第九章大地构造基本理论 本章要点:掌握大地构造基本理论,认识槽台学说、板块构造、地质力学的基本思想和 分析方法:了解相关大地构造单元的油气聚集情况。 大地构造学主要是研究地壳的构造、运动及其发展规律的一门地质学科。当研究对象是 一个比较大的区域时,一般称为区域大地构造学,如对我国来说就称为中国大地构造学。 大地构造学是一门综合性的地质学科。在研究时必须对研究地区的构造运动、沉积作 用、岩浆作用、变质作用、成矿作用及地质发展历史等,进行全面而综合的分析研究。 由于构成地壳的岩石具有复杂多样的运动形式,这些运动都具有一定的规律性。不同的 学者对这种运动的规律性提出不同的观点,因而得出不同的运动模式。有的学者从升降运动 的强度出发,研究地壳上地槽、地台发生发展过程的运动模式,即为槽台学说;另有的学者 从地表各种地质构造的分布,组合、交接关系,研究在地球自转惯性离心力作用下地壳产生 不均匀滑动发生发展过程的运动模式,即为地质力学说:还有的学者从水平运动出发,研究 地壳被分割成若干片块的发生发展过程的运动模式,即为板块构造学说。 近几十年来,随着地球物理、地球化学、海洋地质、同位素地质、深部地质等学科的发 展,随着数、理、化等基础学科与地质学的日益结合,随着遥感新技术、新方法的广泛使用 大地构造学科的研究进入了一个新的发展阶段。 由于历史的原因,大地构造学在我国地质界影响最大的主要是地槽地台说、地质力学说 及板块构造说等三种学说。 地槽地台说(槽台说),又称为传统大地构造学说。它已经有一百多年的历史,长期以 来在大地构造研究中起着主导作用,其理论已渗透到其它地质学科之中。地槽地台学说主要 是将地壳的大陆部分,按其相对活动性划分为强烈活动的地槽区和相对稳定的地台区。这两 大基本构造单元无论在构造变动、岩浆作用、变质作用及成矿作用等方面都具有各自的特点 和发展规律。介于两者之间有一个过渡区,具有地槽和地台的过渡性质。 地质力学是我国地质学家李四光教授创立研究的一门边缘地质学科。在我国地质类的历 史文档中留下了深刻的影响。地质力学是从运动的观点出发,运用力学的原理研究地壳构造 与构造运动。他从构造形变着手,先鉴定其力学性质、组合规律和演变特点,继而推求其构 造应力场,在此基础上来探讨构造运动的方式、方向及构造运动的起源和动力来源。 板块构造又称新全球构造,是二十世纪六十年代初期才形成和发展起来的一门大地构造学 说。这一学说问世后,便得到世界各国地质工作者的强烈反应,目前已基本被地质学界所接 受,是当今世界上最盛行的大地构造学说。板块构造认为:漂浮于地幔软流圈之上的地球外 层岩石圈是一些被断裂或构造活动带分割开的板状块体:每个板块都在不停地运动,边生长、 边移动、边消亡:板块间相互运动是形成地表各种活动和变形的根本原因: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:大陆硅铝层驮于岩石圈板块之上,随 岩石圈板块运动而漂移
第九章 大地构造基本理论 本章要点:掌握大地构造基本理论,认识槽台学说、板块构造、地质力学的基本思想和 分析方法;了解相关大地构造单元的油气聚集情况。 大地构造学主要是研究地壳的构造、运动及其发展规律的一门地质学科。当研究对象是 一个比较大的区域时,一般称为区域大地构造学,如对我国来说就称为中国大地构造学。 大地构造学是一门综合性的地质学科。在研究时必须对研究地区的构造运动、沉积作 用、岩浆作用、变质作用、成矿作用及地质发展历史等,进行全面而综合的分析研究。 由于构成地壳的岩石具有复杂多样的运动形式,这些运动都具有一定的规律性。不同的 学者对这种运动的规律性提出不同的观点,因而得出不同的运动模式。有的学者从升降运动 的强度出发,研究地壳上地槽、地台发生发展过程的运动模式,即为槽台学说;另有的学者 从地表各种地质构造的分布,组合、交接关系,研究在地球自转惯性离心力作用下地壳产生 不均匀滑动发生发展过程的运动模式,即为地质力学说;还有的学者从水平运动出发,研究 地壳被分割成若干片块的发生发展过程的运动模式,即为板块构造学说。 近几十年来,随着地球物理、地球化学、海洋地质、同位素地质、深部地质等学科的发 展,随着数、理、化等基础学科与地质学的日益结合,随着遥感新技术、新方法的广泛使用, 大地构造学科的研究进入了一个新的发展阶段。 由于历史的原因,大地构造学在我国地质界影响最大的主要是地槽地台说、地质力学说 及板块构造说等三种学说。 地槽地台说(槽台说),又称为传统大地构造学说。它已经有一百多年的历史,长期以 来在大地构造研究中起着主导作用,其理论已渗透到其它地质学科之中。地槽地台学说主要 是将地壳的大陆部分,按其相对活动性划分为强烈活动的地槽区和相对稳定的地台区。这两 大基本构造单元无论在构造变动、岩浆作用、变质作用及成矿作用等方面都具有各自的特点 和发展规律。介于两者之间有一个过渡区,具有地槽和地台的过渡性质。 地质力学是我国地质学家李四光教授创立研究的一门边缘地质学科。在我国地质类的历 史文档中留下了深刻的影响。地质力学是从运动的观点出发,运用力学的原理研究地壳构造 与构造运动。他从构造形变着手,先鉴定其力学性质、组合规律和演变特点,继而推求其构 造应力场,在此基础上来探讨构造运动的方式、方向及构造运动的起源和动力来源。 板块构造又称新全球构造,是二十世纪六十年代初期才形成和发展起来的一门大地构造学 说。这一学说问世后,便得到世界各国地质工作者的强烈反应,目前已基本被地质学界所接 受,是当今世界上最盛行的大地构造学说。板块构造认为:漂浮于地幔软流圈之上的地球外 层岩石圈是一些被断裂或构造活动带分割开的板状块体;每个板块都在不停地运动,边生长、 边移动、边消亡;板块间相互运动是形成地表各种活动和变形的根本原因;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;大陆硅铝层驮于岩石圈板块之上,随 岩石圈板块运动而漂移
