大地构造学2
构造地质学(第二版)
构造地质学是地质学的一个分支，主要研究地球内部构造和变形特征，探究地球表层和内部的形成和演化过程，是地球科学中的重要组成部分。
构造地质学主要研究以下内容：
1.地球表层的构造特征。
包括地球表层的构造形态、构造变形与变形机制、构造运动与速度、构造力学等。
2.地球内部的构造特征。
包括地球内部的物理性质、内部结构、地幔对流与板块构造、岩浆作用等。
3.构造地貌的形成与演化。
包括地球表层的地貌类型、地貌演化过程、地貌与构造的关系等。
4.地震学。
研究地震的发生原因、地震波传播规律、地震带分布等。
5.构造地球化学。
研究地球化学元素在不同构造环境下的分布规律、地球化学循环过程等。
6.构造地质演化史。
研究地球历史上的构造事件、构造作用、构造变形等，包括地球的演化历史、板块构造理论、地球动力学等。
构造地质学的研究成果对于人们认识地球的内部结构、地球演化过程、自然灾害的发生机理等方面有着重要的意义。
同时，构造地质学也是石油、矿产等资源勘探开发的基础学科。
第八章大地构造2
§2 槽台学
优地槽 具有岩浆活动 造山期前为蛇绿岩或绿岩 同造山期为安山岩 造山期后为花岗岩。 位于大陆斜坡的基部，沉积在大洋地壳 （硅镁质）之上。
§2 槽台学
冒地槽 没有岩浆活动 位于大陆架，沉积在大陆地壳（硅铝质） 之上。
现代大西洋大陆边缘地槽与Kay的阿伯拉契亚寒武 的阿伯拉契亚寒武 现代大西洋大陆边缘地槽与 中奥陶世地槽比较（ 纪－中奥陶世地槽比较（Drake等，1959） 等 ）
§4 其它学说
多旋回学----黄汲清 断块构造学----张文佑 断裂限止断块之间运动 波浪状镶嵌构造----张伯声 隆起波状网络 重力构造学----马杏垣 伸展作用
§4 其它学说
多旋回学----黄汲清 地槽的发展不是单旋回的，而是多旋回的 一个褶皱带的形成，要经历许多发展阶段，即 前期旋回、主旋回及后期旋回 每个旋回都犹如一次槽台演变，出现各种岩浆 活动，沉积建造、构造运动、变质作用和成矿 规律等也都是多旋回的。 70年代后，多旋回构造与板块说结合，认为板 块运动也是多旋回发展的。这些旋回不是简单 重复，是螺旋式的上升发展
1.板块构造与地槽 板块构造与地槽
地槽学说与板块构造的关系（ 地槽学说与板块构造的关系（J.F.Dewey和J.M.Bird） 和 ）
J.R.Curray的地槽 的地槽 与板块构造关系图。 与板块构造关系图。
§3 地洼学
地洼 一种大地构造单元 为地台（槽）后重新活动的大地构造单 元 地洼学 基于槽台学而发展起来的大地构造学 中国人创立的大地构造学
§1 板块大地构造学 §2 槽台学 §3 地洼学 §4 其它学说
§2 槽台学
地槽－地台学说 传统的大地构造学说 板块构造学说诞生前占主导地位的地 壳运动学说 19世纪中期以来基于对大陆地壳构造研 究而建立
大地构造槽台学说及其评价(2)
大地构造槽台学说及其评价（2）胡经国第二章地台学说一、地台的基本概念1、地台的概念地台（Platform）的概念是由修斯（Edward Suess）于1885年提出的。
现今一般认为，地台是指地壳上相对稳定的具有双层结构（结晶基底和沉积盖层）的非长条状地区。
地台是地壳上相对稳定的地区或大地构造单元。
2、地台的双层结构地台最重要的特点，是具有双层结构：其下层称为结晶基底，上层称为沉积盖层；两者之间呈角度不整合接触。
⑴、沉积盖层地台上沉积盖层比较薄，岩相变化不大，多为稳定类型的沉积。
构造变动轻微，岩层产状平缓，地壳运动主要表现为大面积的缓慢的升降运动。
岩浆活动较微弱，岩石很少遭受区城变质作用。
⑵、结晶基底与沉积盖层相反，结晶基底通常由巨厚的变质沉积岩系和火山岩系组成；构造也往往比较复杂；混合岩化、花岗岩化相当普遍。
基底岩系的上述特点，表明它形成时曾褶皱上升并经过侵蚀夷平，其上发育沉积盖层。
换句话说，地台是由地槽演变而来的，地槽由于褶皱作用而失去活动性，转化为相对稳定的地台。
由于地槽褶皱期不同，因而地台的形成时间也是有差别的。
依据褶皱基底的形成时代，可把地台划分为古地台和年轻地台。
古地台通常就称为地台，或称为大陆克拉通；基底由前寒武系组成，基底固结程度比较高。
年轻地台或新地台，基底褶皱形成于显生宙。
二、地台的基本特征1、形态、规模地台一般具有面状展布的几何形态，多呈不规则圆形、菱形、多边形等外形，与地槽那种长条形的形态不同。
其面积大小从数十万平方公里至数百万平方公里。
世界上最大的非洲地台的面积达2000万平方公里。
2、地形、地貌世界上主要的地台在地形上大多形成平原（如西伯利亚地台、俄罗斯地台、北美地台）和高原（如非洲地台、澳大利亚地台）。
地台整体高程比较一致，内部起伏较小，相对高差不大；地台没入海洋的部分往往也出现大陆架和海湾。
地台的地形多反映出老年期的地貌特征。
中国的华北地台和扬子地台，其地形较为复杂，平原与高原往往交替出现，在四周还常见较高的山脉。
大地构造学
第一章绪论第一节大地构造学一大地构造学的含义大地构造学（Tectonics或Geotectonics）是研究岩石圈组成、结构、运动（包括变形和变位）及演化的一门综合性很强的地质学分支学科。
一般说来，大地构造学应该是一门研究整个地球的组成、结构、运动和演化的学科，但是受技术手段和研究方法的局限，要实现这个目标，还要经过很漫长的道路，目前正在努力之中。
目前，大地构造学是以地质学方法为主来进行研究的，因此还不能真正研究整个岩石圈，更不用说整个地球，实际上重点研究的是大陆地壳表层几千米之内区域的组成、结构、运动和历史演化。
