大地构造学
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为什么要研究区域构造地质?
地球是一个动态的星球,处于不断的变化之中。
地震作用火山爆发岩石剥露成矿作用等
昆仑山口西8.1级地震
地表破裂带(2001)
镜头指向:北
地震鼓梁
汶川8.0级大地震
什么是区域构造地质学
构造地质学(Structural Geology)
区域地质学(Regional Geology)
大地构造学(Tectonics)
区域构造地质学(区域大地构造学)
构造地质学:主要是研究组成岩石圈的岩石、岩层和岩体在构造
作用中形成的变形现象(构造)的几何形态、组合型式及其形成和发展规律的一门学科。
狭义构造地质学,研究褶皱、断裂、节理、劈理、岩层产状及其形成。
区域地质学:
是早期的大地构造学,主要探讨局部区域地壳岩石圈形成、发展、演化的地质学分支,诸如褶皱带、大陆裂谷的形成演化。
是以构造运动、地层古生物、岩浆活动、变质作用、成矿作用、海进海退研究为基础的一门综合性学科。
大地构造学
又称为全球构造学,是一门研究全球岩石圈形成、发展的综合性学科。
侧重于理论分析与建立,具有探索性。
区域大地构造学:
应用大地构造理论进行区域地质特征总结、进行区域地壳岩石圈
发生发展规律研究的地质学分支。
侧重于实际资料的综合分析,是大地构造学研究的基础环节。
大地构造学
中国区域大地构造学
两个关系:构造地质学与大地构造学
大地构造学与区域地质学
构造地质学与大地构造学的比较
都研究不可重复运动的重建,运动塑造了地球外层的演化。
如地壳沿断层破裂、大洋打开、大洋关闭而碰撞等。
都研究地球壳层和上地幔的运动与变形。
不同是后者主要研究区域至全球尺度上的运动与变形历史,前者主要研究岩石在亚微观至区域尺度上的变形。
二者研究相互依赖、促进。
在区域尺度上二者有重叠。
为什么?以小见大、大中寓小。
构造地质学与大地构造学的比较
1960s以来,二者发展都很快。
板块构造理论-是一场革命。
地球物理数据日益重要。
地震、地磁、重力数据对深部三维空间大尺度构造提供信息。
大地构造学也依赖于其它地质学科发展。
一、大地构造学
1大地构造学的含义
2大地构造学的理论体系
3大地构造学当前的主要任务
4大地构造学的研究内容和途径
5大地构造学的研究简史
1、大地构造学的含义
是研究整个地球的组成、结构、运动和演化的一门综合性地质学分支学科。
是研究岩石圈的组成、结构、运动(包括变形和变位)和演化的一门综合性地质学分支学科。
是研究大陆地壳的组成、结构、运动和演化的一门综合性地质学分支学科。
大地构造学的基本问题与特点
基本问题是:岩石圈动力学,How it works?
主要特点:
◊大尺度
◊大学科跨度(地球物理、地球化学、地外事件等)大地构造
不再是胡说,而是严肃的科学问题;
◊大地构造学不是一个简单的“学科”,不能仅靠外人的现成资料。
大地构造学研究,应该更多地积累,向他人、书本和野外学习。
对大多数人来说,要有“一技之长”,特别重要的是“构造地
质学”和“岩石学”基础要好。
◊大思维:全球观、地球系统观
大地构造学思维方法与研究特点
科学:归纳科学(Empirical Science)演绎科学(Deductive science) 观察和试验-提出命题-检验
建立模型-预测问题-验证
科学、技术与工程科学:探索发现技术:发明创造
工程:集成建造科学、技术与工程对“工程”的理解—
工程(engineering):是将科学及数学原理运用于实际用途的应用手段(如设计、制造)及对高效经济构造、机器、进程及系统进行操纵管理。
工程是一项建设计划(building project)、工作(job)或是任务(task)。
工程
师的角色
工程师(Engineer)则是设计并领导工程进行的人;是从“有”到“有”
的创造者。
整合系统的设计者和管理者
长期计划的规划者
多角化经营的构想者
多专长人力管理的促成者
高阶层决策的顾问者
Tectonics基本思维方法:
♦现实主义原则:今天是认识过去的钥匙
♦比较大地构造学方法:Model
♦资料一模型一检验模型
TECTONICS
Tectonics, Structure, and the use of Models
What —How —Why
Deformed rocks----field studies. Our first task in trying to unravel the tectonic history of an area or region is to observe and record, carefully and systematically, the patterns revealed in the structures of the rock, such as lithologic contacts, fractures, faults, folds, and preferred orientations of mineral grains----In general, this is a process of determining the GEOMETRY of the features.
