大地构造学基础及中国区域构造概要
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第0章绪论1.大地构造学:地质学的分支学科之一,研究大陆、大洋或某一大尺度区域地壳或岩石圈的组成、结构和演化历史的一门学科,目的是了解海洋、大陆、山脉与盆地的成因和发展过程,认识地壳和岩石圈的演化规律。
在地球科学中,它明显的具有上层建筑性质。
1).隆起说:其主要论点是:地球内部的岩浆上升侵入到山体的中央部分,使岩层从中央向边缘倾执并挤压成褶皱和断裂。
它的出发点是:垂直运动是基本的,水平运动是派生的。
后因它不能解释褶皱带的特点和褶皱并非由岩浆侵入造成等缺陷而被摒弃。
2).收缩说:地球由于冷却而收缩引起地壳侧向水平挤压的假说,是在1852年由法国的博蒙特(Elie de Beaumont,1798—1874)提出的。
后来休斯(Suess, E., 1831—1914)在收缩说中加进了关于地壳可分成刚性地段和柔性地段的概念,认为地壳结构是不均一的,在地球普遍压缩过程中,刚性地段揉挤和压缩柔性地段形成褶皱山系。
3).地槽-地台学说:在收缩说的基础上美国的霍尔(HalI, J., 1811—1898)和丹纳(Dana, J. D., 1813—1895)创立了地槽理论。
认为地槽是地壳上的巨大拗陷,是在水平挤压力影响下产生的,拗陷被沉积物补偿充填,而以后的压力就把这些沉积物挤压成褶曲。
2.大地构造学的特点大尺度:研究的对象庞大,而且不均一。
大科学跨度:(地球物理;地球化学;地外事件等)涉与学科多, 涉与资料量大,综合性强。
大思维:Suess-地球面貌(6卷)------大地构造学之父,全球见识Stille(二战) 全球观“地球科学观”。
3.大地构造学的研究内容•壳幔结构与其动力学机制;岩石圈的变形、变位;岩石圈的演化;造山带和各种地质体的形成背景。
4.研究方法的综合性和多样性。
地质学:主要通过地质手段研究深部的地质表现与其发展规律。
地球物理学:主要根据地震、重力、地磁和地热资料研究壳、幔的内部结构。
地球化学:主要研究壳幔的物质成分、地球内部物质交换等地质作用。
中国大地构造基本轮廓介绍(2)中国大地构造基本轮廓介绍(2)胡经国三、中国大地构造的发展1、古生代以前阶段在古生代以前,中国大地构造的发展可以分为以下两个阶段:⑴、太古-早元古代即前震旦阶段主要是中朝准地台的形成(终止于距今17亿年左右)。
⑵、晚元古即震旦亚代阶段主要是扬子准地台和塔里木地台的形成(终止于距今7~8亿年左右)。
这里需要特别强调的是扬子旋回的重要性。
扬子旋回是指元古代末的一个构造旋回,以滇东为代表,主要的构造运动称为晋宁运动,年龄值为距今8亿年左右;另一个重要的构造运动称为澄江运动,年龄值为距今7亿年左右。
现有的一些资料说明,扬子造山旋回形成的地台的范围远不限于扬子准地台和塔里木地台。
柴达木北缘、东昆仑、秦岭、阿尔金等地均发现相当于震旦系的地台型沉积不整合于经受褶皱变质的震旦亚界或前震旦亚界之上。
而在天山、北山等地则可见和扬子、中朝南部、塔里木等地一样的地台型早、中寒武世含磷岩系。
说明这些地方当时还不是处于活动的地槽状态,而是处于稳定的地台状态。
这也就是说,经过扬子造山旋回,曾在中国境内形成了一个范围辽阔的地台,暂称其为古中国地台。
这个地台在震旦系和下寒武统沉积时,经历了差不多2亿年的发展。
2、古生代以来阶段自古生代以来,中国大地构造的发展明显地可以分为两个阶段,即:古生代阶段和中、新生代阶段。
在空间上,发展成为三大构造域,即:古亚洲构造域、滨太平洋构造域和特提斯-喜马拉雅构造域。
