大地构造学 (成理)期末复习

构造地质学 structure geology区域地质学 regional geology大地构造学 tectonics

怎样看待“大构造”和“小构造”？不能人为的将它们割裂开来，应该将不同尺度的构造变形系统地加以看待，离开翔实的地质资料所建立的大地构造假说只能是空中楼阁，离开大地构造理论的指导，局部地区的构造分析将变得迷惑不清。

什么是大地构造学？这个学科的目的是？大地构造学有哪些学说？你认为哪种学说更加合理？为什么？

概念：研究地壳、岩石圈甚至整个地球的演化和运动规律的地质学分支学科; 研究地壳的大型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。大地构造学是一门综合性的学科，将岩石学、地球化学、地球物理、古生物学、矿物学、沉积地质学联系在一起的学科。

学说：槽台学说--强调地壳物质的垂直运动。地洼学说--强调地块垂直运动的强弱变化。地质力学--强调地球自转角速度变化造成的影响。大陆漂移--强调大陆的水平运动。海底扩张--强调洋壳的诞生和消亡。板块构造--强调地幔物质热的对流运动。其他：地球膨胀说、收缩说、波浪镶嵌学。还有其它解释区域地质演化时提出的概念，例如：地体构造、多岛洋、盆山耦合、变质核杂岩、地幔柱等

槽台学说1859年，美国地质学者霍尔发现，阿巴拉契亚山脉强烈褶皱的古生代浅海相地层厚达12km 以上，较此山脉以西同时代无褶皱的地层厚10-20倍。1873年美国的丹纳据此提出地槽概念(Geosyncline)。

1885年，奥地利的休斯提出在地壳上存在一些稳定地区，其上的沉积层平缓，地貌平坦。他把这种地壳

上稳定的、自形成后不发生褶皱变形的地区，称为地台(Platform)。

1900年，法国的奥格把地槽和地台统一起来，认为二者是地壳上两个基本构造单元，形成了槽台学说

1945年，黄汲清的著作《中国主要地质构造单位》，系统划分了中国的大地构造旋回和基本构造单元，提出多旋回构造运动，创建了中国大地构造理论体系。在他的理论指导下，发现了松辽盆地的大庆油田。1956年，陈国达根据我国的实际资料，发现地壳继相对稳定的地台阶段之后又重新强烈活动，提出地槽、地台以外的第三种基本构造单元，称为活化区，1959年又称其为地洼区，建立了系统的地洼概念。

1926年和1928年发表《地球表面形象变迁之主因》及《晚古生代以后海水进退规程》，从理论上探讨自水圈运动到岩石圈变形，自大陆运动到构造形迹等问题；1929年提出构造体系这一重要概念，建立了一

系列构造体系类型。1941年李四光在演讲“南岭地质构造的地质力学分析”时正式提出了“地质力学”

一词。1945年发表《地质力学的基础与方法》，对地质力学理论作了系统的概括。地质力学用力学原理研究地壳构造和地壳运动及其起因，强调地球自转速度变化对地壳变形的影响-大陆车阀作用。

海地扩张学说1960-1962年美国的赫斯（Hess）和迪茨（Dietz）考察大洋中脊时发现，远离洋中脊洋底沉积物年龄越来越老，在地幔对流说的启发下提出了“海底扩张说”。海底扩张说实际上是新形式下的大陆漂移说，也是板块学说的重要理论支柱。

1962年，剑桥大学研究生瓦因和马修斯参加深海考察，在太平洋洋中脊两侧发现了正、负相间的磁异常条带。他们借助地球磁场不断倒转的事实，认为这些正负条带正是海底扩展过程中不断受到地磁极倒转影响的结果。冰岛洋中脊附近的海底地磁测量完全证实了他们的设想。他们的发现强有力地支持海底扩张假说

板块构造学说经历了从大陆漂移假说、海底扩张假说，最后经过发展、完善，形成系统的板块构造理论，不断补充最新的观测资料，目前得到绝大多数地质学家的接受。但在解释某些陆内变形时，显得力不从心

槽台学说、地质力学等其它大地构造理论，从不同的方向入手，被人们多年的发展和应用，可以解释部分地质现象，早期文献应用的是这些大地构造理论，甚至现今仍有人使用其中的某些概念。

