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大地构造整理

各类沉积盆地形成的大地构造环境盆地是地壳表面三度空间上的凹地,沉积盆地的概念不完全相同,首先被厚层沉积物充填的盆地才能称为沉积盆地。

沉积盆地的另一层含义是:它是地球历史上长期处于沉降的地区,或是未经造山隆起的沉降地区,这与造山带之前的盆地区分开来。

根据沉积盆地的成因类型将盆地分为伸展型、挠曲型和走滑型三大类。

伸展型盆地是指在岩石圈伸展背景下发育的盆地,一般以地壳变薄、负布格重力异常为其主要特征,主要包括裂谷型盆地,被动陆缘盆地,陆内伸展盆地,克拉通盆地。

伸展盆地虽然多表现出断、挠相结合的构造样式,但因初始原因不同,进一步可将伸展盆地分为裂谷型和一般伸展盆地。

前者起因于热力驱动,多由地幔热柱上涌导致。

而一般伸展盆地起因于重力滑动,常表现为向一个方向伸展量不断增大的斜坡状凹陷,通常指被动陆缘盆地。

挠曲型盆地是地壳挠曲变形所形成的盆地,不仅仅发生在前陆地区,大洋盆地也是地热沉降导致上层挠曲变形的结果。

挠曲型盆地又分为前陆盆地,山前凹陷盆地,多发育于前陆与山前凹陷地带,受上覆载荷作用挠曲而成。

走滑型盆地即是与大型走滑活动有关的盆地。

一是走滑拉分盆地,可出现在任意类型的构造环境中,主要与一组离散型走滑断裂有关;二是滑脱型盆地,指因滑脱而导致的拉张断陷,主要出现在造山带中华北地台构造演化史一、华北地台大地构造演化概述1)早前寒武纪(太古代-古元古代)基底形成演化阶段(Ap-m陆核孕育阶段; An初始克拉通化; Pt1结晶基底形成);2)晚前寒武纪(中—新元古代)—三叠纪地台稳定发展阶段(Pt2-3大陆裂陷阶段; Pz稳定盖层沉积阶段);3)中-新生代:主要是侏罗纪——新生代陆内构造阶段(或“地台活化”阶段/西太平洋构造带活动阶段)二、基底构造演化四个阶段①古陆核形成迁西期(Ae-Ap)经历了3.2-3.0 Ga迁西运动,并伴随大规模钠质花岗岩(奥长花岗岩)侵入,在冀东、辽北形成一些以绿岩-花岗岩地体为核心的古陆核。

②基底雏形形成阜平期(Am)经历了2.9-2.8 Ga阜平运动(全球性构造-热事件)大规模钾质花岗岩侵入,把孤立的古陆核联结成一个统一的太古宙克拉通,使冀鲁与鄂尔多斯陆核联成一体,奠定了华北地台的基底的雏形。

③新太古宙裂陷槽、裂谷出现五台期(An)经历了2.6-2.5 Ga的五台运动引起了裂陷槽内强烈的线性褶皱与变质并伴随钾质花岗岩侵入,使地壳增厚,稳定区进一步扩大,活动带逐渐缩小.④华北地台基底形成吕梁期Pt1经历了1.9-1.8 Ga为主幕的吕梁(中条)运动引起区域变质与钾质花岗岩侵入最终形成了华北地台的基底,奠定了中元古宙以后的沉积基础。

地台基底形成的早晚和不均一性,决定了盖层发育阶段活动与稳定性的差异。

三、克拉通(盖层)构造演化阶段1.中-新元古代是一个由活动到稳定的构造转变的过度时期,这个阶段在空间上的构造分异也很明显,三个裂陷槽表现了一定的活动性,诸如大幅度差异式的沉降和同沉积的火山活动,而克拉通主体山西-鄂尔多斯和鲁西地区则处于相对稳定的隆起状态。

晋宁造山运动后,华北地区进入稳定的板块发展阶段。

2.古生代:早古生代:(O3-C1)华北板块主体隆升为古陆;中晚古生代:C-P(北半球主要成煤期)华北板块从海-陆交互相滨海转为陆相湖盆地3.三叠纪—印支运动印支期是中朝板块(包括整个中国东部)从南北分异的构造机制,向东西分异的构造机制转换的过渡时期;也是从构造稳定向活动转换的过渡时期。