TECTONICS
Geometry (几何学):to answer questions: Where are the structures located in the rocks?
What are their characteristics?
How are they oriented in space and with respect to one another?
How many times in the past have the rocks been deformed? Which structures belong to which episodes of deformation? TECTONICS
Kinematics (运动学):To understand the processes that occur in the Earth, we need an explanation of the geometry. Ultimately we want to know the kinematics of formation of features —motions.
Mechanics (力学):We want to understand the forces that were applied, how they were applied, and how the rocks reacted to these forces. TECTONICS Geometric Models are three dimensional interpretations of the distribution and orientation of features within the Earth, based on mapping, geophysical data, and any other information we have. We often present such models as geologic maps and as vertical cross sections along a particular line through an area. TECTONICS
Kinematic Models describe a specific history of motion that could have carried the system from the undeformed to the deformed state or from one configuration to another, or that could have produced the geophysical pattern in question. These models are not concerned with why or how the motion occurred or with what the physical properties of system were.
Good example: plate tectonics
TECTONICS
Mechanical models are based on our understanding of the basic laws of continuum mechanics(力学)一such as the conservation of mass, linear momentum, angular momentum, and energy—and on our understanding of how rocks behave in response to applied forces.
The models are constrained not only by the geometry of deformation, but also by the physical conditions and mechanical properties of the rocks when they deformed.
TECTONICS
We use geometric, kinematic, and mechanical models to help us understand deformation on both the small scale and the global scale.
It is important to recognize that predictions based on a model tell us only about the properties and characteristics of Model, not about the actual conditions in the Earth.
