大地構(gòu)造分析基礎(chǔ)

大地構(gòu)造分析基礎(chǔ)第1頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月教學(xué)參考書(shū)

車(chē)自成大地構(gòu)造學(xué)概論，1987，陜西科技出版社黃幫強(qiáng)等大地構(gòu)造學(xué)基礎(chǔ)及中國(guó)區(qū)域構(gòu)造概要地質(zhì)出版社1984

K.C康迪板塊構(gòu)造與地殼演化地質(zhì)出版社1984萬(wàn)天豐，2004.中國(guó)區(qū)域大地構(gòu)造學(xué)，車(chē)自成，劉良，羅京海，2002.中國(guó)及鄰區(qū)區(qū)域大地構(gòu)造學(xué).科學(xué)出版社.馬宗晉等.地球構(gòu)造與動(dòng)力學(xué).廣東科技出版社.相關(guān)文獻(xiàn)資料大地構(gòu)造分析——緒論第2頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月課程總體安排理論與術(shù)語(yǔ)體系（基礎(chǔ)）研究方法（思維）基本輪廓需掌握內(nèi)容基本概念、基本理論、基本方法主要巖石圈構(gòu)造類(lèi)型基本特征中國(guó)主要區(qū)域構(gòu)造單元基本地質(zhì)特征第3頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月教學(xué)內(nèi)容概論大地構(gòu)造分析基礎(chǔ)固體地球的物理性質(zhì)大地構(gòu)造分析中的巖石學(xué)問(wèn)題傳統(tǒng)大地構(gòu)造學(xué)理論造山帶與地槽克拉通與地臺(tái)現(xiàn)代大地構(gòu)造學(xué)理論與方法大陸漂移－海底擴(kuò)張－板塊構(gòu)造大陸動(dòng)力學(xué)中國(guó)大地

構(gòu)造分析中國(guó)造山帶－克拉通中國(guó)板塊構(gòu)造中國(guó)大地構(gòu)造－地貌第4頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月教學(xué)方式授課與文獻(xiàn)查閱緊密結(jié)合典型性與全面性的結(jié)合第5頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造分析——緒論一大地構(gòu)造學(xué)研究的對(duì)象和任務(wù)1.來(lái)源：出自于希臘語(yǔ)(Τεκτουικοξ)——（上層）建筑

Tectonics，Geodynamics19世紀(jì)中葉（Naumnn.1850）－地殼的組成和結(jié)構(gòu)20世紀(jì)初發(fā)展成為地質(zhì)學(xué)中的一門(mén)分支學(xué)科

第6頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

露頭尺度區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造大地構(gòu)造顯微構(gòu)造小構(gòu)造大構(gòu)造構(gòu)造尺度的劃分特定地區(qū)例如龍門(mén)山地區(qū)整個(gè)巖石圈甚至整個(gè)地球鏡下手標(biāo)本和野外露頭第7頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造分析——緒論一大地構(gòu)造學(xué)研究的對(duì)象和任務(wù)狹義(傳統(tǒng))概念：研究地殼構(gòu)造發(fā)生、發(fā)展、演化及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。側(cè)重構(gòu)造特征和構(gòu)造發(fā)展史的研究，以地質(zhì)歷史分析方法為主，涉及范圍限于地殼(表面)和大陸。第8頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造分析——緒論一、大地構(gòu)造學(xué)研究的對(duì)象和任務(wù)2.學(xué)科特點(diǎn)（性質(zhì)）（1）區(qū)域性強(qiáng)（2）歷史性強(qiáng)（3）綜合性強(qiáng)3.課程性質(zhì)：綜合性很強(qiáng)的地質(zhì)專(zhuān)業(yè)課，涉及面廣（包括基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)及相關(guān)學(xué)科）4.概念(廣義)：研究地殼和上地幔(巖石圈)結(jié)構(gòu)、組成、構(gòu)造特征及其演化、成因、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)的科學(xué)。第9頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造分析——緒論一、大地構(gòu)造學(xué)研究的對(duì)象和任務(wù)4.概念(廣義)：研究地殼和上地幔(巖石圈)結(jié)構(gòu)、組成、構(gòu)造特征及其演化、成因、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)的科學(xué)。大地構(gòu)造學(xué)的廣義概念擺脫了單純的構(gòu)造發(fā)展歷史分析(狹義)，以地球動(dòng)力學(xué)作為立論基礎(chǔ)，研究方法注意了地球物理、地球化學(xué)和地質(zhì)學(xué)的結(jié)合；同時(shí)注意了地球動(dòng)力作用的制約下的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地質(zhì)作用的關(guān)聯(lián)性和整體性，研究涉及的范圍更廣(全球)、更深(巖石圈)第10頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造分析——緒論一、大地構(gòu)造學(xué)研究的對(duì)象和任務(wù)理論體系活動(dòng)論的理論思想體系新全球構(gòu)造觀大陸動(dòng)力學(xué)思想第11頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造分析——緒論一、大地構(gòu)造學(xué)研究的對(duì)象和任務(wù)5.研究對(duì)象：地球表面——固體巖石圈（構(gòu)造）的各種構(gòu)造類(lèi)型、特征；

(巖石圈構(gòu)造在時(shí)空上差異的殼－幔運(yùn)動(dòng)造成的結(jié)果)。6.研究?jī)?nèi)容：巖石圈各構(gòu)造單元的沉積建造、巖漿作用、變形作用、成礦作用、構(gòu)造作用以及地球化學(xué)、地球物理特征。重塑各構(gòu)造單元大地構(gòu)造性質(zhì)及發(fā)展歷史；劃分不同巖石圈構(gòu)造類(lèi)型。

第12頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造分析——緒論一、大地構(gòu)造學(xué)研究的對(duì)象和任務(wù)7.研究意義：

理論意義——闡明一個(gè)地區(qū)乃至全球構(gòu)造運(yùn)動(dòng)規(guī)律、成因、地球起源與演化，天體演化與成因等。實(shí)踐意義——礦產(chǎn)資源形成及分布規(guī)律、地震預(yù)報(bào)、區(qū)域穩(wěn)定性評(píng)價(jià)等。

第13頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造分析——緒論二、大地構(gòu)造學(xué)研究的方法(一)歷史分析法

地質(zhì)歷史分析法（又叫歷史－構(gòu)造比較分析法）是以各種地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)資料為基礎(chǔ)，按地史發(fā)展的順序，探討不同階段大地構(gòu)造的特點(diǎn)。第14頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月以地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)等資料為基礎(chǔ)