地质事件的回剥法：在研究区域构造演化过程中，首先分析晚期的构造变形，在将最新的构造变形恢复之后，再进一步分析早期的构造变形，建立从新到老的构造演化序列

克拉通(craton):地壳上已经达到稳定并在漫长的地质时期(至少古生代以来)已很少变形的部分。在板块构造理论里，可以理解为近似刚性的大陆板块部分，是相对稳定的大陆块体，底部为大陆地壳。

地槽：地壳上具有强烈活动（包括显著的差异升降强烈构造岩浆活动、变质作用和多次内生成矿作用等）的狭长条带状地带，早期强烈差异下降接受巨厚沉积，后期强烈褶皱上升形成巨大的山系

优地槽：离高克拉通远，有蛇绿岩及火山物质。冒地槽：离高克拉通近，无蛇绿岩，缺乏火山物质。

地槽小结沉积作用：陆屑、碳酸盐、复理石建造等，优地槽具蛇绿岩建造，厚度巨大。

岩浆作用：超基性、基性、中性、酸性岩浆活动十分强烈。变质作用：区域变质十分发育。构造作用：褶皱、断裂、片理、劈理等十分发育。沉积、岩浆、变质、构造作用均很发育，与地台形成了鲜明对比。

造山作用(orogenesis,orogeny)在挤压性构造体制之下，板块边缘或板块内部发生的所有地质过程的总和，包括断裂、褶皱、岩浆作用、变质作用，总的效果是形成线形的加厚的地壳（岩石圈）。

造山带(orogenic belt)由造山作用形成的地质体，通常出露地表，呈现山脉的形态。造山带是地壳上的一种带状的构造单元，它以具备强烈的构造变形（线形褶皱和逆冲断层)为特征，而这些强烈的构造变形是侧向挤压作用的产物。

成山作用(mountain building)造成明显正地形的地质过程，可以是造山带的隆起成山，也可以是断裂作用造成的基本未变形的地质体的过程。

建造指岩石在自然界中有规律的共生组合，它们彼此之间无论在时间还是空间上都有密切的关系。

蛇绿岩套：是一组由蛇纹石化超镁铁岩、基性侵入杂岩和基性熔岩以及海相沉积物构成的岩套。

复理石建造：多次重复的韵律性层理（复理石韵律），每一韵律包括砂岩到泥质岩或灰质岩的韵律层序（鲍马序列），总厚达数千米至万米。主要为砂岩和泥岩，海相浊流沉积。

磨拉石建造 molasse formation：以砾岩为主要成分的陆相粗碎屑岩，反映近源、快速堆积，一般位于造山带前缘。2、目前正在进行沉积的地槽位于哪里？正在进行沉积的沉积物有哪些类型？

地台是地壳上相对稳定的地区，具有明显的双层结构。

下构造层：巨厚的,强烈褶皱的变质岩和岩浆岩组成，称为结晶基底或褶皱基底。

上构造层：未变质、产状平缓和厚度较小（1-3km ）的沉积岩层组成，称为沉积盖层。

二者之间为区域性角度不整合面。

地轴：位于地台边缘，呈狭窄带状，是地台内部相对活动性较大的正向二级构造单元。基底出露较广，盖层褶皱平缓。如康滇地轴。

台隆：正向二级单元。呈等轴形或不规则形，盖层发育不全，厚度较小，常有基底构造层零星出露。

台拗：负向二级单元。呈菱形或不规则形，长期或某些时期较显著下降，盖层发育齐全，厚度较大。位沉降带（图）。

台褶带：位于地台边缘的称台缘拗陷，地轴内侧称轴缘拗陷，呈狭长带状沉积地带，是地

台上活动较强烈的负向二级单元。

3、地台具有怎样的三个演化阶段？

1、早期：差异性升降明显，内部构造有一定程度分异。边缘升降差异，局部有褶皱、断裂、火山活动。

2、中期：相对稳定的发展时期。大面积差异升降，构造变动、岩浆活动、变质作用微弱。

3、晚期：较强烈活动时期。全区上隆，脱离海侵。发育较厚陆相含煤、生油与膏盐建造。构造变动较强烈，褶皱，地堑或半地堑。

什么是岩石圈，什么是软流圈，板块构造中对他们的解释？

地壳和上地幔上部构成的坚硬部分叫岩石圈，厚约60-120km，在力学上可看作一个统一的构造单元。把岩石圈下面的低速层叫软流圈，厚约100km，岩石圈在软流圈上能较为自由地活动。

