《區(qū)域大地構(gòu)造學(xué)》全套教學(xué)課件

1、區(qū)域大地構(gòu)造學(xué)課程目的了解區(qū)域大地構(gòu)造基本概念了解區(qū)域大地構(gòu)造基本分析方法了解中國(guó)區(qū)域地質(zhì)基本輪廓課程特點(diǎn)涉及學(xué)科多涉及地域廣涉及資料量大，綜合性強(qiáng)強(qiáng)調(diào)三基：基本概念、基本理論、基本方法、理論體系活動(dòng)論的理論思想體系新全球構(gòu)造授課方式授課與文獻(xiàn)查閱緊密結(jié)合典型性與全面性的結(jié)合課程總體安排理論與術(shù)語(yǔ)體系研究方法基本輪廓作業(yè)：基本概念、基本理論、基本方法實(shí)例分析總結(jié)考試：基本概念、基本理論、基本方法重要區(qū)域大地構(gòu)造類型基本特征重要中國(guó)區(qū)域構(gòu)造單元基本地質(zhì)特征第一章 區(qū)域大地構(gòu)造基本概念一、巖石圈：1、概念 概念始于19世紀(jì)末20世紀(jì)初，指的是地球的石質(zhì)外殼，現(xiàn)代巖石圈的概念與板塊構(gòu)造相聯(lián)系。 一般

2、理解：地球表層的剛性殼，由能夠獨(dú)立地相互運(yùn)動(dòng)的不連續(xù)的板塊組成，這種板塊的組合就構(gòu)成地球的巖石圈。厚50200km，地球分層結(jié)構(gòu)及巖石圈分層性對(duì)巖石圈含義的四種不同理解力學(xué)的巖石圈 彈性或繞曲的巖石圈，相對(duì)剛性，可以在塑性的軟流圈上發(fā)生漂移。熱學(xué)的巖石圈 支撐一個(gè)熱傳導(dǎo)梯度的地球的冷的外層，計(jì)算厚度約100km地震波的巖石圈地震波的巖石圈 地震發(fā)生或人工爆炸時(shí)，能量就會(huì)以彈性波的形式向各個(gè)方向傳播，并通過(guò)折射和反射先后到達(dá)地面接收點(diǎn)。由于地震波傳播速度取決于地球介質(zhì)的彈性和密度，接收點(diǎn)所獲得的不同波速就反映了地球內(nèi)部介質(zhì)的性質(zhì)和組成，因此地球內(nèi)部的分層（殼、幔、核及巖石圈等）就是這樣確定的。當(dāng)

3、地球內(nèi)部的物質(zhì)組成和性質(zhì)發(fā)生突然變化時(shí)，地震波就表現(xiàn)出突變和不連續(xù)性，構(gòu)成不連續(xù)面（震波間斷）。 巖石圈底界就是一個(gè)地震波不連續(xù)面，其下波速降低低速層，或者稱之為軟流圈。界面深度在年輕大洋下不到45km，大陸下約為150km。巖石圈的速度結(jié)構(gòu)根據(jù)地震波速變化，巖石圈可分大陸巖石圈、大洋巖石圈和過(guò)渡巖石圈三大類，相應(yīng)地殼分陸殼、洋殼和過(guò)渡性地殼。他們具有不同的速度結(jié)構(gòu)。陸殼：傳統(tǒng)的大陸巖石圈分上地殼（硅鋁層）、下地殼（硅鎂層）、上地幔固體表層（巖石圈地幔）。許多資料顯示康拉德面并非到處可見，科拉半島超深鉆揭示，原預(yù)測(cè)的7km深處的康拉德面并不存在，在該深度以下仍為斜長(zhǎng)片麻巖、花崗片麻巖和角閃巖

4、，只是隨著深度增加角閃巖夾層增多。因此現(xiàn)在康拉德界面莫霍面（Moho）陸殼通常采用三層模型:上地殼: Vp 5.96.3km/s中地殼：Vp6.46.7km/s下地殼：Vp 6.87.6km/s陸殼平均厚30-38km，變化于30-80km之間。洋殼：傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，大洋巖石圈包括洋殼和巖石圈地幔，洋殼與陸殼的不同在于缺硅鋁層，只有硅鎂層。目前根據(jù)大洋鉆探洋殼一般分三層：沉積層: Vp 2.2km/s玄武巖層：Vp5.2km/s輝綠、輝長(zhǎng)巖組成的席狀巖墻雜巖：Vp 6.7km/s洋殼厚度57km，洋脊洋島變化在1520km巖石圈地幔：地殼與軟流圈之間的剛性地幔部分。其地震波速值與構(gòu)造活動(dòng)性有關(guān)。

5、洋盆區(qū)Vp 7.98.5km/s；大陸地盾區(qū)：Vp 8.18.5km/s；大陸裂谷區(qū)和洋中脊區(qū)往往不存在巖石圈地幔。（after Songlin Li et al., U.S. Geological Survey, 1998)Crustal thickness (km) obtained primarily from seismic refraction/ wide-angel reflection experiments (after U.S. Geological Survey, 1998). 莫霍面兩種意義上的莫霍面（1）巖石學(xué)莫霍面：輝長(zhǎng)巖與橄欖巖之間的界面，或者是角閃巖、中性高壓變粒

6、巖與橄欖巖、榴輝巖之間的界面。存在化學(xué)不連續(xù)面與相轉(zhuǎn)換面之爭(zhēng)（2）地震莫霍面（殼幔之間的地震波速不連續(xù)面）： 正常地殼P波速7km/s；其下的波速8.00.2km/s；過(guò)渡帶（地震莫霍面）P波速6.87.8 km/s。巖石學(xué)莫霍面與地震波速莫霍面兩者可能不一致軟流圈：位于巖石圈之下，與上地幔過(guò)渡層之間。大陸區(qū)位于100220km深處，厚度100150km密度小，大洋區(qū)位于50400km深處，厚約350km。軟流圈是地震波速低速帶，并具有低阻、低Q值。地震波速下降0.2-0.3km/s，橫波由4.6-4.7km/s下降到4.3-4.4km/s，縱波（Vp)由8.08.2下降到7.77.8 km/

7、s。軟流圈的低速、低阻和低Q值傾向于認(rèn)為是由于角閃石、斜長(zhǎng)石和透輝石等低熔點(diǎn)礦物的存在，在軟流圈的溫壓條件下導(dǎo)致局部熔融而成。巖石圈成分結(jié)構(gòu)大洋巖石圈的成分結(jié)構(gòu)自上而下：1、遠(yuǎn)洋深水沉積2、為基性枕狀熔巖，為大洋拉斑玄武巖3、為輝綠巖墻或巖床，底部為席狀巖墻群4、鐵鎂質(zhì)深成雜巖，輝長(zhǎng)巖、角閃巖5、橄欖巖（大洋巖石圈地幔）陸殼成分結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)對(duì)陸殼成分結(jié)構(gòu)的新認(rèn)識(shí)（主要針對(duì)下地殼成分）科拉半島超深鉆揭示，原預(yù)測(cè)的7km深處的康拉德面并不存在，在該深度以下仍為斜長(zhǎng)片麻巖、花崗片麻巖和角閃巖 ，只是隨著深度增加角閃巖夾層增多。剝露到地表的麻粒巖相下地殼成分以長(zhǎng)英質(zhì)片麻巖、麻粒巖為主體。很多新的火山

8、巖攜帶的大量下地殼包體也以長(zhǎng)英質(zhì)片麻巖、麻粒巖為主體。因此現(xiàn)在一般理解的陸殼的下地殼成分仍以長(zhǎng)英質(zhì)或花崗質(zhì)成分為主。大陸巖石圈成分的不均一性大陸巖石圈的組成和物性變化很大，缺乏一個(gè)共同的成因方式，大陸巖石圈的組成上部是由非均一成分和具有復(fù)雜構(gòu)造和熱演化史的不同塊體拼合而成，因而它們具有不同的強(qiáng)度。 大陸下地殼的性質(zhì)因地而異，不同的性質(zhì)造成了復(fù)雜多樣的效應(yīng)與結(jié)果，諸如活動(dòng)斷裂帶的寬度、震后響應(yīng)和震間應(yīng)變、造山帶高度、沉積盆地以及被動(dòng)大陸邊緣的下沉速度的差異等.巖石圈的力學(xué)結(jié)構(gòu)陸殼力學(xué)結(jié)構(gòu)的幾種基本認(rèn)識(shí)1、 由2030 km 和4060 km 兩個(gè)韌性層及其 間的兩個(gè)脆性層和一個(gè)上地幔脆性層組成2

