大地构造复习.docx

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大地构造复习

第一章槽台学说简介

第一节地槽（Geosyncline）

TheconceptwaspresentedbyHallin1859andthegeosynclinewaspresentedbyDanain1873.

一、两种不同的地槽观

1、NorthAmericanGeologists

Hall（1859）andDana（1873）fromAppalachian：

北美东部的AppalachianMountain遭受强烈褶皱的Paleaozoicerarocks厚逾万米，与美国中部Mississipi平原的同时代地层相比较，AppalachianMountain要厚10倍多。

根据这一现象，Hall（1859）andDana（1873）进行了如此解释：

山脉往往占据了长条形的沉降地带，其中堆积了很厚的沉积物，下降作用和褶皱作用是由于沉积物在比较狭窄地带上的负荷作用引起的。

J.Hall′sconcept：

山脉的前身是一个沉降带。

Dana（1873）将这种强烈下降并逐渐被沉积物所充填的凹陷带称之为geosyncline。

2、EuropeanGeologists

С.В.Бубнов（布勃诺夫）andH.StilleFromAlpsMountain:

他们认为：

山脉形成之前并不是象HallandDana所指出的那样具有巨厚的沉积物，因此现象，С.В.БубновandH.Stille则认为eosyncline的主要特征是后期强烈的褶皱作用。

3、两种观点的对比

NorthAmericanGeologists强调了褶皱前的巨厚沉积作用；而EuropeanGeologists则强调了构造变动。

为什么会有这样大的认识差别，传统的地壳观未能作出令人满意的解释。

本课程的板块构造部分将作出具体解释。

4、conceptofgeosyncline

地槽是指早期表现为强烈凹陷，其可以被沉积物充填补偿，从而形成被巨厚沉积物所占据的沉降带；亦可不被沉积物所补偿，形成深海盆地。

晚期经受强烈的造山运动形成褶皱带。

二、地槽中几个特征的沉积建造简介

1、flyschformation

是一种典型的地槽沉积建造，它是一种有规律的复杂互层的巨厚沉积，通常有两种或两种以上的岩石在剖面上呈韵律性交互出现。

这种建造厚度很大，有时可达万米以上。

由粗到细的碎屑物质构成明显的韵律结构，单个韵律厚度自数厘米到数十厘米。

上下两个韵律之间常被冲刷面分隔，在每个韵律的底板上具有特殊的象形印模。

建造中砾岩很少，交错层和波痕罕见，几乎不含化石，岩石分选性较差。

flyschformation韵律的形成可能与一定规律变化的浊流和节奏频繁的地壳运动有关。

2、molasseformation

是一套以陆相为主的巨厚的砾岩和砂岩的沉积岩层。

这套岩石建造出现于造山阶段之后，其主要分布在地槽褶皱带的各种拗陷内，在geosynclinefoldbelt的外侧和marginal拗陷中尤为发育。

3、gregwacke（orgraywacke）formation

硬砂岩建造是一种在地槽形成初期，构造不稳定环境中的产物。

又叫杂砂岩、岩屑砂岩等。

gregwacke一词最早由英国人Jameson（1808）所用。

他指的是一种由岩屑成分复杂，分选性不好，磨圆度差的碎屑岩建造。

4、spiltic-keratophyreformation

细碧角斑岩是地壳下降运动剧烈,并伴有强烈火山喷溢的时期中形成的,典型代表岩石为钠质火山岩,如细碧角斑岩、玄武岩、安山岩和凝灰岩等。

三、地槽的主要特征

1、通常出现在大陆边缘，或两个大陆之间，呈狭长状分布。

2、沉积物分布在长条状的拗陷带内。

3、地貌特征与大陆边缘一致，往往形成山系。

4、晚期构造运动强烈，形成复杂的褶皱和断裂及大型推覆构造。

5、岩浆作用广泛。

6、变质作用：

常出现高压低温变质带和高温低压变质带。

7、出现与各种岩浆活动有关的矿产。

8、地球物理资料上有明显的异常反映。

四、Geosynclinecouple

H.Stille（1940）将地槽划分为正地槽和准地槽两类：

前者分布在克拉通或地台的边缘，活动性较强；后者则往往分布在克拉通内部，活动性较差。

H.Stille（1947）又进一步将地槽分为eugeosyncline和miogeosyncline两种：

前者靠近大洋；后者靠近craton。

J.Aubouin（1965）根据Alps地中海地区的构造分析，提出了eugeosyncline和miogeosyncline的组合模式，即地槽总是成对出现的，即地槽的对偶性。