以構(gòu)造運(yùn)動(dòng)為指導(dǎo)思想的多學(xué)科研究方法不同時(shí)期、不同構(gòu)造單元地質(zhì)綜合對(duì)比研究區(qū)域大地構(gòu)造形成演化過(guò)程及動(dòng)力學(xué)探討地層系統(tǒng)及其研究地層系統(tǒng)時(shí)空分布地層關(guān)系及其地質(zhì)事件地層研究沉積組合、結(jié)構(gòu)構(gòu)造研究沉積相環(huán)境及古地理分布沉積盆地成因分析沉積作用研究幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)研究流變學(xué)研究構(gòu)造序列及年代學(xué)研究構(gòu)造動(dòng)力學(xué)研究構(gòu)造作用研究巖漿組合及系列巖漿作用方式及動(dòng)力巖漿作用構(gòu)造環(huán)境巖漿作用研究變質(zhì)巖組合及關(guān)系變質(zhì)溫壓及PTt軌跡變質(zhì)作用及構(gòu)造背景變質(zhì)作用研究典型礦床地質(zhì)地球化學(xué)礦床成礦系列研究成礦動(dòng)力學(xué)研究成礦作用研究地質(zhì)作用研究區(qū)域地球化學(xué)研究不同巖石組合地球化學(xué)特征構(gòu)造環(huán)境示蹤信息地球化學(xué)研究地球物理場(chǎng)縱橫向特征研究地表及深部結(jié)構(gòu)構(gòu)造研究地球物理研究區(qū)域大地構(gòu)造研究基本方法第15頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造分析——緒論二、大地構(gòu)造學(xué)研究的方法1.沉積巖相、建造分析沉積建造：泛指在一定構(gòu)造背景條件下，當(dāng)?shù)貧ぐl(fā)展到某一階段時(shí)所形成的一套具有特定巖相組合的沉積巖系。

地層發(fā)育、巖性、巖相、厚度、接觸關(guān)系以及它們?cè)诳臻g和時(shí)間的變化，恢復(fù)古地理面貌、古氣候、隆起、拗陷、地殼沉降幅度與速度、構(gòu)造狀況以及演化歷史。通過(guò)對(duì)地層沉積特征及其演變的研究，推斷地層形成的大地構(gòu)造背景(環(huán)境)、性質(zhì)和演化，相應(yīng)的方法稱(chēng)之為歷史大地構(gòu)造分析方法，相應(yīng)的學(xué)科稱(chēng)之為歷史大地構(gòu)造學(xué)。第16頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造分析——緒論二、大地構(gòu)造學(xué)研究的方法(一)歷史分析法2巖漿與巖漿作用巖漿

是局部形成于地殼深部或上地幔的軟流圈，以硅酸鹽為主要成分的、熾熱、粘稠并富含揮發(fā)分的熔融體。其實(shí)是熔融的硅酸鹽巖石。經(jīng)過(guò)巖漿熔融之后，再冷凝下來(lái)的巖石，都叫做巖漿巖（也稱(chēng)火成巖）。按照硅酸鹽中SiO２含量的多少，巖漿可分為四種基本類(lèi)型：即酸性巖漿（SiO２65％），中性巖漿（SiO２65～52％），基性巖漿（SiO２52～45％），超基性巖漿（SiO２45％）。酸性巖漿中，由于SiO２高，硅氧四面體鏈較多，使巖漿粘度（）較大，不易于流動(dòng)，常起源于地殼下部?；曰虺詭r漿，SiO２含量低，巖漿粘滯度（）則小，巖漿顯得易于流動(dòng)，常起源于巖石圈下部或軟流圈。第17頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造分析——緒論二、大地構(gòu)造學(xué)研究的方法(一)歷史分析法3.構(gòu)造變動(dòng)(形)分析

從地層接觸關(guān)系和褶皺、斷裂類(lèi)型，確定構(gòu)造運(yùn)動(dòng)時(shí)期、強(qiáng)度、影響范圍，劃分出大地構(gòu)造發(fā)展歷史，重塑地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)史。第18頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造分析——緒論二、大地構(gòu)造學(xué)研究的方法(一)歷史分析法4變質(zhì)作用變質(zhì)作用占巖石圈體積大部分。變質(zhì)作用是指在巖石圈特定的環(huán)境中，由于溫度、壓力或流體作用的影響，使原巖在基本上為固態(tài)條件下，發(fā)生物質(zhì)成分與結(jié)構(gòu)、構(gòu)造變化。由變質(zhì)作用所形成的新巖石稱(chēng)為變質(zhì)巖。所謂原巖，可以是三大類(lèi)巖石中的任何一種，一旦它們所處的物理、化學(xué)環(huán)境與原來(lái)不同，在一定的溫度、壓力或流體影響下就可發(fā)生變質(zhì)作用。引起變質(zhì)作用的因素主要為溫度、靜巖壓力、構(gòu)造應(yīng)力及各類(lèi)流體。變質(zhì)作用的溫度范圍從150～200℃，直到700～900℃，壓力可以從上百兆帕斯卡到上千兆帕斯卡，流體以H２O與CO２為主，溶解了許多易揮發(fā)的物質(zhì)及SiO２等許多礦物質(zhì)。第19頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造分析——緒論二、大地構(gòu)造學(xué)研究的方法(一)歷史分析法5.成礦作用分析從礦產(chǎn)類(lèi)型和特征、成礦時(shí)期、圍巖類(lèi)型以及空間等分析，確定成礦作用與各種地質(zhì)作用的關(guān)系及其大地構(gòu)造背景。6.地球物理探測(cè)資料分析地殼與上地慢的重力、磁力和熱流，震源分布和電導(dǎo)率的變化。7.地球化學(xué)資料分析研究不同地區(qū)地殼與上地慢各種化學(xué)元素、同位素的時(shí)空變化同地殼與上地慢對(duì)比等。第20頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造分析——緒論二、大地構(gòu)造學(xué)研究的方法(二).力學(xué)分析法地質(zhì)力學(xué):

70年代以來(lái)，研究地殼伸長(zhǎng)、縮短和大型平移中，應(yīng)用礦物的構(gòu)造效應(yīng)、晶格位錯(cuò)和構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)及有關(guān)實(shí)驗(yàn)?zāi)M等。研究運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的重要輔助手段。

地球自轉(zhuǎn)速率變化推動(dòng)全球構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的可能性（王仁，何國(guó)琦，王永法，國(guó)際交流地質(zhì)學(xué)術(shù)論文集，地質(zhì)出版社，1980年5月）王仁等進(jìn)行軸對(duì)稱(chēng)計(jì)算，認(rèn)為粘性應(yīng)力（涉及到粘度系數(shù)）松弛后，應(yīng)力數(shù)量級(jí)為100kg/cm，仍能推動(dòng)地殼運(yùn)動(dòng)。第21頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造分析——緒論二、大地構(gòu)造學(xué)研究的方法(三).地球物理方法1.地震法2.重力法3.磁法4.電法5.熱流法

第22頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造分析——緒論二、大地構(gòu)造學(xué)研究的方法(四).大地構(gòu)造研究中的其它方法1.遙感遙測(cè)2.高溫高壓試驗(yàn)3.數(shù)理統(tǒng)計(jì)和電算4.深海鉆探5.行星類(lèi)比第23頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造分析——緒論三、大地構(gòu)造學(xué)發(fā)展動(dòng)向(五).大地構(gòu)造的研究動(dòng)向

國(guó)際地科聯(lián)、國(guó)際大地測(cè)量協(xié)會(huì)和地球物理聯(lián)合會(huì)（1959年）開(kāi)展了三個(gè)計(jì)劃：

1.1959－1969地球物理年

2.1960－1970國(guó)際上地幔計(jì)劃

3.1970－1979國(guó)際地球動(dòng)力學(xué)計(jì)劃

板塊學(xué)說(shuō)就是國(guó)際間協(xié)作的顯著成果。

巖石圈計(jì)劃是國(guó)際地科聯(lián)、國(guó)際大地測(cè)量協(xié)會(huì)和地球物理聯(lián)合會(huì)（1980－1989年）開(kāi)展的第四個(gè)計(jì)劃。

