板块沉积学与构造古地理

D+练习答案板块沉积学与构造古地理分析板块沉积学与构造古地理分析一、概述二、地层的沉积类型和沉积组合三、板块构造的沉积盆地分类四、主要盆地类型及沉积作用五、沉积盆地的构造背景分析jwm:一、概述地球演化或地壳运动形成各种各样的地质记录，基本上可以分为两大类：岩层和构造，也就是建造和改造（形成与形变）。建造的类型和时代反映了其形成时地壳运动的特点和特定的环境。构造的类型包括断裂、褶皱、韧性剪切带等，在恢复古构造环境，了解造山作用类型、造山作用过程及大陆动力学方面都有重要意义。地质学研究中的基本思维方式是反向思维或称反演，即由结果反推作用过程，即由地层中保存的物质记录去分析形成背景和作用过程。“Thepresentisthekeytothepast”（Lyell，1830）（地质学原理）,采用的分析方法是“将今论古”（或称现实主义原理）。板块沉积学是融造山带地层学、沉积学、板块构造学、地球物理、地球化学等为一体的综合性分支学科，被誉为近年来自层序地层诞生以后，沉积学领域又一次大的跃进。它以造山带构造为背景，以岩石圈动力学成因为解释基础，依据造山带地层、沉积、古生物、构造及岩浆作用等方面基础资料，探讨造山带沉积盆地形成和展布，内部物质组成和演化特征，重塑各板块的古地理、古构造格局及岩石圈动力学特征。构造古地理是包含了一个时期的古构造格局和古地理轮廓，主要指海区、陆区、剥蚀、沉积区范围、沉积物主要类型及展布、海陆区地壳性质及其相互关系。所谓构造古地理侧重于构造格局，着眼于构造地貌标志，不仅表示各种沉积类型、组合的分布，而且表示构造—地貌单元，如大陆边缘、岛弧、边缘海、裂陷槽等。板块沉积学与构造古地理分析一、概述二、地层的沉积类型和沉积组合三、板块构造的沉积盆地分类四、主要盆地类型及沉积作用五、沉积盆地的构造背景分析二、地层的沉积类型和沉积组合（SedimentaryTypesandSedimentaryAssociationinStratigraphy）在现代世界（或亚洲）地图上，存在着大陆-陆表海-陆棚海-弧后边缘海-岛弧-海沟-深海洋盆等一系列自然景观（构造地理单元），在各单元中持续地发生着沉积作用，形成沉积物，而这些沉积物的结合在不同单元中是各具特色、不尽相同的。总的来说，他们在较长的时期和较大的范围里是受到所处的地理位置和构造运动性质的明显控制的。我们对现代大陆进行古构造、古地理及演化历史分析，一个重要任务就是通过鉴别各时代地层的沉积类型、沉积组合及展布关系，从而确定古大陆及陆缘区的边界，确定不同时期边缘海和岛弧的位置，确定不同的板块及边界位置，即运用现实主义原理，“将今论古”。二、地层的沉积类型和沉积组合1、沉积类型2、沉积组合3、几种重要的沉积组合1、沉积类型1）定义：指由地壳构造活动程度所决定的地层沉积总貌，这个总貌要在较长时期和较大范围才能显现。2）分类：王鸿祯等（1985）在编制《中国古地理图集》时，根据构造活动程度和基本地理环境划分出六种沉积类型：陆相:稳定/过渡/活动(terrestrial)(stable)(intermediate)(mobile)海相:稳定/过渡/活动(marine)：1、沉积类型3）划分沉积类型的依据，即稳定和活动程度的具体表现：物质成分：成分成熟度以及火山物质的有无和比例沉积结构构造：分选磨园、层面构造和层理类型地层层序和几何形体：韵律、旋回的频度及形态（席状等）其它特征：如厚度（单位时间内）、间断性质（单位时间内）成岩保存、变质、生物生态保存，上述特征在一定程度上反映了构造运动的速度和幅度，指明其形成的构造条件。三、地层的沉积类型和沉积组合1、沉积类型2、沉积组合3、几种重要的沉积组合2、沉积组合1）定义：是在一定地质时期内形成的，能够反映其沉积过程中主要构造环境的沉积岩共生综合体，即指在不同构造部位上，一定时期内形成的沉积物。