历史构造分析和古构造

第九章第九章 历史构造分析和古构造历史构造分析和古构造 通过对不同地区、不同时期的地层进行综合研究，确定其构造发展状态和过程，划分构造演化阶段和大地构造分区，恢复不同地区、不同块体之间的相互关系及演化过程即为历史构造分析。1.历史大地构造分析的内容历史大地构造分析的内容2.地史中恢复古板块的方法3.大地构造分区和中国古板块的划分4.构造旋回和构造阶段1.历史大地构造分析的内容历史大地构造分析的内容一、沉积物组分和沉积组合（或沉积建造）一、沉积物组分和沉积组合（或沉积建造）沉积物组分沉积物组分 地壳构造状态是不均一的，不同地区地壳垂直和水平运动的幅度和速度不一，对沉积过程中沉积物的迁移距离、分选程度和沉积速度都有重要影响，也必然会反映到沉积物组分上来。是在一定地质时期内形成的，能够反映其沉积过程主要构造背景的沉积岩共生综合体。根据构造活动程度，可以把沉积组合划分为 陆相稳定型、陆相活动型陆相稳定型、陆相活动型、陆相过渡型、陆相过渡型 海相稳定型海相稳定型、海相活动型、海相过渡型、海相活动型、海相过渡型沉积组合（或沉积建造）沉积组合（或沉积建造）陆陆相相 稳定类型稳定类型 主要发育在广阔的准平原、内陆盆地及近海平原，相应的沉积组合是游移盆地湖泊碎屑组合、内陆盆地河湖泥质组合及近海盆地含煤碎屑组合 活动类型活动类型 以强烈上升的高峻山系和巨大的陆缘火山活动带为代表。巨厚的山麓山间粗碎屑（磨拉石）组合和大陆火山喷发一碎屑组合为其典型产物 过渡型过渡型 沉积组合包括近海沉陷盆地碎屑泥质沉积组合和海陆交互相碎屑泥质沉积组合等海海相相 稳定类型稳定类型 主要发育在广阔的陆表海海、陆棚海中，形成滨浅海碎屑岩或碳酸岩组合 活动类型活动类型 以活动大陆边缘的弧后海，弧间海，深海沟和大洋盆地为沉积场所形成岩屑杂砂岩-火山岩组合，半深海和深海复理石组合及蛇绿岩套 过渡型过渡型 边缘海炭质硅质组合，泥质碳酸岩组合 1，补偿盆地：补偿盆地：沉积基底下降幅度=沉积物的厚度 2，非补偿盆地：非补偿盆地：沉积基底下降幅度 沉积物的厚度 3，超补偿盆地：超补偿盆地：沉积基底下降幅度 沉积物的厚度二、沉积物厚度分析二、沉积物厚度分析 沉积物的古环境和厚度分析是判断地壳垂沉积物的古环境和厚度分析是判断地壳垂直运动的幅度和速度的重要手段直运动的幅度和速度的重要手段 沉沉积积厚厚度度与与地地壳壳下下降降 补偿盆地补偿盆地三、沉积相和沉积古地理分析三、沉积相和沉积古地理分析 沉积相和沉积环境分析既是地层成因研究的一个重要方法，也是沉积相和沉积环境分析既是地层成因研究的一个重要方法，也是地层形成的构造背景研究的重要手段。地层形成的构造背景研究的重要手段。利用沉积相恢复地层的沉积环境可以帮助重建地层形成的古地理。利用沉积相恢复地层的沉积环境可以帮助重建地层形成的古地理。古地理重建的重要手段是通过古地理重建的重要手段是通过 岩相古地理编图岩相古地理编图 了解地史时期了解地史时期的海陆分布、地形地貌特征等古地理要素及各地理单元中沉积物类型。的海陆分布、地形地貌特征等古地理要素及各地理单元中沉积物类型。岩相古地理图编图通常采用点岩相古地理图编图通常采用点线线面分析法。沉积断面的截取一般垂面分析法。沉积断面的截取一般垂直主要沉积相带的展布方向，以最大限度地展现某一时期内地层岩性或直主要沉积相带的展布方向，以最大限度地展现某一时期内地层岩性或沉积相的空间格架、相互关系和展布规律。沉积相的空间格架、相互关系和展布规律。中中国国东东部部晚晚泥泥盆盆世世古古地地理理图图 四、沉积盆地分析四、沉积盆地分析 沉积盆地的类型和特征与其所处的大地构造位置密切相关，大地构造状态决定了盆地的类型和特征。五、构造运动面分析五、构造运动面分析 构造运动面是历史大地构造分析的重要内容。构造运构造运动面是历史大地构造分析的重要内容。构造运动面，即动面，即 是地壳运动的直接记录。是地壳运动的直接记录。不整合，不论是假不整合还是角度不整合，都是地壳抬升、不整合，不论是假不整合还是角度不整合，都是地壳抬升、遭受剥蚀的结果。前者代表了早期形成的地层经过不同程遭受剥蚀的结果。前者代表了早期形成的地层经过不同程度的变形，并通常伴有一定程度的变质改造，遭受剥蚀，度的变形，并通常伴有一定程度的变质改造，遭受剥蚀，而后再接受沉积。