近年来，随着地球物理学和地球化学方法的引入，大地构造学正在逐渐扩展其研究的深度、广度与时间尺度。
研究地壳形成演化基本动力的大地构造学分支统称为地球动力学（Geodynamics），由于地球动力学是各种学说的立论基础，因而成为当今地质学中最热门的话题。
地球动力总的来讲可归结为五大系统：重力、膨胀收缩与脉动、地幔分异与对流、地球自转与星际作用等，它们又可细分为若干个不同的学派或假说，而且新的学说仍在不断涌现。
由于历史的局限，不同学者观察分析手段的不同，分析问题方法的不同，先后提出了以不同地球动力作为自己立论基础的大地构造假说，如地槽地台学、地质力学、板块构造学、地幔柱构造学等，其中在地学领域影响最为深远的是地槽地台假说（槽台说）和板块构造假说。
槽台说是在长期的大陆地质研究基础上提出来的假说，20世纪60年代以前在地学界占有绝对的统治地位，因此被称为经典大地构造理论，深刻影响了地质学的各个领域；板块构造学是在海洋地质研究基础上提出来的假说，它把地幔对流作为动力来源，主要研究板块间的分裂、漂移、俯冲、碰撞等过程，是20世纪60年代以来占主导地位的大地构造学理论。
值得一提的是，地幔柱构造学是针对板块构造说在大陆构造应用中存在的问题的基础上提出来的，创导者认为地幔柱构造学是不同于板块构造学的一种新的全球构造学说，它既能解决大陆构造的问题也能解决大洋构造的问题。
第二章 大地构造学(板块构造理论—1板块构造理论起源)2012
的 泛 大 陆
大陆漂移学说发展遭到的阻碍
魏格纳的大陆漂移学说没有很好地解决大陆漂移的力 学机制问题，他认为，大陆漂移是硅铝质大陆壳像一座座 桌状冰山一样航行在洋底的较重的硅镁质岩浆中，并且认 为地球自转的离心力和潮汐摩擦力是推动大陆漂移的驱动 力。这些论点遭到当时多数地球物理学家们的激烈反对， 在地球物理学家们看来，洋底是坚硬的，大陆不可能像船 一样航行在洋底或硅镁层之上，地球自转的离心力和潮汐 摩擦力非常有限，远不足以推动大陆漂移。由于魏格纳的 大陆漂移学说遇到动力机制上的困难而遭到地球物理学家 们的强烈反对，加之其蕴含的活动论思想与当时地学界占 支配地位的地槽理论在思想体系上矛盾，因而，随着他本 人不幸于1930年逝世，大陆漂移假说一度销声匿迹。
1872-1876 英国挑战者号 Challenger调查
Harry Hammond Hess
H. Hess二战期间任美国太平 洋战争时期凯普.约翰逊号船 长，用声纳对海底做了不间 断的观测。 1946年发现水下平顶山。 二战后任普林斯顿大学教授， 1957年2月26日听Heezen的 报告，报导了洋脊的发现， 他当即指出：你动摇了地质 学的基石。 1960年口头发表，并于1962 年正式发表了“海盆的历史” 一文。
魏格纳和他的家人乘坐气球
• 1970在汉堡重 新命名的魏格 纳街
魏格纳有关大陆漂移的著作
• 1912a,Die Entstehung der Kontinente,Petermann’s Geographyche Mitteilungen,58,185-195,305-308. • 1912b,Die Entstehung der Kontinente,Geologische Rundschau,3,276-292 • 1915,Die Entstehung der Kontinente und Ozeane, Braunschweiz, Veiweg. • 1924,The Origin of Continents and Oceans, London: Methuen. • 1929(1966),The Origin of Continents and Oceans,
大地构造学基础理论提要(2)
大地构造学基础理论提要（2）胡经国第2章地槽－地台学说一、地槽及其特征1、地槽的一般概念1873年，丹纳（J.Dana）正式把地壳上强烈下降并逐渐被沉积物充填的坳陷称为地槽（Geosyncline），而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）。
地槽是地壳上的槽形坳陷。
地槽具有以下特征：呈长条状分布于大陆边缘或二个大陆之间，具有特征性的沉积建造并组成地槽型建造序列，广泛发育强烈的岩浆活动，构造变形强烈，区域变质作用发育等。
地槽是地壳上强烈活动的构造带，曾经为巨大的坳陷带，沉积有巨厚的海相沉积物，坳陷被沉积物补偿充填；以后，挤压力就把这些沉积物挤压成褶曲；最后，转变为造山带（褶皱山脉）。
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。
地槽是在大陆之间的海洋地区内发育起来的一个狭长的深海槽。
现代板块构造理论认为，地槽是岩石圈板块边缘部分的阿坳陷带。
2、关于地槽概念的一般理解关于地槽概念的一般理解包括：⑴、地槽的概念具有两重性质：早期主要表现为在地壳上形成深坳陷，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造山带（褶皱山系）。
⑵、在时间上，指古生代以来曾经有过强烈活动的地带。
⑶、在空间上，地槽主要位于大陆边缘，少数位于两个大陆之间。
3、地槽的基本特征⑴、空间位置特征地槽通常出现在大陆边缘地带或两个大陆之间。
因此，地槽一般都具有狭长的槽形形态，呈长条状分布；规模很大，长几百至几千公里，宽几百公里。
现今地槽多为造山带（褶皱山脉）。
⑵、沉积特征地槽沉积物分布在长条状的坳陷内。
沉积物以海相为主，分选性差，厚度巨大，可达上万米。