板块划分的依据1、洋中脊；2、海沟；3、转换断层； 4、缝合带

地幔柱地幔柱是相对热的、低黏度的地幔，由于对流而上升而形成的火山柱。其头部可以达到500－3000km（直径），下部（尾部）为100－200km（直径）。

地幔柱发育分为四步：上升、平滑、扭曲和分裂。

热点（1）在洋盆中，热点常形成地貌上高500-1000m的隆起，宽度可以达到1000-2000km；

（2）许多热点表现为活火山，热流高，如夏威夷、黄石公园；（3）大多数海洋热点具有中等高的重力，

反映了热点中心地貌上升；（4）有些火山离开海洋热点（大陆上也见岩浆作用的变形离开热点）一定距离，这些地区称为热点痕迹;大多数热点相对于海平面为正地形；

（5）目前已经被发现的热点（活动）有40－150个，有的出现在洋脊附近（如冰岛），有的出现在板块

内部;（6）许多现代热点很少超过100Ma（目前已知最老的热点为大西洋热点，145Ma前喷发玄武岩）；（7）热点岩浆成分为拉斑系列和碱性系列。

热点和地幔柱Wilson认为在运动板块之下，具有相对固定的地幔柱来解释火山链的时代变化；Morgan认为岩石圈板块在固定热点之上运动形成了热点火山链。

与地幔柱有关的热点、洋底高原和大陆底板玄武岩(大火成岩省)

大火成岩省（LIPs）：大火山岩省是镁铁质火成岩为主的大面积分布区，一般认为这些火成岩的形成和板块构造过程没有直接关联；

洋底高原：一般高2km左右（水下），如Ontong Java高原（186万km2）;

大陆溢流玄武岩：如西伯利亚暗色岩建造、德干高原玄武岩；巨大的岩墙群：加拿大Mackenzic 岩墙群；某些大的层状侵入体：如南非Bushveld 岩体；裂谷化的大陆边缘火山；洋盆底板玄武岩。

LIPs主要发育于250Ma以来，除洋脊外，最重要的镁铁质岩浆与地幔柱有关。LIPs形成的喷发为幕式喷发（与洋脊的陆续喷发不同）。喷发时间短，德干高原和西伯利亚暗色岩系主体喷发发生在1Ma中；LIPs厚度大（超过1km），分布面积大（几十万－几百万平方公里）；LIPs发育初期阶段和晚期阶段，由于结晶分异或地壳部分熔融，有少量长英质和中性火成岩组合。LIPs可产于不同的构造位置：近洋脊（冰岛）、板块三联点、老的洋壳、板块边缘（大西洋边缘）、大陆克拉通（西伯利亚、德干）；LIPs岩浆以拉斑系列为主，高温熔融特点（地幔柱特点）；高Ni(≥300ppm)；TiO

有变化，High-Ti的LIPs

2

为地幔柱底部部分熔融,而Low-Ti的为头部地幔柱部分熔融的产物；LIPs矿产：Ni、Cu、PGE

板块的三种边界类型a、离散边缘b、汇聚边缘c、转换边缘

不同类型的会聚边缘（1）洋壳向陆壳的俯冲2）洋壳向洋壳的俯冲3）陆壳对陆壳的碰撞

为什么有些地方分为主动大陆边缘，有些地方分为被动大陆边缘？

西太平洋型（边缘海—岛弧—海沟型）以太平洋西缘为代表，由岛弧—大陆架—大陆坡组成。在岛弧向大洋一侧的大陆架、大陆坡很窄，或者没有，直接发育有深海沟。在岛弧向大陆一侧，常常发育有宽广的大陆架。

增生楔的构造

混杂堆积：亦称混杂岩。不同地点、不同成因、不同时代、不同性质的岩石或沉积物，经过破碎作用和混杂作用形成的复杂混合体。

混杂堆积特点：（1）组成包括外来岩块、原地岩块和基质三部分，基质内包括原地和外来的岩屑或岩块。（2）剪切变形发育，常有石香肠、菱形石香肠和楔形构造。可作为构造地层单位表示于地质图上。（3）岩块大小不一、形状不一，甚为悬殊。几CM－几KM，可构成整个一条山脉。（4）叠瓦构造。