我国地质学家在大地构造研究领域中,除李四光教授创立和研究的地质力学外,还有著 名的黄汲清、陈国达、张文佑、张伯声、李春显、马杏垣及郭令智等教授,他们分别代表着 不同的大地构造学术观点,不仅在我国形成百花齐放、百家争鸣的可喜局面,促使我国大地 构造研究工作不断向前发展,并在为预测和探查矿产资源及有关生产实践方面,也取得了 定的成效 本书由于篇幅有限,这里主要介绍地槽地台说、板块构造说和地质力学。对于地洼构造 学说、断块构造学说及镶嵌构造说,我们仅介绍其基本观点及这些学者对我国大地构造的主 要看法。 第一节槽台学说 地栢:是地壳上活动的地带,这一概念最初是由美国地质学家」霍尔(HALL1859)和 J.D.丹纳DANNA 1873)先后提出来的。地槽的概念在地质领域里己出现一百多年了。一百 多年来。随者地质科学的发展,地槽的概念不断被修改,内容不断地充实。 地台:是古老的大陆地壳,它的概念首先是由E.徐斯(E.Suess)于1885年提出来的。他 认为,地台是地壳上稳定的,自形成以后不再遭受构造变动的地区。 一、地槽与地台的基本特征 (一)地槽 按照现代对地槽概念的理解,地槽的基本特征在于他的强烈活动性,以及他发展过程 中由坳陷向褶皱带的有规律地转变。它是地壳上最活动的地带。自震旦纪以来活动性非常强 烈的地带,轮廓一般呈狭长带状,长几百至几千公里,宽几十至几百公里,甚至上千公里, 分布在大陆边缘、大陆内部或大陆之间。在地槽发展时期构造运动强烈,升降运动的幅度、 速度及差异性很大:沉积厚度巨大:岩浆活动发有,变质作用和地震强烈:后期形成山脉。 1.地槽区的升降运动 地槽区的升降运动是非常显著的,无论是升降速度、幅度及差异性均很大。按照地槽 区升降运动的特点,可将地槽区发展大体划分为以下两个阶段。 (1)沉降阶段 这一阶段,地槽下降.海侵扩大:主要表现为低洼接受沉积的物陷地带。在下降过程中, 各地段的速度和幅度都不相同。其中,底部强烈下沉,有的地方下降得多些快些,有些地方 下降得少些慢些,甚至发生相对稳定或隆起。地槽区下降强烈的部分,叫地向斜或内地向斜: 下降较少或相对稳定的部分,叫地背斜或内地背斜。这些论述都是对褶皱山系的地层进行详 细研究的结论 (2)回返阶段 回返阶段为上升作用占优势的阶段。在这一阶段里地槽区呈差异性回返隆起,强烈裙皱 形成皱山脉。 地槽风下降到一定程度后,沉隆作用逐渐减弱,而为回返上升所代替。回返作用最先是
我国地质学家在大地构造研究领域中,除李四光教授创立和研究的地质力学外,还有著 名的黄汲清、陈国达、张文佑、张伯声、李春昱、马杏垣及郭令智等教授,他们分别代表着 不同的大地构造学术观点,不仅在我国形成百花齐放、百家争鸣的可喜局面,促使我国大地 构造研究工作不断向前发展,并在为预测和探查矿产资源及有关生产实践方面,也取得了一 定的成效。 本书由于篇幅有限,这里主要介绍地槽地台说、板块构造说和地质力学。对于地洼构造 学说、断块构造学说及镶嵌构造说,我们仅介绍其基本观点及这些学者对我国大地构造的主 要看法。 第一节 槽台学说 地槽:是地壳上活动的地带,这一概念最初是由美国地质学家 J.霍尔(HALL 1859)和 J.D.丹纳(DANNA 1873)先后提出来的。地槽的概念在地质领域里已出现一百多年了。一百 多年来。随着地质科学的发展,地槽的概念不断被修改,内容不断地充实。 地台:是古老的大陆地壳,它的概念首先是由 E.徐斯(E.Suess)于 1885 年提出来的。他 认为,地台是地壳上稳定的,自形成以后不再遭受构造变动的地区。 一、地槽与地台的基本特征 (一)地槽 按照现代对地槽概念的理解,地槽的基本特征在于他的强烈活动性,以及他发展过程 中由坳陷向褶皱带的有规律地转变。它是地壳上最活动的地带。自震旦纪以来活动性非常强 烈的地带,轮廓一般呈狭长带状,长几百至几千公里,宽几十至几百公里,甚至上千公里, 分布在大陆边缘、大陆内部或大陆之间。在地槽发展时期构造运动强烈,升降运动的幅度、 速度及差异性很大;沉积厚度巨大;岩浆活动发育,变质作用和地震强烈;后期形成山脉。 1. 地槽区的升降运动 地槽区的升降运动是非常显著的,无论是升降速度、幅度及差异性均很大。按照地槽 区升降运动的特点,可将地槽区发展大体划分为以下两个阶段。 (1)沉降阶段 这一阶段,地槽下降.海侵扩大;主要表现为低洼接受沉积的拗陷地带。在下降过程中, 各地段的速度和幅度都不相同。其中,底部强烈下沉,有的地方下降得多些快些,有些地方 下降得少些慢些,甚至发生相对稳定或隆起。地槽区下降强烈的部分,叫地向斜或内地向斜; 下降较少或相对稳定的部分,叫地背斜或内地背斜。这些论述都是对褶皱山系的地层进行详 细研究的结论。 (2)回返阶段 回返阶段为上升作用占优势的阶段。在这一阶段里地槽区呈差异性回返隆起,强烈褶皱 形成褶皱山脉。 地槽区下降到一定程度后,沉降作用逐渐减弱,而为回返上升所代替。回返作用最先是
在地向斜中首先形成新的次生的隆起,叫中央隆起。每个地向斜被中央隆起分成两个较小的 拗陷,叫边缘拗陷。中央隆起逐渐扩大,其旁侧的边缘拗陷不断向两侧迁移,当相邻的两个 地向斜回返成两个中央隆起后,其间原来的地背斜反而形成一个新的拗陷叫山间拗陷,如果 此物陷位置发生在地台边缘,则称为山前拗陷。在中央隆起上部,有时发生地堑式陷落叫上 叠拗陷。上述局部回返逐渐变为全面回返,地槽区全面差异性隆起形成一片山区,造成山脉 隆起和其间的拗陷洼地。 地槽从开始下降活动发展到褶皱回返上升形成韬皱山脉的整个过程,称为地槽发展时 期,或称地桔构造旋回。 2.地槽区的沉积建造 地植在不同的发展阶段,常形成一定的沉积建造。我们把在一定的大地构造条件下,某 一构造阶段中生成,具有成因联系的一套岩石的共生组合称为建造。例如,在沉降阶段,其 下降初期形成下部陆屑建造,下降末期形成石灰岩建造:在回返阶段,其上升初期形成上部 陆屑建造,上升末期形成磨拉石建造等。地槽区的典型沉积建造还有硬砂岩建造、细碧角斑 岩建造、复理石建造等。 (I)海底喷发岩建造:在地槽下降最强烈的阶段形成的沉积物组合中,细碧角斑岩建 造为典型,以钠质火山岩如细碧岩、角斑岩、玄武岩、安山岩和凝灰岩等火山岩为主,并伴 有硅质岩和硬砂岩的互层,有时也称硅质一一火山岩建造。