四、Geosynclinecouple

H.Stille（1940）将地槽划分为正地槽和准地槽两类：

前者分布在克拉通或地台的边缘，活动性较强；后者则往往分布在克拉通内部，活动性较差。

H.Stille（1947）又进一步将地槽分为eugeosyncline和miogeosyncline两种：

前者靠近大洋；后者靠近craton。

J.Aubouin（1965）根据Alps地中海地区的构造分析，提出了eugeosyncline和miogeosyncline的组合模式，即地槽总是成对出现的，即地槽的对偶性。

3、后地槽期

后地槽期地壳运动以垂直运动为主，其表现为区域性隆起、大陆裂谷、地堑等，并伴有大量玄武岩喷发。

4、地槽不同发展阶段的岩石学特征

①、地槽拗陷阶段：

ophiolitesuite、flyschformation。

②、造山阶段：

岩层褶皱、变质、granite。

③、褶皱隆起阶段：

molasseformation、花岗闪长岩、安山岩喷出。

④、准平原化阶段：

形成platform和craton，断裂发育，玄武岩喷出。

六、地槽发展的旋回性

地槽由形成拗陷开始，经造山运动形成褶皱带，到最后形成稳定的craton，这一完整的过程称之为地槽旋回。

craton：

指的是地壳中相对较为稳定的部分，其在漫长的地质时代里（至少古生代以来）已很少受到变形的部分。

七、地槽的迁移性

地槽的迁移性指的是在一定构造发展阶段内，地槽在空间上沿一定方向先后依次有规律的迁移。

伴随着地槽的迁移，相应的沉积中心、变质作用、岩浆作用和褶皱作用等亦随之而发生迁移。

第二节地台（platform）

一、Concept

platform一词由奥地利E—Suess（1885）提出，他认为platform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，因此地貌上亦十分平坦。

故称之为platform（普通含义为台、平台）。

法国地质学家E.G.Haug（奥格1890）首次明确地将geosyncline和platform视为地壳上对立的两大构造单元。

至于地台的系统理论和构造单元的命名则是俄国地质学家卡尔宾斯基（1932）在详细研究了俄罗斯地台后逐渐总结出来的。

完整的Conceptofplatform是：

地台是大陆的一部分，其最主要的特征是双重结构，即上部覆盖着水平的或倾斜的岩层（主要为沉积岩），称之为盖层；而下伏则为埋深不同的结晶基底或褶皱基底—称之为基底。

两者之间为不整合接触。

1、crystallinebasement—混合岩化、花岗岩化作用比较普遍，岩石经受了中、深变质作用的基底。

第二节地台（platform）

一、Concept

platform一词由奥地利E—Suess（1885）提出，他认为platform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，因此地貌上亦十分平坦。

故称之为platform（普通含义为台、平台）。

法国地质学家E.G.Haug（奥格1890）首次明确地将geosyncline和platform视为地壳上对立的两大构造单元。

至于地台的系统理论和构造单元的命名则是俄国地质学家卡尔宾斯基（1932）在详细研究了俄罗斯地台后逐渐总结出来的。

完整的Conceptofplatform是：

地台是大陆的一部分，其最主要的特征是双重结构，即上部覆盖着水平的或倾斜的岩层（主要为沉积岩），称之为盖层；而下伏则为埋深不同的结晶基底或褶皱基底—称之为基底。

两者之间为不整合接触。

1、crystallinebasement—混合岩化、花岗岩化作用比较普遍，岩石经受了中、深变质作用的基底。

2、foldbasement—般经受浅变质，混合岩化、花岗岩化作用不发育的基底。

basement是地槽发展阶段的产物，常常由活动型的巨厚的沉积岩系和火山岩系组成，构造往往较为复杂，常伴有深成侵入岩，并经受变质作用。

platform是由geosyncline演化而来的，造山运动之后，geosyncline关闭，地壳由动—定，褶皱山系被夷平，并在此基础上下沉接受沉积。

地壳是在不停地运动的，因此，地壳上的platform也是在不停地发生和发展的。

即自地质历史时期到现在，地壳上一直都有geosyncline在逐渐转化为platform。

前苏联学者沙茨基（1947）根据platform褶皱基底的形成时代，将platform划分为古地台和年轻地台。

古地台（craton）的基底由前寒武纪地层组成，寒武纪以前就已发生了褶皱；年轻地台则指的是基底褶皱形成于显生宙的地台。

我们通常指的地台都为古地台。

实际上，许多platform并不是很稳定的，它往往还具有较强的活动性，这种地台前苏联学者哈因称之为活动platform；我国地质学家黄汲清先生称之为准platform。