4. 中-新生代活动构造发展阶段•燕山期早-中侏罗世:南北持续会聚-陆陆碰撞;西太平洋构造域开始活动。

晚侏罗世-早白垩世:西太平洋构造域活动高潮,褶皱、断裂、岩石圈拆沉-剧烈岩浆活动早-晚白垩世:郯庐断裂走滑•新生代( 喜马拉雅期)古近紀,伸展拉张-裂谷盆地发育:K2-E时,由于太平洋板块转为高角度正向俯冲,中国东部大陆发生岩石圈上隆与拆沉,从而发生了大规模的伸展活动新近紀,弧后盆地出现:西太平洋以日本海盆形成为代表的弧后扩张正是发生在中新世,与中国东部转变为挤压活动同时发生。

中新世构造转变期,郯庐断裂带上出现了最强的玄武岩喷发,幔源包体指示断裂带已切穿了整个岩石圈。

第四纪,现代地貌形成【前寒武纪构造】P recambrian tectonics显生宙以前的构造及其演化。

地球在46亿年前生成,有硬体保存下来的化石到近6亿年前的显生宙才出现,因此它代表地球85%的历史。

整个前寒武纪大致可分成三个阶段:①从46亿年前到全世界已知最古老的38亿年英云闪长质岩石露头之间,地球形成的最初8亿年没有地质记录存留下来,被称为地质历史的黑暗时期,一般认为当时有强烈而密集的陨石撞击有关。

这一时段的历史可从月球浅色高地上44亿~40亿年的斜长岩及其他火成岩中间接推断。

②38亿~25亿年太古宙阶段的情况表现在全球各主要克拉通的早前寒武纪基底杂岩中,科马提岩等独特岩类在其中产出、普遍的深变质作用、岩浆活动以及构造变形图式等都提示当时有一个更热和更薄的岩石圈,地表的物理环境和后来有很大不同。

南非克拉通的记录表明陆壳最早的克拉通化在30亿年前出现(见非洲地质条目)。

③元古宙(25亿~5.43亿年)属晚前寒武纪,是从早前寒武纪向显生宙的过渡阶段,条带状含铁建造(BIF)消失,标志含氧大气圈形成的叠层石碳酸盐、冰碛岩和红层的出现,以及预示生命大爆发的伊迪卡拉后生动物群等都发生在这一阶段。

第三阶段又可以18亿年为界分为早、晚两个时期,晚期的晚前寒武纪世界陆域已广泛发育有未变质的沉积岩系,它们广泛地不整合在早期的晚前寒武纪变质结晶基底之上;这一阶段的研究理论和方法已和显生宙基本相似。

早前寒武纪构造,因结晶基底由以深变质英云闪长岩类为主的花岗片麻岩和不同变质深度的花岗岩绿岩带二者组成,需要以构造热事件标志演化史序列,对构造样式、岩石组合及同位素年龄为基础进行综合分析,探索其地质构造演化特征。

应该指出,早前寒武纪(太古宙)已有30亿年龄值的由陆壳形成的古老克拉通,故有的学者认为自新太古代起已具板块构造基本演化模式,并使克拉通区残块留存至今,但这种看法还未得到公认。

戈德温(Godwin,1981)用丰富的资料令人信服地论证了地壳不可逆的前进演化。

【克拉通】craton,kraton,kratogen地壳形成之后(至少自显生宙以来)保持稳定状态、极少经受强烈构造变形的构造单元。

这个词汇的原意包括大陆和大洋。

但以后积累的地质和地球物理资料证实,克拉通【华北地台】North China Platform间,范围包括华北、东北南部、渤海湾等地。

因它包括朝鲜半岛,黄汲清(1945)又称为中朝地台;鉴于它的面积较世界上其他地台小得多,且活动性较大,又以中朝准地台称之。

有些学者则叫做中朝克拉通(Sino Korea Craton)。

华北地台是中国最古老的地台,冀东迁西群和辽宁鞍山群有38.4亿年的同位素年龄数据。

约25亿年前的阜平运动,23亿年前的五台运动和18亿年前的中条(吕梁)运动分别形成了该地台基底的三个组成部分。

中条运动形成了统一的华北地台基底。

其上的中元古代以来的沉积盖层都未经变质。

它的地台阶段历史可分为三个阶段:①中—新元古代是地台早期裂陷阶段,沿蓟县—左权、豫陕边界和银川—磴口有三个伸向地台内部的坳拉谷;②古生代是地台最稳定的时期,寒武纪—中奥陶世主要为从南向北超复的浅海相碳酸盐岩沉积,晚奥陶世—早石炭世地台整体抬升、沉积缺失,中石炭世—中三叠世为一套从滨海沼泽相和陆相煤系沉积到红层的碎屑岩系;③晚三叠世开始华北地台解体,大致以太行山为界,其东成为亚洲东部生褶皱并生代的湖相地层至今仍保持近水平产状。

