第十章歷史構(gòu)造和古構(gòu)造

第十章歷史構(gòu)造分析和古構(gòu)造一、歷史構(gòu)造分析及分析內(nèi)容二、板塊構(gòu)造簡(jiǎn)介三、古板塊的恢復(fù)方法四、大地構(gòu)造分區(qū)和中國(guó)古板塊的劃分五、構(gòu)造旋回和構(gòu)造階段一、歷史構(gòu)造分析及分析內(nèi)容歷史構(gòu)造分析的概念通過(guò)對(duì)不同地區(qū)、不同時(shí)期地層進(jìn)行綜合研究，確定其構(gòu)造發(fā)展?fàn)顟B(tài)和過(guò)程，劃分構(gòu)造演化階段和大地構(gòu)造分區(qū)，恢復(fù)不同地區(qū)不同塊體之間的相互關(guān)系及演化過(guò)程。構(gòu)造性質(zhì)/Tectoniccharacters穩(wěn)定-stable:地震、火山活動(dòng)少，地貌反差強(qiáng)度低活動(dòng)-active:地震、火山活動(dòng)頻繁，地貌反差強(qiáng)度高過(guò)渡-transitional:介于二者之間地質(zhì)力學(xué)（李四光）重力構(gòu)造（馬杏垣）波浪鑲嵌構(gòu)造（張伯聲）地洼學(xué)說(shuō)（陳國(guó)達(dá)）斷塊學(xué)說(shuō)（張文佑）地槽-地臺(tái)多旋回構(gòu)造學(xué)說(shuō)（黃汲清）板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)（尹贊勛,李春昱,郭令智）歷史大地構(gòu)造（王鴻禎）中國(guó)構(gòu)造理論大地構(gòu)造活動(dòng)論——以活動(dòng)論的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)地史時(shí)期大陸和大洋相對(duì)于地極、赤道位置的變化以及它們相互之間的位置變化。構(gòu)造演化階段論——指地球巖石圈由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、有節(jié)奏和分階段的平靜演化和急劇變革相交替的演化規(guī)律。大地構(gòu)造單元論——指在活動(dòng)論和階段論的思想指導(dǎo)下、根據(jù)古大陸形成演化歷程去劃分大地構(gòu)造單元和分區(qū)。歷史構(gòu)造分析的概念歷史大地構(gòu)造分析的內(nèi)容沉積物組分和沉積組合（或沉積建造）沉積厚度分析沉積相和沉積古地理分析沉積盆地分析構(gòu)造運(yùn)動(dòng)面分析沉積物組分和沉積組合（或沉積建造）石英砂巖長(zhǎng)石砂巖雜砂巖席狀楔狀成分和體態(tài)分析成分和體態(tài)分析-2體態(tài)與構(gòu)造性質(zhì)沉積組合(建造)分析

Sedimentaryassociation(formation)概念：在一定時(shí)期內(nèi)形成的、能夠反映其沉積過(guò)程主要構(gòu)造環(huán)境的沉積巖共生綜合體概念核心：1沉積時(shí)的構(gòu)造條件2較長(zhǎng)時(shí)期3一定的區(qū)域范圍4綜合特征(組分-結(jié)構(gòu)-構(gòu)造等)分類(lèi)：穩(wěn)定、過(guò)渡、活動(dòng)三種類(lèi)型沉積組合與構(gòu)造性質(zhì)Flysch復(fù)理石Molasse磨拉石沉積厚度分析沉積物厚度可以反映地殼升降運(yùn)動(dòng)的幅度（與基盤(pán)的下降和物質(zhì)供給的多少有關(guān)）

