第三章大地构造环境10（3周178节）课件.ppt

第三章第三章第三章第三章 地层形成的大地构造环境地层形成的大地构造环境地层形成的大地构造环境地层形成的大地构造环境 -地层与大地构造分区地层与大地构造分区地层与大地构造分区地层与大地构造分区第一节第一节第一节第一节 大陆地壳分区的经典理论大陆地壳分区的经典理论大陆地壳分区的经典理论大陆地壳分区的经典理论 -槽台学说槽台学说槽台学说槽台学说 第二节第二节第二节第二节 现代板块构造理论现代板块构造理论现代板块构造理论现代板块构造理论 对地槽、地台的解释对地槽、地台的解释对地槽、地台的解释对地槽、地台的解释 第一节第一节 大陆地壳大地构造分区的大陆地壳大地构造分区的 经典理论经典理论-槽台学说槽台学说 经典比较大地构造学研究将大陆地壳划分为两种经典比较大地构造学研究将大陆地壳划分为两种基本构造单元：基本构造单元：地壳上强烈的活动地区地壳上强烈的活动地区地槽区地槽区；地壳上相对稳定的地区地壳上相对稳定的地区地台区地台区1859年美国地质学家霍尔（年美国地质学家霍尔（J.Hall）在研究北美时第）在研究北美时第一次注意到古生界同一时代地层在阿帕拉契亚山要比一次注意到古生界同一时代地层在阿帕拉契亚山要比毗邻的密西西比河平原几乎厚十倍，从而提出褶皱山毗邻的密西西比河平原几乎厚十倍，从而提出褶皱山系是在地壳的巨大拗陷部位生成的。

到系是在地壳的巨大拗陷部位生成的到1873年丹纳年丹纳（J.Dana）正式把这种拗陷称为地槽正式把这种拗陷称为地槽一些欧洲学者在研究了阿尔卑斯造山带以后，发现阿尔卑斯造一些欧洲学者在研究了阿尔卑斯造山带以后，发现阿尔卑斯造山带形成之前并没有巨厚的浅海相沉积，却发现厚度不大的深山带形成之前并没有巨厚的浅海相沉积，却发现厚度不大的深海相沉积物，所以认为地槽坳陷不一定表现在沉积物的巨大厚海相沉积物，所以认为地槽坳陷不一定表现在沉积物的巨大厚度上，也可以表现为深海盆地薄层沉积的出现因此，布勃诺度上，也可以表现为深海盆地薄层沉积的出现因此，布勃诺夫和施蒂勒（夫和施蒂勒（H.stille）认为，鉴别地槽的主要标志不是厚度，）认为，鉴别地槽的主要标志不是厚度，而是后而是后期强烈的造山形变，形成褶皱山系期强烈的造山形变，形成褶皱山系一、地槽区一、地槽区 1 概念：地槽是地壳上强烈活动的构造带它可以被沉积物所补偿，形成有巨厚的海相沉积物巨大的拗陷带，也可以不被沉积物所补偿，形成深海盆地在晚期经强烈褶皱后转变为褶皱山脉2.地槽特点 （1）现代地貌上常为年轻的狭长山系，长达几百至几千公里，宽达几十至几百公里。

2 2）地壳构造运动十分强烈，升降运动的速度和幅度都很大，地壳构造运动十分强烈，升降运动的速度和幅度都很大，因此形成巨厚的沉积，岩性和厚度在横向上变化很大因此形成巨厚的沉积，岩性和厚度在横向上变化很大早期沉降，晚期褶皱回返造山早期沉降，晚期褶皱回返造山3 3）具有特殊的地槽型沉积建造具有特殊的地槽型沉积建造：复成分碎屑岩（硬砂岩）建造；复成分碎屑岩（硬砂岩）建造；碎碎屑屑成成分分复复杂杂，分分选选不不好好，磨磨圆圆度度差差，多多含含有有一一些些易易于于风风化化的的长长石石等等矿矿物物，说说明明沉沉积积时时地地形形起起伏伏大大，剥剥蚀蚀沉沉积积快快，这这种种环环境境多多出出现在地槽形成初期构造不稳定环境下现在地槽形成初期构造不稳定环境下复理石复理石”建造建造-浊流沉积；浊流沉积；具有薄层的递变层理它主要由泥灰岩、砂质、钙质页岩、泥岩，具有薄层的递变层理它主要由泥灰岩、砂质、钙质页岩、泥岩，与砾岩、砂岩和硬砂岩等组成具有明显韵律层的岩石组合，它形与砾岩、砂岩和硬砂岩等组成具有明显韵律层的岩石组合，它形成于海洋浊流环境成于海洋浊流环境它形成于一个它形成于一个地槽地槽演化的晚期阶段演化的晚期阶段.海底基性、中基性火山喷发岩建造；海底基性、中基性火山喷发岩建造；海底硅海底硅-铁质沉积建造（如放射虫硅质岩建造）铁质沉积建造（如放射虫硅质岩建造）_硅质火山岩建造（优地槽产物）硅质火山岩建造（优地槽产物）一般由硅质页岩、碧玉岩等硅质岩组成，并与安山玄武岩、一般由硅质页岩、碧玉岩等硅质岩组成，并与安山玄武岩、凝灰岩和火山碎屑岩伴生，相当于蛇绿岩套的一部分，说明凝灰岩和火山碎屑岩伴生，相当于蛇绿岩套的一部分，说明地槽下沉最强烈的阶段，断裂、火山活动发育。