常常形成特殊的沉积建造和建造序列，由下而上依次为：①、硬砂岩建造这种建造多出现在地槽形成初期构造环境不稳定的情况下。
②、硅质－火山岩建造（细碧角斑岩组合）相当于蛇绿岩套的一部分，标志地槽下沉最强烈的阶段，断裂、火山活动发育。
2.2大地构造学说
板块构造的基本内容
• （1）地球最上部被划分为岩石圈和软流圈。 • （2）地球表层刚性的岩石圈并非铁板一块，它被一系列 构造活动带分割成许多大小不等的球面板状块体，简称板 块。 • （3）板块内部是稳定的，边界是地球上最具活动性的构 造带。 • （4）海底扩张实际上是一对岩石圈板块自中脊轴向两侧 的拉张运动，而位于岩石圈板块上面的大陆块作为载体， 伴随着板块的运动而被动地发生长距离水平位移——大陆 漂移
• 2)转换断层transform fault ——大洋底部的海岭常被一 系列断层所错开。不过这同一般的平移断层不同，它一面 向两侧分裂，一面发生水平错动，形成一系列垂直断裂带， 故称为转换断层。水平断距常达数十、数百公里，甚至可 达1000公里。这类边界仅见于大洋地壳中。
• （三）大陆漂移说的衰亡
• 大陆漂移的机制不清，大陆不可能在硅镁层上漂移。 • 一组不可思议的大地测量数据：格陵兰与欧洲之间的距离逐年增加 9-32M，比现在利用卫星技术测得的大几百倍，因此为固定论者提 供了反对的口实。 • 有科学家估计，大西洋两岸可类比的生物仅占生物种属的5%。 • 大陆漂移仅仅在地史的最近一个时期，人们要问，地球最近发生了 什么变化，导致大陆分离漂移？在更老的地质时期，大陆地壳又怎 样运动呢？ • 1930年WEGENER遇难。 • 大陆漂移说这支航船，在茫茫大海中迷失了方向，四处漂泊，期盼 着战胜惊涛波浪，到达胜利的彼岸。
第二节 板块构造学说
• 一 大陆漂移continental drift hypothesis
• （一）概述
• 1912年魏格纳（A.wegener)注意到大陆几何形态的相拼。认为： • 在3亿年前地球上只有一个庞大的联合古陆，称为泛大陆，中生代 开始分裂。 • 南美和非洲在7000万年前的白垩纪分离，更新世时大西洋完成张 裂，格陵兰和挪威在150万年前才分离； • 在印度洋方面，最先分离出澳洲，原来是长形的印度与马尔加什 分开 向东北漂移与亚洲大陆挤压形成喜山； • 当运动着的大陆前缘遭到大洋底的抵抗时，便被挤压褶皱成山， 如美洲西部的科迪勒拉——安第斯山。 • 格陵兰和南美洲的尖细末端，亚洲以东的岛弧，实际上是一些被 遗留在运动着的岛弧中的落伍者。
大地构造复习题 第二版
1.区域大地构造学与大地构造学的区别和联系大地构造学与区域大地构造学是两个密不可分的学科。
首先，区域大地构造学的研究需要先进大地构造理论的指导，第二，大地构造学需要区域构造的研究成果。
只有找出地球岩石圈不同区域的共性与差别，才能将岩石圈各部分有机地联系起来，最终分析其形成发展的规律性，建立全球岩石圈构造运动和演化的模式。
因此区域大地构造的研究是大地构造研究的基础环节2.大地构造学当前的主要任务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。
3.历史-构造分析法岩石圈的组成和结构是物质运动在一定阶段的表现形式，它们处在不断的运动、变化和发展的过程中，因此从历史发展的观点来分析岩石圈组成和结构就是研究大地构造的基本方法，即历史-构造分析法或称地质历史分析法。
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4.地质建造地质建造（geological formation）泛指在地壳发展的某一阶段，在特定的大地构造条件下所形成的具有成因联系的一套岩石共生组合5.地球的圈层结构、大陆岩石圈的圈层结构根据地球内部的力学或流变强度及变形反应方式可分为岩石圈、软流圈、中间圈和地核大陆岩石圈自上而下可分为四个层圈：1．上地壳2.中地壳 3.下地壳 4.上地幔的刚性层根据地壳厚度、结构和组成的不同，地壳可以分为三类：大陆型地壳、大洋型地壳和过渡型地壳。
1.大陆型地壳大陆型地壳简称大陆壳或陆壳，主要指大陆和被海水淹没的大陆部分，约占全部地壳面积的1/3。
平均厚度为35km，在大陆边缘地区厚度较薄约20km，但在年青造山带厚度很大，可达60-70km(如喜马拉雅山区)。
2．大洋型地壳大洋型地壳简称大洋壳或洋壳，分布于大洋盆地之下，约占地壳面积的2／3，全为4km深的海水覆盖。
洋壳顶部除有薄层沉积外广泛发育玄武岩质的硅镁层，缺少陆壳中所特有的花岗岩质层，故洋壳内部结构较陆壳简单，组分也较单一。
大地构造学
Chapter 8
当代大地构造研究 的几个基本问题
第一节 大陆碰撞构造
板块构造早期，当时认为由于浮力作用，一个大陆不可能消失在另 一个大陆之下，因而设想两个大陆一旦碰撞，两者间的运动就停止 了。所以威尔逊旋回的构造演化以大洋的闭合消亡为终止。 但是，实际上大洋消失后，陆陆碰撞仍然持续进行，而且一个大陆 可俯冲消亡在另一个大陆之下。我国的青藏高原就是例证。
二. 地体分析
第三节 Mantle Plume and Hot spot
热点和地幔柱概念的提出
板块和热点
In 1963, J. Tuzo Wilson, the Canadian geophysicist who discovered transform faults, came up with an ingenious idea that became known as the "hotspot" theory.