補(bǔ)償compensation非補(bǔ)償starvation超補(bǔ)償Over-supply厚度→升降幅度→構(gòu)造性質(zhì)補(bǔ)償：沉積基盤(pán)的下降速度等于沉積物的堆積速度時(shí)，水深不變，巖相不變。非補(bǔ)償：沉積基盤(pán)下降速度大，物質(zhì)供應(yīng)不足，水深變大，表現(xiàn)為海進(jìn)序列。這類(lèi)盆地也稱(chēng)饑餓盆地。超補(bǔ)償：沉積基盤(pán)下降慢，物質(zhì)供應(yīng)多，水體變淺，表現(xiàn)為海退。沉積厚度分析沉積相和沉積古地理分析相分析依據(jù)：在不同的大地構(gòu)造背景下，由于沉積盆地類(lèi)型和沉積環(huán)境特征的不同，其沉積相也不相同。在穩(wěn)定的大陸板塊內(nèi)部多為陸表海的淺水碎屑巖和碳酸鹽巖沉積。大陸板塊邊緣多為陸棚海的濱淺海沉積、半深海-深海環(huán)境的濁積巖、等深巖及泥巖沉積。古地理分析：表示沉積組合類(lèi)型的空間分布和構(gòu)造古地理格局的關(guān)系?？梢詭椭J(rèn)識(shí)古海洋類(lèi)型（如陸表海、陸棚海、邊緣海、島弧海和遠(yuǎn)洋）、展布，確定板塊邊界（俯沖帶或地縫合線）的位置。沉積盆地分析各類(lèi)背景下的盆地分類(lèi)伸展背景下的沉積盆地裂谷及夭折裂谷盆地被動(dòng)大陸邊緣盆地大洋盆地坳拉槽盆地，初始洋盆洋島，海山，海底高原陸內(nèi)裂谷，大陸邊緣裂谷，裂陷槽盆地大陸架，大陸坡，大陸隆會(huì)聚背景下的沉積盆地弧后盆地，弧間盆地，弧前盆地，海溝，大洋盆地，洋島，海山等轉(zhuǎn)換或走滑背景下的沉積盆地拉分盆地，走滑盆地大陸碰撞背景下的沉積盆地與A型碰撞有關(guān)的沉積盆地與B型碰撞有關(guān)的沉積盆地陸間殘余盆地，弧后殘余盆地，周緣前陸盆地，弧后前陸盆地，背馱式盆地，山間斷陷盆地，山前斷陷盆地，縫合線盆地小型克拉通盆地內(nèi)克拉通盆地，克拉通邊緣盆地，克拉通內(nèi)裂陷槽盆地板塊背景下的部分沉積盆地分布示意圖

（據(jù)Dickinson,1974）構(gòu)造運(yùn)動(dòng)面分析不整合：角度不整合和平行不整合間斷面：沉積過(guò)程中沉積作用停止，可能與沉積物供給有關(guān)，也可能是地殼快速升降作用的結(jié)果。二、板塊構(gòu)造簡(jiǎn)介板塊構(gòu)造:

地球表面是由為數(shù)不多,大小不等的巖石圈板狀體拼合而成的.這些板狀體(板塊)相對(duì)于赤道或地極可發(fā)生大規(guī)模的橫向水平位移.板塊之間通常以大洋中脊、海溝、轉(zhuǎn)換斷層、大陸裂谷和褶皺帶等為邊界.板塊間的離合碰撞及其相關(guān)地質(zhì)現(xiàn)象主要發(fā)生在板塊的邊緣.該思想的創(chuàng)導(dǎo)者是德國(guó)氣象學(xué)家A.Wegener(1912,50歲殉職),加拿大學(xué)者W.J.Morgan(1968)對(duì)此進(jìn)行了最早和最系統(tǒng)的總結(jié)。概念當(dāng)時(shí)作為一個(gè)青年（32-35歲）氣象學(xué)家，敢于大膽提出較系統(tǒng)的大陸漂移假說(shuō)（得益于古氣候、古生物和地質(zhì)學(xué)的多學(xué)科結(jié)合），曾受到他岳父的勸阻，但通俗易懂的新穎學(xué)說(shuō)立即引起學(xué)術(shù)界轟動(dòng)。洋殼到底怎樣運(yùn)動(dòng)?HugoBenioff,1954千島群島Benioff’sInterpretationBenioff’sInterpretationUpdated現(xiàn)代全球板塊離散型會(huì)聚型平錯(cuò)型板塊邊界分類(lèi)離散型/divergent東非裂谷大西洋中脊會(huì)聚型