青藏高原和雅魯藏布江縫合帶，中國(guó)東部濱太平洋構(gòu)造和古亞洲斷裂構(gòu)造等方面，是板塊構(gòu)造解釋的關(guān)鍵所在。第24頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造分析——緒論三、大地構(gòu)造學(xué)發(fā)展動(dòng)向(五).大地構(gòu)造的研究動(dòng)向1.深部物理性質(zhì)研究——深部物質(zhì)組成及運(yùn)動(dòng)、全球構(gòu)造動(dòng)力來(lái)源2.深部構(gòu)造及構(gòu)造性質(zhì)研究——深部斷裂、性質(zhì)3.大陸動(dòng)力學(xué)研究——大陸內(nèi)部造山帶及動(dòng)力來(lái)源研究第25頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造分析——緒論三、大地構(gòu)造學(xué)發(fā)展動(dòng)向4.超越板塊構(gòu)造

（BeyondPlateTectonics）第26頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造分析——緒論三、大地構(gòu)造學(xué)發(fā)展動(dòng)向超越板塊構(gòu)造產(chǎn)生背景(1)對(duì)大陸地質(zhì)的研究，大批的高精度定量數(shù)據(jù)的涌現(xiàn)和相關(guān)理念的長(zhǎng)足進(jìn)步，例如：地表位移：以全球定位系統(tǒng)(GPS)和合成孔徑干涉雷達(dá)(InSAR)為手段的大地測(cè)量技術(shù)

深部結(jié)構(gòu)：地震層析技術(shù)

時(shí)間約束：精確的熱年代學(xué)測(cè)年技術(shù)和宇宙成因同位素測(cè)年技術(shù)等。第27頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造分析——緒論三、大地構(gòu)造學(xué)發(fā)展動(dòng)向超越板塊構(gòu)造產(chǎn)生背景(2)作為地質(zhì)科學(xué)帶頭學(xué)科的大地構(gòu)造學(xué)面臨著新的發(fā)展機(jī)遇，出現(xiàn)一些新的學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn)：大陸地質(zhì)構(gòu)造理論的創(chuàng)新(涉及造山帶形成的深部機(jī)制，力學(xué)過(guò)程，地殼和巖石圈地幔結(jié)構(gòu)等)大地構(gòu)造與人類(lèi)居住環(huán)境關(guān)系(比如，構(gòu)造與氣候以及地球表面過(guò)程相互作用關(guān)系)的研究大地構(gòu)造演化對(duì)生物演進(jìn)的制約研究地震發(fā)生與長(zhǎng)期巖石圈構(gòu)造變形的關(guān)系研究等.

第28頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造分析——緒論三、大地構(gòu)造學(xué)發(fā)展動(dòng)向(3)大陸地質(zhì)研究的深入對(duì)傳統(tǒng)板塊構(gòu)造理論在解釋大陸地質(zhì)方面提出質(zhì)疑和挑戰(zhàn)。比如：

兩個(gè)大陸間的大洋板塊俯沖消減之后,兩相碰撞的大陸塊體的地殼部分和其深部會(huì)采取什么方式繼續(xù)造山活動(dòng)

深部過(guò)程和拆沉與底侵作用在大陸造山過(guò)程中的效應(yīng)

大陸中、下地殼的相對(duì)強(qiáng)度

大陸變形所采取的力學(xué)方式及物理化學(xué)機(jī)制超越板塊構(gòu)造產(chǎn)生背景第29頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造分析——緒論三、大地構(gòu)造學(xué)發(fā)展動(dòng)向

因此，美國(guó)的一批構(gòu)造地質(zhì)學(xué)家和大地構(gòu)造學(xué)家根據(jù)地球科學(xué)發(fā)展的潮流，于2002年9月在美國(guó)科羅拉多州丹佛市召開(kāi)了題為“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)和大地構(gòu)造學(xué)的新航程(Newdeparturesinstructuralgeologyandtectonics)”的構(gòu)造研討會(huì)。在此次研討會(huì)中。美國(guó)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)家和大地構(gòu)造學(xué)家在相繼提出大陸動(dòng)力學(xué)和21世紀(jì)地質(zhì)科學(xué)基礎(chǔ)研究的機(jī)遇等基礎(chǔ)上。首次明確指出板塊構(gòu)造理論模式不適合于大陸地質(zhì)。并提出超越板塊構(gòu)造（BeyondPlateTectonics）概念。第30頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造分析——緒論三、大地構(gòu)造學(xué)發(fā)展動(dòng)向提出當(dāng)代大地構(gòu)造學(xué)所面臨的4個(gè)重大課題（超越板塊構(gòu)造研究的方向）(1)板塊構(gòu)造:流變學(xué)與大陸造山作用;(2)丟失的聯(lián)結(jié):從地震到造山作用;(3)大地構(gòu)造、氣候和地表系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)相互作用;(4)地球和生命的協(xié)同演化第31頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——固體地球的物理性質(zhì)

固體地球的物理性質(zhì)——（形狀、大小、密度、壓力、溫度、放射性、磁性、電性、彈塑性等）一、地球的彈塑性——地震1.彈塑性的表現(xiàn)彈性表現(xiàn)：傳播地震波；固體潮塑性表現(xiàn)：旋轉(zhuǎn)橢球；褶皺等第32頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、地球的彈塑性——地震2.地震波類(lèi)型縱波（P）體波橫波（S）－剪切波(水平＋垂直)地震波(彈性)駐波(自由震蕩)面波(體波折射派生的分界面或表面

傳播的波)波速與密度和彈性關(guān)系：Vp＝√（k＋4/3μ）/ρ；

Vs＝√μ/ρ

（ρ：密度，k：體變模數(shù)，μ：切變模數(shù)）大地構(gòu)造基礎(chǔ)——固體地球的物理性質(zhì)第33頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——固體地球的物理性質(zhì)一、地球的彈塑性——地震3.地球的主要分層1)按地震波速度和速度梯度變化——

地殼

地幔（上地幔、過(guò)渡帶、下地幔）地核（外核、過(guò)渡層、內(nèi)核）2)按地震波速度反映的物質(zhì)狀態(tài)——

巖石圈、軟流圈、中間圈第34頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月康拉德界面莫霍面（Moho）地球分層結(jié)構(gòu)及巖石圈分層性第35頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——固體地球的物理性質(zhì)一、地球的彈塑性——地震3.地球的主要分層第36頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——固體地球的物理性質(zhì)一、地球的彈塑性——地震4.巖石圈的主要性質(zhì)地殼＋上地幔的剛性頂蓋，脆性固體的強(qiáng)硬外殼，由結(jié)晶巖石組成，厚50～150km，大陸地盾（克拉通）區(qū)厚110～150km；大洋中厚20～80km，洋中脊僅20～30km，地球的主要變形圈層——構(gòu)造圈。第37頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)巖石圈含義的不同理解力學(xué)的巖石圈

彈性或繞曲的巖石圈，相對(duì)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(gè)熱傳導(dǎo)梯度的地球的冷外層，計(jì)算厚度約100km地震波的巖石圈大地構(gòu)造基礎(chǔ)——固體地球的物理性質(zhì)第38頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月地震波的巖石圈