9、、由下地殼韌性層和上、下兩個(gè)脆性層構(gòu)成的 “三明治”結(jié)構(gòu). 共同點(diǎn)都認(rèn)為下地殼屬于弱的塑性層3、 新的研究認(rèn)為大陸巖石圈是由軟弱的中地殼和強(qiáng)的下地殼組成，并且下地殼的強(qiáng)度可能超過(guò)其下伏的地幔。這些論點(diǎn)是基于由地震分布和地形負(fù)載的彈性厚度作出的推斷，但缺乏其他佐證。Ranalli和Murphy(1987)建立的七種巖石圈流變學(xué)剖面模型模式a: 40km的石英花崗質(zhì)地殼前寒武地盾區(qū)，如加拿大地盾（1）上地殼（20-25km以內(nèi)）脆性（2）下地殼(25-40km)塑性（3）上地幔上部（40-80km)脆性（4）上地幔下部強(qiáng)度逐漸減小模式b: 40km厚的地殼，但上地殼為石英花崗質(zhì)地殼；下地殼為中基性

10、部分前寒武地盾區(qū) 整個(gè)地殼和上地幔均為脆性，僅在上地殼和下地殼底部存在薄的塑性層。模式c: 60km的石英花崗質(zhì)地殼中新生代大陸對(duì)接帶 與模式a類似，但因地殼厚度大，其塑性的下地殼厚度大，且強(qiáng)度很低模式d: 60km厚的地殼，但上地殼為石英花崗質(zhì)；下地殼為中基性造山帶區(qū)與模式b不同的是，由于地殼厚度的加大，在20-30km處和40-60km處各存在一個(gè)塑性變形帶，分隔三個(gè)脆性層。模式e: 30km厚的地殼，脆性層10-15km厚，其它部分以塑性變形為主，但在莫霍面附近蠕變強(qiáng)度有一個(gè)突然變化?？赡艿臉?gòu)造區(qū)大陸伸展構(gòu)造區(qū)、板內(nèi)或板間走滑構(gòu)造帶。模式f: 30km的地殼厚度。上地殼為石英花崗質(zhì)；下地

11、殼為中基性。（1）10-15km有一個(gè)塑性層，分隔上地殼和下地殼內(nèi)部的脆性層。莫霍面附近也存在蠕變強(qiáng)度突變帶。模式g: 地殼很薄，約10km,由基性巖組成。大洋巖石圈40km以上巖石圈為脆性層。巖石圈力學(xué)強(qiáng)度模型（Jackson，2003）巖石圈的溫度結(jié)構(gòu) 殼幔的溫度狀態(tài)主要是通過(guò)熱流量獲得的。熱流是地表單位面積上在單位時(shí)間內(nèi)由地球內(nèi)部散發(fā)出來(lái)的熱量，單位:HFU微卡/（厘米2.秒，1HFU=41.8mW/(m2.s)全球已有測(cè)量數(shù)據(jù):大陸和大洋平均值：1.5HFU洋中脊：2.53HFU，最高達(dá)8HFU海溝：約1HFU；島弧及邊緣海：約2HFU 巖石圈熱狀態(tài)主要與U、Th、40K等生熱放射性同

12、位素有關(guān)，它們主要富集在大陸花崗巖、流紋巖中，比基性、超基性巖生熱率大上千倍。巖石圈的化學(xué)結(jié)構(gòu)大陸地殼：復(fù)雜的成分結(jié)構(gòu)地幔巖石圈：多認(rèn)為是橄欖石、輝石和石榴石的某種組合殼幔的化學(xué)過(guò)程：主要通過(guò)幾個(gè)方面研究： 玄武質(zhì)巖石的信息 花崗質(zhì)巖石的信息 捕虜體與捕虜晶的研究：巖石探針 流體包裹體的研究2、巖石圈構(gòu)造基本類型大陸巖石圈大陸裂谷、地臺(tái)、造山帶過(guò)渡巖石圈島弧、邊緣海、陸間裂谷、弧前盆地、弧間盆地大洋巖石圈大洋中脊、大洋盆地、大洋火山島、海溝3、對(duì)巖石圈結(jié)構(gòu)的一些新認(rèn)識(shí)（1）巖石圈的縱向和橫向不均一性對(duì)巖石圈的經(jīng)典理解剛性的固體板塊超深鉆和地球物理探測(cè)發(fā)現(xiàn)：a、巖石圈存在垂向的分層性構(gòu)造證據(jù)：不

13、同規(guī)模、不同層次的層間滑動(dòng)斷裂，如變質(zhì)巖區(qū)普遍存在的順層韌性剪切帶（一定層次）、固態(tài)流變構(gòu)造、大型伸展剝離斷層和逆沖推覆構(gòu)造地球物理證據(jù)：廣泛存在低速層和高導(dǎo)層，大陸巖石圈存在“三明治”結(jié)構(gòu)。b、巖石圈存在橫向的不均一性不規(guī)則的多邊形結(jié)構(gòu)（陸塊構(gòu)造） 多級(jí)次（10-8108）的強(qiáng)變形帶圍繞弱變形域而構(gòu)成的網(wǎng)結(jié)狀構(gòu)造。殼內(nèi)低速層的不連續(xù)全球統(tǒng)一的軟流圈是否存在？ 巖石圈之下的軟流圈一般為低速層，但有些大陸沒(méi)有觀測(cè)到軟流圈的低速層。巖石圈縱橫向上的不均一性的發(fā)現(xiàn)其意義在于：大陸構(gòu)造是極為復(fù)雜的，其成因機(jī)制也是復(fù)雜的提出了大陸動(dòng)力學(xué)的研究方向?qū)?jīng)典板塊構(gòu)造理論提出了質(zhì)疑殼內(nèi)高導(dǎo)低速層的解釋顯生宙蓋層

14、與結(jié)晶基底的界面上地殼的低速層與含水和巖石破碎有關(guān)來(lái)自俄羅斯科拉半島超深鉆的觀測(cè)資料下地殼中包含的沉積巖層地殼深處水平層狀的物質(zhì)流動(dòng)層下地殼的部分熔融巖漿(2)、巖石圈的力學(xué)性質(zhì)巖石圈的流變分層性傳統(tǒng)的巖石圈流變學(xué)分層性均一的地殼以石英為代表的流變學(xué)行為均一的上地幔以橄欖石為代表的流變學(xué)行為三明治式的多層流變模型 存在一個(gè)或多個(gè)塑性強(qiáng)度低的或不能干的層分隔開具有脆性破裂特征的強(qiáng)度高或能干的層。這種三明治式的多層流變結(jié)構(gòu)是地殼（巖石圈）厚度、巖石學(xué)特征、溫度等物理狀態(tài)的函數(shù)。Ranalli和Murphy(1987)建立的七種巖石圈流變學(xué)剖面模型模式a: 40km的石英花崗質(zhì)地殼前寒武地盾區(qū)，如加

15、拿大地盾（1）上地殼（20-25km以內(nèi)）脆性（2）下地殼(25-40km)塑性（3）上地幔上部（40-80km)脆性（4）上地幔下部強(qiáng)度逐漸減小模式b: 40km厚的地殼，但上地殼為石英花崗質(zhì)地殼；下地殼為中基性部分前寒武地盾區(qū) 整個(gè)地殼和上地幔均為脆性，僅在上地殼和下地殼底部存在薄的塑性層。模式c: 60km的石英花崗質(zhì)地殼中新生代大陸對(duì)接帶 與模式a類似，但因地殼厚度大，其塑性的下地殼厚度大，且強(qiáng)度很低模式d: 60km厚的地殼，但上地殼為石英花崗質(zhì)；下地殼為中基性造山帶區(qū)與模式b不同的是，由于地殼厚度的加大，在20-30km處和40-60km處各存在一個(gè)塑性變形帶，分隔三個(gè)脆性層。模式