B-typesubduction/洋-陸

A-typesubduction/陸-陸

Oceanicplatesubducting

underoceanicplate/洋-洋B-typeA-typeO-type?平錯(cuò)型三、古板塊的恢復(fù)方法1板塊構(gòu)造開(kāi)始于什么時(shí)候？2古板塊構(gòu)造到何處尋？為什么？3古板塊構(gòu)造的識(shí)別標(biāo)志是什么板塊構(gòu)造開(kāi)始于什么時(shí)候？古板塊構(gòu)造到何處尋？為什么？古板塊構(gòu)造的識(shí)別標(biāo)志是什么？巖石圈形成以來(lái)(3800Maor4200Ma)大陸→山脈大洋殼的年齡≤J2(130Ma)1地縫合線/geosuture

----板塊構(gòu)造的最直接證據(jù)蛇綠巖套：由基性、超基性巖（橄欖巖、蛇紋巖、輝長(zhǎng)巖）、枕狀玄武巖和遠(yuǎn)洋沉積組成的“三位一體”共生綜合體，代表洋殼殘片

混雜堆積：為不同時(shí)代、不同成因和不同板塊物質(zhì)的混雜體，是海溝—俯沖帶的典型產(chǎn)物

高壓變質(zhì)帶：指板塊碰撞俯沖帶附近發(fā)育的高壓低溫變質(zhì)帶（藍(lán)閃石片巖），它們往往沿縫合線相伴出現(xiàn)這種堆積物由不同成因，不同時(shí)代、不同粒徑的巖塊和深海細(xì)粒沉積混雜相處，也導(dǎo)致同一層位中不同時(shí)代的化石混雜共生。后一種現(xiàn)象無(wú)法用地層學(xué)中的一般原理解釋?zhuān)@然與混雜堆積的特殊成因機(jī)制有關(guān)。安第斯型板塊邊界混雜堆積高壓變質(zhì)帶2古大陸邊緣的識(shí)別板塊縫合線和大陸板塊之間——大陸邊緣被動(dòng)大陸邊緣活動(dòng)大陸邊緣被動(dòng)大陸邊緣類(lèi)似于大西洋的大陸邊緣，沒(méi)有洋殼俯沖帶，不存在島弧-海溝體系。陸棚淺海、陸坡-陸隆的深水沉積和海底濁積扇發(fā)育活動(dòng)大陸邊緣類(lèi)似于太平洋的大陸邊緣，具有洋殼俯沖帶，洋殼俯沖形成島弧-海溝體系（西太平洋）或大陸火山弧-海溝體系（東太平洋）活動(dòng)大陸邊緣島弧火山巖及共生的海溝深水濁積巖發(fā)育

與洋中脊的洋殼增生相對(duì)立，太平洋東西兩側(cè)的海溝帶，即經(jīng)常發(fā)生地震的畢鳥(niǎo)夫(Benioff)帶，則是發(fā)生洋殼俯沖和消減的場(chǎng)所。

這種俯沖一般以地震學(xué)家Benioff的第一個(gè)字母為名，稱(chēng)為B式俯沖，代表洋殼板塊與陸殼板塊間的聚合型邊界（convergenceboundary）以亞洲大陸東緣為例，自太平洋洋殼海域至陸棚海陸殼海域之間，存在典型的海溝---火山島弧---弧后盆地(邊緣海)構(gòu)造古地理格局，也可簡(jiǎn)稱(chēng)為溝---弧---盆體系。