热点或地幔柱的数目和分布
根据摩根的看法,全球的热点总共不过20-30个: 这些热点位于火山岛链的活动端,大洋脊顶附 近,洋脊交汇处附近,还有的出现在三联裂谷点 附近,随着热点研究的深入,不但数目有所增加, 位置亦有变化。Burke et al.(1976)所列的热点 可能代表一种极限, 因为后来Crough(1983)归 纳几个作者的结果, 确定的全球热点仅41个。
第二章 大地构造地貌
而实际情况是，地壳下面的均衡面即是起伏的，同时物质又是不均一的。 根据W.A.Heiskanen的意见，实际地壳均衡63％是艾里模式来成，而37％由 普拉特模式进行。这就解释了大洋与大陆显体地貌的成因。
（3）大陆漂移与板块构造
Hale Waihona Puke 地学界对陆地与海洋的成因一直有两种观点：固定论和活动论 活动论学派由来已久，在20世纪初德国学者魏格纳首次提出大陆漂移 学说，解释海陆分布。但由于种种缺陷一直没有被接受，到20世纪中 叶，由于深海钻探的发展，大洋研究的深入，发现海底扩张。在海底 扩张和大陆漂移的基础上，提出了板块构造学说，并用其解释大陆海 洋的成因的问题。
海陆分布的另一特点是其分布的不均匀性。大部 分陆地分布在北半球，占此半球总面积的39％。 而南半球陆地仅占南半球总面积的17％左右。 地表最大的起伏为20km，最高的山峰为珠穆朗玛 海拔8844.43m，最深的海洋为马里亚纳海沟说－ 11022m，地表平均高度为－2450m。
2、大陆和海洋分异
火山庐山地垒式断块山印度尼西亚东爪哇省庞越地区的布罗莫火山左和塞梅鲁火山冒出浓烟剥蚀山地剥蚀山地的形成不发展受到的外力作和新极造运动对山地形态塑造的影响
第二章 大地构造地貌
一、地貌概述 二、大陆区的形态 三、大洋区的形态
一 、地貌概述
（一） 地球表面的基本轮廓 显然地球表面的起伏很复杂，但其表面的基本轮廓可明显地表现 为大陆表面高地和海洋底部低地两部分。
黄 冈 山 冰 蚀 山 地
鲁 山 构 造 侵 蚀 山 地
-
乌蒙山-岩溶山地
（二）平原
1、平原的高度分类
2、平原的成因分类
①构造平原 构造上升作用大于剥蚀作用，平原面与岩层面 一致。如前第四纪水平（或缓倾斜）岩层和熔岩等的固结 岩层形成的平原和高原。 ②剥蚀平原 构造上升作用与剥蚀作用大致相等，平原面切 过岩层面，地面微有起伏。
大地构造学--中国区域大地构造
大地构造第 1 章：地球的层圈结构1.陆壳与洋壳的差别？厚度:陆壳厚，洋壳薄；陆壳平均33km，最厚达80km（青藏），洋壳平均7km.组成: 陆壳为三大岩类, 洋壳主要为玄武岩；陆壳上部硅铝层，下部硅镁层，洋壳为硅镁层.构造: 陆壳复杂（存在褶皱和断裂）, 洋壳简单（无褶皱）.年龄：陆壳老（最老44-45亿年），洋壳新（最老2亿年）.2.岩石圈、软流圈岩石圈：地壳与上地幔的顶部（盖层）由固态岩石组成的圈层.软流圈：位于岩石圈之下，与上地幔过渡层之间，是地震波速低速带.第 2 章：地槽－地台学说1.地台地台：地壳上稳定的，自形成后不再遭受褶皱变形的地区；岩层产状十分平缓，具有十分平坦的地貌；具有双层结构基底和盖层.2.地盾地盾: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.3.克拉通克拉通：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.4.地台基本特征1.地台是块状的辽阔地貌单元，一般具等轴状展布的几何形态，多为圆形、多边形的平原、高原或盆地.2地台具有双层结构,基底和盖层：盖层：由显生宙岩系组成，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.从这种结构上看，地槽褶皱上升后，再次下降接受沉积，可形成地台；因此，地槽经过造山作用演化形成地台.3. 地台发展过程中保持相对的稳定，主要体现在稳定的盖层沉积上，岩相和厚度比较稳定.4.地台区有自己的特征沉积建造和建造序列，沉积岩层之间多为整合或平行不整合接触.5.在其发展过程中岩浆活动微弱、有些岩浆活动主要与深断裂有关.6.演化过程中构造运动较弱，常形成一些同沉积的宽缓褶皱，具有一定的继承性.7.地台基底岩系中有各种变质矿产，盖层中主要为一些外生矿产.5.构造层构造层: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.6.地质建造地质建造: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.第3章: 大陆漂移1.劳亚古陆北美欧洲亚洲（除阿拉伯半岛）2.冈瓦纳古陆非洲南美南极澳大利亚印度阿拉伯半岛第4章：海底扩张1.海底扩张说①大洋中脊是地幔物质上升的出口，上升的地幔物质冷凝形成新的洋壳，并推动先形成的洋底逐渐向两侧对称扩张；②海底在洋中脊处的扩张导致新大洋两侧的大陆逐渐彼此远离，也可能使老的洋壳在大陆边缘的海沟处沿贝尼奥夫带（俯冲带）向下俯冲潜没，重新回到地幔中去，从而完成对老洋壳的更新；③海底扩张是刚性岩石圈块体驮在软流圈上运动的结果，运动的驱动力是地幔物质的热对流；④如果地幔对流的上升流发生在大陆下面，就将导致大陆的分裂与大洋的开启.2.瓦因和马修斯假说海底磁异常条带，是在正反向交替的地磁场中，形成交替磁化的玄武岩条带而产生的。
