi)型造山帶3種類型。1)俯沖型造山帶或由一個陸緣演化而來(俯沖型),或是兩個陸緣(兩個活動陸緣或一個被動陸緣和一個活動陸緣)拼合的產(chǎn)物(碰撞型)。所以造山帶中既含有活動陸緣(老年期陸緣),也包含有被動陸緣(青年期陸緣) 。所以造山帶中多可以識別出弧前體系、弧后體系和被動陸緣體系三部分。而根據(jù)現(xiàn)代活動大陸邊緣特征,弧前體系一般由海溝、增生楔(俯沖雜巖)及蛇綠巖套、弧前盆地和火山島弧四部分組成;弧后體系主要由弧后盆地和殘留弧組成。被動大陸邊緣:拉張裂離作用顯著,斷陷盆地發(fā)育,缺乏海溝俯沖帶,無強烈的地震、火山和造山運

45、動的大陸邊緣。經(jīng)典威爾遜旋回:活動陸緣是被動陸緣的進一步發(fā)展,所以被動陸緣體系也是造山帶的重要組成部分。被動陸緣的沉積與火山建造總的趨勢是:由大陸的、穩(wěn)定類型組合向大洋的、非穩(wěn)定類型組合演化,火山巖組合由偏堿性、鈣堿性,向拉班質(zhì)、雙峰式組合演化。(這五種俯沖造山帶類型)日本島弧型表現(xiàn)為海溝不斷后退,島弧不斷增長,不同時代的俯沖雜巖體由內(nèi)而外平行成帶展布;新西蘭北島型主要特點是無海溝情況下的俯沖消減,或因走滑成因斜向俯沖引起,但弧前弧后體系卻類似于日本島弧,只是沒有表現(xiàn)出定向遷移;科迪勒拉型是一個復(fù)合俯沖帶,晚期俯沖帶疊加在早期碰撞帶之上,弧前體系發(fā)育,既有發(fā)育的俯沖雜巖,又有弧前盆地,但弧后表

46、現(xiàn)為隆起背景下的伸展和逆沖;安第斯型是底角度俯沖的代表,弧前體系不發(fā)育,島弧地塊逼近海溝,弧后不是伸展而主要表現(xiàn)為克拉通地塊向島弧之上的反向逆沖而隆起,可能是這一體制下的強大擠壓力所致;莫克蘭型是無擴張脊的殘余洋盆俯沖作用的代表,可作為板塊對接或軟碰撞的一個典型實例。2)碰撞型造山帶基本單元:a)中央核心帶 b)周緣前陸盆地 c)后陸盆地碰撞造山帶大致可分為a)島弧大陸碰撞帶;b)大陸-大陸碰撞帶。下面從這兩種分別分析一下。a)島弧大陸碰撞帶:a.a)碰撞方式:島弧與被動大陸邊緣碰撞 ;島弧與活動大陸邊緣之間的相互碰撞; 活動大陸邊緣從后面追上島弧與其碰撞;活動大陸邊緣與不活動島弧之間的碰撞b

47、) 大陸-大陸碰撞帶:b.a)碰撞帶的形成過程:大陸與大陸碰撞,一般是被動大陸邊緣與安第斯型大陸邊緣碰撞,后者仰沖于前者之上。當(dāng)二陸相接時,被動陸緣的巨厚沉積,以及安第斯型陸緣的復(fù)理石沉積,均受擠強烈變形,并向被動大陸邊緣一側(cè)逆掩推移。當(dāng)下插的大洋巖石圈俯沖已盡,由于大陸巖石圈難以整體地下潛,代之以出現(xiàn)遍及碰撞帶的斷裂與逆沖作用。在碰撞發(fā)生前,可能有一些蛇綠巖被逆沖到陸緣上,原先發(fā)育于俯沖帶處的蛇綠混雜巖體也可以在碰撞時被推擠出來,成為碰撞縫合帶的標(biāo)志。大陸和大陸碰撞也可以發(fā)生在兩個活動大陸邊緣之間的碰撞。b.b)碰撞帶的基本特征:【1、】年輕大陸大陸碰撞帶總是構(gòu)成宏偉褶皺山系,一方面地勢高聳