中生代末地台东部转化为伸展拉张环境,渤海、华北平原等盆地就是这时形成的。

华北地台矿产资源丰富,是中国煤炭主要生产基地,前南华纪的鞍山式铁矿、山东的黄金和金刚石都是全国规模最大的;辽河、胜利、任丘、中原等油田的产量在中国油、气资源生产中也占据重要位置。

大地构造学是研究地壳和上地幔(主要为岩石圈)的结构、组成、构造特征及其演化、成因、运动、动力的一门学科区域大地构造学:应用大地构造理论来研究区域地质的基本特征,特别是古生代以来的区域大地构造基本特征,揭示其岩石圈形成、发育和演化的基本规律,以及各类地质矿产的成矿规律和分布特征。

(1)地槽和地台的概念关于地槽的理解:①地槽的概念具有两重性质,早期主要表现为地壳上形成深坳陷,这种深坳陷可以被沉积物所补偿,从而形成被巨厚沉积物所占据的沉降带,也可以不被沉积物所补偿,形成深海盆地;晚期强烈褶皱上升形成巨大的山系②时间上指古生代以来曾有过强烈活动的地带③地槽主要位于大陆边缘,少数位于大陆内部地台是地壳上相对稳定、具有明显双层结构的地区。

(2)复理石沉积组合和磨拉石沉积组合的涵义及其揭示的大地构造意义复理石建造:是地槽沉积建造中的重要类型。

复理石是一种有规律的复杂互层的巨厚沉积建造,通常有两种或两种以上的岩石在剖面上有韵律地交互出现。

绝大部分为很规则的单调的砂岩和泥(页)岩互层,或夹有极少的泥灰岩、灰岩。

单个韵律厚度较小,仅为0.5m-2m,韵律底部较粗,向上顺序变细,顶部韵律常有大量的各种象形印模和沉积物的滑动痕迹。

岩层中几乎不含化石,层理一般很好,但岩石分选性差,显然没有遭受波浪的再造作用和再沉积作用。

形成复理石建造的构造环境是在地槽处于褶皱回返前奏的构造运动,当时地槽分裂成几个槽型盆地,其间有岛屿和岛列隆起,正在隆起的山脉遭受强烈的侵蚀,泥砂碎屑物质在陡峻的斜坡上,一次又一次地受到重力滑动的扰动,巨大的沉积体被卷入浊流,不断地冲流到槽型盆地中,每一次扰乱的浊流按粒级分选堆积,形成复理石韵律。

磨拉石建造:出现于褶皱回返期后阶段。

磨拉石建造通常分布在地槽褶皱带外侧的边缘盆地中,这个坳陷是由于地槽褶皱隆起而形成的补偿性坳陷。

建造物质组成中以砾岩、长石砂岩、复矿砂岩等粗碎屑岩占绝对优势,此外尚夹有粉砂岩、粘土岩。

边缘坳陷是一个不对称的坳陷盆地,近地槽褶皱带的一侧下陷快而幅度大,发育大量砾岩,时夹砂岩,这些沉积物大部分是快速水流搬运和沉积的河流相、洪积相,所以它们具有明显的流水层理—交错层,沉积厚度大,变化快,自几百米到几千米。

向外他们就迅速变为红砂岩和泥(页)岩,夹蒸发岩沉积,再向外随着远离山系,颗粒就变得更细。

优地槽:以坳陷过程中伴有强烈的海底岩浆喷溢,形成细碧角斑岩沉积组合为特征。

沉积物巨厚,且多为深水相浊流沉积,这些沉积岩系遭受了晚期的强烈构造改造,并叠加有广泛的区域变质作用。

当优地槽与冒地槽共生时,优地槽总是位于远离大陆的一侧冒地槽:以缺乏喷溢火山岩的巨厚沉积岩系为特征,浅海碳酸盐岩沉积占优势。

在造山过程中,缺少大规模的中、酸性岩浆侵入活动,变质作用也不十分明显。

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