第十章历史构造分析和古构造.

第十章历史构造分析和古构造§1.历史大地构造分析的内容§2.地史中恢复古板块的方法135012214陆游弋§1.历史大地构造分析的内容•历史构造分析的概念：通过对不同地区、不同时期的地层进行综合研究，确定其构造发展状态和过程，划分构造演化阶段和大地构造分区，恢复不同地区、不同块体之间的相互关系及演化过程即为历史构造分析。•历史构造分析的重要理论依据构造演化阶段论大地构造单元大地构造活动论一、沉积物组分和沉积组合（或沉积建造）沉积物组分：地壳构造状态是不均一的，不同地区地壳垂直和水平运动的幅度和速度不一，对沉积过程中沉积物的迁移距离、分选程度和沉积速度都有重要影响，也必然会反映到沉积物组分上来。是在一定地质时期内形成的，能够反映其沉积过程主要构造背景的沉积岩共生综合体。根据构造活动程度，可以把沉积组合划分为①陆相稳定型、陆相活动型、陆相过渡型②海相稳定型、海相活动型、海相过渡型沉积组合（或沉积建造）：陆相稳定类型主要发育在广阔的准平原、内陆盆地及近海平原，相应的沉积组合是游移盆地湖泊碎屑组合、内陆盆地河湖泥质组合及近海盆地含煤碎屑组合活动类型以强烈上升的高峻山系和巨大的陆缘火山活动带为代表。巨厚的山麓山间粗碎屑（磨拉石）组合和大陆火山喷发一碎屑组合为其典型产物过渡型沉积组合包括近海沉陷盆地碎屑泥质沉积组合和海陆交互相碎屑泥质沉积组合等海相稳定类型主要发育在广阔的陆表海海、陆棚海中，形成滨浅海碎屑岩或碳酸岩组合活动类型以活动大陆边缘的弧后海，弧间海，深海沟和大洋盆地为沉积场所形成岩屑杂砂岩-火山岩组合，半深海和深海复理石组合及蛇绿岩套过渡型边缘海炭质硅质组合，泥质碳酸岩组合1，补偿盆地：沉积基底下降幅度=沉积物的厚度2，非补偿盆地：沉积基底下降幅度沉积物的厚度3，超补偿盆地：沉积基底下降幅度沉积物的厚度二、沉积物厚度分析沉积物的古环境和厚度分析是判断地壳垂直运动的幅度和速度的重要手段三、沉积相和沉积古地理分析沉积相和沉积环境分析既是地层成因研究的一个重要方法，也是地层形成的构造背景研究的重要手段。利用沉积相恢复地层的沉积环境可以帮助重建地层形成的古地理。古地理重建的重要手段是通过岩相古地理编图了解地史时期的海陆分布、地形地貌特征等古地理要素及各地理单元中沉积物类型。岩相古地理图编图通常采用点—线—面分析法。沉积断面的截取一般垂直主要沉积相带的展布方向，以最大限度地展现某一时期内地层岩性或沉积相的空间格架、相互关系和展布规律。中国东部晚泥盆世古地理图中国东部晚石炭世古地理图四、沉积盆地分析沉积盆地的类型和特征与其所处的大地构造位置密切相关大地构造状态决定了盆地的类型和特征。五、构造运动面分析构造运动面是历史大地构造分析的重要内容。构造运动面，即不整合和间断面是地壳运动的直接记录。不整合，不论是假不整合还是角度不整合，都是地壳抬升、遭受剥蚀的结果。前者代表了早期形成的地层经过不同程度的变形，并通常伴有一定程度的变质改造，遭受剥蚀，而后再接受沉积。通过对间断和不整合的研究，也能了解某一地区地壳的构造升降历史。连续不间断的接受沉积带来了整合接触假整合（平行不整合）接触地层接触关系角度不整合形成的过程地层接触关系§2.地史中恢复古板块的方法按板块学说的观点，岩石圈和软流圈是对立的。板块内部是相对稳定的地区，而板块边界则是地表表面最活跃、最集中的构造活动带。对地质历史时期古板块的恢复则比较复杂，主要采用以下几种方法。