历史大地构造学

第4章

历史大地构造学第4章

历史大地构造学4.1历史大地构造及其分析方法4.2地槽、地台的概念4.3板块构造简介4.4古板块的恢复方法4.5大地构造分区、旋回和阶段几个实例1.天津Q沉积2.山西C沉积3.西藏吉隆盆地高山栎化石的发现4.雅鲁藏布江两侧C-P地层的差异-----地壳水平运动地壳垂向运动160万年地壳下降了700m,每年下降0.44mm1500万年下降了150m,每年下降0.01mm400万年上升了2500m,每年上升0.63mm2.5亿年间水平移动了3000-4000km大地构造性质稳定:无或少地震、火山活动，壳幔物质交换不频繁;地壳的升降幅度小过渡:介于二者之间活动:地震、火山活动频繁，壳幔物质交换频繁;地壳的升降幅度大地壳水平及垂向上都在运动现代的可以测量古代的如何测量或判断?如何判断某一地区大地构造背景？活动或稳定？必须研究地壳运动在地层中留下的证据————历史大地构造历史大地构造的概念

通过对地层沉积特征和与之相关的构造-岩浆-变质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.八种大地构造学说地质力学（李四光）重力构造（马杏垣）波浪镶嵌构造（张伯声）地洼学说（陈国达）断块学说（张文佑）地槽-地台多旋回构造学说（黄汲清）板块构造学说（尹赞勋，李春昱，郭令智）历史大地构造（王鸿祯）

4.1历史大地构造分析4.1.1地层成分、结构和体态分析4.1.2厚度-相分析4.1.3沉积组合和沉积盆地分析4.1.4构造-相分析4.1.5不整合分析不同地区地壳垂直和水平运动的幅度和速度不一样，对沉积物的迁移距离、分选程度、沉积速度都有影响，最终反映到沉积物中。平原地区的河流：山麓带洪冲积：平坦的陆架及滨浅海沉积：岛弧带沉积：大陆斜坡沉积：

不同大地构造性质的地层成分、结构和体态特征石英砂岩Quartzsandstone长石砂岩Arkose岩屑砂岩Graywacke石英砂岩浅海陆架长石砂岩湖相页岩岩屑砂岩

4.1历史大地构造分析4.1.1地层成分、结构和体态分析4.1.2厚度-相分析4.1.3沉积组合和沉积盆地分析4.1.4不整合分析4.1.2沉积物厚度-相分析沉积物厚度及沉积相可以反映地壳升降运动的幅度（与基盘的下降和物质供给的多少有关）

补偿非补偿超补偿沉积物厚度-相分析的有关概念补偿：沉积基盘的下降速度等于沉积物的堆积速度时，水深不变，岩相不变。非补偿：沉积基盘下降速度大，物质供应不足，水深变大，表现为海进序列。这类盆地也称饥饿盆地。超补偿：沉积基盘下降慢，物质供应多，水体变浅，表现为海退。1）单个地层剖面反映出的海水进退往往与：地壳均衡（eustasy）,地壳下沉（subsidence）,物源供给（supply）有关，因而不要与海进海退相混淆。2）地史中常见的为补偿类型沉积，其厚度代表沉积盆地下降幅度沉积物厚度分析的基本步骤地层压实校正

准确确定古水深

构造沉降分析构造沉降曲线公式Y=[S*(Pm―Ps)∕(Pm―Pw)]+Wd―△SL[Pm∕(Pm―Pw)]

Y为构造沉降，S*为压实校正地层厚度，PS为平均沉积物密度，Pm为平均地幔密度（3.4g/CM3），PW为平均海水密度（1.03g/CM3），Wd为沉积物沉积实水深，ΔSL为相对现在海平面高度的全球海平面变化。

4.1历史大地构造分析4.1.1地层成分、结构和体态分析4.1.2厚度-相分析4.1.3沉积组合和沉积盆地分析4.1.4构造-相分析4.1.5不整合分析沉积组合(建造)分析概念：在一定时期内形成的、能够反映其沉积过程主要构造背景的沉积岩共生综合体概念核心：1.沉积时的构造条件

2.较长时期

3.一定的区域范围

4.综合特征(组分、结构、构造等特征)构造背景分类：稳定、过渡、活动三种类型沉积组合与构造性质大地构造背景与沉积盆地分类

图4-2板块背景下的部分沉积盆地分布示意图

（据Dickinson,1974）

4.1历史大地构造分析4.1.1地层成分、结构和体态分析4.1.2厚度-相分析4.1.3沉积组合和沉积盆地分析4.1.4不整合分析欧洲著名的加里东运动第4章

历史大地构造学4.1历史大地构造及其分析方法4.2地槽、地台的概念4.3板块构造简介4.4古板块的恢复方法4.5大地构造分区、旋回和阶段4.2地槽、地台的概念地槽（geosyncline):以发育巨厚海相沉积为主的活动大地构造单元。(也称为褶皱带)美国学者J.Hall(1859)andJ.D.Dana(1873),在北美的Appalachian地区创立陆缘地槽的概念.欧洲学者E.Suess(1875),E.Haug(1900)在Alps创立陆间地槽的概念.地台（plateform):具有平整沉积盖层的稳定大地构造单元，通常由基底和盖层两部分组成，其间为大型的角度不整合面。奥地利学者S.Suess(1875)在东欧俄罗斯平原创立。第4章

