第四章地槽地台学说.ppt

第四章 地槽地台学说地槽地台学说（槽台说）是一百多年以前在欧美建立起来的大地构造学说，其学术思想差不多在整整 一个世纪内在国际地质学界中占据着统治地位，对地 质学的各个方面有重要的影响，从而形成一套对地壳 形成、演化系统完整的经典性理论1965年贝布英的地槽专著全面地总结了地槽学说，标志着槽台说达到 了高峰20世纪60年代以来，板块构造学说的兴起，使人们改变了许多地槽、地台的传统概念，并用板块构造 学说的观点来解释地槽，从而在新的基础上给地槽以 新的内容 第一节 地槽、地台的基本概念第二节 地槽、地台的基本特征第三节 地槽、地台的内部构造第四节 地槽、地台的发展第五节 与地槽、地台有关的名词概念第六节 对槽台学说的评价第七节 中国主要大地构造学派简介 第一节 地槽、地台的基本概念人们经过长期对大陆上不同地区的观察和对比，发现有两类性质不同的地区：一类是地层厚度巨大、岩层强烈褶皱、呈狭长带状 分布的山脉，它曾经是地壳强烈活动区，称为地槽；一类是地层厚度较小、岩层褶皱平缓、甚至近乎水平、地势平缓的广大地区，它是地壳上相对稳定的地区，称为地台地槽、地台是地壳的基本构造单元，具有不同的地壳活动性质和强烈程度，它们在地史演化中经历了 不同的发展阶段。

一 地槽的概念地槽的概念由美国的霍尔(Hall)于1859年提出， 他注意到美国东部阿巴拉契亚山区遭受强烈褶皱的 古生代地层，厚度比美国中部产状平缓的平原区的 同时代地层厚度大十倍之多，两者之间形成了鲜明 的对比他提出：阿巴拉契亚山是由那些原来堆积 在沉降槽地内的一套巨厚浅海沉积物变形升高而成 的，认为坳陷是由于沉积物的巨大重荷引起的，并 伴随发生岩层的褶皱与变质作用霍尔提出的地槽概念，把山脉和沉降带紧密地 联系起来，沉降地带是山脉的前身，山脉是沉降地 带的岩层褶皱而的1883年，美国的丹纳（Dana）提出，地槽是由于地球冷却不均匀的收缩而产生 的侧向水平压力造成的，随后发生沉积物 的褶皱与变质以及岩浆活动；并认为地槽 是在大陆边缘上发育起来的，在那里地壳 一边下降一边接受沉积阿巴拉契亚山区研究得出的地槽概念，中心含义是：①一个沉降槽地；②堆积巨厚的浅海沉积物；③沉积物发生褶皱、变质作用并伴随有岩浆活动；④形成于大陆边缘，边沉降边接受沉积法国的奥格等(1900)在研究欧洲与非洲之间的 阿尔卑斯山区后发现，巨厚的沉积物中没有浅 海相沉积层，却有厚度不大的深海或远海相沉 积物他们认为地槽坳陷未必表现在沉积物的巨大堆 厚度上，也可以反映在巨大的深度但没有沉积 物补偿上；认为地槽的主要特征是后期强烈的 褶皱作用的结果，因而把构造变动强度作为划 分地槽的主要依据，并认为地槽是在大陆之间 的海洋地区内发育起来的狭长的深海槽。

阿尔卑斯山区研究提出的地槽概念，中心含义是：①一个深海槽；②堆积厚度不大的深海或远海沉积物；③沉积速率小于沉降速率；④形成于两个大陆之间目前，地槽的概念一般理解为：①地槽具有两重性质：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经有过强烈活 动的地带；③地槽主要位于大陆边缘，少数位于两 个大陆之间二 地台的概念地台的概念由奥地利地质学家休斯于1885年提出，他认为地台是地壳上稳定的、自形成后不再遭受褶皱变 形的地区这种地区岩层产状十分平缓，因而具有十分 平坦的地貌，故称为地台(Platform，平坦形态之意)在地台概念提出之前，俄国的卡尔宾斯基(1883)在研究俄罗斯平原的地质特征时，指出该区的基岩由上、 下两个明显不同的构造层组成，这两个构造层在形成规 律和发展特征上都显著不同，代表了两个不同的大地构 造发展阶段地台概念提出之后，阿尔汉格尔斯基(1923)在详细 研究俄罗斯地台的基础上，指出“地台具有双层结构”地台是地壳上相对稳定的、具有明显双层结 构的地区。

