地层形成的大地构造环境地层与大地构造分区市公开课一等奖省赛课获奖课件

第三章地层形成大地结构环境

----地层与大地结构分区第一节大陆地壳分区经典理论

---槽台学说

第二节当代板块结构理论对地槽、地台解释地层形成的大地构造环境地层与大地构造分区第1页

第一节大陆地壳大地结构分区经典理论---槽台学说

经典比较大地结构学研究将大陆地壳划分为两种基本结构单元：地壳上强烈活动地域——地槽区；地壳上相对稳定地域——地台区。

1859年美国地质学家霍尔（J.Hall）在研究北美时第一次注意到古生界同一时代地层在阿帕拉契亚山要比毗邻密西西比河平原几乎厚十倍，从而提出褶皱山系是在地壳巨大拗陷部位生成。到1873年丹纳（J.Dana）正式把这种拗陷称为地槽。地层形成的大地构造环境地层与大地构造分区第2页一些欧洲学者在研究了阿尔卑斯造山带以后，发觉阿尔卑斯造山带形成之前并没有巨厚浅海相沉积，却发觉厚度不大深海相沉积物，所以认为地槽坳陷不一定表现在沉积物巨大厚度上，也能够表现为深海盆地薄层沉积出现。所以，布勃诺夫和施蒂勒（H.stille）认为，判别地槽主要标志不是厚度，而是后期强烈造山形变，形成褶皱山系。一、地槽区

1概念：地槽是地壳上强烈活动结构带。它能够被沉积物所赔偿，形成有巨厚海相沉积物巨大拗陷带，也能够不被沉积物所赔偿，形成深海盆地。在晚期经强烈褶皱后转变为褶皱山脉。

2.地槽特点（1）当代地貌上常为年轻狭长山系，长达几百至几千公里，宽达几十至几百公里。地层形成的大地构造环境地层与大地构造分区第3页

（2）地壳结构运动十分强烈，升降运动速度和幅度都很大，所以形成巨厚沉积，岩性和厚度在横向上改变很大。

----“早期沉降，晚期褶皱回返造山。”（3）含有特殊地槽型沉积建造：

①复成份碎屑岩（硬砂岩）建造；碎屑成份复杂，分选不好，磨圆度差，多含有一些易于风化长石等矿物，说明沉积时地形起伏大，剥蚀沉积快，这种环境多出现在地槽形成早期结构不稳定环境下。

②“复理石”建造---浊流沉积；

含有薄层递变层理。它主要由泥灰岩、砂质、钙质页岩、泥岩，与砾岩、砂岩和硬砂岩等组成含有显著韵律层岩石组合，它形成于海洋浊流环境。它形成于一个地槽演化晚期阶段.

地层形成的大地构造环境地层与大地构造分区第4页③海底基性、中基性火山喷发岩建造；④海底硅-铁质沉积建造（如放射虫硅质岩建造）________硅质－火山岩建造（优地槽产物）普通由硅质页岩、碧玉岩等硅质岩组成，并与安山玄武岩、凝灰岩和火山碎屑岩伴生，相当于蛇绿岩套一部分，说明地槽下沉最强烈阶段，断裂、火山活动发育。⑤“磨拉石”建造---晚期褶皱回返造山期后。以砾、砂成份为主，分选差。常分布于山前和山间凹陷中。大部分为河流相，洪积相，向外远离山系逐步变为湖相红色砂泥岩，夹蒸发岩（石膏等），再向外粒度变细，说明为造山运动之后阶段形成

地层形成的大地构造环境地层与大地构造分区第5页(4)结构变形强烈，普遍发育褶皱和逆冲断层推覆结构等。（5）广泛、强烈岩浆活动也是地槽主要标志。岩浆活动普通规律是：早期发育海底基性火山喷发，有时伴有基性、超基性岩结构侵位。晚期有大规模花岗岩侵入及中酸性火山喷发。（6）晚期遭受不一样程度区域变质作用。（7）地槽即是一个地球物理上异常带，又是一个高热流地震带，重力异常往往成带状，具一定方向性，磁异常多为正负相间线状特征。