历史大地构造学4.1历史大地构造分析4.2地槽、地台的概念4.3板块构造简介4.4古板块的恢复方法4.5大地构造分区、旋回和阶段4.3板块构造简介4.3.1概念及由来4.3.2板块的边界类型4.3.3板块构造(空间)模式4.3.4Wilson旋回(时间)4.3.5板块构造与地槽地台的关系4.3.1板块构造概念及由来板块构造:地球表面是由为数不多,大小不等的岩石圈板状体拼合而成的.这些板状体(板块)相对于赤道或地极可发生大规模的横向水平位移.板块之间通常以大洋中脊、海沟、转换断层、大陆裂谷和褶皱带等为边界.板块间的离合碰撞及其相关地质现象主要发生在板块的边缘.该思想的创导者是德国气象学家A.Wegener(1912,35岁殉职),美国学者W.J.Morgan(1968)对此进行了最早和最系统的总结.板块运动机制现代全球板块4.3板块构造简介4.3.1概念及由来4.3.2板块边界类型4.3.3板块构造(空间)模式4.3.4Wilson旋回(时间)4.3.5板块构造与地槽地台的关系板块的边界类型离散型:大洋中脊俯冲型:海沟会聚型碰撞型:喜马拉雅山平错型:转换断层离散型会聚型平错型4.3板块构造简介4.3.1概念及由来4.3.2板块边界类型4.3.3板块构造(空间)模式4.3.4Wilson旋回(时间)4.3.5板块构造与地槽地台的关系大西洋型大陆边缘西太平洋型

(沟-弧盆型)大陆边缘安第斯型大陆边缘4.3板块构造简介4.3.1概念及由来4.3.2板块边界类型4.3.3板块构造(空间)模式4.3.4Wilson旋回(时间)4.3.5板块构造与地槽地台的关系威尔逊旋回The

relationshipbetweenmountainbuildingandtheopeningandclosingofoceanbasiniscalledWilsonCycleinhonoroftheCanadianGeologistJTuzoWilson胚胎期

初始洋盆期

成熟大洋期

衰退大洋期

残余洋盆期

消亡期1胚胎期地壳拉张形成裂谷2初始洋盆期3成熟大洋期4衰退大洋期5残余洋盆期—地中海始新世6消亡期洋壳残片011053:本周2晚19:00实习(大地构造)011054:本周4晚19:00实习(大地构造)015051,015052完成实习四中的作业4.3板块构造简介4.3.1概念及由来4.3.2板块边界类型4.3.3板块构造(空间)模式4.3.4Wilson旋回(时间)4.3.5板块构造与地槽地台的关系4.3.5板块构造与地槽地台的关系

互补关系：板块解释槽台地台→板块的陆壳部分冒地槽→被动大陆边缘优地槽→活动大陆边缘地槽旋回→Wison旋回第4章历史大地构造学4.1历史大地构造分析4.2地槽、地台的概念4.3板块构造简介4.4古板块的恢复方法4.5大地构造分区、旋回和阶段4.4古板块的恢复方法板块构造开始于什么时候？岩石圈形成以来古板块构造到何处寻？大陆→山脉为什么？大洋壳的年龄≤J2(130Ma)古板块构造的识别标志是什么？1地缝合线----板块构造的最直接证据

蛇绿岩套：由基性、超基性岩（橄榄岩、辉长岩）、枕状玄武岩和远洋沉积组成的“三位一体”共生综合体，代表洋壳残片

混杂堆积：为不同时代、不同成因和不同板块物质的混杂体，是海沟—俯冲带的典型产物

双变质带：指板块碰撞俯冲带附近发育的高压低温变质带（蓝闪石片岩）、高温低压变质带（红柱石、矽线石、兰晶石），它们往往沿缝合线相伴出现蛇绿岩套橄榄岩辉长岩安第斯型板块边界混杂堆积双变质带

2沉积组合和沉积盆地的有序分布

3与古气候有关的特殊沉积和古生物类型礁灰岩，厚层灰岩，铝土矿,煤层,冰碛岩4古地磁学方法tanI=2tanλ

(I为磁倾角，λ为古纬度)印度板块的北移欧洲和北美的极移曲线欧洲及北美大陆寒武纪以来的磁性迁移曲线5生物古地理生物古地理分区的概念

生物古地理的实例生物古地理分区主要指因温度控制和地理隔离两大因素的长期作用而产生的生物分类和演化体系在空间上的分异1、不同于生物相（环境不同产生的生物群生态组合方面的差异）2、形成原因：隔离（气候条件、陆地、海洋）3、分级：生物大区、生物区、生物省、生态区安加拉植物群华夏植物群班公错—怒江舌羊齿植物群江山—防城琼州海峡第4章历史大地构造学4.1历史大地构造分析4.2地槽、地台的概念4.3板块构造简介4.4古板块的恢复方法4.5大地构造分区、旋回和阶段4.5.1大地构造分区主要依据地壳的构造活动（或稳定）性及其演化发展历史主要强调空间分异性大地构造分区的级别1级分区:板块、板块边缘活动带

2级分区：板块内的裂陷槽和陆内碰撞带；板块间的稳定地块和微板块北美板块西部大陆边缘内的外来地体或微板块地台区地槽区中国古板块的划分板块：西伯利亚板块、华北—塔里木板块、扬子板块、华夏板块、南海板块、印度板块主要缝合线：艾比湖—居延海至索伦—西拉木伦线；修沟—玛沁—勉略线、北祁连线、丹凤—信阳线；甘孜—理塘线、金沙江—藤条河线、北澜沧江—昌宁—孟连线、班公错—怒江线及雅鲁藏布江线；江绍—钦防线和琼洲海峡线等。中国古板块的划分中国古板块划分简图4.5.2构造旋回和构造阶段大陆边缘旋回(地槽旋回)构造旋回和构造阶段概念地质历史时期主要构造阶段概念大陆边缘旋回：一个大陆边缘(或地槽)由开裂,闭合褶皱隆升成山的过程.大陆边缘旋回不同时期的地质段特征概念构造旋回：构造作用在时间上的重现,这种重现通常会在大区域甚至全球范