⑴、古生代阶段古生代阶段,主要是古亚洲构造域的形成。
古亚洲构造域经历了兴凯、加里东、华力西三个旋回的发展。
早寒武世末,当萨彦-北蒙古-额尔古纳地槽褶皱隆起时,中国境内扬子构造旋回形成的古中国地台开始解体,形成昆仑、秦岭等中国中、西部的古生代地槽。
经过加里东旋回,到华力西旋回之后,随着中亚蒙古地槽的完全封闭,西北利亚地台和塔里木、中朝、扬子等地台连成一体形成一个巨大的克拉通,即古亚洲。
⑵、中、新生代阶段中、新生代阶段,中国主要处于滨太平洋构造域和特提斯-喜马拉雅构造域的控制之下。
中国区域大地构造学教程
中国区域大地构造学教程可以包括以下内容:
1. 地球的组成和结构介绍:介绍地球的不同层次以及地壳、地幔、地核的特点和作用。
2. 大地构造的概念和基本原理:介绍大地构造学的定义和基本原理,如地震和地壳运动等。
3. 中国地质背景和构造特点:介绍中国的地质背景,如板块构造、隆升和断裂等,以及中国的构造特点和区域差异。
4. 高山地区和盆地地区的大地构造:分别介绍中国的高山地区和盆地地区的大地构造特点,如喜马拉雅造山带和东北平原等。
5. 大地构造的研究方法和技术:介绍大地构造学的研究方法和技术,如地震勘探、重力测量和地壳形变观测等。
6. 地震活动和地壳运动的影响:讲解地震活动和地壳运动对地质环境和人类活动的影响,如地震灾害和地质灾害等。
7. 区域构造演化的历史和过程:介绍中国区域构造演化的历史和过程,如华北地块运动和青藏高原隆升等。
8. 中国大地构造学的研究成果和应用:介绍中国大地构造学的研究成果和应用,如地质资源勘查和地震预测等。
教程可以通过教学课件、实地考察、学术报告和讨论等形式进行教授。
学员可以通过学习和实践,掌握中国区域大地构造学的基本理论和方法,了解中国地质构造的特点和演化历史,为相关领域的研究和应用提供基础知识和技术支持。
中国大地构造分区概要胡经国本文作者的话本文根据有关文献和资料编写而成,值得地球科学爱好者和有志于从事中国大地构造研究的年轻学子阅读和研究。
现将它奉献给读者。
希望能得到大家的指教和喜欢!。
下面是正文一、按活动论观点划分大地构造单元1、大地构造分区主要原则由于地壳构造活动性的不均匀性,因而可以从空间角度将地壳各部分的区域性分异与构造阶段的发展演化联系起来进行大地构造单元划分或大地构造分区。
大地构造分区的主要依据是构造活动程度。
由于地壳演化中各个地区的构造活动程度并非一成不变,而是可以相互转化的,因而在进行大地构造分区时,必须运用历史分析的观点即区分不同的构造阶段来进行。
现代全球古大陆再造和板块划分,一般是按距今850~250Ma泛大陆旋回(Pangea-250,泛大陆-250)的构造格局来进行划分的。
因为,该阶段的地质记录最完全、研究程度最高。
至今,进入泛大陆裂解时期,其板块划分的代表方案就是LePicchon(1968)等的现代板块划分。
Pangea-850(泛大陆-850)以前(太古宙~元古宙)的板块划分,涉及太古宙~元古宙的造山带和古缝合线的识别,存在较多争议。
所以,一般采用距今850~250Ma泛大陆阶段的板块划分和大地构造分区。
2、划分大地构造单元的基本观点⑴、活动论和固定论所谓活动论是指地表大陆和海洋在地质历史中的发展变化而言。
大陆和海洋在地表上的位置变化可能有两个方面:一是大陆和海洋相对于地极和赤道的位置变化;一是大陆和海洋相互之间的相对位置变化。
承认曾经发生过这两种变化,就必须承认地壳运动以水平位移为主导形式。
相反,不承认大陆和海洋曾经发生过位移,或承认位移而将位移归因于地壳大规模垂直运动,如别洛索夫所主张的造洋运动,就是固定论者。