地层形成的大地构造环境地层与大地构造分区第6页3．地槽分类

（1）冒地槽紧邻地台区，普通缺乏火山岩。冒地槽相当大陆架下部至大陆斜坡地段。

（2）优地槽离地台区远，富含火山岩。基性岩、超基性岩和深海相沉积（放射虫硅质岩）组成蛇绿岩套是优地槽经典特征。优地槽则相当岛弧、深海沟及深海区。地层形成的大地构造环境地层与大地构造分区第7页图3-1优地槽、冒地槽划分模式图（据Aubouin，1961）地槽对偶性1947年施蒂勒把原提出正地槽又分为优地槽和冒地槽。优地槽远离克拉通、含有强烈火山活动，以发育有基性熔岩与蛇绿岩为特点。冒地槽则靠近克拉通，没有或几乎没有火山活动。地层形成的大地构造环境地层与大地构造分区第8页地槽从其开始发育到最终封闭大致经历了以下演化阶段：广泛接收沉积地槽坳陷阶段；强烈结构变形形成褶皱带并逐步抬升造山阶段；褶皱带全方面隆起、地槽封闭后造山阶段。这3个阶段组成了地槽发展全过程结构旋回，至此地槽转化为稳定地台。从板块结构学观点看，地槽总体上与大陆边缘大陆坡相当，但并不相同。地槽演化反应了洋陆之间复杂相互作用。地层形成的大地构造环境地层与大地构造分区第9页地槽发育要经历两大阶段。第一阶段以强烈下沉为主，堆积了厚达1－2万米沉积物，伴随有玄武岩喷发。第二阶段以隆起为主（普通从中央部分先开始），沉积地层发生强烈线状褶皱，伴以花岗岩侵入和区域变质作用。原先深陷海槽变成了高耸山脉，山前坳陷内堆积磨拉石。上升山脉被不停地剥蚀夷平，地壳活动性也快速减弱。准平原化后，在褶皱基底上沉积了盖层，这种结构单元叫地台。换言之，地台基本特征是具双层结构；变质褶皱基底及不整合面以上盖层。地层形成的大地构造环境地层与大地构造分区第10页依据槽台论基本观点，地壳发展和地表形态演化几个主要发展阶段：（1）太古代和元古代。地壳普遍处于不稳定地槽状态，造山运动比较频繁。那时地表还没有辽阔大陆，到元古代中期，开始出现广大相对稳定地域，逐步转化为古陆台。如非洲陆台、南美陆台、澳大利亚陆台、印度陆台等组成冈瓦那古陆，以及北方俄罗斯陆台、西伯利亚陆台、中国东部陆台、北美陆台。它们被蒙古地槽、乌拉尔地槽、加里东地槽、阿巴拉契亚地槽和古地中海地槽所隔开。另外，还有科迪勒拉地槽、安第斯地槽、西太平洋地槽等。（2）古生代后期。加里东运动发生，这在加里东地槽、蒙古地槽北缘、阿巴拉契亚地槽北段等表现尤为强烈，使原来沧茫海底，褶皱成山，陆地范围扩大。（3）石炭纪到二迭纪。海西运动掀起，许多地槽区先后褶皱隆起。中国大部、欧洲中部、北美东部、非洲西北部、澳大利亚东部，以及亚欧之间山脉都是海西运动产物。这时亚欧大陆连成一体，陆地面积空前扩大。而冈瓦那古陆出现分裂趋势，局部地域发生拗陷和下沉，海水侵入。地层形成的大地构造环境地层与大地构造分区第11页（4）从侏罗纪开始到白垩纪。太平洋运动（称旧阿尔卑斯运动）使环太平洋地槽靠大陆部分内带发生强烈褶皱，造成东亚大陆边缘和美洲西部高大山系，陆地又向外扩展一步。与此同时，在一些相对稳定陆台区，地壳又重新趋于活动，产生断裂，大规模岩浆侵入和喷发，以及大幅度拗陷。到中生代末，冈瓦那古陆彻底解体，南方各大陆及印度洋、南大西洋已基本形成。

（5）新生代。这是最终形成当代地表形态一个发展阶段，经过第三纪中期开始新阿尔卑斯运动（也称喜马拉雅运动），古地中海地槽发生强烈褶皱，形成了横贯东西、年轻高大阿尔卑斯—喜马拉雅山系。环太平洋地槽外带也相继褶皱上升，形成东亚岛弧山脉和美洲西岸山脉。新阿尔卑斯运动影响还扩及大陆其它地域，如中亚、西欧等古生代褶皱带又被抬升和断裂，东非大裂谷继续扩大，并有大规模玄武岩喷发活动，等等。地层形成的大地构造环境地层与大地构造分区第12页

二、地台区概念：1885年奥地利地质学家休斯（E.Suess）提出，他认为地台是地壳上稳定，自形成后不再遭受褶皱变形地域，地层产状缓、地形平坦。以后被俄国学者卡宾斯基和阿尔汉格斯基深入完善，并提出地台含有双层结构。

