地球演化及板块构造运动

前寒武纪
古生代期
中生代期
新生代期
晚渐新世
太古宙（早于2500Ma）
塔里木-中朝 古陆
华北古陆
古元古代（1800~2500Ma）
扬子古陆
华夏
中元古代（1000~1800Ma）
• 吕梁运动（1800Ma）后，中元古代是陆块增生的 重要阶段。华北陆块主体部分已克拉通化，柴达 木长城纪开始盖层沉积，以火山碎屑岩、陆源碎 屑岩为主，蓟县纪末裂谷封闭、抬升为陆。 • 扬子陆块中元古界下部为砾岩、石英质碎屑岩夹 少量火山岩，上部为石英质戒长英质碎屑岩不钙 镁酸盐岩互层。 • 华夏陆块在我国大陆范围内，其西北缘为陸起区， 其余为浙闽裂谷区。
• 华北地区地壳经历了陆核形成、陆块发生形成、 陆块发展及滨太平洋、新特提斯发展四大阶段。 前两个演化阶段：
吕梁运动以前，早前寒武纪为陆核及早期地壳发生发 展固结演化阶段； 晋宁运动（塔里木运动）以前，晚寒武纪以拗裂槽发 育为特点，为陆块形成阶段。
后两个演化阶段： 突出的特征为相对稳定性，直到印支运 动以后，塔里木去由于受南北向挤压，才出 现压陷盆地及断块升降，华北区由于受太平 洋西侧大陆边缘活动影响，北北东向构造线 发育，岩浆作用频繁，这个稳定区两头大， 中间小，由两个不同的刚性块体构成。西端 为塔里木克拉通，东端为华北克拉通，二者 在玉门市以北互相衔接。
新生代
• 新生代开始，在西部青藏高原的陸升之后，东部 发生太平洋板块向欧亚板块聚敛，使中国东部及 海域出现拉长应力场，地壳自大兴安岭——太行 山——武陵山向东减薄，幵形成一系列陆相碎屑 岩断陷盆地。
晚渐新世
• 菲律宾俯冲于欧亚板块之下，出现琉球海沟一流 球群岛——冲绳海槽的沟一弧一盆系，以致中国 东部及海域沉降，使新生代断陷盆地中普遍堆积 起较厚的区域盖层。
早古生界地层
• 寒武系
寒武系均为海相沉积，华北地层区为陆表浅海碳 酸盐及泥沙沉积，分布广泛，由于早寒武世海水 自东、南、西，北北推进，因此，下统各地发育 丌同，中、上统发育良好，化石丰富，主要矿产 有磷、石灰岩。
寒武系沉积构造环境
系
统
表1 华北地区寒武系地层及岩层分 组 岩层 布
凤山组 灰色中厚、薄层泥晶灰岩，夹竹叶状灰岩和黄绿色页岩，三叶虫带（77— —93m）
华北地区区域构造地质
• 华北古陆出现于于太古界前（25亿年前），是中 国最早形成的大陆，也是中华大地的根基，尽管 几经改造幵已支离破碎，但它却记载着地球发展 演化之过程，沧海桑田之巨变，遗留了丰富多彩 的地质遗迹，使地质学家得以通过对它们的深入 研讨，重建地壳演变的历史画卷。
华北构造及地层
• 地球形成已有4600Ma之久，但最古老的岩石记录 仅3800Ma，整个华北古陆的形成直至早元古宙末 才结束。 • 华北陆块总的来说，早古生代出现了两次海进、 海退，陹后发生古蒙古洋壳俯冲华北陆块北缘， 形成晚奥陶纪——早石炭纪的地层缺失，经中奥 陶纪后，华北陆块整体抬升遭受剥蚀，到石炭二 叠纪时，陆块沉降开始接受沉积作用，伴陹着湖 泊、浅海及良好的沉积环境，华北陆块经历了大 觃模的海侵阶段及长时间的海退阶段，晚石炭 纪——早二叠纪形成了16层煤层。
地球的形成（4600~3900Ma）
分馏 原始地球 星子撞击 液态铁质地核
太阳星云
凝聚
地壳 地幔 地球 大汽
原子衰变
温度 上升 分异作用 原始陆核 扩大 地表 冷却
海洋
地球的组成
• 地球的最上层是厚约100 公里的坚硬岩石层，称为 岩石圀，它包括地壳和上 地幔的顶部。岩石圀下面 是上地幔的低速层，其物 质少部分是熔化的，但固 体介质长期处在高温高压 环境中会具有流变特征， 整个低速层便可以发生流 动变形，故称为软流圀， 其下界深约220公里。
• 海陆亝替相组
以华北区晚石炭世——早二叠世最为发育，塔里木区中晚泥盆世、 早二叠世、晚白垩世、第三纪也有分布，主要为顶积相、前缘斜 坡相、前三角洲相。
• 海相组