我国祁连山地槽就有这种建造。 这样的建造中往往有铁、锰、磷矿床产于硅质岩中:火山岩里则可能有钼、铅、锌、黄铁矿 和稀有元素等矿床。 (2)硬砂岩建造:硬砂岩建造主要由硬砂岩组成,砂岩呈灰色及灰绿色,成分复杂, 分选差,胶结物含量多达20%以上。厚度可达千米以上。一般形成于地槽发有早期,是在 强烈剥蚀迅速堆积的条件下形成的。 (3)泥质页岩建造:泥质页岩建造由泥岩、页岩组成,造岩矿物以粘土矿物为主,常 含有重矿物、黄铁矿和有机质等,呈黑色、绿黑色及褐黑色等,有的成分较复杂。,一般形 成于地槽发育的稳定时期,是在缓慢堆积的条件下形成的。 (4)碳酸盐岩建造:碳酸盐岩建造主要由石灰岩、白云岩组成,造岩矿物以方解石、 白云石等碳酸盐矿物为主,常含有机质,呈灰色、深灰色及灰白色等,有的成分较复杂。 一殷形成于地槽发有的沉降时期,是在地槽下降,海侵扩大的低洼的粉路地带中形成的。与 地台区碳酸盐岩建造相比,地槽区碳酸盐岩建造成分不纯,岩相和厚度变化大。 (5)复理石建造:复理石建造具有典型的复理石韵律,每一韵律自下而上沉积物由粗 变细,厚度由数十公分至1~2米,韵律间常被清晰的侵蚀面分开。整个复理石建造厚度可 达千米甚至数千米。地槽区沉积一般都具韵律特点,复理石建造仅是典型代表。 (6)磨拉石建造:磨拉石建造是一套以砾岩为主的粗碎屑沉积,常为灰色,有时为红 色,分选差,厚度变化大。磨拉石建造是地槽发育最后阶段即裙皱回返形成韬皱山脉的条件 下形成的
在地向斜中首先形成新的次生的隆起,叫中央隆起。每个地向斜被中央隆起分成两个较小的 拗陷,叫边缘拗陷。中央隆起逐渐扩大,其旁侧的边缘拗陷不断向两侧迁移,当相邻的两个 地向斜回返成两个中央隆起后,其间原来的地背斜反而形成一个新的拗陷叫山间拗陷,如果 此拗陷位置发生在地台边缘,则称为山前拗陷。在中央隆起上部,有时发生地堑式陷落叫上 叠拗陷。上述局部回返逐渐变为全面回返,地槽区全面差异性隆起形成一片山区,造成山脉 隆起和其间的拗陷洼地。 地槽从开始下降活动发展到褶皱回返上升形成褶皱山脉的整个过程,称为地槽发展时 期,或称地槽构造旋回。 2.地槽区的沉积建造 地槽在不同的发展阶段,常形成一定的沉积建造。我们把在一定的大地构造条件下,某 一构造阶段中生成,具有成因联系的一套岩石的共生组合称为建造。例如,在沉降阶段,其 下降初期形成下部陆屑建造,下降末期形成石灰岩建造;在回返阶段,其上升初期形成上部 陆屑建造,上升末期形成磨拉石建造等。地槽区的典型沉积建造还有硬砂岩建造、细碧角斑 岩建造、复理石建造等。 (1)海底喷发岩建造:在地槽下降最强烈的阶段形成的沉积物组合中,细碧角斑岩建 造为典型,以钠质火山岩如细碧岩、角斑岩、玄武岩、安山岩和凝灰岩等火山岩为主,并伴 有硅质岩和硬砂岩的互层,有时也称硅质——火山岩建造。我国祁连山地槽就有这种建造。 这样的建造中往往有铁、锰、磷矿床产于硅质岩中;火山岩里则可能有钼、铅、锌、黄铁矿 和稀有元素等矿床。 (2)硬砂岩建造:硬砂岩建造主要由硬砂岩组成,砂岩呈灰色及灰绿色,成分复杂, 分选差,胶结物含量多达 20%以上。厚度可达千米以上。一般形成于地槽发育早期,是在 强烈剥蚀迅速堆积的条件下形成的。 (3)泥质页岩建造:泥质页岩建造由泥岩、页岩组成,造岩矿物以粘土矿物为主,常 含有重矿物、黄铁矿和有机质等,呈黑色、绿黑色及褐黑色等,有的成分较复杂。.一般形 成于地槽发育的稳定时期,是在缓慢堆积的条件下形成的。 (4)碳酸盐岩建造:碳酸盐岩建造主要由石灰岩、白云岩组成,造岩矿物以方解石、 白云石等碳酸盐矿物为主,常含有机质,呈灰色、深灰色及灰白色等,有的成分较复杂。. 一般形成于地槽发育的沉降时期,是在地槽下降,海侵扩大的低洼的拗陷地带中形成的。与 地台区碳酸盐岩建造相比,地槽区碳酸盐岩建造成分不纯,岩相和厚度变化大。 (5)复理石建造:复理石建造具有典型的复理石韵律,每一韵律自下而上沉积物由粗 变细,厚度由数十公分至 1~2 米,韵律间常被清晰的侵蚀面分开。整个复理石建造厚度可 达千米甚至数千米。地槽区沉积一般都具韵律特点,复理石建造仅是典型代表。 (6)磨拉石建造:磨拉石建造是一套以砾岩为主的粗碎屑沉积,常为灰色,有时为红 色,分选差,厚度变化大。磨拉石建造是地槽发育最后阶段即褶皱回返形成褶皱山脉的条件 下形成的
3.地槽的构造特征 地植经褶皱回返转变成褶皱系,形成地槽的构造。地槽的构造是多期构造运动形成的, 因而是多旋回的。早期形成的先期构造又往往被后期形成的后期构造所改造、重叠和干扰, 所以,地槽内的构造是相当复杂的,一般来说,地槽区的构造变动主要发生在每一旋回的回 返阶段。 (1)地槽内褶皱的主要特征 在平面上一系列熠皱沿轴向延伸很远,其走向与地槽的总体走向大致相同:在剖面上背 斜和向斜紧密相间、同等发有、连续出现,褶皱总是不间断地布满整个地槽;有些褶皱在相 当大的范围内,其韬曲轴面向同一方向倾斜,显示了组成褶皱的岩层向同一方向推移的动向。 (2)地槽内断裂的主要特征 断裂走向和褶皱轴向平行,延伸长而规模大:断裂面倾向与线形褶曲轴面倾向一致,断 裂性质多属逆断层和逆掩断层,有的还可以出现规模巨大的推覆体:在剖面上一系列相平行 的逆冲断层组成迭瓦状构造。 (3)地槽区构造的组合类型 地槽区构造的组合类型主要有:复背斜构造带:复向斜构造带:褶皱构造带:断裂构 造带:褶皱断裂构造带。 总之,地槽区的构造有连续发有广布全区的特点。 4.地梧的岩浆活动 地栢是地壳上最强烈的构造活动带,因而具有最复杂的岩浆活动历史。主要表现为 活动方式:既有大规模的海底火山喷发,又有基性、超基性到酸性的大型岩浆侵入。 岩石类型:超基性、基性、中酸性等岩石 发有时间:贯穿地槽发展的整个历史时期,而且是多期活动的。 岩浆活动的顺序:初期岩浆活动以基性岩类为主。既有火山岩,也有侵入岩。地槽早期 的岩浆活动与其早期的深断裂活动有关,深断裂沟通了地幔顶部的岩浆源:晚期的岩浆活动 是以酸性岩浆的侵入为特征,其侵入作用往往与地槽的帮皱造山作用相伴而行。 根据岩浆活动的强烈程度,可将地槽分为优地槽及冒地槽两种。优地槽的岩浆活动十分 强烈和复杂,从活功方式来看,既有喷发作用,又有侵入作用:从岩浆性质看,自基性到酸 性均有,有时还有碱性:从活动时间看,整个地槽旋回发展过程均有岩浆活动:从活动规律 看,初期为基性喷发活动,逐渐地被中酸性喷发活动或浅成小型侵入和层状侵入所代替,岩 性上也由基性逐渐过渡为中酸性。在回返时期,与褶皱同时有广泛花岗岩浆侵入活动,往往 在复背斜中央形成巨大岩基:褶皱后期,伴随着褶皱作用所引起的断裂构造,有裂隙式酸性 及超酸性侵入,有时有碱性侵入活动,之后岩浆性质又趋于基性,最后全区隆起,再度变为 喷发活动。而目地槽的特征则是其中只发生沉积作用,缺失火山岩。 5.地槽的变质作用 由于地槽区是地壳活动性十分强烈的地区,所以变质作用同样也十分强烈,特别是优