1、地缝合线追踪法板块相互之间的碰撞和俯冲消减能留下其拼合碰撞的标志——地缝合线，沿地缝合线则继续分布有蛇绿岩套、混杂堆积和高压变质带等特殊的地质记录。地缝合线的形成海洋沉积物枕状玄武岩席状岩墙基性岩浆岩洋壳的物质组成（蛇绿岩套）蛇绿岩套——由代表洋壳组分的超基性-基性岩（橄榄岩，蛇纹岩，辉长岩）、枕状玄武岩和远洋沉积物（放射虫硅质岩，软泥）组成的“三位一体”共生综合体。混杂堆积——海沟、俯冲带的典型产物。成分复杂，由不同成因、不同时代岩块和深海细粒沉积混杂相处，也导致同一层位中不同时代的化石混杂共生。高压变质带——也是地缝合线的一个特有现象。在海沟、俯冲带部位，受到强烈的挤压应力，但温度不高，出现以蓝闪石片岩为标志的高压低温变质带。高压变质带一般沿地缝合线平行出现，可用来指示地缝合线的位置以及板块的俯冲方向。高压变质带混杂堆积2、古大陆边缘的识别现代海洋研究表明，大陆边缘可以分为两种类型：一是类似于大西洋的大陆边缘，该边缘没有洋壳俯冲带，所以不存在岛弧—海沟体系，这类大陆边缘称为被动大陆边缘另一类类似于太平洋的大陆边缘，该边缘具有洋壳俯冲带，洋壳俯冲形成岛弧—海沟体系（西太平洋）或大陆火山弧—海沟体系（东太平洋）。这类大陆边缘称为活动大陆边缘B式俯冲（以地震学家Benioff的第一个字母命名）：代表洋桥板块与陆壳板块间的聚合型边界，以西太平洋西缘例，自太平洋洋壳海域至陆棚海陆壳海域之间，存在典型的海沟-火山岛屿-弧后盆地构造的古地理格局，也可以简称为沟-弧-盆体系安第斯型：南美大陆西缘仅见海沟-火山山弧（安第斯山脉）构造的古地理格局，未见弧后盆地或边缘海A式Ampferer的第一个字母命俯冲（以地震学家名）：现代阿尔卑斯-喜马拉雅山体系中，古洋壳板块已全部俯冲消失，两个大陆板块直接碰撞，继续俯冲的陆壳板块内部产生一系列逆冲断层，并导致硅铝壳明显增厚3、古地磁学方法不管是火成岩还是沉积岩都含有磁性矿物，这些矿物在岩石形成时收到地磁场的磁化影响，在岩石中保留了可以指示当时地磁方向的磁偏角（D）和磁倾角（I）等剩余磁性。如果采用退磁技术，消除以后地壳运动对原有剩余磁性的叠加影响，恢复岩石形成时的磁化方向，就可以利用：tanI=2tanλ（例如I=49°，则λ=30°）根据采样点位置，可以确定古板块当时的古纬度，通过同一板块不同时期的古地磁古纬度分析，可以推断板块的运动方向和距离。4、生物古地理生物古地理分区主要指因温度控制和地理隔离两大因素长期形成的生物分类和演化体系具重要区别的地理区划。生物分区包括不同级别，最大的一级分区称为生物大区，二级分区称为生物区，更次级的为生物省和生态区。•亚洲和澳洲之间存在著名的华莱士线，这两类动物群分布区界线正好与亚洲大陆板块和澳大利亚板块的界线一致。地史研究证明这两个板块新生代一直为深海峡所隔，并且曾经相隔较远，不可能发生生物的交流，因而导致华莱士线两侧生物群面貌的巨大差异。5、古气候分析古气候是指地史时期各种气候要素如降雨量、气温、风力和风向等的综合。古气候分析主要研究古气候的各种生物和沉积标志，确定生物化石、矿物或岩石与气候（干湿、热冷）的关系，恢复不同地区不同时期的古气候。6、岩浆岩组合特征：岩石圈内各种岩浆组合也受到不同构造环境的密切控制。例如：大洋型拉斑玄武岩：具有一定的地球化学特征，仅见于洋壳海域；钙碱型安山岩、火山岩：是火山岛弧或安第斯式防缘火山活动带的典型产物，一般出现在俯冲带附近，是寻找板块边界的重要标志之一。