16、e: 30km厚的地殼，脆性層10-15km厚，其它部分以塑性變形為主，但在莫霍面附近蠕變強(qiáng)度有一個(gè)突然變化?？赡艿臉?gòu)造區(qū)大陸伸展構(gòu)造區(qū)、板內(nèi)或板間走滑構(gòu)造帶。模式f: 30km的地殼厚度。上地殼為石英花崗質(zhì)；下地殼為中基性。（1）10-15km有一個(gè)塑性層，分隔上地殼和下地殼內(nèi)部的脆性層。莫霍面附近也存在蠕變強(qiáng)度突變帶。模式g: 地殼很薄，約10km,由基性巖組成。大洋巖石圈40km以上巖石圈為脆性層。二、造山帶（一）概念 地殼上的強(qiáng)烈的變形帶，呈長(zhǎng)條狀、線狀，是褶皺、斷裂和火山活動(dòng)十分發(fā)育的地帶。（二）基本地質(zhì)特征形態(tài)：線狀沉積厚度巨大。典型沉積建造：復(fù)理石建造、細(xì)碧角斑巖建造、磨拉石建造

17、、硅質(zhì)巖建造3.構(gòu)造變動(dòng)強(qiáng)烈，變形復(fù)雜4.巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈5.廣泛的變質(zhì)作用沉積建造沉積建造泛指在一定構(gòu)造背景條件下，當(dāng)?shù)貧ぐl(fā)展到某一階段時(shí)所形成的一套具有特定巖相組合的沉積巖系。沉積建造是一定大地構(gòu)造和古氣侯背景下的巖石共生組合體，包括：建造的巖性巖相共生組合、建造的構(gòu)造旋回（時(shí)代）、建造的區(qū)域大地構(gòu)造環(huán)境、建造的古氣侯背景。因此沉積建造分析是構(gòu)建古構(gòu)造環(huán)境和大地構(gòu)造相的重要方面。造山帶中典型沉積建造復(fù)理石建造：一種有規(guī)律的復(fù)雜互層的巨厚沉積，絕大部份為很規(guī)則的單調(diào)的砂巖和泥（頁(yè)）巖互層，或夾有少量的泥灰?guī)r、灰?guī)r。典型沉積濁積巖細(xì)碧角斑巖建造：海底基性火山巖。玄武巖發(fā)生洋底變質(zhì)作用后形成細(xì)碧角斑

18、巖。磨拉石建造：出現(xiàn)于造山階段之后，由于造山隆起，在造山帶內(nèi)部或外側(cè)形成補(bǔ)償性凹陷，其中堆積的以礫巖、砂巖等粗碎屑物質(zhì)。一般磨拉石的出現(xiàn)代表一次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的結(jié)束。硅質(zhì)巖建造：深水化學(xué)沉積，與細(xì)碧角斑巖建造常共生，兩者也叫硅質(zhì)火山巖建造。（三）地球物理特征地殼結(jié)構(gòu)厚度大，莫霍面明顯凹入，雙突型2、熱流值：較高，一般為1.51.8.卡/cm2.s (HFU)3、磁異常：線性排列，幅值變化大，正值往往對(duì)應(yīng)花崗巖類，負(fù)值往往對(duì)應(yīng)大斷裂。4、重力異常：一般負(fù)異常，負(fù)值一般-200-300毫伽。 （四）造山帶與地槽 James Holl（1859）研究美國(guó)東部阿帕拉契亞山脈時(shí)發(fā)現(xiàn)上萬(wàn)米的古生代沉積，比密西西

19、比平原幾乎成水平產(chǎn)出的古生代地層厚十多倍，兩者形成鮮明的對(duì)比。 他指出山脈占據(jù)了長(zhǎng)條形的沉降地帶，其中堆積了很厚的沉積物，褶皺山系是在地殼上巨大凹陷的部位形成的。J.D.Dana(1873)稱這一巨大凹陷為地槽。 歐洲學(xué)者研究Alps造山帶后發(fā)現(xiàn)，Alps造山帶形成之前并沒(méi)有巨厚的淺海相沉積層，但發(fā)現(xiàn)厚度不大的深海沉積，他們認(rèn)為地槽凹陷未必表現(xiàn)在沉積物的巨大堆積厚度上，也可以反映在深海洋殼盆地的出現(xiàn)，沉積物沒(méi)有得到補(bǔ)償。因此 H.Stille認(rèn)為地槽的主要特征是后期強(qiáng)烈的褶皺作用。地槽發(fā)展的兩階段：早期：下降為主，差異性強(qiáng)，海水總趨勢(shì)是不斷加深，沉積物又粗到細(xì)，構(gòu)造變動(dòng)主要為伸展斷裂，巖漿活動(dòng)

20、為海底噴發(fā)的基性火山熔巖。晚期：上升為主，海侵范圍不斷縮小，直至最后脫離海侵，沉積物由細(xì)到粗，構(gòu)造變動(dòng)強(qiáng)烈，褶皺和斷裂十分發(fā)育，巖漿活動(dòng)以中酸性為主，并伴隨變質(zhì)作用，最后形成山脈。 （五）造山作用與造山帶 概念起源：起源于早期地質(zhì)學(xué)家們對(duì)地球表面山鏈成因的思考，Boue(1874)最早提出造山作用(orogeny)這一術(shù)語(yǔ)，指出山脈的的形成是由構(gòu)造原因引起，Gilbert(1889)指出造山作用就是形成山脈的過(guò)程。顯然，早期地質(zhì)學(xué)家們就已把造山作用理解為以山脈為結(jié)果的一種構(gòu)造作用。 地槽理論對(duì)造山作用賦予了構(gòu)造含義： 地槽理論的推崇者們則更多強(qiáng)調(diào)的是其構(gòu)造含義，而忽略了其形態(tài)含義，如Haug(

21、1907)年將造山作用定義為形成地殼起伏時(shí)的一個(gè)構(gòu)造幕，并明確指出它是一種可以在褶皺地區(qū)看到記錄的構(gòu)造作用；Stille(1919)定義造山作用為“一個(gè)改變巖石組構(gòu)的幕式過(guò)程，這個(gè)過(guò)程產(chǎn)生一些肉眼能看到的構(gòu)造變動(dòng)，如斷層、褶皺、逆沖構(gòu)造等” ，并指出造山運(yùn)動(dòng)的最明顯的證據(jù)就是角度不整合。Stille的這一定義具有很強(qiáng)的的可操作性，因而很快被廣大地質(zhì)學(xué)家所采用，并成為造山帶概念的基礎(chǔ)。然而，限于當(dāng)時(shí)的地質(zhì)認(rèn)識(shí)水平，Stille的定義過(guò)分強(qiáng)調(diào)了造山作用的短暫的幕式事件的特征。板塊構(gòu)造理論興起以來(lái)對(duì)造山作用的新理解： 板塊構(gòu)造理論造山作用理解為板塊邊界的相互作用的過(guò)程，而板塊邊界的相互作用往往是長(zhǎng)期

22、的持續(xù)作用過(guò)程，從而對(duì)造山作用又賦予了許多新的含義，但也出現(xiàn)許多對(duì)造山作用的不同理解。Monger和Francheteau(1987)指出“造山的形變發(fā)生在會(huì)聚板塊、離散板塊和轉(zhuǎn)換板塊等邊界” 。 Sengor(1992)在系統(tǒng)評(píng)述前人對(duì)造山作用概念理解的基礎(chǔ)上，提出了一個(gè)更為嚴(yán)格的定義，提出“造山作用是一個(gè)用以表征會(huì)聚板塊邊緣所有地質(zhì)過(guò)程的集合名詞” ，大陸內(nèi)部構(gòu)造研究對(duì)造山作用的一些新認(rèn)識(shí)：Sengor等的定義把造山作用限制在會(huì)聚板塊邊界。但80年代中后期以來(lái)的研究表明，造山作用并不局限于板塊邊界，板塊內(nèi)部同樣會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈造山作用，并形成“板內(nèi)造山帶”或“陸內(nèi)造山帶” ，楊巍然則用“斷裂造山