3.地槽的构造特征 地槽经褶皱回返转变成褶皱系,形成地槽的构造。地槽的构造是多期构造运动形成的, 因而是多旋回的。早期形成的先期构造又往往被后期形成的后期构造所改造、重叠和干扰, 所以,地槽内的构造是相当复杂的,一般来说,地槽区的构造变动主要发生在每一旋回的回 返阶段。 (1)地槽内褶皱的主要特征 在平面上一系列褶皱沿轴向延伸很远,其走向与地槽的总体走向大致相同;在剖面上背 斜和向斜紧密相间、同等发育、连续出现,褶皱总是不间断地布满整个地槽;有些褶皱在相 当大的范围内,其褶曲轴面向同一方向倾斜,显示了组成褶皱的岩层向同一方向推移的动向。 (2)地槽内断裂的主要特征 断裂走向和褶皱轴向平行,延伸长而规模大;断裂面倾向与线形褶曲轴面倾向一致,断 裂性质多属逆断层和逆掩断层,有的还可以出现规模巨大的推覆体;在剖面上一系列相平行 的逆冲断层组成迭瓦状构造。 (3)地槽区构造的组合类型 地槽区构造的组合类型主要有:复背斜构造带;复向斜构造带;褶皱构造带;断裂构 造带;褶皱断裂构造带。 总之,地槽区的构造有连续发育广布全区的特点。 4.地槽的岩浆活动 地槽是地壳上最强烈的构造活动带,因而具有最复杂的岩浆活动历史。主要表现为: 活动方式:既有大规模的海底火山喷发,又有基性、超基性到酸性的大型岩浆侵入。 岩石类型:超基性、基性、中酸性等岩石 发育时间:贯穿地槽发展的整个历史时期,而且是多期活动的。 岩浆活动的顺序:初期岩浆活动以基性岩类为主。既有火山岩,也有侵入岩。地槽早期 的岩浆活动与其早期的深断裂活动有关,深断裂沟通了地幔顶部的岩浆源;晚期的岩浆活动 是以酸性岩浆的侵入为特征,其侵入作用往往与地槽的褶皱造山作用相伴而行。 根据岩浆活动的强烈程度,可将地槽分为优地槽及冒地槽两种。优地槽的岩浆活动十分 强烈和复杂,从活功方式来看,既有喷发作用,又有侵入作用;从岩浆性质看,自基性到酸 性均有,有时还有碱性;从活动时间看,整个地槽旋回发展过程均有岩浆活动;从活动规律 看,初期为基性喷发活动,逐渐地被中酸性喷发活动或浅成小型侵入和层状侵入所代替,岩 性上也由基性逐渐过渡为中酸性。在回返时期,与褶皱同时有广泛花岗岩浆侵入活动,往往 在复背斜中央形成巨大岩基;褶皱后期,伴随着褶皱作用所引起的断裂构造,有裂隙式酸性 及超酸性侵入,有时有碱性侵入活动,之后岩浆性质又趋于基性,最后全区隆起,再度变为 喷发活动。而冒地槽的特征则是其中只发生沉积作用,缺失火山岩。 5.地槽的变质作用 由于地槽区是地壳活动性十分强烈的地区,所以变质作用同样也十分强烈,特别是优
地槽表现的最为明显,各种变质作用互相结合形成强烈的区域变质岩带。地槽区岩石的变质 作用是与地桔的岩浆活动性紧密相关的。地槽内地壳大幅度沉降及上覆巨厚岩层的形成, 使岩层受到高温高压的影响,引起区域变质。强烈的岩浆活动,引起接触变质。剧烈的构造 变动,特别是断裂变动,也会引起动力变质。 6.地槽的矿产 地槽内矿产既丰富又多样,既发有了与沉积作用有关的外生矿床,也形成了与岩浆活动 有关的内生矿床。巨厚的沉积岩系为形成石油、天然气、煤、铁、铝等提供了有利的条件。 (二)地台 地台是由地槽发展而来的,一个地槽沉积带经过剧测的造山运动和相伴的岩浆活动之 后,就回返褶皱而成稳定地带,而且与相邻的老地台合并。有些地质学家将地槽转化为地台 的过程称为“僵化”,之后就进入了地台发展阶段。 1.地台的双层结构 (1)地台的基底:地台的下覆层。组成基底的岩石是各种结品变质岩系。它们的原始 岩石则为巨厚的碎屑岩、火山岩和复理石建造等。由于经历了强烈的裙皱运动、变质作用 及岩浆侵入,使其转变为不同程度的变质岩系。 (2)地台的盖层:地台的上覆层,以角度不整合覆盖于基底之上。盖层是由各种地台 型沉积建造所组成,厚度小,岩相变化不显著,构造变动微弱,很少变质。地壳表现为大面 积的缓慢上升和下降,运动的差异性较小。(如图91) 图9一】地台结构示意图 2.地台的类型 按基底形成时代划分:古地台(寒武纪之前形成,又称为“克拉通”)和年轻地台(基底 是寒武纪以来形成的)。 按地台稳定的程度划分(黄汲清1945):正地台:比较稳定,基底僵化程度高,盖层 沉积薄,构造变动轻微,无重要的中酸性岩浆活动:准地台:较活动,基底硬化程度低,盖 层沉积较厚,构造变动较强烈,岩浆活动广泛而显著。 3.地台内部构造单元划分 根据地台不同部分沉积盖层厚薄和构造变动的特点,可将其划分四个二级单元(留8一1)。 ①地盾(地轴):前寒武纪形成的地台称古地台或克拉通。有些克拉通的盖层由于长期 剥蚀抬升,结晶基底大面积出露,这种地区称为地盾