混杂堆积成因：板块俯冲下插时，板块边缘岩石经受碰撞、刮削而破碎，仰冲板块象推土机一样把俯冲板块上不同地区、不同时代和不同成因的岩石、包括洋壳碎片，都刮削混合在一起，形成混杂堆积。

陆内变形：发生在大陆内部，而非目前板块边界的构造变形，例如发育在地台、克拉通、大陆板块内部，而不是发育在大洋中脊、岛弧、转换断层或现今的地缝合带附近。也有人认为，碰撞后发生在陆地内的变形统称为陆内变形。

板内变形：发生在同一板块内部的变形。

陆内变形型式（1）张性变形（2）压性变形（3）扭性变形、压扭性及张扭性变形。

前陆盆地：与大陆碰撞带或洋壳俯冲相关的长形或弧形的极不对称的盆地类型。

怎样用磷灰石的裂变径迹测年方法测定东昆仑走滑断裂开始活动的时间？

低温热年代学磷灰石的裂变径迹应用范围：1、地表的侵蚀历史；2、造山带的隆升历史；3、盆地的热演化历史；4、活动断层的测年；5、年轻沉积地层的年龄。

目前常用的绝对年代的测年方法：1. U-Pb法（几万年至几十亿年） 2. K-Ar法（几万年至十几亿年）3. 40Ar-39Ar法（几万年至十几亿年） 4. 14C法（300年-5万年）5.光释光／热释光法 20-30万年以来6.电子自旋共振法7.宇宙成因核素法8.裂变径迹法（几十万年至几亿年） 9. (U-Th)/He法

青藏高原大陆动力学演化模型需要回答的几个关键：1、异常厚且软弱的地壳；2、高原是怎样扩展的；3、高原是怎样隆升的；4、高原内部出现的南北向裂谷；5、高原南部出现的藏南拆离系；6、平坦的高原面；7、碰撞以来上地壳经历了挤压变形的衰减；

深断裂是切割深度大、空间延伸远、具发育长期性和继承性的巨大破裂带。切割深度达数十公里至数百公里，可切穿硅铝层，达到硅镁层，甚至可达上地幔，长度可达数百公里至数千公里。深断裂对沉积作用、褶皱作用、岩浆活动和矿产的形成都有明显的控制。

深断裂按力学性质和位移分类：1.张性深断裂（深正断裂）：是地壳在拉张作用下形成的一种线性构造带，一般称为地堑或裂谷带。是近代火山、浅源地震和高热流带。2.压性深断裂（深逆断裂）是地壳在挤压作用下形成的一种线性构造带。3.剪性深断裂（深平移断裂）是地壳在剪切作用下形成的一种线性构造带。4.层间滑动断裂：发生在地球各圈层之间、沿着近水平的各种构造面作剪切错动的一种隐伏断裂。

构造转换：一种构造形式转换成另一种构造形式。

大陆漂移学说的创始人是魏格纳。他提出假设：推断在距今3亿年前，地球上所有的大陆和岛屿都连结在一块，构成一个庞大的原始大陆，叫做泛大陆Pangaea 。泛大陆被一个更加辽阔的原始大洋所包围。后来从大约距今两亿年时，泛大陆分裂开的陆块各自漂移到现在的位置，形成了今天人们熟悉的陆地分布状态。