1.地台区基本特征

地台是地壳上相对稳定广大地域。

（1）当代地貌上呈方、圆形。

面积可达几百万-千万平方公里。组成辽阔大陆内部“关键”。包含内陆盆地、丘陵地域，广大冲积平原以及浅海陆棚区。

（2）经典双层结构：上层是沉积盖层，

-----以区域角度不整合面（结构运动）下层为褶皱基底（结晶基底），是经过强烈褶皱变质和屡次岩浆活动而形成变质岩系和古老岩浆岩；地层形成的大地构造环境地层与大地构造分区第13页地层形成的大地构造环境地层与大地构造分区第14页地层形成的大地构造环境地层与大地构造分区第15页

（3）沉积盖层属于地台型沉积，厚度较小，结构型态比较简单，岩性和厚度在横向上改变都不大。陆源碎屑沉积分选性、磨园度都很好。地台含有双层结构，即由基底和盖层组成。基底由前震旦纪或前寒武纪巨厚已变质沉积岩系与火山岩组成，结构复杂，普通遭受过较强区域变质作用。基底岩石建造序列属地槽型。盖层由震旦纪或寒武纪以来沉积岩系组成，其厚度普通不超出1000～米，未经受区域变质作用。其沉积物组成地台型建造序列。盖层与基底以角度不整合接触。

（4）含有特殊地台型沉积建造：

①纯净石英砂岩建造；

②浅海（陆表海）碳酸盐岩建造；

③浅海型铁、铝、锰等沉积建造；

④海、陆交相互含煤建造。

（5）地台区岩浆活动微弱，普通沉积盖层都没有遭受区域变质作用。地层形成的大地构造环境地层与大地构造分区第16页

水平沉积岩层地层形成的大地构造环境地层与大地构造分区第17页

水平沉积岩层地层形成的大地构造环境地层与大地构造分区第18页图3-2地台区内部结构单位划分示意图

2．地台区内部划分（1）地盾（轮廓似盾形）或地轴（长条形）（无盖层沉积）（2）沉降带；（3）台背斜；（4）台向斜。地层形成的大地构造环境地层与大地构造分区第19页3．地台区演化模式（1）早期经历过地槽发展阶段---形成褶皱基底（结晶基底）；（2）晚期为地台发展阶段。地层形成的大地构造环境地层与大地构造分区第20页

三、全球大陆地壳大地结构分区依据由地槽区最终转化为褶皱带时间，将世界大陆地壳划分为以下结构区：

1.地台区前古生代褶皱基底和古生代及其以后沉积盖层所组成广大地域。全球共有九大地台区：北美地台区东欧(俄罗斯)地台区劳亚大陆西伯利亚地台区中国地台区印度地台区非洲地台区南美地台区冈瓦那大陆澳大利亚地台区南极地台区地层形成的大地构造环境地层与大地构造分区第21页地层形成的大地构造环境地层与大地构造分区第22页

世界大地结构分区图地层形成的大地构造环境地层与大地构造分区第23页2.地槽褶皱带

（1）加里东褶皱带：形成于早古生代褶皱带，晚古生代（或包含部分早古生代）及其以后地层含有盖层性质。

（2）海西褶皱带：晚古生代形成褶皱带，中生代（或包含部分晚古生代）及更新地层为盖层。

（3）中生代褶皱带：形成于中生代褶皱带，新生代（或包含部分中生代）地层组成盖层。可深入划分为印支褶皱带和燕山褶皱带，前者形成三叠纪晚期；后者形成于侏罗－白垩纪。

（4）新生代褶皱带（喜马拉雅褶皱带）：新生代形成褶皱带，组成当代世界上最高山系，依然处于显著上升状态，盖层不发育。地层形成的大地构造环境地层与大地构造分区第24页

四、中国地台区不稳定与地台活化理论中国地台区中生代结构活动强烈:

强烈火山活动;

强烈断裂活动.----形成火山-断陷盆地(大陆裂谷)1．黄汲清（1945、1966、1980）称：

中朝、扬子、塔里木为准地台

2．地台活化理论：陈国达（1960-80）建立地洼学说：

地槽---地台---地洼

3.板块学者称为“板内变形”地层形成的大地构造环境地层与大地构造分区第25页地洼学说对于地台活化本责问题存在着不一样了解，以致关于地台活化结果及由此所造成结构单元，未能得到正确认识。主要观点：一个认为它依然是地台；另一个则认为这是“地槽历史重演极好范例”。陈国达：这种结构区特征不论与地台区还是地槽区都不相符合。

1、它强烈活动性与属于稳定区地台区相对立；

2、它即使属于活动区，与地槽区相同，但在地