23、作用”來(lái)概括板內(nèi)造山作用。 Weinicker(1981,1985)把強(qiáng)烈拉張區(qū)(如美國(guó)西部盆嶺區(qū))與強(qiáng)烈擠壓區(qū)比較，劃出一類“拉張?jiān)焐綆А?，顯然，這些對(duì)造山作用的理解把裂谷等伸展構(gòu)造都納入了造山帶的范疇。 綜上所述，目前對(duì)造山作用的一般理解如下： 造山作用是以收縮擠壓作用為主導(dǎo)，沿地殼或巖石圈的巨大狹長(zhǎng)地帶發(fā)生的所有地質(zhì)過(guò)程。 強(qiáng)調(diào)以收縮擠壓作用為主導(dǎo)有三方面含義： (1)收縮擠壓的構(gòu)造體制可以發(fā)生在會(huì)聚板塊邊界，也可發(fā)生在大陸板塊內(nèi)部，即造山作用不局限于會(huì)聚板塊邊界； (2)造山作用是一復(fù)雜過(guò)程，以收縮擠壓作用為主導(dǎo)并不排除斜向會(huì)聚擠壓的轉(zhuǎn)換壓縮(從應(yīng)力角度為壓扭)造山作用； (3)造山

24、作用是一漫長(zhǎng)過(guò)程，形成的造山帶更是經(jīng)歷了長(zhǎng)期的發(fā)展演化，因而，以收縮擠壓作用為主導(dǎo)形成的造山帶中可以出現(xiàn)一些伸展構(gòu)造，這些伸展構(gòu)造既可以是同造山的(造山作用過(guò)程中的短期應(yīng)力松弛或伸展)，也可以是后造山的。青藏高原新生代主要構(gòu)造分布圖（引自汪洋等，2006）圖中標(biāo)示出主要斷層的初始活動(dòng)時(shí)間，走滑斷層的滑移速度以及主要縫合帶位置。MCT主中央逆沖斷層；MBT主邊界逆沖斷層；STDS藏南拆離系；GCT大反向逆沖斷層；GST岡底斯逆沖斷層；NLTB北部拉薩逆沖斷層系；GSB改則色林錯(cuò)反沖斷層；SGAT獅泉河改則安多沖斷層；LRT魯谷絨瑪逆沖斷層；WKTB西昆侖逆沖斷層帶； QT祁漫塔格逆沖斷層；QTN

25、KT祁漫塔格北昆侖逆沖斷層帶；NQT北柴達(dá)木逆沖斷層；NTB南山?jīng)_斷帶；YZS雅魯藏布江縫合帶；BNS班公湖怒江縫合帶；JS金沙江縫合帶；AKMS阿里瑪切昆侖木孜塔格縫合帶；SQS南祁SQS南祁連山縫合帶青藏高原下地殼層流構(gòu)造模式（李德威，2003）1. 碎屑巖；2. 磨拉石建造；3.花崗巖; 4.蛇綠巖; 5.韌性下地殼; 6.部分熔融;7.逆沖斷層; 8.正斷層和剝離斷層; 9.下地殼層流方向?qū)υ焐綆У母拍钚吕斫?造山帶(orogenic belt)是一與造山作用既有聯(lián)系又有區(qū)別的術(shù)語(yǔ) 第一，它首先是經(jīng)歷了造山作用過(guò)程而形成的地殼或巖石圈中的巨大狹長(zhǎng)的構(gòu)造活動(dòng)帶，有其特有的地質(zhì)特征； 第二

26、，造山帶的發(fā)展并不僅限于造山作用階段，它具有更為長(zhǎng)期的地質(zhì)演化過(guò)程和復(fù)雜的物質(zhì)組成、多期強(qiáng)烈的構(gòu)造變形和強(qiáng)烈的熱液活動(dòng)。（六）造山帶類型的劃分不同學(xué)者有不同的劃分方案按巖石圈板塊聚合階段1、陸緣造山帶環(huán)太平洋2、陸間造山帶天山興蒙、秦祁昆大別蘇魯3、陸內(nèi)造山帶燕山Sengor的劃分1、轉(zhuǎn)換擠壓型2、俯沖型3、增生型4、仰沖型5、碰撞型許志琴按構(gòu)造類型劃分1、疊覆型造山帶山鏈2、增生弧型造山帶山鏈3、雙向型造山帶山鏈李繼亮等的碰撞造山帶分類陸陸碰撞型陸前緣弧碰撞型陸殘留弧碰撞型陸增生弧碰撞型弧弧碰撞型陸弧陸碰撞型（七）造山作用與成山作用造山作用（Orogeny） 以收縮擠壓作用為主導(dǎo)，沿地殼或巖

27、石圈的巨大狹長(zhǎng)地帶發(fā)生的所有地質(zhì)過(guò)程。 1、造山作用不局限于板塊邊界 2、造山作用是一漫長(zhǎng)過(guò)程成山作用（Mountain building） 指山脈的形成過(guò)程。 1、造山作用可以包含成山作用，也可以不包括成山作用，即造山不成山 2、造山帶必然包含造山作用和成山作用兩階段 3、不是所有的山脈都屬造山帶（八）造山帶其它相關(guān)術(shù)語(yǔ)概念拆沉作用(delamination)拆沉作用概念最初由Bird(1978,1979)提出，指由于大陸下巖石圈地幔密度較軟流圈大而產(chǎn)生的重力不穩(wěn)定性，當(dāng)存在適當(dāng)?shù)钠屏褧r(shí)，巖石圈地幔沉入于軟流圈中，從而與巖石圈拆離開來(lái)，此即為通常所指的狹義的拆沉作用。最近人們對(duì)造山帶的研究發(fā)

28、現(xiàn)，被構(gòu)造加厚的造山帶地殼下部(大于40km)將形成較其下部地幔巖石密度更大的榴輝巖(在600MPa和室溫下榴輝巖和地幔巖石密度分別為3.43gcm-3和3.29 gcm-3)，另外，基性巖漿底侵于下地殼底部以及下地殼部分熔融產(chǎn)生的殘留體，經(jīng)過(guò)麻粒巖相變質(zhì)作用同樣會(huì)獲得較高的密度(3.33.6 gcm-3)，因此，由這些榴輝巖和基性麻粒巖組成的下地殼也將形成重力的不穩(wěn)定性，并將沉入地幔，構(gòu)成所謂的大陸下地殼的拆沉作用。洋殼俯沖于大陸之下一定深度也會(huì)相變?yōu)槊芏容^大的榴輝巖而導(dǎo)致重力不穩(wěn)定，從而造成洋殼的拆沉作用。綜合起來(lái)，拆沉作用應(yīng)泛指由于重力的不穩(wěn)定而引起的巖石圈地幔、大陸下地殼或洋殼沉入軟流

29、圈或地幔的過(guò)程。重力不穩(wěn)定是拆沉作用的驅(qū)動(dòng)力，直接結(jié)果是巖石圈地幔和下地殼沉入軟流圈，并引起熱的軟流圈與下地殼直接接觸，從而對(duì)下地殼迅速加熱而發(fā)生廣泛的部分熔融，引起造山帶范圍內(nèi)廣泛的酸性巖漿活動(dòng)。由于重的榴輝巖和麻粒巖等基性物質(zhì)組成的巖石圈地?；蛳碌貧こ寥胗谲浟魅虻蒯Ｖ?，因而下地殼或地殼總體成分將向長(zhǎng)英質(zhì)方向演化。巖石圈的減薄將導(dǎo)致重力重新調(diào)整，其結(jié)果是深部物質(zhì)抬升，大規(guī)?；◢弾r巖漿向上地殼的侵入會(huì)加劇這一抬升過(guò)程。 從殼幔相互作用角度，拆沉作用是一種十分重要的動(dòng)力學(xué)過(guò)程：它反映地殼、巖石圈地幔和軟流圈地幔三者之間的物質(zhì)交換和動(dòng)力學(xué)過(guò)程。1、地殼加厚2、相變獲得高密度下地殼鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)

