新构造运动课件

新构造运动10.1基本概念及研究意义

新构造运动（neotectonicmovements）指新第三纪以来或第四纪以来发生的构造运动。

其它几种新构造运动的定义：（1）第四纪时期发生的构造运动；（2）从新第三纪开始至现代的构造运动；（3）新第三纪和第四纪前半期发生的构造运动；（4）新构造运动不应给予时间限制，只要是造成现代地形基本特点的构造运动都是。

特殊性：

(1)新生代以来地壳运动十分强烈，水平和垂直运动规模巨大。如新阿尔卑斯运动或喜马拉雅运动，使特提斯海（古地中海）消失，出现地中海及两岸的山系和亚洲南部的喜马拉雅山；环太平洋沿岸岛弧，美洲西部边缘(科迪勒拉-安第斯山脉)都是新生代造山运动的结果。这时期的构造运动不仅改变了海陆轮廓，奠定了现代地貌形态，还影响现代地球上气候带分布。10.1基本概念及研究意义

10.1基本概念及研究意义P>22MPa

4000CPH~310.1基本概念及研究意义10.1基本概念及研究意义地幔对流海底扩张大陆漂移(2)新构造运动与阿尔卑斯运动的区别

新构造运动指新第三纪或第四纪以来的构造运动，阿尔卑斯运动指第三纪以来的构造运动。

新构造运动对人类的活动有直接影响，人类往往可直接观察得到。10.1基本概念及研究意义

(3)新构造运动是地史上最新的一个构造旋回。大规模水平运动是新构造运动大幅度抬升的表现。如青藏高原大规模抬升，形成举世瞩目的世界屋脊。

洋脊地带，岩石圈板块做背离运动，使板块增长；海沟处，板块做敛合运动，大洋板块俯冲消亡，大陆板块被压缩抬升，形成年轻山系；转换断层带上，板块发生剪切活动。10.1基本概念及研究意义

(4)新构造运动与前新生代构造运动的区别

首先，新构造运动是晚近地质时代的地壳运动，时间极其短暂；

其二，新构造运动对现今地貌形成起明显控制作用-阿尔卑斯山和喜马拉雅山；

其三，它具有独特的综合研究方法。10.1基本概念及研究意义（1）大规模拉张运动大洋中脊地幔对流，洋脊处于拉张状态，新洋脊不断形成；大陆裂谷（如东非裂谷）发育大陆溢流玄武岩，它们代表新构造地壳的拉张活动。10.2新构造运动的基本类型在大洋中，洋底沿中央洋脊向两侧扩张。对太平洋板块移动速度测量表明，每年向西移动最大达到11厘米,向东移动6.6厘米。2）大规模俯冲、碰撞活动太平洋东西两侧均有海沟，大洋板块不断向大陆板块俯冲，大陆板块被挤压，形成新的造山带，如台湾、北美西部、南美安第斯山脉等新生代造山带。新生代印度板块与欧亚板块碰撞最引人注目，当今世界屋脊的形成就是印度板块不断向欧亚板块推进下迅速抬升的结果。喜马拉雅山自第四纪以来，上升大约3000米，珠穆朗玛峰一带每年上升达10毫米。10.2新构造运动的基本类型洋脊及俯冲带10.2新构造运动的基本类型青藏高原面渐新世-中新世期间（35~5.3Ma）：高原缓慢隆升，逆冲推覆叠置阶段25~17Ma抬升速率>2mm/a,13~8Ma间抬升速率<1mm/a。Zeitler认为40~17Ma期间喜马拉雅山抬升速率为0.14~0.33mm/a。兰州大学研究者指出7.4Ma~5Ma期间青藏高原抬升速率为100m/2Ma(0.05mm/a)。

上新世-更新世期间（大致于5Ma开始，3.0Ma后达高峰）：快速隆升阶段

上新世-更新世青藏高原大幅度整体隆升，早更新世晚期青藏高原上升幅度已达2000~3000m。。喜马拉雅3Ma时抬升速率为1~2mm/a，2Ma时为2~7mm/a，1Ma以来为10~30mm/a。全新世：均衡调整、伸展拆离阶段