下构造层由巨厚的、强烈褶皱的变质岩和岩 浆岩组成的复杂岩系，称为结晶基底或褶皱基 底，代表地壳处于强烈活动的发展过程，实际 上就是地槽阶段的产物；上构造层由未变质的、产状平缓和厚度较小 的沉积岩层组成，称为沉积盖层，代表地壳处 于相对稳定的发展过程，是地台发展阶段的产 物；褶皱基底和沉积盖层之间被区域角度不整合 面隔开，标志着他们是完全不同的两个大地构 造发展阶段的产物因此，划分地台的重要依据之一是由活动向稳定转化的时间通常，把寒武纪以前结束活动转化为稳定的地区统称为地台；把古生代以来结束活动转化为稳定的地区，按其转化的时间划分为各个时期的 褶皱带如加里东褶皱带、海西褶皱带、 印支褶皱带、燕山褶皱带、喜山褶皱带 第二节 地槽、地台的基本特征地槽和地台是地壳上两个地壳活动性质及强烈程度不同的构造单元，具有明显不同的特征 这些特征既是认识地槽和地台的标志，也是划分 地槽和地台的重要依据地质特征 地 槽 地 台 形态特征呈狭长的条带状，长达数百至数 千km、宽仅数十至数百km呈近方园形的块状，面积广大， 达数百至数千km2 地貌特征宏伟的长条形山脉地势平坦地层特征厚度巨大，沿地槽走向分布，岩 性复杂，岩相、厚度变化大厚度不大，岩性、岩相、厚度较 稳定 沉积建造 硬砂岩建造、复理石建造、磨拉 石建造、细碧角斑岩建造等石英砂岩建造、碳酸岩建造、红 色碎屑岩建造等 构造形态 复杂，褶皱强烈，形成巨大紧密 线形褶皱，断裂发育简单，褶皱微弱，岩层产状近水 平，形成宽缓短轴褶皱 岩浆活动 强烈，不同时期有不同岩性、不 同类型和产状的岩浆岩微弱，仅局部沿断裂有少量侵入 体和喷发岩分布 变质作用岩石常遭受一定程度的区域变质岩石一般无区域变质现 象矿产特征 以内生矿产为 主，伴随不同时 期的岩浆活动有相应的矿产类 型以外生矿产为 主，Fe、Mn、P、 Al、煤、石油、膏盐等地球物理 多为地震活动带；M—面深；具 异常上地幔；重力异常呈带状展 布；磁异常呈一定规模沿走向线 形分布；热流值高无异常上地幔；重力异常为低负 值，不规则，变化平缓；磁异常 常呈宽缓的不规则形；异常幅度 变化较小；热流值低一 地槽的主要特征⑴地槽通常出现在大陆边缘地带，并沿大陆边缘延伸，一般都具有狭长的形态， 呈带状分布。

规模很大，长度达近千km到 几千km、宽度达近百km到几百km已经褶皱成山的地槽因侧向挤压和消减作用， 其宽度可大大缩减，还有一些褶皱带由于 大陆的碰撞和移离，不仅改变其原有的宽 度和长度，而且可能发生很大的移位⑵发展中的地槽，与现代大陆边缘的地貌 特征一致，既可以形成宽阔的大陆架—大 陆坡—大陆基，也可出现很窄的大陆架，起伏显著的大陆边缘；已褶皱的地槽，地 形上通常成为山系，形成一系列大致平行 的线状山脉，延续距离以几百至几千km，特别是中、新生代褶皱隆起的山系，更具 明显崇山峻岭的面貌特征⑶地槽往往表现为长条状的坳陷，有一 定的方向性，在地槽发育阶段沉积物以海 相沉积为主，有时还可出现半深海相和深 海相沉积，沉积物分选性差，沉积厚度很 大，可达上万m或更厚岩性、岩相和厚 度变化显著地槽中经常可见一些特有的 沉积组合，如硬砂岩沉积组合、硅质火山 岩沉积组合、复理石沉积组合和磨拉石沉 积组合等⑷地槽发展晚期，剧烈的构造变动使地槽中的岩层发生褶皱和断裂，形成十分复杂的构造，如紧 密褶皱、大型断裂和逆掩推覆构造以及由它们复 合组成的复背斜、复向斜、断裂带和褶皱带地 槽褶皱带构造的另一特征是表现为线型构造，在 平面上一系列褶皱和逆掩断裂沿一定方向延伸， 与地槽总体走势一致；在剖面上褶皱和断裂紧密 排列，连续发育，不间断地布满在整个地槽褶皱 带；在相当大的范围内，褶皱轴面和逆掩断层面 向一个方向倾斜，显示了组成褶皱的岩层物质向 同一方向推移的趋向。