48、,另方面莫霍面下凹,形成山根,地殼厚度顯著增大?!?、】脆硬的巖石圈(地殼)上層可以沿某些較熱、較軟的層拆離開,形成薄的巖石圈板片或地殼板片,并發(fā)生滑移【3、】早期縫合和晚期縫合:大陸碰撞并非同時發(fā)生。突出地段早期縫合,變形強烈,有時發(fā)育與縫合帶高角度相交的撞擊裂谷,凹入部分則晚期縫合,變形較弱,可能發(fā)育與縫合帶高角度相交的坳拉槽?!?、】巖漿活動:大陸碰撞帶地殼巨厚、山根極深,有利于地殼硅鋁物質(zhì)重熔,或形成再生花崗巖巖基。碰撞帶可出現(xiàn)中酸性、中基性火山噴發(fā),但較之島弧及活動陸緣遜色。這與碰撞帶缺乏大規(guī)模的深抵軟流圈的俯沖作用有關(guān),另外,碰撞帶處于強烈的擠壓應(yīng)力場,張性斷裂較少,也不利于巖漿通

49、達地表?!?、】變質(zhì)作用:沿大陸碰撞帶,由于板片沖掩、剪切生熱,以及花崗巖漿的形成,可導(dǎo)致中壓和低壓變質(zhì)作用。在碰撞帶大規(guī)?;淄聘搀w下,有時可見到藍片巖變質(zhì)作用。在大陸碰撞帶,雙變質(zhì)帶一般不發(fā)育【6、】構(gòu)造變形:在大陸碰撞縫合過程中,可構(gòu)成廣闊的變形帶。推覆體和逆沖斷層逐漸由縫合帶向前陸方向遷移,依次形成越來越新的推覆體和逆沖斷層。這標(biāo)志著造山運動從褶皺山系內(nèi)帶向外帶遷移,伴隨著磨拉石堆積向外帶遷移?!?、】沉積作用:大陸碰撞帶作為大洋關(guān)閉的結(jié)果,常見大陸邊緣以及大洋區(qū)的各種沉積物。大部分洋底沉積物可能已在俯沖過程中潛沒消失了,那些尚未俯沖潛沒的洋底沉積物多以混雜巖形式賦存于縫合帶上。在大陸

50、碰撞階段,典型的沉積作用主要發(fā)生在褶皺山系的山前盆地和山間盆地中。隨著褶皺山系的強烈抬升,剝蝕作用盛行,年輕山系必然被巨厚的磨拉石沉積所環(huán)繞。山前磨拉石形成的速度和厚度反映了山地上升的速度和高度。3)陸內(nèi)造山帶分布特征:陸內(nèi)造山帶形成時地殼-巖石圈類型是大陸型地殼構(gòu)造變形:陸內(nèi)造山帶為多條主干逆掩斷層組成的大規(guī)模逆沖推覆構(gòu)造系統(tǒng),在幾何形態(tài)上表現(xiàn)為后端厚前端薄的構(gòu)造楔形體,構(gòu)造楔形體基本上由位于造山帶前緣的薄皮構(gòu)造和位于造山帶根部的厚皮構(gòu)造兩部分組成。變質(zhì)作用:陸內(nèi)造山帶動力變質(zhì)作用以出現(xiàn)高壓變質(zhì)巖為特征,并常以帶狀形式分布于主逆沖斷層附近,多以似層狀或透鏡狀賦存于圍巖之中巖漿活動:陸內(nèi)造山帶