地槽下沉最强烈的阶段，断裂、火山活动发育磨拉石磨拉石”建造建造-晚期褶皱回返造山期后晚期褶皱回返造山期后以砾、砂成分为主，分选差常分布于山前和山间以砾、砂成分为主，分选差常分布于山前和山间凹陷中大部分为河流相，洪积相，向外远离山系逐渐凹陷中大部分为河流相，洪积相，向外远离山系逐渐变为湖相红色砂泥岩，夹蒸发岩（石膏等），再向外粒变为湖相红色砂泥岩，夹蒸发岩（石膏等），再向外粒度变细，说明为造山运动之后的阶段形成度变细，说明为造山运动之后的阶段形成 (4)构造变形强烈，普遍发育褶皱和逆冲断层推覆构造等构造变形强烈，普遍发育褶皱和逆冲断层推覆构造等5 5）广泛的、强烈的岩浆活动也是地槽的重要标志广泛的、强烈的岩浆活动也是地槽的重要标志岩浆活动的一般规律是：早期发育海底基性火山喷发，有时伴有岩浆活动的一般规律是：早期发育海底基性火山喷发，有时伴有基性、超基性岩构造侵位晚期有大规模花岗岩侵入及中酸性火基性、超基性岩构造侵位晚期有大规模花岗岩侵入及中酸性火山喷发6 6）晚期遭受不同程度的区域变质作用晚期遭受不同程度的区域变质作用7 7）地槽即是一个）地槽即是一个地球物理上的异常带地球物理上的异常带，又是一个高热流的地，又是一个高热流的地震带，重力异常往往成带状，具一定方向性，磁异常多为正负相震带，重力异常往往成带状，具一定方向性，磁异常多为正负相间的线状特征。

间的线状特征3地槽的分类地槽的分类 （1）冒地槽）冒地槽 紧邻地台区，一般缺少火山岩紧邻地台区，一般缺少火山岩冒地槽相当冒地槽相当 大陆架下部至大陆斜坡地段大陆架下部至大陆斜坡地段2）优地槽）优地槽 离地台区远，富含火山岩离地台区远，富含火山岩基性岩、超基性基性岩、超基性 岩和深海相沉积（放射虫硅质岩）组成的蛇绿岩和深海相沉积（放射虫硅质岩）组成的蛇绿 岩套是优地槽的典型特征岩套是优地槽的典型特征优地槽则相当优地槽则相当岛弧、深海沟及深海区岛弧、深海沟及深海区图图3-1 3-1 优地槽、冒地槽划分的模式图优地槽、冒地槽划分的模式图（据Aubouin，1961）地槽的对偶性地槽的对偶性1947年施蒂勒把原提出的正地槽又分为优地槽和冒年施蒂勒把原提出的正地槽又分为优地槽和冒地槽优地槽远离克拉通、具有强烈的火山活动，地槽优地槽远离克拉通、具有强烈的火山活动，以发育有基性熔岩与蛇绿岩为特点冒地槽则靠近以发育有基性熔岩与蛇绿岩为特点冒地槽则靠近克拉通，没有或几乎没有火山活动克拉通，没有或几乎没有火山活动地槽从其开始发育到最后封闭大致经历了以下演化阶段：广泛接受沉积的地槽坳陷阶段；强烈构造变形形成褶皱带并逐渐抬升的造山阶段；褶皱带全面隆起、地槽封闭的后造山阶段。

这 3 个阶段构成了地槽发展全过程的构造旋回，至此地槽转化为稳定的地台从板块构造学观点看，地槽总体上与大陆边缘的大陆坡相当，但并不相同地槽的演化反映了洋陆之间复杂的相互作用地槽的发育要经历两大阶段第一阶段以强烈下沉为主，堆积了厚达12万米的沉积物，伴随有玄武岩喷发第二阶段以隆起为主（一般从中央部分先开始），沉积地层发生强烈的线状褶皱，伴以花岗岩侵入和区域变质作用原先深陷的海槽变成了高耸的山脉，山前坳陷内堆积磨拉石上升的山脉被不断地剥蚀夷平，地壳的活动性也迅速减弱准平原化后，在褶皱基底上沉积了盖层，这种构造单元叫地台换言之，地台的基本特征是具双层结构；变质的褶皱基底及不整合面以上的盖层根据槽台论的基本观点，地壳的发展和地表形态的演化几个主要发展阶段：（1）太古代和元古代地壳普遍处于不稳定的地槽状态，造山运动比较频繁那时地表还没有广阔的大陆，到元古代中期，开始出现广大的相对稳定地区，逐渐转化为古陆台如非洲陆台、南美陆台、澳大利亚陆台、印度陆台等组成的冈瓦那古陆，以及北方的俄罗斯陆台、西伯利亚陆台、中国东部陆台、北美陆台它们被蒙古地槽、乌拉尔地槽、加里东地槽、阿巴拉契亚地槽和古地中海地槽所隔开。

