板块构造环境

（1）C末，全球只有一个大陆和一个大洋，所有的大陆为一单一的大陆，称为联合古陆（Pangaea，潘基亚、泛大陆）；（2）大陆由较轻的、刚性的硅铝层组成，其漂浮在较重的粘性的硅镁层上；（3）中生代（侏罗世）以来，在潮汐力和离极力的作用下，联合古陆分裂、漂移形成现代的海陆格局;魏格纳大陆漂移说的基本论点山脉——科迪勒拉山脉），后缘由于硅镁层的粘结、拖曳脱离形成岛弧、岛屿（西太平洋诸岛）；（5）大西洋、印度洋是在大陆分裂、漂移过程中形成，太平洋是泛大洋的残留。（6）力源：1）赤道突出部分的引力＋地球自转的离心力－－向赤道运动；2）月球和太阳的潮汐力－－向西运动。（4）大陆在向赤道和向西漂移的过程中，前缘挤压褶皱成山（印度向北漂移与亚洲碰撞，形成喜马拉雅山脉；向西运动的大陆其前缘挤压形成大陆漂移的证据（一）大陆的拼合（二）古生物证据（三）地质构造方面的证据（四）冰川证据（五）古气候证据（六）古地磁（七）深海勘测方面的证据1）全球规模的洋中脊是洋壳生长的地方，称为增生带，地幔物质由洋中脊轴部裂隙涌出，冷凝成为最新洋壳，后形成的洋壳将先形成的洋壳从洋中脊轴部依次向两侧推开，海底洋壳的年龄随着与洋脊距离的增加而增大；2）当洋壳到达海沟时俯冲、下沉、熔融，重返软流圈，所以海沟俯冲带又称为消减带；海底扩张假说的要点3）大洋岩石圈一面生长、一面消亡，不断更新，因而洋底基本没有比侏罗纪更老的洋壳岩石，地球的总体积或海盆的总容积也基本不变；4）海底扩张起因于地幔对流，洋中脊是对流体上升带或发散带，海沟是对流体下降带或汇聚带；5）大陆硅镁层驮于地幔对流体之上，犹如坐在传送带上一样被移动。海底扩张假说的论证（一）大洋底的结构特征（二）大洋底的地形特征（三）海底磁异常特征（四）大洋底岩浆岩的年龄特征（五）大洋底沉积物的年龄特征（六）转换断层1）地球上层分为弹黏性的岩石圈和黏性软流圈，下垫弹黏性中圈，岩石圈在软流圈表面作相对运动；2）岩石圈在侧向上分成数目有限的刚性和相对稳定的大小板块；板块构造说的基本论点3）板块边界分为分离扩张型、俯冲汇聚型和转换型；4）板块在离散边界处的扩张增生得到汇聚边界处俯冲消减的完全补充，地球体积保持不变；5）地幔中的热对流是板块运动的驱动力。第五章板块构造环境第五章板块构造环境第一节板块构造环境的基本类型第二节大陆裂谷第三节被动大陆边缘第四节活动大陆边缘第五节大陆碰撞带第六节古板块构造研究A—稳定大陆；B—早期裂谷；C—洋盆发育；D—俯冲；E—洋盆关闭；F—陆陆碰撞造山；G—山带剥蚀，再次稳定一、板块构造环境的基本类型各种板块构造环境，按WilsonCycle的顺序进行叙述，分为大陆裂谷、被动大陆边缘、活动大陆边缘和大陆碰撞带。二、研究意义通过研究各种现代板块构造环境，包括结构、特征、产物、演化等方面，为恢复现在位于大陆的各地质时代的古板块构造环境提供研究前提。第一节板块构造环境的基本类型一、裂谷概述“裂谷”一词是英国人C.W.格雷格里1894年在研究东非时首先提出的，用以表示断裂下陷而形成的“谷”状地形。rift,riftvalley，rifting一词使用含义较广、灵活，包括：裂谷，裂陷，拉张，拉张断裂等。广义地说，裂谷是指大规模的岩石圈拉张、断裂、中间轴部下陷的狭长构造活动带，除部分大陆裂谷独立产生外，大部分裂谷可以相互连接构成全球裂谷系。第二节大陆裂谷主要依据裂谷产生处的地壳结构类型，可分为三大类：1）大陆裂谷：变薄的大陆地壳，东非、莱茵、贝加尔2）大洋裂谷：洋壳，洋中脊轴部3）陆间裂谷（原始大洋）：过渡型，大洋型地壳，红海－亚丁湾二、大陆裂谷的概念大陆裂谷是发育在大陆地壳上的拉张断裂构造活动带，具有一定的规模和深部构造成因。其中部分属全球裂谷系的一部分，可以导致大陆分裂，并可能进一步发展成陆间裂谷和不同规模的大洋，也可以在发展过程中停止发育而成为夭折裂谷。部分裂谷独立产生，其中有些是大陆地壳应力调整（如强烈的碰撞作用）产生的张裂带，如贝加尔裂谷。