新構(gòu)造運動課件

新構(gòu)造運動10.1基本概念及研究意義

新構(gòu)造運動（neotectonicmovements）指新第三紀以來或第四紀以來發(fā)生的構(gòu)造運動。

其它幾種新構(gòu)造運動的定義：（1）第四紀時期發(fā)生的構(gòu)造運動；（2）從新第三紀開始至現(xiàn)代的構(gòu)造運動；（3）新第三紀和第四紀前半期發(fā)生的構(gòu)造運動；（4）新構(gòu)造運動不應(yīng)給予時間限制，只要是造成現(xiàn)代地形基本特點的構(gòu)造運動都是。

特殊性：

(1)新生代以來地殼運動十分強烈，水平和垂直運動規(guī)模巨大。如新阿爾卑斯運動或喜馬拉雅運動，使特提斯海（古地中海）消失，出現(xiàn)地中海及兩岸的山系和亞洲南部的喜馬拉雅山；環(huán)太平洋沿岸島弧，美洲西部邊緣(科迪勒拉-安第斯山脈)都是新生代造山運動的結(jié)果。這時期的構(gòu)造運動不僅改變了海陸輪廓，奠定了現(xiàn)代地貌形態(tài)，還影響現(xiàn)代地球上氣候帶分布。10.1基本概念及研究意義

10.1基本概念及研究意義P>22MPa

4000CPH~310.1基本概念及研究意義10.1基本概念及研究意義地幔對流海底擴張大陸漂移(2)新構(gòu)造運動與阿爾卑斯運動的區(qū)別

新構(gòu)造運動指新第三紀或第四紀以來的構(gòu)造運動，阿爾卑斯運動指第三紀以來的構(gòu)造運動。

新構(gòu)造運動對人類的活動有直接影響，人類往往可直接觀察得到。10.1基本概念及研究意義

(3)新構(gòu)造運動是地史上最新的一個構(gòu)造旋回。大規(guī)模水平運動是新構(gòu)造運動大幅度抬升的表現(xiàn)。如青藏高原大規(guī)模抬升，形成舉世矚目的世界屋脊。

洋脊地帶，巖石圈板塊做背離運動，使板塊增長；海溝處，板塊做斂合運動，大洋板塊俯沖消亡，大陸板塊被壓縮抬升，形成年輕山系；轉(zhuǎn)換斷層帶上，板塊發(fā)生剪切活動。10.1基本概念及研究意義

(4)新構(gòu)造運動與前新生代構(gòu)造運動的區(qū)別

首先，新構(gòu)造運動是晚近地質(zhì)時代的地殼運動，時間極其短暫；

其二，新構(gòu)造運動對現(xiàn)今地貌形成起明顯控制作用-阿爾卑斯山和喜馬拉雅山；

其三，它具有獨特的綜合研究方法。10.1基本概念及研究意義（1）大規(guī)模拉張運動大洋中脊地幔對流，洋脊處于拉張狀態(tài)，新洋脊不斷形成；大陸裂谷（如東非裂谷）發(fā)育大陸溢流玄武巖，它們代表新構(gòu)造地殼的拉張活動。10.2新構(gòu)造運動的基本類型在大洋中，洋底沿中央洋脊向兩側(cè)擴張。對太平洋板塊移動速度測量表明，每年向西移動最大達到11厘米,向東移動6.6厘米。2）大規(guī)模俯沖、碰撞活動太平洋東西兩側(cè)均有海溝，大洋板塊不斷向大陸板塊俯沖，大陸板塊被擠壓，形成新的造山帶，如臺灣、北美西部、南美安第斯山脈等新生代造山帶。新生代印度板塊與歐亞板塊碰撞最引人注目，當今世界屋脊的形成就是印度板塊不斷向歐亞板塊推進下迅速抬升的結(jié)果。喜馬拉雅山自第四紀以來，上升大約3000米，珠穆朗瑪峰一帶每年上升達10毫米。10.2新構(gòu)造運動的基本類型洋脊及俯沖帶10.2新構(gòu)造運動的基本類型青藏高原面漸新世-中新世期間（35~5.3Ma）：高原緩慢隆升，逆沖推覆疊置階段25~17Ma抬升速率>2mm/a,13~8Ma間抬升速率<1mm/a。Zeitler認為40~17Ma期間喜馬拉雅山抬升速率為0.14~0.33mm/a。蘭州大學(xué)研究者指出7.4Ma~5Ma期間青藏高原抬升速率為100m/2Ma(0.05mm/a)。

