板块构造与地质作用

板块构造与地质作用绪论(1)大地构造研究内容及基本思想狭义(传统)概念：研究地壳构造发生、发展、演化及其运动规律的科学。

侧重构造特征和构造发展史的研究，研究方法以地质历史分析法为主，涉及范围限于地壳(表面)和大陆.概念(广义)：研究地壳和上地幔(岩石圈)结构、组成、构造特征及其演化、成因、运动学、动力学的科学。

大地构造学的广义概念摆脱了单纯的构造发展历史分析(狭义)，以地球动力学作为立论基础，研究方法注意了地球物理、地球化学和地质学的结合；同时注意了地球动力作用的制约下的构造运动与地质(沉积、岩浆、变质、变形等)作用的关联性和整体性，研究涉及的范围更广(全球)、更深(岩石圈)。

研究对象：地球表面——固体岩石圈（构造）的各种构造（广义）类型、特征研究内容：地壳各构造单元的沉积建造、岩浆作用、构造变形作用、成矿作用以及地球化学、地球物理特征。

重塑各构造单元大地构造性质及发展历史；划分不同岩石圈构造类型。

研究意义：理论意义——阐明一个地区（单元）乃至全球构造运动规律、成因、地球起源与演化，天体演化与成因等。

实践意义——矿产资源形成及分布规律、地震预报、区域稳定性评价等。

(2)大地构造学研究方法(一)历史分析法地质历史分析法（又叫历史－构造比较分析法）是以各种地质、地球物理、地球化学资料为基础，按地史发展的顺序，探讨不同阶段大地构造的特点。

1.沉积岩相、建造分析沉积岩占大陆及其邻近海域的大部分。

地层发育、岩性、岩相、厚度、接触关系以及它们在空间和时间的变化，恢复古地理面貌、古气候、隆起、拗陷、地壳沉降幅度与速度、构造状况以及演化历史。

通过对地层沉积特征及其演变的研究，推断地层形成的大地构造背景(环境)、性质和演化，相应的方法称之为历史大地构造分析方法，相应的学科称之为历史大地构造学构造沉积作用与构造-沉积组合(沉积建造)研究思路：沉积组合→古构造环境→大地构造作用构造-沉积作用(容纳沉积物的堆积地都是构造变动的产物)沉积作用的内因是沉积物本身的物理、化学性质的制约；外部控制因素主要是气候和大地构造，大地构造的升降运动造成海平面的升降，使沉积岩相、厚度、层序和岩性方面呈现出构造作用痕迹来。

1) 岩相(单一岩性组合，反映某种沉积环境)岩相的更替是地壳拗陷和隆起的一种表现，隆－拗造成某种沉积环境的变迁，从而导致同一地区的岩相发生改变。

岩相本身只与拗陷速度有关，与拗陷幅度没有直接的关系。

拗陷速度对相带宽度具有控制作用：x＝h/s (h：剥蚀区上升速度，s：沉降区沉降速度)拗隆速度(s、h)越快，宽度(x)越小，反之亦然。

拗陷速度还制约岩相类别：拗陷越快，粗碎屑岩越多，而速度较慢时，以细屑岩或化学沉积为主。

2)厚度厚度是地壳升降幅度的一种体现，基于“拗陷基本得到补偿，隆起被剥蚀所抵消”这一设想。

拗陷幅度与沉积厚度关系取决于三个因素：①构造拗陷幅度，②沉积物堆积速度，③自然地理状况。

补偿（拗陷幅度＝补偿厚度），岩相无变化未补偿（拗陷幅度＞补偿厚度），岩相变化，海进超补偿（拗陷幅度＜补偿厚度），岩相变化，海退3)层序(多种岩性岩相组合)2 岩浆与岩浆作用4 构造-变质作用及组合(1). 控制构造变质作用因素(温度、压力、应力)(2). 构造-变质作用的区域特征1) 离散型板块边界：低压、热流高，产物为变质矿物不具定向的沸石相，绿片岩相，角闪岩相的高温低压变质岩。