地槽表现的最为明显,各种变质作用互相结合形成强烈的区域变质岩带。地槽区岩石的变质 作用.是与地槽的岩浆活动性紧密相关的。地槽内地壳大幅度沉降及上覆巨厚岩层的形成, 使岩层受到高温高压的影响,引起区域变质。强烈的岩浆活动,引起接触变质。剧烈的构造 变动,特别是断裂变动,也会引起动力变质。 6.地槽的矿产 地槽内矿产既丰富又多样,既发育了与沉积作用有关的外生矿床,也形成了与岩浆活动 有关的内生矿床。巨厚的沉积岩系为形成石油、天然气、煤、铁、铝等提供了有利的条件。 (二)地台 地台是由地槽发展而来的,一个地槽沉积带经过剧烈的造山运动和相伴随的岩浆活动之 后,就回返褶皱而成稳定地带,而且与相邻的老地台合并。有些地质学家将地槽转化为地台 的过程称为“僵化”,之后就进入了地台发展阶段。 1.地台的双层结构 (1)地台的基底:地台的下覆层。组成基底的岩石是各种结晶变质岩系。它们的原始 岩石则为巨厚的碎屑岩 、火山岩和复理石建造等。由于经历了强烈的褶皱运动、变质作用 及岩浆侵入,使其转变为不同程度的变质岩系。 (2)地台的盖层:地台的上覆层,以角度不整合覆盖于基底之上。盖层是由各种地台 型沉积建造所组成,厚度小,岩相变化不显著,构造变动微弱,很少变质。地壳表现为大面 积的缓慢上升和下降,运动的差异性较小。(如图 9-1) 图 9—1 地台结构示意图 2.地台的类型 按基底形成时代划分:古地台(寒武纪之前形成,又称为“克拉通”)和年轻地台(基底 是寒武纪以来形成的)。 按地台稳定的程度划分(黄汲清 1945):正地台:比较稳定,基底僵化程度高,盖层 沉积薄,构造变动轻微,无重要的中酸性岩浆活动;准地台:较活动,基底硬化程度低,盖 层沉积较厚,构造变动较强烈,岩浆活动广泛而显著。 3.地台内部构造单元划分 根据地台不同部分沉积盖层厚薄和构造变动的特点,可将其划分四个二级单元(图 8—1)。 ①地盾(地轴):前寒武纪形成的地台称古地台或克拉通。有些克拉通的盖层由于长期 剥蚀抬升,结晶基底大面积出露,这种地区称为地盾
②台背斜:是地台内部的大型隆起单元。其上沉积盖层厚度较小,沉积间断较多,在相 邻的台向斜中发有的某些地层延伸至台背斜可能完全缺失。 ③台向斜:是地台上相对坳陷的负向单元。沉积盖层发育完全,厚度较大,在较大范用 内岩相和厚度均较稳定。 ④台裙带(沉降带):是地台上的褶皱带。它是地台上最深沉降带。早期强烈下降,有 些沉降带本伴有火山喷发,后期强烈褶皱,形成地台和地槽间的过波性褶皱,有时还伴有酸 性花岗岩的侵入。 地台内的三级构造单元:隆起区(带、隆断区(带)、隆褶区(带)、坳陷区(带入、坳 断区(带)、坳褶区(带)。 地台内的四级构造单元:凸起、凹陷、穹褶、穹断、凹断、凹褶。 地台内的五级构造单元:背斜、向斜、穹隆、挠曲、地堑、地垒 4.地台的沉积建造 地台的沉积建造是在构造活动相对稳定的环境中形成的,其沉积盖层的厚度及岩相变化 均比地棺区稳定,沉积厚度一般不大,并有其独特的建造特点。 (1)地台的沉积建造特点: ①岩性以砂质、粘土质和碳酸盐为主,浅海相沉积物居多,少复理石、磨拉石、火山岩 建造。 ②组成建造的岩性单一,结构均匀,分布面积广,相变不大、厚度稳定。 ③不同建造之间多为整合或假整合接触。 ④由于沉积环境稳定和分布面积广,所以反映当时的沉积相和古气候特征明显。 (2)地台沉积的特点 下降阶段(早期):褶皱基底遭受长期剥蚀,坳陷范围由小变大,沉积环境由陆相过渡 为海相,出现沉积物颗粒由粗变细的海侵沉积序列。该阶段后期,主要是碳酸盐沉积 上升阶段(晚期):随着地壳不断上升,海侵范围缩小,出现了沉积物由细变粗的海退 沉积序列。以后变为海陆交互相沉积,乃至全部为陆相沉积所代替。 (3)地台区典型的沉积建造 地台区沉积建造主要有石英砂岩建造、碳酸盐建造、含煤一铝土矿一铁建造、红色建造 及陆相火山一碎屑岩建造等。它们一般均反映地台区升降运动的特点。 ①石英砂岩建造:石英砂岩建造在地台上广泛发有。主要为成分较纯的石英砂岩组成, 分选性及圆度均较好,交错层理发有。这类建造大部分属近海沉积。其成因有风成、湖成及 河成沉积等。 ②碳酸盐岩建造:碳酸盐岩建造在地台上也广泛发有。主要由浅色石灰岩和白云岩组成, 与地槽区碳酸盐岩建造相比,地台区碳酸盐建造成分较纯,岩相厚度变化不大。 ③含煤一铝土矿一建造:含煤一铝士矿一铁建造,主要由砂质、泥质沉积及与其共生的 铝土矿、铁矿、煤及耐火粘土等沉积组成,一般均形成于明显的基岩侵蚀面上。地台区含煤
②台背斜:是地台内部的大型隆起单元。其上沉积盖层厚度较小,沉积间断较多,在相 邻的台向斜中发育的某些地层延伸至台背斜可能完全缺失。 ③台向斜:是地台上相对坳陷的负向单元。沉积盖层发育完全,厚度较大,在较大范围 内岩相和厚度均较稳定。 ④台褶带(沉降带):是地台上的褶皱带。它是地台上最深沉降带。早期强烈下降,有 些沉降带本伴有火山喷发,后期强烈褶皱,形成地台和地槽间的过渡性褶皱,有时还伴有酸 性花岗岩的侵入。 地台内的三级构造单元:隆起区(带)、隆断区(带)、隆褶区(带)、坳陷区(带)、坳 断区(带)、坳褶区(带)。 地台内的四级构造单元:凸起、凹陷、穹褶、穹断、凹断、凹褶。 地台内的五级构造单元:背斜、向斜、穹隆、挠曲、地堑、地垒 。 4.地台的沉积建造 地台的沉积建造是在构造活动相对稳定的环境中形成的,其沉积盖层的厚度及岩相变化 均比地槽区稳定,沉积厚度一般不大,并有其独特的建造特点。 (1) 地台的沉积建造特点: ①岩性以砂质、粘土质和碳酸盐为主,浅海相沉积物居多,少复理石、磨拉石、火山岩 建造。 ②组成建造的岩性单一,结构均匀,分布面积广,相变不大、厚度稳定。 ③不同建造之间多为整合或假整合接触。 ④由于沉积环境稳定和分布面积广,所以反映当时的沉积相和古气候特征明显。 (2)地台沉积的特点 下降阶段(早期):褶皱基底遭受长期剥蚀,坳陷范围由小变大,沉积环境由陆相过渡 为海相,出现沉积物颗粒由粗变细的海侵沉积序列。该阶段后期,主要是碳酸盐沉积。 上升阶段(晚期):随着地壳不断上升,海侵范围缩小,出现了沉积物由细变粗的海退 沉积序列。以后变为海陆交互相沉积,乃至全部为陆相沉积所代替。 (3)地台区典型的沉积建造 地台区沉积建造主要有石英砂岩建造、碳酸盐建造、含煤一铝土矿一铁建造、红色建造、 及陆相火山一碎屑岩建造等。它们一般均反映地台区升降运动的特点。 ①石英砂岩建造:石英砂岩建造在地台上广泛发育。主要为成分较纯的石英砂岩组成, 分选性及圆度均较好,交错层理发育。这类建造大部分属近海沉积。其成因有风成、湖成及 河成沉积等。 ②碳酸盐岩建造:碳酸盐岩建造在地台上也广泛发育。主要由浅色石灰岩和白云岩组成, 与地槽区碳酸盐岩建造相比,地台区碳酸盐建造成分较纯,岩相厚度变化不大。 ③含煤一铝土矿一建造:含煤一铝土矿一铁建造,主要由砂质、泥质沉积及与其共生的 铝土矿、铁矿、煤及耐火粘土等沉积组成,一般均形成于明显的基岩侵蚀面上。地台区含煤
