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第九章 历史构造分析


具沟--弧—
盆系
安第斯型 仅见海沟和火 山山弧
3.古地磁学方法
• 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 磁场的方向排列沉积下来,岩石内保留的磁性矿 物可以指示当时形成时的地磁方向的磁偏角(D) 和磁倾角(I)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, 恢复形成时的磁化方向,就可以用公式计算出古 纬度(λ)。
挤压褶皱
地槽(geosyncline):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。 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冒地槽 (miogeosyncline);把远离前陆的地槽内带含大量火山岩的称为 优地槽。 把地槽两侧的稳定地块称为前陆。
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。 被动大陆边缘:类似大西洋的大陆边缘,无洋壳俯冲带。 不存在岛弧-海沟体系。 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 冲和消减现象。
• 主动大陆边缘: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-海沟体系(西太平洋) 或安第斯型,仅见大陆火山弧-海沟体系。 西太平洋型
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
段:A 胚胎期 B 初始洋盆期 C 成熟大洋期 D 衰退大洋期
E 残余洋盆期
F 消亡期
A、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。 尼 罗 河
东非大裂谷
B、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 圣.安德烈大断裂;

(二)构造旋回和构造阶段
• • 1.构造旋回 把全球性的构造作用旋回现象称为构造 旋回。根据不同构造旋回所占有的时间可 划分不同的构造阶段。 • 对全球岩石圈搬开来说讲,大陆板块离合 旋回(威尔逊旋回)是一级旋回;大陆边 缘旋回为二级旋回。
1)威尔逊旋回
从板块构造的观点来看,大洋壳并非永远存在,
圣.安德烈大断裂
C、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 断扩大。如大西洋是一个扩大的洋;
大西洋
D、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 逐步缩小。如太平洋是一个不断缩小的海洋;
E、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 盆地。如地中海;
岩石圈和软流圈的对立是板块构造的理论基础
全球板块示意图
岩石圈: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70km,大陆之下较 厚,120-150km。 岩石圈本身是不连续的整体, 由各种类型的构造活动带(如大洋中脊/海沟/转换 断层/活动褶皱带)分割成刚性的薄板状块体 软流圈: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 样在上面慢慢滑动、漂移。
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
体。
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
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)。
高压变质带-在海沟-俯冲带部位,受强烈挤压应力,但温度不高,
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
F、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 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(suture)带。如喜山山脉,沿 雅江即为地缝合线,并沿江分布有蛇绿岩套,另 外还有阿尔卑斯山脉等。
大陆板块边界:
洋壳消失,陆
陆碰撞对接成 山
2) 大陆边缘旋回
极移曲线(polar wandering):把每个大陆地史中 由老至新古地磁位臵连续变迁的轨迹称为该大陆的极移曲 线。图中表 示了欧洲及 北美大陆寒 武纪以来的 磁极迁移曲 线。两条线 不重合,认 为当时两个 大陆间存在 着一个古大 西洋所致。
欧洲 北美
4、生物古地理学方法
1)生物相(分异)(biofacies): 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。 2)生物区系(realm):
主要指因温度控制和地理隔离(如陆地或地峡/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。
3) 华莱士线(Wallace’s line):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 陆南部的东洋界大区(Oriental),以狐、猴、鹿等的繁 出现于该线东侧,以有袋类\极乐鸟等特殊动物为特色。
三、板块构造和构造旋回
(一)板块构造
• 1.板块构造简介 • 板块构造(Plate tectonics)是上 个世纪60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 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 继续发展和酝酿变革的e) 和软流(Asthenosphere)
地层的岩相和厚度比较稳定,且分布广泛。
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 (席状)沉积体。
• 活动类型
地壳活动相对较强,地势高低分异,差异较大,
岩相和厚度多不稳定且变化大,分布局限。
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。
构成地球外壳的洋中脊镶嵌图:A、 会聚边界;B、离散边界;C、转换断层边界
3.板块学说对地槽和地台的解释
• 地台(platform):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 刚性块体(即板块),如华北地台(板 块),扬子地台(板块)。 • 地台特征: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 为古生代开始的未变质沉积岩系,二者之 间由区域性不整合面所分割。
第八章 历史构造分析和古构造
• 历史构造分析—通过对不同地区、不同时 期地层的综合研究,确定其构造发展状态 和过程,划分构造演化阶段和大地构造分 区,恢复不同地区、不同块体之间的相互 关系及演化构成称之。
一、历史大地构造分析方法
1、沉积物的组分、组合
• 稳定类型
该区地壳构造活动相对比较稳定。地势平缓,
• 基盘降幅大于沉积速度 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 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
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。
二、地史中恢复古板块的方法
1、古地缝合线追踪法
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
2、沉积厚度分析--补偿与非补偿的概念
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
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)。
基盘升降一般有三种情况:
• 基盘降幅等于沉积速度 水体深度保持不变,沉积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。
大洋中脊
海沟
海平面
洋脊推动
板块拉张
上升地幔
上涌岩浆
对流体运动
软流层
板块移动的驱动力模式
2、板块的划分
• 勒皮雄(Le Pichon,1968)首先将 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。 • 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 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、 冈瓦纳、华北和扬子板块等等。
盛为特点,分布于该线以西;澳洲界大区( Australian),
第三纪时(底界60Ma),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, 至晚第三纪早期(15Ma),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 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。
大陆边缘一般在早期强烈下降,接受 强烈沉积,在晚期褶皱上升岩浆侵入形成 造山带的旋回。
2.地质历史时期主要构造阶段划分
• • • • • 构造阶段的划分是根据全球性的威尔逊旋回和造 山带旋回划分的。 根据经典造山带的所在地名来命名的 A、根据欧洲早古生代末形成的加里东造山带, 相对应的划分出早古生代加里东旋回和加里东阶段 (caledonian); B、根据欧洲晚古生代形成的海西(华力西)造 山带,相对应的划分出海西旋回和海西阶段 (hercynian or Variscan); C 、 中\新生代形成的阿尔卑斯造山带,相应 的划分出阿尔卑斯旋回和阿尔卑斯阶段(Alpedic)。 D、 新生代:喜马拉雅旋回和喜马拉雅阶段 (Himalayan)。
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