板塊構(gòu)造與沉積作用

第九章

板塊構(gòu)造與沉積作用1/112第九章板塊構(gòu)造與沉積作用一、概述二、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)沉積作用的控制三、板塊構(gòu)造的沉積盆地分類四、主要盆地類型及沉積作用五、沉積盆地的構(gòu)造背景分析2/112一、概述沉積作用的整個(gè)過程都是受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制的。不論是沉積盆地的分布、物源剝蝕區(qū)的位置、沉積物質(zhì)的搬運(yùn)，還是沉積作用的發(fā)生和沉積物的后期改造，都不同程度地受到構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、區(qū)域構(gòu)造的影響。古板塊構(gòu)造的研究是以沉積建造的深入研究為基礎(chǔ)的，只有在闡明區(qū)域沉積作用特征，才有可能恢復(fù)區(qū)域板塊構(gòu)造的演化歷史。3/112“板塊構(gòu)造”有關(guān)知識(shí)回顧4/1125/112板塊邊界的類型

板塊邊界是指兩個(gè)板塊之間的分界。分為三種類型：1、分離型板塊邊界（大洋中脊）

2、斂合型板塊邊界：

（1）俯沖邊界

A、弧后盆地-島弧-海溝型（西太平洋型）

B、陸緣弧-海溝型（安底斯型）（2）碰撞邊界

3、轉(zhuǎn)換邊界（轉(zhuǎn)換斷層）6/112板塊邊界類型7/112離散邊界匯聚邊界轉(zhuǎn)換邊界三種板塊邊界類型8/112西太平洋型俯沖邊界安底斯型俯沖邊界碰撞邊界9/112轉(zhuǎn)換邊界10/112大陸邊緣的類型大陸邊緣指一個(gè)大陸的邊部（屬于大陸板塊的一部分）。分為二種類型：

1、被動(dòng)大陸邊緣（大西洋型大陸邊緣）

2、活動(dòng)大陸邊緣（太平洋大陸邊緣）

A、西太平洋型（溝-弧-盆體系型）

B、安底斯型（海溝-火山弧型）11/112被動(dòng)大陸邊緣12/112活動(dòng)大陸邊緣安底斯型活動(dòng)大陸邊緣西太平洋型活動(dòng)大陸邊緣13/112板塊邊界和大陸邊緣的類型

板塊邊界是指兩個(gè)板塊之間的分界。分為三種類型：

1、分離型板塊邊界（大洋中脊）

2、斂合型板塊邊界：

（1）俯沖邊界

A、弧后盆地-島弧-海溝型（西太平洋型）

B、陸緣弧-海溝型（安底斯型）

（2）碰撞邊界

3、轉(zhuǎn)換邊界（轉(zhuǎn)換斷層）

大陸邊緣指一個(gè)大陸的邊部。分為二種類型：

1、被動(dòng)大陸邊緣（大西洋型大陸邊緣）

2、活動(dòng)大陸邊緣（太平洋大陸邊緣）

A、西太平洋型（溝-弧-盆體系型）

B、安底斯型（海溝-火山弧型）。14/112第九章板塊構(gòu)造與沉積作用一、概述二、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)沉積作用的控制三、板塊構(gòu)造的沉積盆地分類四、主要盆地類型及沉積作用五、沉積盆地的構(gòu)造背景分析15/112二、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)沉積作用的控制構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)沉積作用的控制可以歸納為以下8個(gè)方面：

1.沉積盆地的形成

2.沉積物的厚度

3.沉積物的性質(zhì)

4.火山物質(zhì)的摻入

5.古地理環(huán)境和古氣候

6.沉積物堆積體的形態(tài)

7.沉積物的后生作用

8.沉積礦床的形成16/1121.沉積盆地的形成盆地的形成主要是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物。盆地的大小、形態(tài)及其形成、遷移和消亡，主要取決于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)特征。一般來講，沉積盆地都形成在構(gòu)造應(yīng)力相對(duì)拉張的地區(qū)。板塊學(xué)說強(qiáng)調(diào)水平運(yùn)動(dòng)，但板塊相互作用所派生的垂直運(yùn)動(dòng)足以滿足沉積盆地及其起源方面的需要，板塊的水平運(yùn)動(dòng)引起垂直運(yùn)動(dòng)，是通過地殼厚度，熱狀態(tài)和均衡條件的改變而實(shí)現(xiàn)的。由于各種應(yīng)力特征引起的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)往往會(huì)使一些地區(qū)發(fā)生相對(duì)周緣地區(qū)的下沉，從而使地形較高地區(qū)的物質(zhì)搬運(yùn)到低處沉積，形成沉積盆地。17/11218/1122.沉積物的厚度沉積物厚度大小主要與構(gòu)造盆地沉降幅度有關(guān)，同時(shí)還要考慮沉積物的形成深度、沉積速度與沉降速度之間的關(guān)系。如屬非補(bǔ)償性沉積，則構(gòu)造下沉速度或幅度始終大于沉積速度及沉積物的厚度，這時(shí)研究構(gòu)造下沉幅度時(shí)，就必須考慮沉積物形成深度?，F(xiàn)代大洋區(qū)的沉積作用基本上是非補(bǔ)償性的。在研究沉積速率較大的盆地時(shí)，還一定要考慮沉積中心在歷史期中的轉(zhuǎn)移，因?yàn)槌练e中心的轉(zhuǎn)移可使盆地沉積物的累積厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于盆地局部地段的沉降幅度。19/1122.沉積物的厚度在利用地層厚度進(jìn)行沉積盆地分析中，要注意區(qū)分沉積盆地的“三個(gè)中心”：①沉積盆地的地貌中心（Topographicaxis）：水深最大，又稱地貌軸。②沉積盆地的沉降中心（Basinaxis）：沉降幅度最大，又稱盆地軸。③沉積盆地的沉積中心（Depocentre）：沉積物厚度最大，又稱最大沉積軸。在盆地模擬中，分析構(gòu)造沉降時(shí)需作水深校正。20/1123.沉積物的性質(zhì)沉積物的性質(zhì)包括成分、結(jié)構(gòu)和成熟度等。一般沉積物成分較純、成熟度較好（如石英砂巖），反映其沉積區(qū)構(gòu)造性質(zhì)較穩(wěn)定；相反，物質(zhì)成分復(fù)雜和成熟度低是構(gòu)造環(huán)境不穩(wěn)定的反映。如沉積物中多滑塌構(gòu)造，則可能反映地處不同構(gòu)造帶的交界區(qū)或是沉積盆地的邊緣地區(qū)，也就是沉積盆地斜坡和構(gòu)造性質(zhì)不穩(wěn)定地區(qū)。巨厚的礁灰?guī)r發(fā)育區(qū)也有特定的構(gòu)造環(huán)境，如大陸斜坡與陸棚區(qū)的轉(zhuǎn)折帶隆起區(qū)、下沉型碳酸鹽臺(tái)地、下沉島弧地區(qū)和某些大洋中的平頂山地區(qū)等。21/11222/112喬秀夫、宋天銳，199623/112孟祥化，199324/1124.火山物質(zhì)的摻入火山物質(zhì)的分布更明顯地受構(gòu)造作用的控制，常與俯沖帶附近的島弧或陸緣弧、大陸裂谷區(qū)、受弧后擴(kuò)張影響的大陸邊緣活動(dòng)區(qū)及碰撞造山帶活動(dòng)區(qū)等有關(guān)。而火山巖物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)特征則與一定構(gòu)造位置及其演化階段有關(guān)。25/1125.古地理環(huán)境和古氣候