The relevance of a model for understanding the Earth, therefore, must always be tested
TECTONICS
Our understanding of structural and tectonic processes improves gradually through a continual repetition of acts of making observations, making models based on those observations, making predictions from models, testing the models with new observations, and changing the models.
This process, in fact, is common to all science.
TECTONICS
研究大地构造学的意义
地球观建立:全球观,运动观,空间观,时间观
地球科学逻辑思维方法:
对其他学科的指导:
2、大地构造学的理论体系
⑴以区域地质学为主线
⑵以构造模式为主线
⑶以构造解析方法为主线
⑷以构造演化历史为主线
区域地质学是大地构造学的基础,大地构造学是在区域地质学研究基础上发展起来的,我国早年的大地构造学几乎都附属在区域地质学之中。
该体系对于了解各地区的特征比较有利,但是对于中国乃
至全球大陆宏观的总体特征,就可能稍嫌薄弱。
李四光先生的地质力学,在讨论中国大地构造时,就是以构造模式为主线,他的这种思路至今还得到构造地质学界的赞赏。
近些年来,国外大地构造学的多数专著和教学体系基本上都是以构造模式为主线的。
该体系突出了构造模式的特征与形成机制,易于阐述,有利于大地构造学的研究方法;同时,就目前很多地区尚缺乏地质资
料的现状来说,正好可以回避矛盾;主要缺点在于无法获得一个地区、以至于全国或全球完整的构造演化历史的认识。
以构造解析方法为主来阐述,重点在于教会初学者掌握研究大地构造学的方法。
通常把以构造演化历史为主线的研究方向称之为历史大地构造学。
3、大地构造学当前的主要任务
大地构造学当前的主要任务是全球及大陆动力学研究,为矿产资源、地质灾害和环境评价建立动力学模型。
"地球动力学”(Geodynamics)是研究地壳形成演化基本动
力的大地构造学分支,它是各种学说的理论基础,是当今地质学中
最热门的话题。
由于不同学者观察分析的手段不同,分析问题的方法不同,先后提出了以不同地球动力作为自己理论基础的不同大地构造假说,如地槽地台学、地质力学、板块构造学、地幔柱构造学等。
4、大地构造学的研究内容和方法
⑴变形研究
⑵地质体成因研究
⑶壳幔结构和动力学研究
⑷地球演化史研究
研究地球运动,首先是研究地球运动留下的形迹。
褶皱、断裂、面理、线理、变质结构与变质矿物等构造形迹的研究,造山带和盆地的研究。
地层地质体、变质地质体、岩浆岩地质体和火山岩地质体等的形成演化及构造就位过程,几乎包含了地质学的全部内容。
岩石学、地球化学与生物地层学等手段是实现这一目标的主要途径。
壳幔组成和结构的深入研究能了解其动力学机理和运动学规律。
要求地球物理与地质学、地球化学密切配合,地球物理是查明其空间分布及性状的惟一途径,地质学、地球化学是了解地球组成及温压
状态的主要手段。
早期的地球演化史建立在地层古生物的基础之上,现代的同位素年
代学已成为重要支柱之一。
天体科学可能会愈来愈多地为我们提供一些可以对比的材料。
TECTONICS
5、大地构造学发展历史
18世纪晚期以前-萌芽阶段,
1830- 1833,Lyell地质学原理的出版粗浅、朴素的认识一
沧海桑田
18世纪晚期-20世纪中叶-假说阶段
(历史大地构造学时期)
20世纪60年代以后-科学理论阶段(地球动力学时期)板块构造理论的诞生
几个经典大地构造假说
◊隆起说J Hutton, 1788
♦收缩说1830 —1852 Elie de Beaument
◊脉动说1902,Rothpletz
隆起说:各种地质现象是地下热能在上升过程中造成的,在地壳运
动中起主导作用的是垂直方向运动。
岩浆上升隆起--侵入推挤--变形褶皱问题??解决什么问题?存在什么问题?
收缩说:水平方向收缩--平行延伸的褶皱变形
地球早期处于熔融状态,以后逐渐冷却收缩,就像“干苹果” 问题??Suess, 1875, “ 刚”“柔”相间
脉动说:膨胀和收缩交替进行问题??
二、区域地质学
1区域地质学任务和意义
2区域地质学的内容
3区域地质学的研究方法