上新世-更新世期間（大致于5Ma開始，3.0Ma后達高峰）：快速隆升階段

上新世-更新世青藏高原大幅度整體隆升，早更新世晚期青藏高原上升幅度已達2000~3000m。。喜馬拉雅3Ma時抬升速率為1~2mm/a，2Ma時為2~7mm/a，1Ma以來為10~30mm/a。全新世：均衡調(diào)整、伸展拆離階段

青藏高原自0.01Ma至今仍在不斷隆升。據(jù)20年間隔大地水準重復(fù)測量，平均抬升速率為5~8mm/a，并出現(xiàn)大規(guī)模水平滑移運動。據(jù)GPS測網(wǎng)測量，格爾木-拉薩間縮短率為12mm/a。青藏高原已抬升到4000m以上。氣候條件發(fā)生了明顯變化，交替出現(xiàn)冰期、間冰期，巖溶地區(qū)發(fā)現(xiàn)多層洞穴堆積，高原北部和東部有巖漿噴發(fā)。（3）大規(guī)模走滑活動美國加利福尼亞圣.安德列斯斷層新生代發(fā)生大規(guī)模右旋走滑活動，中國鮮水河斷裂大規(guī)模左旋走滑，均是當今活躍的地震帶。1906.4.18加利福尼亞州發(fā)生了震級8.3級，震中烈度11度，撼動美國96×104km2土地的地震。舊全山不在震中，烈度僅9度，但斷層穿過本市，建筑物傾毀，到處出火，水管破裂，無水可救，火勢蔓延，連燒三日，全城2.8萬棟房付之一炬。6萬多人喪命，財產(chǎn)損失5億美元。10.2新構(gòu)造運動的基本類型加里弗尼亞舊金山洛杉磯圣安德列斯斷層的新活動性

這條斷層南起墨西哥的加利福尼亞灣，向西北美國境內(nèi)延伸，到舊金山北的門多西諾角入海，大體與太平洋海岸平行，總長1000km以上。是太平洋板塊和北美板塊的接合部。1000多萬年前，兩板塊銜接在一起，就象?？吭谕卉囌镜膬闪谢疖?。后各朝相反方向移動，太平洋板塊滑向NW，北美板塊滑向SE，裂痕越來越深。至今，斷層已深入地殼32～48km，寬自幾米至1,600m不等。10.2新構(gòu)造運動的基本類型

斷層移動2.5～5cm/a，但其力量分布不平衡，有的地段滑動，有的地段“咬住”不放?；瑒佣斡惨粍佣我苿?，張力逐漸增強，直至斷裂，并爆發(fā)一次強烈地震。近百年來，本斷層發(fā)生6級以上大地震26起，素有“地震之鄉(xiāng)”之稱。1906年的舊金山地震是圣安德列斯斷層大錯動的結(jié)果。地震中出現(xiàn)一條430km長的破裂帶，東北側(cè)下沉0.9m，南方位移6.3m。另有一條新斷層從干線分支，穿過舊金山市區(qū)，成NE—SW走向伸入海中。10.2新構(gòu)造運動的基本類型1948年舊金山東南的霍利斯特鎮(zhèn)的艾梅頓酒廠錯誤地建在圣安德列斯斷層線上。1956.8，人們發(fā)現(xiàn)廠房錯開裂痕10cm寬，從屋頂?shù)綁δ_齊齊朝NW-SE方向切去。到1969年，錯距已達25cm，房子變成兩爿，一半在美洲板塊，一半在太平洋板塊。斷塊正向太平洋“漂”去。

10.2新構(gòu)造運動的基本類型

圣安德列斯斷層不會停止活動，太平洋板塊總有一天要脫離大陸“漂”向大洋。據(jù)多年漂移速度推算，包括洛杉磯在內(nèi)的太平洋板塊，約在50萬年后，將向西北移動480km，把舊金山海灣堵死（成為內(nèi)陸）。再過13Ma，太平洋板塊只剩一點連著大陸，舊金山又見到海洋。40Ma后，完全脫離，板塊成了太平洋的海島，洛杉磯成了島港城市。10.2新構(gòu)造運動的基本類型10.3新構(gòu)造運動的基本特征