2）沉积组合及分布：王先生曾对沉积类型组合进行过详细划分，并在《中国古地理图集》（1985）中表示了我国各地史时期的沉积类型和沉积组合分布。沉积类型划分及代表性沉积组合稳定类型过渡类型活动类型陆相游移盆地湖泊碎屑组合内陆盆地河湖砂泥质组合近海盆地含煤碎屑组合（河湖盆地）内陆断陷盆地暗色砂泥质组合内陆断陷盆地火山碎屑-含煤组合（松辽盆地）山麓、山间粗碎屑组合大陆火山喷发-碎屑组合（山间磨拉石、K火山盆地）海相滨、浅海相碎屑或碳酸盐组合海陆交互，含煤沉积组合（华北地台碳酸盐岩，现代黄海）边缘海碳质、硅质组合边缘海碎屑及碳酸盐岩组合（日本海）岛弧海硬砂岩-火山喷发组合深海-半深海砂泥质复理石组合（琉球海）三、地层的沉积类型和沉积组合1、沉积类型2、沉积组合3、几种重要的沉积组合1）复理石2）磨拉石3）远洋沉积3、几种重要的沉积组合1）复理石（flysch）在地质文献中最早使用复理石的是瑞士地质学家Studer（1827）用来描述Alps的J3深灰色含砂岩夹层的泥质岩。它是活动带特有的、由海相碎屑沉积所构成的韵律层系，韵律的厚度为几cm–几十cm，目前一般认为是深海碎屑沉积，但总的具有以下四个特征：（1）均为海相；（2）岩性为陆源碎屑岩类，主要为砂泥质，而且粗碎屑在剖面中所占比重非对称地从盆地一端向另一端减少，从而显示明显的极性；（3）韵律性，常常厚达几千米的岩系都是由少数几种岩性规则互层组成，鲍马层序（BoumaSequence）就是对这些韵律组合的概括；（4）特征的结构，递变层理、槽模、层理良好，分选差，生物贫乏。浊积岩中鲍马层序1）复理石早期有关复理石成因和环境看法很多，从三角洲、滨浅海一次深海均有，并归因于地壳的垂直振荡运动。1950年Kuenen（奎恩）等根据水槽实验把复理石中的递变层理与高密度浊流（比重为1.5-2.0）联系起来，揭示出复理石的浊流成因，发表的《浊流是递变层理的形成原因》一文被誉为是现代沉积学的开始。复理石是一种浊流沉积，但复理石浊积岩。复理石一词的使用常和构造相联系，槽台观点认为它代表地槽充填的晚期，在造山以前及同造山期的各个不同槽部所沉积的一套沉积建造。板块学说认为复理石形成于不同板块部位的相对活动的深水的海盆中，如大西洋型大陆边缘、弧后盆地（日本海）、弧前盆地、海沟等环境中，而且不同环境形成的复理石具有不同的特征。其他成因的砂泥岩互层（如浅海、潮坪、河流环境中形成的）不是复理石；而浊积岩有湖相、海相也有沟道充填沉积等层理不明显的成分，也不能称为复理石。Alps复理石韵律祁连山Pz1复理石西南天山Pz2碳酸盐岩浊积岩三、地层的沉积类型和沉积组合1、沉积类型2、沉积组合3、几种重要的沉积组合1）复理石2）磨拉石3）远洋沉积3、几种重要的沉积组合2）磨拉石（Mollasse）也来自瑞士，其历史稍早于flysch，1824年斯图德（B.studer）首先用其来命名Alps第三系的由砂岩和砾岩组成的粗碎屑岩系。与形成于造山带主形变期以前的复理石不同，磨拉石是主变形作用本身的产物，它的出现反映了山岳存在，充填于山前、山间盆地中。Mollasse由各种碎屑岩组成，可含有泥灰岩或灰岩夹层，按不同气候条件还可出现石膏，芒硝等盐类沉积或煤等有机质的的湖泊堆积，其中粗碎屑占绝对优势，常组成厚达千米的巨厚岩系，由于它直接来自相邻高地的快速侵蚀作用，所以磨拉石砾石和重矿物组分沿垂直层序的变化顺序就反映了毗邻高地的母岩性质。2）磨拉石（Mollasse）磨拉石特征：（1）为巨厚的粗碎屑岩系；（2）陆相沉积为主，有些地区磨拉石剖面由底部向上是由海相-泻湖相-陆相，相应岩石颗粒逐渐变粗，颜色由灰-红反映海域消失，地形反差逐渐增大的过程，所以有灰色磨拉石和红色磨拉石之分，但典型磨拉石是指后者。（3）磨拉石在空间上呈楔状，近造山带一侧厚度大，物质也最粗，其形成的原因是由于剥蚀区主要来自一侧，故磨拉石盆地在结构上强烈不对称。（4）磨拉石是造山主变形作用的直接产物，所以与下伏地层为角度不整合，基本不变形，变质强度也要低的多，一般称为后造山堆积。