地震發(fā)生或人工爆炸時(shí)，能量就會(huì)以彈性波的形式向各個(gè)方向傳播，并通過(guò)折射和反射先后到達(dá)地面接收點(diǎn)。由于地震波傳播速度取決于地球介質(zhì)的彈性和密度，接收點(diǎn)所獲得的不同波速就反映了地球內(nèi)部介質(zhì)的性質(zhì)和組成，因此地球內(nèi)部的分層（殼、幔、核及巖石圈等）就是這樣確定的。當(dāng)?shù)厍騼?nèi)部的物質(zhì)組成和性質(zhì)發(fā)生突然變化時(shí)，地震波就表現(xiàn)出突變和不連續(xù)性，構(gòu)成不連續(xù)面（震波間斷）。巖石圈底界就是一個(gè)地震波不連續(xù)面，其下波速降低——低速層，或者稱(chēng)之為軟流圈。界面深度在年輕大洋下不到45km，大陸下約為150km。大地構(gòu)造基礎(chǔ)——固體地球的物理性質(zhì)第39頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——固體地球的物理性質(zhì)二、地殼的結(jié)構(gòu)類(lèi)型依據(jù)厚度、結(jié)構(gòu)和組成（成分）的差異劃分三類(lèi)1.大陸型地殼（具有雙層結(jié)構(gòu)）平均厚度：30～50km，最厚70km雙層結(jié)構(gòu)：上層10～20km，Vp＝5.5～6.4km/s，

硅鋁（花崗質(zhì)，SiO2＞69％）───康拉德面───下層15～25km，Vp＝6.5～7.2km/s，

硅鎂（玄武質(zhì)，SiO2≤53％）安山質(zhì)

SiO2＝53~69％

第40頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——固體地球的物理性質(zhì)二、地殼的結(jié)構(gòu)類(lèi)型2.大洋型地殼（缺乏硅鋁層，幾乎全為硅鎂層）厚度5～15km，成分為硅鎂質(zhì)結(jié)構(gòu)：上層：0～1km，Vp＝2～2.2km/s，

未固結(jié)沉積層中層：0～2.0km，Vp＝4.5～5.5km/s，

玄武質(zhì)層下層：Vp＝6.5～7.7km/s，

橄輝質(zhì)層玄武質(zhì)層

SiO2＜53％）

第41頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——固體地球的物理性質(zhì)二、地殼的結(jié)構(gòu)類(lèi)型3.過(guò)渡性地殼（大陸/大洋之間過(guò)渡類(lèi)型）（1）次大陸型（大西洋型）－指被動(dòng)大陸邊緣，大陸/大洋地殼呈過(guò)渡，硅鋁層呈楔型尖滅（2）次大洋型（太平洋型）－指活動(dòng)大陸邊緣，大陸/大洋地殼呈疊覆邊緣海：平均厚10～15km，具地塹、地壘結(jié)構(gòu)，沉積層薄島?。?～35km，火山巖層堆積于大洋地殼之上（千島群島），但大多數(shù)有大陸地殼結(jié)構(gòu)（日本島）內(nèi)陸海：15～25km，有較厚的沉積物，屬下沉了的大陸殼第42頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月地殼地幔典型大陸和大洋區(qū)巖石圈的特征對(duì)比(巖漿活動(dòng)與天然超深鉆直接取樣)大陸克拉通區(qū)巖石圈厚度大地殼年齡老金伯利巖活動(dòng)VS.

大洋區(qū)巖石圈厚度小洋殼年齡新玄武巖漿噴發(fā)第43頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大陸巖石圈構(gòu)造研究中幾個(gè)需要思考的方面(一)大陸板塊與大洋板塊的物性差異1.大洋巖石圈板塊呈剛性特征,而大陸巖石圈具有非剛性特征,相對(duì)于大洋巖石圈板塊,大陸巖石圈板塊在強(qiáng)度上要軟弱一些.2.相對(duì)大洋板塊而言,大陸巖石圈的組成和物性變化很大,不像大洋板塊具有上述物質(zhì)組成的相對(duì)均一性,大陸巖石圈的組成缺乏一個(gè)共同的成因方式.大陸巖石圈的組成上部是由非均一成分和具有復(fù)雜構(gòu)造和熱演化史的不同塊體拼合而成,因而它們具有不同的強(qiáng)度.大陸下地殼的性質(zhì)因地而異,不同的性質(zhì)造成了復(fù)雜多樣的效應(yīng)與結(jié)果。大地構(gòu)造基礎(chǔ)——固體地球的物理性質(zhì)第44頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大陸巖石圈構(gòu)造研究中幾個(gè)需要思考的方面(二)大陸下地殼與地幔的相對(duì)強(qiáng)度目前,地殼和地幔的強(qiáng)度對(duì)巖石圈性質(zhì)所作的貢獻(xiàn)的相對(duì)大小仍不清楚.軟弱的和富含流體的下地殼的想法在過(guò)去15年間主導(dǎo)了大陸構(gòu)造研究.即大陸巖石圈的“三明治”或“五明治”結(jié)構(gòu)。然而,現(xiàn)在新的研究認(rèn)為大陸巖石圈是由軟弱的中地殼和強(qiáng)的下地殼組成,并且下地殼的強(qiáng)度可能超過(guò)其下伏的地幔。這些論點(diǎn)是基于由地震分布和地形負(fù)載的彈性厚度作出的推斷。因?yàn)槿狈ζ渌糇C，這樣的推斷是間接的并具有假定性。大地構(gòu)造基礎(chǔ)——固體地球的物理性質(zhì)第45頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大陸構(gòu)造研究中幾個(gè)需要思考的方面（三）大陸變形的流變學(xué)特點(diǎn)由于大陸與大洋板塊力學(xué)性質(zhì)的差異,導(dǎo)致了它們構(gòu)造變形的不同.大洋板塊表現(xiàn)了在俯沖帶的相對(duì)單一的消減作用,采取的主要是剛性的變形方式.而大陸的非剛性特點(diǎn),造成了寬廣的大陸造山帶內(nèi)廣布式變形和內(nèi)部構(gòu)造,主要表現(xiàn)為流變學(xué)行為與方式.除了考慮介質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì)之外,流變學(xué)研究將時(shí)間因素引入變形力學(xué).從廣義上講,流變學(xué)包含了所有隨時(shí)間變化的變形力學(xué).而流變學(xué)行為即是在時(shí)間因素起作用的條件下的變形方式.在應(yīng)力保持不變的的條件下,變形強(qiáng)度隨時(shí)間增強(qiáng).這一變形的力學(xué)方式是大陸與大洋板塊變形的最大不同。近期研究已經(jīng)揭示,造山帶的深部結(jié)構(gòu)整體上往往呈雙向俯沖構(gòu)造扇形。大地構(gòu)造基礎(chǔ)——固體地球的物理性質(zhì)第46頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月兩種可能模型：1、大陸地幔巖石圈相對(duì)強(qiáng)硬,因此它以板塊形式消減,而軟弱的、具浮力的地殼被遺留在后形成加厚的造山帶2、大陸地幔巖石圈軟弱，行為更像流體.地?；亓骺赡芫砣肓艘粋€(gè)穩(wěn)定的對(duì)稱(chēng)或非對(duì)稱(chēng)的下降流,或者幕次式的水滴狀回流。陸—陸碰撞的不同地?；亓鞣绞降臄?shù)字模型大陸巖石圈地幔以板塊方式俯沖消減;具有幕次式的水滴狀脈動(dòng)的對(duì)稱(chēng)回流.第47頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（四）大陸巖石圈變形中的流體作用大陸變形中的流體作用值得重視,因?yàn)榇箨憥r石圈與流體和熔體的相互作用可以大大改變其流變學(xué)結(jié)構(gòu),而我們對(duì)流體存在的效應(yīng)和作用過(guò)程還知之甚少.最近,人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到橄欖石中微量含水組分對(duì)改變大洋巖石圈流變學(xué)行為的重要性.在裂谷環(huán)境中熔體里水的析出導(dǎo)致了大洋巖石圈強(qiáng)度的顯著增強(qiáng).根據(jù)美國(guó)2001年“地球科學(xué)基礎(chǔ)研究的機(jī)遇”的研究,即使流體含量很小,但它在任何深度的地殼作用過(guò)程中都有較大的影響.極少量的水都會(huì)對(duì)巖石的延展性和摩擦力產(chǎn)生作用.有關(guān)研究認(rèn)為發(fā)育完整的走滑斷裂(如圣安德列斯斷裂)的內(nèi)部各帶要比典型的地殼巖石軟得多,而斷裂帶內(nèi)流體壓力的增大是這種軟弱性的可能原因.另外,脆-韌性過(guò)渡變形似乎與斷裂作用中的流體作用密切相關(guān),這種關(guān)系體現(xiàn)在影響斷層和寄主巖石的正負(fù)膨脹變形機(jī)制上.顆粒粒度減小和巖石與斷層泥的混合改變了斷層寄主系統(tǒng)的滲透性.流體遷移影響顆粒接觸部位的溶解、運(yùn)移和膠結(jié)物的沉淀.第48頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

