板塊構造與槽臺

1、第二章 板塊構造第一節(jié) 地球的內部結構第二節(jié) 大陸漂移與海底擴張第三節(jié) 板塊構造的基本原理第四節(jié) 板塊活動與地質作用第五節(jié) 板塊構造與地槽地臺的關系第五章 板塊構造與地槽地臺的關系 板塊構造理論提出前的一個多世紀中，槽臺學說在大地構造地質學說中占主導地位，在此學說指導下積累了大量的資料。目前的問題在于重新解釋這些資料，得出新的認識。一、槽臺學說的發(fā)展概況二、地槽及其演化三、地臺及其演化四、槽臺學說的評述五、板塊構造理論對地槽、地臺的解釋一、槽臺學說的發(fā)展概況1859年Hall從美國的古生界地層的厚度變化中，把山脈和沉降帶聯(lián)系起來，1873年Dana把這種凹陷稱之為地槽。1887年卡爾賓斯基根據(jù)

2、東歐近水平的古生界地層到處不整合在變質的結晶基底之上的現(xiàn)象，建立了地臺的概念。1900年奧格首次清楚地分出地槽和地臺兩類基本大地構造單元。貝特蘭提出了褶皺幕和構造旋回的概念，提出了構造活動的周期性和旋回性。提出了地殼發(fā)展歷史上可以劃分出休倫、加里東、海西和阿爾卑斯等四個大的褶皺期。到二十世紀中葉，槽臺學說達到全盛階段。二、地槽及其演化1、地槽的概念及其特點 根據(jù)槽臺學說，地槽是地殼的基本構造單元，是地殼上構造性質活躍的部分。 對于地槽的確定，北美和蘇聯(lián)的地質學家有不同的標準：北美地質學家強調前期的強烈沉陷是地槽識別的首要標志；而歐洲和蘇聯(lián)的地質學家則趨向于把造山變形作為地槽鑒別的主要標準。 地

3、槽主要具有以下特點：形態(tài)上一般呈長條狀，長度超過千公里，寬度數(shù)百公里；出現(xiàn)在大陸邊緣或克拉通之間，如烏拉爾地槽；地貌反差很大，常由線狀山脈或谷地組成；含有特定的沉積建造系列，其一般順序為硬砂巖、硅質火山巖、復理石和磨拉石等組合；巖漿活動強烈構造變形強烈，以遍布的線型褶皺及逆沖斷裂為特征。2、地槽的分類 地槽分優(yōu)地槽和冒地槽，它們在空間上并列組成地槽偶。（1）優(yōu)地槽 以強烈的火山活動，特別是蛇綠巖套的發(fā)育為特點，深水沉積在其沉積剖面中占重要位置。（2）冒地槽 活動性相對較弱，以陸源碎屑和碳酸鹽巖等淺水沉積為主，缺乏火山物質。（3）地槽偶 當冒地槽和優(yōu)地槽在空間上并列時，冒地槽總是位于靠近大陸的一

4、側，而優(yōu)地槽位于遠離大陸的一側，兩者共同構成地槽偶。地槽的沉積建造下降階段：底部碎屑巖建造 海底噴發(fā)巖建造 泥質巖建造上升階段：碳酸鹽巖建造 復理石建造 磨拉石建造3、地槽的演化 地槽要經(jīng)歷漫長而復雜的演化，從垂直運動的角度，總的可以劃分為兩個階段，前期的差異沉降和后期的差異上升兩個大的階段，期間的轉折稱為構造回返或皺褶回返。構造回返以后，地槽就結束其發(fā)展而成為褶皺帶，地臺演化階段是從褶皺帶夷平階段開始的。褶皺帶的時代根據(jù)地槽回返時期確定。 奧龐（1965）根據(jù)對希臘半島阿爾卑斯褶皺帶的詳細研究，認為一個地槽演化的延續(xù)時間可達二億年，其中四分之三以上為地槽發(fā)展階段，即沉降階段；基性海底火山噴發(fā)

