世界大地构造学2
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大地构造槽台学说及其评价(2)胡经国第二章地台学说一、地台的基本概念1、地台的概念地台(Platform)的概念是由修斯(Edward Suess)于1885年提出的。
现今一般认为,地台是指地壳上相对稳定的具有双层结构(结晶基底和沉积盖层)的非长条状地区。
地台是地壳上相对稳定的地区或大地构造单元。
2、地台的双层结构地台最重要的特点,是具有双层结构:其下层称为结晶基底,上层称为沉积盖层;两者之间呈角度不整合接触。
⑴、沉积盖层地台上沉积盖层比较薄,岩相变化不大,多为稳定类型的沉积。
构造变动轻微,岩层产状平缓,地壳运动主要表现为大面积的缓慢的升降运动。
岩浆活动较微弱,岩石很少遭受区城变质作用。
⑵、结晶基底与沉积盖层相反,结晶基底通常由巨厚的变质沉积岩系和火山岩系组成;构造也往往比较复杂;混合岩化、花岗岩化相当普遍。
基底岩系的上述特点,表明它形成时曾褶皱上升并经过侵蚀夷平,其上发育沉积盖层。
换句话说,地台是由地槽演变而来的,地槽由于褶皱作用而失去活动性,转化为相对稳定的地台。
由于地槽褶皱期不同,因而地台的形成时间也是有差别的。
依据褶皱基底的形成时代,可把地台划分为古地台和年轻地台。
古地台通常就称为地台,或称为大陆克拉通;基底由前寒武系组成,基底固结程度比较高。
年轻地台或新地台,基底褶皱形成于显生宙。
二、地台的基本特征1、形态、规模地台一般具有面状展布的几何形态,多呈不规则圆形、菱形、多边形等外形,与地槽那种长条形的形态不同。
其面积大小从数十万平方公里至数百万平方公里。
世界上最大的非洲地台的面积达2000万平方公里。
2、地形、地貌世界上主要的地台在地形上大多形成平原(如西伯利亚地台、俄罗斯地台、北美地台)和高原(如非洲地台、澳大利亚地台)。
地台整体高程比较一致,内部起伏较小,相对高差不大;地台没入海洋的部分往往也出现大陆架和海湾。
地台的地形多反映出老年期的地貌特征。
中国的华北地台和扬子地台,其地形较为复杂,平原与高原往往交替出现,在四周还常见较高的山脉。
第三节大地构造学说大地构造学说又称地壳运动学说,是地质科学的重要理论。
其内容主要是研究地质构造的分布规律,地壳运动发生的时间、运动方式和规模,以及地壳运动的起因和动力来源。
直到现在还没有一个学说能全面完整地解释各种问题,因而可以说各家提出的多还是一些假说。
有关地壳运动及其成因的假说很多,我们主要介绍几种:(一)大陆漂移学说大陆漂移学说的提出最初主要建立在大西洋两岸地形有较好的拼合关系这个基础上,注意到这种拼接关系的可追逆到很久以前。
1620年法(培根)提出非洲与南美边界有拼合的可能(未解释)。
1858 年Ssder(斯奈德)《地球及其演化》一书中指出欧洲与北美也可以拼合在一起,并且两岸煤系地层连续。
1910美Talor(泰勒)也提出可以拼合。
这些文章注意到了两岸拼合现象,说明大陆曾可能连在一起而后又分开,但长时期内无人深入研究,没有提出一个系统的理论,直到1912年,德.魏格纳(Alfred Wegener),不仅指出两岸拼合关系,较系统的提出了“大陆漂移”学说。
1915年,Wegener的第一部论述大陆漂移理论的书《海陆的起源》问世,书中具体论述了有关大陆漂移的时间、漂移前后情况,漂移的机制,并列举了一些证据。
尽管漂移机制等后人提出了疑问,但应该说大陆漂移学说已成为了较系统的理论。
因此一般认为Wegener是大陆漂移说的创始人。
魏格纳简介1880年11月l日出生于德国柏林,喜欢幻想和冒险。
1905年,魏格纳获得了气象学博士学位。
