第三章

11瓦斯地质学第三章瓦斯赋存构造逐级控制理论2第一节地球的内部结构和板块构造学说第二节中国古板块的划分第三节中国区域构造及其演化第四节板块构造与中国煤层瓦斯赋存分布第五节平顶山矿区瓦斯赋存构造逐级控制特征第三章瓦斯赋存构造逐级控制理论23第一节地球的内部结构和板块构造学说第二节中国古板块的划分第三节中国区域构造及其演化第四节板块构造与中国煤层瓦斯赋存分布第五节平顶山矿区瓦斯赋存构造逐级控制特征第三章瓦斯赋存构造逐级控制理论4一、地球的内部结构一、地球的内部结构1地震波是震源(大小为几公里到上百公里，深100～750km)或人工爆炸(如核爆炸)产生的弹性波，主要有体波和面波两大类。体波：纵波，横波。①纵波（P波,PrimaryPulse,PushWaves）弹性体内质点的振动方向与波的前进方向平行，当波传播时，物体发生膨胀与收缩。如弹簧振子产生的振动波。第一节第一节地球的内部结构和板块构造学说地球的内部结构和板块构造学说35②横波（S波，SecondaryPulse，ShearWaves）弹性体内质点的振动方向与波的前进方向垂直，当波传播时，物体发生剪切变形。传播速度：VpVs，液体不传播S波。47地球内部有三大圈层：地壳、地幔、地核。859岩石圈：地球最外层平均厚度约100千米的带有弹性的坚硬岩石,由地壳和上地幔顶部组成,岩石圈下面是软流圈。10世界六大板块分布与地震带图世界六大板块分布与地震带图板块边界板块边界未定板块边界未定板块边界板块运动方向板块运动方向61112713二、板块构造学说简介1板块构造学说,是指研究地球岩石圈板块的成因、运动、演化、物质组成、构造组合、分布和相互关系以及地球动力学等问题的一个新兴学科。板块构造学说认为，整个地球的岩石圈被分解为若干巨大的刚性板块（构造单元）——岩石圈板块，各板块均衡地位于塑性软流圈之上并在地球表面进行着大规模的转动。各板块之间或相互离散、或相互汇聚、或相互平移，从而引起地球上的地震、火山爆发和构造运动。142板块构造学说发展历程：二、板块构造学说简介①1912年德国地球物理学家魏格纳（A.L.Wegener）首先提出大陆漂移说。他根据大西洋两岸特别是非洲和南美洲海岸轮廓非常相似等资料，从地球物理、地质、古生物和古气候等方面进行论证，认为地壳的硅铝层是漂浮于硅镁层之上的，并设想全世界的大陆在古生代石炭纪之前是一块庞大的陆地（称“联合大陆”），其周围是辽阔的海洋。之后特别是中生代末期，该大陆在天体引潮力和地球自转离心力作用下而分裂成几块，在硅镁层上分离漂移，逐渐形成地球上现代的大陆大洋分布状况。815大陆漂移学说A.L.Wegener1912162板块构造学说发展历程：二、板块构造学说简介②海底扩张说：认为，大洋地壳上有一个分裂带（表现为洋中脊），是大洋地壳的产生地。洋中脊下的高温上升流使洋中脊保持隆起并有地幔物质不断侵入，遇水作用冷却后蛇纹石化而形成新的大洋地壳，而先存的洋壳因此不断向外扩张推移，至海沟、岛弧一线受阻于大陆而俯冲下沉、融熔于地幔，从而达到新生和消亡的消长平衡，遂使洋底地壳在2亿~3亿年间更新一次。91718大陆火山大洋中脊地幔海洋盆地深海沟火山岛岩石圈软流圈深海沟地幔对流与海底扩张10192011212板块构造学说发展历程：二、板块构造学说简介③1965年加拿大地球物理学家威尔逊（J.T.Wilson）首先建立转换断层概念并指出,连绵不断的活动带网络把地球表层划分为若干刚性板块。转换断层是岩石圈板块的守恒型边界，是岩石圈板块在地球表面运动的轨迹。岩石圈板块沿转换断层相对运动，但板块体积恒定不变。转换断层在洋底均呈线状分布，长数百至数千千米，它们不仅使两侧洋底有很大高差，而且平移错断了洋底的重力和磁异常条带。1967~1968年，法国地质学家勒皮雄（X.LePiohon）和美国地质学家麦肯齐(D.P.Mckenzie)将转换断层概念外延至球面上并定量地论述了板块运动,有力地证明了岩石圈板块运动具有球面刚体转动性质,从而确立了板块构造学说的基本原理。