區(qū)域大地構(gòu)造(第二章-地臺(tái)、裂谷、溝弧盆)-PPT精選課件

1、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(kāi)蓋層沉積為穩(wěn)定類(lèi)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(lèi)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(lèi)型沉積，構(gòu)造復(fù)雜，深成

2、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(chēng)為后地臺(tái)階段或地臺(tái)活化 2、陳國(guó)達(dá)稱(chēng)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

3、單元類(lèi)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。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)體系中國(guó)地臺(tái)區(qū)為什么活動(dòng)性較大？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。現(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)

4、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(lèi)型，是由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(lèi)型上有平行式和三叉裂谷式 著名的“東非大裂谷”亦稱(chēng)“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

5、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(chēng)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，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(ài)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，

6、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

7、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)3.84.4HFU.（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?lèi)型1、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

8、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。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(jiàn)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(chēng)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?zhuān)瑸榧o(jì)念他的功績(jī)，因而也稱(chēng)貝尼奧夫帶(畢鳥(niǎo)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

9、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8.7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

10、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 iso

11、topic ratiosLow velocity (Vp) (V Courtillot et al., 2019)地慢柱與大火成巖省大火成巖省(Large Igneous Provinces，簡(jiǎn)稱(chēng) 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

12、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。(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(jiàn)，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?zhuān)c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 distinct mantle plumes: Arndt (2019)Global distribution of Large