（4）較強烈的褶皺運動新第三紀及第四紀中褶皺發(fā)育雖不及地質(zhì)歷史時期強烈，但斷裂帶附近常見地層褶皺現(xiàn)象。由于我國處在特殊的大地構(gòu)造位置，使得新構(gòu)造運動具有一定特殊性，主要有：（1）新構(gòu)造運動的方向和幅度大陸在新構(gòu)造期總體上升。水平運動，垂直升降相當顯著。上升幅度西大于東（我國地形上的三大階梯就是由此形成），但在西部一些剛性基底斷塊上，上升幅度偏小，形成西部大中型盆地，如塔里木盆地。10.3新構(gòu)造運動的基本特征

IIIⅢ西伯利亞板塊太平洋板塊10.3新構(gòu)造運動的基本特征

（2）巖漿活動、地震與活動斷裂的關(guān)系在新構(gòu)造運動中，斷裂活動不僅控制新構(gòu)造的格局，同時控制了新構(gòu)造期的巖漿、地震活動。新構(gòu)造期斷裂活動主要是繼承先成斷裂，特別是長期活動的深斷裂，如金沙江和紅河斷裂。我國西部沿斷裂帶形成高聳的山地及深陷的山間盆地，如點蒼山和大理盆地；我國東部沿海沿新華夏系方向（NNE-NE）斷裂形成密集的最新活動斷裂群，沿該群發(fā)育N、Q火山活動。

10.3新構(gòu)造運動的基本特征

強烈地震震中大部分沿斷裂帶分布。大陸最主要地震活動帶是沿賀蘭山、六盤山、邛崍山一線。強震沿線分布，弱震分布于斷裂間的斷塊內(nèi)部，故我國大部分地區(qū)成為強震活動帶和微弱地震活動交替出現(xiàn)格局。時間上地震活動具一定的周期性。10.3新構(gòu)造運動的基本特征

10.3新構(gòu)造運動的基本特征

汶川地震第一次大地震：1950.8.15西藏墨脫地震(8.5級)，地震破壞面積約40×104km2。西藏境內(nèi)倒塌房屋9000多柱(藏式室內(nèi)寬度標準)，死亡人數(shù)3300多人，損失牲畜1.77萬多頭。印度境內(nèi)死亡約1500多人。僅阿薩姆邦因地震及洪水損失2000萬英鎊。第二次大地震：

2001.11.14昆侖山大地震(8.1級)，由于發(fā)生地點人跡罕至，這次強烈地震沒有造成人員傷亡。第三次大地震：

2008.5.12四川汶川地震(8.0級)，嚴重受災(zāi)地區(qū)達10×104km2。死亡69227人（學(xué)生5335名），受傷374643人，失蹤17923人。直接經(jīng)濟損失達8452×109元。10.3新構(gòu)造運動的基本特征

10.3新構(gòu)造運動的基本特征

汶川-茂縣斷裂北川-映秀斷裂都江堰-安縣斷裂10.3新構(gòu)造運動的基本特征

為了識別地殼運動或現(xiàn)今地殼運動的跡象，目前常用的方法有：（1）地質(zhì)構(gòu)造法—幾億年到幾萬年（2）構(gòu)造地貌法—幾萬年到幾百年（3）考古法—幾萬年到幾千年（4）歷史法—幾千年到現(xiàn)代（5）測量法—幾十年到幾個月（6）遙感解譯、地震法、地球化學(xué)法、測年法、物理模擬和數(shù)值模擬法等

10.4新構(gòu)造運動的研究方法10.4.1深部地球動力學(xué)環(huán)境研究-地質(zhì)構(gòu)造法深部地球動力學(xué)環(huán)境控制一個區(qū)域的構(gòu)造演化。通過對深部地球物理信息（重力、磁力、典型特征等）的剖析，能更加客觀地反映新構(gòu)造運動的本質(zhì)。