大陸漂移、板塊運(yùn)動(dòng)可以使沉積盆地所處的古緯度和古氣候條件發(fā)生變化，從而可引起沉積物性質(zhì)和沉積速率的改變。除沉積盆地所處緯度特征外，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的劇烈期總是與氣候的旱熱期相關(guān)聯(lián)，而構(gòu)造運(yùn)動(dòng)寧靜期又與氣候的溫暖期有相關(guān)，從而影響沉積物特征。這種影響在大陸和沿海近岸區(qū)更為明顯。26/1126.沉積物堆積體的形態(tài)

沉積物堆積的形態(tài)直接受到沉積場所（盆地）的形態(tài)、范圍及沉積后保存情況的影響，而這些又和構(gòu)造背景密切相關(guān)。在大陸穩(wěn)定區(qū)和大洋盆地區(qū)，沉積物堆積體形態(tài)常為等軸狀或?qū)拵?，但它在歷史中卻常成為極窄的帶狀保存下來。其他構(gòu)造帶的原始沉積物堆積體的形態(tài)常為帶狀。近年來對(duì)大陸邊緣沉積物研究的結(jié)果表明，沉積物堆積體常為楔形，巨厚沉積物在垂直走向上很快尖滅，而且沉積物堆積體在沉積相、物質(zhì)組分、結(jié)構(gòu)和厚度等方面，兩側(cè)均為不對(duì)稱的。27/11228/1127.沉積物的后生作用在劇烈構(gòu)造下沉區(qū)，在上覆沉積負(fù)荷壓力和溫度升高的影響下，沉積物開始變化，其變化首先反映在沉積結(jié)構(gòu)上。在物質(zhì)成分方面，特別是一些有色金屬元素的硫化物（Cu、Pb、Zn等的硫化物），在成巖階段具有明顯的轉(zhuǎn)移。在不同構(gòu)造活動(dòng)區(qū)，熱流值大小不同，沉積物后生作用強(qiáng)度也不同，其中最明顯地反映在成油物質(zhì)成熟度的差別上。在構(gòu)造活動(dòng)區(qū)，熱流值高，成油物質(zhì)不需經(jīng)歷很長地質(zhì)時(shí)期，亦不需上覆厚度極大的沉積層，即可轉(zhuǎn)化為成熟度較高的石油，否則相反。29/1128.沉積礦床的形成有些沉積礦床，如鐵、鋁、錳、磷，可能還有部分的鉛、銅，鋅等，常在一定構(gòu)造部位出現(xiàn)，這些礦床可能源于深部，但它是以沉積方式出現(xiàn)的。這類礦床部分已屬“層控”礦床類型。30/11231/11232/112第九章板塊構(gòu)造與沉積作用一、概述二、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)沉積作用的控制三、板塊構(gòu)造的沉積盆地分類四、主要盆地類型及沉積作用五、沉積盆地的構(gòu)造背景分析33/112三、板塊構(gòu)造的沉積盆地分類板塊構(gòu)造學(xué)認(rèn)為地球上沉積作用主要發(fā)生在大陸邊緣。大陸邊緣由于離隆起陸地較近，有豐富的物質(zhì)來源，同時(shí)又有足夠的盆地深度，大量陸源物質(zhì)在此堆積，故這里是地球表面進(jìn)行沉積作用的主要場所。許多學(xué)者都曾以板塊構(gòu)造的動(dòng)力學(xué)及地殼特征為基礎(chǔ)，對(duì)沉積盆地進(jìn)行分類。34/11235/112圖9－1沉積盆地類型立體圖36/112第九章板塊構(gòu)造與沉積作用一、概述二、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)沉積作用的控制三、板塊構(gòu)造的沉積盆地分類四、主要盆地類型及沉積作用五、沉積盆地的構(gòu)造背景分析