30、麻粒巖相變?yōu)榱褫x巖。大陸深俯沖過(guò)程中部分表殼巖、變基性火山巖和玄武巖質(zhì)巖石也可以相變?yōu)楹率ⅲɑ蛭⒘＝饎偸┝褫x巖。3、密度倒轉(zhuǎn)引起重力不穩(wěn)定榴輝巖密度（3.3 g/cm3）明顯大于上地幔橄欖巖密度（3.2g/cm）。這種巖石密度的差異引起重力不穩(wěn)定性和負(fù)向浮力。4、拆沉在構(gòu)造應(yīng)力的驅(qū)動(dòng)下高密度下地殼和部分巖石圈通過(guò)斷開和拆沉作用返回地幔5、軟流圈上涌，下地殼加熱，部分熔融形成花崗巖漿上侵，殼-幔物質(zhì)再循環(huán)。 拆沉作用的基本模型(Nelson, 1992, Geology)（Davies and von Blanckenburg, 1995）板片斷離模式Simple thermomechan

31、ical modeling suggests that the preceeding oceanic plate may detach and sink into the deeper asthenospheric mantle. The ensuing heating will generate syncollsional bimodal magmatism and also the rise of high-pressure metamorphic rocks. The model has been compared to observations in the Alps and othe

32、r orogens. 2、斜壓變形(transpressive deformation）研究表明，大部分造山帶表現(xiàn)出斜向匯聚縮短，而非正向壓縮，斜向縮短除引起垂直造山帶方向的縮短和增厚作用外，還將引起平行造山帶方向的剪切分量。剪切引力分量或者沿平行造山帶的一系列彌散的走滑斷層分布，或者集中分布于一些平行造山帶的較寬闊的壓紐性剪切帶中。這種由于斜向匯聚作用而引起的垂直造山帶方向的縮短、增厚作用和平行造山帶走向方向的走滑作用并存的現(xiàn)象即為斜壓變形。 3、側(cè)向擠出作用(lateral extrusion)造山帶的研究過(guò)去多側(cè)重垂向方向，綜合考慮造山帶三維運(yùn)動(dòng)圖像則是現(xiàn)代造山帶研究的基本特點(diǎn)，側(cè)向擠出

33、作用概念的提出就是典型成果之一。這一概念是從Tapponier運(yùn)用滑線場(chǎng)理論解釋青藏高原的隆升及東亞的構(gòu)造逃逸的綜合運(yùn)動(dòng)圖像延續(xù)過(guò)來(lái)的，Ratschbacher等(1991)通過(guò)東阿爾卑斯造山帶的構(gòu)造分析及模擬正式提出這一概念?；鞠拗茥l件：(1)造山帶一側(cè)存在一強(qiáng)硬的剛性體，另一側(cè)是向造山帶楔形擠入的地質(zhì)體或塊體；(2)造山帶內(nèi)部是一已增厚的、熱的、重力上不穩(wěn)定的軟弱帶；(3)側(cè)邊界缺乏限制因素。結(jié)果：造山帶核部隆起，隆起形成的地形高度差，導(dǎo)致造山帶核部發(fā)生伸展塌陷，同時(shí)造山帶物質(zhì)沿造山帶走向向外大規(guī)模擠出逃逸(escaping)，物質(zhì)的逃逸被限制在與造山帶平行而運(yùn)動(dòng)方向呈對(duì)偶的兩條邊界走滑

34、斷層之間，構(gòu)造逃逸速度的差異則引起眾多平行造山帶走向的走滑斷層，兩條邊界走滑斷層最為明顯，與此同時(shí)，由于造山帶的伸展塌陷和構(gòu)造逃逸還導(dǎo)致平行造山帶的伸展，從而使地殼減薄，深部物質(zhì)剝露地表。側(cè)向擠出作用模型很好地解釋了東阿爾卑斯造山帶漸新世中新世以來(lái)走滑和正斷層的綜合構(gòu)造變形運(yùn)動(dòng)型式。滑線場(chǎng)理論的模擬結(jié)果滑線場(chǎng)理論模型向東擠出Tapponnier et al, 1982，1986Armijo et al., 1989連續(xù)變形模型大陸逃逸模型(Tapponnier et al., 1982)(England and Houseman, 1986)4、多島洋與軟碰撞對(duì)中國(guó)許多造山帶構(gòu)造古地理恢復(fù)的研

35、究結(jié)果表明，造山帶的前身并非是干凈的大洋，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)際極為復(fù)雜，存在著一系列的不同性質(zhì)的島或島弧，包括大陸碎塊、大洋火山島以及海山等，洋的寬度也遠(yuǎn)不及現(xiàn)代的大洋大，介于揚(yáng)子地臺(tái)與華北地臺(tái)間的秦嶺大別古生代洋是如此，華南古生代洋如此，特提斯洋也如此。殷鴻福等將這種內(nèi)部含有許多地塊、島弧等所構(gòu)成的小洋盆稱之為多島洋。多島洋的特點(diǎn)決定了大陸之間的碰撞不是一次完成的，而是經(jīng)過(guò)多個(gè)次一級(jí)過(guò)程才完成，碰撞造山的總動(dòng)量被分解為多個(gè)小塊體、多次性的小碰撞分動(dòng)量，并且常表現(xiàn)為與面對(duì)面碰撞方式所不同的追上碰撞方式，碰撞強(qiáng)度不大，另外眾多小塊體在碰撞過(guò)程中還起一定的緩沖作用，使碰撞強(qiáng)度進(jìn)一步減弱，因而，每一次小碰

36、撞常常難以立即達(dá)到動(dòng)力學(xué)焊合和造山的程度，即往往粘連不焊合、碰撞不造山。這種小塊體間的碰撞，任紀(jì)舜(1994)稱之為軟碰撞，以區(qū)別于巨大陸塊間的強(qiáng)烈硬碰撞。 5、構(gòu)造遷移構(gòu)造遷移指各種構(gòu)造變動(dòng)、巖漿活動(dòng)、沉積中心隨時(shí)間的發(fā)展而發(fā)生有規(guī)律的遷移的現(xiàn)象。構(gòu)造遷移是多島洋造山過(guò)程的重要特點(diǎn)，一系列小塊體依次有規(guī)律與大陸碰撞造成橫向構(gòu)造遷移。大陸或陸塊間的碰撞常常不是面狀碰撞，而往往是從一點(diǎn)開始逐漸發(fā)展，從而造成平行碰撞邊界的縱向構(gòu)造遷移。 6、造山、后造山與非造山構(gòu)造階段劃分碰撞、后碰撞與碰撞后1.碰撞作用（collision)：指兩個(gè)或多個(gè)“大陸”板塊最初的主碰撞，以大型逆沖斷層和高壓變質(zhì)作用為特

37、征。2. 后碰撞作用“post-collision)”：指其時(shí)間比碰撞作用要晚，但仍與碰撞作用有關(guān)系的構(gòu)造作用。這就將碰撞事件本身與海洋關(guān)閉以后的時(shí)間更長(zhǎng)的板塊會(huì)聚作用區(qū)別開來(lái)。從這種意義上來(lái)說(shuō)，后碰撞時(shí)期通常開始于一個(gè)陸內(nèi)環(huán)境主海洋已關(guān)閉了但沿巨大剪切帶仍然有大量水平方向塊體的運(yùn)動(dòng)，這就排除了與板內(nèi)環(huán)境的相似之處。西藏和東南亞是現(xiàn)代后碰撞的例證。過(guò)去有人稱為“碰撞（廣義的）”、“陸內(nèi)碰撞”作用。3.板內(nèi)環(huán)境：指只有到該地區(qū)存在一個(gè)單一的旋轉(zhuǎn)極以及由一個(gè)單一的板塊組成才開始的構(gòu)造作用。4.后碰撞到板內(nèi)階段的轉(zhuǎn)變標(biāo)志著造山階段的結(jié)束，所以板內(nèi)階段的開始被稱作后造山（post-orogenic）階

38、段。后碰撞的構(gòu)造特點(diǎn)：后碰撞環(huán)境是一個(gè)復(fù)雜的時(shí)期，該時(shí)期包括了諸如沿剪切帶的大規(guī)模運(yùn)動(dòng)、合攏(docking) 、巖石圈拆沉作用、小型海洋板塊的俯沖以及裂谷的生成等。因?yàn)檫@些事件包括持續(xù)的或間歇性的伸展體制，因此各種類型的巖漿作用都發(fā)生在這個(gè)環(huán)境中。按板塊構(gòu)造理論，兩個(gè)大陸板塊之間的大洋消失后導(dǎo)致陸-陸碰撞造山（continent- continent collision orogeny），這是陸間的大陸碰撞作用（inter- continent collision），兩個(gè)大陸碰撞在一起后，巖石圈的會(huì)聚仍在進(jìn)行，由于一個(gè)很大的大陸板塊內(nèi)部常常有許多相對(duì)獨(dú)立的塊體，我們稱為陸內(nèi)塊體（intra-