4中国区域地质的研究简史
什么是区域?
按地壳构造分区开展研究的区域有大洋地质、大陆边缘地质、岛弧
地质、克拉通地质、造山带与盆地等分支学科;
按地理或行政区划为主要研究对象的东亚地质、非洲地质、北美地
质及中国区域地质等。
1区域地质学的任务及意义
区域地质学的主要任务是应用大地构造理论,特征,特别是古生代以来的区域地质基本特征, 发育和演化的基本规律,以及各类地质矿产的成矿规律和分布特征。
从时间与空间上进行区域地质分析,认识区域地质的构造阶段和划分构造单元。
同时在丰富的地质资料基础上可以与全球构造演化规律进行对比,把它置于更高的角度来分析其形成演化规律和动力学来源,这在理论上具有十分重要的意义。
其次全球对比,区域岩石圈时空变化分析,对于成矿规律研究奠定了基础。
矿产形成过程仅
是区域岩石圈演化的一部分,因此认清岩石圈的
演化规律,对在时间上和空间上进行矿产预测具
有重要的实践意义。
2区域地质学的内容
⑴阐述区域岩石圈的组成和结构特征
包括区域地层、构造、岩浆岩、变质岩、矿产等几乎所有地质领域的研究,综合分析某一区域各种地质、地球物理、地球化学等方面的资料,查明区域岩石圈物质组成和结构特征。
⑵进行区域构造发展阶段的分析
在区域资料分析基础上,从时间上把各种地质作用联系起来,形成区域构造演化序列,并利用古生物、同位素资料与大区域或全球构造演化阶段进行对比,分析区域岩石圈在地质历史中组成、结
构及各种地质作用的演变与作用过程。
⑶对比分析,进行区域差异性分析
区域地质特征的不同是区域差异性的表现。
正是这些差异为地
球岩石圈演化提供了基本动力。
同时岩石圈的差异也是成矿差异的根本原因。
⑷根据区域地质的具体特征
总结区域地质的基本特征,并进一步探索区域地质的发生发展规律和地球动力。
3区域地质学的研究方法
⑴历史-构造分析法
⑵将今论古方法
⑶构造类比法
又称地质历史分析法,是以各种地质、地球物理、地球化学资料为基础,按地史发展的顺序,探讨不同阶段大地构造发展的特点,着重研究和比较
研究区域地质的基本
揭示其岩石圈形成、
地壳、地幔和各部分构造的发生、发展和转化,找出它们之间的共同性、差异性,阐明它们的运动规律。
具体地说,主要包括以下几个方面:
①沉积特征分析
②岩浆活动分析
③构造变动分析
④变质作用分析
⑤成矿作用分析
⑥地球物理分析
①沉积特征分析分析沉积建造类型和建造系列,分析岩相一古
地理、海侵海退、岩层间接触关系、厚度、古气候,生物地理区等,从而研究各地质时期沉积区和剥蚀区的分布,各地区之间的构造分
异,以及历史上出现过的大陆大规模分裂和碰撞,大洋的扩张和消
亡。
②岩浆活动分析分析岩浆活动出现的时间,岩浆岩岩性、产状、活动方式、活动规模、岩石系列顺序等,以了解岩浆活动在时间上和空间上的变化,以及与构造运动的关系,再造消失的海洋,确定不同性质的大陆边缘和大陆裂谷带。
③构造变动分析根据地层之同的接触关系确定各时期构造运动
的性质和时间,从构造形态组合特点分析构造运动的强度及当时的动力条件,从变形带分布、走向等方面分析大陆碰撞带的位置、碰撞时间。
④变质作用分析根据变质岩的岩性、分布、时代确定变质岩类型、强度及其形成的构造意义,重塑大陆边缘性质、造山带分布以及地缝合线位置。
⑤成矿作用分析结合矿产类型、空间分布和成矿时代,研究各
种矿产成矿与地质构造之间的关系,指出成矿大地构造条件和找矿
方向。
⑥地球物理分析通过深部地震测深、大地电磁测深、重力、磁力
法了解地壳深部物质组成的特征及其结构。
古地磁分析对重建大陆
位置、了解古大陆大规模的水平运动无疑是十分重要的。
岩石同位
素年龄测定对研究寒武纪以前地壳演化历史也是必不可少的。
用现代地壳上所见的各种地质构造类型与各种地质记录之间的关
系,找出地史上保存下来的各物质记录的地质构造类型,并确定这
些构造类型演变的规律,这种方法就是将今论古的方法或历史比较法。
综合分析各种地质、地球物理和地球化学的资料,根据不同地区地质构造及其演化的差别,在某一尺度上找出相同的本质,划分出不
同级别、不同性质构造单位。
通过性质相同的构造单位之间和性质不同的构造单位之间的对比,找出本质的差别和非本质的差别,以
找到划分构造单位的合理方案,并从中探索构造演化的基本特征。
例如,大陆地壳与大洋地壳,地台与地槽。
4中国区域地质的研究简史
⑴我国近代的区域地质调查始于19世纪中叶,一些西方学者在我国进行了地质调查。
⑵我国的地质调查机构创建于1912年。
自此之后逐渐开始了我国自己的地质调查和区域地质研究工作。
至1949年全国解放以前的近四十年间,相继建立了一些地质调查、科学研究和地质教育机构,开展了一些地区的地质调查研究,出版了自己的地质刊物。
⑶新中国成立后,我国地质工作发生了根本的变化,迅速踏上了大
发展道路。