1、地貌大陆裂谷在地貌上为线型排列的一系列盆地、谷地、低地、湖泊等，也有的呈雁行状或串珠状排列或具明显的分支。一股宽25～65干米，长数百至数干干米。往往中央深陷，甚至有的成为陆上最低部分，如贝加尔湖就低于海平面1000米。裂缘带常表现为陡峻的断崖，高约数百米，埃塞俄比亚主裂谷和贝加尔裂谷系一些断崖竟高达千米以上。三、大陆裂谷的特征大陆裂谷构造的最大特征是：两侧边界为一对大致平行的、向内倾斜的正断层，为主裂谷断层控制裂谷的形态。这种边界断层多是高角度的，倾角常达60～65度，因此剖面上呈“V”字形。但内部构造一般比较复杂，可以是两侧边界断层都发育的对称断陷，也可以是只有一侧边界断层发育的不对称断陷或单边断陷，同时常被次一级断裂切割成复杂的地堑、半地堑构造。2、构造一边倾斜的断块带裂谷构造类型无边缘隆起一边隆起两边窿起内部隆起3、沉积沉积厚度较大（1500－2500m），厚度变化大，相变迅速，沉积速率大。沉积剖面往往具有二元结构，下部为细碎屑岩沉积，上部为粗碎屑沉积，二者之间为不整合所分开。这反映第一阶段地形差异不大，火山活动也是分散的，呈裂陨式喷发；第二阶段构造活动急剧加强，从而形成两侧的山地地形，剖面上出现粗碎屑沉积，同时火山话动也集中于裂谷盆地中，这才代表了裂谷作用阶段。4、岩浆活动多数裂谷岩浆活动强烈（穹隆型），少数较弱（裂陷型）。成分上具双峰式组合特征（基性和酸性为主，而缺乏中性的组合，如拉斑玄武岩－流纹岩组合），成为鉴定古裂谷产物的重要标志；5、地球物理特征重力：具有显著的负布格重力异常，裂谷边界与重力异常的梯度带一致。磁力：以负磁力异常为特征，可达-400伽玛。热流：裂谷比相邻地区的热流值高出2—3倍。贝加尔湖谷底的热流值约2.6，而相邻的伊尔库次克地台区的热流值仅1.0。在强烈火山活动地区，热流值更显著增高。地热的峰值一般在边界断层附近。地震活动：大陆裂谷带是世界上主要的浅源地震带之一，空间上地震集中在边界断层附近，与负布格重力异常梯度带大休一致。如莱茵地堑北段地震活动集中在东边界断根据美国宇航中心对东非的重力测量资料，整个裂谷区内存在大面积区域性负布格重力异常，长5000km，宽达1000km，重力异常值大体介于(-100～-200)×10-5m／s2之间，局部可达-240×10-5m／s2。6、深部构造特征裂谷区的地壳厚度有明显减薄的现象，约在20－25km，普遍比非裂谷区小。裂谷区的壳下具低波速、低密度、高温（约1100℃）、高导电率、粘滞性物质，称为裂谷垫或地幔－地壳混合物；7、大陆裂谷或具有裂谷成因的盆地是重要的含油气盆地类型。四、大陆裂谷－陆间裂谷的演化1、穹形隆起阶段地幔物质上涌（可以是地幔热柱）导致地壳穹形隆起，发育正断层组合，以强烈的剥蚀、地壳减薄为主，局部产生地堑或箕状断陷盆地，并伴随有火山活动。2、断裂下陷阶段（大陆裂谷）拉张断裂导致穹隆顶部陷落，形成地堑系，沉积负载的均衡沉降作用和可能的热沉降作用使沉降进一步加强。本阶段以冲积扇和湖泊沉积为主，常发育红色的类磨拉石建造，夹有火山岩，有时可有泻湖相蒸发岩发育。3a、陆间裂谷阶段（红海－亚丁湾）为大陆裂谷的进一步发展，陆壳完全裂开，洋壳初步形成，但尚未形成成熟的洋中脊，常表现为狭长的海湾。3b、夭折裂谷大陆裂谷未进一步发展而夭折，由于沉积负载和热沉降作用而形成宽阔的披盖层。大陆边缘类型A大西洋型大陆边缘（被动、稳定、离散、拖曳）B太平洋型大陆边缘（活动、主动）Ba西太平洋型大陆边缘（岛弧－海沟系＋边缘海盆地）Bb安底斯型大陆边缘（山弧－海沟系）第三节被动大陆边缘一、被动大陆边缘的特征1、分布：大西洋、部分印度洋，活动大陆边缘中大陆与弧后边缘海之间也可发育特征相似的环境。2、地貌：宽阔的大陆架、缓倾的大陆坡和明显的大陆隆，向陆方向为海岸平原，向海方向为深海平原。3、地壳类型：大陆架（陆壳为主）－大陆坡（过渡型）－大陆隆（洋壳）。4、具有强烈的沉降，接受巨厚的沉积物。