⑵、槽台学说对大地构造单元的划分槽台学说对大地构造单元的划分:一级单元:地槽和地台①、地槽进一步划分:优地槽:优地背斜、优地向斜冒地槽:冒地背斜、冒地向斜②、地台进一步划分:地盾、地轴台背斜(陆背斜)台向斜(陆向斜)台褶带裂陷槽⑶、板块学说对大地构造单元的划分最大一级单元是岩石圈板块(板块)。
⼤地构造学--中国区域⼤地构造中国区域⼤地构造学第 1 章:地球的层圈结构1.陆壳与洋壳的差别?厚度:陆壳厚,洋壳薄;陆壳平均33km,最厚达80km(青藏),洋壳平均7km。
组成: 陆壳为三⼤岩类, 洋壳主要为⽞武岩;陆壳上部硅铝层,下部硅镁层,洋壳为硅镁层。
构造: 陆壳复杂(存在褶皱和断裂), 洋壳简单(⽆褶皱)。
年龄:陆壳⽼(最⽼44-45亿年),洋壳新(最⽼2亿年)。
2.岩⽯圈、软流圈岩⽯圈:地壳与上地幔的顶部(盖层)由固态岩⽯组成的圈层。
软流圈:位于岩⽯圈之下,与上地幔过渡层之间,是地震波速低速带。
第 2 章:地槽-地台学说1.地台地台:地壳上稳定的,⾃形成后不再遭受褶皱变形的地区;岩层产状⼗分平缓,具有⼗分平坦的地貌;具有双层结构基底和盖层。
2.地盾地盾: 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。
3.克拉通克拉通: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) 已很少受到变形的部分。
4.地台基本特征1.地台是块状的辽阔地貌单元,⼀般具等轴状展布的⼏何形态,多为圆形、多边形的平原、⾼原或盆地。
2地台具有双层结构,基底和盖层:盖层:由显⽣宙岩系组成,厚度⼩,变形微弱,未变质。
基底:时代⽼,厚度⼤,主要为褶皱变质岩组成,常伴有岩浆岩。
从这种结构上看,地槽褶皱上升后,再次下降接受沉积,可形成地台;因此,地槽经过造⼭作⽤演化形成地台。
3. 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。
4.地台区有⾃⼰的特征沉积建造和建造序列,沉积岩层之间多为整合或平⾏不整合接触。
5.在其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。
6.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。
7.地台基底岩系中有各种变质矿产,盖层中主要为⼀些外⽣矿产。
大地构造学基础及中国区域构造概要
1、大地构造学:是研究地壳和岩石圈中地质构造的发生、发展、演化及其运动规律的科学。
2、岩石圈(构造圈):包括地壳和上地幔顶部的刚性顶盖,厚50-150km。
3、软流圈:岩石圈底部到700km深度左右,容易蠕动变形而能缓慢流动的区域。
是产生岩石圈运动的主要场所,包括水平运动和垂直运动。
4、中间圈:软流圈以下的上地幔和下地幔。
5、大地构造学说
国际上:经典大地构造假说:隆起说;收缩说;深层分异说;膨胀说;地槽-地台学说;板块构造说;地体构造。
中国:地质力学(李四光院士1965,1:400万中国大地构造图及说明书《中国主要构造体系》);断块构造说(张文佑1950,1:400万中国及邻国边境大地构造图及说明书《中国大地构造纲要》);多旋回说(黄汲清1950,1:300万中国大地构造图及说明书《中国大地构造基本特征》);地洼说(陈国达院士1960,1:400万中国大地构造图及说明书《中国大地构造纲要》);波浪状镶嵌构造说(张伯声院士1970,1:1000万中国大地构造图及说明书《中国地壳的波浪桩镶嵌构造》)6、板块构造-新全球构造理论