如我们所处的扬子地台则为准地台（贵州即在该地台上）。

●二、与地台有关的几种沉积建造

●1、石英砂岩建造

石英砂岩的矿物成分单一，绝大部分为石英颗粒，颗粒的分选性好，磨圆度高，长石含量少。

是经过长期风化、搬运后沉积的产物。

●2、铝土铁质岩建造

出现在海进岩系的底部，与风化作用有关。

建造多由砂质粘土沉积和与之共生的铝土岩、铁质岩、耐火粘土等沉积物组成。

●3、石灰岩建造

由石灰岩和白云岩化灰岩组成，成分纯净是其主要特点。

●4、石膏—白云岩建造

白云岩为其中的主要成分，有时可见石膏薄层和透镜体，代表泻湖和潮坪沉积，干热气候条件。

●5、含煤建造

沿近海和湖沼地区发育，也可以为海陆交互相沉积。

●6、红色碎屑岩建造

河湖相沉积，往往形成于地台隆起阶段的陆相盆地中。

●二、与地台有关的几种沉积建造

●1、石英砂岩建造

石英砂岩的矿物成分单一，绝大部分为石英颗粒，颗粒的分选性好，磨圆度高，长石含量少。

是经过长期风化、搬运后沉积的产物。

●2、铝土铁质岩建造

出现在海进岩系的底部，与风化作用有关。

建造多由砂质粘土沉积和与之共生的铝土岩、铁质岩、耐火粘土等沉积物组成。

●3、石灰岩建造

由石灰岩和白云岩化灰岩组成，成分纯净是其主要特点。

●4、石膏—白云岩建造

白云岩为其中的主要成分，有时可见石膏薄层和透镜体，代表泻湖和潮坪沉积，干热气候条件。

●5、含煤建造

沿近海和湖沼地区发育，也可以为海陆交互相沉积。

●6、红色碎屑岩建造

河湖相沉积，往往形成于地台隆起阶段的陆相盆地中。

三、地台与地槽的对比（下表）

●四、地台的发展阶段

●1、前地台阶段

根据地台的有关定义，一般所指的地台即为古地台，即基底为前寒武纪之前褶皱的地台。

前地台发展阶段即指地台形成以前的发展阶段。

因此，其所涉及的问题也就是一个前寒武纪地质问题。

由于作为地台基底的前寒武纪地层大部分均已不同程度的变质，加之化石缺乏和多次地壳运动，使其构造复杂化。

因而对前地台发展阶段的研究带来了许多的困难。

然而，前寒武纪地质研究的重要性是显而易见的，在目前所认为的地球历史为45亿年中，前寒武纪就占了39亿年，它涉及了许多重大的地质研究课题：

如①、地球的形成；②、生命的起源；③、地壳演化，地壳运动，包括岩浆活动、变质作用和成矿作用等；④、与前寒武纪有关的矿产研究。

目前尚存在争议的几个问题：

①、前寒武纪二分，分为太古宙和元古宙，时限大致划在25亿年。

②、地壳发展阶段的全球性问题：

大的运动期具有全球性；小的则不具全球性。

前地台发展阶段主要有以下二个阶段：

①、陆核和萌地台阶段：

早期为典型的前寒武纪结晶基底，即太古代稳定地块和绿岩—花岗岩稳定地块。

如南非、西澳、北美、印度等地块。

②、雏地台和原地台阶段：

即指先期陆核及萌地台四周发展起来的早元古代活动带。

●2、后地台阶段

即指寒武纪以来的地台发展阶段，根据地台的定义，此阶段应为一个相对稳定的发展阶段。

该阶段的沉积物呈面状分布，岩浆活动和变质作用以及构造变动均较为轻微。

然而，事实并非完全如此，世界上和中国的许多地台研究表明，这些地台经历了古生代较为稳定的发展阶段之后，中新生代出现了许多特征的地质构造现象。

如强烈的岩浆活动和构造变动以及与之相关的molasseformation的形成。

又如在传统的nappe研究中，认为这种构造是强烈构造运动的造山带的典型产物，而现在不仅在造山带发现了大规模的nappe，而在许多过去认为不太可能的相对稳定的地台区，也发现了大量的thrustandnappetectonics。

如我们所在的扬子地台中就有许多thrustandnappetectonics。

我国地质学家陈国达先生根据地台演化的这种特征，将地台演化划分出一个典型的演化阶段，即地洼期—作为地壳演化的第三构造单元。

●第三节槽台学说对地壳演化的基本认识

●一、foldingphaseandtectoniscycle

●1、foldingphase

●是指褶皱旋回中的一次褶皱运动。

●德国学者H.Stille的概念是：

在由geosyncline转化为foldedzone的过程中，经历过一系列的相互紧接的、短时间的褶皱幕（foldingphase）每一个foldingphase为一个比较长时期的“相对静止”的幕所隔开。

