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原创 大地构造学基础理论提要(连载三)

  • yuanzi16
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  • 2018-06-26 21:17:54

2章 地槽-地台学说

一、地槽及其特征

1、地槽的一般概念

1873年,丹纳(J.Dana)正式把地壳上强烈下降并逐渐被沉积物充填的坳陷称为地槽(Geosyncline),而将地槽之间沉积岩层变薄或缺失的相对隆起区叫做地背斜(Geanticline)。

地槽是地壳上的槽形坳陷。地槽具有以下特征:呈长条状分布于大陆边缘或二个大陆之间,具有特征性的沉积建造并组成地槽型建造序列,广泛发育强烈的岩浆活动,构造变形强烈,区域变质作用发育等。

地槽是地壳上强烈活动的构造带,曾经为巨大的坳陷带,沉积有巨厚的海相沉积物,坳陷被沉积物补偿充填;以后,挤压力就把这些沉积物挤压成褶曲;最后,转变为造山带(褶皱山脉)。

阿尔卑斯山沉积物中没有浅海相沉积层,却有厚度不大的深海或远海相沉积物。

地槽是在大陆之间的海洋地区内发育起来的一个狭长的深海槽。

现代板块构造理论认为,地槽是岩石圈板块边缘部分的阿坳陷带

2、关于地槽概念的一般理解

关于地槽概念的一般理解包括:

⑴、地槽的概念具有两重性质:早期主要表现为在地壳上形成深坳陷,这种深坳陷可以被沉积物所补偿,从而形成被巨厚沉积物所占据的沉降带,也可不被沉积物所补偿,形成深海盆地;晚期强烈褶皱上升形成巨大的造山带(褶皱山系)。

⑵、在时间上,指古生代以来曾经有过强烈活动的地带。

⑶、在空间上,地槽主要位于大陆边缘,少数位于两个大陆之间。

3、地槽的基本特征

、空间位置特征

地槽通常出现在大陆边缘地带或两个大陆之间。因此,地槽一般都具有狭长的槽形形态,呈长条状分布;规模很大,长几百至几千公里,宽几百公里。现今地槽多为造山带(褶皱山脉)。

、沉积特征

地槽沉积物分布在长条状的坳陷内。沉积物以海相为主,分选性差,厚度巨大,可达上万米。常常形成特殊的沉积建造和建造序列,由下而上依次为:

、硬砂岩建造

这种建造多出现在地槽形成初期构造环境不稳定的情况下。

、硅质-火山岩建造(细碧角斑岩组合)

相当于蛇绿岩套的一部分,标志地槽下沉最强烈的阶段,断裂、火山活动发育。

、碳酸盐建造

一般不纯,常含泥质成分,标志地槽下沉最晚期海侵最为广泛,陆源物少,地势平缓。

、复理石建造

海相沉积,是一种浊流沉积,标志地槽上升初期阶段。

、磨拉石建造

常分布于山前和山间凹陷中。大部分为河流相,洪积相,标志造山运动之后的阶段。



链接:地质建造以及沉积建造、岩浆建造、变质建造

地质建造,泛指在地壳发展的某一构造阶段、在一定大地构造环境中所形成的具有成因联系的一套岩石的共生组合。

沉积建造,泛指在地壳发展的某一构造阶段、在一定大地构造环境中以及在一定的气候条件下所形成的沉积岩的共生组合。

岩浆建造,泛指在地壳发展的某一构造阶段、在一定大地构造环境中所形成的岩浆岩的共生组合。

变质建造,泛指在地壳发展的某一构造阶段、在一定大地构造环境中所形成的变质岩的共生组合。



、成矿特征

早期,细碧角斑岩建造常与块状硫化物矿床伴生;中期,为一些稀土元素矿;晚期,主要为多金属矿床。

、构造特征

地槽发展晚期阶段,发育有线形紧闭褶皱带、推覆构造、逆掩断层等;在平面上,构造线总体与地槽展布方向一致。

、变质特征

在地槽发育晚期,由于压力、温度升高,地层遭受不同程度的区域变质作用。

、地球物理特征

地槽是一个地球物理上的异常带,又是一个高热流的地震带;重力异常往往成条带状,具有一定方向性;磁异常多具有正负相间的条带分布特征。

二、地台及其演化

地台(Platform),是指地壳上相对稳定的构造区,具有双层结构(基底+盖层)。

1、特征和标志

、形态

地台是辽阔的块状地貌单元,一般具有等轴状展布的几何形态,多为似圆形、多边形的平原、高原或盆地。

、双层结构

地台具有双层结构:

盖层:由显生宙的岩系组成,厚度较小,构造变形微弱,未变质。

基底:时代老,厚度较大,主要由褶皱、变质岩组成,常伴有岩浆岩。

从这种结构上看,地槽褶皱上升后,若再次下降接受沉积,则可形成地台。因此,地槽经过造山作用演化而形成地台。

、发展过程

地台发展过程中保持相对的稳定,主要体现在稳定的盖层沉积上,岩相和厚度比较稳定。

、沉积建造

地台区有自己特征的沉积建造和建造序列,而且沉积岩层之间多呈整合或平行不整合(假整合)接触关系。

主要建造有:石英砂岩建造(成熟度较高)、碳酸盐建造(质地纯)、铝土铁质建造(古风化壳)、含煤建造(近海或沼泽区)。

、岩浆活动

在地台发展过程中,岩浆活动微弱;有些岩浆活动主要与深断裂有关。

、构造运动

地台演化过程中构造运动较弱,常形成一些同沉积的宽缓褶皱,具有一定的继承性。

、成矿作用

地台基底岩系中有各种变质矿产,如铁矿、石棉、石墨等。盖层中主要为一些外生矿产,如煤、石油、铁、铝土矿、盐、磷矿等。

2、地台发展阶段

、早期阶段

地台内部差异升降微弱,形成开阔的大型隆起和坳陷;接受少量沉积,岩相、厚度较稳定。

地台边缘差异升降较明显,形成狭长带状的隆起和坳陷;坳陷内沉积厚度较大,岩相、厚度变化也较大;局部有断裂和火山活动。

、中期阶段

地台整体沉降或大面积差异沉降,内部差异沉降微弱;沉积厚度小且稳定,岩相稳定,以滨、浅海相的碎屑岩、碳酸盐岩和海陆交互相含煤沉积为主;构造变动、岩浆活动和变质作用十分微弱。

、晚期阶段

地台整体上隆,发生海退,内部可出现断块差异升降,形成内陆坳陷或断陷盆地;发育陆相含煤、含油与膏盐沉积组合;构造变动较强烈,形成平缓开阔褶皱以及地堑一半地堑构造。

三、与地槽、地台相关的概念

1、地壳基本构造单元

地壳基本构造单元,是指地壳大型构造单,又称大地构造单元。

2、克拉通

克拉通(Craton),是指地壳上已达到稳定的、并在漫长的地质时代里(至少自古生代以来)已很少受到构造变形的部分。它泛指前寒武纪的稳定地区,如地盾、地台(或准地台)。

地盾

地盾(Shield),是指地台上的相对最稳定的部分,长期处于相对上隆,没有或很少有沉积盖层,前寒武纪变质基底大面积出露,周缘被有盖层的地台所环绕,平面形态呈盾状。

地盾通常构成克拉通(地台)或大陆板块的核心,其周围环绕着寒武纪地层褶皱。

准地台

准地台是地槽地台学说中所划分地台的一种,与正地台相对。

准地台Paraplatform,是指地壳上活动性比较大的地台。它的基底硬化程度一般较低,盖层厚度较大,在其发展过程中有显著而广泛的褶皱断裂变动以及规模较大的中酸性岩浆活动例如,中朝准地台、扬子准地台和塔里木准地台。

关于地台类型的划分及根据,有不同的看法。在准地台与正地台的本质区别方面,也还存在争议。

虽然地槽地台学说在地质学界的统治地位已经让位于板块构造学说,但是关于地台、准地台的说法仍然保留至今。

3、地壳运动

地壳运动(CrustalMovement)是由于地球内部原因引起的组成地球物质的机械运动。地壳运动是由内营力引起地壳结构改变、地壳内部物质变位的构造运动,它可以引起岩石圈的演变,促使大陆、洋底的增生和消亡;并形成海沟和山脉;同时还导致发生地震、火山爆发等。

广义的地壳运动,是指地壳内部物质的一切物理的和化学的运动,其中包括地壳的构造变形、变质作用和岩浆活动等;

狭义的地壳运动,是指主要由地球内力作用所引起的地壳的隆起、坳陷以及各种构造形态形成的运动。

4、造陆运动

造陆运动,又称造陆作用,是指地壳大范围的上升和下降运动。它是吉尔伯特(1890年)提出的一个概念。它基本上是大面积缓慢的垂直升降运动,表现为巨大的隆起和坳陷。地壳上升时发生海退,下降时发生海侵。

5、造山运动

造山运动(Orogeny),又称造山作用,即形成造山带(褶皱山脉)的作用过程。

造山运动,是指地壳局部受力发生急剧变形而大规模褶皱隆起形成造山带(褶皱山脉)的运动。它仅影响地壳局部的狭长地带。其速度快、幅度大、范围广,常引起地势高低的巨大变化;同时,随着岩层的强烈变形,也有水平方向上的位移,形成复杂的褶皱和断裂构造褶皱断裂、岩浆活动和变质作用造山运动的主要标志。

造山作用,是指在地球深部构造动力学背景下,岩石圈和地壳发生剧烈构造变动、物质成分重组、结构重建的,复杂物理和化学的,漫长连续的地质作用过程。

四、槽-台学说的功绩和历史局限

1、优点

⑴、在分析方法上无疑是正确的,槽台说基本上属于历史大地构造学的范畴;

⑵、对岩相古地理、沉积作用、沉积盆地、沉积建造等方面的研究作出了贡献;

⑶、对褶皱幕、构造旋回、构造层、基底、盖层等概念的形成和发展起了积极的作用;

⑷、把地壳划分为活动单元(地槽)和稳定单元(地台),并以他们之间的转化作为地壳演化的标志。

2、缺点

⑴、局限于大陆地壳的演化研究,不能对全球地壳演化有整体认识。另外也没有全部概括陆壳的构造类型,具有一定的片面性;

⑵、是以古生代以来发展区的认识总结为基础的,从时间上具有片面性;

⑶、着眼于沉积建造和厚度的研究,因此,只强调了垂直运动,并认为水平运动是由垂直运动派生的,忽视了水平运动,陷于海陆固定论的圈子中;

⑷、将整个地壳演化都归于由活动到稳定、地槽到地台的简单过程,并认为地台是演化的终结。


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