但是由于20世纪50〜70年代,我国存在着近30年的被圭寸锁状态,国际学术交流十分局限,对于全球大地构造.尤其是洋底构造了解甚少,因而我国大地构造学者在学术思想上存在某些
局限性是难免的。
⑷改革开放以来,由于客观环境的空前改善,国际学术交流比较频
繁,国内、外学者对于中国大地构造学的研究做出了巨大的贡献,进展是比较快的。
我国疆域辽阔,各种地质构造十分复杂,为建立和发展大地构造理论提供了有利的条件。
中国石油勘探与区域大地构造研究
上世纪80年代以后,基本形成两大学派:
双体制盆地理论(朱夏):中生代以前岩石圈活动以槽台体制活动、以原地升降运动为特征,盆地类型主要为陆棚浅海盆地;中生代以来岩石圈以板块构造体制活动、形成各种盆地类型。
单一体制理论(张恺、罗志立):古生代以来岩石圈都是以板块形式运动,盆地是单一体制的产物。
盆地的分布已经基本查明,但盆地的动力学成因则有不同的理论。
盆地动力学探讨是区域大地构造研究领域中的前沿课题。
课程内容大地构造学部分:
地球的圈层结构
地槽地台学说板块构造学说地幔柱构造学说地壳的形成与演化造山作用与造山带沉积作用与沉积盆地
区域构造地质学部分(中国区域大地构造学)构造演化史(不同时期、不同地区大地构造特征)
5W1H
what when where who why how
2大地构造学
Tectonics / Geotectonics
地球的圈层结构
****************************
本章内容
地球表面特征与非对称性
认识地球内部结构的方法
地球的圈层结构
岩石圈与软流圈
地壳形成与岩石圈动力学
一、地球表面特征与非对称性
地球的非对称性
时至今日,地球科学的许多分支学科仍以地球是个均一、对称的旋
转椭球为基本前提。
实际上,早已发现地球存在非对称的现象。
18世纪50年代La Caille 已提出,地球是南北不对称的;20世纪初Jeans认为地球的形状像
梨形(Carey, 1976)。
近年,由于地学各分支学科观测水平的提高,从地理、地质、成矿、地震、火山,大气运动、地球质量分布、地磁场等方面都揭露出一些地球非均一性、非对称性的事实
(Gaposchkin,1973 )。
非对称性证据南北半球的非对称东西半球东、西两侧的非对称0°半球与180°半球的非对称南北半球的扭动和带状分区地球构造的分区
二、认识地球内部结构的方法
地震学:利用地震波速在介质中的变化,揭示地球内部的圈层构造和物性。
地震学的基本名词:
♦震源◊震源深度♦震中◊震中距离♦发震时刻(t0)O地震波
地震类型
震源深度:浅源地震:小于60km中源地震:60—300km
深源地震:大于300km 最深700
其它分类:
成因;震中距;强度
利用地震波速在介质中的变化,揭示地球内部的圈层构造
地震方法的基础是地震波在岩石中的传播规律,而岩石的弹性性质
决定了地震波的传播规律.用弹性力学的原理
均匀连续:岩石的不均匀性相对地震波长(数百km)不起作用。
各向同性:实际上岩石结构各向同性,但其尺度相对太小。
完全弹性:介质受力小,短
地震波
波的类型:P—Primary Waves,
S—Secondary Waves
地震波波速变化:速度与介质关系
波速与岩石密度有关,密度与成分有关时间速度距离
地震波与地球内部构造
地震波速与岩石性质之间的关系
利用地震波认识地球的过程
1897年,英国Oldham发现地震波可以分为P, S和面波三类。
1906年,Oldham发现S波从地面向深处传播时,波速随深度增大而增大,但到一定深度后消失不见了。
说明内部有一个大的液体
核,他把地球分成2层:地壳与地核。
深度不同,但深度不详。
1909年,南斯拉夫的Mohorovic在研究巴尔干地区的地震时,发现
P波在增加到一定深度后波速Vp突然从7km/s增大到7.8 —
8.1km/s。
这个一级不连续界面后来在各地陆续发现。
从此三分:地壳――地幔――地核
1914年,德国的古登堡确定出核幔边界大致在2886km。
1926年,古登堡发现在100 —200km深度,p、s波速普遍降低,认为该区
物质刚性比上下邻区小。
这一发现当时没有引起重视。
1947年,为处理德国战后剩下的大量火药,西方几国在大西洋赫
尔果兰湾一带进行爆破,诞生人工地震技术。
并发现150km处的
低速层。
1950s,美国在内华达、新墨西哥州地下核爆,也发现60 —250km
低速层。
1960, 5,22 智利8.9级大地震,发现全球大部分地区存在低速层。
地震波研究
Seismic refraction studies
using the seismic rays that transmitted through boundaries at which seismic velocity changes.