第六章

二次大战后，科技发展，展开了多方面的海洋调查，获得了大量海洋科学资料

1、大洋中脊形态

2、海底地热流分布异常

3、海底地磁条带异常

4、海底地震带及震源分布

5、岛弧及与其伴生的深海沟

6、海底年龄及其对称分布

7、地幔上部的软流圈在这些新资料的基础上，产生了一个崭新的学说—海底扩张说。

转换断层：一种水平错动在两端突然终止并改变为另外一种方向和构造类型的断层。

威尔逊（1965）命名。转换断层与平移动层二者有着本质的区别。

活动型大陆边缘可以分为两类

②安第斯型大陆边缘：沿海岸发育一巨大的山系（山弧），外侧有俯冲带和海沟，典型实例

是南美的安第斯山；

②、岛弧型：靠近大陆边界有一岛弧，岛弧和大陆之间是边缘海盆地，岛弧外是俯冲带和海沟，典型实例是西太平洋岛弧区。

二、被动大陆边缘的基底地质构造

①、基底主要由自陆向洋的过度型地壳组成，厚度在8—25km之间，陆隆之下则全部转为洋壳。

②、陆隆和陆坡之下，普遍有一个厚数公里的纵波速度为7.1—7.4km／sec的地震层，被认为是地下深处密度已经增大的洋壳代表。

③、基底中有许多产状上陡下缓凹面朝上的铲式正断层。

④、在未变形沉积物之下的地堑中，普遍有厚度超过5km并己变形的裂谷期红层一蒸发岩。

⑤、自大洋中脊延伸过来的转换断层，使大陆边缘被沿走向分割成若干盆地。

三、被动大陆边缘的沉积作用

被动大陆边缘的沉积物沿大陆边缘成延伸很远的基本连续的长条状，在剖面上为分别向大陆和大洋两个方向尖灭的透镜体。

促进被动大陆边缘沉降的主要因素是：

①、岩石圈的伸展变薄，大陆分离之后，岩石圈随时间的延续产生的失热沉降；

②、开阔大洋出现后，陆坡和陆隆上的沉积负载；

③、陆坡和陆隆之下洋壳物质转变为高密度矿物相引起的岩石圈挠曲沉积。

沉积作用主要有以下三种：

A、早期热构造沉降形成的底部碎屑岩相；

B、均衡挠曲沉降为主时期的成熟相：在底部碎屑岩相之上有堆积了新的陆架及海陆交互相沉积，岩石有碳酸盐岩、石英砂岩以及蒸发岩、煤、石油等。

C、迭覆沉积透镜体的大陆填方：其是由于陆隆向上堆积、陆架向海建造形成的迁移迭覆。每个透镜体都是河流三角洲和滨海相的沉积物，沿斜坡向下过度为富有机质的三角洲相和陆坡相，随后又过度为浊流相。

安第斯型一陆缘弧沟系

二、海沟的沉积作用

1、沉积条件

海沟并非笔直延伸很远(走向)，往往被海脊分割而呈菱形。海沟外坡存在许多与沟轴斜交的断层(地堑和地垒、断裂、挠曲或小海脊)。在中美洲海沟的一些海脊上，有明显的磁异常带，并证明其为原始的，俯冲板块的下弯和沉降首先使这些原有的断层重新复活。

2、沉积物

①、由俯冲板块带来的深海盆地沉积物；

②、在海沟处形成的半深海和深海相的浊积岩等碎屑岩，主要成分是粉砂和粘土及部分火山灰，通常盖在第一层之上。

海沟沉积物的厚度很少有大于1公里的，沉积物的年龄很少有大于l00m.y的

大陆边缘：大陆和大洋盆地之间广阔的过度地带即为大陆边缘，可分为大陆坡、大陆架和大陆麓等三个部分。

被动大陆边缘—大西洋型大陆边缘与地槽

是相对较为稳定的一种大陆边缘。它缺失海沟及俯冲带，位于板块内部。其沉积物在剖面上有两个厚度最大的部位，一个在大陆架边缘，一个在陆隆。

活动大陆边缘—太平洋型大陆边缘与地槽

从我们所介绍的一系列优地槽的特征中可以看出，优地槽的沉积特征，岩浆活动与变质作用等，均与活动大陆边缘有着惊人的共同之处。优地向斜在活动大陆边缘可能出现在两个部位，一是边缘海盆地；另一个是俯冲板块一侧的大洋。

2、安第斯型地槽

以南美西海岸为典型实例，沿海岸发育了一个巨大的山系，外侧有深海沟。

以安第斯山系由古生代和中生代岩石组成，在晚中新世与上新统形成山链时，产生了强烈的火山作用和岩浆侵入活动。安第斯山系内部及邻近大陆区的地堑盆地中，广泛发育了晚中生代与第四系的粗粒碎屑沉积。与Alps褶皱带的磨拉石沉积相似。沉积物的成分由钙碱系列火山岩和较老的火山岩组成，海沟附近的沉积物很少。有混杂堆积。

4、海沟中的堆积物是怎样形成的？可能会出现哪些性质的岩石？

大洋板块在海沟向大陆板块俯冲时，上部物质被大陆板块刮下来堆积在海沟底部形成混杂堆积（增生楔）可能有碎屑岩、枕状玄武岩（只要洋壳中有的岩石都行）