青藏高原自0.01Ma至今仍在不断隆升。据20年间隔大地水准重复测量，平均抬升速率为5~8mm/a，并出现大规模水平滑移运动。据GPS测网测量，格尔木-拉萨间缩短率为12mm/a。青藏高原已抬升到4000m以上。气候条件发生了明显变化，交替出现冰期、间冰期，岩溶地区发现多层洞穴堆积，高原北部和东部有岩浆喷发。（3）大规模走滑活动美国加利福尼亚圣.安德列斯断层新生代发生大规模右旋走滑活动，中国鲜水河断裂大规模左旋走滑，均是当今活跃的地震带。1906.4.18加利福尼亚州发生了震级8.3级，震中烈度11度，撼动美国96×104km2土地的地震。旧全山不在震中，烈度仅9度，但断层穿过本市，建筑物倾毁，到处出火，水管破裂，无水可救，火势蔓延，连烧三日，全城2.8万栋房付之一炬。6万多人丧命，财产损失5亿美元。10.2新构造运动的基本类型加里弗尼亚旧金山洛杉矶圣安德列斯断层的新活动性

这条断层南起墨西哥的加利福尼亚湾，向西北美国境内延伸，到旧金山北的门多西诺角入海，大体与太平洋海岸平行，总长1000km以上。是太平洋板块和北美板块的接合部。1000多万年前，两板块衔接在一起，就象停靠在同一车站的两列火车。后各朝相反方向移动，太平洋板块滑向NW，北美板块滑向SE，裂痕越来越深。至今，断层已深入地壳32～48km，宽自几米至1,600m不等。10.2新构造运动的基本类型

断层移动2.5～5cm/a，但其力量分布不平衡，有的地段滑动，有的地段“咬住”不放。滑动段硬要拉着不动段移动，张力逐渐增强，直至断裂，并爆发一次强烈地震。近百年来，本断层发生6级以上大地震26起，素有“地震之乡”之称。1906年的旧金山地震是圣安德列斯断层大错动的结果。地震中出现一条430km长的破裂带，东北侧下沉0.9m，南方位移6.3m。另有一条新断层从干线分支，穿过旧金山市区，成NE—SW走向伸入海中。10.2新构造运动的基本类型1948年旧金山东南的霍利斯特镇的艾梅顿酒厂错误地建在圣安德列斯断层线上。1956.8，人们发现厂房错开裂痕10cm宽，从屋顶到墙脚齐齐朝NW-SE方向切去。到1969年，错距已达25cm，房子变成两爿，一半在美洲板块，一半在太平洋板块。断块正向太平洋“漂”去。

10.2新构造运动的基本类型

圣安德列斯断层不会停止活动，太平洋板块总有一天要脱离大陆“漂”向大洋。据多年漂移速度推算，包括洛杉矶在内的太平洋板块，约在50万年后，将向西北移动480km，把旧金山海湾堵死（成为内陆）。再过13Ma，太平洋板块只剩一点连着大陆，旧金山又见到海洋。40Ma后，完全脱离，板块成了太平洋的海岛，洛杉矶成了岛港城市。10.2新构造运动的基本类型10.3新构造运动的基本特征

（4）较强烈的褶皱运动新第三纪及第四纪中褶皱发育虽不及地质历史时期强烈，但断裂带附近常见地层褶皱现象。由于我国处在特殊的大地构造位置，使得新构造运动具有一定特殊性，主要有：（1）新构造运动的方向和幅度大陆在新构造期总体上升。水平运动，垂直升降相当显著。上升幅度西大于东（我国地形上的三大阶梯就是由此形成），但在西部一些刚性基底断块上，上升幅度偏小，形成西部大中型盆地，如塔里木盆地。10.3新构造运动的基本特征

IIIⅢ西伯利亚板块太平洋板块10.3新构造运动的基本特征

（2）岩浆活动、地震与活动断裂的关系在新构造运动中，断裂活动不仅控制新构造的格局，同时控制了新构造期的岩浆、地震活动。新构造期断裂活动主要是继承先成断裂，特别是长期活动的深断裂，如金沙江和红河断裂。我国西部沿断裂带形成高耸的山地及深陷的山间盆地，如点苍山和大理盆地；我国东部沿海沿新华夏系方向（NNE-NE）断裂形成密集的最新活动断裂群，沿该群发育N、Q火山活动。