(四)大陸巖石圈變形中的流體作用

大陸變形中的流體作用值得重視,因?yàn)榇箨憥r石圈與流體和熔體的相互作用可以大大改變其流變學(xué)結(jié)構(gòu),而我們對(duì)流體存在的效應(yīng)和作用過(guò)程還知之甚少.最近,人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到橄欖石中微量含水組分對(duì)改變大洋巖石圈流變學(xué)行為的重要性.在裂谷環(huán)境中熔體里水的析出導(dǎo)致了大洋巖石圈強(qiáng)度的顯著增強(qiáng).大地構(gòu)造基礎(chǔ)——固體地球的物理性質(zhì)第49頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

(四)大陸巖石圈變形中的流體作用根據(jù)美國(guó)2001年“地球科學(xué)基礎(chǔ)研究的機(jī)遇”的研究,即使流體含量很小,但它在任何深度的地殼作用過(guò)程中都有較大的影響.極少量的水都會(huì)對(duì)巖石的延展性和摩擦力產(chǎn)生作用.有關(guān)研究認(rèn)為發(fā)育完整的走滑斷裂(如圣安德列斯斷裂)的內(nèi)部各帶要比典型的地殼巖石軟得多,而斷裂帶內(nèi)流體壓力的增大是這種軟弱性的可能原因.另外,脆-韌性過(guò)渡變形似乎與斷裂作用中的流體作用密切相關(guān),這種關(guān)系體現(xiàn)在影響斷層和寄主巖石的正負(fù)膨脹變形機(jī)制上.顆粒粒度減小和巖石與斷層泥的混合改變了斷層寄主系統(tǒng)的滲透性.流體遷移影響顆粒接觸部位的溶解、運(yùn)移和膠結(jié)物的沉淀.大地構(gòu)造基礎(chǔ)——固體地球的物理性質(zhì)第50頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——固體地球的物理性質(zhì)三、重力1.重力：地球全部質(zhì)量產(chǎn)生的萬(wàn)有引力與地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力的向量和g＝Gm/r22.重力異常：經(jīng)校正后的重力值與同一地點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)重力之差自由空氣校正（海平校正）布格校正：觀測(cè)值－海平之間巖石吸引力（說(shuō)明均衡補(bǔ)償程度）均衡校正：均衡理論

第51頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——固體地球的物理性質(zhì)四、地磁1.古地磁

（1）剩余磁性和巖石剩余磁性（古地磁），巖石在形成時(shí)在當(dāng)?shù)氐卮艌?chǎng)的有效影響下活得的磁性，與當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐卮艌?chǎng)一致。熱剩余磁性（TRM）化學(xué)剩余磁性（CRM）沉積剩余磁性（DRM）－化學(xué)沉積作用，成巖過(guò)程中的化學(xué)作用（2）軸向地心偶極場(chǎng)定理（3）地磁極游移第52頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——固體地球的物理性質(zhì)四、地磁2反向磁化（地磁場(chǎng)倒轉(zhuǎn)）（1）機(jī)理Fe3O4→FeO·Fe2O3幾何結(jié)晶格架排列為2格亞格地球的反向旋轉(zhuǎn)熱電流假說(shuō)：70年代初，許多學(xué)者用“雙耦合發(fā)電盤(pán)”作出了解釋?zhuān)阂后w外核中，兩部線路聯(lián)通的直流發(fā)電機(jī)，在運(yùn)行過(guò)程中旋轉(zhuǎn)角速度不同，便會(huì)產(chǎn)生擾動(dòng)、系統(tǒng)電流也將發(fā)生變化，當(dāng)電流擾動(dòng)加大到一定程度時(shí)，系統(tǒng)電流就可反向流動(dòng)，從而造成磁場(chǎng)的翻轉(zhuǎn)。第53頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——固體地球的物理性質(zhì)四、地磁2反向磁化（地磁場(chǎng)倒轉(zhuǎn)）（2）反向磁化規(guī)律周期性——1～300萬(wàn)年，一般幾十萬(wàn)年過(guò)渡性——磁場(chǎng)強(qiáng)度由強(qiáng)變?nèi)踉僮儚?qiáng)第54頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——固體地球的物理性質(zhì)四、地磁2反向磁化（地磁場(chǎng)倒轉(zhuǎn)）（3）海底磁異常規(guī)律正負(fù)交替性對(duì)稱(chēng)相間性第55頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題一.巖石圈的成分1.研究手段（間接推測(cè)）（1）地球物理性質(zhì)（2）隕石及其他星球物質(zhì)成分對(duì)比（球粒隕石研

究），占隕石80％（3）地表出露的火成巖研究（4）高溫高壓實(shí)驗(yàn)（＜60km）（5）沖擊波（原子量→晶體結(jié)構(gòu)→成分）第56頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題一.巖石圈的成分2.地殼成分(總的地殼成分與陸殼平均成分接近－安山質(zhì)、閃長(zhǎng)質(zhì))第57頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題一.巖石圈的成分2.地殼成分(總的地殼成分與陸殼平均成分接近－安山質(zhì)、閃長(zhǎng)質(zhì))(1)沉積層：總體積11×109km3，SiO2低(50％)，Al2O3、CaO高，揮發(fā)分顯著偏高(S、Cl、F、Ba等)，F(xiàn)e2O3/FeO比值高。(2)陸殼上層：30×109km3，花崗質(zhì)，SiO2、堿元素(K＞Na)和稀有元素(U、Th、TR、Zr、N、Be)偏高。第58頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題一.巖石圈的成分2.地殼成分(3)陸殼下層：32×109km3，變粒巖相中基性火山巖

——閃巖。(4)大洋殼：表面不厚的沉積層(SiO2低，CaO高)洋殼上層(層2)：大洋拉斑玄武巖洋殼下層：蛇紋石化橄欖巖、輝長(zhǎng)巖、

角閃巖、堆積輝長(zhǎng)巖（大洋拉斑

玄武質(zhì)角閃輝長(zhǎng)巖）第59頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)陸殼成分結(jié)構(gòu)的新認(rèn)識(shí)

