2大地构造学第二章地槽

第一节地槽的概念第二节地槽的基本特征第三节地槽的发展第二章地槽槽台学说的由来和发展•1859年，美国地质学家霍尔发现，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。•槽台说否认地壳大规模的水平运动，强调变形以垂直运动为主，因而是固定论的代表。19世纪-至近代，槽台说在大地构造学说中占统治地位，直到海底扩张和板块构造说被广泛承认。今天槽台说的一些观点仍有借鉴意义。怎样看待槽台学说第一节地槽的概念一.地槽概念的提出二.地槽概念的进一步发展三.近代对地槽概念的新解释第一节地槽的概念一.地槽概念的提出美国的霍尔(1859):纽约州的阿巴拉契亚山的古生代的沉积岩厚约一万米,比中部平原区厚10倍左右。他认为Appalachia山区在接受巨厚沉积时，是地壳上一个巨大的凹陷带，并认为该凹陷带是由于沉积物的不断加厚，在沉积物的重力下形成的。美国的丹纳(1873)：称其为地槽（Geosyncline)。“地向斜”，“地背斜”的概念也由此而来。第一节地槽的概念一.地槽概念的提出二.地槽概念的进一步发展三.近代对地槽概念的新解释二.地槽概念的进一步发展德国的施蒂勒(1936)将地壳分为克拉通（稳定区）和正地槽（活动区）；克拉通分为高克拉通（大陆地壳）和低克拉通（大洋地壳）；正地槽分为优地槽(eugeosyncline)和冒地槽(miogeosyncline)。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—褶皱系有关名词概念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。冈底斯－喜马拉雅造山系(褶皱系)羌塘－三江造山系(褶皱系)秦－祁－昆造山系(褶皱系)康西瓦－南昆仑－玛訫－略阳对接带班公湖－双湖－怒江－昌宁对接带青藏高原地槽褶皱区青藏高原碰撞造山带地质略图（YinandHarrison,2000)Howell等(1983)综合了Coney和Jones等的意见,对地体提出了比较完整的定义,即构造地层地体是以断层为边界的具有区域性延伸的地质实体,每个地体均有与相邻地体不同的地质历史。地体可划分为四种主要类型:1、地层型地体；2、破坏碎裂型地体；3、联合型地体；4、变质地体。地体构造地体地块块体断块板块地台克拉通地盾地壳块体的不均匀性-块体的称谓拉萨地体拉萨地块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－－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－－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.边缘拗陷或山前拗陷：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。褶皱强度向地台方向减弱。岩浆活动微弱。西瓦里克盆地冈底斯山南缘盆地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。元古界古生界(除了志留系)志留系中下三叠系上三叠系新生界三叠纪花岗岩四川盆地松潘-甘孜带大巴山江汉盆地桐柏-大别山南阳盆地（据王二七，2008）黄陵构造结米仓山构造结Wangetal.,2003,Geology中间地块-碧口地块秦岭褶皱系8、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）。9、造山带(orogenicbelt)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。北京大学地质学系总结的世界上不同时期造山带示意图三.近代对地槽概念的新解释随着海底扩张和板块学说的兴起，许多地质学家对地槽作了新的解释。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。被动大陆边缘的主要地貌单元有:大陆架、大陆坡和大陆基。◆大陆架大陆的自然延伸,一般坡度小于0.1°,水深200m左右.与大陆坡过渡的地方有明显的弯曲。◆大陆坡平均坡度约为4°,深度可达3000m.大陆坡被众多的水下峡谷所切割,切割深度可达1000米。◆大陆基位于大陆坡和大洋盆地之间,坡度仅为1/700-1/100,是非常平缓的水下平原,常有巨厚的沉积。冒地槽优地槽迪茨（1963）：冒地槽相当于大陆架（大陆基），优地槽相当于大陆架下部。第一节地槽的概念第二节地槽的基本特征第三节地槽的发展第二章地槽第二节地槽的基本特征1.形态特征2.地貌特征3.地质特征4.地球物理特征第二节地槽的基本特征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。如祁连山、秦岭、喜马拉雅地槽等。地台却不具此特征。2.地貌特征常为宏伟的长条山脉，地形切割较强。如祁连山、秦岭、喜马拉雅地槽等。地台却不具此特征。