（一）裂谷帶的沉積作用（二）被動(dòng)大陸邊緣的沉積作用 （三）活動(dòng)大陸邊緣的沉積作用 （四）碰撞帶的沉積作用 （五）大洋盆地的沉積作用 （六）大陸板塊內(nèi)部的沉積作用37/112（一）裂谷帶的沉積作用1.裂谷的概念裂谷指地殼上延伸很長、切割很深的張裂帶，地形上表現(xiàn)為縱長的凹陷和谷地。裂谷具有兩個(gè)特征：一是規(guī)模大，所發(fā)育的斷裂可切穿整個(gè)巖石圈；二是處于拉張環(huán)境，從而區(qū)別于其他切過整個(gè)巖石圈的大型斷裂（如轉(zhuǎn)換斷層、縫合帶等）。發(fā)育于陸殼上的裂谷，即是大陸裂谷。它的兩側(cè)往往被一系列正斷層所限，表現(xiàn)為單一的或復(fù)雜的地塹帶。裂谷底多有深水湖泊展布。世界上最深的湖泊—貝加爾湖（深1740m）便發(fā)育于貝加爾裂谷中。東非裂谷中的坦噶尼喀湖，既窄且長，深度在1400m以上。38/1122、裂谷的演化

裂谷的演化，一般可分為以下幾個(gè)階段。(1)穹形隆起階段

上涌的熱地幔物質(zhì)導(dǎo)致地表穹形隆起，隆起的相對(duì)高度約1－2Km，直徑約200Km以至上千公里。在張應(yīng)力作用下，穹窿上出現(xiàn)張性裂隙，進(jìn)而發(fā)育成正斷層，并伴有堿性和雙峰系列的巖漿活動(dòng)。隨著地表抬升，導(dǎo)致強(qiáng)烈的剝蝕作用。39/1122、裂谷的演化(2)斷裂下陷階段：隨著地殼繼續(xù)拉張變薄，穹窿頂部斷裂陷落，造成典型的地塹系。(3)陸間裂谷階段：陸間裂谷也稱克拉通間裂谷。在這一階段，大陸在拉張作用下完全裂開，地幔物質(zhì)上涌形成新洋殼。裂谷軸部已發(fā)育于洋殼之上，并成為典型的分離型板塊邊界。如紅海軸部裂谷及其附近的洋底已具有洋殼性質(zhì)，紅海兩緣的海底主要是變薄的陸殼。40/11241/11242/1123.裂谷的沉積作用(1)陸內(nèi)裂谷盆地的沉積作用陸內(nèi)裂谷盆地的沉積作用主要是在下列條件下發(fā)生的：大陸地殼的不斷變薄而使盆地沉降，同時(shí)，兩側(cè)陸塊不斷剝蝕和盆地中沉積物的不斷堆積也使巖石圈均衡沉降；不斷隆起的大陸斷塊是主要的蝕源地，供應(yīng)了大量不成熟的石英-長石砂或長石砂，往往還伴隨有大陸火山噴發(fā)物質(zhì)；沉積主要在大陸環(huán)境中發(fā)生，形成河、湖相碎屑沉積，晚期也可以有海水侵入而形成海陸交互相及濱、淺海相碎屑巖、碳酸鹽沉積；產(chǎn)生的沉積組合，是以與堿性或拉斑質(zhì)陸相噴發(fā)巖成互層的大陸紅層為特征，除大量碎屑沉積外，可含泥灰?guī)r、碳酸鹽巖、膏鹽、含銅砂巖、煤、石油、天然氣等，厚度可達(dá)數(shù)千米。43/1123.裂谷的沉積作用(1)陸內(nèi)裂谷盆地的沉積作用東非裂谷帶，侏羅、白堊紀(jì)處于裂前拱或裂谷初期階段，有大量的大陸堿性噴發(fā)巖。中新世以來是裂谷活動(dòng)的主要時(shí)期，有多次陸相的堿性巖噴發(fā)，在地塹盆地中堆積了以沖積扇和湖相沉積為主的碎屑、火山碎屑沉積，厚可達(dá)2000m。貝加爾裂谷活動(dòng)主要在晚第三紀(jì)，形成以湖泊、沼澤及河流相為主的碎屑沉積，伴有堿性火山巖，厚達(dá)3000－5000m。我國山西的汾渭地塹，裂谷作用始于古新世，上新世達(dá)到高潮，并形成統(tǒng)一的裂谷，盆地中堆積了厚達(dá)六、七千米的陸相紅色碎屑沉積，有多次堿性玄武巖噴發(fā)。44/1123.裂谷的沉積作用(2)陸間裂谷盆地的沉積作用陸間裂谷的沉積是在過渡地殼或洋殼基底上堆積的，這種遠(yuǎn)比一般陸殼薄很多并在繼續(xù)變薄的基底，以及在變薄同時(shí)地殼中發(fā)生的失熱沉降，是引起盆地沉降和海水侵入的主要原因。45/112盆地邊緣傾斜斷塊的存在，可阻擋陸源碎屑進(jìn)入盆地的傾斜斷塊隆起，在適宜的氣候帶中，盆地的這種受限制的條件將促使蒸發(fā)巖形成。于是，熔巖、蒸發(fā)巖和在此之前的陸內(nèi)裂谷紅層一起，構(gòu)成了紅層—熔巖—蒸發(fā)巖組合。

如果有河流攜帶著來自兩側(cè)陸塊的大量碎屑進(jìn)入裂谷盆地，三角洲沉積將向盆地內(nèi)延伸，三角洲沉積的碎屑物質(zhì)可再搬運(yùn)形成濁流沉積，產(chǎn)生紅層—熔巖—濁積巖組合。46/1123.裂谷的沉積作用