国外:魏格纳大陆漂移;霍姆斯地幔对流-热对流理论;赫斯大洋中脊;狄茨、瓦因、马修斯洋底扩张;柯克斯地磁年表;威尔逊转换断层和威尔逊旋回;勒皮雄岩石圈板块划分。
中国:尹赞勋引入,研究先驱李春昱、郭令智、常承发、王鸿祯、朱夏。
7、地槽-地台说
地槽概念是美国的霍尔研究阿巴拉契亚山与中部平原时发现(1859)、丹纳定义。
定义:地壳上具有强烈活动的狭窄长条状地带,早期强烈差异下降接受巨厚沉积,后期强烈褶皱上升形成巨大的山系。
与地台相对立,时间上一般指古生代以来曾经有过强烈活动的地带。
基本观点:地壳运动主要受垂直运动控制,水平运动时次要的,地壳运动的动力源是地球内部物质的重力分异作用,物质受热变轻向上流动造成地表上升隆起,物质冷却变重下沉则造成地表下降凹陷。
将地壳划分为地槽,地台,活动区。
8、地槽的基本特征
形态特征:狭长带状
地貌特征:宏伟的长条形山脉
地质特征:地层带状分布,岩性复杂
构造褶皱断层复杂
岩浆活动强烈
变质常有区域变质作用
矿产丰富,以内生矿产为主
地球物理特征:地震带、重力异常、磁异常、高热流值
9、构造旋回及其划分
地槽旋回:地槽从开始活动下陷接受沉积到最后褶皱上升形成褶皱山系的整个构造发展过程。
大地构造旋回:在广大区域内地壳构造发展有规律出现的周期性构造活动过程,早起稳定下降接受沉积,晚期褶皱上升剧烈活动。
构造层:地壳在一个构造旋回或一定发展阶段中,在一定空间范围内所形成的地质综合体,含建造与改造,包括地层、构造、岩浆岩体、变质岩体、成矿作用等。
10、地台概念
俄卡尔宾斯基(1883)研究俄罗斯平原时提出。
概念:地壳上相对稳定的地区,具有明显的双层结构。
下构造层由巨厚的、强烈褶皱的变质岩和岩浆岩组成的复杂岩系,统常称为结晶基底或褶皱基底;上构造层由未变质的、产状平缓和厚度较小的沉积岩层组成,一般通称为沉积盖层。
沉积盖层和结晶基底之间有一个明显的区域性角度不整合面,标志着地台的基底和盖层有着完全不同的发展历史,分别代表两个不同的大地构造发展阶段。
11、大陆漂移说
概念(德国魏格纳1912):大陆是由较轻的刚性硅铝层组成,它漂浮在较重的粘性的硅镁层之上;在C前,全球只有一个大陆块(泛大陆)和一个大洋(泛大洋);在潮汐力和离心力作用下,自中生代以来,泛大陆逐渐破裂、分离,产生离极漂移和向西漂移,造成现在的海陆分布。
大西洋、印度洋是漂移中形成的,太平洋是泛大洋残余。
大陆在漂移中,前缘挤压褶皱形成山脉,后缘脱落形成岛弧、岛屿和浅滩。
12、新大陆漂移学说
大陆拼合:大西洋两岸的几何拼合和地质拼合
地质证据:大西洋两侧的矿产带和变质带
古生物和古气候:近北极的斯匹茨卑尔群岛等地区有C-K的热带植物和E的温带植物化石,热带、亚热带的南美、非洲、印度、澳大利亚等地区有广泛分布的C、P冰川堆积物。
转换断层:洋底有大量转换断层
古地磁:地磁极游移及地磁条带对称特征
13、地幔对流说(霍姆斯1928):
地幔软流圈物质在缓慢对流中。
对流物质在分离边界处上升冷却,在挤压边界处下降。
14、海底扩张说(赫斯1960、迪茨1961)
概念:海底的主要构造是地球内部对流作用的直接表现。
洋脊是对流上升和新洋壳不断产生的地带,后形成的洋壳将先形成的洋壳从洋脊轴部依次向两侧推开,至海沟处洋壳对流下沉而沉没消失与地幔中。
证据:海底地形;海底沉积物的侧向变化和海底年龄;转换断层;海底磁异常。
15、板块构造说(法:勒皮雄1968)
概念:岩石圈板块由于对流的带动,每个板块都在不停地运动着,边生长、边移动、边消亡。
板块与板块之间,彼此分离、相对滑动或俯冲碰撞。
板块边界是地球表面最活动的地带,大多数地震、火山都分布在这里。
板块间的相互作用,即板块运动是形成地表各种构造活动和变形的根本原因。