51、沒有標(biāo)志殘余洋殼的蛇綠巖和遠洋沉積;沒有安山質(zhì)火山巖及其相應(yīng)的侵入巖,基本上為中上地殼部分熔融的產(chǎn)物,表現(xiàn)為酸性巖石組合和鈣堿性巖石系列,并且在造山過程中具有分期演化的特征,往往構(gòu)造活動最強烈的時期巖漿巖更偏酸性沉積組合:陸內(nèi)造山帶的磨拉石沉積組合,分布于造山帶的各個構(gòu)造單元,且在造山過程中的每次強烈活動都會留下磨拉石沉積組合的記錄,表現(xiàn)出分期演化的特征。(動力學(xué)機制三種)a:內(nèi)陸造山說:陸內(nèi)造山帶起源于古老陸塊上沿薄弱地帶發(fā)育的古裂陷槽,即克拉通話結(jié)束較晚,三個階段:巖石圈在上涌地幔的作用下伸展;地幔巖石圈不斷分異出玄武巖漿,殘留的地幔巖石圈拆離下沉;拆沉作用導(dǎo)致地殼相互重疊而造山,地幔巖石

52、圈繼續(xù)部分熔融導(dǎo)致后造山期花崗巖侵位及表層的逆沖推覆。b: 地幔柱上升說:陸內(nèi)造山帶的成因與深部的地幔柱活動有關(guān)。地幔柱的上升和地幔柱頭的上頂,在陸內(nèi)造山帶的形成過程中都起到了重要作用。地幔柱的上頂,引起地表隆升和放射狀張裂的發(fā)育,產(chǎn)生的穹窿可達上千平方千米;地幔柱的上升,引起巖石圈地幔發(fā)生局部熔融,導(dǎo)致拆沉作用的發(fā)生,并由此派生出大陸板塊內(nèi)部的俯沖以及其他較強烈的構(gòu)造變形和巖漿活動,熔融的巖漿向上侵位引起巖石圈上部放射狀張裂的繼續(xù)活動。c: 板塊碰撞的遠程效應(yīng)說:在板塊碰撞的遠程效應(yīng)影響下,陸內(nèi)先前形成的造山帶發(fā)生C型俯沖,造山帶的山根因拆沉作用而丟失,引發(fā)造山帶的快速均衡回跳,并使地表的構(gòu)

53、造體制從擠壓狀態(tài)變?yōu)樯煺範(fàn)顟B(tài),導(dǎo)致造山帶塌陷和造山侵蝕作用的發(fā)生。由于造山帶抬升速度快,且抬升幅度可達幾千米或更多,導(dǎo)致強烈侵蝕作用的發(fā)生,其結(jié)果使深部的變質(zhì)巖系被剝露地表。(5)了解全球造山帶類型及特征。(內(nèi)容較多,大家看課件)環(huán)太平洋帶 特提斯帶 烏拉爾-蒙古造山帶 北大西洋造山帶 北冰洋造山帶09 盆地及其特征(1)掌握沉積盆地、弧前盆地、弧后盆地、前陸盆地、克拉通盆地、活動大陸邊緣、被動大陸邊緣、海溝、增生楔、雙變質(zhì)帶、裂陷槽的基本概念弧前盆地:弧前盆地位于島弧和海溝之間, 由于在俯沖過程中, 增生楔狀體不斷擴大或俯沖帶的后退, 使弧間巖石圈撓曲而下沉, 形成一個巨大的坳陷, 稱之為弧

54、前盆地。 弧后盆地:弧后盆地位于島弧后面向著大陸的一側(cè),發(fā)育于B型俯沖的俯沖板塊上。若俯沖速度加快,可使軟流圈加熱增溫,從而在弧后地區(qū)誘發(fā)小型熱對流,使部分上地幔物質(zhì)底劈上升流動,上部巖石圈產(chǎn)生拉張效應(yīng),形成弧后盆地。前陸盆地是指位于造山帶和穩(wěn)定克拉通之間的、由造山帶沖斷席負荷引起撓曲沉降而形成的沉積單元。海溝:海溝是巖石圈板塊的匯聚型板塊邊界(消亡邊界),大洋巖石圈板塊在此俯沖、消亡。主要分布于環(huán)太平洋地區(qū),也見于印度尼西亞之西的印度洋和加勒比海域。在太平洋西部和印度洋,海溝與島弧平行排列;在太平洋東部,海溝與陸緣火山鏈相伴隨。增生楔:增生楔為俯沖的大洋板塊從海溝下潛時被上盤板塊刮削下來的沉

