中科院区域地质与大地构造复习题答案

分析固定论与活动论大地构造学的主要理论差别

所谓固定论是指主张大陆固定、大洋永存，或虽然大陆与海洋位置曾有互换，但也是原地垂直运动的地壳运动观。与此相对，活动论认为在地质历史时期，不同大陆的位置对于地极以及大陆之间都发生过大规模相对位移。

固定论的代表是槽台学说，基本思路是在早起地壳强烈下降，接受沉积，后期褶皱、抬升成山，且升降运动频繁，故形成一套有韵律性的复理石建造。地槽从接受巨厚沉积，伴随着蛇绿岩的形成，再经褶皱抬升，伴随着中酸性岩浆活动，最后经长期演化侵蚀转变为地台，这一演化过程成为造山旋回。但是槽台学说并没有阐明地槽的发生、发展、迁移和封闭的本质，也不能解释为什么地壳上会出现长条状的活动带及其间的大面积稳定区。仅仅着眼于某一区域的自身发展，忽略了各地区之间的相互作用和彼此联系。最重要的是在现今地球上，不能确定地槽到底出现在一个什么样的地质环境。

活动论的代表是板块构造。固体地球上层垂向上可划分为物理性质截然不同的两个圈层——上部的刚性岩石圈和下部的塑性软流圈。侧向上又可以分为若干个大小不一的板块，板块之间相互运动。在地幔物质对流、洋中脊推挤、重力滑脱及下行板块的拖拽的作用下，板块发生俯冲消亡形成一系列的沟、弧、盆等构造单元，在洋中脊处新的洋壳又生长出来。发生更新的主要是洋壳物质，陆壳也会通过拆沉作用发生小规模的消亡，再通过岩浆底垫或板块俯冲发生垂向和侧向上的增生。

各类板块边缘的地质、地球物理和地球化学特征

从板块的相对运动方式来看，将板块边缘分为三种类型：

分离型板块边界，相当于大洋中脊轴部，两次板块相背离开。中脊轴部是海底扩张中心，当两侧板块拉开，软流圈物质上涌，冷凝成新的洋底岩石圈，并添加到两侧板块的后缘上，故又称分离型边界或建设型边界。以洋脊为中心，向两侧地势逐渐降低，且沉积物厚度逐渐增大。洋脊新生成的岩石，在海水的作用下发生蛇纹石化。

在大洋中脊顶部，地震集中在极窄的地带，宽度通常不到20公里，这里集中着全球百分之九十的浅源地震。

汇聚型板块边界，相当于海沟及年轻造山带，两侧板块相对而行。汇聚型边界也可以与板块的运动方向斜交，但相邻板块之间必定包含一定的汇聚运动分量，汇聚型边界是最复杂的板块边界，又可进一步划分为俯冲边界和碰撞边界。俯冲边界，相当于海沟，相邻板块相互叠覆。由于大洋板块厚度小、密度大、位置低，大陆板块厚度大、密度小、位置高，故一般总是大洋板块俯冲与大陆板块之下。俯冲边界主要分布在太平洋周围，亦称环太平洋型汇聚边界。碰撞边界，相当于年轻造山带，为大洋闭合，大洋碰撞接触的地缝和线，亦称阿尔卑斯-喜马拉雅汇聚型边界。汇聚型边界是最复杂的边界，在俯冲地区发育沟弧盆体系、I

型和S型花岗岩，洋壳上的沉积物和海山在俯冲过程中被刮下来拼贴在活动陆缘形成增生楔等。碰撞边界发育前陆褶皱冲断带、磨拉石盆地以及前陆盆地等。

汇聚型板块边界地震较发育，全球80%的中深源地震均发育在这些地方。通常根据震源由浅及深形成一个向活动陆源方向倾斜的贝尼奥夫带，这是由俯冲板块不同深度发生脱水引起的上部地幔楔部分熔融所致。

平错型板块边界，相当于转换断层，两侧板块相互滑过，通常既没有板块的增生也没有板块的破坏。

地球化学特征未写

碰撞造山带各个大地构造单元的地质与构造特点

造山带是指在造山旋回中因褶皱和其他变形作用形成的线状延生地带，一般认为造山带是洋盆闭合的产物，是借助于板块间的相互俯冲—碰撞而完成的，俯冲碰撞引起洋盆的闭合，地壳缩短，岩层褶皱、断裂、逆掩而隆起，俯冲的岩层当达到地壳深处或地幔中时，因发生脱水反应或部分熔融，并与幔源岩浆混合而形成一种钙碱性岩浆，在其上涌过程中就引起板块下部的深变质及混合岩化、中层的中浅变质与塑性变形以及上层的褶皱与隆起，岩浆亦常常喷出地表造成广泛的火山活动。

碰撞造山带分为三大主要的构造单元：仰冲壳楔、俯冲壳楔和中间的构造混杂带。

仰冲壳楔又划分为刚性基底和活化基底两部分，两者区别在于后者经历过新的变质作用的改造而形成新的构造岩石组合。仰冲壳楔由活动陆缘演化而来，在洋盆闭合后经仰冲隆起，发育逆冲断层，在活化基底中还叠加后期的脆—韧性变形。主要由成分相当于英云闪长岩的条带状灰色片麻岩组成。