10.4新構(gòu)造運動的研究方法10.4.2構(gòu)造格架的研究-構(gòu)造地貌法構(gòu)造格架研究過去多注重對前喜馬拉雅運動研究，對新生代的重視不夠。新第三紀以來活動的斷裂航衛(wèi)片影象清晰，遙感解譯可初步揭示研究區(qū)的新斷裂網(wǎng)絡(luò)。但不是所有線狀影象都是斷裂，遙感解譯結(jié)果還要經(jīng)過野外校核。野外校核是多種方法（野外觀察法、地球物理法和地球化學(xué)法等）的綜合。對于大片第四系覆蓋區(qū)，要配合地球物理、地球化學(xué)方法如甚低頻、氡氣測量等。如要弄清新構(gòu)造的深部展布，還要采用耗資較大的深部地震或大地電磁等方法。此外，歷史地震和溫泉資料的收集、分析對斷裂活動性的研究也十分重要。10.4新構(gòu)造運動的研究方法NOMIS7000測震儀NOMIS5400測震儀北京桔燈導(dǎo)航科技發(fā)展有限公司北京桔燈導(dǎo)航科技發(fā)展有限公司RAS-24數(shù)字地震儀北京桔燈導(dǎo)航科技發(fā)展有限公司高分辨地震儀（淺震儀）上海艾都實業(yè)有限公司10.4.3地層及其變形研究-地質(zhì)構(gòu)造法晚新生代地層厚度、分布、組成及變形等是新構(gòu)造運動及其應(yīng)力場演化研究的基礎(chǔ)。第四系覆蓋區(qū)內(nèi)系統(tǒng)收集的鉆孔資料可:(1)編制第四系沉積物等厚圖，判別該區(qū)的下降幅度及變化情況;(2)如能測定該層年齡，可進一步推算下沉速率;(3)在構(gòu)造運動上升區(qū)，如露頭較好，可系統(tǒng)測制地層剖面，分析該區(qū)地層上升速率及新構(gòu)造期應(yīng)力場變化。10.4新構(gòu)造運動的研究方法10.4.4巖相變化研究-地質(zhì)構(gòu)造法沉積物特征是自然條件的反映。研究新第三紀沉積物相變，能了解新構(gòu)造運動性質(zhì)和近似幅度。（1）殘、坡積相表示形成時處于上升剝蝕條件；（2）厚的湖相或平原河流沖積相，表示該區(qū)是下降接受沉積的環(huán)境。研究巖相變化，須輔以其它證據(jù)，因它們可能是構(gòu)造因素，也可能是非構(gòu)造因素，且這種變化湖濱最為顯著。10.4新構(gòu)造運動的研究方法10.4.5地貌（斷層引起）研究地貌是表明區(qū)域新構(gòu)造的形跡之一。通過對水系特點、斷層構(gòu)造地貌（斷層崖、斷陷盆地的分布、發(fā)育等）特征的研究，可確立新構(gòu)造水平或升降運動的幅度、次數(shù)、強度及斷塊間差異升降等等。斷層能直接形成地貌，如斷層崖;斷層使原先地貌發(fā)生變形，如夷平面、河流階地、洪積扇被錯斷；斷層活動使斷層附近應(yīng)力狀態(tài)變化，產(chǎn)生擠壓或拉張，形成高地或洼地。10.4新構(gòu)造運動的研究方法

a:斷層崖平直、延伸較長，多屬張扭性斷層形成（圖10-1A）；

b:斷層崖間斷或呈之字型分布,常是張性斷層形成（圖10-1B、C）；

c:斷層崖如是多條首尾相接的斜列式分布，則屬于壓扭性斷層形成（圖10-1D）;d:斷層崖常形成舒緩波狀走向，屬壓性斷層形成。10.4.5.1升降運動的地貌標志（1）斷層崖——斷層活動形成的陡崖（圖10-1）。圖10-1斷層崖排列形式