北京大学地质学系总结的世界上不同时期造山带示意图秦-祁-昆地槽褶皱系冈底斯－喜马拉雅中生代冈瓦纳大陆边缘造山系羌塘－三江晚古生代泛华夏大陆边缘造山系秦－祁－昆早古生代泛华夏大陆边缘造山系康西瓦－南昆仑－玛訫－略阳对接带班公湖－双湖－怒江－昌宁对接带3.地质特征(1)沉积作用:以海相为主，如碳酸盐、复理石建造等，厚度巨大。优地槽具蛇绿岩建造。(2)构造作用:褶皱、断裂、片理、劈理等十分发育。(3)岩浆作用:超基性、基性、中性、酸性岩浆活动十分强烈。(4)变质作用:区域变质十分发育。(5)矿产作用:以内生矿产为主。早期：基性岩浆活动的黄铁矿型铜多金属矿床和铁、铂等。中期：中酸性岩浆活动有关的铜、钼、钨矿床。晚期：浅成岩浆活动有关的稀有金属和多金属矿床。被动大陆边缘的主要地貌单元有：大陆架、大陆坡和大陆基。◆大陆架大陆的自然延伸，一般坡度小于0.1°，水深200m左右。与大陆坡过渡的地方有明显的弯曲。◆大陆坡平均坡度约为4°，深度可达3000m。大陆坡被众多的水下峡谷所切割，切割深度可达1000米。◆大陆基位于大陆坡和大洋盆地之间，坡度仅为1/700~1/100.是非常平缓的水下平原，常有巨厚的沉积。冒地槽优地槽浅海带的沉积作用浅海是重要的沉积区，90%以上的海洋生物集中在浅海区。来自大陆和由海水剥蚀海岸的物质绝大部分带到浅海带沉积。浅海带的沉积作用有机械沉积作用、化学沉积作用及生物沉积作用。•礁灰岩珊瑚化石半深海和深海带的沉积作用特点：水深且压力大，底栖生物少，海水动力微弱。沉积类型：粒径小于0.005mm的悬浮陆源物质、生物残骸为主的软泥沉积、浊流沉积、海底火山喷出物、宇宙物质和冰山携带的粗粒物质、锰结核。滑塌沉积的可能机制重力作用引起块体的滑动，滑塌块体造成上下盘岩层挤压变形，可能有基性岩体的侵入滑塌结束之后，继续接受正常沉积。在后期的造山作用过程中，遭受叠加变形伸展初期四川九龙县江浪穹窿地区发育的二叠系滑塌灰岩堆积复理石建造：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。鲍马序列软泥沉积常见的软泥沉积物有含硫化铁的蓝泥和灰泥、含氧化铁的红泥和含海绿石的绿泥。深海带则主要为各种生物软泥，如抱球虫软泥、硅藻软泥、放射虫软泥。硅质岩蛇绿岩OphiotiteOphiolite是一种特殊的超镁铁质和镁铁质岩组合，由底向上为：1、超镁铁质杂岩：方辉橄榄岩、二辉橄榄岩和纯橄榄岩，通常具有变质组构，多少有蛇纹石化。2、辉长岩类杂岩：常具有堆晶结构。经常含有堆晶橄榄岩和辉石岩，但较少变形。3、镁铁质席状岩墙杂岩。4、镁铁质火山杂岩，通常呈枕状。5、伴生岩石包括：a.上覆沉积岩系：硅质岩、薄层页岩和少量灰岩；b.与纯橄榄岩伴生的豆荚状铬铁矿；c.钠质长英质岩浆岩。OceanicCrustandUpperMantleStructureTypicalOphiolite大洋中脊附近的深海丘陵细碧-角斑岩建造细碧岩(spilite)在水的参与下形成的变质基性火山岩，或是变了质的玄武岩。角斑岩(keratophyre)一种中性海底喷发岩，呈致密角岩状，大多为斑状结构，斑晶主要是钠长石或钠长石-更长石。硬砂岩建造硬砂岩，也称杂砂岩，是一种暗色坚硬的岩石，主要由各种棱角状岩屑（包括基性喷发岩、浅变质岩、砂质页岩和凝灰岩等）以及石英和长石碎屑组成，常含粘土杂基(15～40％)。硬砂岩主要是海相的，代表造山带的产物，在稳定的克拉通地区通常没有硬砂岩。磨拉石建造molasseformation：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。磨拉石建造西瓦里克盆地冈底斯山南缘磨拉石盆地？据朱利东等冈底斯－喜马拉雅中生代冈瓦纳大陆边缘造山系羌塘－三江晚古生代泛华夏大陆边缘造山系秦－祁－昆早古生代泛华夏大陆边缘造山系康西瓦－南昆仑－玛訫－略阳对接带班公湖－双湖－怒江－昌宁对接带一个特提斯大洋雅鲁藏布江地区白垩系的深海沉积(复理石)变形喜马拉雅北坡：浅海灰岩沉积变形回顾:3.地质特征(1)沉积作用:以海相为主，如碳酸盐、复理石建造等，厚度巨大。优地槽具蛇绿岩建造。(2)构造作用:褶皱、断裂、片理、劈理等十分发育。(3)岩浆作用:超基性、基性、中性、酸性岩浆活动十分强烈。(4)变质作用:区域变质十分发育。(5)矿产作用:以内生矿产为主。早期：基性岩浆活动的黄铁矿型铜多金属矿床和铁、铂等。中期：中酸性岩浆活动有关的铜、钼、钨矿床。晚期：浅成岩浆活动有关的稀有金属和多金属矿床。4.地球物理特征1）多为地震活动带。具异常上地幔。2）重力异常呈带状。3）磁异常呈线状或链状分布，异常走向与地槽方向一致，横过走向出现正负异常交替。4）热流值高。一般说来，地槽时代越新，热流值越高。第二节地槽的基本特征1.形态特征2.地貌特征3.地质特征4.地球物理特征第一节地槽的概念第二节地槽的基本特征第三节地槽的发展第二章地槽第三节地槽的发展一、地槽发展的基本模式二、构造旋迴及其划分第一阶段(下降),第二阶段(上升),第三阶段，地槽发展结束。第一阶段：下降阶段，地槽总体差异性下降。下降的初期：地向斜被淹没，接受地背斜的陆源碎屑物的沉积。地向斜中堆积了厚度较大的下部陆屑建造（包括硬砂岩和板岩等），局部有少量火山喷发。下降中