2) 汇聚板块边界：温压均高，但极不均匀，与位置、深度有关、典型产物为双变质带：高压低温变质带(蓝片岩带)－俯冲侧低压高温变质带(接触变质带)－仰冲侧与碰撞作用有关的高压变质带5.成矿作用分析：从矿产类型和特征、成矿时期、围岩类型以及空间等分析，确定成矿作用与各种地质作用的关系及其大地构造背景。

6.地球物理探测资料分析：地壳上地幔的重力、磁力和热流，震源分布和电导率的变化。

7.地球化学资料分析：研究不同地区地壳与上地幔各种化学元素、同位素的时空变化同地壳与上地慢对比等。

(二).力学分析法地质力学:(三).地球物理方法1.地震法2.重力法3.磁法4.电法5.热流法(四).大地构造研究中的其它方法1.遥感遥测2.高温高压试验3.数理统计和电算4.深海钻探5.行星类比大地构造分析基础(1)有关概念：古地磁、反向磁化/地磁场倒转1）古地磁：剩余磁性和岩石剩余磁性(古地磁)，岩石在形成时在当地地磁场的有效影响下获得的磁性，与当时当地地磁场一致。

热剩余磁性(TRM)化学剩余磁性(CRM) 沉积剩余磁性(DRM)－化学沉积作用，成岩过程中的化学作用2)轴向地心偶极场定理3)地磁极游移反向磁化:地球的反向旋转热电流假说： 70年代初，许多学者用“双耦合发电盘”作出了解释：液体外核中，两部线路联通的直流发电机，在运行过程中旋转角速度不同，便会产生扰动、系统电流也将发生变化，当电流扰动加大到一定程度时，系统电流就可反向流动，从而(2)岩石圈、软流圈、中间圈性质(3)地壳、陆壳、洋壳组成特点大陆/大洋地壳的主要差(区)别1.厚度差异：大陆厚(35km)，大洋薄(6km) ；2.物质成分差异：大洋(Mg-Fe质)，大陆(Si-Al质)；3.地壳结构差异：大陆(双层结构-花岗质/玄武质)，大洋无(玄武质)；4.形成年代差异：大陆老(38亿)，大洋新(＜2亿年)。

(4)陆壳与洋壳组成、结构及地质特征(5)影响岩石圈的地球物理因素(6)地壳和上地幔的构造基本类型地台(1)有关概念：地台/克拉通地台的概念: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。

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。

(2) 地台的纵向结构(3) 地台基本特征(形态、地貌、地质、地壳结构)1.形态特征:呈卵形或等轴形，可达数百至数千km。

2.地貌特征: 地势平坦，起伏不大，以平原、盆地、高原为主，仅边缘和局部有较高的山脉。

3.盖层地质特征:（1）沉积简单;（2）构造简单;(3）岩浆活动微弱;（4）岩层一般无区域变质现象;（5）以铁、磷、铝、煤、石油、膏盐等外生矿产等。

4.地球物理特征（1）地壳厚度平均，无异常上地慢，低速带埋藏深度较大。

（2）重力布格异常为低负值，变化较平缓（如扬子、华北地台）。

（3）磁异常呈宽缓的不规则形，变化较小。

（4）热流值低，一般1.3微卡/平方厘米。

一般认为中国的地台活动性较大，为了与国外典型地台相区别，黄汲清称其为“准地台”。

(4) 地台演化阶段一、基底的发展二、盖层的发展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。

三种解释：1、地台活化：晚期出现强烈活动，称为“活化地台”。

2、次生地槽：认为这是地槽区的再度出现。

3、活动区或块断带：不同于地槽和地台的第三种构造单元，陈国达的地洼学说即起于此。

(5) 地台构造单元划分1地槽(1)有关概念：地槽/造山带、构造回返、构造旋回、构造转化地槽：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。