(3)裂陷槽的沉積作用裂陷槽的概念:裂陷槽（又稱拗拉槽，拗拉谷）是地質(zhì)歷史時(shí)期發(fā)育的張裂構(gòu)造，是當(dāng)大陸地殼發(fā)展到一定階段，在已形成的大規(guī)模剛性塊體上形成的槽狀拗陷。大陸裂谷的演化，并非都能經(jīng)歷上述階段，最后發(fā)展為大洋裂谷。大陸裂谷可以長時(shí)期處于微弱擴(kuò)張階段，也可能裂谷發(fā)展終止于陸間裂谷階段。可以形成大型深水盆地，最終完全被沉積物所填充，這就是裂陷槽的基本特征。47/11248/112前期和晚期階段以陸相碎屑為主；撓曲階段（中期）以海相、海陸過渡相碎屑和碳酸鹽沉積為主。碎屑沉積的成熟度十分不同，既有大量成熟度高的石英砂巖，也有不少成熟度低的長石砂巖、巖屑砂巖。裂陷槽的沉積作用受到盆地兩側(cè)克拉通總體升降運(yùn)動(dòng)的影響，海水進(jìn)退規(guī)程與克拉通大體一致，因而整個(gè)沉積層序與兩側(cè)克拉通的地臺(tái)層序相似，但厚度可大好幾倍，巖性更為復(fù)雜，并可下部出現(xiàn)火山巖。49/1123.裂谷的沉積作用

(3)裂陷槽的沉積作用第九章板塊構(gòu)造與沉積作用一、概述二、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)沉積作用的控制三、板塊構(gòu)造的沉積盆地分類四、主要盆地類型及沉積作用五、沉積盆地的構(gòu)造背景分析

（一）裂谷帶的沉積作用

（二）被動(dòng)大陸邊緣的沉積作用 （三）活動(dòng)大陸邊緣的沉積作用 （四）碰撞帶的沉積作用 （五）大洋盆地的沉積作用 （六）大陸板塊內(nèi)部的沉積作用50/112（二）被動(dòng)大陸邊緣的沉積作用1.一般特征被動(dòng)大陸邊緣是構(gòu)造上長期處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)的大陸邊緣。它缺失海溝俯沖帶，位于板塊的內(nèi)部，被動(dòng)地隨著板塊而移動(dòng)，故無強(qiáng)烈的地震、火山和造山運(yùn)動(dòng)。被動(dòng)大陸邊緣亦稱大西洋型大陸邊緣、穩(wěn)定大陸邊緣、拖曳大陸邊緣、離散大陸邊緣等。然而，被動(dòng)陸緣遭到顯著的沉陷和張裂活動(dòng)，承受了巨量沉積物，許多學(xué)者把它當(dāng)作現(xiàn)代的地槽區(qū)。因而，所謂“穩(wěn)定”大陸邊緣，只是相對(duì)而言。被動(dòng)大陸邊緣基底常見有裂谷式沉積，其中有時(shí)還有陸相紅層、鹽類和火山活動(dòng)等堆積物，上面逐漸覆蓋海相層，并形成海侵序列。51/11252/112

被動(dòng)大陸邊緣的沉積作用

2.沉積作用

被動(dòng)大陸邊緣由大陸架、大陸坡和大陸麓組成。

陸架上，在不同環(huán)境可接受陸源沉積（特別是三角洲沉積）或碳酸鹽沉積，后者主要是生物碎屑沉積，顯然，陸架環(huán)境有利于生物，特別是底棲生物的繁殖。生物碳酸鹽沉積主要見于熱帶和溫帶；寒帶海域不利于碳酸鹽的沉積，而是硅藻土較為常見。53/112被動(dòng)大陸邊緣的沉積作用

2.沉積作用

陸坡上，與陸源沉積作用有關(guān)的營力主要有：（1）濁流，大部分濁流沉積沿海底峽谷被帶過大陸坡，輸往大陸麓，可能有部分濁流沉積停留在陸坡上。（2）滑塌和滑坡，其發(fā)生常與斜坡過陡或沉積物堆積過快有關(guān)，也可能受到暴風(fēng)浪、海嘯、地震、火山等觸發(fā)而引起。54/112被動(dòng)大陸邊緣的沉積作用

2.沉積作用

陸麓上，除濁流、滑塌和滑坡帶來大量沉積物外，等深線流也相當(dāng)活躍。等深線流具連續(xù)作用性質(zhì)，常沿大陸麓活動(dòng)。等深線流可搬運(yùn)粘土和粉砂，偶而還有細(xì)砂，也可以把攜帶的沉積物搬運(yùn)至另一地區(qū)停積下來。這樣，陸麓上既有濁流和滑塌沉積，也包含分選良好的細(xì)粒的等深線流沉積。向大洋一側(cè)，逐漸過渡為深海平原。55/112

被動(dòng)大陸邊緣的演化，是在大陸分離、海底擴(kuò)張的背景上進(jìn)行的。被動(dòng)大陸邊緣的沉積剖面底部可有代表大陸裂谷陸間裂谷和被動(dòng)大陸邊緣的陸架—陸坡—陸麓沉積組合。與威爾遜旋回對(duì)照，以上三個(gè)階段分別相當(dāng)于洋盆演化的：胚胎期（裂谷帶）、幼年期（紅海）、成年期（大西洋）。一旦發(fā)生俯沖、碰撞作用，便意味著大西洋型大陸邊緣發(fā)展歷史的終結(jié)，太平洋型主動(dòng)（活動(dòng)）大陸邊緣發(fā)展開始。56/112被動(dòng)大陸邊緣的沉積作用第九章板塊構(gòu)造與沉積作用一、概述二、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)沉積作用的控制三、板塊構(gòu)造的沉積盆地分類四、主要盆地類型及沉積作用五、沉積盆地的構(gòu)造背景分析