建造与地槽区相比,其特点是煤系厚度不大,煤层层数少,各层煤的厚度较大,且比较稳定, ④红色碎屑岩建造:红色建造多形成于地台的发展后期。主要由碎屑岩构成。它分滨海 一浅海相沉积与陆相沉积两种,前者常有泥灰岩、灰岩及白云岩夹层,后者粗碎屑岩较多, 且含较多石音盐类矿床。 ⑤陆相火山碎屑岩建造:陆相火山一碎屑岩建造,包括中、酸性及少量基性的火山熔岩 凝灰岩及集块岩,中夹有大量碎屑岩,厚度不等,数十米至一、二千米。 5.地台的岩浆活动 无论是岩浆活动规模及岩浆活动方式。地台区沉积盖层的岩浆活动的强度均比地槽区相 差很多,是不强烈的。地台区岩浆活动大致分为两类:一类是小型浅层侵入,如岩墙等类裂 隙式侵入岩体多发有在台褶带内:另一类是大片玄武岩流,往往出现在地台区的负性构造内。 地台的沉积盖层一般不发生区域变质,仅局部地区有接触变质和动力变质。我国地台区岩 浆活动,除中生代比较强烈外,其它时期均较微弱 6.地台的构造变动 基底控制着盖层构造,盖层构造又可能影响基底构造:基底僵化程度高的地区,盖层构 造表现为形变微弱的特点,反之基底僵化程度低的地区,盖层表现较强烈的构造变形,构造 形式有继承性。同样,盖层在形变过程中,对基底的构造产生了明显的改造作用,使基底进 步破碎或导致构造线方向发生偏转】 地台盖层构造的一般特点: 地台区的褶皱一般比较开阔,通常是一些孤立的短轴褶皱,如穹隆、长垣、短轴背斜 和构造盆地。但在台褶带内褶皱比较强烈,出现一些紧闭的梳状、箱状等构造,空间组合上 构成了隔挡式或隔槽式褶皱。 地台区断裂变动一般不强烈,且多为正断层,主要发有在隆起区,常成群出现组成地堑、 地垒等构造。地台区的逆断层相对较少 7.地台的矿产 地台在漫长的发展过程中,既有产生各种矿产的沉积建造和岩浆岩类,又有赋存各种矿 产的构造条件。所以其矿产是非常丰富的。 沉积矿产有:石油、天然气、煤、磷、铁、铝矾土和盐类等 内生矿产有:铁、铜、钼、铅、锌、汞、金刚石、稀有和稀土元素等矿产。 二、地槽的发展模式 自从地槽的概念提出以来,对于它的产生原因和发展模式,国内外地质学家提出了许多 论述。一般认为,地槽从强烈活动开始到最后褶皱成山,是向着稳定的方向发展,期间经历 过复杂的、有规律的发展过程。归纳起来,是两种模式:单旋回发展和多旋回发展。 1.地栖发展的单旋回模式 (1)单旋回模式的奠基人是H史提勒,他以构造岩浆旋回为主线,提出了地槽发展的 单旋回模式:
建造与地槽区相比,其特点是煤系厚度不大,煤层层数少,各层煤的厚度较大,且比较稳定。 ④红色碎屑岩建造:红色建造多形成于地台的发展后期。主要由碎屑岩构成。它分滨海 一浅海相沉积与陆相沉积两种,前者常有泥灰岩、灰岩及白云岩夹层,后者粗碎屑岩较多, 且含较多石膏盐类矿床。 ⑤陆相火山碎屑岩建造:陆相火山一碎屑岩建造,包括中、酸性及少量基性的火山熔岩、 凝灰岩及集块岩,中夹有大量碎屑岩,厚度不等,数十米至一、二千米。 5.地台的岩浆活动 无论是岩浆活动规模及岩浆活动方式。地台区沉积盖层的岩浆活动的强度均比地槽区相 差很多,是不强烈的。地台区岩浆活动大致分为两类:一类是小型浅层侵入,如岩墙等类裂 隙式侵入岩体多发育在台褶带内;另一类是大片玄武岩流,往往出现在地台区的负性构造内。 地台的沉积盖层一般不发生区域变质,仅局部地区有接触变质和动力变质。.我国地台区岩 浆活动,除中生代比较强烈外,其它时期均较微弱。 6.地台的构造变动 基底控制着盖层构造,盖层构造又可能影响基底构造:基底僵化程度高的地区,盖层构 造表现为形变微弱的特点,反之基底僵化程度低的地区,盖层表现较强烈的构造变形,构造 形式有继承性。同样,盖层在形变过程中,对基底的构造产生了明显的改造作用,使基底进 一步破碎或导致构造线方向发生偏转。 地台盖层构造的一般特点: 地台区的褶皱一般比较开阔,通常是一些孤立的短轴褶皱,如穹隆、长垣、短轴背斜 和构造盆地。但在台褶带内褶皱比较强烈,出现一些紧闭的梳状、箱状等构造,空间组合上 构成了隔挡式或隔槽式褶皱。 地台区断裂变动一般不强烈,且多为正断层,主要发育在隆起区,常成群出现组成地堑、 地垒等构造。地台区的逆断层相对较少。 7.地台的矿产 地台在漫长的发展过程中,既有产生各种矿产的沉积建造和岩浆岩类,又有赋存各种矿 产的构造条件。所以其矿产是非常丰富的。 沉积矿产有:石油、天然气、煤、磷、铁、铝矾土和盐类等。 内生矿产有:铁、铜、钼、铅、锌、汞、金刚石、稀有和稀土元素等矿产。 二、地槽的发展模式 自从地槽的概念提出以来,对于它的产生原因和发展模式,国内外地质学家提出了许多 论述。一般认为,地槽从强烈活动开始到最后褶皱成山,是向着稳定的方向发展,期间经历 过复杂的、有规律的发展过程。归纳起来,是两种模式:单旋回发展和多旋回发展。 1.地槽发展的单旋回模式 (1)单旋回模式的奠基人是 H.史提勒,他以构造岩浆旋回为主线,提出了地槽发展的 单旋回模式:
初期岩浆活动:(地槽期)蛇绿岩 同造山岩浆活动:(造山幕)花岗岩 高造山:顺层花岗岩和区域变质 晚造山:穿层花岗岩和接触变质 后继岩浆活动(半克拉通期)安山岩等喷发,各种斑岩侵入 末期岩浆活动(全克拉通期)玄武岩 (2)B.B.别洛乌索夫地槽发展模式 地槽以下降为主的阶段 地槽以上升为主的阶段 地槽全面转变形成褶皱山系,标志着地槽发展的结束 在褶皱山系的逐步发展过程中,往往产生一些新的构造单元边缘坳陷、山前坳陷、山间 坳陷 2.地槽发展的多旋回模式 我国地质学家黄汲清教授于1945年提出了地槽发展的多旋回理论。他认为地槽转化为 帮皱山系的裙皱运动不是单旋回的,而是多旋回的。即一个褶皱山系的形成往往经历了多次 褶皱运动。1960年代,他进一步指出:地槽发展的多旋回性,不仅是多旋回的裙皱运动, 还包括多旋回的断裂运动、多旋回的岩浆活动、多旋回的沉积作用、多旋回的变质作用、多 旋回的成矿作用。(如图9-2) 吃型拉 系期 发后 服阶 上 光空 地料 地斜 地育制地内斜 地台区 图92地槽发展阶段示意图