此外，还有科迪勒拉地槽、安第斯地槽、西太平洋地槽等2）古生代后期加里东运动发生，这在加里东地槽、蒙古地槽北缘、阿巴拉契亚地槽北段等表现尤为强烈，使原来的沧茫海底，褶皱成山，陆地范围扩大3）石炭纪到二迭纪海西运动掀起，许多地槽区先后褶皱隆起中国的大部、欧洲中部、北美东部、非洲西北部、澳大利亚东部，以及亚欧之间的山脉都是海西运动的产物这时亚欧大陆连成一体，陆地面积空前扩大而冈瓦那古陆出现分裂趋势，局部地区发生拗陷和下沉，海水侵入4）从侏罗纪开始到白垩纪太平洋运动（称旧阿尔卑斯运动）使环太平洋地槽靠大陆部分的内带发生强烈的褶皱，造成东亚大陆边缘和美洲西部高大山系，陆地又向外扩展一步与此同时，在一些相对稳定的陆台区，地壳又重新趋于活动，产生断裂，大规模岩浆侵入和喷发，以及大幅度的拗陷到中生代末，冈瓦那古陆彻底解体，南方各大陆及印度洋、南大西洋已基本形成5）新生代这是最终形成现代地表形态的一个发展阶段，通过第三纪中期开始的新阿尔卑斯运动（也称喜马拉雅运动），古地中海地槽发生强烈褶皱，形成了横贯东西的、年轻高大的阿尔卑斯喜马拉雅山系环太平洋地槽的外带也相继褶皱上升，形成东亚岛弧山脉和美洲西岸山脉新阿尔卑斯运动的影响还扩及大陆的其它地区，如中亚、西欧等古生代褶皱带又被抬升和断裂，东非大裂谷继续扩大，并有大规模玄武岩喷发活动，等等。

二、地台区二、地台区 概念：概念：1885年奥地利地质学家休斯（年奥地利地质学家休斯（E.Suess）提出的，他认为）提出的，他认为地台是地壳上稳定的，自形成后不再遭受褶皱变形的地区，地地台是地壳上稳定的，自形成后不再遭受褶皱变形的地区，地层产状缓、地形平坦后来被俄国学者卡宾斯基和阿尔汉格斯层产状缓、地形平坦后来被俄国学者卡宾斯基和阿尔汉格斯基进一步完善，并提出地台具有双层结构基进一步完善，并提出地台具有双层结构1.1.地台区的基本特征地台区的基本特征 地台是地壳上相对稳定的广大地区地台是地壳上相对稳定的广大地区1 1）现代地貌上呈方、圆形现代地貌上呈方、圆形面积可达几百万面积可达几百万-千万平方公里构成辽阔的大陆内部的千万平方公里构成辽阔的大陆内部的“核心核心”包括内陆盆地、丘陵地区，广大冲积平原以及浅海陆棚区包括内陆盆地、丘陵地区，广大冲积平原以及浅海陆棚区2 2）典型的双层结构）典型的双层结构：上层是上层是沉积盖层，沉积盖层，-以区域角度不整合面以区域角度不整合面（构造运动）（构造运动）下层为下层为褶皱基底（结晶基底褶皱基底（结晶基底），是经过强烈褶皱变质和多次岩），是经过强烈褶皱变质和多次岩浆活动而形成的变质岩系和古老岩浆岩浆活动而形成的变质岩系和古老岩浆岩；（3 3）沉积盖层属于地台型沉积沉积盖层属于地台型沉积，厚度较小，构造，厚度较小，构造型态比较简单，岩性和厚度在横向上变化都不大。

陆源型态比较简单，岩性和厚度在横向上变化都不大陆源碎屑沉积的分选性、磨园度都较好碎屑沉积的分选性、磨园度都较好地台具有双层结构，即由基底和盖层构成地台具有双层结构，即由基底和盖层构成基底由前基底由前震旦纪震旦纪或前或前寒武纪寒武纪的巨厚已变质的沉积岩系与的巨厚已变质的沉积岩系与火山岩火山岩组成，构造组成，构造复杂，一般遭受过较强的复杂，一般遭受过较强的区域变质作用区域变质作用基底岩石建造序列属地槽型基底岩石建造序列属地槽型盖层由震旦纪或寒武纪以来的沉积岩系组成，其厚度一般不超过盖层由震旦纪或寒武纪以来的沉积岩系组成，其厚度一般不超过10002000米，米，未经受区域。