（一）裂谷帶的沉積作用（二）被動(dòng)大陸邊緣的沉積作用

（三）活動(dòng)大陸邊緣的沉積作用 （四）碰撞帶的沉積作用 （五）大洋盆地的沉積作用 （六）大陸板塊內(nèi)部的沉積作用57/112（三）活動(dòng)大陸邊緣的沉積作用活動(dòng)大陸邊緣與會(huì)聚型板塊邊界有關(guān)，是大洋板塊向毗鄰大陸俯沖消減的地帶，代表威爾遜旋回的后期歷史?；鹕交?、海溝和貝尼奧夫帶（B式俯沖帶）三者的共生是其基本特征。一般將其劃分為島弧型（或稱溝弧盆體系型、西太平洋型）和陸緣弧型（安底斯型）。58/1121.島弧型活動(dòng)大陸邊緣的沉積作用

島弧型活動(dòng)大陸邊緣，從大洋向大陸方向依次為:(1)海溝,(2)混雜堆積,(3)弧前盆地, (4)巖漿弧,(5)弧后盆地59/112(1)海溝海溝以大洋殼為基底，是大洋板塊俯沖的位置。海溝長而窄，延伸方向與島弧平行，長達(dá)數(shù)百至數(shù)千公里，寬達(dá)數(shù)十至上百公里，深度6000m左右。已知最深點(diǎn)是馬里亞納海溝，深度達(dá)11034m。海溝的沉積物主要有兩部分。一部分是由俯沖板塊帶來的深海平原沉積物，另一部分是在海溝形成的深海沉積物。包括遠(yuǎn)洋鈣質(zhì)沉積、硅質(zhì)沉積、深海紅粘土、火山灰沉積以及在海溝形成的濁流沉積。海溝沉積物一般厚達(dá)幾百米，受俯沖作用的影響，海溝沉積物保存不完整，并多發(fā)生強(qiáng)烈變形。60/112(2)混雜堆積

混雜堆積（Melange，又譯作混雜巖、混雜體）:是俯沖帶中最具代表性的組合，原文為法文，1919年由英國學(xué)者格林萊Greenly引入地質(zhì)學(xué)，用以描述威爾士的構(gòu)造作用產(chǎn)生的原地碎屑混雜堆積（autoclastic

melange）?，F(xiàn)代melange的含義是許靖華1968年發(fā)表的關(guān)于美國西部弗蘭西斯科巖的研究中提出的，指“經(jīng)過強(qiáng)烈剪切、破碎和變形，難以識(shí)別的各種巖石的混合物”。61/112混雜堆積的概念混雜堆積是由板塊俯沖形成的、由已變形的深海平原沉積物、海溝沉積物及洋殼碎塊等組成的構(gòu)造巖帶。其原始層序完全被破壞，由外來巖塊、原地巖塊和基質(zhì)三部分構(gòu)成并廣泛遭受剪切變形。是板塊俯沖帶的證據(jù)之一。俯沖帶雜巖62/112構(gòu)造混雜

形成過程平行層面剪切作用砂泥質(zhì)混雜堆積蛇綠質(zhì)混雜堆積大多數(shù)蛇綠巖都呈蛇綠混雜巖狀態(tài)保存！只有當(dāng)蛇綠巖仰沖到剛性陸殼上時(shí)，才有罕見的較完整保存機(jī)會(huì)。63/112北天山蛇綠混雜巖64/112臺(tái)灣海岸山脈利吉混雜巖（蛇綠混雜巖）65/112臺(tái)灣海岸山脈利吉混雜巖（泥沙質(zhì)混雜巖）66/112(2)混雜堆積與混雜堆積常容易發(fā)生混淆的是滑塌堆積?；逊e由雜亂無序的不同類型物質(zhì)（如巖塊和基質(zhì)）所組成的一種沉積體，這種沉積體是由水下重力滑動(dòng)或塌落的松散沉積物堆積形成。由于它們的成因不同，仍然有許多明顯的差別。67/112滑塌堆積與混雜堆積的主要的區(qū)別68/112(3)弧前盆地弧前盆地地貌復(fù)雜，沉積相空間變化大?？梢猿霈F(xiàn)三角洲相、濱岸相、陸架相、陸坡相以及濁積相。弧前盆地的沉積物主要來自巖漿弧，源區(qū)不僅有火山巖，而且有經(jīng)隆起和剝蝕作用暴露出來的深成巖和變質(zhì)巖。由于物源很近，且供應(yīng)量大，因而弧前盆地的沉積以碎屑為主，其中濁積巖是最主要的沉積。其碎屑成分是不成熟或極不成熟的，有大量的火山碎屑、巖屑砂和長石砂。這種特征反映了受板塊構(gòu)造控制的蝕源區(qū)特征?；∏芭璧鼗∏芭璧?9/112(4)巖漿弧

巖漿弧的沉積以火山成因?yàn)橹?。沉積作用主要發(fā)生在弧邊部的海盆和因強(qiáng)烈斷裂而形成的弧內(nèi)盆地中?；?nèi)盆地通常平行于弧的走向延伸，以斷層為界的張裂盆地，基底為過渡殼或陸殼，它的形成與深部巖漿上升使弧地殼隆起產(chǎn)生的拉張構(gòu)造有關(guān)，也與火山和構(gòu)造作用產(chǎn)生的的局部沉降有關(guān)?；?nèi)盆地沉積物主要來自巖漿弧，這種特點(diǎn)決定了弧內(nèi)盆地沉積物中火山碎屑及深成巖屑占有極重要地位，沉積相的類型可能包括有從陸相層到深水濁積巖等一系列類型。70/112(5)弧后盆地指巖漿弧與大陸邊緣之間（大陸與島弧之間）的廣闊地帶的邊緣海盆。一般將巖漿弧與大陸邊緣之間的盆地稱為弧后盆地（邊緣海），它由弧后擴(kuò)張作用形成，其基底為大洋型地殼。現(xiàn)代的弧后盆地主要分布在西太平洋邊緣，包括白令海，鄂霍茨克海、日本海、南中國海、西非律賓海、蘇祿海等。水深可達(dá)3000m。這種盆地被稱為日本海型盆地，盆地中濁流沉積非常發(fā)育，被稱為日本海型復(fù)理石。盆地兩側(cè)的復(fù)理石特征不同，靠大陸一側(cè)是在陸殼或過渡殼基底上的沉積與被動(dòng)大陸邊緣的沉積相似；在靠巖漿弧一側(cè)是在過渡殼和洋殼基底上發(fā)育的具有火山巖的活動(dòng)類型沉積。沉積物分別來自兩側(cè)，廣闊而穩(wěn)定的大陸供給大量比較成熟的碎屑沉積，巖漿弧則供給大量火山碎屑特別是凝灰質(zhì)沉積。71/1122.陸緣弧型活動(dòng)大陸邊緣的沉積作用