第2章 大地构造学(板块构造理论—2岩石圈及岩石圈板块)
软流圈（低速层）
对陆壳成分结构的新认识 （主要针对下地壳成分）
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，原预测的7km深处的康拉德面并不 存在，在该深度以下仍为斜长片麻岩、花岗片麻 岩和角闪岩 ，只是随着深度增加角闪岩夹层增多。 而不是“玄武岩层” 剥露到地表的麻粒岩相下地壳成分往往以长英质 片麻岩、麻粒岩为主体。 很多新的火山岩携带的大量下地壳包体往往也以 长英质片麻岩、麻粒岩为主体。
因此，陆壳的下地壳成分可能仍以长英质或花 岗质成分为主。
大陆岩石圈成分的不均一性
大陆岩石圈的组成和物性变化很大，缺乏一
个共同的成因方式，大陆岩石圈的组成上部是 由非均一成分和具有复杂构造和热演化史的不 同块体拼合而成，因而它们具有不同的强度。 大陆下地壳的性质因地而异，不同的性质造成 了复杂多样的效应与结果，诸如活动断裂带的 宽度、造山带高度、沉积盆地以及被动大陆边 缘的下沉速度的差异等.
岩石圈的化学结构
大陆地壳：复杂的成分结构 地幔岩石圈：多认为是橄榄石、辉石和石榴石的 某种组合 壳幔的化学过程：主要通过几个方面研究： 玄武质岩石的信息 花岗质岩石的信息 捕虏体与捕虏晶的研究：岩石探针 流体包裹体的研究
•通过观察来自岩石圈深处的岩石，了解深部特征
岩石圈深部岩石到达地表的方式 •构造剥露（如逆冲岩席）
• 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 显 示 的 地 幔 结 构 和 不 连 续 面
岩石圈lithosphere
• 地球上上部（外层）刚性的部分，实际上 包括地壳和刚性上地幔部分。也有人用 1300°等温面以上的圈层。 • 刚性：厚50－200km • 成分径向变化：上部－花岗岩和玄武岩； 下部－橄榄岩、辉橄岩 • 被地震活动带分割成若干块体
大地构造学基础知识提要(2)
大地构造学基础知识提要（2）胡经国二、问题解答1、造山作用存在的六个主要标志造山作用是造成岩石圈横向收缩、垂向增厚、隆升成山的作用。
其存在标志有：⑴、角度不整合地层之间的的角度不整合是一次强烈构造作用的产物，代表了地壳经历过一次下降－抬升－再下降的过程，是造山作用发生的最明显的证据。
实际上，由于强烈的构造作用影响，因而使已形成的地层普遍发生褶皱、断裂等较强的构造变形，并使造山作用过程中所形成的火山－沉积岩系往往与下伏不同时代地层呈角度不整合接触。
所以，角度不整合是造山运动最明显的证据。
⑵、磨拉石沉积组合磨拉石沉积组合是一套以陆相为主的巨厚的砾岩和砂岩占优势的沉积组合，产出于山间坳陷和边缘坳陷。
这种沉积组合的岩石分选很差，层理不规则，常见交错层理和波痕，相变急剧。
它是由于强烈的构造作用使岩层发生褶皱和断裂而隆升，并遭受剧烈剥蚀而形成快速堆积的产物。
也就是说，在造山作用过程中，每一次较强的构造事件都会产生同造山磨拉石沉积组合。
所以，磨拉石沉积组合一直被认为是造山作用发生的直接标志。
⑶、沉积组合性质突变造山作用发生之前多为稳定型的沉积组合，而在造山作用期间则以火山－沉积组合和磨拉石沉积组合为代表的非稳定型沉积组合类型为主。
⑷、强烈构造变形这也是造山作用存在的直接标志。
造山作用期间地壳物质发生了强烈构造变形，如强烈褶皱和大规模逆冲推覆构造等。
⑸、动力变质造山作用过程中，由于较强大的构造挤压作用，可使断裂带附近或整个地壳岩石发生普遍动力变质作用。
尤其是在规模较大的逆掩断层附近，因应力相对集中而常常出现动力变质带，甚至可产生高压动力变质岩。
⑹、岩浆活动剧烈的岩浆活动是造山作用的直接产物。
在造山作用期间，随着大规模逆掩断层的形成，导致了地壳岩石发生部分熔融，形成的岩浆随着强烈的构造作用侵入或喷出至地表，造成剧烈的岩浆活动。
2、上地壳、中地壳、下地壳的岩石学垂直分层在未变质的表壳岩石下面的上地壳由绿片岩相岩石组成；中地壳主要为经过富铝的、伴随局部混合岩化及花岗岩化的角闪岩相岩石；下地壳为含有长英质片麻岩和多种侵入体的麻粒岩相岩石。
地质学-大地构造学说.