39、 continent block），它們之間常常有拉薄的過(guò)渡性地殼作為邊緣，因此，在陸-陸碰撞及其后的巖石圈繼續(xù)會(huì)聚過(guò)程中，沿這些陸內(nèi)塊體的邊界常常發(fā)生陸內(nèi)塊體間的碰撞作用，我們把它們叫做陸內(nèi)塊體間碰撞作用或陸內(nèi)碰撞造山作用。 注意inter(間)和intra(內(nèi))兩個(gè)詞頭的區(qū)別陸-陸碰撞造山作用（intercontinent collision orogeny）和陸內(nèi)碰撞造山作用（intracontinental collision orogeny）三、地臺(tái)（Plateform) 克拉通(Craton)（一）概念1885年奧地利人E.Suess提出，基本含義是：地殼上長(zhǎng)期穩(wěn)定的、自形成以后不

40、再遭受褶皺變形的地區(qū)，巖層產(chǎn)狀平，地貌平坦。（二）地臺(tái)基本地質(zhì)特征形態(tài)成面狀，不規(guī)則，地形簡(jiǎn)單，平坦，常呈高原、平原、盆地具有雙層結(jié)構(gòu)，下部為基底，上部為蓋層蓋層，蓋層與基底之間以角度不整合面分開蓋層沉積為穩(wěn)定類型沉積建造巖漿活動(dòng)微弱構(gòu)造變動(dòng)微弱蓋層基本無(wú)變質(zhì)作用，或變質(zhì)作用極為微弱地臺(tái)的基本結(jié)構(gòu)雙層結(jié)構(gòu)蓋層：沉積較薄，巖相變化不大，穩(wěn)定類型沉積，產(chǎn)狀平緩，地殼運(yùn)動(dòng)為大面積的緩慢的升降運(yùn)動(dòng)，巖漿活動(dòng)微弱，很少受變質(zhì)作用基底：活動(dòng)類型沉積，構(gòu)造復(fù)雜，深成巖系發(fā)育，深融作用普遍，區(qū)域變質(zhì)作用強(qiáng)地臺(tái)典型沉積建造石英砂巖建造石灰?guī)r建造碎屑含媒建造膏鹽建造紅色碎屑巖建造（三）地臺(tái)地球物理特征地殼厚度一般

41、3540km地殼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單地?zé)釤崃髦递^低，一般11.3HFU重力：布格重力異常-10-50mg,變化幅度和梯度均較小，顯示接近均衡狀態(tài)地震活動(dòng)微弱（四）中國(guó)地臺(tái)區(qū)的特殊性 相對(duì)其它地臺(tái)區(qū)，中國(guó)地臺(tái)區(qū)在經(jīng)歷了古生代穩(wěn)定發(fā)展后，到中新生代表現(xiàn)出一些與典型地臺(tái)特征不相容的現(xiàn)象出現(xiàn)巨大的斷裂帶產(chǎn)生巨厚的沉積出現(xiàn)較強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)幾種觀點(diǎn)： 1、 別洛烏索夫（1954）將之稱為后地臺(tái)階段或地臺(tái)活化 2、陳國(guó)達(dá)稱后地臺(tái)階段為地洼發(fā)展階段，作為與地槽和地臺(tái)并列的第三構(gòu)造單元類型地洼 3、黃汲清提出準(zhǔn)地臺(tái)的概念，與地臺(tái)活化概念不同的是，準(zhǔn)地臺(tái)是指活動(dòng)性較大的地臺(tái)，活動(dòng)性表現(xiàn)在整個(gè)發(fā)展過(guò)程中，而不僅限于中新生代。中

42、國(guó)地臺(tái)區(qū)為什么活動(dòng)性較大？與中國(guó)大陸處于三大構(gòu)造動(dòng)力學(xué)體系有關(guān) 阿爾卑斯喜馬拉雅構(gòu)造動(dòng)力學(xué)體系； 西太平洋構(gòu)造動(dòng)力學(xué)體系； 在古亞洲構(gòu)造動(dòng)力學(xué)體系基礎(chǔ)上的中新生代環(huán)西伯利亞構(gòu)造動(dòng)力學(xué)體系三大構(gòu)造體系域:阿爾卑斯喜馬拉雅、西太平洋和中新生代環(huán)西伯利亞構(gòu)造體系域及其復(fù)合匯交四、大陸裂谷和陸間裂谷（Rift)(一）概念 英國(guó)地質(zhì)學(xué)家Gregory研究東非裂谷時(shí)提出，定義為：地殼斷裂作用形成的谷狀地形?，F(xiàn)在的完整理解： 地殼上延伸很長(zhǎng)，切割很深的張裂帶，有兩個(gè)要點(diǎn)：1、規(guī)模大，所發(fā)育的斷裂可切割整個(gè)巖石圈。2、處于引張環(huán)境，地形上表現(xiàn)為縱長(zhǎng)的凹陷和谷地。 簡(jiǎn)言之：裂谷是地殼巖石圈上的大型構(gòu)造類型，是由

43、于地殼或巖石圈的伸展作用而形成的延伸很長(zhǎng)的狹長(zhǎng)斷陷帶。 發(fā)育于陸殼上的得裂谷就是大陸裂谷（二）地質(zhì)特征1、地形上的狹長(zhǎng)谷地，裂緣帶常表現(xiàn)為陡峭斷崖，高約幾百米甚至上千米如東非大裂谷、貝加爾裂谷2、構(gòu)造上以斷裂為邊界，且斷層均為正斷層，垂直斷距可達(dá)幾公里，形成盆嶺構(gòu)造。如美國(guó)西部盆嶺區(qū)。3、類型上有平行式和三叉裂谷式 著名的“東非大裂谷”亦稱“東非大峽谷”或“東非大地溝”。裂谷寬幾十至200 km，深達(dá)I 0002 000m，谷壁刀削斧劈，長(zhǎng)度相當(dāng)于地球周長(zhǎng)的1/6，氣勢(shì)宏偉，景色壯觀，是世界上最大的裂谷帶，被形象地稱為“地球表皮上的一條大傷痕”。南起贊比西河的下游谷地，向北延仲到馬拉維湖北部，

44、并在此分為東西兩條，東面的一條是主裂谷，穿越坦桑尼亞中部的埃亞西湖、納特龍湖等，經(jīng)肯尼亞北部的圖爾卡納湖以及埃塞俄比亞高原中部的阿巴亞湖、茲懷湖等，繼續(xù)向北直抵紅海和亞丁灣，全長(zhǎng)5000多公里;西面一條經(jīng)坦噶尼喀湖、基伍湖、愛德華湖、艾爾伯特湖等一直到蘇丹境內(nèi)的白尼羅河附近，全長(zhǎng)1 700多公里。 從整個(gè)非洲大陸來(lái)看，東非大裂谷是全非洲最高地帶，屬東非裂谷高原區(qū)，總面積500多萬(wàn)平方公里，占非洲面積的1/6多，非洲的幾座海拔在4 500 m以上的高峰，全部分布在這個(gè)自然區(qū)內(nèi)，其中有著名的乞力馬扎羅山、肯尼亞山、埃爾貢山等。4、大多伴有強(qiáng)火山活動(dòng)及深成巖漿活動(dòng)，并常有地幔巖包體。大陸裂谷火山巖以

45、堿性玄武巖為主，當(dāng)向過(guò)渡型裂谷發(fā)展時(shí)，可以出現(xiàn)拉斑玄武巖。裂谷火山巖的另一特點(diǎn)是常出現(xiàn)雙峰式火山巖系列：基性巖漿與酸性巖漿大致同時(shí)噴發(fā)，幾乎缺失過(guò)渡的中性巖漿?；詭r漿屬幔源，酸性巖漿屬殼源。5、堆積厚度很大，可達(dá)幾公里，沉積序列一般：下部：粗碎屑巖中部：深湖沉積，有泥巖和湖相濁積巖等上部：往往形成蒸發(fā)鹽巖地層中常厚度不等的含有火山巖（三）地球物理特征1、淺源地震活動(dòng)帶，震源深度一般2045km2、一般為負(fù)的布格重力異常。負(fù)異常的的產(chǎn)生是由于厚的沉積物和下部存在低密度的異常地幔3、地殼厚度較薄，一般小于30km。4、熱流值較大，一般比兩側(cè)高23倍。一般大于1.5HFU，最高可達(dá)3.84.4HF