南美大陸西緣僅見(jiàn)海溝---火山山弧(安底斯山脈)構(gòu)造古地理格局，未見(jiàn)弧后盆地或邊緣海。

現(xiàn)代阿爾卑斯---喜馬拉雅山系中，古洋殼板塊已全部俯沖消失，兩個(gè)大陸板塊直接碰撞(collision)，繼續(xù)俯沖的陸殼板塊內(nèi)部產(chǎn)生一系列逆沖斷層，并導(dǎo)致硅鋁殼明顯增厚。由于這種陸殼內(nèi)的逆沖現(xiàn)象最早由德國(guó)人安普菲雷爾(O．Ampferer，1906)指出，也稱(chēng)為A式俯沖。3古地磁學(xué)方法tanI=2tanλ

(I為磁傾角，λ為古緯度)根據(jù)采樣點(diǎn)位置，可以確定古板塊當(dāng)時(shí)的古緯度，通過(guò)統(tǒng)一板塊不同時(shí)期的古地磁古維度分析，可以推斷板塊的運(yùn)動(dòng)方向和距離。印度板塊的北移通過(guò)古地磁研究可以計(jì)算出古磁極的位置。極移軌跡：對(duì)不同板塊不同時(shí)期的古磁極進(jìn)行系統(tǒng)研究，可以得出各個(gè)板塊不同時(shí)期古磁極的變化軌跡。4生物古地理生物古地理分區(qū)主要指因溫度控制和地理隔離兩大因素的長(zhǎng)期作用而產(chǎn)生的生物分類(lèi)和演化體系在空間上的分異1、不同于生物相（環(huán)境不同產(chǎn)生的生物群生態(tài)組合方面的差異）2、形成原因：隔離（氣候條件、陸地、海洋）3、分級(jí)：生物大區(qū)、生物區(qū)、生物省、生態(tài)區(qū)

溫度控制對(duì)陸生生物來(lái)說(shuō)主要受氣候分帶制約，有時(shí)也與地形高低所反映的垂直氣候分帶有關(guān)，海生生物則主要受與緯度高低有關(guān)的海水溫度控制，有時(shí)也受到不規(guī)則海流分布范圍的影響。

地理隔離對(duì)陸生生物來(lái)說(shuō)主要是海洋阻隔，對(duì)海生生物來(lái)說(shuō)既有大陸、地峽的陸地隔離因素，還有廣闊洋盆的深海隔離因素，后者對(duì)于底棲生物的分布也有明顯的影響。生物分區(qū)KangarooKiwiLion上新世晚期

形成

巴拿馬地峽有胎盤(pán)類(lèi)&有袋類(lèi)同屬不同種陸生脊椎動(dòng)物的分布四足短矮的陸地爬行類(lèi)水龍獸，廣泛分布于南美、南非、印度、南極等地。不可能漂洋過(guò)海，只能通過(guò)陸地遷移河口環(huán)境淡水中生活的中龍化石，出現(xiàn)于南非、南美兩地。5古氣候分析古氣候分析主要研究古氣候的各種生物和沉積標(biāo)志，確定生物化石、礦物或巖石與氣候（干濕、熱冷）的關(guān)系，恢復(fù)不同地區(qū)不同時(shí)期的古氣候。熱帶海洋：生物礁、鮞粒灘、疊層石等特殊沉積物發(fā)育，風(fēng)暴沉積發(fā)育炎熱蒸發(fā)量大的淺海：石膏、石鹽、甚至鉀鹽，伴生有泥裂、晶痕及紅色沉積層溫暖潮濕的陸上：豐富的煤及大量植物化石大陸冰川附近海域：冰海沉積發(fā)育；碳酸鹽沉積中缺乏顆粒，菊花石為其特征；生物貧乏，多為一些冷水的典型分子6巖漿巖組合特征巖漿巖組合受不同構(gòu)造環(huán)境的控制，通過(guò)巖漿巖組合的空間分布格局，可以推測(cè)板塊分布或地縫合線的位置。大洋型拉斑玄武巖具有一定的地球化學(xué)特征，僅見(jiàn)于洋殼海域鈣堿型火山巖噴發(fā)時(shí)火山島弧或安第斯式陸源火山活動(dòng)帶的典型產(chǎn)物，一般出現(xiàn)在俯沖帶附近，是尋找板塊邊界的重要標(biāo)志。穩(wěn)定大陸板塊內(nèi)部則出現(xiàn)大面積的溢流玄武巖噴發(fā)拉張的裂谷中出現(xiàn)玄武巖和流紋巖共生的雙峰模式四、大地構(gòu)造分區(qū)和