拉张型板块边界
拉张型板块边界
东非大裂谷是两大板块受拉张而形成的断裂谷
坦
东非大裂谷
噶 尼
（ 6500km ）中段
喀
湖
挤压型边界
（1）受到挤压而破碎，以至熔融，刺激深部岩浆涌出，带来 火山活动；
（2）被挤压的岩层，也会张裂和隆起，发生断层作用及褶曲 作用；能量通过火山和地震等活动爆发；
（3）俯冲到软流圈，受热熔融并最终成为地幔的一部分。
板块俯冲与沟-弧-盆体系
剪切型边界（转换型板块边界）
拉张型与剪切型板块边界
洋中脊全长超过65000千米
海洋演化，海洋从开始形成到封闭，可以归纳为下列过程：大陆裂谷——
红海型海洋——大西洋型海洋——太平洋型海洋——地中海型海洋——地缝合 线。这一过程被称为大洋发展旋回或威尔逊旋回。
太平洋板块 南北美洲板块 欧亚板块（含波斯板块） 非洲板块（含索马里板块） 澳印板块 南极州板块
板块的划分
（三）板块边界—— 各板块之间相互接触的边线
拉张型边界（离散型板块边界）：两个互相分离的板块之
间的边界。
挤压型边界（辐聚型板块边界或汇聚型板块边界）：互
相靠近或挤压的两个板块之间的边界。 剪切型边界（转换型板块边界）：两个板块沿着相反的方向相
板块构造学说能够解释多种地质现象。
板块构造与变质作用
板块构造与成矿作用
板块构造与岩石类型
（六）板块构造学说存在的问题
1、板块运动的驱动力？ 根据热流值的分布和热点的存在等现象，地幔对流有可能存在，
但缺乏直接证据。至于如何对流，就更不清楚。 2、错断洋脊的巨大断裂的成因？ 洋脊的错断是如何产生? 3、洋底出现含煤沉积的原因？ 根据深海钻探资料，大西洋、印度洋与太平洋底部都有白垩
2-3大地构造学说
１.基本观点： ①现在的大陆在2亿前年是联合在一起的，此 后才逐渐分开。 ②大陆移动的形式是硅铝质陆块在硅镁质洋块 上浮移。 ③漂移的动力是地球自转产生的离心力和其他 天体对地球表面的引力。
2.主要证据 ①魏格纳（A.Wegener）的证据 大陆漂移学说首先是德国气象学家A.Wegener 于1912年提出来的。其主要证据是大西洋两岸 的陆地轮廓吻合性以及地层、构造、古生物、 古气候和冰川等其他现象的相似性、相关性和 连续性。 ②五十年代以后的新证据 • A.各大陆岩石的古地磁极与现代地磁极不重合当前学术界最有影响的 一个大地构造学说。
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•
前边已经说过，海底扩张的速度为1-5cm/ 年，据此计算在1-2亿年中，海底扩张的速度 可达几千公里，整个洋底可以更换一次。所以 在大洋地壳中不可能发现1.9亿年以前的岩石。 以前的岩石那里了，俯冲到了地幔中又变地幔 物质。 最近的研究表明，洋底的年龄中央岭脊处 最年轻，向两侧逐渐变老，并呈对称分布。
第6章 大地构造学(造山带—2碰撞造山带和增生造山带)
增生造山作用结束时限的确定
下限：
1. 卷入增生造山事件中最年轻的地质体或者组分
2、卷入增生造 山事件中最年轻 的角度不整合
(Prokopiev, Toro et al., 2003)
上限：未卷入增生造山事件中
最老的角度不整合
增生造山作用类型
大陆边缘 “多岛海”或“多岛弧盆系”构造格局 决定了增生造山作用的广泛性
上限 1、前陆盆地最早磨拉石沉积时代 2.主剪切带中最早的新生矿物年龄 3.剪切热造成的混合岩的最老年龄 4.活化盖层变质岩的最老变质年龄 5.碰撞型壳融花岗岩年龄 6.两个陆块极移曲线交汇点时代
（二） 增生型造山带
弧前增生 地体(洋底高原、海山、大洋岛弧、弧后盆地、大洋岛屿、 微陆块)增生 反映复杂活动陆缘动力学演化过程
阿尔泰
准噶尔
天 山
北山
东北
内蒙古
中国北部中亚造山带
Modified after Şengör et al., 1993
Şengör等模式强调：
自西伯利亚由单一岩浆弧 向外（南）弧前增生 大规模同造山走滑叠置
Formation of Olympics
1. About 50 Ma: Accretionary prism material thrust underneath NA 2. Large anticline / dome formed due to subduction-related shortening
弧前增生 弧前增生造山带结构特征
从俯冲板块上铲刮下来的物质增生到仰冲板块之上
snow plow analogy
下伏沉积物底垫于增生柱之下，拆离带即为板块边界 演化形式类似于褶皱逆冲带
