地层学第六章.ppt

第六章 地层形成的构造环境 第一节 历史构造分析的主要方法 一、沉积物组分和沉积组合分析 二、沉积物厚度分析 三、构造运动面分析 四、沉积相及岩相古地理分析 第二节 大地构造分区及古板块的恢复方法 第三节 构造旋回和构造阶段 板块说认为：岩石圈被各种类型的构造活动带（洋中脊、海沟、转换断层、古缝合带）分割成若干刚性的薄板状块体，称为板块。岩石圈板块在软流圈上滑动、漂移，不断生长、扩张、消亡。板块内部是相对稳定地区，而板块边界则是地表构造运动最活跃、最集中的地带，绝大部分地震和火山活动都发生于此。 板块构造的地幔对流与活动边界 一、古板块恢复方法 由于大陆区的历史悠久，所以对地史时期古板块的恢复也较复杂。恢复古板块的方法一般有下列几种： （一）地缝合线追踪法 （二）岩浆岩组合 （三）古气候分析 （四）生物古地理法 （五）古地磁学方法 （六）古大陆边缘的识别 （一）地缝合线追踪法 地缝合线（suture）是不同板块碰撞和俯冲消减作用留下的直接证据。地缝合线本身是巨大而复杂的超岩石圈深断裂带，其两侧地块的地质发展史往往有重大差异。沿地缝合线断续分布有蛇绿岩套、混杂堆积、高压变质带等特殊的地质记录。 混杂堆积（melange）是海沟、俯冲带的典型产物。其中既有一系列逆冲断裂切碎和推覆上来的洋壳或陆壳构造残片，又有因板块俯冲而刮下来的浊流、远洋沉积物及浅水区崩塌下来的先成地层的外来岩块。这种堆积的最大特点是不同成因、不同时代的岩块和深海细粒沉积混杂，同一层位中不同时代的化石混杂共生。 沿俯冲带分布的混杂岩 雅鲁藏布江大竹卡混杂岩剖面图 蛇绿岩套（ophiotite suite）是由代表洋壳组分的超基性－基性岩（橄榄岩、蛇绿岩、辉长岩）、枕状玄武岩和远洋沉积（放射虫硅质岩、软泥等）组成的“三位一体”共生综合体。其中的超基性－基性岩代表板块碰撞时沿地缝合线挤上来的古洋壳残片。 蛇绿岩 高压变质带也是地缝合线的一个特殊标志。在海沟、俯冲带部位，挤压应力强大，但温度不高，出现以蓝闪石片岩为标志的高压低温变质带。 板块俯冲边界不同部位的变质相（1）沸石相 （2）葡萄石-绿纤石相 （3）蓝片岩相 （4）榴辉岩相 （5）绿片岩相 （6）低级角闪岩相 （7）高级角闪岩相 （8）麻粒岩相 M代表莫霍面 （二）岩浆岩组合 岩石圈内各种岩浆岩组合也受构造环境的控制。岩石系列分布和化学成分有一定的规律性，从大洋向大陆方向有如下次序： ⑴ 拉斑玄武质系列→钙碱系列→碱性系列 ⑵ 玄武岩→安山岩→英安岩→流纹岩 ⑶ 拉斑玄武岩→高铝玄武岩→碱性玄武岩 ⑷ SiO2、Na2O + K2O的含量；K2O/ Na2O、K2O/ SiO2、87Sr/88Sr 的比值，均向大陆方向增加。 （三）古气候分析 在热带海洋环境中，可形成生物礁、鲕粒滩、叠层石等特殊的沉积物，并伴有造礁珊瑚、钙质海绵、层孔虫等。 干热气候区可出现石膏、岩盐、甚至钾盐沉积，常伴有泥裂、晶痕等沉积构造。 温暖潮湿的陆相可出现丰富的煤和植物化石。 地史时期不同的板块处于不同的古纬度，其气候环境不同。由于板块之间的相对运动，纬度差别曾经很大的两个板块现在相撞在一起，必然出现气候条件差异很大的沉积物和生物群彼此相邻，这为推断板块边界提供了重要依据。 （四）生物古地理法 生物古地理法涉及生物相和生物地理分区两个概念。 生物相分异主要指因环境不同形成的生物群在生态组合方面的差异。 生物地理分区主要指因温度控制和地理隔离长期形成的生物分类和演化体系上有重要区别的地理区划。 地史中的大陆和海洋分布及其古纬度位置由于板块运动而不断变化，这必然反映在生物区系的性质上。 （五）古地磁学方法 岩石中的磁性矿物，由于受当时地磁场的磁化影响，在岩石中保留了可以指示当时地磁方向的磁偏角（D）和磁倾角（I）等剩余磁性。采取退磁措施，消除后来地壳对原有剩余磁性的影响，恢复岩石形成时的磁化方向，就可以计算出古纬度（λ）。 （六）古大陆边缘的识别 现代海洋研究表明，大陆边缘可分为两种类型： 一是大西洋型的，其边缘没有洋壳俯冲带，不存在岛弧－海沟体系，这类大陆边缘称为被动大陆边缘。被动大陆边缘除沿岸地区外，陆棚浅海、陆坡－陆隆的深水沉积和海底浊积扇发育。 大西洋型大陆边缘 另一类是太平洋型的，其边缘有洋壳俯冲带，洋壳俯冲形成岛弧－海沟体系（西太平洋）或大陆火山弧－海沟体系（东太平洋）。而活动大陆边缘，岛弧火山岩及共生的海沟深水浊积岩发育。 太平洋型大陆边缘 二、大地构造分区和中国古板块的划分 （一）大地构造