10.3新构造运动的基本特征

强烈地震震中大部分沿断裂带分布。大陆最主要地震活动带是沿贺兰山、六盘山、邛崃山一线。强震沿线分布，弱震分布于断裂间的断块内部，故我国大部分地区成为强震活动带和微弱地震活动交替出现格局。时间上地震活动具一定的周期性。10.3新构造运动的基本特征

10.3新构造运动的基本特征

汶川地震第一次大地震：1950.8.15西藏墨脱地震(8.5级)，地震破坏面积约40×104km2。西藏境内倒塌房屋9000多柱(藏式室内宽度标准)，死亡人数3300多人，损失牲畜1.77万多头。印度境内死亡约1500多人。仅阿萨姆邦因地震及洪水损失2000万英镑。第二次大地震：

2001.11.14昆仑山大地震(8.1级)，由于发生地点人迹罕至，这次强烈地震没有造成人员伤亡。第三次大地震：

2008.5.12四川汶川地震(8.0级)，严重受灾地区达10×104km2。死亡69227人（学生5335名），受伤374643人，失踪17923人。直接经济损失达8452×109元。10.3新构造运动的基本特征

10.3新构造运动的基本特征

汶川-茂县断裂北川-映秀断裂都江堰-安县断裂10.3新构造运动的基本特征

为了识别地壳运动或现今地壳运动的迹象，目前常用的方法有：（1）地质构造法—几亿年到几万年（2）构造地貌法—几万年到几百年（3）考古法—几万年到几千年（4）历史法—几千年到现代（5）测量法—几十年到几个月（6）遥感解译、地震法、地球化学法、测年法、物理模拟和数值模拟法等

10.4新构造运动的研究方法10.4.1深部地球动力学环境研究-地质构造法深部地球动力学环境控制一个区域的构造演化。通过对深部地球物理信息（重力、磁力、典型特征等）的剖析，能更加客观地反映新构造运动的本质。

10.4新构造运动的研究方法10.4.2构造格架的研究-构造地貌法构造格架研究过去多注重对前喜马拉雅运动研究，对新生代的重视不够。新第三纪以来活动的断裂航卫片影象清晰，遥感解译可初步揭示研究区的新断裂网络。但不是所有线状影象都是断裂，遥感解译结果还要经过野外校核。野外校核是多种方法（野外观察法、地球物理法和地球化学法等）的综合。对于大片第四系覆盖区，要配合地球物理、地球化学方法如甚低频、氡气测量等。如要弄清新构造的深部展布，还要采用耗资较大的深部地震或大地电磁等方法。此外，历史地震和温泉资料的收集、分析对断裂活动性的研究也十分重要。10.4新构造运动的研究方法NOMIS7000测震仪NOMIS5400测震仪北京桔灯导航科技发展有限公司北京桔灯导航科技发展有限公司RAS-24数字地震仪北京桔灯导航科技发展有限公司高分辨地震仪（浅震仪）上海艾都实业有限公司10.4.3地层及其变形研究-地质构造法晚新生代地层厚度、分布、组成及变形等是新构造运动及其应力场演化研究的基础。第四系覆盖区内系统收集的钻孔资料可:(1)编制第四系沉积物等厚图，判别该区的下降幅度及变化情况;(2)如能测定该层年龄，可进一步推算下沉速率;(3)在构造运动上升区，如露头较好，可系统测制地层剖面，分析该区地层上升速率及新构造期应力场变化。10.4新构造运动的研究方法10.4.4岩相变化研究-地质构造法沉积物特征是自然条件的反映。研究新第三纪沉积物相变，能了解新构造运动性质和近似幅度。（1）残、坡积相表示形成时处于上升剥蚀条件；（2）厚的湖相或平原河流冲积相，表示该区是下降接受沉积的环境。研究岩相变化，须辅以其它证据，因它们可能是构造因素，也可能是非构造因素，且这种变化湖滨最为显著。10.4新构造运动的研究方法10.4.5地貌（断层引起）研究地貌是表明区域新构造的形迹之一。通过对水系特点、断层构造地貌（断层崖、断陷盆地的分布、发育等）特征的研究，可确立新构造水平或升降运动的幅度、次数、强度及断块间差异升降等等。断层能直接形成地貌，如断层崖;断层使原先地貌发生变形，如夷平面、河流阶地、洪积扇被错断；断层活动使断层附近应力状态变化，产生挤压或拉张，形成高地或洼地。10.4新构造运动的研究方法

