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地槽地台1

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大地构造学知识重点 中国地质大学

地槽-地台学说

一 地槽及其演化

美国的霍尔( 1811—18)和丹纳(1813—15) 创立了地槽理论。

1859年美国地质学家霍尔(J.Hall)在研究北美时第一次注意到古生界同一时代地层在阿帕拉契亚山要比毗邻的密西西比河平原几乎厚十倍(厚逾10100m),从而提出褶皱山系是在地壳的巨大拗陷部位生成的,但他错误地把地壳拗陷归困于沉积物的加载。

1873年丹纳(J.Dana)正式把这种强烈下降并逐渐被沉积物充填的拗陷称为地槽(Geosyncline),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)。

20世纪初,地槽的研究重心由北美转移到欧洲。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。布勃诺夫(S. von Bubnoff)和施蒂勒(W. H. Stille) 认为地槽的主要特征是后期强烈的褶皱作用。把那些以后产生了强烈褶皱的阿尔卑斯型山系的坳陷称为地槽,高大的褶皱山系只能在原来的地槽位置上产生,并认为地槽是在之间的海洋地区内发育起来的一个狭长的深海槽。

地槽的一般理解包括:

地槽通常出现在边缘地带或两个之间;早期主要表现为

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山系。

1、地槽的基本特征

(1). 地槽通常出现在边缘地带或两个之间,因此,地槽一般都具有狭长的形态呈带状分布,规模很大,长几百至几千公里,宽几百公里,现今地槽多为褶皱山脉。 (2)、具有特定的沉积组合和建造序列,由下而上依次为: A 硬砂岩建造

B 硅质-火山岩建造(细碧角斑岩组合) C 碳酸盐建造,一般不纯,常含泥质成分 D 复理石建造 E 磨拉石建造

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【地质建造】泛指在地壳发展的某一构造阶段中,在一定的大地构造条件下所产生的具有成因联系的一套岩石的共生组合。按岩石成因类型可划分为:沉积建造、岩浆建造和变质建造。 【沉积建造】泛指在地壳发展的某一构造阶段中,于一定的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中,于一定的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中,于一定的大地构造环境中所形成的变质岩的共生组合。

(3).岩浆活动强烈,从早期海底镁铁-超镁铁质火山喷发、中期深成活动,包括伴随混合岩化作用的整合型中酸性岩基和后期切割型高位花岗岩体侵位,到晚期的碱性岩浆活动和溢流玄武岩。

(4).和上述岩浆活动相匹配的成矿专属性,有些内生矿床只产在地槽带中,如和超镁铁质岩浆活动有关的铬、镍及块状硫化物金属,中期斑岩型铜、钼矿,晚期为一些稀土元素矿和多金属矿床。 (5).除后造山磨拉石盆地外,发展晚期遭受不同程度的区域变质作用。与地槽展布方向一致。

(6). 构造变形强烈,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,平面上构造线总体。

(7).地槽是一个地球物理上的异常带,多为地震活动带,热流值高带,重力异常往往成带状,具一定方向性,磁异常多为正负相间的线状特征。 2、地槽的内部构造单元

优地槽(eugeosyncline):以强烈岩浆活动为特点,深水沉积在剖面中占据重要位置。

冒地槽(miogeosyncline):以陆源碎屑和碳酸盐等浅海沉积为主,缺乏火山产物。当两者在空间上并列时,冒地槽总是位于靠近一侧,而优地槽位于远离一侧,两者共同构成一地槽偶。 3、地槽的演化

二 地台及其基本特征

地台的概念由奥地利地质学家修斯(E. Suess)提出,他认为地台是地壳上稳定的、自形成后不再遭受褶皱变形的地区。这种地区岩层产状十分平缓,因而具有十分平坦的地貌,故称为地台(platform,平坦形态之意)。

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后被学者卡尔宾斯基和阿尔汉格斯基进一步完善,并提出地台具有双层结构(基底+盖层)。

1、特征

(1). 地台是块状的辽阔地貌单元,多为平原、高原或台地。 (2). 地台具有双层结构:

盖层:由显生宙的岩系组成,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。

(3).盖层的沉积物成熟度高,多由滨、浅海或海陆交互相等分选良好的陆源碎屑和碳酸盐岩组成,可以在大范围内对比。

特征的地台型沉积建造包括石英砂岩、铝土铁质岩、含磷、含蒸发岩层系、含煤层系及红层等。它们之间多成连续或沉积间断接触,角度不整合很少。 (4).地台的岩浆活动微弱,以溢流玄武岩(如印度德干高原、西伯利亚通古斯及我国峨眉山、汉诺坝玄武岩等)和碱性深成活动为特点。 (5).地台盖层一般未经受区域变质作用。