⑸广泛的、强烈的岩浆活动也是地槽的重要标志不少地槽往往有剧烈的海底火山 喷发，它与沉积岩相伴生，形成特殊的火 山—沉积组合系列有些地槽还有基性、超基性岩侵位，其中有些部分是洋壳组成 部分在地槽发展晚期有大规模的花岗岩 侵入，形成巨大的岩基⑹经受过强烈变动的地槽，由于变动期中岩石在异常明显的压力、热力以及外加物 质成分的影响下，发生变质作用，使原有 的岩石在结构、构造和成分上发生变化 经过详细研究的地槽褶皱带，往往可以发 现有成对的变质带出现：一个是以高压低 温变质及大量基性、超基性岩为特征；一 个是以低压高温变质及广泛花岗岩侵入为 特点 ⑺地槽有丰富的矿产，其中尤以内生矿床为主，如与基性、超基性有关的铬、镍、 钛、铂和黄铁矿型铜矿；与中酸性侵人岩 有关的铁、铜、钨、钼等矽卡岩型矿床； 钨、锡、钼、铋、铜、铅、锌、银、锑、 汞等热液矿床，以及稀有金属伟晶岩矿床 等 ⑻由于地槽地带地壳深部结构、物质组成 和物质运动的特点，因此在地球物理—重力、地磁场、地热流量、地应力场、地震 活动等方面都有反映重力异常往往也是 地震活动带，并具有较高的地热流量二 地台的主要特征⑴地台一般具面状展布的几何形态，大多数呈不规则圆形、菱形、多边形等外形，其大 小自数十万至数百万km2 。

世界上最大的非 洲地台面积达二千万km2 相比之下，中国的华北地台，扬子地台和塔里木地台面积都 比较小⑵世界上主要的地台，在地形上大多 形成平原(如西伯利亚地台、俄罗斯地台、 北美地台)和高原(如非洲地台、澳大利亚 地台)，地台整体高程比较一致，内部起伏 较小，相对高差不大，地台没入海洋的部 分往往也出现大陆架和海湾总之，地台 的地形多反映出老年期的地貌的特征但 中国的华北地台和扬子地台，其地形较为 复杂，平原与高原往往交替出现，在四周 还常见较高的山脉⑶地台盖层的沉积组合是在相对稳定的构造环境中形成的，沉积组合和岩相通常不呈带 状分布岩性一般比较单一，结构也较均匀， 在剖面上、平面上变化不大，在广阔的范围内 比较稳定，以砂质，泥质和碳酸盐岩为主，海 相沉积物居多，也有部分陆相沉积，或出现海 陆交互相沉积；沉积建造的厚度较小，且各地 差别不显著；沉积岩层之间多为整合或平行不 整合接触；常见石英砂岩沉积组合、铝土铁质 沉积组合、石灰岩沉积组合、石膏白云岩沉积 组合、含煤沉积组合、红色碎屑岩沉积组合⑷典型的地台岩浆活动较微弱，一般出现浅成的小型侵入体和大片的玄武岩流，其 活动与断裂活动密切相关，岩性上多以碱 性岩系列为特征。

更长环斑花岗岩是地台 上特有的岩石，其主要特点是长石集合体 特别巨大，长石成分从晶体内部向外部发 生变异这种岩石形成于比较稳定的构造 环境，有利于侵入岩浆的晶体缓慢生长， 形成环状构造⑸地台盖层构造变形比较微弱．典型的地台型的褶皱构造比较平缓开阔，常常出现各种断续的褶皱褶皱缺乏长条形定向延伸的性质，有时很难出现褶皱之间在走向上存在着直接联系；组成褶皱的岩层缺乏水平定向的特性断裂变动一般也不强烈，且多为高角度的正断层，主要发育在地台上的隆起区在穹隆上断裂多呈环状或放射状分布，在长垣和短轴背斜上，断裂与褶皱轴向可以平行、垂直或斜交等多种形式出现，并具不同的性质第三节 地槽、地台的内部构造 一 地槽的部构造单元划分演化阶段 一级二级三级四级 造山期前 地槽系中间地块地槽优地槽优地向斜 优地背斜 冒地槽冒地向斜 冒地背斜造山期后 造山带构造带 复向斜 复背斜 边缘坳陷 山间盆地 前陆盆地 地槽结构剖面 (上)表示地槽偶的优地槽与冒地槽的组合 (下)表示产生双侧对称山链的背离双偶特征 地槽由成对的优地槽和冒地槽组成：优地槽位于靠近大洋的一侧，称内带， 包括一个优地向斜和一个以大洋为界的优地 背斜脊，基底属于洋壳，构造活动较强，有 蛇绿岩套，沉积物以浊积岩和火山碎屑岩为 主，夹火山熔岩；冒地槽位于靠近大陆的一侧，称外带， 由一个冒地向斜沟和一个冒地背斜脊组成， 基底属于陆壳，构造活动较弱，沉积物以陆 源碎屑岩和碳酸岩为主，火山物质没。