55、積蓋層和洋殼碎片,連同原地深海沉積物堆積到海溝的向陸側(cè)而成??死ǎ╟raton)指地殼上已經(jīng)達到穩(wěn)定,并在漫長的地質(zhì)歷史時期(至少古生代以來)已很少受到變形的部分??死ㄅ璧兀涸诳死ɑA(chǔ)上形成的面積廣泛、形狀不規(guī)則、沉降速率相對較慢并以坳陷為主要特征的沉積層序。沉積盆地是指地球歷史上長期處于沉積狀態(tài)并被厚層沉積物充填的盆地裂陷槽(又稱拗拉槽,拗拉谷)指地質(zhì)歷史時期發(fā)育的張裂構(gòu)造,是大規(guī)模剛性塊體上形成的槽狀拗陷。大陸裂谷的演化,并非都能最后發(fā)展為大洋裂谷,也可能裂谷發(fā)展終止于陸間裂谷階段??梢孕纬纱笮蜕钏璧兀罱K完全被沉積物所填充。被動大陸邊緣:又稱大西洋型大陸邊緣,即通常所說的穩(wěn)定大陸

56、邊緣,構(gòu)造上長期處于相對穩(wěn)定狀態(tài)的大陸邊緣。其地殼是洋殼到陸殼的過渡,大陸和海洋位于同一剛性巖石圈板塊內(nèi)的過渡帶。它沒有海溝俯沖帶,早期裂開階段位于板塊內(nèi)部,隨后被動地隨著裂開的板塊而移動,故無強烈地震、火山和造山運動;它以生成巨厚的淺海相沉積、巖漿活動微弱和地層基本上未遭變形而與活動大陸邊緣形成鮮明對照?;顒哟箨戇吘墸河址Q主動大陸邊緣、太平洋型大陸邊緣,洋陸匯聚、大洋板塊向毗鄰大陸板塊之下俯沖消減形成的強烈。包括海溝、弧溝間隙(非火山外弧和弧前盆地)、火山弧和弧后盆地等構(gòu)造單元。其中海溝是俯沖洋殼開始下插的地方;從它上面刮削下來的深海沉積和洋殼碎片組成混雜堆積,聚集在上盤板塊并形成外弧;下插

57、洋殼隨著深度增加發(fā)生部分熔融形成巖漿,并上升到淺部而成為火山弧雙變質(zhì)帶:島弧區(qū)常有變質(zhì)巖帶出現(xiàn)。島弧外側(cè)為高壓低溫型變質(zhì)帶,內(nèi)側(cè)為高溫低壓型變質(zhì)帶,兩條變質(zhì)帶因受傾斜的震源帶控制而相互平行,稱雙變質(zhì)帶(2)了解盆地分類原則,掌握常用盆地類型(掌握以下四種1)裂陷構(gòu)造環(huán)境 2)聚斂構(gòu)造環(huán)境3)走滑斷裂構(gòu)造環(huán)境4)克拉通構(gòu)造環(huán)境,這些都在課件上,大家認真看看)(3)理解并掌握前陸盆地結(jié)構(gòu)及特征前陸盆地:1)分布位置:造山帶與克拉通之間;2)地殼性質(zhì):以陸殼為基底;3)動力學(xué)機制:擠壓構(gòu)造負荷引起撓曲沉降是盆地形成主要原因;4)平面展布:帶狀展布,縱向范圍相當(dāng)于相鄰造山帶前緣的沖斷-褶皺的長度;5)形態(tài)特征:不對稱 前陸盆地系統(tǒng): a、前陸盆地系統(tǒng)是在造山帶與毗鄰克拉通之間沉積物堆積的潛在地區(qū)b、由四個分隔的構(gòu)造沉積帶組成:逆沖楔頂部帶、前淵帶、前隆

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