构造混杂带：含蛇绿岩的构造混杂带代表了两个陆块之间的大洋岩石圈或陆块与弧之间的弧后盆地的大洋型岩石圈碰撞后的残留体，被看作是缝合带的标志。弧前混杂带由形成于开阔大洋中脊并在碰撞过程中卷入造山带的大洋板片形成，主要由蛇绿岩和浊积岩组成，往往只含有碳酸钙补偿深度之下的深海红色粘土和放射虫硅质岩块。弧后混杂带以含SSZ型蛇绿岩为特征，也含有浊积岩。可能出现弧后张裂是的碱性玄武岩或双模式火山岩套。

俯冲壳楔包括前陆褶皱冲断带、前陆盆地、活化盖层、活化基底和刚性基底五个部分。前陆褶皱冲断带是指在碰撞造山带中，俯冲的陆块或弧地质体前缘，原来处于被动大陆边缘的沉积棱柱体受到冲断和褶皱变形形成的大地构造单元。俯冲陆块最前缘是没有变质的褶皱冲断带，带内以叠瓦状逆冲席、冲褶席和各种尺度的推覆体为特征。由于只要是盖层变形，岩石主要由碳酸盐、浅海碎屑岩和浊积岩组成。距缝合带稍远的地方，冲断作用强度逐渐降低，由冲断层较稀疏分布的近于连续褶皱变形的盖层取代，主要由浅海相碳酸盐和碎屑岩系组成，变形以隔档式褶皱为主。由于加厚的楔形棱柱体的载荷作用，使得被动陆缘地壳因挠曲作用形成盆地，称为前陆盆地。盆地内发育磨拉石建造，由于造山带快速隆升快速剥蚀充填所致。俯冲陆块的沉积盖层俯冲至仰冲板块之下发生变质作用形成活化盖层，后经冲断作用出露于地表，主要为千枚岩、板岩、片岩和大理岩。

各类沉积盆地形成的大地构造环境

盆地是地壳表面三度空间上的凹地，沉积盆地的概念不完全相同，首先被厚层沉积物充填的盆地才能称为沉积盆地。沉积盆地的另一层含义是：它是地球历史上长期处于沉降的地区，或是未经造山隆起的沉降地区，这与造山带之前的盆地区分开来。根据沉积盆地的成因类型将盆地分为伸展型、挠曲型和走滑型三大类。

伸展型盆地是指在岩石圈伸展背景下发育的盆地，一般以地壳变薄、负布格重力异常为其主要特征，主要包括裂谷型盆地，被动陆缘盆地，陆内伸展盆地，克拉通盆地。伸展盆地虽然多表现出断、挠相结合的构造样式，但因初始原因不同，进一步可将伸展盆地分为裂谷型和一般伸展盆地。前者起因于热力驱动，多由地幔热柱上涌导致。而一般伸展盆地起因于重力滑动，常表现为向一个方向伸展量不断增大的斜坡状凹陷，通常指被动陆缘盆地。

挠曲型盆地是地壳挠曲变形所形成的盆地，不仅仅发生在前陆地区，大洋盆地也是地热沉降导致上层挠曲变形的结果。挠曲型盆地又分为前陆盆地，山前凹陷盆地，多发育于前陆与山前凹陷地带，受上覆载荷作用挠曲而成。

走滑型盆地即是与大型走滑活动有关的盆地。一是走滑拉分盆地，可出现在任意类型的构造环境中，主要与一组离散型走滑断裂有关；二是滑脱型盆地，指因滑脱而导致的拉张断陷，主要出现在造山带中。

蛇绿岩及其就位

在混杂岩中有一类特殊的岩石组合，叫“蛇绿岩（套）（ophiolite suite）”。这是一种岩石组合，而不是一种岩石。世界上已知最大最完整的蛇绿岩是中东的阿曼和塞浦路斯。按照一般的定义，有序的蛇绿岩从底到顶依次出现：地幔橄榄岩（主要为方辉橄榄岩和少量纯橄榄岩，有时含铬铁矿）、堆晶岩（具有堆积结构或构造，自下而上依次为纯橄榄岩—方辉橄榄岩—暗色辉长岩—辉长岩）、席状岩墙群（主要是辉绿岩、辉绿辉长岩，相当于基性岩脉）、枕状玄武岩（主要为玄武岩和细碧岩，具枕状构造）、含放射虫化石的深海硅质岩（红色的叫碧玉岩，有时混入少量泥质，形成硅质板岩）。蛇绿岩通常形成于大洋中脊，以及弧后盆地中脊，通常认为蛇绿岩代表了板块缝合带。蛇绿岩就位方式：仰冲于被动边缘；阻断的俯冲带仰冲于活动边缘。

俯冲带蛇绿岩产于海沟陆侧坡的俯冲带杂岩体中。当大洋板块沿海沟向下俯冲时，大洋地壳会遭受断裂而破碎，洋壳碎块特别是洋壳沉积层可能在俯冲过程中被刮落下来，添加于海沟的陆侧坡，它们与仰冲板块的岩石跟沉积物混在一起，构成俯冲带杂岩，其中混入的洋壳碎片既是俯冲带蛇绿岩。当俯冲活动停止，在地壳均衡的作用下，海沟向上浮升，俯冲带混杂岩体和蛇绿岩可抬升至陆上。构成俯冲带蛇绿岩的洋壳碎块，其原生环境可以是洋中脊（以及大洋岛）；也可以是边缘盆地；或者曾是组成海沟内壁或弧前地区的洋壳。

逆冲蛇绿岩：有时，巨大的洋壳段落逆掩仰冲于大陆边缘或岛弧之上，较重的洋壳反而上冲覆掩于较轻的过渡型或大陆型地壳之上，这种作用称为逆冲作用，是蛇绿岩的另一种就