中國(guó)古板塊的劃分主要依據(jù)地殼的構(gòu)造活動(dòng)（或穩(wěn)定）性及其演化發(fā)展歷史主要強(qiáng)調(diào)空間分異性一級(jí)大地構(gòu)造分區(qū)：穩(wěn)定的板塊區(qū)、板塊間活動(dòng)的狹長(zhǎng)的活動(dòng)構(gòu)造帶二級(jí)構(gòu)造分區(qū)：穩(wěn)定的板塊區(qū)內(nèi)較活動(dòng)的裂陷槽和陸內(nèi)碰撞帶板塊間（大陸邊緣和古大洋）內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定的地塊和微板塊北美板塊西部大陸邊緣內(nèi)的外來(lái)地體或微板塊中國(guó)主要古板塊邊界準(zhǔn)格爾松遼地塊北界的鄂爾濟(jì)斯-卡拉美里線、賀根山線準(zhǔn)格爾松遼地塊華北-塔里木板塊北部邊界的艾比湖-居延海至索倫-西拉木倫線塔里木地塊華北地塊華北-塔里木板塊、柴達(dá)木板塊、秦嶺微板塊、揚(yáng)子板塊的修溝-瑪沁-勉略線、北祁連線、丹鳳-信陽(yáng)線揚(yáng)子板塊、義敦微板塊、昌都-思茅微板塊、東南亞板塊、羌塘微板塊、岡底斯微板塊、印度板塊之間的甘孜-理塘線、金沙江-藤條河線、瀾滄江-昌寧-孟連線、班公錯(cuò)-怒江線及雅魯藏布江線。分隔揚(yáng)子板塊與華夏板塊、南海板塊的江紹-欽防線和瓊州海峽線五、構(gòu)造旋回和構(gòu)造階段（一）威爾遜旋回洋殼海域的發(fā)生、發(fā)展、衰退到消亡的整個(gè)過(guò)程叫做威爾遜旋回。

1胚胎期

2初始洋盆期

3成熟大洋期

4衰退大洋期

5殘余洋盆期

6消亡期1胚胎期地殼拉張形成裂谷在陸殼基礎(chǔ)上因拉張開(kāi)裂而形成大陸裂谷，但尚未出現(xiàn)海洋環(huán)境，如東非裂谷帶2初始洋盆期3成熟大洋期陸殼繼續(xù)開(kāi)裂，開(kāi)始出現(xiàn)狹窄的海灣，局部已出現(xiàn)洋殼，如紅海由于大洋中脊向兩側(cè)的不斷增生，海洋邊緣又未出現(xiàn)俯沖、消減現(xiàn)象，所以大洋迅速擴(kuò)大，如大西洋。4衰退大洋期大洋中脊雖然繼續(xù)擴(kuò)張?jiān)錾?，但大洋邊緣一?cè)或兩側(cè)出現(xiàn)強(qiáng)烈的俯沖、消減作用，海洋總面積漸趨縮小，如太平洋。5殘余洋盆期—地中海始新世隨著洋殼海域的縮小，終于導(dǎo)致兩側(cè)陸殼地塊相互逼近，其間僅存殘留的內(nèi)陸海，如地中海。6消亡期最后兩側(cè)大陸直接拼合、碰撞，海域完全消失夕轉(zhuǎn)化為高峻山系，沿碰撞帶可以出露擠壓、侵位的古海洋洋殼殘余(蛇綠巖套)，稱(chēng)為地縫合線(suture)。

威爾遜旋回客觀地反映了大陸板塊離合和大洋盆地演化的歷史，每個(gè)旋回的大致時(shí)限為（1.5～2）×1