46、U.（四）裂谷形成和演化的地球動(dòng)力模型1、早期成穹階段2、斷裂下陷階段3、陸間裂谷階段或裂谷消亡階段拗拉槽概念：延進(jìn)大陸內(nèi)部以高角度和地槽相連的未得到充分發(fā)展的殘余裂谷大陸裂谷 陸間裂谷 大洋中脊裂谷五、溝（海溝）弧（島?。┡瑁ㄟ吘壓＃┫盗校ㄒ唬┐箨戇吘夘愋?、活動(dòng)大陸邊緣（太平洋型）西太平洋型活動(dòng)大陸邊緣（日本型）東太平洋型活動(dòng)大陸邊緣（安第斯型）2、被動(dòng)大陸邊緣（大西洋型大陸邊緣）（二）溝弧盆系列的典型結(jié)構(gòu)：（三）海溝及俯沖帶 溝弧盆系統(tǒng)（或安第斯型大陸邊緣）的地震震源分布及其含義： 環(huán)太平洋是地球上最強(qiáng)烈的地震帶，淺源（70km)、中源(70300km)、深源（300670）地震均有分布

47、。震源的分布具有規(guī)律性。從海溝向大陸內(nèi)部地震震源越來(lái)越深，分別從淺中深，淺源地震多集中于海溝的陸側(cè)斜坡及島弧帶，中深源地震見于弧后地區(qū)，這樣構(gòu)成一個(gè)自海溝向大陸的震源帶，震源機(jī)制解反映的是逆沖剪切帶，與俯沖帶相對(duì)應(yīng)，因此人們稱此帶為地震剪切帶。20世紀(jì)50年代美國(guó)地震學(xué)家Benioff首先對(duì)此帶進(jìn)行解釋，為紀(jì)念他的功績(jī)，因而也稱貝尼奧夫帶(畢鳥夫帶），其傾角一般在45o左右，但可以在1590之間變化。印尼8.7級(jí)地震介紹活動(dòng)概況地震位于印度板塊與歐亞板塊碰撞形成的安達(dá)曼弧上，構(gòu)造特征為印度板塊俯沖到歐亞板塊下面。該地震的震源機(jī)制為逆斷層。印度次板塊澳大利亞次板塊菲律賓板塊歐亞板塊印度板塊印尼8

48、.7級(jí)地震介紹地震海嘯成因活動(dòng)概況Vertical Slice Through a Subduction ZoneA. Between EarthquakesB. During an EarthquakeC. Minutes Later（四）增生楔及其發(fā)育過(guò)程：1、物質(zhì)構(gòu)成（1）滑塌沉積（2）大洋板塊表面鏟刮下來(lái)的物質(zhì)，包括洋殼表面的覆蓋物、洋殼、洋島、海山及大陸碎塊等2、構(gòu)造：為構(gòu)造混雜堆積，褶皺及逆掩斷層極為發(fā)育，構(gòu)造面向大陸。3、變質(zhì)：高壓低溫變質(zhì)作用，標(biāo)志性礦物為蘭閃石、硬綠泥石，代表擠壓環(huán)境的動(dòng)力變質(zhì)4、成因俯沖帶變質(zhì)暈圈的形成及變質(zhì)級(jí)的到轉(zhuǎn)（五）火山?。◣r漿弧）巖漿活動(dòng)十分強(qiáng)烈，火

49、山深成巖系發(fā)育，熔巖以安山巖為主，常伴有玄武巖、英安巖、流紋巖等火山巖極性：靠洋一側(cè)主要為拉斑玄武巖、中部常為鈣堿性、靠陸一側(cè)為堿性系列成熟島弧與未成熟島弧：（1）未成熟島?。盒u，地殼厚1020km，拉斑玄武巖為主（2）成熟島?。捍髰u，地殼厚2540km，火山巖包括拉斑玄武巖、鈣堿性玄武巖甚至堿性玄武巖注意：許多島弧實(shí)際上是從大陸分裂出來(lái)的，如日本（六）邊緣海1、位置：島弧與大陸間的小型洋盆。2、地殼厚度一般1000 kg/s)High He isotopic ratiosLow velocity (Vp) (V Courtillot et al., 2003)地慢柱與大火成巖省大火成巖省(

50、Large Igneous Provinces，簡(jiǎn)稱 LIP)是指規(guī)模巨大，巖性主要為鎂鐵質(zhì)的噴出巖和侵入巖。它包括大陸溢流玄武巖和相伴生的侵入巖(CFB，如德干高原，西伯利亞溢流玄武巖等)，被動(dòng)火山邊緣，洋脊高地，大洋盆地溢流玄武巖(如加勒比海溢流玄武巖)以及火山鏈(如夏威夷一皇帝海鏈)。LIPS具有以下重要特征:(1)它由面積廣瀚的熔巖流組成，覆蓋面積通常超過(guò)106 km2，最大厚度可達(dá)5 km。這些規(guī)模巨大的巖漿是在相當(dāng)短的時(shí)間內(nèi)形成的，即具有極高的噴發(fā)速率。噴發(fā)時(shí)限1 Ma。 (2) 以玄武質(zhì)熔巖為主導(dǎo)地位，大多數(shù)CFB為S02含量較高的石英拉斑玄武巖，在一些地區(qū)具有雙峰式分布特征。(

51、3)玄武巖漿噴發(fā)之前，地殼通常發(fā)生彎隆，垂直幅度為1km。彎隆區(qū)基本與玄武巖覆蓋范圍相當(dāng)。(4)大陸區(qū)的LIPS(即CFB)的同位素組成范圍很大，由典型洋島玄武巖組成到接近古老地殼組成。大多數(shù)CFB中等或強(qiáng)烈富集不相容元素，但顯示強(qiáng)烈的Nb、Ta負(fù)異常。 由此可見，LIPS是地球上所知最大的火山作用，記錄了在某一特定歷史時(shí)期巨量物質(zhì)和能量由地球內(nèi)部向外遷移。LIPS的成因顯然不同于“正?！毖蟮讛U(kuò)張過(guò)程，難以用傳統(tǒng)的板塊構(gòu)造理論來(lái)解釋，而與特殊的地慢動(dòng)力學(xué)過(guò)程有關(guān)。在很短時(shí)間內(nèi)形成巨大的巖漿噴出量要求地慢深部有巨大的熱異常的存在。地慢熱柱學(xué)說(shuō)是目前解釋這一熱異常最可能的模型。Three dist

52、inct mantle plumes: Arndt (2001)Global distribution of Large Igneous ProvincesCoffin & Eldholm (1992)Ontong Java峨眉山大火山巖省Emeishan LIPCourtillot et al. (1999)Temporal-spatial distribution下三疊統(tǒng)Area 0.50 x 106 km2Eruption period 1000 kg/s)High He isotopic ratiosLow velocity (Vp) (V Courtillot et al., 200

53、3)地慢柱與大火成巖省大火成巖省(Large Igneous Provinces，簡(jiǎn)稱 LIP)是指規(guī)模巨大，巖性主要為鎂鐵質(zhì)的噴出巖和侵入巖。它包括大陸溢流玄武巖和相伴生的侵入巖(CFB，如德干高原，西伯利亞溢流玄武巖等)，被動(dòng)火山邊緣，洋脊高地，大洋盆地溢流玄武巖(如加勒比海溢流玄武巖)以及火山鏈(如夏威夷一皇帝海鏈)。LIPS具有以下重要特征:(1)它由面積廣瀚的熔巖流組成，覆蓋面積通常超過(guò)106 km2，最大厚度可達(dá)5 km。這些規(guī)模巨大的巖漿是在相當(dāng)短的時(shí)間內(nèi)形成的，即具有極高的噴發(fā)速率。噴發(fā)時(shí)限1 Ma。 (2) 以玄武質(zhì)熔巖為主導(dǎo)地位，大多數(shù)CFB為S02含量較高的石英拉斑玄武巖