陸緣弧型大陸邊緣是海溝（俯沖帶）與大陸邊緣隆起帶相鄰接，其后無弧后擴(kuò)張形成的邊緣海，典型的現(xiàn)代實(shí)例是南美西海岸安底斯山附近的大陸邊緣，其構(gòu)造單元由大洋向大陸方向依次為：海溝、混雜堆積帶、弧前盆地、陸緣弧和弧背盆地。除弧背盆地外其余各單元的沉積特征與島弧型大陸邊緣相似?；”撑璧?2/112弧背盆地弧背盆地（retroarcbasin,也稱弧后前陸盆地）位于陸緣火山山?。ㄈ绨驳谒股剑┖髠?cè)緊鄰的大陸板塊周圍地帶，基底全部為陸殼。這個(gè)盆地對(duì)于巖漿弧而言是弧后盆地，對(duì)于大陸板塊內(nèi)部而言是前陸盆地?；『笄瓣懪璧乜梢圆糠直缓Ｋ蜎]，形成河流三角洲相、淺海陸架相沉積；也可以全部處于大陸環(huán)境，形成山麓相、河流相及湖沼相沉積。沉積物主要來源于巖漿弧和隆起的褶皺沖斷帶的巖石，也有些來源于大陸。這樣，沉積物進(jìn)入盆地及在盆地中的散布作用主要是橫向的，碎屑主要從巖漿弧一側(cè)向大陸方向運(yùn)送。73/112第九章板塊構(gòu)造與沉積作用一、概述二、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)沉積作用的控制三、板塊構(gòu)造的沉積盆地分類四、主要盆地類型及沉積作用五、沉積盆地的構(gòu)造背景分析

（一）裂谷帶的沉積作用（二）被動(dòng)大陸邊緣的沉積作用 （三）活動(dòng)大陸邊緣的沉積作用

（四）碰撞帶的沉積作用 （五）大洋盆地的沉積作用 （六）大陸板塊內(nèi)部的沉積作用74/112（四）碰撞帶的沉積作用俯沖作用進(jìn)一步發(fā)展，必定導(dǎo)致島弧與大陸或大陸與大陸的碰撞并形成縫合帶（碰撞造山帶）。一般情況下，碰撞總是分段進(jìn)行的，已經(jīng)縫合的地段和尚待縫合的海域同時(shí)存在，這兩部分之間的構(gòu)造轉(zhuǎn)變點(diǎn)隨時(shí)間而轉(zhuǎn)移。在轉(zhuǎn)變點(diǎn)后面，造山作用形成高地，磨拉石堆積在邊緣前陸盆地中；在轉(zhuǎn)變點(diǎn)的前面，則存在著殘余洋盆和初期的邊緣前陸盆地。不規(guī)則大陸邊緣及大陸碰撞帶

A－已縫合段與待縫合段的構(gòu)造轉(zhuǎn)變點(diǎn)；ROB－殘洋盆地；IPB－初期周緣前陸盆地；PB－充填磨拉石的周緣前陸盆地；F－復(fù)理石75/1121.邊緣前陸盆地的沉積作用邊緣前陸盆地又稱為周緣前陸盆地，位于主縫合線的褶皺沖斷帶與大陸之間的大陸基底之上，并平行于縫合帶分布。這種盆地是在地殼碰撞的漸進(jìn)發(fā)展過程中，由于大陸塊周邊的俯沖作用使大陸巖石圈下彎而形成，因此初期的邊緣前陸盆地是同造山的。隨著這種俯沖過程被地殼碰撞所終止，這個(gè)盆地將同整個(gè)造山帶一起上升，而褶皺沖斷帶的構(gòu)造負(fù)載以及沉積負(fù)載又使盆地相對(duì)于造山帶繼續(xù)沉降，接受造山后的沉積。76/112北美西部考迪勒拉造山帶與前陸盆地77/112從碰撞造山帶來的沉積物大部分沿構(gòu)造走向縱向地散布到邊緣前陸盆地和殘洋盆地里。早期主要是在邊緣前陸盆地形成濁積巖，屬同造山或造山前期復(fù)理石。后期是橫向流動(dòng)形成的碎屑巖楔，屬造山期后或同造山期磨拉石。磨拉石是邊緣前陸盆地最有代表性的堆積物，初期可能是海相、海陸交互相及三角洲相，隨后則主要是河流、三角洲、湖沼及山麓堆積。1.周緣前陸盆地的沉積作用78/112大洋俯沖大陸碰撞陸內(nèi)縮短（劉和甫，2005）79/1122.殘余洋盆的沉積作用殘余洋盆的現(xiàn)代實(shí)例是地中海，它的周圍是年青的大陸褶皺山系。地中海的近期沉積包括：A.白堊紀(jì)的灰?guī)r;B.中新世深海沉積物,中新統(tǒng)上部是很厚的蒸發(fā)巖與海相硅藻土成互層,中新統(tǒng)頂部出現(xiàn)一些含淡水、半咸水的介形蟲、硅藻的淡水沉積；C.上新世和第四紀(jì)沉積，主要是含超微體化石和有孔蟲的深海沉積。東地中海的新生代濁流沉積分布很廣，除海倫海溝為代表的上升山鏈前緣的擠壓型復(fù)理石外，在陸隆和三角洲基部的海底扇上也有分布。80/112第九章板塊構(gòu)造與沉積作用一、概述二、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)沉積作用的控制三、板塊構(gòu)造的沉積盆地分類四、主要盆地類型及沉積作用五、沉積盆地的構(gòu)造背景分析