转换断层理论为板块构造学说奠定了重要理论基础。221223扩张扩张转换断层abcd因海底扩张，仅断层的bc段是反向错动(这称为“转换断层”)，而ab和cd段则同向移动，地震就发生在转换断层bc段上，而很少发生在ab和cd段。241325262板块构造学说发展历程：二、板块构造学说简介1968年，法国地质学家勒皮雄（X.LePichon）将岩石圈划分为六大板块——欧亚板块、美洲板块、非洲板块、印澳板块、太平洋板块和南极洲板块。1427三、板块构造的基本特征（1）海底分裂带上的现象在海底分裂带上，洋壳下的岩浆涌出，在海底构成海岭，也叫做中脊。（2）转换断层当海底分裂向两侧移动的时候，由于板块在一个球面上移动，速度不可能是一致的，于是在大致垂直于分裂带的方向上产生许多近于平行的平移断层。但这种平移断层不是简单的水平错动，而是一面向两侧分裂，一面发生水平错动。转换断层错动的距离，常常是数十至数百千米，有时达1000多千米。28三、板块构造的基本特征（3）俯冲带当洋壳板块向两侧移动，遇着大陆板块彼此相碰的时候，洋壳板块由于岩石密度较大，位置也低，便俯冲于大陆板块之下。俯冲部分的板块叫做俯冲带。俯冲带向下进入到地幔，到了一定深度，即由地幔熔融同化，以致消失，所以也叫做消失带或消亡带（Subductionzone）。由于毕鸟夫通过地震在这个带上作了较详细的研究，因而也称它为毕鸟夫带（Benioffzone）。1529（4）深海沟在俯冲带上，两个板块之间生成一个深海沟，平行于板块的边界，多是位于俯冲板块的一侧，延长很远。30（5）混杂沉积由于两个板块相向移动，彼此前缘相撞，而使不同性质、不同时代的岩石沉积在一起，构成的一种混合沉积称为混杂沉积。（6）地缝合线两个板块相向移动，彼此接触的地方就是一个缝合线。当海洋板块遇到大陆板块时，前缘俯冲于地面以下，而在俯冲带上产生海沟，缝合线就看不出。两个大陆板块相遇，接触线出露地表，受到强烈变形，构成山脉，就叫做地缝合线。1631（7）火山岛弧在仰冲板块的一侧，距深海沟中心线150~200km产生火山带，常呈弧形分布。最初是海下喷发，后来是陆上喷发，构成火山岛，所以称火山岛弧。32四、板块构造与岩浆作用1.思考题：岩浆作用与煤与瓦斯突出的关系？2.定义：岩浆作用：地质学家把岩浆的形成(熔融)、运移和冷凝的整个过程中，岩浆自身的变化以及对周围岩石影响的全部地质过程叫做岩浆作用。岩浆作用方式：一种是岩浆从深部上升到达地壳随即冷凝结晶，这一过程称为侵入作用，冷凝结晶形成的岩石称为侵入岩。另一种方式是岩浆溢出地面，甚至喷射到天空或水体(海底喷发)称为火山作用，流出地面的岩浆冷却凝结后叫做火山岩或喷出岩。广泛分布于大陆地壳中的花岗岩岩基可以作为岩浆侵入的代表；而分布在大洋中脊的玄武岩和火山岛带的中酸性为主喷出岩则是火山作用的代表。1733喷出岩与火山灰侵入岩34环太平洋活动火山链分布图太平洋板块欧亚板块美洲板块1835第一节地球的内部结构和板块构造学说第二节中国古板块的划分第三节中国区域构造及其演化第四节板块构造与中国煤层瓦斯赋存分布第五节平顶山矿区瓦斯赋存构造逐级控制特征第三章瓦斯赋存构造逐级控制理论36一基本概念1地台platform又称陆台（platform）,指地壳上稳定的、形成后未再遭受褶皱变形的地区。地台以具有双层结构为特征，即：上部为未经变形、大体保持水平产状的浅海相或陆相沉积盖层；下部则是已经强烈变形和变质的前寒武纪结晶基底。2地槽geosyncline又称地向斜。长期持续沉降并接受巨厚沉积的带状地壳活动构造单元。3地块landmass是具有一定综合结构形态、属于一定构造体系的地质块体。4深断裂deepfracture又称深大断裂。裴伟（l945）提出。指一种规模大、切割深、活动时间长的断裂带。