初期岩浆活动:(地槽期) 蛇绿岩 同造山岩浆活动:(造山幕) 花岗岩 高造山:顺层花岗岩和区域变质 晚造山:穿层花岗岩和接触变质 后继岩浆活动(半克拉通期)安山岩等喷发,各种斑岩侵入 末期岩浆活动(全克拉通期) 玄武岩 (2)B.B.别洛乌索夫地槽发展模式 地槽以下降为主的阶段 地槽以上升为主的阶段 地槽全面转变形成褶皱山系,标志着地槽发展的结束 在褶皱山系的逐步发展过程中,往往产生一些新的构造单元:边缘坳陷、山前坳陷、山间 坳陷 2.地槽发展的多旋回模式 我国地质学家黄汲清教授于 1945 年提出了地槽发展的多旋回理论。他认为地槽转化为 褶皱山系的褶皱运动不是单旋回的,而是多旋回的。即一个褶皱山系的形成往往经历了多次 褶皱运动。1960 年代,他进一步指出:地槽发展的多旋回性,不仅是多旋回的褶皱运动, 还包括多旋回的断裂运动、多旋回的岩浆活动、多旋回的沉积作用、多旋回的变质作用、多 旋回的成矿作用。(如图 9-2) 褶 皱 系 发 展 期 地 槽 期 后 阶 段 内部磨拉石建造 晚期磨拉 石建造 早期磨拉 石建造 地 槽 发 展 期 上 升 阶 段 下 降 阶 段 晚 期 中 期 早 期 深大断裂 火山岩建 造 泥质页岩建造 礁灰岩建造 泥质岩建造 下部陆屑建造 地台区 地背斜 地向斜 地背斜 地 向斜 地槽区 泥灰岩建 造 礁灰岩建造 上部 陆源复 理 石建造 边缘坳陷 上部陆源复 理石建造 图 9-2 地槽发展阶段示意图
多旋回模式的特点 开始时蛇绿岩套沿深断裂带出现,紧接者复理石大量沉积。然后,地槽沉积带的一部分褶 皱成山,花岗岩类侵入。紧接着各种斑岩形成小侵入体,在地面有安山岩喷发。这是形成地 槽阶段的第一旋回。第二、三、四旋回的发展大致与此相同。当然各旋回情况不尽相同,有 的可能缺乏蛇绿岩,有的可能缺乏花岗岩或安山岩等等。磨拉石建造一般在早期很少,主要 发育在主地槽期及后地槽期。 多旋回模式的内容: 蛇绿岩套是一种高铁镁的变质岩组合,矿物成分是蛇纹石、氯帘石、绿泥石等。它原本 是粗晶辉长岩、粗晶辉绿岩以及类似成分的火山岩和放射虫燧石岩等经过水热变质而成的多 种岩石的组合,通常出现在曾经是深海沟,现在已经褶皱回返成为褶皱山系的地槽区。它是 地梧活动初始时,地壳强烈下沉,并出现裂缝,上地幔中的熔融物质喷涌出来,成为水下火 山,生成枕状玄武岩与同时生活在那种环境中的放射虫等和从熔岩中析出的硅质间夹着沉积 在一起造成的。 按照多旋回说,地槽区的典型沉积建造有: 复理石建造:由海相陆源碎屑物质,主要由砂、泥质组成,有明显的韵律特征。单个韵 律的底面常为冲刷面,底部由粗粒物质组成,往上逐渐变细,直到上一个韵律开始。每个韵 律的厚度可自数厘米到数十厘米:整个建造共有成百上千个韵律,总厚可达上万米。这个建 造中砾岩很少,交错层和波痕罕见,几乎不含化石,虽有韵律,却是十分单调的。 磨拉石建造:是一套以陆相粗粒碎屑岩为主的建造:其中的砂岩、砾岩分选性差,单层 厚度相当大:也可夹有少量泥质、钙质沉积,总体上层理不规则,可有交错层、波痕等:岩 性和厚度在侧向追索时都很不稳定。它是地梧发展后期,己有部分褶皱隆起成山,陡峻的山 岭受到强烈的冲刷剥蚀时沉积在是山间或山前的拗陷带中的沉积物。 属于岩浆岩的除上述蛇绿岩套外,还有: 细碧角斑岩建造:典型的代表岩石是钠质火山岩如细碧岩、角斑岩以及玄武岩、安山岩 凝灰岩等,其中也伴有各种硅质岩和硬砂岩,它们成互层,其中硅质岩中常见富铁、锰、磷 等矿床,火山岩中则常含铜、铅、锌、黄铁矿和稀有元素等矿床。我国祁连山地槽中就有这 样的建造」 此外,地槽中会有大型的花岗岩侵入,而且往往是多旋回的:同时也有斑岩等小型岩体 和安山岩质的熔岩以相当暴烈的方式喷发出来。 地悟活动的每一个阶段都会有断裂活动:沉降阶段会有张性的深断裂发生,导致地幔中 的熔融物质喷涌,形成高铁镁的火山岩,后经水热变质,产生蛇绿岩套。地槽回返时,一般 伴有强大的挤压活动,造成复杂的紧闭裙皱,以及叠瓦状的逆冲、逆掩断层,同时,由于地 槽带很长,各个段落间运动不均匀,横向的平移错断在所难免:可见,地槽区断层必然多见 而且类型多样。每个旋回如此,多旋回活动的地槽自然是褶皱、断裂都很发育了。 地槽说认为在地槽回返期伴随者岩浆活动,来自地下的液态物质与深埋地下获得的高温
多旋回模式的特点: 开始时蛇绿岩套沿深断裂带出现,紧接着复理石大量沉积。然后,地槽沉积带的一部分褶 皱成山,花岗岩类侵入。紧接着各种斑岩形成小侵入体,在地面有安山岩喷发。这是形成地 槽阶段的第一旋回。第二、三、四旋回的发展大致与此相同。当然各旋回情况不尽相同,有 的可能缺乏蛇绿岩,有的可能缺乏花岗岩或安山岩等等。磨拉石建造一般在早期很少,主要 发育在主地槽期及后地槽期。 多旋回模式的内容: 蛇绿岩套是一种高铁镁的变质岩组合,矿物成分是蛇纹石、氯帘石、绿泥石等。它原本 是粗晶辉长岩、粗晶辉绿岩以及类似成分的火山岩和放射虫燧石岩等经过水热变质而成的多 种岩石的组合,通常出现在曾经是深海沟,现在已经褶皱回返成为褶皱山系的地槽区。它是 地槽活动初始时,地壳强烈下沉,并出现裂缝,上地幔中的熔融物质喷涌出来,成为水下火 山,生成枕状玄武岩与同时生活在那种环境中的放射虫等和从熔岩中析出的硅质间夹着沉积 在一起造成的。 按照多旋回说,地槽区的典型沉积建造有: 复理石建造:由海相陆源碎屑物质,主要由砂、泥质组成,有明显的韵律特征。单个韵 律的底面常为冲刷面,底部由粗粒物质组成,往上逐渐变细,直到上一个韵律开始。每个韵 律的厚度可自数厘米到数十厘米;整个建造共有成百上千个韵律,总厚可达上万米。这个建 造中砾岩很少,交错层和波痕罕见,几乎不含化石,虽有韵律,却是十分单调的。 磨拉石建造:是一套以陆相粗粒碎屑岩为主的建造;其中的砂岩、砾岩分选性差,单层 厚度相当大;也可夹有少量泥质、钙质沉积,总体上层理不规则,可有交错层、波痕等;岩 性和厚度在侧向追索时都很不稳定。它是地槽发展后期,已有部分褶皱隆起成山,陡峻的山 岭受到强烈的冲刷剥蚀时沉积在是山间或山前的拗陷带中的沉积物。 