（一）裂谷帶的沉積作用（二）被動(dòng)大陸邊緣的沉積作用 （三）活動(dòng)大陸邊緣的沉積作用 （四）碰撞帶的沉積作用

（五）大洋盆地的沉積作用 （六）大陸板塊內(nèi)部的沉積作用81/112（五）大洋盆地的沉積作用大洋盆地的沉積作用是在洋殼上進(jìn)行的。大洋沉積盆地包括：洋中脊和深海盆地。

洋中脊包括：快速擴(kuò)張中脊（太平洋型）和緩慢擴(kuò)張中脊（大西洋型）兩種類型。太平洋型的擴(kuò)張過程未受強(qiáng)烈阻擋，故在洋脊附近未發(fā)育縱向斷裂；大西洋型則相反。洋中脊的沉積作用：

太平洋型洋中脊沉積物穩(wěn)定，在CCD界面以上出現(xiàn)大面積的穩(wěn)定碳酸鹽沉積；大西洋型中脊區(qū)則發(fā)育大量斷裂，沿?cái)嗔迅浇纬纱罅啃⌒统练e盆地。A－太平洋型快速擴(kuò)張中脊B－大西洋型緩慢擴(kuò)張中脊在深海盆地，由于在CCD線以下，主要沉積物為紅色軟泥、硅質(zhì)生物軟泥，沉積作用進(jìn)行速度很慢，為幾厘米／千年。82/112深海生物深部生物圈的發(fā)現(xiàn)對(duì)于全球的物質(zhì)循環(huán)、環(huán)境演變和基因資源意義重大生活于深海熱泉區(qū)的生物，其基因有許多特殊價(jià)值。83/112深海沉積礦產(chǎn)資源分布于水深4000－6000米的海底，富含Cu、Ni、Co、Mn等金屬的多金屬結(jié)核，僅太平洋底具有商業(yè)開發(fā)潛力的多金屬結(jié)核資源總量就達(dá)700億噸。分布于海底山表面的富結(jié)殼和分布于大洋中脊斷裂活動(dòng)帶的海底熱液硫化物的資源總量待查。分布在世界各大洋中的天然氣水合物。84/112第九章板塊構(gòu)造與沉積作用一、概述二、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)沉積作用的控制三、板塊構(gòu)造的沉積盆地分類四、主要盆地類型及沉積作用五、沉積盆地的構(gòu)造背景分析

（一）裂谷帶的沉積作用（二）被動(dòng)大陸邊緣的沉積作用 （三）活動(dòng)大陸邊緣的沉積作用 （四）碰撞帶的沉積作用 （五）大洋盆地的沉積作用

（六）大陸板塊內(nèi)部的沉積作用85/112（六）大陸板塊內(nèi)部的沉積作用在遠(yuǎn)離板塊邊界的大陸板塊內(nèi)的盆地，可將大陸內(nèi)盆地劃分為克拉通盆地和褶皺帶盆地?？死ㄅ璧叵喈?dāng)于大陸內(nèi)部的盆地，如塔里木盆地。一般面積較大?？死ㄅ璋l(fā)育時(shí)間較長，沉積作用與沉降幅度同步，以淺水沉積為主。通常處于陸表海、陸棚海及大陸湖盆等環(huán)境，形成地臺(tái)型及陸相沉積。褶皺帶盆地包括兩種，一種是褶皺帶內(nèi)原來的穩(wěn)定斷塊或小板塊后來沉降而演化成的盆地，例如柴達(dá)木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地。它們的發(fā)生和發(fā)展主要與周圍褶皺帶的發(fā)展歷史和后期的板內(nèi)斷塊活動(dòng)有關(guān)。另一種是疊置在褶皺帶上的構(gòu)造陷落盆地，其面積小，沉降和演變迅速。如果沉積物供應(yīng)豐富，形成粗碎屑巖甚至磨拉石沉積，并以淺水或陸相環(huán)境為主；反之，如果沉積物的補(bǔ)償不足，就會(huì)保持相當(dāng)大的水深（如里海）。86/112第九章板塊構(gòu)造與沉積作用一、概述二、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)沉積作用的控制三、板塊構(gòu)造的沉積盆地分類四、主要盆地類型及沉積作用五、沉積盆地的構(gòu)造背景分析（一）沉積相與構(gòu)造背景（二）地層厚度與構(gòu)造背景（三）沉積巖成分與構(gòu)造背景

1.砂巖礦物成分與構(gòu)造背景

2.碎屑巖化學(xué)成分和構(gòu)造背景

(1)砂巖的化學(xué)成分分析

(2)微量元素和稀土元素分析

3.硅質(zhì)巖稀土元素與構(gòu)造背景87/112（一）沉積相與構(gòu)造背景

沉積相的分布和更替可以說明地殼的拗陷和隆起，沉積相還受到海岸及氣候的控制。例如，在地殼拗陷不明顯的地區(qū)，河口的變遷會(huì)使三角洲沉積廣泛分布，海岸的變遷也會(huì)引起相應(yīng)的相帶的遷移。