(6).构造变形相对微弱,多表现为宽阔平缓的短轴背斜、长垣和盆地,分布不连续,线性不明显。

(7). 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、地台的内部单元划分

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地盾

: 是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。

地轴:地台上的相对活动性较大的部分,长期处于相对上隆,前寒武纪变质基底广泛出露,平面形态呈轴状,区内断裂、岩浆活动较强烈。 台背斜 台向斜 台褶带

三、地壳发展趋向

地台的双层结构表明了它的两阶段演化。 由于新地台的褶皱基底直接由地槽型沉积组成,老地台结晶基底的变质和变形图式也类似于地槽,因此槽-台论者认为地台是由地槽演化而来。如北美,不同时代的褶皱带围绕古老克拉通从老到新同心式地向外生长也提示是陆核通过周边地槽依次褶皱回返而逐步扩大的。 四 槽-台学说的功绩和历史局限 1、优点:

(1)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。 (2)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。 (3)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。

(4)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。

成为地质学各分科的共同基础理论,促进地质学发展,功绩应该肯定。它把当时杂乱分散的资料归纳为有条理的系统,在研究方法上使现象描述变为科学的说明;它且注意到地壳演化的开端,为地质学史上的一件大事。它对地质学的发展起了杰出作用。 2 缺点:

(1)局限于地壳的演化研究,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。

(2)是以古生代以来的发展区的认识的总结为基础的,从时间上具有片面性。 (3)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。

(4)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。对于地槽区的认识,只知其终而未知其始;对于地台区,则只知其始而未知其终。以致把这一理论运用到中国,特别是其东部这样的地区,便有许多问题无法解释。

五 与地槽与地台相关概念

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1.地壳基本构造单元是地壳大型构造的基本单位,又称“大地构造单元”。这是根据地壳运动和地壳构造的基本特点而划分的各种类型的大地构造区。

例如,法国地质学家奥格(Gustave Émile Haug) 1900 年首次明确地把地槽和地台视为对立的两大构造单元。由于人们对地壳运动和地壳构造的基本特点认识不同,因此,划分出来的地壳基本构造单元也有所不同。

2.【克拉通

】(craton)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) 已很少受到变形的部分。泛指前寒武纪的稳定地区, 地盾+地台

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3.【地壳运动】构造运动的同义语。可作广义的和狭义的理解:

广义的是指地壳内部物质的一切物理的和化学的运动,其中包括地壳的变形、变质和岩浆活动等;狭义的指主要由地球内力作用所引起的地壳的隆起、坳陷和各种构造形态形成的运动。在一般地质文献中,常用垂直运动,水平运动、造陆运动、造山运动、褶皱运动和断裂运动等概念来描述地壳运动。

4.【造陆运动】epeirogeny, 又称造陆作用,是吉尔伯特(10年)提出的一个概念。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拗陷。地壳上升时发生海退,下降时发生海浸。

5.【造山运动】orogeny, 又称造山作用。是十九世纪中叶开始使用的地质术语。最初是指山脉中岩石的变形和山岳地貌的产生。

目前地质上的用法是把造山运动作为造成山区内部构造的作用过程,包括地壳上部的褶皱、逆掩和断裂,以及地壳下部的塑性褶皱、变质和深成岩浆作用等。 【造山旋回】 orogenic cycle,又称构造旋回、大地构造旋回。指一段地质时

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间内,在其中原来的活动带通过前造山幕、造山幕和后造山幕而演变成为稳定的造山带。

【褶皱幕】folding phase, 又称造山幕、构造幕,它是根据两套地层之间的角度不整合关系建立起来的。一般认为,在地槽发育的晚期阶段,岩层发生褶皱、逆掩断层等构造变形,地槽形成褶皱带;接着褶皱带不断发生隆起,把褶皱带抬高成山,同时遭受风化剥蚀,夷为准平原;当地壳沉降时,海水侵进,在侵蚀面之上堆积了一套新的岩层。这样,就在上下两套地层之间形成了明显的角度不整合。

【构造层】构造层是地壳发展过程中在一定构造单元里于一定构造阶段中形成的岩层组合。通过构造层的建造特点和构造型象可以认识和恢复当地当时的大地构造性质和类型。在时间上代表地壳发展历史的一定构造阶段,空间上代表构造运动所影响的范围。各构造层之间的分界通常表现为明显的间断、区域角度不整合和构造格局的根本性改变。不同构造层在变形类型和强度上都有明显的不同。

尹赞勋认为,建立褶皱幕必须具备四项必要条件:

①出现在地槽或其他的活动带;②岩层间为角度不整合,而不是平行不整合(假整合)或地理不整合;③在地槽或活动带中有相当广阔的范围,不是局部地区;④有确定的时间间隔。对于已经确立的褶皱幕,一般都冠以地理名称,成为构造上的专用名称。地名通常采 用最早发现那个角度不整合的地点,它可以是山名,也可以是村、县、省等地名,如我国常见的褶皱幕名称如五台运动、吕梁运动、晋宁运动、广西运动、印支运动、燕山运动等。 复习题

地槽、地台、地盾、克拉通、地质建造 地台基本特征

槽台学说的优缺点

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