●2、tectoniscycle

●H.Stille（1940）concept：

一个地槽从发生到最后因造山作用转化为褶皱带的全过程称之为一个构造旋回（tectoniscycle）。

●现代概念：

包括了地壳分异、增生、扩大、陆核—萌地台、准地台、地台的整个过程；沉积环境由还原、过度、弱—强氧化等变化；生物由低等到高等的演化过程等三个方面。

●二、槽台转化与地壳演化

●1、地台扩大说

该假说基于世界上各大陆均存在一个或几个稳定的地台，其外围又分布着不同时期的褶皱带，而由内向外逐渐变新的事实，认为随着地台的演化，地台的范围由于褶皱带的焊接而逐渐在扩大，地台的数量则由于相邻地台的归并而减少，活动的地槽因被地台取代而数量减少，地台一旦形成就不再回复为地槽。

●2、泛地台说（panplatform）

一些学者注意到了，在许多地槽里，地槽沉积层之下的前寒武纪变质岩系与地台基底岩系是一致的，其本质无多大区别。

故设想在地槽发展之前，geosyncline与platform曾是统一的基底，全球出现craton阶段，只是由于后期断陷作用将一部分沦为geosyncline，另一部分则得以保持其稳定性，形成platform。

●3、泛地槽说（pangeosyncline）

有些学者注意到，在geosyncline形成之前，基底已具有褶皱和变质岩系存在，这些都是geosyncline所具有的，由此他们认为，在地台形成之前，地壳都经过了geosyncline地槽这一演化阶段—pangeosyncline。

●第四节对槽台学说的评价

●槽台学说已经有一百多年历史了，在很长一段时间内，其在大地构造研究中一直占统治地位，建立了一套完整的理论，而对地壳演化的规律已有许多比较合理的认识。

●一、应予以肯定的方面

●1、揭示了地壳构造中，存在活动带和稳定区这一对相互对立的两大基本构造单元—geosynclineandplatform。

这是与客观事实完全想符合的。

●2、运用历史分析的方法，广泛地概括了各方面的资料，为大地构造的发展拟定了严格的演化序列，建立了一套理论体系，为认识地壳构造的发展规律作出了巨大贡献。

●二、值得探讨的问题

●1、没有阐明地槽发生、发展、迁移和封闭的本质，也不能解释为什么地壳上出现长条状的活动带及其间大面积的稳定区。

●2、仅着眼于某一区域的自身发展，忽略了各地区之间的相互作用和彼此联系。

●3、根据沉积建造、岩相古地理和沉积厚度来研究地壳演化，重建造而轻改造。

对地壳运动的方式则注重垂直运动而忽视水平运动。

其实际是一种固定论的观点。

●4、奠基于大陆地质，对占地表面积2/3的广大海洋洋底缺乏足够了解。

而板块构造研究的事实表明，揭示岩石圈运动和全球构造的关键，恰恰隐藏在海底深处。

●5、侧重历史构造研究而忽略了将今论古观，对地槽所相当的现在的环境在哪里却无法解答，即地槽仅是一种死的地槽。

●第五节深大断裂（DeepFracture）

●一、Theconceptofdeepfracture

deepfracture一词由前苏联地质学家Paive（1945）提出：

指的是一种规模大，切割深的断裂。

一般长达几百到几千公里；宽几公里到几十公里；深可达几十到几百公里。

又称之为深大断裂带。

●二、Themainmarksofdeepfracture

●1、沿深大断裂带形成大规模的挤压带和破碎带，并形成mylonitezone。

●2、深大断裂两侧的沉积作用有明显的区别。

●3、沿深大断裂带有各种岩浆活动，形成基性、超基性岩带，火山岩带或花岗岩带。

●4、沿深大断裂带常有强烈的动力变质现象，形成动力变质带。

●5、沿断裂带出现各种地貌特征，如断层崖、断裂谷等。

●6、沿断裂带常为区域性地球物理异常，如重、磁等异常。

●三、Theclassifyaboutdeepfracture

●1、哈因（1960）的分类

●①、超深断裂：

300—700公里；

●②、深断裂：

地壳界：

＞300公里；

●③、壳断裂：

地壳内。

●2、黄汲清（1977）的分类

●①、超岩石圈断裂（traslithosphericfracture）：

切穿岩石圈并进入软流圈，一般为大陆和大洋的分界，如subductionzone，因此，其往往具有couplemetamorphiczone、ophioliteandcomplex。