属于岩浆岩的除上述蛇绿岩套外,还有: 细碧角斑岩建造:典型的代表岩石是钠质火山岩如细碧岩、角斑岩以及玄武岩、安山岩、 凝灰岩等,其中也伴有各种硅质岩和硬砂岩,它们成互层,其中硅质岩中常见富铁、锰、磷 等矿床,火山岩中则常含铜、铅、锌、黄铁矿和稀有元素等矿床。我国祁连山地槽中就有这 样的建造。 此外,地槽中会有大型的花岗岩侵入,而且往往是多旋回的;同时也有斑岩等小型岩体 和安山岩质的熔岩以相当暴烈的方式喷发出来。 地槽活动的每一个阶段都会有断裂活动:沉降阶段会有张性的深断裂发生,导致地幔中 的熔融物质喷涌,形成高铁镁的火山岩,后经水热变质,产生蛇绿岩套。地槽回返时,一般 伴有强大的挤压活动,造成复杂的紧闭褶皱,以及叠瓦状的逆冲、逆掩断层,同时,由于地 槽带很长,各个段落间运动不均匀,横向的平移错断在所难免;可见,地槽区断层必然多见 而且类型多样。每个旋回如此,多旋回活动的地槽自然是褶皱、断裂都很发育了。 地槽说认为在地槽回返期伴随着岩浆活动,来自地下的液态物质与深埋地下获得的高温
高压导致了大范围的变质作用,形成片麻岩等结晶颗粒粗大的变质岩。野外观察常能见到有 的片麻岩宏观上显示层状构造,而局部细看,则不易察觉与花岗岩的差异:同时沿着走向追 索时,片麻岩常有逐渐过渡成花岗岩体的事实,而且,花岗岩体所占据的空间大部分是吞蚀 了原来的沉积岩层的。因此地质界长期存在着花岗岩起源的争议,也就是花岗岩化问题。有 些变质很深的超变质岩中,还发现有肠状构造、眼球状构造、以及角砾状构造:它们的周围 则是含硅、钾、钠较丰富的花岗岩质物质,这是由地壳深部来的富硅、钾、钠的岩汁与围岩 发生强烈相互交代的结果。地质人员将这个过程称为混合岩化作用,所产生的岩石统称混合 岩。混合岩的发现进一步支持了花岗岩化观点。既然大型花岗岩基几乎全部出现在地槽区, 这里也就是花岗岩化与混合岩化发生的所在。这类问题往往能在板块构造学说中得到共识。 按照黄汲清先生所揭示的地槽活动多旋回性,地槽区就会出现不只一次,各有差别的变质作 用。 按照多旋回说,一个地区的成矿作用也是多旋回的。这里所说的成矿作用就是某种有用 的元素或矿物集中起来,达到具有开采利用价值的矿床的过程。各种元素、矿物分散在地壳 中,当经受风化作用、搬运作用、沉积和成岩作用以及岩浆结品冷凝过程和变质作用时都有。 按照其物理性质如比重、熔点和化学性质如溶解度、化合能力等方面的差异富集成为具有经 济价值的矿床的机会。因此每一个地槽活动旋回的不同阶段,都会有宜于某种特定矿床生成 的时间和空间。地槽活动后期出现的边缘拗陷,常有含丰富有机质的沉积层被迅速埋藏,成 为生油层。 3.地植的基本类型 1935年H史提勒的分类: 正地槽:两个大陆之间的地槽或大陆与海洋克拉通之间的地槽。 准地槽:大陆上的海盆坳陷。 1941年H.史提勒又提出一种新的分类方案: 优地槽:初期岩浆活动非常强烈。 冒地槽:缺乏岩浆活动。它们的具体特征如下: 优地槽特征: 岩浆活动很强烈,多旋回明显。基性超基性岩侵入和海相火山喷发从地槽发展初期直到 末期可以出现若干次,花岗岩侵入也是。喷发岩出现在比较平静的下降阶段,花岗岩类则出 现在褶皱隆起阶段:沉积建造海相较多,具多旋回性:褶皱运动显示多旋回性,褶皱带在横 向和纵向上有迁移:区域变质广泛,有花岗岩化和混合岩化的深变质带。 冒地槽特征: 岩浆活动一般很弱,多旋回性不明显。一般缺乏基性超基性岩和火山岩,花岗岩类也缺 乏,但在地槽回返阶段有重要发展:沉积建造浅海相较多,一般以碎屑岩、碳酸盐岩、复 理石等为主:褶皱运动、区域变质均不如优地槽强烈:地槽发展的多旋回性也不及优地槽。 如下表9.1
高压导致了大范围的变质作用,形成片麻岩等结晶颗粒粗大的变质岩。野外观察常能见到有 的片麻岩宏观上显示层状构造,而局部细看,则不易察觉与花岗岩的差异;同时沿着走向追 索时,片麻岩常有逐渐过渡成花岗岩体的事实,而且,花岗岩体所占据的空间大部分是吞蚀 了原来的沉积岩层的。因此地质界长期存在着花岗岩起源的争议,也就是花岗岩化问题。有 些变质很深的超变质岩中,还发现有肠状构造、眼球状构造、以及角砾状构造;它们的周围 则是含硅、钾、钠较丰富的花岗岩质物质,这是由地壳深部来的富硅、钾、钠的岩汁与围岩 发生强烈相互交代的结果。地质人员将这个过程称为混合岩化作用,所产生的岩石统称混合 岩。混合岩的发现进一步支持了花岗岩化观点。既然大型花岗岩基几乎全部出现在地槽区, 这里也就是花岗岩化与混合岩化发生的所在。这类问题往往能在板块构造学说中得到共识。 按照黄汲清先生所揭示的地槽活动多旋回性,地槽区就会出现不只一次,各有差别的变质作 用。 按照多旋回说,一个地区的成矿作用也是多旋回的。这里所说的成矿作用就是某种有用 的元素或矿物集中起来,达到具有开采利用价值的矿床的过程。各种元素、矿物分散在地壳 中,当经受风化作用、搬运作用、沉积和成岩作用以及岩浆结晶冷凝过程和变质作用时都有。 按照其物理性质如比重、熔点和化学性质如溶解度、化合能力等方面的差异富集成为具有经 济价值的矿床的机会。因此每一个地槽活动旋回的不同阶段,都会有宜于某种特定矿床生成 的时间和空间。地槽活动后期出现的边缘拗陷,常有含丰富有机质的沉积层被迅速埋藏,成 为生油层。 3.地槽的基本类型 1935 年 H.史提勒的分类: 正地槽:两个大陆之间的地槽或大陆与海洋克拉通之间的地槽。 准地槽:大陆上的海盆坳陷。 1941 年 H.史提勒又提出一种新的分类方案: 优地槽:初期岩浆活动非常强烈。 冒地槽:缺乏岩浆活动。它们的具体特征如下: 优地槽特征: 岩浆活动很强烈,多旋回明显。基性超基性岩侵入和海相火山喷发从地槽发展初期直到 末期可以出现若干次,花岗岩侵入也是。喷发岩出现在比较平静的下降阶段,花岗岩类则出 现在褶皱隆起阶段;沉积建造海相较多,具多旋回性;褶皱运动显示多旋回性,褶皱带在横 向和纵向上有迁移;区域变质广泛,有花岗岩化和混合岩化的深变质带。 冒地槽特征: 岩浆活动一般很弱,多旋回性不明显。一般缺乏基性超基性岩和火山岩,花岗岩类也缺 乏,但在地槽回返阶段有重要发展;沉积建造浅海相较多,一般以碎屑岩 、碳酸盐岩、复 理石等为主;褶皱运动、区域变质均不如优地槽强烈;地槽发展的多旋回性也不及优地槽。 如下表 9-1