在经典地槽理论中，磨拉石出现是地槽封闭的最重要标志之一，在板块构造学说中，是大陆或弧陆焊接（碰撞）的标志，具有重要构造意义。前陆盆地层序为前陆地层的逆顺序图解三、地层的沉积类型和沉积组合1、沉积类型2、沉积组合3、几种重要的沉积组合1）复理石2）磨拉石3）远洋沉积3）远洋沉积远离大陆的深海洋盆中，陆源碎屑颗粒无法达到，又处于碳酸钙沉积临界深度（即CCD面）以下，碳酸盐矿物都被溶解。仅见硅质岩（生物化学或火山热液化学成因）和粘土岩（悬浮沉积）。远洋深水生物现代钙质壳有孔虫灰岩现代硅质壳放射虫硅质岩深海锰结核水深：5323米（2909英寻，1英寻=6英尺或1.829米）地点：RobertConradsouthofTahiti板块沉积学与构造古地理分析一、概述二、地层的沉积类型和沉积组合三、板块构造的沉积盆地分类四、主要盆地类型及沉积作用五、沉积盆地的构造背景分析四、板块构造的沉积盆地分类在板块构造学说兴起以前，主要是按槽台学说对沉积盆地进行构造分类。由于当时对古沉积环境了解较少，而所谓的地槽沉积实际上又是形成在几种完全不同的沉积环境中，所以把不同类型的地槽进行了划分，给予了不同名称，如优地槽、冒地槽、准地槽、裂陷地槽。此外，还划分了一些与造山作用有关的边缘凹陷、中央凹陷等不同类型的沉积盆地。在广大地台区，将接受沉积物相对较多的沉降区称为台向斜、台盆或台凹区等。四、板块构造的沉积盆地分类板块构造学认为地球上沉积作用主要发生在大陆边缘。大洋和大陆内部沉积作用进行得较缓慢，沉积后也会被重新搬运，故沉积物保留较少。而大陆边缘则由于离隆起陆地较近，有丰富的物质来源，同时又有足够的盆地深度，大量陆源物质在此堆积，故这里是地球表面进行沉积作用的主要场所。许多学者以板块构造的动力学及地壳特征为基础，对沉积盆地进行分类。现多数根据沉积盆地所处的构造位置和基底特征进行划分。板块沉积学与构造古地理分析一、概述二、地层的沉积类型和沉积组合三、板块构造的沉积盆地分类四、主要盆地类型及沉积作用五、沉积盆地的构造背景分析四、主要盆地类型及沉积作用（一）裂谷带的沉积作用（二）被动大陆边缘的沉积作用（三）活动大陆边缘的沉积作用（四）碰撞带的沉积作用（五）大洋盆地的沉积作用（六）大陆板块内部的沉积作用（一）裂谷带的沉积作用1.裂谷的概念裂谷指地壳上延伸很长、切割很深的张裂带。裂谷具有两个特征：一是规模大，所发育的断裂可切穿整个岩石圈；二是处于拉张环境，从而区别于其他切过整个岩石圈的大型断裂（如转换断层、缝合带等）。裂谷在地形上表现为纵长的凹陷和谷地。发育于陆壳上的裂谷，即是大陆裂谷。它的两侧往往被一系列正断层所限，表现为单一的或复杂的地堑带。裂谷底多有深水湖泊展布。世界上最深的湖泊—贝加尔湖（深1740m）便发育于贝加尔裂谷中。东非裂谷中的坦噶尼喀湖，既窄且长，深度在1400m以上。2.裂谷的沉积作用(1)大陆裂谷盆地的沉积作用大陆裂谷盆地的沉积作用主要是在下列条件下发生的：大陆地壳的不断变薄而使盆地沉降，同时，两侧陆块不断剥蚀和盆地中沉积物的不断堆积也使岩石圈均衡沉降；不断隆起的大陆断块是主要的蚀源地，供应了大量不成熟的石英—长石砂或长石砂，往往还伴随有大陆火山喷发物质；沉积主要在大陆环境中发生，形成河、湖相碎屑沉积，晚期也可以有海水侵入而形成海陆交互相及滨、浅海相碎屑岩、碳酸盐沉积；基底断块的差异性活动对岩相和厚度的分布有很大影响。在这些条件下产生的沉积组合，是以与碱性或拉斑质陆相喷发岩成互层的大陆红层为特征，除大量碎屑沉积外，可含泥灰岩、碳酸盐岩、膏盐、含铜砂岩、煤、石油、天然气等，厚度可达数千米。2.裂谷的沉积作用(1)大陆裂谷盆地的沉积作用许多现代的大陆裂谷带都具有上述沉积特征。例如，东非裂谷带，侏罗、白垩纪处于裂前拱或裂谷初期阶段，有大量的大陆碱性喷发岩。中新世以来是裂谷活动的主要时期，有多次陆相的碱性岩喷发，在地堑盆地中堆积了以冲积扇和湖相沉积为主的碎屑、火山碎屑沉积，厚可达2000m。贝加