5、及蛇綠巖套只出現(xiàn)在優(yōu)地槽種。無論是前期的沉陷、還是后期的造山變形和區(qū)域變質作用都是明顯穿時性的，首先發(fā)生在地槽內帶，再逐漸向外推進。地槽發(fā)展的單旋回模式 施蒂勒上世紀四十年代以構造巖漿旋回為主線，提出地槽單旋回發(fā)展模式。 認為：地槽褶皺帶的發(fā)展是單旋回的，蛇綠巖（）只出現(xiàn)在地槽的初期。隨后地槽沉積褶皺成山，與此同時大量花崗巖（順層花崗巖和區(qū)域變質作用；穿層花崗巖和接觸變質作用）侵入，并將此時期稱為地槽褶皺幕。繼后以安山巖噴發(fā)（）和各種斑巖小侵入體（）出現(xiàn)為特征，最后地槽褶皺帶長期遭受侵蝕，轉化為地臺，并有大量玄武巖噴發(fā)（）。地槽的褶皺回返 別洛烏索夫研究高加索山，認為：地向斜回返為復背斜，地背

6、斜回返為復向斜。 沙茨基研究烏拉爾山，認為：地向斜回返為復向斜，地背斜回返為復背斜。地槽名詞系統(tǒng)造山期前：地槽系一級，地槽和中間地塊二級，地背斜和地向斜三級。造山期后：褶皺系一級，褶皺帶二級，復背斜和復向斜三級，邊緣坳陷、山前坳陷、山間坳陷介于二三級之間。2、地臺的分類 雙層結構中的不整合面是地臺發(fā)展歷史中的轉折，并由此確定地臺形成的時代。（1）古地臺（克拉通） 前寒武紀形成的地臺稱古地臺或克拉通。（2）新地臺 顯生宙期間形成的地臺稱為新地臺，我國習慣用褶皺帶這個名稱。（3）地盾 有些克拉通的蓋層由于長期剝蝕抬升，結晶基底大面積出露，這種地區(qū)稱為地盾。3、地臺的演化（1）裂陷槽（拗拉槽）發(fā)育階

7、段 在地臺形成的早期，在統(tǒng)一的蓋層出現(xiàn)以前，是長期的裂陷槽發(fā)育階段。如華北地臺形成以后，在中晚元古代有裂陷槽發(fā)育，如燕遼裂陷槽（圖）。（2）穩(wěn)定蓋層發(fā)育階段 整個地臺準平原化，并作為整體統(tǒng)一接受沉積。四、槽臺學說的評述 作為在一個多世紀占主導地位的大地構造學說，槽臺學說在組織實際材料、推動地球科學發(fā)展、滿足生產(chǎn)需要曾起過重要的作用，對認識地殼構造的發(fā)展規(guī)律，作出了一定的貢獻。然而，槽臺學說存在明顯的不足與局限。（1）取材的局限，取材只局限于大陸，未涉及占地球表面積70的大洋底，這樣從大陸概括出來的認識，推到全球整個地質歷史時期，會導致許多錯誤。（2）槽臺學說并沒有闡明地槽發(fā)生、發(fā)展、遷移和封閉

8、的本質，也不能解釋為什么地殼上會出現(xiàn)長條狀的活動帶和其間大面積的穩(wěn)定區(qū)。（3）槽臺學說強調建造的分析、強調垂直運動，導致認識上的局限。五、板塊構造理論對地槽、地臺的解釋1、地槽與大陸邊緣 鑒別現(xiàn)代地槽的基本條件：呈長條狀，寬數(shù)百公里長數(shù)千公里；它是一個拗陷地帶，需要長期穩(wěn)定的物質來源，使之足以累積起巨厚的沉積層。大陸內部一般難以大幅度沉降接受巨厚沉積，所以，不應當在大陸內部尋找現(xiàn)代地槽。 在優(yōu)地槽褶皺帶中，常有蛇綠巖套發(fā)育，說明優(yōu)地槽發(fā)育于大洋基底上。但深海遠洋地區(qū)，由于遠離物質，沉積物極薄。只有大陸邊緣符合上述所有條件，這樣可以把大陸邊緣看作現(xiàn)代地槽區(qū)。 一些地槽褶皺帶目前看分布在大陸內部，如烏拉爾、天山等褶皺帶，但是它們原先也分布在大陸邊緣。2、褶皺造山帶與會聚板塊邊界的關系 從世界地質圖上可以看出，中、新生代形成的年青褶皺造山帶，皆展布于板塊的匯聚邊界：環(huán)太平洋造山帶發(fā)育與太平洋周緣的會聚邊界，其形成與板塊的俯沖活動有關；阿爾卑斯喜馬拉雅造山帶本身構成了歐亞板塊和印度板塊的會聚邊界，其形成與板塊的碰撞有關。 這樣地槽“回返”和褶皺山系的形成從根本上說并非