沉降机制包括：冷却引起的热沉降，拉张减薄引起的均衡沉降，拉张断陷，沉积负载的均衡沉降，地壳向洋方向的蠕散作用。5、宽阔的大陆架上巨厚的沉积物使其成为重要的油气生成、聚集场所。三、被动大陆边缘的沉积作用被动大陆边缘是在大陆裂谷和陆间裂谷基础上演化而来的。因此此处的沉积剖面上明显可分为两套岩系，其间为一重要的不整合。下部大陆裂谷－陆间裂谷阶段的产物，以河湖相夹火山岩并常具有蒸发岩为特征，碎屑岩－火山岩－蒸发岩组合。上部为被动大陆边缘阶段的产物，可发育成宽阔、巨厚的沉积体，Dickinson称之为冒地斜棱柱体（miogeoclinalprism）和陆堤（continentalembankment）。大陆架上以巨厚的陆源屑碎岩和碳酸盐岩为主，可发育三角洲。大陆隆上为浊流沉积和等深流沉积等，可发育巨大的浊积扇。弧沟系：即板块俯冲带的构造－地貌表现。一、弧的类型弧沟系的类型，也就意味着俯冲带的类型,包括那些距大陆较远的岛弧－海沟系。A陆缘弧：弧后区为陆壳性质Aa山弧型：以弧后区发育褶皱－冲断层带，具强烈的挤压收缩变形为特征，安底斯山脉。（contractedarc）Ab裾弧型：弧后为略变薄的大陆地壳，浅海陆架，以拉伸变形为主，苏门答腊、瓜哇。（non-contractedarc）第四节活动大陆边缘B洋内弧：弧后为洋壳性质Ba分离型：岛弧为陆壳，从大陆分裂出来而形成，日本。Bb不动型（稳定弧，原地弧）：俯冲作用发生在洋壳之间，俯冲作用导致岩浆活动和抬升形成岛弧，阿留申群岛。Bc移动型：在岛弧之下发生扩张作用，使岛弧分裂，一分为二，其一向洋侧漂移，另一称为残留弧，其间为弧后盆地，这种作用可以不止一次，马里亚纳岛弧。二、岛弧－海沟系岛弧－海沟系主要发育在西太平洋，典型的岛弧－海沟系包括下列主要的构造－地貌单元：1、trench宽度几十－百公里，为不对称的V字型。具浊流沉积和远洋沉积。2、trenchslopebreak较陡的海沟陆侧坡和其上较缓的岛弧斜坡之间的较明显的角度转折处。从海沟陆侧坡到海沟坡折之间为增生楔形体生长场所，坡折是增生楔形体的构造顶部。海沟陆侧上可发育一种构造盆地－斜坡盆地（slope）3、arc-trenchgap从海沟坡折到火山弧之间的无火山地带，此处热流值相对较低，其中发育弧前盆地（forearcbasin），以碎屑沉积为主，可包括浊流、三角洲、陆架－陆坡、以及河流等沉积。4、volcanicarc其附近可发育张性的地堑式弧内盆地（intra-arcbasin）。5、inter-arcbasinandremnantarc弧间盆地是指火山弧与残留弧或残留弧之间不活动的微洋盆。6、marginalseabasin边缘海盆地在大地构造学中，边缘海盆地专指岛弧与大陆之间的具洋壳或过渡型地壳的深水海盆。此处可发育宽阔的大陆架，如东海大陆架，其东为具拉薄陆壳的深水的冲绳海槽。二、安底斯型活动大陆边缘1、概述1）在弧前区从模型上说，其构造－地貌单元与岛弧－海沟系相似。而在弧后区，则不发育具洋壳的弧后盆地，而是在陆壳基础上发育褶皱－冲断层带（fold-thrustbelt）和弧背盆地（retro-arcbasin），弧本身为增厚的陆壳性质。总体处在强烈的挤压收缩状态。2）紧密毗邻的山弧和海沟之间地形高差极大（安底斯山脉7000m，秘鲁－智利海沟－7000m），地壳厚度变化极大（海沟以西6－7km，海沟10－12km，山脉60－70km）。3）Benioff带倾角较小，俯冲（或仰冲）速率较大，安底斯30°左右。2、褶皱－冲断层带fold-thrustbelt褶皱－冲断层带是指在板块的俯冲、碰撞作用下，由强烈挤压收缩而产生的大规模逆冲断裂带，是一种陆内的强烈收缩，也称为A型俯冲带（A以Ampferer命名）以区别于通常意义上的俯冲带（相应为B型俯冲带，以Benioff命名），当然，这种A型俯冲与B型俯冲相比是有限的。成因：1）在低角度Benioff带的俯冲作用下，处于强烈挤压收缩状态。其中较轻的弧将逆掩冲断在较冷、较重的弧后陆壳之上