（主要針對(duì)下地殼成分）科拉半島超深鉆揭示，原預(yù)測(cè)的7km深處的康拉德面并不存在，在該深度以下仍為斜長(zhǎng)片麻巖、花崗片麻巖和角閃巖，只是隨著深度增加角閃巖夾層增多。剝露到地表的麻粒巖相下地殼成分往往以長(zhǎng)英質(zhì)片麻巖、麻粒巖為主體。很多新的火山巖攜帶的大量下地殼包體往往也以長(zhǎng)英質(zhì)片麻巖、麻粒巖為主體。因此，陸殼的下地殼成分可能仍以長(zhǎng)英質(zhì)或花崗質(zhì)成分為主。大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題第60頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題一.巖石圈的成分2.地殼成分★總的地殼成分相當(dāng)于安山－閃長(zhǎng)質(zhì)，與地幔和原始隕石比較：SiO2，堿元素（K、Na、CaO），稀有金屬元素；鐵族元素（Mg、Fe、Co、Ni、Cr）低?！锏貧て骄瘜W(xué)成分隨深度變化（自上而下）：Mg、Fe、Si增加；結(jié)構(gòu)水（H2O＋）減少。K、Na減少，K2O/Na2O、Fe2O3/FeO減少。★地殼的這些性質(zhì)說(shuō)明它是由地幔經(jīng)熔融和脫氣逐步分異出來(lái)的。第61頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題一.巖石圈的成分3.上地幔的成分★上地幔組成類(lèi)似高鈣無(wú)球粒隕石－超鎂鐵、鎂鐵質(zhì)巖石SiO2、FeO、MgO總重量（約90％）；CaO、Al2O3、Na2O約5～10％，其中Al2O3、Na2O偏低（虧損），MgO偏高（富集）★超鎂鐵質(zhì)巖（橄欖巖）、鎂鐵巖（榴輝巖－富Na單斜輝石〈綠輝石〉＋富Na石榴石〈鎂榴石〉）；

超基性巖（SiO2＜45％）≠超鎂鐵巖（橄欖石、輝石、角閃石、黑云母、金云母＞70％）第62頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題一.巖石圈的成分4.莫霍面（地震波速折射界面）厚度數(shù)千米★

相轉(zhuǎn)換界面－輝長(zhǎng)巖/榴輝巖界面；橄欖石、輝石、斜長(zhǎng)石/石榴子石、綠輝石、石英。需要10～30km過(guò)渡（但只有幾千米），地震波速折射更模糊（高熱流區(qū)）★化學(xué)不連續(xù)面－輝長(zhǎng)巖/橄欖巖界面（大洋），或者閃巖（中性高壓變粒巖）/橄欖巖、榴輝巖界面（陸殼）第63頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題一.巖石圈的成分5.低速帶（S波不傳播）計(jì)算表明：當(dāng)存在1％熔體，P波波速即降低形成低速帶，且S波即不傳播。因此，低速帶僅是地幔物質(zhì)狀態(tài)的變化，而成分無(wú)大的變化，通常，它也是巖漿源區(qū)和巖石圈的動(dòng)力源。第64頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題二.巖漿巖組合(一)火山巖的研究★建立火山巖巖石地層層序根據(jù)沉積或噴發(fā)疊復(fù)或橫向變化關(guān)系、噴發(fā)旋回、噴發(fā)韻律、巖漿演化特點(diǎn)綜合考慮，正確建立巖石地層層序，合理劃分正式與非正式巖石地層單位?！锎_定火山活動(dòng)時(shí)代通過(guò)尋找沉積巖夾層中的化石，為地層時(shí)代對(duì)比提供依據(jù)，在無(wú)化石的情況下，采集同位素年齡樣品確定其噴發(fā)時(shí)代?！镅芯炕鹕阶饔玫拇蟮貥?gòu)造環(huán)境研究與火山活動(dòng)有關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造特征，結(jié)合火山巖巖石學(xué)、巖石化學(xué)、巖石地球化學(xué)以及相關(guān)的沉積巖性巖相特點(diǎn)和巖漿侵入活動(dòng)等資料，探討火山作用的大地構(gòu)造環(huán)境。第65頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題二.巖漿巖組合

(二)侵入巖研究★侵入體形態(tài)、組成結(jié)構(gòu)研究

包括侵入巖體的產(chǎn)狀、規(guī)模、巖石類(lèi)型、礦物成分、結(jié)構(gòu)、巖石化學(xué)、巖石地球化學(xué)、穩(wěn)定同位素、形成的溫壓條件或深度、巖體原生和變形構(gòu)造、剝蝕情況、接觸關(guān)系性質(zhì)和產(chǎn)狀、脈巖和包體、流體（成分、形態(tài)、分布、含量等）特征?！锴秩霂r時(shí)代的確定

根據(jù)有關(guān)地層和巖體的相互關(guān)系及同位素測(cè)年手段確定其侵入時(shí)代?！镅芯烤臀粰C(jī)制、構(gòu)造環(huán)境、區(qū)域巖漿演化及成礦作用

在綜合研究不同類(lèi)型侵入巖資料的基礎(chǔ)上，研究其就位機(jī)制探討各類(lèi)侵入巖形成的構(gòu)造環(huán)境，建立區(qū)域巖漿演化旋回或序列，探討巖漿活動(dòng)的演化歷史及其與成礦作用的關(guān)系。第66頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題二.巖漿巖組合1.巖漿巖系列－指成因上有關(guān)的巖石共生組合劃分依據(jù)－里特曼指數(shù)

（K2O＋Na2O）2/SiO2－43

低鉀拉斑玄武巖

(按環(huán)境分為：大洋、島嶼、

(1)拉斑玄武巖島弧、大陸)(玄武巖組合)高鈉拉斑玄武巖

高鋁拉斑玄武巖第67頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題二.巖漿巖組合1.巖漿巖系列－指成因上有關(guān)的巖石共生組合

(2)鈣堿性系列

島弧拉斑玄武巖亞系（低鉀）－拉斑玄武巖

(玄武巖＋安山巖鈣堿性亞系－安山巖＋英安巖

＋流紋巖組合)橄欖安粗巖亞系－橄欖安粗巖＋富鉀安山巖

成分極性第68頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題二.巖漿巖組合1.巖漿巖系列－指成因上有關(guān)的巖石共生組合

鈉質(zhì)堿性巖組合(堿性橄欖玄武巖、中長(zhǎng)

(3)堿性系列玄武巖、橄欖粗安巖、粗面巖堿性流紋巖)

橄欖安粗巖組合

第69頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題二.巖漿巖組合1.巖漿巖系列－指成因上有關(guān)的巖石共生組合

(4)雙峰式系列－基性玄武巖/酸性火山巖(流紋、英安巖)

拉斑玄武巖－流紋巖組合堿性玄武巖－粗面巖

第70頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題二.巖漿巖組合巖漿巖系列－指成因上有關(guān)的巖石共生組合

★反映構(gòu)造環(huán)境：鈣堿性系列出現(xiàn)在擠壓應(yīng)力為主地區(qū)

（匯聚板塊邊緣）

堿性系列出現(xiàn)在張應(yīng)力為主地區(qū)

（洋中脊、裂谷）

拉斑玄武巖系列在洋中脊(低鉀拉斑)、

島弧（低鉀）、大陸裂谷（拉斑）、

邊緣谷地（低鉀）等構(gòu)造環(huán)境中。

雙峰系列出現(xiàn)在大陸張應(yīng)力地區(qū)(裂谷)第71頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題二.巖漿巖組合巖漿巖系列－指成因上有關(guān)的巖石共生組合