1906年,加人了著名的丹麦探险队,到格陵兰岛从事气象和冰川调查。
最初魏格纳本人并不是地质学家,而是一名气象学家。
象这样一个地学界具有划时代意义的理论,并没产生于地质学界,如果考虑到当时的背景,应该说有其一定的必然性,当时传统的固定论思想已经统治了地学界许多年,在地质学家的思想中通常已是根深蒂固的了。
正如西方有人说过的“正因为wegener不是地质学家,没有受传统观点的束缚,所以能提出这样一个带有革命性的地质学说”。
《大地构造学》知识点总结第一章绪论一、大地构造学的研究对象、内容、方法、意义研究对象:大地构造学,是研究地球过程的综合学科。
研究内容:①区域或全球尺度的地壳与岩石圈构造变形特征及圈层相互作用,如:大洋-大陆相互作用、地球内部圈层相互作用、造山带与盆地的形成过程等;②构造变形与岩浆作用-沉积作用-变质作用的相互关系;③地壳与岩石圈的形成与演化过程;④地球表面海-陆的形成与演变方式及过程;⑤地球深部作用过程及其机制。
研究方法:大地构造学研究方法需要综合利用地质学其他学科以及地球物理探测、地球化学的研究手段与研究成果。
研究意义:大地构造学研究可以为认识和分析构造地质学的研究背景和形成机制提供宏观的上成因解释。
二、固体地球构造的主要研究方法主要包括固体构造几何学与构造运动学的研究。
固体地球的构造几何学:主要研究地球的组成成分及结构。
方法有:①研究暴露在地表的中、下层地壳乃至地幔顶部剖面,通过地质、地物、地化综合研究,揭示地壳深部物质组成、结构构造、物理性质、岩石矿物及元素的物化行为、温压条件、地热增温率、有关元素及矿物成分的聚散规律;②研究火山喷发携带到地表的深源包裹体,揭示深部物质与构造特征;③人工超深钻探直接取样(目前为止涉及最深深度12km);④地震探测:分为天然地震探测和人工地震探测,利用地震波的折射与反射可揭示地球深部构造特征。
固体地球构造运动学:主要研究地质历史时期的大地构造运动学与现今固体地球表面的构造运动。
地质历史时期的大地构造运动学可以利用古地理学(岩相、生物、构造)、古气候分区、地球物理学与古地磁学进行研究;现今固体地球表面的构造运动可以利用空间对地的观测与分析技术。
三、大地构造学研究意义理论意义:可以为认识和分析构造地质学的研究背景和形成机制提供宏观的上成因解释;实际应用意义:①大型成矿集中区(矿集区)等成矿构造背景、资源规划;②大规模破坏性地震产生于形成的地质构造背景与稳定性评价;③绝大对数大型、灾难性地震都发生在活动板块边缘带(区)上,或与板块相互作用有关的次级活动构造单元边界区域。
大地构造学基础理论提要(2)胡经国第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⑴、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)。
⑵、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:①、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。
②、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。
第十章大地构造学说研究地壳乃至全球构造发生、发展、分布格局、演化规律的地质学分科,称为大地构造学。
大地构造学现代和近代产生重大影响的有四种:板块构造说、地槽—地台说、多旋回构造运动说和地洼说、地质力学。
第一节地槽——地台说地槽—地台说是传统的大地构造学说。
1859年美国的霍尔在对阿巴拉契亚山地的研究中,认为山脉是在地壳的巨大拗陷中形成的。
