地球岩石圈板块构造及其划分全文1.docx

地球岩石圈板块构造及其划分全文1.docx

《地球岩石圈板块构造及其划分全文1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地球岩石圈板块构造及其划分全文1.docx（30页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

地球岩石圈板块构造及其划分全文1

地球岩石圈

板块构造及其划分（全文1）

胡经国

第一章板块构造的形成与发展

第一节构造地质与大地构造概述

一、构造地质学的概念

构造地质学（StructuralGeology）是指研究地壳－岩石圈岩层及岩体的产状、变形以及各种构造形态或构造形迹的分布、成因和发展过程的一门地质学分支学科。

构造地质学的研究对象是地壳－岩石圈的地质构造。

地质构造（GeologicalStructure）是指组成地壳－岩石圈的岩层和岩体在内外动力地质作用下发生的形变变位以及由此而形成的诸如褶皱、节理、断层、劈理和其他各种面状和线状构造形态或构造形迹。

构造地质学的研究对于矿产分布、水文地质、工程地质、地震地质、环境地质等学科的研究都具有重要的意义。

二、大地构造学的概念

大地构造学（Geotectonics）是指研究地球的构造、运动、演化和发展规律等的一门地球科学分支学科，是研究地壳－岩石圈大型构造乃至全球构造的发生、发展、区域构造组合以及它们的几何学、运动学和动力学特征的学科，是地球科学其它分支学科研究的重要基础理论之一。

大地构造学不仅对于深入认识地球发展史和地壳－岩石圈运动史具有重要的理论意义，而且对于研究成矿条件、矿产成因及矿产资源预测等都具有重要的实际意义。

大地构造学的研究方法主要是历史分析法与动力分析法相结合的方法。

由于不同学者研究的侧重点不同，因而形成了不同的大地构造观点、学说和学派。

三、构造尺度及其划分

㈠、构造尺度的概念

构造尺度（TectonicScale）是指根据观察对象、研究任务和研究方法的不同而对地质构造的级别（空间和时间尺度）及其演化序列所进行的划分。

㈡、构造尺度的划分

1、空间尺度和时间尺度

地质构造具有空间尺度和时间尺度。

它们是观察、识别、分析和处理地质构造现象的时空标准；每一个尺度级别的地质构造都强调某些不同的方面，有不同的研究任务和解析方法。

2、空间尺度划分

在地质构造的空间尺度上可划分为巨型、大型、中型、小型、微型和超微型6个等级，也可划分为全球、区域、大型、小型、显微和超显微6个级别。

它们反映当代地质构造研究已扩展到108～10-8厘米的广阔范围。

多种空间尺度的构造往往组合在一起相互依存，在地壳-岩石圈不同的构造区域内构成一定格式的构造系统或构造体系。

巨型构造：

表现为巨大的山系和区域性地貌，如喜马拉雅造山带。

大型构造；山系中的构造单元。

中型构造：

一个地段上的褶皱、断层。

小型构造：

岩石手标本上的各种小褶皱、断裂。

微型构造；显微镜下的面理、线理。

超微构造；显微镜下的位错构造。

3、时间尺度划分

在时间尺度上，可以根据地壳－岩石圈变形的量变和质变关系，划分出长短不一的构造旋回、构造幕、世代和生成的先后顺序。

它们反映了构造过程的阶段性和展开的顺序性，以及不同阶段构造作用过程的持续时间和速率。

不同时间尺度的构造之间动静递进演化，构成一个递进变形和变形分阶段发展相结合的构造序列。

⑴、构造旋回

地壳－岩石圈的构造运动在地质历史中的表现特征是无时无刻不在运动之中，并且具有普遍性和旋回性，即地壳－岩石圈的和缓构造运动与剧烈构造运动交替发生、多期次发生，使地壳－岩石圈岩层和岩体发生变形变位，形成各种地质构造。

⑵、构造层

地壳－岩石圈的一个构造旋回以和缓构造运动开始，经历较长时间以后，又以较短时间的剧烈构造运动结束。

然后，又开始下一个构造旋回的和缓构造运动。

每次剧烈构造运动归属于前一次构造旋回，并且作为前后两个构造旋回的时间分界标志。

构造层（StructuralLaye）是指在一定大地构造单元内在一定构造旋回（阶段）中所形成的具有特征性的构造－地层组合。

它具有一定的构造形态，一定的沉积建造、岩浆建造和变质建造以及有关矿产。

相邻构造层之间以区域性不整合或假整合相接触。

研究构造层对于研究一个地区地壳－岩石圈构造演化和各个构造发展阶段的构造运动性质具有重要意义。

中国地质界常用构造旋回的称谓来命名不同的构造层，如加里东期、海西期、印支期、燕山期和喜马拉雅期构造层等。

⑶、构造世代与构造序列

构造序列（TectonicSequence）是指按各次构造事件发生的时间或相对先后顺序排列而形成的构造演化系列，是在各个构造旋回形成的所有构造（构造群）按其发育的世代顺序所构成的一个完整的构造系列。