a:断层崖平直、延伸较长，多属张扭性断层形成（图10-1A）；

b:断层崖间断或呈之字型分布,常是张性断层形成（图10-1B、C）；

c:断层崖如是多条首尾相接的斜列式分布，则属于压扭性断层形成（图10-1D）;d:断层崖常形成舒缓波状走向，属压性断层形成。10.4.5.1升降运动的地貌标志（1）断层崖——断层活动形成的陡崖（图10-1）。图10-1断层崖排列形式

A.连续线形；B.间断；C.之字型；D.首尾相接斜列10.4新构造运动的研究方法根据断层崖坡面及其坡折数推断断层活动次数(图10-2)：理论上，断层崖坡面倾角和断层倾角应一致。实际上，断层崖坡面倾角常比断层倾角要小，或断层崖上部倾角比下部倾角小。这与断层崖坡面发育有关。刚形成的断层崖的倾角与坡面倾角相近，随着风化和剥蚀使坡面逐渐变缓，如断层再次活动，在断层崖的下部又出现新的断层崖，其坡度比被改造过的老断层崖坡角要大，断层多次活动形成多个坡度不同的断层崖，从老到新坡度依次增大。10.4新构造运动的研究方法图10-2断层崖的坡度转折和断层活动次数的关系

图10-3断层崖坡脚的楔状崩塌堆积物

10.4新构造运动的研究方法

对断层崖下楔状堆积体研究推断断层活动历史（图10-3）：

断层崖崩塌，在坡脚形成重力堆积物。当断层崖坡面达到相对平衡时，崩塌就减弱或停止。当断层再一次发生活动时，又出现新的断层崖，坡面又开始崩塌，形成新的重力堆积物。多次活动的断层，在坡脚堆积物剖面上可见到叠置的楔状崩塌堆积物。每一层崩塌堆积物可表示一次断层活动。10.4新构造运动的研究方法(2)断层三角面和断层线崖完整断层崖受横穿断层崖的河流侵蚀，被分割成许多三角形断层崖，称断层三角面（图10-4）。有时断层直接切割山嘴，也能形成断层三角面。残留的断层崖三角面底线就是断层线。三角面岩石坚硬，或断层崖形成时代很近，三角面清晰。如断层崖形成时代久远，长期的剥蚀作用，三角面高度逐渐降低，坡度变缓，三角面就成为较缓的山坡（图10-4）。10.4新构造运动的研究方法图10-4断层崖的演化（据Davis）1.断层刚发生，形成高大的断层崖，2.断块山地被剥蚀成断层三角面，3.三角面进一步降低，后退，形成浑圆的山嘴，山嘴已距断层一定距离，4.断块山地被夷平(3)断层崖活动次数、幅度和时间的确定1）断层崖活动次数断层多次活动除在剖面上呈波折和坡脚处堆积多层崩塌外，地貌上还表现出上升盘的河流裂点和阶地等特征。当断层活动出现断层崖后，上升盘形成一些小沟，它们以下降盘的地面为侵蚀基准面而溯源侵蚀，并形成一个裂点和一级阶地(图10-5)。根据裂点数和阶地级数（河谷下游处）能确定断层活动次数。不是所有裂点都是断层形成。如能将崩塌堆积的层数、断层崖的波折次数及断层上升盘的冲沟裂点数、阶地等相互印证，以此来断定断层崖的活动次数就更可靠。

10.4新构造运动的研究方法图10-5断层崖的发展（据A.H.斯特拉勒）

2）断层崖活动幅度断层崖高度比断层活动幅度小。一般说断层崖高度就是断层活动幅度，但由于外力剥蚀，断层崖高度在不断降低，尤其是时代久远的断层崖。所心以断层崖高度只能近似表示断层活动幅度。10.4新构造运动的研究方法3）断层崖形成时代确定：