1873年丹纳把这种拗陷地带叫做地向斜(又译为地槽)。
1885年,休斯又首先提出地台概念,他认为地台是地壳上稳定的地区。
1900年法国E·奥格在他的《地槽和大陆块》一书中,才把地壳划分为地槽和地台两种基本构造单元。
槽台论认为,地槽是地球表面分布高峻的山脉或岛弧的地区,都曾是地壳的活动地带。
地台也称陆台,代表地壳上比较稳定的地块,其轮廓呈浑圆状,在现代地形上一般表现为丘陵起伏的波状平原、低山绵延的大片高原或微倾的大陆架浅海地区。
地槽发展到一定阶段时,就由下沉而转为上升,经过褶皱变质,逐渐变成稳定的陆台。
在地壳演化的不同地质时期内,都有一部分地槽向陆台转变,因而地槽的面积就逐渐缩小,陆台的面积逐渐扩大。
一、地槽区地槽区是由地向斜和地背斜相间排列组成的狭长地带,呈狭长带状,宽可数百千米,长可达数千千米。
地槽区代表地壳上构造运动强烈活动的地带,垂直运动速度快、幅度大,沉积作用、岩浆作用、构造运动和变质作用都十分强烈和发育。
举例:北美西部的科迪勒拉山脉、南美西部的安第斯山脉、亚欧之间的乌拉尔山脉、横贯欧亚大陆呈东西走向的阿尔卑斯山脉、喜马拉雅山脉,以及我国的天山、秦岭、祁连山等山脉,都是世界著名的地槽区。
(一)地槽区的发展过程两大阶段:第一,下降运动为主,伴随次一级上升运动;第二,以上升运动为主,伴随次一级下降运动。
1.下降阶段:整个地槽区以下降运动为主,下降速度快、幅度大。
主要是接受沉积,并时常伴随有海底火山喷发活动。
2.上升阶段:整个地槽区以上升运动为主,又称回返阶段。
大地构造学若干常见问题答疑(2)胡经国十一、地质力学基本特征地质力学(Geomechanics)的基本特征如下:1、实践观点任何一种地壳构造运动的正确假说都必须能够完满地说明客观地质现象,必须接受客观地质构造实际的严格检验;地质构造是探索地壳构造运动的主要研究客体。
2、本质观点各种地质构造大都是力作用的直接结果。
它们都有一定的力学属性和力学本质。
查明地质构造的力学性质就成为首要的基础性工作。
3、联系观点任何地质构造现象都不是孤立存在的。
在它的发生和发展过程中,必定有其不可分割的伴侣;成群成带相伴出现的地质构造现象的总体,构成统一的构造体系。
十二、地质力学研究地壳运动的步骤1、鉴定结构要素的力学性质;2、辨别构造形迹的序次和不同序次结构面力学性质的转变;3、确定构造体系的存在和范围;4、划分巨型构造带,鉴定构造型式;5、分析联合和复合的构造体系;6、探讨岩石力学性质和各类型构造体系反映的应力活动方式;7、构造模拟实验。
十三、三重基本概念地质力学的三重基本概念,是指构造要素、构造地块和构造体系。
1、构造要素构造要素,是指在地质体中的基本构造形迹或标志地质构造存在的基本单位。
2、构造地块构造地块具有一定综合结构形态;属于一定构造体系的地质块体,常由地壳物质组成或由地壳结构构造的均一性以及具有明显界限反映出来。
根据规模大小、影响深度、结构形态和活动强度,构造地块可以分为块垒地和褶皱地。
3、构造体系构造体系,是指具有成生联系的各项不同形态、不同等级、不同性质和不同序次的构造要素所组成的构造带、以及它们之间所夹地块或岩块组合而成的总体。
(每种构造体系都不是孤立存在的,在其形成过程中必定有不可分割的伴侣成群出现)十四、构造体系三大特征1、定型性具有共同组合形态特征,构成一定的标准构造型式;2、定位性所属构造带常在一定部位出现,其配置符合一定规律;3、定向性各类构造体系多沿一定方向展布。
十五、沉积盆地类型和特征1、裂陷构造环境的盆地(1)大陆内裂谷盆地这种盆地内的主要沉积物以普遍发育火山活动为特征,主要为大陆环境的河湖相碎屑沉积;晚期可能有海水入侵,形成海陆交互相碎屑岩和碳酸盐沉积。