沉積相與地殼拗陷的速度和幅度有關(guān)，盆地沉降的幅度控制了盆地的海水或湖水的深度，也即控制了沉積相的類型，而沉降速度則可控制沉積相帶的寬度和沉積相的類型。如：扇三角洲、辮狀三角洲和普通三角洲的分布和更替可以幫助判別區(qū)域大地構(gòu)造性質(zhì)。88/112斷陷型湖泊抬升收縮期沉積充填模式箕狀斷陷盆地深陷擴(kuò)張期沉積充填模式89/11290/112黃山街組進(jìn)積型辮狀河三角洲沉積序列91/112黃山街組剖面8上部進(jìn)積沉積序列。多個(gè)分支河道沉積疊置，總體構(gòu)成向上變粗的基準(zhǔn)面下降半旋回。92/112第九章板塊構(gòu)造與沉積作用一、概述二、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)沉積作用的控制三、板塊構(gòu)造的沉積盆地分類四、主要盆地類型及沉積作用五、沉積盆地的構(gòu)造背景分析（一）沉積相與構(gòu)造背景（二）地層厚度與構(gòu)造背景（三）沉積巖成分與構(gòu)造背景

1.砂巖礦物成分與構(gòu)造背景

2.碎屑巖化學(xué)成分和構(gòu)造背景

(1)砂巖的化學(xué)成分分析

(2)微量元素和稀土元素分析

3.硅質(zhì)巖稀土元素與構(gòu)造背景93/112

同一時(shí)代的地層厚度在空間上變化很大，這種變化反映了地殼的活動(dòng)狀態(tài)，構(gòu)造升降及其容納空間的變化決定了沉積物的厚度，可將地層的厚度（壓實(shí)校正后）作為衡量地殼升降運(yùn)動(dòng)幅度的重要標(biāo)志。（二）地層厚度與構(gòu)造背景94/112地層沉積厚度與沉降的關(guān)系有下面三種情況：

（1）地殼的拗陷被沉積物所補(bǔ)償。地殼下降速度等于沉積物的堆積速度，沉積盆地水體的深度在整個(gè)過程中變化很小，所以沉積相變化不大，如能持續(xù)相當(dāng)長的時(shí)間，就能形成巨厚的沉積相單一的巖層。

（2）沉積物的堆積未能補(bǔ)償構(gòu)造拗陷。地層厚度小于地殼拗陷的幅度，沉積盆地不斷擴(kuò)大，剖面上形成海進(jìn)層序。

（3）沉積物的堆積大于地殼拗陷幅度。盆地逐漸被填平，剖面上出現(xiàn)海退系列，同一部位沉積環(huán)境的水深逐漸變小。其地層厚度大于地殼下降的真實(shí)幅度。95/112地殼凹陷與沉積補(bǔ)償

速率關(guān)系沉積盆地的水深和巖相類型與地殼拗陷的速度和幅度有關(guān)，又受到沉積速率的疊加影響。因此，以地層厚度作為地殼沉降幅度的分析方法僅適用于淺水盆地。非補(bǔ)償補(bǔ)償超補(bǔ)償?shù)貧ぐ枷莘扰璧厮钭兓璧厣疃任醋?6/112第九章板塊構(gòu)造與沉積作用一、概述二、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)沉積作用的控制三、板塊構(gòu)造的沉積盆地分類四、主要盆地類型及沉積作用五、沉積盆地的構(gòu)造背景分析（一）沉積相與構(gòu)造背景（二）地層厚度與構(gòu)造背景（三）沉積巖成分與構(gòu)造背景

1.砂巖礦物成分與構(gòu)造背景

2.碎屑巖化學(xué)成分和構(gòu)造背景

(1)砂巖的化學(xué)成分分析

(2)微量元素和稀土元素分析

3.硅質(zhì)巖稀土元素與構(gòu)造背景97/112

1.砂巖礦物成分與構(gòu)造背景

1970年，迪金森根據(jù)雜砂巖（硬砂巖）和長石砂巖的研究，首次提出了砂巖構(gòu)造背景分析的“碎屑模型”和“顆粒指數(shù)”概念。

1974年澳大利亞的克拉克以各種雜砂巖為研究對(duì)象，采用Q－F－L圖解，討論了用砂巖碎屑組分進(jìn)行構(gòu)造背景分析的基本原理，并根據(jù)構(gòu)架顆粒中石英和SiO2含量及K2O/Na2O比值，將雜砂巖分為三類，并對(duì)應(yīng)于不同的板塊構(gòu)造環(huán)境。98/1121.砂巖礦物成分與構(gòu)造背景

1979年,迪金森等發(fā)表了《板塊構(gòu)造與砂巖成分》。文中根據(jù)已知構(gòu)造背景的現(xiàn)代和古代砂巖的4000多個(gè)樣品統(tǒng)計(jì)分析，確定出碎屑-物源區(qū)-板塊構(gòu)造三位一體的分類方案。1983年,他又利用7500個(gè)古代砂巖數(shù)據(jù)，對(duì)1979年的模型作了進(jìn)一步完善。他分析了晚前寒武紀(jì)至第三紀(jì)北美主要構(gòu)造發(fā)生時(shí)期及性質(zhì)，編制出8張碎屑模型-古構(gòu)造圖。目前，迪金森（1979,1983,1985）的碎屑模型和板塊構(gòu)造物源區(qū)的研究，已成為流行最廣的方案。99/112100/112101/112

根據(jù)礦物成分劃分的板塊構(gòu)造物源區(qū)類型

Q石英顆?？倲?shù)

Qm

單晶石英

F單晶長石總數(shù)

Lt多晶質(zhì)巖屑

L不穩(wěn)定巖屑(Lv+Ls)

Lv

火山巖屑

Ls沉積巖和變質(zhì)

沉積巖巖屑

102/112103/112第九章板塊構(gòu)造與沉積作用一、概述二、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)沉積作用的控制三、板塊構(gòu)造的沉積盆地分類四、主要盆地類型及沉積作用五、沉積盆地的構(gòu)造背景分析（一）沉積相與構(gòu)造背景（二）地層厚度與構(gòu)造背景（三）沉積巖成分與構(gòu)造背景

1.砂巖礦物成