A.連續(xù)線形；B.間斷；C.之字型；D.首尾相接斜列10.4新構(gòu)造運動的研究方法根據(jù)斷層崖坡面及其坡折數(shù)推斷斷層活動次數(shù)(圖10-2)：理論上，斷層崖坡面傾角和斷層傾角應(yīng)一致。實際上，斷層崖坡面傾角常比斷層傾角要小，或斷層崖上部傾角比下部傾角小。這與斷層崖坡面發(fā)育有關(guān)。剛形成的斷層崖的傾角與坡面傾角相近，隨著風(fēng)化和剝蝕使坡面逐漸變緩，如斷層再次活動，在斷層崖的下部又出現(xiàn)新的斷層崖，其坡度比被改造過的老斷層崖坡角要大，斷層多次活動形成多個坡度不同的斷層崖，從老到新坡度依次增大。10.4新構(gòu)造運動的研究方法圖10-2斷層崖的坡度轉(zhuǎn)折和斷層活動次數(shù)的關(guān)系

圖10-3斷層崖坡腳的楔狀崩塌堆積物

10.4新構(gòu)造運動的研究方法

對斷層崖下楔狀堆積體研究推斷斷層活動歷史（圖10-3）：

斷層崖崩塌，在坡腳形成重力堆積物。當斷層崖坡面達到相對平衡時，崩塌就減弱或停止。當斷層再一次發(fā)生活動時，又出現(xiàn)新的斷層崖，坡面又開始崩塌，形成新的重力堆積物。多次活動的斷層，在坡腳堆積物剖面上可見到疊置的楔狀崩塌堆積物。每一層崩塌堆積物可表示一次斷層活動。10.4新構(gòu)造運動的研究方法(2)斷層三角面和斷層線崖完整斷層崖受橫穿斷層崖的河流侵蝕，被分割成許多三角形斷層崖，稱斷層三角面（圖10-4）。有時斷層直接切割山嘴，也能形成斷層三角面。殘留的斷層崖三角面底線就是斷層線。三角面巖石堅硬，或斷層崖形成時代很近，三角面清晰。如斷層崖形成時代久遠，長期的剝蝕作用，三角面高度逐漸降低，坡度變緩，三角面就成為較緩的山坡（圖10-4）。10.4新構(gòu)造運動的研究方法圖10-4斷層崖的演化（據(jù)Davis）1.斷層剛發(fā)生，形成高大的斷層崖，2.斷塊山地被剝蝕成斷層三角面，3.三角面進一步降低，后退，形成渾圓的山嘴，山嘴已距斷層一定距離，4.斷塊山地被夷平(3)斷層崖活動次數(shù)、幅度和時間的確定1）斷層崖活動次數(shù)斷層多次活動除在剖面上呈波折和坡腳處堆積多層崩塌外，地貌上還表現(xiàn)出上升盤的河流裂點和階地等特征。當斷層活動出現(xiàn)斷層崖后，上升盤形成一些小溝，它們以下降盤的地面為侵蝕基準面而溯源侵蝕，并形成一個裂點和一級階地(圖10-5)。根據(jù)裂點數(shù)和階地級數(shù)（河谷下游處）能確定斷層活動次數(shù)。不是所有裂點都是斷層形成。如能將崩塌堆積的層數(shù)、斷層崖的波折次數(shù)及斷層上升盤的沖溝裂點數(shù)、階地等相互印證，以此來斷定斷層崖的活動次數(shù)就更可靠。

10.4新構(gòu)造運動的研究方法圖10-5斷層崖的發(fā)展（據(jù)A.H.斯特拉勒）

2）斷層崖活動幅度斷層崖高度比斷層活動幅度小。一般說斷層崖高度就是斷層活動幅度，但由于外力剝蝕，斷層崖高度在不斷降低，尤其是時代久遠的斷層崖。所心以斷層崖高度只能近似表示斷層活動幅度。10.4新構(gòu)造運動的研究方法3）斷層崖形成時代確定：

①采集階地中可確定年代的樣品。如石英砂，炭化木等，測定階地年代，進而推算斷層崖形成時代；

②巖性一致地區(qū)用不同時期的航片比較或定位觀測溝谷中同一裂點不同時期的位置，計算裂點溯源侵蝕速度，再量得裂點到斷層崖的距離，可求出每一裂點形成距今的時間，得到斷層活動時間；