构造序列反映了一定地区构造运动的发展过程。

在一个地区的构造序列中可以包含几个前后相继的构造旋回；在每个构造旋回中又可分为几个构造世代或构造幕。

在同一地质体演化的构造序列中，不同世代的构造可以发生不同尺度的构造叠加和干扰；但是，其中有一期构造在该区构造格局的建立上起着主导和定型的作用，并且控制着后继构造变形行为，该期构造称为主期构造。

对一个地区的各种地质事件，如构造运动、岩浆作用、变质作用、沉积作用和成矿作用等进行综合解析所建立的地质事件演化表，称为综合构造序列。

四、构造层次

构造层次是指在同一次构造旋回中由于在地壳－岩石圈不同深度的温度、压力不同，岩石物性物态变化而形成的各具特色的构造分层。

一般把地壳－岩石圈划分为表、浅、中、深四个构造层次。

表构造层次：

剪切作用和块断构造；

浅构造层次：

纵弯褶皱变形作用；

中构造层次：

压扁作用以及脆韧性剪切带和断层；

深构造层次：

流变作用和深熔作用以及韧性剪切带。

随着地质构造研究的不断深入，人们对从地表到地下深处的构造有了更深一步的了解，认识到地壳－岩石圈不同深度区的变形过程、变形机制和变形产物以及构造特点都是不同的。

五、研究内容

构造地质学和大地构造学的研究内容可以概括为空间、时间和成因三个方面。

㈠、空间方面

在空间方面，主要研究构造几何学，包括构造形态样式和形体方位以及组合形式。

㈡、时间方面

在时间方面，主要研究构造演化规律，包括构造的形成顺序和形成时代以及形变历史。

㈢、成因方面

在成因方面，主要研究构造环境、构造运动和构造动力学等方面的问题。

六、研究方法

㈠、基本方法

构造地质学和大地构造学研究的基本方法是野外实地观测和地质填图。

其缺陷是：

野外实地观测无法重复地质构造在漫长地质历史中的形成过程。

㈡、定量分析计算方法

定量分析计算方法是通过对野外地质观测事实的概括，选取适当的参数，利用力学、热学等物理定律进行定量分析计算，从而研究构造运动的运动学、热力学、流变学和动力学规律。

第二节地质构造

一、地质构造概述

岩层产状是指岩层产出的空间状态或空间方位。

岩层的三种基本产状是水平（岩层）、倾斜（岩层）、直立（岩层）。

表征岩层产状的三要素——岩层的产状要素是岩层的走向、倾向和倾角

地壳表层的岩层因受力而发生变形。

其中一部分变形以永久变形的形式保存下来。

其中，成层岩石（岩层）遭受挤压力作用而形成的连续的波状弯曲称为褶皱或褶皱构造，褶皱中的一个弯曲称为褶曲。

岩层（体）因受力其连续性遭到破坏而发生断裂，并且沿断裂面发生明显相对位移而形成的构造形态称为断层或断裂构造；断裂岩层（体）沿断裂面没有发生明显相对位移的断裂构造称为节理（裂隙）。