●②、岩石圈断裂（lithosphericfracture）：

切穿岩石圈，但不明显进入软流圈，规模相当大，一般有超基性岩，但缺乏良好的ophiolite。

●③、壳断裂（crustalfracture）：

发育于地壳内的断裂，有可分为sialsphericfractureandsimasphericfracture。

●A、sialsphericfracture：

切穿sialsphericlayer但不明显simasphericlayer，往往伴有中酸性的岩浆活动。

●B、simasphericfracture：

切穿地壳，但不明显进入上地幔。

往往伴有玄武岩浆喷溢。

●3、张文佑（1977）的分类

●①、lithosphericfracture：

切穿岩石圈，深达软流圈，相当于subductionzone，与黄汲清的traslithosphericfracture有相似之处。

●②、crustalfracture：

切穿地壳到达莫霍面，可出现基性岩和中性岩带。

●③、foundationalfaultorbasementfault：

切穿地壳上部的基底到达康拉德面，可出现酸性—碱性岩带。

●④、superificalfaultorsedimentarycoverfault：

切穿沉积盖层达到结晶基底顶面。

●⑤、interlayer—glidingfault：

层间断层指的是沿地球各圈层之间物性界面产生滑动的断层。

●四、深大断裂的区域动力学

●1、挤压背景下的深断裂：

①、subductionzone，②、largescalenappe。

●2、伸展背景下的深断裂：

如裂谷、地堑、半地堑（箕状凹陷）等。

●3、走滑断层：

如转换断层。

●4、层间滑动断层。

●五、关于深断裂的讨论

●1、深断裂概念的模糊性。

●2、断裂向深部延伸的顺层性。

第二章大陆漂移

⏹第一节大陆漂移

⏹一、大陆漂移学说的基本概念

⏹1、历史回顾

⏹①、英国哲学家Bacon（培根，1620）指出：

大西洋海岸线的吻合不是一件偶然的巧合，但他未作任何解释。

⏹②、法国地理学家A.Snider（斯奈德，1858）在他写的《地球形成及其奥秘》一书中，首次把大西洋两侧大陆拼合起来，并利用欧、美两洲古生代煤层中化石的相似性来论证了他的结论。

⏹③、美国学者F.B.Tayar（泰勒，1970）指出：

欧亚大陆向南端蠕动造成了Alps—喜马拉雅褶皱带。

欧亚大陆向ES移动，北美大陆从格陵兰撕开并向WS移动，澳大利亚向东北推移，是造成环太平洋岛弧和褶皱山系的原因。

⏹2、Wegener的大陆漂移学说

德国天文学家、地球物理学家和气象学家A.L.Wegener（1915）在他所著的《Theoriginofcontinentalsandoceans》一书中，系统地论述了大陆漂移的观点。

他认为：

大陆由较轻的刚性的硅铝层组成，它漂浮在较重的粘性硅镁质洋底之上，硅铝层原来曾经覆盖过地球的整个表面，然后由于褶皱使其面积减小而厚度增大，到古生代末期和中生代初期演变成一整块联合大陆（即泛大陆），相应的海域也只有一个，即泛大洋。

自中生代开始，特别是侏罗纪时，这个大陆裂开、解体，并发生巨大的水平移动，于是便形成了今天的各大洲和大洋。

大西洋和印度洋是在大陆解体、漂移的过程中产生的，原来的泛大样缩小为现在的太平洋。

Wegener认为：

漂移的趋势主要有两种：

一是自地球两极向赤道运动，另一趋势为向西漂移。

Wegener论证了产生这两种漂移趋势的动力机制，是重力和地球自转离心力的合力作用结果，而向西漂移则是太阳与月球对地球的引力所产生的潮汐力引起的。

⏹Wegener大陆漂移学说存在的问题

⏹①、硅镁层实际是刚性的，硅铝层不能在其上漂移。

⏹②、由于许多证据不足，加之许多地质和地球物理学家的强烈反对，他的学说随着他本人1930年于格陵兰冰原上遇难而逐渐衰落。

⏹自Wegener以后，D.Toit（托伊特）提出了古生代不仅只有一个联合古陆（Pangea）,即北半球为Laurasia古陆和南半球为Gondwana古陆，两者之间为Tethys海隔开。

联合古陆是2亿年来大陆漂移的起点，现在各大陆的分布位置则是这一阶段大陆漂移的起点。

⏹注：

Laurasia是由加拿大劳伦斯和亚洲两名的合称。

⏹Tethys来自希腊语，原意为大洋神女，众海之母的意思，这里仅为地名。

⏹Gondwana印度中部的一地名,又称为"南方大陆",其范围大体包括印度半岛、澳大利亚的西部、几乎整个非