③據(jù)斷層錯斷古建筑物或已知年代的地質(zhì)、地貌體來確定斷層崖形成時間。

10.4新構(gòu)造運動的研究方法

10.4.5.2斷層活動引起的階地變形斷層活動常使階地錯斷變形。如果階地從新到老錯距逐漸增大，表明斷層有過多期活動或長期持續(xù)活動。如某河流發(fā)育四級階地（圖10-6）。斷層兩側(cè)各級階地錯距不同，一級階地錯距5m，二級階地錯距10m，三級階地錯距10m，四級階地錯距20m。由此分析，一級階地形成中或形成后，斷層活動，錯距5m，二級和三級階地都是10m，但包含著一級階地形成時的5m錯距的活動在內(nèi)，所以在二、三級階地形成時的一次活動，實際錯距也是5m。第四級階地錯距是20m，包含了前兩次斷層活動的10m錯距，故實際錯距是10m。如有準確的測年資料，可推算斷層的垂直錯動速率。10.4新構(gòu)造運動的研究方法圖10-6斷層垂直活動錯斷河流階地10.4新構(gòu)造運動的研究方法當斷層錯過階地并發(fā)生較明顯水平位移時，通過階地的研究也能推斷斷層的活動歷史。如某條河流已有一級階地，當斷層發(fā)生水平位錯，一方面河流發(fā)生位錯，另一方面階地發(fā)生位錯而不再連續(xù)（圖10-7B）。隨后，河流下切侵蝕形成一級新的階地，當斷層再發(fā)生滑動時，新階地被錯開一定距離，老階地再次被錯開，這樣老階地的水平斷距比新階地的要大（圖10-7C、D）。如果河流始終處于不斷下切過程并形成階地，同時斷層多次活動，不同時期階地錯距將不一樣（圖10-7D）。10.4新構(gòu)造運動的研究方法圖10-7斷層多次水平活動形成的階地變形

A、B、C、D是平面圖，下圖是剖面圖10.4新構(gòu)造運動的研究方法據(jù)水平活動斷層兩盤的各級階地研究，可得到以下四種反映斷層水平活動幅度、次數(shù)和性質(zhì)的地貌模式：①斷層長期水平活動地貌模式（10-8A）。②斷層多次間歇性水平活動地貌模式（圖10-8B）。③斷層長期穩(wěn)定后突發(fā)水平錯動地貌模式（圖10-8C）。④斷層長期水平蠕動中出現(xiàn)一次急劇活動地貌模式（10-8D）。10.4新構(gòu)造運動的研究方法圖10-8反映水平斷層活動特征的四種地貌模式斷層長期穩(wěn)定后突發(fā)水平錯動斷層長期水平蠕動中出現(xiàn)一次急劇活動斷層多次間歇性水平活動斷層長期水平活動斷塊山地的山麓階梯和夷平面與新構(gòu)造運動 斷塊山地的山麓帶常形成多級山麓階梯，山地內(nèi)有多級夷平面發(fā)育。山麓階梯是山地抬升過程中形成的，山地高夷平面記錄了山地早期抬升的歷史，說明山地在較長時期穩(wěn)定后再抬升。例如秦嶺斷塊山地在沿斷裂急劇抬升前，曾遭受長期剝蝕，形成寬廣的夷平面，山地抬升后，這些夷平面抬升，現(xiàn)在山地內(nèi)部還保留著完整的夷平面。研究一個地區(qū)的新構(gòu)造運動性質(zhì)，除上述各種方法外，還可用古地理或歷史地理，考古，生物地理等研究成果作旁證，充實新構(gòu)造運動的內(nèi)容。

10.4新構(gòu)造運動的研究方法10.4.5.3新構(gòu)造水平運動地貌標志斷層水平運動形成的構(gòu)造錯斷地貌

①河流通過斷層帶發(fā)生彎曲；

②沖溝因斷層水平錯動而被切斷；

③洪積扇向一側(cè)偏移，且時代愈老的偏移愈大；

④山嘴水平錯開形成三角面；

⑤溝谷被錯斷后，下游受阻形成小湖泊等。10.4新構(gòu)造運動的研究方法斷層水平運動形成的派生構(gòu)造地貌

派生構(gòu)造地貌與斷層運動方向、斷層走向及斷層附近介質(zhì)條件等有密切關(guān)系。分以下幾種：