它一般延伸长达几百千米到上千千米；宽几千米到几十千米，因而常常构成一个断裂带第二节中国古板块的划分19南海诸岛哈尔滨西安乌鲁木齐拉萨成都昆明广州福州长沙杭州上海北京呼和浩特西宁广州70°40°80°90°100°110°120°130°140°30°110°120°30°40°75°85°95°105°115°125°135°50°35°25°20°45°65°45°35°25°115°105°100°95°90°0250500km中国板块构造示意图太古-早元古代地块1259101312118147364(4)(3)(1)(2)ⅥⅡⅠⅤⅢⅣ武汉12(1)晚元古代地块中间地块早古生代褶皱带晚古生代褶皱带早中生代褶皱带晚中生代褶皱带新生代褶皱带蛇绿岩带同构造期的花岗岩混杂堆积蓝闪石片岩板块俯冲带及其编号深断裂及其编号Ⅰ二中国板块构造的轮廓38Ⅰ—塔里木－中朝板块；Ⅱ一扬子板块；Ⅲ一印度板块(北缘)；Ⅳ—佳木斯中间地块；Ⅴ一柴达木中间地块；Ⅵ一羌塘中间地块。①阿尔泰早古生代板块俯冲带；②准噶尔晚古生代板块缝合线；③索伦山－贺根山晚古生代板块缝合线；④那丹哈达岭早中生代板块俯冲带；⑤天山晚古生代板块俯冲带；⑥阴山－图们晚古生代板块俯冲带；⑦祁连山－秦岭早古生代板块俯冲带；⑧青海－秦岭早中生代板块俯冲带；⑨阿尔金山晚古生代板块俯冲带或转换断层；⑩昆仑山晚古生代板块俯冲带；⑪可可西里金沙江早中生代板块俯冲带；⑫藏北－滇西晚中生代板块俯冲带；⑬雅鲁藏布江－印度河新生代板块缝合线；⑭台湾新生代板块缝合线(或转换断层)。(1)郯城－庐江深断裂；(2)得尔布干深断裂；(3)丽水－海丰深断裂；(4)甘孜－理塘深断裂。2039中国主要山脉和山峰中国主要山脉和山峰40中国大地构造分区略图2141Ⅰ华北板块1-1内蒙古隆起带；1-2鲁东隆起带；1-3辽东复背斜带；1-4山西复背斜带；1-5鲁西背斜带；1-6鄂尔多斯复向斜带；1-7辽冀复向斜带；1-8燕山褶皱带；1-9豫淮褶皱带；1-10贺兰-六盘褶皱带Ⅱ扬子板块2-1康滇隆起带；2-2江南复背斜带；2-3四川复向斜带；2-4黔中南复向斜带；2-5盐源-丽江褶皱带；2-6龙门山-南大巴山褶皱带；2-7滇东褶皱带；2-8鄂黔褶皱带；2-9浙西褶皱带；2-10下扬子褶皱带Ⅲ塔里木板块Ⅳ印度板块北缘4-1喜马拉雅褶皱带Ⅴ天山兴蒙造山系5-1阿尔泰造山带；5-2外准格尔造山带；5-3准格尔地块；5-4天山造山带；5-5阴山北造山带；5-6兴安岭造山带；5-7额尔古纳造山带;5-8张广才岭造山带；5-9松辽地块Ⅵ秦祁昆仑造山系6-1祁连山造山带；6-2东昆仑造山带；6-3西昆仑造山带；6-4柴达木地块；6-5秦岭造山带；6-6巴颜喀拉造山带；6-7若尔盖地块Ⅶ滇藏造山系7-1三江造山带；7-2唐古拉造山带；7-3冈底斯-念青唐古拉造山带；7-4羌圹地块；7-5申扎地块；7-6北喜马拉雅造山带Ⅷ华南造山系8-1南岭造山带；8-2右江造山带；8-3东南沿海造山带Ⅸ中国沿海大陆边缘9-1乌苏里造山带；9-2台湾造山带42第一节地球的内部结构和板块构造学说第二节中国古板块的划分第三节中国区域构造及其演化第四节板块构造与中国煤层瓦斯赋存分布第五节平顶山矿区瓦斯赋存构造逐级控制特征第三章瓦斯赋存构造逐级控制理论2243一、中国大地构造分区442345二、中国四大构造域特征古亚洲构造域主要形成于晋宁—印支期，属古板块活动范畴；特提斯构造域包括主要形成于华力西期的古特提斯和主要形成演化于燕山期与喜马拉雅期的新特提斯，为现代板块构造活动的产物古华夏构造域主要形成于晋宁—印支期，属古板块活动范畴滨太平洋构造域生成于中、新生代，为现代板块构造活动的产物图3-23中国构造区划略图乌鲁木齐拉萨成都昆明南宁海口澳门香港广州福州台北南昌长沙武汉杭州上海南京合肥郑州济南太原石家庄天津北京呼和浩特贵阳西宁兰州0400800km广州香港东沙群岛海口西沙群岛中沙群岛南沙群岛南海诸岛银川沈阳长春哈尔滨西安30古特提斯北带新特提斯北带特提斯挤压活动干涉区大陆构造-岩浆活化带古特提斯南带新特提斯南带陆缘活动带前陆拗