Disadvantage: LVZ, distances—depth, nonhorizontal or discontinous layers Seismic reflection studies
三、地球的圈层结构
不连续面
Mohorovicic discontinuity
Gutenberg discontinuity
Mohorovicic discontinuity
莫霍洛维奇间断面,Mohorovicic discontinuity ,Moho :
简称莫霍面、莫氏面。
常用M表示,又称M间断面,是地壳与上地
幔的分界面。
1909年10月8日,莫霍洛维奇(Andrija Mohoroviic)研究了距克罗地亚境内萨格勒布约40千米的地震记录,发现在P波
之后有一明显的波群P,认为是在地表下50千米深度处由于物质发生急剧变化,使下层纵波传播速度大于上层纵波传播速度所致。
根据时距曲线P波速度(vP)由7.6千米/秒激增到8.0〜8.2千米/秒,S波速度(vS)由3.8千米/秒激增到4.4〜4.6千米/秒。
后经观测证实这一间断面不仅在欧洲,而且在全球都普遍存在,所以把这一间断面称莫霍洛维奇间断面。
其深度各地不同,一般大洋较浅,为5〜15千米:大西洋和印度洋为10〜15千米;太平洋中央部分只有5千米;岛弧地区为20〜30
千米。
大陆一般深为30〜40千米,高山地区最深,在中国西藏高原及天山地区深达60〜80千米。
推测此界面可能是基性岩(玄武质)与超基性岩(橄榄岩类)的化学界面。
Gutenberg discontinuity
1914年,美国学者古登堡(Gutenberg)发现地下2885千米处存在地震波速的间断面,首先是发现距震中11500〜16000千米的范围内
存在地震波的阴影区,解释为存在地核,其次是传播速度发生了明显的变化,纵波存在一次由13.6千米/秒突然降低为7.98km/s的截
面,而横波则突然消失了。
并且在该不连续面上地震波出现极明显
的反射、折射现象。
这就是地核与地幔的分界层。
该不连续面称为古登堡面。
古登堡面
以上到莫霍面之间的地球部分称为地幔(mantle);古登堡面以下到
地心之间的地球部分称为地核(core)。
莱曼(Liehnmnn,1936)根据通过地核的地震纵波走时,首先提出在地核内部还存在一个间断面,由此又将地核分成了内核和外核。
后来,古登堡(Gutenberg,1959)和杰弗瑞斯(Jeffreys,1962)相继证实了莱曼的假设,并得出内核的半径在1200〜1250 km间。
因此,内、外核边界的深度约为5100 km。
进一步观测研究表明,
外核不能传播S波,而内核可以传播S波,并根据地球潮汐和地球自由振荡所得地球刚性,推断外核为液态、内核为固态。
布伦(Bullen,1963,1975)根据地球内部地震波的速度分布,将固体地球分为7层:地壳为A层,地幔为B、C、D三层,外核为
E层,内、外核的过渡区为F层,内核为G层;后来他又根据新的资料,把D层分为D '和D ”层(表1 —1),这种划分方案,至今仍广为引用。
地震波显示的地幔结构和不连续面
四、岩石圈与软流圈
岩石圈(lithosphere)
软流圈(Asthenosphere)
lithosphere
岩石圈:又称构造圈,是地球的刚性外壳,实际上包括地壳和上地幔的刚性部分。
也有人用1300°等温面以上的圈层表示。