★拉斑玄武巖系列可出現(xiàn)在多種環(huán)境中，但總趨勢(shì)是從洋→陸，由低鉀向高鉀，高鈉向低鈉演變，除此之外，稀土元素和穩(wěn)定同位素等亦可反映不同特征。第72頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題二.巖漿巖組合2.稀土元素和穩(wěn)定同位素

(1)稀土元素(REE)

：La→Lu15種稀土元素具有相似的化學(xué)性質(zhì)），稀土元素不易受風(fēng)化和熱液飾變的影響，比較穩(wěn)定，能提供巖石成因的許多問(wèn)題，對(duì)地球乃至宇宙的演化都具有重要意義。

稀土元素分為輕稀土(LREE)和重稀土(HREE)

：

LREE：La、Ce、Pr、Nd、Rm、SmHREE：Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Rb、Lu第73頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題二.巖漿巖組合2.稀土元素和穩(wěn)定同位素

稀土元素(REE)

原理：初始地幔的REE豐度與平均球粒隕石相同為前提，當(dāng)?shù)蒯Ｈ廴诨蚍蛛x結(jié)晶時(shí)，REE按各自分配系數(shù)被分配到固相或液相中。稀土元素的分配型式反映了母巖和成巖過(guò)程的某些信息，據(jù)此可以討論巖石的成因。第74頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題二.巖漿巖組合2.稀土元素和穩(wěn)定同位素

(1)稀土元素(REE)

巖漿作用過(guò)程中，REE主要出現(xiàn)三類(lèi)變化(分配)：a.REE

總豐度變化b.LREE、HREE相對(duì)豐度變化上部：LREE富集，HREE虧損

下部：LREE虧損，HREE富集c.Eu的分餾作用，±Eu異常第75頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題二.巖漿巖組合2.稀土元素和穩(wěn)定同位素

(2)穩(wěn)定同位素Sr同位素－測(cè)定年齡和判斷構(gòu)造環(huán)境(深度)：

Sr由宇宙源的Sr88、Sr86和Rb87的衰變產(chǎn)物Sr87三種同位素組成，Rb87的變化是極其緩慢的。這樣從巖漿生成到地殼某處固結(jié)為火成巖期間，同位素組成幾乎沒(méi)有什么變化，故可以用來(lái)測(cè)定巖石的年齡和討論巖石的成因。除此之外，Rb、Pb、Sm、Nd等同位素都具有這樣的性質(zhì)。第76頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題二.巖漿巖組合3.巖石組合與構(gòu)造環(huán)境包括離散板塊邊界、匯聚板塊邊界構(gòu)造環(huán)境

匯聚板塊邊界鈣堿性系列(三個(gè)亞系)拉斑玄武巖系列(大洋中脊、島嶼

大洋中脊拉斑玄武巖：低K，高Na)大洋堿性玄武巖大陸裂谷拉斑玄武巖(高K

、低Na)大陸裂谷大陸裂谷堿性玄武巖雙峰式火山巖離散邊界

第77頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題二.巖漿巖組合4.巖漿作用的演化地殼是巖漿作用整個(gè)演化過(guò)程的產(chǎn)物，隨地幔不可逆分異過(guò)程的進(jìn)行，巖漿作用由老至新，也表現(xiàn)出一定的演化順序：

1)科馬提巖、紫蘇花崗巖、斜長(zhǎng)巖、花崗片麻巖、混合巖分布減少；

2)斜長(zhǎng)花崗巖→高鉀花崗巖Sr87/Sr86比值增加，鈣性→鈣堿性→堿性；

3)拉斑玄武巖系列→鈣堿性系列；第78頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題二.巖漿巖組合4.巖漿作用的演化地殼是巖漿作用整個(gè)演化過(guò)程的產(chǎn)物，隨地幔不可逆分異過(guò)程的進(jìn)行，巖漿作用由老至新，也表現(xiàn)出一定的演化順序：4)巖漿活動(dòng)趨勢(shì)：面型巖漿作用→線型(造山帶)巖漿作用集中；5)連續(xù)巖漿作用→脈動(dòng)的、間歇性巖漿作用；6)堿性巖出現(xiàn)于晚元古代以來(lái)；第79頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題三、構(gòu)造沉積作用與構(gòu)造-沉積組合(沉積建造)研究思路：沉積組合→古構(gòu)造環(huán)境→大地構(gòu)造作用1.構(gòu)造-沉積作用(容納沉積物的堆積地都是構(gòu)造變動(dòng)的產(chǎn)物)沉積作用的內(nèi)因是沉積物本身的物理、化學(xué)性質(zhì)的制約；外部控制因素主要是氣候和大地構(gòu)造，大地構(gòu)造的升降運(yùn)動(dòng)造成海平面的升降，使沉積巖相、厚度、層序和巖性方面呈現(xiàn)出構(gòu)造痕跡來(lái)。

第80頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、構(gòu)造沉積作用與構(gòu)造-沉積組合(沉積建造)有序地層建造研究的基本內(nèi)容和方法：(1)調(diào)查各巖石地層單位主要巖性特征（物質(zhì)成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造）、厚度、接觸關(guān)系性質(zhì)、疊覆特征及空間變化特點(diǎn)以及地球化學(xué)特征，并廣泛收集沉積相（原生及成巖構(gòu)造特點(diǎn)，古生物化石及其遺跡化石和古生態(tài)、古環(huán)境、古流向等）資料。(2)總結(jié)沉積巖巖性巖相變化和盆地充填序列，為研究形成演化規(guī)律提供基礎(chǔ)資料。

大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題第81頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月從整體上查明“構(gòu)造混雜巖”的內(nèi)部構(gòu)成和分布延伸范圍，除對(duì)外來(lái)巖片（塊）進(jìn)行系統(tǒng)的“物態(tài)”、“時(shí)態(tài)”、“相態(tài)”、“位態(tài)”和“變形變質(zhì)”歷程調(diào)查外，還要對(duì)外來(lái)巖片（塊）賦存的“基質(zhì)”進(jìn)行系統(tǒng)的物質(zhì)成分、時(shí)代、變形變質(zhì)特點(diǎn)調(diào)查，即分別收集構(gòu)造混雜巖的巖片（塊）和基質(zhì)兩者各自的巖性、巖相、時(shí)代、構(gòu)造過(guò)程、變質(zhì)過(guò)程依據(jù)。三、構(gòu)造沉積作用與構(gòu)造-沉積組合(沉積建造)無(wú)序地層—構(gòu)造混雜巖系研究的基本內(nèi)容和方法大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題第82頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月研究方法第83頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題三、構(gòu)造沉積作用與構(gòu)造-沉積組合(沉積建造)1.構(gòu)造-沉積作用

(1)巖相(單一巖性組合，反映某種沉積環(huán)境)★

巖相的更替是地殼拗陷和隆起的一種表現(xiàn)，隆－拗造成某種沉積環(huán)境的變遷，從而導(dǎo)致同一地區(qū)的巖相發(fā)生改變。★巖相本身只與拗陷速度有關(guān)，與拗陷幅度沒(méi)有直接的關(guān)系?！镛窒菟俣葘?duì)相帶寬度具有控制作用：

x＝h/s(h：剝蝕區(qū)上升速度，s：沉降區(qū)沉降速度)