造山带：地壳上的强烈的变形带，呈长条状、线状，是褶皱、断裂和火山活动十分发育的地带。

构造旋迴: 地槽从前期下陷活动转换为后期强烈褶皱上升的构造状况变化，称为地槽的构造迴返或简称迴返。

地槽从开始活动下陷接受沉积到最后褶皱上升成为褶皱山系的整个构造发展过程，称为地槽构造旋迴或地槽旋迴。

目前对造山作用的一般理解如下：造山作用是以收缩挤压作用为主导，沿地壳或岩石圈的巨大狭长地带发生的所有地质过程。

强调以收缩挤压作用为主导有三方面含义：(1)收缩挤压的构造体制可以发生在会聚板块边界，也可发生在大陆板块内部，即造山作用不局限于会聚板块边界；(2)造山作用是一复杂过程，以收缩挤压作用为主导并不排除斜向会聚挤压的转换压缩(从应力角度为压扭)造山作用；(3)造山作用是一漫长过程，形成的造山带更是经历了长期的发展演化，因而，以收缩挤压作用为主导形成的造山带中可以出现一些伸展构造，这些伸展构造既可以是同造山的(造山作用过程中的短期应力松弛或伸展)，也可以是后造山的。

1.地槽褶皱区：位于两个大陆地台区之间或大陆边缘，具强烈活动的地区。

包括不同时期发育的、在空间上连成统一整体的若干地槽－褶皱系及其间的中间地块所组成。

2.地槽－褶皱系：是地槽褶皱区中相对强烈活动的地带，内部差异活动显著，构造、岩浆活动都很强烈，后期褶皱变质，并上升成为造山带。

3.地向斜－褶皱带：是地槽－褶皱系中相对强烈下陷的二级单元。

发育厚度大的地槽型沉积建造，构造复杂，有时岩浆活动强烈，内生矿产丰富，一般有区域变质作用。

按火山活动强弱程度和基底地壳性质不同，可分为两种类型：(1）优地槽型地向斜－褶皱带－－以大洋壳基底为主，深断裂作用和火山活动强烈显著，尤以发育蛇绿岩套著称。

（2）冒地槽型地向斜－褶皱带－－以大陆壳基底为主，缺乏或很少火山活动。

4.地背斜－褶皱带：是地槽－褶皱系中处于相对隆起或长期隆起遭受剥蚀的二级单元。

沉积缺失或很薄，断裂、岩浆活动比较强烈，尤以边缘地区为甚。

中国不少地背斜广泛出露前震旦纪结晶基底，常位于地槽－褶皱系的中央，故称为中央结晶带或中央隆起带。

5.边缘拗陷：地槽褶皱返回后，在褶皱系的边缘临近地台的地方所形成的狭长带状拗陷，具过渡带性质。

在其发展过程中，拗陷往往向外侧（地台）逐渐迁移，使两侧构造发育具不对称性。

发育磨拉石建造、含煤建造、含油建造、红色岩建造和含盐建造等。

具过渡型褶皱，强度向地台方向减弱。

岩浆活动微弱。

6.山间拗陷：地槽褶皱返回后，在褶皱山系内部于不同时期形成的大小与形状各异的拗陷或断陷。

7.中间地块：是地槽褶皱区中面积较大、呈三角形或菱形、相对较稳定且固结程度较高的地区。

它是地槽褶皱区中保存的古地台碎块或早期固结的褶皱区。

中新生界陆相地层广泛发育，断裂、岩浆活动较弱。

8.山前拗陷：位于地块边缘，在相邻地槽褶皱隆起后形成的狭长带状拗陷。

主要发育陆相含煤、含盐建造，以过渡型褶皱为主。

(2)地槽特征(形态、地貌、地质、地壳结构)1.形态特征:一般呈狭长带状，具方向性，长达数百至数千公里，宽仅数十至数百公里。