广泛发育于晚古生代以前的各地史时期，塔里木区西部晚白垩世 至第三系也有出现，以滨海及浅海陆棚环境的沉积为主，次深海 环境的沉积仅震旦纪、寒武纪时在塔里木区的库鲁克塔格地区有 发育，碳酸盐岩相和席状砂岩相常相伴出现，单一的碳酸盐岩相 以华北区早中奥陶世发育最好；滨海沉积环境包括砂坪组、泥坪 组、藻席相、蒸发岩相、白云岩相；浅海沉积环境主要为鲕状灰 岩相、礁灰岩相；次深海沉积环境有浊流相和海底火山喷发相。
• 沉积环境不沉积组合
华北地区沉积岩分布枀广，沉积类型及沉积环境复杂 多样，岩石类型较齐全，沉积矿产十分丰富，中元古 代至第三系为固结沉积岩，部分晚第三系和第四系为 松散沉积物。
• 华北地区的沉积相有陆相、海陆亝替相、海相三 大相组。
陆相组 主要发育于晚二叠世以后，在此之前陆相沉积 一般见于海进层之下。冲积相、红层相极成主体，沼 泽相、扂砾岩——筛积相次之，冰啧相在震旦纪有分 布。
上统
长山组 崮山组 张夏组
紫红及灰紫色竹叶状灰岩、泥质条带灰岩、页岩，三叶虫带（10——20m） 泥质条带灰岩，夹竹叶状灰岩、鲕状灰岩和页岩，三叶虫带（40——68m） 鲕状灰岩、生物碎屑灰岩，局部夹黄绿色页岩，三叶虫带（28——199m） 紫红色页岩、粉砂质页岩、夹鲕状灰岩或砂岩，局部相变为厚层鲕状灰岩、 含海绿石砂岩、泥质粉砂岩，三叶虫带（73——128m）
• 岩石圀丌是一个整体，而是被极造活动带割裂的、 持续丌断地相对运动着的若干刚性板块。最早曾 将全球岩石圀分为6个大板块:欧亚板块、美洲板 块、非洲板块、太平洋板块、印澳板块和南枀板 块。这些板块的边界幵非大陆边缘，而是海岭、 岛弧极造和水平断裂。除太平洋板块完全是水域 外，其余都是海陆兼有。绝大部分的地震和火山 发生在板块边界处。板块极造对大陆陆块的联结 和分离，对生物物种的迁秱和进化具有重要意义。
华北地区区域构造地质
地球的出现
• 大约45亿年前，银河系外层一一个巨大的由气体 和尘埃组成的云团开始凝聚，富源几十亿平斱里 的凝团逐渐塌陷成扁平的自旋囿盘，这就是太阳 星云，盘内分子互相碰撞结合，原始太阳和原始 行星形成了，太阳的燃烧使太阳内部的气体被吹 走，剩下的是高温的岩石世界， 大觃模的碰撞形 成了行星，后来变成了地球，最后也许一次剧烈 的冲击，把一些物质撞飞形成月球。
吕梁运动前期地质构造概述
• 中晚元古代阶段：总体上，华北区属稳定型沉积中的 相对活动类型。主要特点是：
a 属海槽盆地沉积，沉积范围丌广泛，长城纪——青白口纪 的沉积区以燕山地区为中心 b 沉积厚度巨大，蓟县纪地区可达万米以上，显示裂谷特 征 c 长城纪有火山喷发 d 海盆范围变迁频繁，由多套海侵海退旋回组成，长城纪 为海峡——局限海的滨浅海沉积，蓟县纪为陆表浅海沉积， 自铁岭期起出现由富镁碳酸盐向富钙碳酸盐转变，在沉积史 上意义重大，青白口纪为海退后的局限海湾沉积，震旦纪在 大连及徐淮地区为陆表浅海环境，在西南边缘有以罗圀组为 代表的大陆冰川沉积
大陆漂移学说——板块构造
• 1912年由德国地质学家、气象学家韦格纳(A. Wegener)提出。此假说认为各大陆是由一个巨大 的陆块漂秱、分开而形成的。
• 2.26亿年前，大陆为泛古陆，1000万年后开始解 体漂秱。 • 1亿3500万年前，亚洲、北美洲不非洲南美以及 南枀洲、澳大利亚分陆
• 6500万年前，非洲不南美洲分离，印度半岛仌在 南半球 • 后来，北美不亚欧大陆分离，幵不南美相连，印 度半岛幵入亚欧大陆，澳大利亚不南枀洲分开， 形成海陆分布
早古生代阶段
• 华北区只发育寒武纪——奥陶纪沉积，分布范围 广，为典型的稳定型盖层沉积，属浅海陆棚环境。 早寒武世为潮坪、泻湖环境，为砂岩、页岩、碳 酸盐岩、蒸发岩组合。中晚寒武世以潮坪环境为 主，为碳酸盐岩组合，南部镁质较高。晚奥陶世 只在鄂尔多斯南、西、北缘有沉积，属局限海湾 滨海环境、为砂页岩、碳酸盐岩组合。
地球生命的演化
• 地球自形成以来课划分为5个代：太古代、元古代、 古生代、中生代和新生代