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早期的世界地图已清楚地表明非洲和南美洲相对海岸 线的“锯齿状拟合”。远在1801年，洪堡 （A.Humboldt）及其同时代的著名科学家们已经提出， 大西洋两岸的海岸线和岩石都很相似。魏格纳首先提 出，应该用深海中的大陆坡边缘进行大陆拟合。凯里 （S.W.Carey ）证明，两个大陆的外形在海面以下 2000米等深线几乎完全可以拟合。布拉德（E.Bullard） 等人借助计算机计算，发现无论用1000米或2000米等 深线拟合的结果差别不大。复原拟合工作证明，各大 陆可以通过复原形成一个超级大陆，即魏格纳所命名 的“泛大陆”。泛大陆是由冈瓦纳大陆（南方各大陆 加上印度）和劳亚大陆（北美和欧亚）组成的复合古 大陆。
魏格纳及其大陆漂移说
由于当时受对地球内部构造和动力学的知识局限， 大陆漂移和动力学机制得不到物理学上的支持。魏格 纳学说的不幸遭遇在于他倡导大陆漂移的同时却认为 大洋底的稳定。直到他去世的20年后，抛弃洋底稳定 不动的海底扩张学说提出，人们对大陆漂移的兴趣又 复萌了。 魏格纳是德国气象学家、地球物理学家，1880年11月1 日生于柏林，1930年11月在格陵兰考察冰原时遇难。 （播放电影文件）
海底扩张
50年代的海洋科学园地犹如百花盛开，海洋学 家除了海底热流测量外，还进行了海底地形测 量。这些资料和地震分布、海底火山和深海沉 积的研究结果，被普林斯顿大学的哈雷·赫斯 （Harry Hess）综合成海底扩张的模式。 赫斯用地幔对流机制来解释海底的地形标志， 他设想大洋中脊是热流上升而使海底裂开的地 方，熔融岩浆从这里喷出，推开两边的岩石形 成新的海底。
B.古气候的证据
魏格纳首次提出大陆漂移观点时，许多证据来自他对 古气候的研究。他注意到，各大陆上存在某一地质时 期形成的岩石类型出现在现代条件下不该出现的地区： 如在极地区分布有古珊瑚礁和热带植物化石；而在赤 道地区发现有古代的冰层。运用将今论古的原则，魏 格纳把冰川活动的中心放在当时的旋转极附近，而珊 瑚礁和蒸发岩分布的地带放在赤道附近，用这种方法 确定了各大陆当时的古纬度。对古纬度和现代纬度的 比较，魏格纳得出了大陆漂移的结论。
大地构造学
第三章 大陆漂移 第一节 魏格纳及其大陆漂移说 第二节 大陆漂移的证据 第三节 古地磁与大陆漂移 第四节 显生宙的大陆漂移
大陆漂移的认识
1620年，培根（Bacon.F）发现大西洋两岸的相似性。 1858年，斯奈德（Snider.A）据欧洲、北美石炭纪煤 层中植物化石的相似性提出大西洋两岸能够拼合。 1880年，惠兹坦因（Wettstein.H）提出大陆由于太阳 的潮汐引力而向西漂移。 19世纪末，休斯（Huess）据南半球大陆地质岩层的相 似性将其成为冈瓦纳大陆。 1908年，泰勒（Taylor.F.B）提出山链是因大陆移动而 成。 1911年，贝克（Baker.H.B）把各大陆拼合成一个大陆， 使近代山链成为从一个大陆到另一个大陆的连续构造。
南极洲、南非 和印度的水龙兽
犬颔兽
广 布 澳 大 利 亚 、
北 大 洋 隔 开 的 南 极
古生代爬行动物
古南美和非洲都曾找到过中龙化石。
D.地质学的证据
南美、非洲、印度和澳大利亚的地层两两相似，使魏 格纳获得了深刻的印象。大西洋两岸所共有的地质现 象更加证明这两块大陆曾经是连在一起的。 在北大西洋两岸的两块大陆，有一条非常重大的古 山系，被称为加里东山脉。如今在大西洋东岸的挪威 看到的是山系的西段，这条山系通过爱尔兰以后似乎 淹没在大西洋下。可是在加拿大的纽芬兰则有一个古 山系仿佛从大西洋里爬上来，它和欧洲的加里东山脉 有许多相同之处。这个在北美出现的山系被称之为老 阿巴拉契亚山脉。魏格纳认为北美的阿巴拉契亚山脉 曾一度和欧洲的加里东山脉相连。如果把大陆拼合在 一起，就形成一条连续的山系。
古气候分带的反常
靠近北极的斯匹兹俾尔根群岛地区，凡现有CK的热带植物化石和老第三纪的温带植物化石。 南半球热带的非洲、印度、澳大利亚等地发现 有广泛的C-P纪冰川堆积物。 北半球各大陆广泛分布C-P纪的煤系，南极洲也 有C-P纪的煤系。 北美东南部、欧洲西南部、非洲被原发嫌2.5亿 年的沙漠和盐层。
化石和生物种属
南极、非洲、澳大利亚和马达加斯加发现一样 的2亿年左右两栖和爬行类化石。 在美洲和非洲分别找到了特征相同的一亿年前 的淡水鱼类、蛙类、龟类化石。 在日本、欧洲、北美东海岸发现同样的蚯蚓和 蜗牛。 北美东部、欧洲西南部、北非发现C-P的同期同 种属珊瑚和滨海生物。
广布于澳大利亚、印度、南美、非洲 大陆晚古生代地层中的古植物舌羊齿
C.古生物的证据
魏格纳认为，大陆漂移对现代由海洋分隔的各大陆上 动物群和植物群的显著相似性提供了最好的解释。使 魏格纳和以后的调查者们获得深刻印象的一些例子有： 南美和非洲都能见到的具有类似蝾螈的骨骼构造的淡 水爬行动物中龙（Mesosaurus），它不可能游过大洋； 大西洋两岸的古生代海相无脊椎动物化石组合很相似； 南极洲三叠系中有许多陆生爬行动物的化石在其它大 陆上同样存在；二叠纪舌羊齿植物群（一个独特的植 物组合）的种子蕨化石，见于南方的各个大陆和印度。 古生物学的证据曾引起过人们众说纷纭的争论，迪茨 （R.S.Dietz）在1967年就人们争论的证据发表了一篇 评论，其中有霍尔登（J.C.Holden）所作的若干饶有趣 味的图群。