拗隆速度(s、h)越快，寬度(x)越小，反之亦然。★拗陷速度還制約巖相類(lèi)別：拗陷越快，粗碎屑巖越多，而速度較慢時(shí)，以細(xì)屑巖或化學(xué)沉積為主。第84頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題三、構(gòu)造沉積作用與構(gòu)造-沉積組合(沉積建造)1.構(gòu)造-沉積作用

(2)厚度★厚度是地殼升降幅度的一種體現(xiàn)，基于“拗陷基本得到

補(bǔ)償，隆起被剝蝕所抵消”這一設(shè)想?！镛窒莘扰c沉積厚度關(guān)系取決于三個(gè)因素：

①構(gòu)造拗陷幅度，

②沉積物堆積速度，

③自然地理狀況。補(bǔ)償（拗陷幅度＝補(bǔ)償厚度），巖相無(wú)變化未補(bǔ)償（拗陷幅度＞補(bǔ)償厚度），巖相變化，海進(jìn)超補(bǔ)償（拗陷幅度＜補(bǔ)償厚度），巖相變化，海退第85頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題三、構(gòu)造沉積作用與構(gòu)造-沉積組合(沉積建造)1.構(gòu)造-沉積作用

(3)層序(多種巖性巖相組合)同一類(lèi)型沉積物的單層－復(fù)合組合反映的海進(jìn)－海退作用，以及由海退－海進(jìn)反映的地殼升降。海進(jìn)層序：未補(bǔ)償作用，拗陷幅度＞沉積幅度海退層序：超補(bǔ)償作用，后期補(bǔ)償作用，去補(bǔ)償作用，

拗陷幅度＜沉積幅度第86頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題三、構(gòu)造沉積作用與構(gòu)造-沉積組合(沉積建造)1.構(gòu)造-沉積作用

(4)巖性克里寧(1942)詳細(xì)研究過(guò)造山旋回中的沉積物質(zhì)變化：開(kāi)始階段石英巖→CO2巖地槽階段低級(jí)雜砂巖(以沉積巖屑、低變質(zhì)巖屑為主)

高級(jí)雜砂巖(高級(jí)變質(zhì)巖屑、花崗質(zhì)巖屑)造山階段富長(zhǎng)石砂巖、長(zhǎng)石砂巖成熟度降低第87頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題三、構(gòu)造沉積作用與構(gòu)造-沉積組合(沉積建造)2.構(gòu)造-沉積環(huán)境★

槽臺(tái)環(huán)境：地槽代表活動(dòng)沉積環(huán)境；地臺(tái)代表穩(wěn)定沉積環(huán)境。★現(xiàn)代大地構(gòu)造－沉積環(huán)境：(1)大洋盆地：包括大洋盆地；洋脊、島鏈和海臺(tái)。沉積物包括遠(yuǎn)海沉積－紅色粘土，硅質(zhì)軟泥和陸源沉積－濁積。冰川陸源泥砂，地形較高的島鏈，海臺(tái)可有Ca質(zhì)軟泥、硅灰?guī)r，洋脊常有重金屬軟泥。(2)被動(dòng)大陸邊緣：包括下部陸相碎屑、鹽類(lèi)；上部碎屑、碳酸鹽沉積物構(gòu)成的海浸系列。第88頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題三、構(gòu)造沉積作用與構(gòu)造-沉積組合(沉積建造)2.構(gòu)造-沉積環(huán)境★現(xiàn)代大地構(gòu)造-沉積環(huán)境：(3)活動(dòng)大陸邊緣：沉積環(huán)境復(fù)雜，包括海溝－島嶼－(弧后盆地)亞環(huán)境，沉積物以陸源碎屑，火山碎屑，濁積物等，還可能有化學(xué)沉積等。(4)克拉通盆地：河湖相盆地(與構(gòu)造有關(guān))(5)大陸裂谷(線狀拉張型克拉通盆地)：陸相碎屑、鹽類(lèi)、火山碎屑等第89頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題三、構(gòu)造沉積作用與構(gòu)造-沉積組合(沉積建造)3.構(gòu)造沉積-組合(指與一定構(gòu)造環(huán)境密切伴生的巖石共生組合)(1)硅質(zhì)巖組合(2)深水碳酸鹽建造：形成深度－4000～－7000m，碳酸鹽軟泥堆積而成，以泥晶方解石為主，常與硅質(zhì)巖伴生或富含硅質(zhì)，常有碳酸鹽碎屑流構(gòu)造發(fā)育。(3)復(fù)理石(Flysh)——薄的濁積巖和深海頁(yè)巖的單調(diào)互層組成的巨厚沉積體系活動(dòng)復(fù)理石(富含火山碎屑，成分、結(jié)構(gòu)成熟度低)穩(wěn)定復(fù)理石(少含火山碎屑，富含石英，成分、結(jié)構(gòu)

成熟度高)類(lèi)復(fù)理石(富含灰質(zhì)砂、泥巖互層巨厚沉積體系)雜砂巖第90頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題三、構(gòu)造沉積作用與構(gòu)造-沉積組合(沉積建造)3.構(gòu)造沉積-組合(指與一定構(gòu)造環(huán)境密切伴生的巖石共生組合)(4)磨拉石(Mollasse)造山期快速沉積的粗碎屑巖體系陸相－海陸交互相沉積體系，粗碎屑(礫巖)

占70～80％一是代表造山開(kāi)始，二是代表形成于造山帶和穩(wěn)定地塊邊緣(5)滑塌堆積大陸斜坡地帶由重力形成的雜亂沉積體系(6)混雜堆積不同巖性、不同形狀大小、不同時(shí)代共生在一起的地質(zhì)體。多由斜坡上的泥礫混雜(巖)，少量洋殼產(chǎn)物(蛇綠混雜)第91頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題三、構(gòu)造沉積作用與構(gòu)造-沉積組合(沉積建造)3.構(gòu)造沉積-組合(7)含煤鋁土－鐵質(zhì)巖組合穩(wěn)定地臺(tái)(克拉通)的沉積(8)石英砂巖組合(9)含磷沉積組合(10)臺(tái)地碳酸鹽組合以碎屑、亮晶灰?guī)r為主，生物發(fā)育，厚度不大，淺水沉積構(gòu)造發(fā)育(11)內(nèi)陸盆地紅色沉積組合含鹽類(lèi)，黑色泥、煤、綠色砂巖。第92頁(yè)，課件共102頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問(wèn)題三、構(gòu)造沉積作用與構(gòu)造-沉積組合(沉積建造)4.沉積作用演化由于大陸面積的不斷擴(kuò)大，沉積作用總的趨勢(shì)為強(qiáng)度、速度不斷增大。沉積類(lèi)型和化學(xué)成分也顯示某種規(guī)律的變化：(1)大陸上沉積巖分布面積不斷擴(kuò)大火山巖(基性)面積減少?；◢弾r和正片麻巖早期－中元古宙呈擴(kuò)大并達(dá)到最大，之后開(kāi)始減小。一般認(rèn)為45～38億年間是沒(méi)有沉積作用發(fā)生的。(2)大陸增生導(dǎo)致陸相沉積的擴(kuò)大和海相沉積面積的相對(duì)減少，海陸面積在地球歷史上的擴(kuò)大、縮小是交替發(fā)生的，最大海浸主要出現(xiàn)在O、D2～C1、K2；最大海退發(fā)生在D