16、拉张型板块边界
裂谷、洋脊和洋隆。
17、挤压型板块边界
岛弧-海沟系:如西太平洋;
山弧-海沟系:如安第斯山山弧-海沟系;
陆间海:如地中海;
地缝合线:如雅鲁藏布江地缝合线。
18、剪切型板块边界
转换断层
19、板块划分:六大板块(Le Pichon)
太平洋板块、欧亚板块、印度洋(大洋洲)板块、非洲板块、美洲板块、南极洲板块。
20、洋壳向陆壳转化
地壳演化:地壳早期全洋壳,洋壳通过岩浆活动转化为陆壳;总趋势是:洋壳不断减小,陆壳不断增大,加厚。
在洋壳向陆壳转化中,板块俯冲作用起着桥梁作用,并且主要是通过岩浆活动实现。
俯冲带迁移:
前进向陆迁移,陆地减小,造洋运动。
后退向洋迁移,陆地增大,造陆运动。
21、中国地势特征
(1)三级地势
1、青藏高原>4500m,北昆仑山,东北祁连山,
东龙门山、横断山;
2、昆仑山北侧,东到大兴安岭-太行山-巫山-云贵高原
东坡,1000-2000高原盆地;
3、<500m丘陵和平原,含东北、华北、华南广大地区
(2)自然地理分界线
1、天山-阴山:黄河流域
2、昆仑山-秦岭-大别山:长江流域
3、南岭:珠江流域
(3)三、山脉东西分界
以贺兰山-六盘山-龙门山-横断山为界,两侧地势
和山脉特征迥然不同。
(4)四、中国各区山脉方向
多与构造线方向一致,实为构造山。
22、中国大地构造位置
(1)中国处于西伯利亚板块、印度板块、太平洋板块之间;
(2)特提斯-喜马拉雅地槽活动带具长期复杂的发展过程,是印度板块和欧亚板块碰撞地带;
(3)中国东临西太平洋中、新生代地槽活动带(海沟-岛弧-弧后盆地)
23、地台
华北地台、扬子地台、塔里木地台、南海地台、喜玛拉雅辗转构造带;
24、华北地台(中朝地台):
基底:早元古代末以前的地层
盖层:中元古代以后的沉积
中元古-0
3为海相地层,C
1
、P陆相为主夹海相,中新生界为陆相
25、扬子地台:
基底:晚元古代早期以前的地层
盖层:Z-T海相沉积,中、新生界为陆相
26、塔里木地台:同扬子地台。
27、中国地槽区
北部地槽褶皱区、西南地槽褶皱区、滨(环)太平洋地槽褶皱区
28、特提斯洋(古地中海)演化
大约在距今2.8亿年前,地球上的海陆分布格局与今天完全不同。
那时,在冈瓦纳古陆的北部与欧亚古陆的南部,是一片规模巨大的古海洋——古地中海,地质学家也称它为“特提斯海”。
当时的古地中海面积非常大,它不仅覆盖了整个中东以及今
天的印度次大陆,就连中国大陆和中亚地区,也几乎全被古地中海浸漫。
大约距今2.5亿年前,冈瓦纳古陆开始向北漂移,到2亿年前,冈瓦纳古陆开始与欧亚大陆相撞,逐渐使古地中海封闭。
古地中海从中国大陆退出,可能发生在1.8亿年前;而古地中海从西藏北部、东部和云南西部完全退出,可能发生在一亿年前。
到了距今7000万年前,西藏、云南等地壳开始上升,迫使古地中海完全退出中国大陆。
距今800万年前,范围辽阔的古地中海,由于两个大陆靠拢并发生碰撞,它的面积不仅大为缩小,而且逐步呈现封闭状态,失去了与世界大洋的联系。
地中海完全封闭之后,成为一潭死水。
由于气候炎热,风急沙多,降雨少,蒸发量大,地中海逐年缩小。
大约在距今600万年前,地中海干枯了,留下了比大西洋海平面低3000米的沙漠盆地。
这个沙漠盆地比今天的地中海大,这个干枯的大沙漠在地球上存在了数十万年。
大约到了550万年前,地壳发生了一次大规模构造变动,把直布罗陀海峡崩裂开来,大西洋的海水由这个裂口灌入地中海盆,4万立方千米的大西洋海水像湍急的山洪,倾入地中海盆,其流量比今天尼亚加拉瀑布大1000多倍。
尽管如此,把地中海灌到今天的水平,也花了数百年的时间。