第四章 海底扩张
第一节 海底地形 第二节海底年龄与深海钻探验证 第三节 转换断层（播放电影文件） 第四节海底磁异常（播放电影文件） 第五节海底扩张说的验证（播放电影文件） 第六节海底扩张速率 第七节洋底在扩张中的沉降 第八节大洋发展阶段
海洋的形成
在很长的一个时期内，天空中水气与大气共存于一体； 浓云密布。天昏地暗，随着地壳逐渐冷却，大气的温 度也慢慢地降低，水气以尘埃与火山灰为凝结核，变 成水滴，越积越多。由于冷却不均，空气对流剧烈， 形成雷电狂风，暴雨浊流，雨越下越大，一直下了很 久很久。滔滔的洪水，通过千川万壑，汇集成巨大的 水体，这就是原始的海洋。 原始的海洋，海水不是咸的，而是带酸性、又是 缺氧的。水分不断蒸发，反复地形云致雨，重又落回 地面，把陆地和海底岩石中的盐分溶解，不断地汇集 于海水中。经过亿万年的积累融合，才变成了大体匀 的咸水。
地质学的证据
美洲和非洲、欧洲在地质构造、古生物化石的 分布方面都有密切联系。例如，北美洲纽芬兰 一带的褶皱山系与西北欧斯堪的纳维亚半岛的 褶皱山系遥相呼应；美国阿巴拉契亚山的海西 褶皱带，其东端没入大西洋，延至英国西南部 和中欧一带又重出现； 非洲西部的古老岩层可与巴西的古老岩层相衔 接，沉积物和熔岩出现的层序完全相同。
E.平移断层
北美圣安德烈斯大断裂 （播放电影文件） 郯庐断裂 东非裂谷 雅鲁藏布江大断裂
圣 安 德 烈 斯 大 断 裂
F.古磁极曲线
G.海底扩张
第三节 古地磁与大陆漂移
岩石中含有磁性矿物，在地球磁场的影响下，岩石形 成时就受到磁化，从而保存了它们形成时间和地点的 地球磁场方向的古地磁记录。通过对岩石所记录的古 磁场的倾向和倾角的测量，可以计算岩石形成时地球 磁极的位置。 人们从各个大陆不同时代的地层里测出几千个古磁 极的位置，连接任一大陆不同时期的古磁极的线，就 是那个大陆的视极移曲线。将各大陆视极移曲线比较， 调整的结果表明，在2亿年前的所有大陆曾是一块共同 的大陆——泛大陆。
海底扩张
赫斯舍弃了早期大陆漂移模型中大陆排开洋底物质进 行运动的方式，而认为大陆是被动地受到地壳下部对 流作用的推动，好像被放置在一条活动传送带上运动。 这一充满想象力的思想于1962年发表在论文《海洋盆 地历史》中。赫斯在论文的引文中说“我的这一设想 需要很长时间才能得到证实，因此，与其说这是一篇 科学论文，倒不如说是一首地球诗篇。”事实上仅时 隔一年，弗雷德里克·瓦因（Fredrick Vine）就把海底 扩张的思想与海底地磁的新资料圆满结合在一起，奠 定了板块构造学说的基础。又过了几年之后，格洛 玛·挑战者号（Glomar Challenger）的深海勘探成果圆 满地验证了科学家提出的假说。
大洋中脊是新地壳形成的场所，熔融的 地幔物质不断沿大洋中脊轴部向上涌， 形成新海底
哈雷·赫斯（Harry Hess）
哈雷·赫斯（Harry Hess）是美国地质学家。赫斯的地 学研究生涯起始于他年青时在美国海军服役的经历。 二战期间，赫斯是美国太平洋舰队"约翰逊角"号运输 舰上的一名军官。在多次横渡太平洋的过程中，他注 意到船上的雷达探测到了海底一连串的圆形山体。这 些山体高出洋底约2000米，且都有一个共同的特点， 即顶部异常平坦。赫斯认为这些都是沉落于海洋中的 火山。不久的勘测也证实了他的设想。但是问题的难 点在于如何解释这些山体平顶的特征。战后长期的研 究融入了赫斯丰富的想象力。终于在1962年诞生了 《海洋盆地的历史》这篇划时代的地球诗篇。在这篇 论文中，赫斯正式提出了海底扩张的假说。
第四节 显生宙的大陆漂移
南美洲东岸同非洲西岸
大陆漂移过程示意图
显生宙的大陆漂移
大约在2.4亿年前，地球上的大陆是汇聚在一起的，这 个大陆由北极附近延至南极。地质学上叫泛大陆。在 泛大陆周围则是统一的泛大洋。此后，又经过了漫长 的岁月，泛大陆开始解体，北部的劳亚古陆和南部的 冈瓦纳古陆开始分裂。大陆中间出现了特提斯洋（1.8 亿年前）。此后，大陆继续分裂，印度洋陆块脱离澳 大利亚-南极陆块，南美陆块与非洲陆块分裂；此时的 印度洋、大西洋扩张开始。到了6千万年前，已经出现 现代大陆和大洋的格局雏形。以后，澳大利亚裂离南 极北上，阿拉伯板块与非洲板块分离，红海、亚丁湾 张开，形成现代大洋和大陆的分布格局。
海洋的形成
同时，由于大气中当时没有氧气，也没有臭氧层，紫 外线可以直达地面，靠海水的保护，生物首先在海洋 里诞生。大约在38亿年前，即在海洋里产生了有机物， 先有低等的单细胞生物。在6亿年前的古生代，有了海 藻类，在阳光下进行光合作用，产生了氧气，慢慢积 累的结果，形成了臭氧层。此时，生物才开始登上陆 地。 总之，经过水量和盐分的逐渐增加，及地质历史 上的沧桑巨变，原始海洋逐渐演变成今天的海洋。