厚度20 —150km,大陆区110—150km,大洋盆地70 —80km,洋脊、岛弧区20 —50km。
成分径向变化:上部-花岗岩和玄武岩;下部:
被地震活动带分割成若干块体
上地壳:脆性变形,盖层+结晶基底
盖层
结晶基底中地壳:塑性层,厚度8 —20km,埋深10 —15km
下地壳:中—基性成分,厚度10—15km
(莫霍面过渡层)(超)镁铁质岩,厚约 1 —5km
岩石圈地幔:橄榄岩、辉岩、榴辉岩等组成,厚度30 —150km
Asthenosphere
深度:60 —250km
顶底都不是平直的面,而是过渡带
岩石处于熔融状态或塑性状态(低于固相线)-活跃
洋壳下的软流圈比陆壳下的厚,底在400km左右
密度比周围地幔的小(2.85g/cm3—3.45),是岩石圈构造活动的力的源泉。
近年来岩石圈研究的新进展
陆壳和洋壳的横向不均一性,可能比以前认为的深的多,超过
200km,达到400 —600km
某些古老克拉通下面没有软流圈
岩石圈内部,尤其是上部存在一系列近水平的大型拆离构造
大陆岩石圈的地壳层中和上地幔内部均发现有明显的低速层存在,结构复杂
超深钻钻探表明,地壳内部可能不存在康拉德面(硅铝/硅镁)-
――科拉半岛设计15km,钻至11.5km结束,仍为TTG而不是“玄二卜j-L_r i=r ”
武岩层
研究地球内部的其它方法
Analysis of Gravity anomalies
Geomagnetic studies
magnetic anomalies
paleomagnetism
Heat, Temperature
Heat Transfer: conduction, radiation, and convection
Heat flow measurement: Earth s crust-20 to 30 cC/km
1 HFU (heat flow unit)=41.84mW/m2
Heat sources:
通过观察来自地幔深处的岩石,了解深部特征
地壳类型
大陆型地壳
大洋型地壳
过渡型地壳
岩石圈(地壳)特征
克拉通
♦地盾:地壳长期保持稳定的部分,由前寒武纪岩石(变质岩和深成岩)组成,盖层很薄或无。
♦地台:盖层厚1-3km (5km),未变质。
造山带:造山作用、强烈变形、狭长地带。
地槽,碰撞造山与扩张造山。
盆地:大洋盆地、边缘海盆地、海沟、陆内海盆地、大陆内沉积盆地。
区域构造地质学
Regional Geotectology
地壳的形成与演化
Crust Evolution
****************************
主要内容地壳的生长岩石圈运动中、新生代山脉前中生代构造岩石圈
运动学与动力学
—、地壳的生长地壳生长的方式:
地幔新物质的加入;
地壳循环物质的加入;
沉积作用和构造活动使得地壳物质重新分布。
(侧向增生、洋
壳残留、岛弧等地体拼合)净生长只有来自地幔物质的增加。
(2)大陆地壳迅速生长发生在地球历史的早期,随后地壳物质通过地幔
或在地壳内形成再循环。
(1)大陆地壳的形成随时间作指数增加。
(3)大陆地壳的生长与地壳的再循环呈线性关系。
(4)地球分异的早期,大陆地壳迅速生长,古太古代陆壳进入了缓慢的
线性增长期。
(5)大陆地壳主要在新太古代迅速增长,基本上构成现今陆壳的主体,
元古宙后才大大降低了增长的速率。
二、岩石圈运动
岩石圈究竟是以水平运动为主还是以垂直运动为主?
大幅度水平位移,伴随有显著的垂直运动。
发生垂直运动的因素多种多样,一般认为。