54、，在一些地區(qū)具有雙峰式分布特征。(3)玄武巖漿噴發(fā)之前，地殼通常發(fā)生彎隆，垂直幅度為1km。彎隆區(qū)基本與玄武巖覆蓋范圍相當(dāng)。(4)大陸區(qū)的LIPS(即CFB)的同位素組成范圍很大，由典型洋島玄武巖組成到接近古老地殼組成。大多數(shù)CFB中等或強(qiáng)烈富集不相容元素，但顯示強(qiáng)烈的Nb、Ta負(fù)異常。LIPS是地球上所知最大的火山作用，記錄了在某一特定歷史時(shí)期巨量物質(zhì)和能量由地球內(nèi)部向外遷移。LIPS的成因顯然不同于“正?！毖蟮讛U(kuò)張過(guò)程，難以用傳統(tǒng)的板塊構(gòu)造理論來(lái)解釋，而與特殊的地慢動(dòng)力學(xué)過(guò)程有關(guān)。在很短時(shí)間內(nèi)形成巨大的巖漿噴出量要求地慢深部有巨大的熱異常的存在。地慢熱柱學(xué)說(shuō)是目前解釋這一熱異常最可能的模型

55、。Three distinct mantle plumes: Arndt (2001)Global distribution of Large Igneous ProvincesCoffin & Eldholm (1992)Ontong Java峨眉山大火山巖省Emeishan LIPCourtillot et al. (1999)Temporal-spatial distribution下三疊統(tǒng)Area 0.50 x 106 km2Eruption period 1 Ma Huang et al. (1992) LT1LT2HT第三章 區(qū)域大地構(gòu)造研究方法基本方法：歷史構(gòu)造分析方法 從各種地

56、質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)的資料入手，按地史發(fā)展順序，歸納不同大地構(gòu)造發(fā)展階段的特點(diǎn)，比較地殼、地幔去年各部分構(gòu)造的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)化，找出共性和個(gè)性，總結(jié)出地殼巖石圈發(fā)生發(fā)展演化規(guī)律。區(qū)域大地構(gòu)造研究基本內(nèi)容：1、建造分析（地層分析、沉積分析）2、構(gòu)造分析3、巖漿活動(dòng)4、變質(zhì)作用5、成礦作用6、地球物理、地球化學(xué)以地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)等資料為基礎(chǔ)以構(gòu)造為主線的多學(xué)科研究方法不同時(shí)期、不同構(gòu)造單元地質(zhì)綜合對(duì)比研究區(qū)域大地構(gòu)造形成演化過(guò)程及動(dòng)力學(xué)探討地層系統(tǒng)及其研究地層系統(tǒng)時(shí)空分布地層關(guān)系及其地質(zhì)事件地層研究沉積組合、結(jié)構(gòu)構(gòu)造研究沉積相環(huán)境及古地理分布沉積盆地成因分析沉積作用研究幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)研究

57、流變學(xué)研究構(gòu)造序列及年代學(xué)研究構(gòu)造動(dòng)力學(xué)研究構(gòu)造作用研究巖漿組合及系列巖漿作用方式及動(dòng)力巖漿作用構(gòu)造環(huán)境巖漿作用研究變質(zhì)巖組合及關(guān)系變質(zhì)溫壓及PTt軌跡變質(zhì)作用及構(gòu)造背景變質(zhì)作用研究典型礦床地質(zhì)地球化學(xué)礦床成礦系列研究成礦動(dòng)力學(xué)研究成礦作用研究地質(zhì)作用研究區(qū)域地球化學(xué)研究不同巖石組合地球化學(xué)特征構(gòu)造環(huán)境示蹤信息地球化學(xué)研究地球物理場(chǎng)縱橫向特征研究地表及深部結(jié)構(gòu)構(gòu)造研究地球物理研究區(qū)域大地構(gòu)造研究基本內(nèi)容一、建造分析沉積建造：泛指在一定構(gòu)造背景條件下，當(dāng)?shù)貧ぐl(fā)展到某一階段時(shí)所形成的一套具有特定巖相組合的沉積巖系。沉積建造是一定大地構(gòu)造和古氣侯背景下的巖石共生組合體，包括：建造的巖性巖相共生組合、

58、建造的構(gòu)造旋回（時(shí)代）、建造的區(qū)域大地構(gòu)造環(huán)境、建造的古氣侯背景。因此沉積建造分析是構(gòu)建古構(gòu)造環(huán)境和大地構(gòu)造相的重要方面。不同環(huán)境常見的沉積建造陸棚環(huán)境：石英砂礫巖建造、粉砂巖-泥巖建造、鐵質(zhì)巖建造、錳質(zhì)巖建造、磷質(zhì)巖建造、火山碎屑沉積建造、硅質(zhì)泥巖-硅質(zhì)巖建造。臺(tái)地碳酸鹽環(huán)境：生物屑亮晶碳酸鹽巖建造、生物屑泥晶碳酸鹽巖建造、藻紋層藻團(tuán)粒碳酸鹽巖建造、礁碳酸鹽巖建造、瀝青質(zhì)碳酸鹽巖建造、礫屑灰?guī)r建造、硅質(zhì)團(tuán)塊-條帶碳酸鹽巖建造、硅質(zhì)灰?guī)r建造、瘤狀碳酸鹽巖建造、白云質(zhì)灰?guī)r-白云巖建造、磷質(zhì)巖建造。陸緣斜坡環(huán)境：陸源碎屑濁積巖建造、碳酸鹽巖濁積巖建造、滑混巖建造、火山碎屑沉積建造、等深積巖建造。陸

59、內(nèi)裂谷環(huán)境：粉砂巖-泥巖建造、長(zhǎng)石石英砂巖建造、復(fù)成分礫巖建造、滑混巖建造、陸源碎屑濁積巖建造、碳酸鹽巖濁積巖建造、火山碎屑濁積巖建造、雙峰系列火山巖建造。大陸邊緣裂谷環(huán)境：粉砂巖-泥巖建造、有機(jī)質(zhì)泥巖建造、長(zhǎng)石石英砂巖建造、復(fù)成分礫巖建造、礁碳酸鹽巖建造、瀝青質(zhì)碳酸鹽巖建造、陸源碎屑濁積巖建造、滑混巖建造、碳酸鹽巖濁積巖建造、火山碎屑濁積巖建造、雙峰系列火山巖建造。坳陷盆地環(huán)境：石英砂礫巖建造、鋁土質(zhì)巖建造、含煤碎屑巖建造、炭質(zhì)泥巖-油頁(yè)巖建造、泥晶灰?guī)r-泥灰?guī)r建造、蒸發(fā)巖建造。斷陷盆地環(huán)境：復(fù)成分砂礫巖建造、復(fù)成分粉砂巖-泥巖建造、雜砂巖建造、含煤碎屑巖建造、蒸發(fā)巖建造、火山碎屑沉積建造、

60、堿性火山巖建造、堿玄巖建造、雙峰系列火山巖建造。拉分盆地環(huán)境：粉砂巖-泥巖建造、雜砂巖建造、復(fù)成分礫巖建造、火山碎屑沉積建造、火山碎屑濁積巖建造、陸源碎屑濁積巖建造、炭質(zhì)泥巖-油頁(yè)巖建造。前陸盆地環(huán)境：磨拉石建造（長(zhǎng)石石英砂巖建造、復(fù)成分礫巖建造、陸源碎屑濁積巖建造）。島弧環(huán)境：鈣堿性堿性火山巖建造、火山碎屑巖建造、陸源碎屑濁積巖建造。海溝增生柱環(huán)境：混雜堆積，包括滑塌沉積、大洋板塊表面鏟刮下來(lái)的物質(zhì)（包括洋殼表面的覆蓋物、洋殼、洋島、海山及大陸碎塊等）洋島環(huán)境：復(fù)成分砂礫巖建造、復(fù)成分粉砂巖-泥巖建造、雜砂巖建造、含煤碎屑巖建造、蒸發(fā)巖建造、火山碎屑沉積建造、堿性火山巖建造、堿玄巖建造、雙峰