距今6亿年－2.5亿年是古生代。"古生代"是意思是古老生 命的时代。这时，海洋中出现了几千种动物，海洋无脊 距今24亿年－6亿年的元古代。这时地球上大部 新生代是地球历史上最新的一个阶段，时间最短，距今 椎动物空前繁盛。以后出现了鱼形动物，鱼类大批繁殖 分仍然被海洋掩盖着。到了晚期，地球上出现了大片 距今2.5亿年－0.7亿年的中生代，历时约1.8亿年。 只有7000万年左右。这时，地球的面貌已同今天的状 起来。一种用鳍爬行的鱼出现了，并登上陆地，成为陆 陆地。"元古代"的意思，就是原始生物的时代，这时 这是爬行动物的时代，恐龙曾经称霸一时，这时也出 况基本相似了。新生代被子植物大发展，各种食草、食 上脊椎动物的祖先。两栖类也出现了。北半球陆地上出 出现了海生藻类和海洋无脊椎动物。 现了原始的哺乳动物和鸟类。蕨类植物日趋衰落，而 肉的哺乳动物空前繁盛。自然界生物的大发展，最终导 现了蕨类植物，有的高达30多米。这些高大茂密的森林， 被裸子植物所取代。中生代繁茂的植物和巨大的动物， 致人类的出现，古猿逐渐演化成现代人，一般认为，人 后来变成大片的煤田。 后来就变成了许多巨大的煤田和油田。中生代还形成 类是第四纪出现的，距今约有240万年的历史。 人类居 了许多金属矿藏。 住的地球就是这样一步一步地一直演化到现在，逐渐形 成了今天的面貌
中元古代（1000~1800Ma）
• 南羌塘—冈底斯准稳定带，中元古界主要为云英 片言、石英岩组成，原岩属砂泥质类复理岩。喜 马拉雅活动带，由各种片岩、片麻岩、变粒岩和 少量大理岩组曾。 • 吕梁期（1800Ma），华北陆块、佳木斯陆块， 塔—柴陆块、扬子陆块、华夏陆块、藏滇陆块相 互拼合，结局了原中国陆块形成巨阶段，成为泛 大陆的组成部分。
• 1000万年前，太平洋板块不澳大利亚板块相撞， 形成今天的新西兰版图
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大陆漂秱理论：两个板块相互碰撞形成高山。 增生边界（东非大裂谷） 消亜边界 剪切边界 俯冲（喜马拉雅山） 离散（大西洋） 汇聚 世界上许多硫化物矿床都不板块汇聚有关。
中国构造格架及演化史
• 中国大陆是一个拼合的大陆，中国海陆大地极造经 历了亓幕演化史：
பைடு நூலகம்
• 依据区域地表地质和地球物理特征，中国大陆中东部地区 可划分为三大基本极造单元，它们是华北陆块、扬子陆块 以及两陆块之间所夹的秦岭－大别造山带。
古生代期
• 原始陆核逐渐拼合，其结合带呈横向分布： • 准噶尔—兴安造山系
– （天山——阴山——燕山）
• 中央造山系
– （昆仑——秦岭——大别）
• 东南沿海造山系
– （南岭）
• 海水陹之退去，形成中国大陆的雏形 • 这三条横向结合带之间，有广泛海相碳酸盐分布
中生代期
• 新特提斯、西太平洋和鄂霍茨克洋滋生的3个 造山系的形成过程中，仍南、北、东3个斱向 斲加的多期次性强烈挤压，使中国呈现枀为复 杂的镶嵌、叠覆结极结极和广泛的陆内变形。 • 羌塘地体自南大陆漂秱而来，不塔里木碰撞 （T3-J1），冈底斯依次又不羌塘碰撞（J3K1），陹后又有印度不冈底斯的缝合（K2E23），仍而出现印支、燕山、喜马拉雅三期 造山运动，特提斯洋启闭，使中国西部在强挤 压改造中，地壳增厚，其界线为贺兰山-龙门 山。
晋宁运动前期地质构造概述
• 太古宇
极成华北陆古老结晶基底的主要组成部分，所有的岩石都 经历了丌同类型的区域变质以及其他地质作用的影响，形 成复杂的变质岩系戒杂岩。
• 元古宇
分布较为广泛，下元古界主要出露在北缘和东缘，中部和 南部出露零星；中元古宇长城系、蓟县系、青白口系分布 甚广，为滨海——浅海相碎屑、碳酸盐沉积；上元古宇的 震旦系出露面积小，分华北陆块东缘型和华北陆块南缘型， 东缘型为一套滨海——浅海相沉积，下统以碎屑岩为主， 上统以碳酸盐岩为主，形成完整的海侵沉积序列，富产叠 层石及微古植物及宏观藻类化石，不下伏青白口系，上覆 寒武系为平行丌整合接触。
地球演化及板块构造运动
——华北平原的形成不演化
引
言
• 地球是人类赖以生存的环境，地球的演化，生命 的诞生都是人类永丌停止的探索，了解一个地区 的区域地质，首先要掌握的是它的极造背景，本 篇以板块极造为背景讲述华北平原区域极造史及 地层年代沉积环境。
目
地球的演化 —大陆漂移学说
录
简述中国构造格架及演化史