通过对间断和不整合的研究，也能了解而后再接受沉积。通过对间断和不整合的研究，也能了解某一地区地壳的构造升降历史。某一地区地壳的构造升降历史。连续不间断的连续不间断的接受沉积带来接受沉积带来了整合接触了整合接触 假整合（平行不整合）接触假整合（平行不整合）接触地层接触关系地层接触关系角度不整合形成的过程角度不整合形成的过程地层接触关系地层接触关系角度不整合接触形成过程地层接触关系第十章第十章 历史构造分析和古构造历史构造分析和古构造 通过对不同地区、不同时期的地层进行综合研究，确定其构造发展状态和过程，划分构造演化阶段和大地构造分区，恢复不同地区、不同块体之间的相互关系及演化过程即为历史构造分析。一.历史大地构造分析的内容二二.地史中恢复古板块的方法地史中恢复古板块的方法三.大地构造分区和中国古板块的划分四.构造旋回和构造阶段二二、地史中恢复古板块的方法、地史中恢复古板块的方法 按板块学说的观点，岩石圈和软流圈是对立的。按板块学说的观点，岩石圈和软流圈是对立的。板块内部是相对稳定的地区，而板块边界则是地板块内部是相对稳定的地区，而板块边界则是地表表面最活跃、最集中的构造活动带。对地质历表表面最活跃、最集中的构造活动带。对地质历史时期古板块的恢复则比较复杂，主要采用以下史时期古板块的恢复则比较复杂，主要采用以下几种方法。几种方法。1、地缝合线追踪法、地缝合线追踪法 板块相互之间的碰撞和俯冲消减能留下其拼合碰撞的标志地缝合线，沿地缝合线则继续分布有蛇绿岩套蛇绿岩套、混杂堆积混杂堆积 和高压变质带高压变质带 等特殊的地质记录。海海 洋洋 沉沉 积积 物物枕枕 状状 玄玄 武武 岩岩席席 状状 岩岩 墙墙基基 性性 岩岩 浆浆 岩岩洋壳的物质组成（蛇绿岩套）洋壳的物质组成（蛇绿岩套）蛇绿岩套蛇绿岩套 由代表洋壳组分的 超基性-基性岩（橄榄岩，蛇纹岩，辉长岩）、枕状玄武岩和远洋沉积物（放射虫硅质岩，软泥）组成的“三位一体”共生综合体。混杂堆积混杂堆积 海沟、俯冲带的典型产物。成分复杂，由不同成因、不同时代岩块和深海细粒沉积混杂相处，也导致同一层位中不同时代的化石混杂共生。也是地缝合线的一个特有现象。在海沟、俯冲带部位，受到强烈的挤压应力，但温度不高，出现以蓝闪石片岩为标志的高压低温变质蓝闪石片岩为标志的高压低温变质带。带。高压变质带一般沿地缝合线平行出现，可用来指示地缝合线的位置以及板块的俯冲方向。高压变质带高压变质带混杂堆积混杂堆积2 2、古大陆边缘的识别、古大陆边缘的识别 现代海洋研究表明，大陆边缘可以分为两种类型：一是类似于大西洋的大陆边缘，该边缘没有洋壳俯冲带，所以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 另一类类似于太平洋的大陆边缘，该边缘具有洋壳俯冲带，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）。这类大陆边缘称为活动大陆边缘活动大陆边缘 被动大陆边缘除沿岸地区外，陆棚浅海、陆坡被动大陆边缘除沿岸地区外，陆棚浅海、陆坡陆隆陆隆的深水沉积和海底浊积扇发育的深水沉积和海底浊积扇发育 活动大陆边缘岛弧火山岩及共生的海沟深水浊积岩发育。活动大陆边缘岛弧火山岩及共生的海沟深水浊积岩发育。大陆边缘类型：大陆边缘类型：被动性被动性大陆边缘大陆边缘（大西洋型大陆边缘）（大西洋型大陆边缘）无海沟无海沟 大陆大陆 大陆架大陆架 大陆坡大陆坡 大陆基大陆基 洋盆洋盆 活动性活动性大陆边缘大陆边缘（太平洋型太平洋型大陆边缘）大陆边缘）有海沟有海沟安弟斯型：安弟斯型：大陆大陆 大陆边缘山脉大陆边缘山脉 大陆架和大陆大陆架和大陆 海沟海沟 洋盆洋盆 日本海型：日本海型：大陆大陆 边缘海边缘海 岛弧岛弧 海沟海沟 洋盆洋盆3、古地磁学方法、古地磁学方法 根据采样点位置，可以确定古板块当时的古纬度，通过同一板块不同时期的古地磁古纬度分析，可以推断板块的运动方向和距离。从印度孟买实测的古地磁资料，证实了印度板块从印度孟买实测的古地磁资料，证实了印度板块的活动状态。的活动状态。4 4、生物古地理、生物古地理 生物古地理分区主要指因温度控制和地理隔离两大因素长期形成的生物分类和演化体系具重要区别的地理区划。