①采集阶地中可确定年代的样品。如石英砂，炭化木等，测定阶地年代，进而推算断层崖形成时代；

②岩性一致地区用不同时期的航片比较或定位观测沟谷中同一裂点不同时期的位置，计算裂点溯源侵蚀速度，再量得裂点到断层崖的距离，可求出每一裂点形成距今的时间，得到断层活动时间；

③据断层错断古建筑物或已知年代的地质、地貌体来确定断层崖形成时间。

10.4新构造运动的研究方法

10.4.5.2断层活动引起的阶地变形断层活动常使阶地错断变形。如果阶地从新到老错距逐渐增大，表明断层有过多期活动或长期持续活动。如某河流发育四级阶地（图10-6）。断层两侧各级阶地错距不同，一级阶地错距5m，二级阶地错距10m，三级阶地错距10m，四级阶地错距20m。由此分析，一级阶地形成中或形成后，断层活动，错距5m，二级和三级阶地都是10m，但包含着一级阶地形成时的5m错距的活动在内，所以在二、三级阶地形成时的一次活动，实际错距也是5m。第四级阶地错距是20m，包含了前两次断层活动的10m错距，故实际错距是10m。如有准确的测年资料，可推算断层的垂直错动速率。10.4新构造运动的研究方法图10-6断层垂直活动错断河流阶地10.4新构造运动的研究方法当断层错过阶地并发生较明显水平位移时，通过阶地的研究也能推断断层的活动历史。如某条河流已有一级阶地，当断层发生水平位错，一方面河流发生位错，另一方面阶地发生位错而不再连续（图10-7B）。随后，河流下切侵蚀形成一级新的阶地，当断层再发生滑动时，新阶地被错开一定距离，老阶地再次被错开，这样老阶地的水平断距比新阶地的要大（图10-7C、D）。如果河流始终处于不断下切过程并形成阶地，同时断层多次活动，不同时期阶地错距将不一样（图10-7D）。10.4新构造运动的研究方法图10-7断层多次水平活动形成的阶地变形

A、B、C、D是平面图，下图是剖面图10.4新构造运动的研究方法据水平活动断层两盘的各级阶地研究，可得到以下四种反映断层水平活动幅度、次数和性质的地貌模式：①断层长期水平活动地貌模式（10-8A）。②断层多次间歇性水平活动地貌模式（图10-8B）。③断层长期稳定后突发水平错动地貌模式（图10-8C）。④断层长期水平蠕动中出现一次急剧活动地貌模式（10-8D）。10.4新构造运动的研究方法图10-8反映水平断层活动特征的四种地貌模式断层长期稳定后突发水平错动断层长期水平蠕动中出现一次急剧活动断层多次间歇性水平活动断层长期水平活动断块山地的山麓阶梯和夷平面与新构造运动 断块山地的山麓带常形成多级山麓阶梯，山地内有多级夷平面发育。山麓阶梯是山地抬升过程中形成的，山地高夷平面记录了山地早期抬升的历史，说明山地在较长时期稳定后再抬升。例如秦岭断块山地在沿断裂急剧抬升前，曾遭受长期剥蚀，形成宽广的夷平面，山地抬升后，这些夷平面抬升，现在山地内部还保留着完整的夷平面。研究一个地区的新构造运动性质，除上述各种方法外，还可用古地理或历史地理，考古，生物地理等研究成果作旁证，充实新构造运动的内容。

10.4新构造运动的研究方法10.4.5.3新构造水平运动地貌标志断层水平运动形成的构造错断地貌

①河流通过断层带发生弯曲；

②冲沟因断层水平错动而被切断；

③洪积扇向一侧偏移，且时代愈老的偏移愈大；

④山嘴水平错开形成三角面；

⑤沟谷被错断后，下游受阻形成小湖泊等。10.4新构造运动的研究方法断层水平运动形成的派生构造地貌

派生构造地貌与断层运动方向、断层走向及断层附近介质条件等有密切关系。分以下几种：