二、褶皱构造

1、褶皱构造的概念

褶皱构造，简称褶皱，是指成层岩石（岩层）遭受挤压力作用而形成的连续的波状弯曲。

褶皱中的一个弯曲称为褶曲。

褶皱构造是地壳－岩石圈构造运动的产物。

通过对褶皱构造的变形程度、伴生断裂及空间分布等的研究，可以计算模拟褶皱构造形成时的地壳－岩石圈运动形式和构造应力场。

2、褶曲基本类型：

背斜和向斜

当确定背斜和向斜时，并不取决于地形形态是向上还是向下弯曲，而主要决定于地层的产状和岩层的新老关系。

岩层向上拱起，核部地层时代老、两翼地层时代新，这种褶曲称为背斜。

岩层向下挠曲，核部地层时代新、两翼地层时代老，这种褶曲称为向斜。

3、褶曲要素

褶曲要素是指表征褶曲的组成结构以及空间形态和方位等的要素。

褶曲要素包括：

核（部）、翼（部）、顶角、翼（间）角、转折端、枢纽、轴面、轴（线）、轴迹、脊（线）、槽（线）。

（插图来源：

网络）

⑴、核（部）

核（部）是指褶曲中心部位的岩层。

背斜的核是最老的岩层，向斜的核是最新的岩层。

⑵、翼（部）

翼（部）是指褶曲核部两侧的岩层。

相邻的背斜和向斜共用一个翼。

⑶、顶角

顶角是指褶曲两翼的交角。

⑷、翼间角

翼间角是指褶曲横剖面上两翼同一层面拐点的切线之夹角。

⑸、转折端

转折端是指从褶曲一翼转到另一翼的过渡的弯曲部分，即褶曲两翼岩层互相过渡的中间弯曲部分或两翼的汇合部分。

⑹、枢纽

枢纽是指褶曲中同一岩层面与轴面的交线，亦即褶曲同一岩层面上各最大弯曲点的连线。

每一个发生了褶曲的层面都有自己的枢纽。

枢纽可以是直线，也可以是曲线或折线；可以是水平线，也可以是倾斜线。

其空间方位由测得的倾伏向和倾伏角确定。

⑺、轴面

轴面是指大致平分褶曲两翼或平分顶角的假想面，亦即连接褶曲各岩层面的枢纽构成的面。

轴面可能是平面，也可能是曲面。

轴面的产状与其它地质面的产状一样，可用走向、倾向和倾角来确定。

但是，因它是一个假想面，故其产状值不能直接测定，通常是通过赤平投影的方法来近似求得的。

⑻、轴（线）及轴迹

轴（线）是指轴面与水平面的交线。

轴迹是指轴面与地面及任一平面的交线。

⑼、脊（线）和槽（线）

脊（线）是指背斜中同一褶曲层面上各最高点的连线

槽（线）是指向斜中同一褶曲层面上各最低点的连线。

脊（线）和槽（线）与枢纽的位置通常不是恰好相重合的。

在寻找储油构造、开发油、气矿产和地下水资源时，弄清褶曲的脊和槽的确切位置，具有重要的实际意义。

4、褶曲的形态分类

褶曲除了将其区分背斜和向斜两种基本类型以外，还根据其它方面的特征对褶曲进行了多种形态分类。

这些分类便于准确描述褶曲的形态，并且在一定程度上反映了褶曲的成因，对于岩土工程许多方面都具有实际意义。

⑴、褶曲的横剖面形态分类

按褶曲轴面及两翼岩层产状，褶曲可分为以下五类。

①、直立褶曲（UprightFold）

两翼岩层倾向相反，倾角大致相等，轴面直立。

②、倾斜褶曲（InclinedFold）

两翼岩层倾向相反，倾角明显不等，轴面倾斜。

此种褶曲又叫做斜歪褶曲。

③、倒转褶曲（OverFold）

两翼岩层倾向相同，一翼岩层层序正常，另一翼岩层发生倒转。

④、平卧褶曲（RecumbentFold）

两翼岩层产状近于水平，一翼岩层层序正常，另一翼岩层发生倒转（该翼老岩层覆盖于新岩层之上）。

⑤、翻卷褶曲（ConvoluteFold）

轴面翻转向下弯曲，此种褶曲在外观上是向（背）斜，实际上是背（向）斜，通常由平卧褶曲转折端部分翻卷而成。

此种褶曲又叫做卷曲褶曲。

⑵、褶曲按转折端形状及两翼特点分类

①、圆弧褶曲

转折端呈圆滑弧形。

②、箱型褶曲

转折端平直而两翼陡峭，在两翼转折处呈膝状弯曲，形似箱状。

大型箱型褶曲的一翼可称为挠曲，即岩层呈向一面倾斜的台阶状或膝状的褶曲。

③、锯齿状褶曲

又叫做尖棱褶曲，转折端是一点，呈锯齿状。

这种褶曲常发生在岩性较坚硬和脆性的岩层中。

④、扇形褶曲

转折端平缓而两翼岩层均倒转。

在背斜中，两翼岩层向轴面倾斜；在向斜中，两翼岩层自轴面向外倾斜。

此种褶曲反映了两翼受到较大侧向外压力而逐渐向轴面运动的情况。

⑶、褶曲的纵剖面形态分类

①、按枢纽产状，褶曲分为以下三类：

A、水平褶曲（NonplungingFold）

枢纽近于水平，两翼岩层的走向基本平行。

B、倾伏褶曲（PlungingFold）

枢纽倾斜，两翼岩层不平行。

在背斜的枢纽倾伏端和向斜的枢纽扬起端，两翼岩层逐渐转折汇合。

C、倾竖褶曲

枢纽近于直立的褶曲。

严格的来说，在自然界褶曲的枢纽很少是水平的，大多都是倾伏的；大规模的褶曲，其枢纽往往是有起伏的。

倾竖褶曲比较少见，但是在陡立岩层分布地区，如中国密云溪翁庄地区，就可见枢纽向东南倾状近80°的一个两