生物分区包括不同级别，最大的一级分区称为生物大区，二级分区称为生物区，更次级的为生物省和生态区。亚洲和澳洲之间存在著名的华莱士线，这两类动物群分布区亚洲和澳洲之间存在著名的华莱士线，这两类动物群分布区界线正好与亚洲大陆板块和澳大利亚板块的界线一致。地史研究证明界线正好与亚洲大陆板块和澳大利亚板块的界线一致。地史研究证明这两个板块新生代一直为深海峡所隔，并且曾经相隔较远，不可能发这两个板块新生代一直为深海峡所隔，并且曾经相隔较远，不可能发生生物的交流，因而导致华莱士线两侧生物群面貌的巨大差异。生生物的交流，因而导致华莱士线两侧生物群面貌的巨大差异。5、古气候分析、古气候分析 古气候是指地史时期各种气候要素如降雨量、气温、风力和风向等的综合。古气候分析主要研究古气候的各种生物和沉积标志，确定生物化石、矿物或岩石与气候（干湿、热冷）的关系，恢复不同地区不同时期的古气候。6、岩浆岩组合特征 岩石圈内各种岩浆组合也受到不同构造环境的密切控制。大洋型拉斑玄武岩大洋型拉斑玄武岩 具有一定的地球化学特征，仅见于洋壳海域；钙碱型安山岩、火山岩钙碱型安山岩、火山岩 是火山岛弧或安第斯式防缘火山活动带的典型产物，是火山岛弧或安第斯式防缘火山活动带的典型产物，一般出现在俯冲带附近，是寻找板块边界的重要标志之一一般出现在俯冲带附近，是寻找板块边界的重要标志之一。三，三，大地构造分区和中国古板块的划分大地构造分区和中国古板块的划分 根据地缝合线的分布以及古生物、古地理、古气候分析，可将我国古大陆分为不同的古板块。四，四，构造旋回和构造阶段构造旋回和构造阶段 1、威尔逊旋回、威尔逊旋回 板块学说认为，大陆板块和大洋盆地在地质历史时期并非一成不变和永恒存在的。大陆板块的分离导致大洋盆地的形成；大洋盆地的萎缩、封闭导致大陆板块的聚合；大陆板块之间的碰撞导致造山带的形成。每个旋回的大致时限为（1.52）108a左右。一次大陆板块的分合和大洋盆地离闭过程都伴有板块内部及板块边缘规律性的沉积、生物和构造事件，并在大陆板块之间形成规模宏大的造山带。威尔逊旋回与大洋发展史威尔逊旋回与大洋发展史2、大陆边缘（大陆造山带）旋回、大陆边缘（大陆造山带）旋回 位于板块边缘的大陆边缘一般在早期强烈下降，接受大量沉积，在晚期褶皱上升、岩浆侵入、形成造山带。从全球整体来看，与威尔逊旋回对应，大致每隔（1.52）108a左右总有一批大陆边缘大体同步地转化为造山带。因此不同的构造阶段形成不同的造山带。三、地质历史时期主要构造阶段的划分三、地质历史时期主要构造阶段的划分 构造旋回和构造阶段划分主要是根据全球性的威尔逊旋回或造山带旋回划分的。在一个旋回期，通常有一系列的洋盆相继闭合，形成造山带，这个时期即为一个构造阶段。构造旋回和构造阶段的命名一般采用经典造山带所在地命名。如早古生代后期在欧洲形成加里东造山带，该构造旋回和构造阶段称之为加里东构造旋回和加里东构造阶段。加里东构造阶段加里东构造阶段新近新近 纪纪古近古近 纪纪白白 垩垩 纪纪侏侏 罗罗 纪纪三三 叠叠 纪纪二二 叠叠 纪纪石石 炭炭 纪纪泥泥 盆盆 纪纪志志 留留 纪纪奥奥 陶陶 纪纪寒寒 武武 纪纪喜马拉雅构造阶段喜马拉雅构造阶段 燕山构造阶段燕山构造阶段（老阿尔卑斯构造阶段）（老阿尔卑斯构造阶段）海西构造阶段海西构造阶段印支构造阶段印支构造阶段 （新阿尔卑斯构造阶段）（新阿尔卑斯构造阶段）1.绘图表示头足动物缝合线的类型 2.绘图表示三叶虫的几种面线类型 3.请图示腕足动物壳形的凸度的类型 4.种系绝灭与集群绝灭 5.三带型四射珊瑚 6.标准化石、指相化石？7.生物的环境分区和影响生物生存的主要环境因素有哪些？8.沉积相的定义，沉积相的划分,各沉积相的主要特征器官属？形态属？9.如何根据化石保存的状态区分原地埋藏与异地埋藏的化石？10.比较腕足动物与软体动物双壳纲在硬体上的不同点 12.何为沉积旋回?举例说明。何为波玛序列？11.何为层型？“金钉子”？13.地层划分时主要考虑哪些地层的物质属性 14.试述地层对比的原则和方法 15.地层沉积作用的主要方式有哪些？试述其特征？16.历史构造分析主要包括哪些内容？17.如何恢复地史中古板块？18.古生代以来全球构造阶段如何划分？