第二章造山作用与造山

3 伸展变形与 根带深变质杂岩上隆
拉张伸展、挤压缩短与剪切走滑是岩石 圈受力变形的三种主要机制，可存在于 不同层次、尺度、区域构造背景和构造 演化阶段。 伸展构造的表现形式：堑垒系、盆岭构 造、裂谷、变质核杂岩及基性岩墙群。 造山带演化后期或活化期都存在拉张体 制，可形成伸展构造。

几个基本概念

1 地槽(Geosyncline)—是地壳上具有强烈活动 的长条状狭长地带，早期强烈差异下降接受巨 厚沉积，后期强烈褶皱上升形成巨大山系。 2 冒地槽(Miogeosyncline)—相当于不活动的弧 后盆地或被动陆缘，靠近大陆一侧，基底属于 陆壳，活动性较弱，沉积物以陆缘碎屑岩为主， 其中没有或很少火山物质。 3 优地槽(Euogeosyncline)--相当于活动的弧后 盆地或活动陆缘，靠近大洋一侧，基底属于洋 壳，活动性较强，沉积物以浊积物和火山碎屑 物为主，夹火山熔岩。

五 碰撞造山带
1 结构

由高原、逆冲带、前陆挠褶带和后陆变 形带组成
2 基本类型
上驮型（阿尔卑斯型）与挤出型（喜马 拉雅型） 上驮型--是强烈推覆导致两个板块边缘的 重叠，是发育短暂的陆间洋盆的闭合， 是两个不成熟的被动陆缘的碰撞，主要 为强烈逆冲推覆的机械变形 挤出型-是指俯冲受阻而导致的俯冲板块 边缘的反向重叠，是宽阔大洋闭合的产 物，是一对活动陆缘的碰撞，岩浆及变 质作用比较强烈。
深海沉积 枕状熔岩 岩墙群 深成杂岩 地幔橄榄岩
LAYER 3 Seismic moho Petrological moho LAYER 4
彭罗斯会议(1972)的定义：具有特定成分的镁铁超镁铁岩组合
一个完整的蛇绿岩套包括： 超镁铁质杂岩 辉长质杂岩 镁铁质席状岩墙杂岩 镁铁质火山杂岩
伴生岩石: 上覆沉积岩系 豆荚状铬铁矿 富钠的长英质侵入岩和喷出岩
产于陆壳上的火成岩不是蛇绿岩
陆壳火成岩：层状侵入体、环状侵入体、分异的小岩株 、岩床、岩墙、岩盆、包体等 侵入陆壳岩石中的岩墙群不同于蛇绿岩中的席状岩墙群 注意有否不对称冷凝边 蛇源自文库岩成员不可能有明显的陆壳混染现象
下列情况不是蛇绿岩：
火山岩组合以安山岩为主 火山岩以中酸性火山岩为主 玄武岩、安山岩、流纹岩同等发育 主要由洋岛玄武岩（OIB）组成 火山岩夹在沉积岩层中或火山岩整合在沉积岩之上
复理石（Flysch）建造—是地槽沉积建造 的重要类型，通常由两种或两种以上的 岩石在剖面上有规律的交互出现，组成 互层的巨厚沉积，多为砂泥岩互层，很 少有砾岩，波痕罕见，几乎不含化石， 分选性差。 磨拉石(Moulase)建造—地槽普遍褶皱回 返后，从高山上侵蚀下来的碎屑物迅速 充填到各种凹陷中，以砾岩、长石砂岩 和复矿物砂岩为主。
1 克拉通内造山带是克拉通内 的地壳薄 弱带，其壳幔深处活动性强，尚未完成 克拉通化。 2 Sengor(1992) and Martin(1983)认为，板 内造山作用大致经历三个阶段： A 陆内裂谷阶段，地幔上涌，岩石圈伸 展减薄； B 岩石圈拆离下沉—拆沉作用； C 逆冲推覆和A型俯冲发生，壳下岩石 圈部分熔融导致后造山期花岗岩侵位及 表层的逆冲推覆。
枕状熔岩≠蛇绿岩 放射虫硅质岩≠蛇绿岩
混杂堆积(Melange)

定义 是海沟俯冲带的典型产物，是由构造作 用产生的变形岩石的杂乱堆积体，由外 来岩块+原地岩块+基质组成 飞来石 klippe 推覆体 nappe 野复理石 wild flysch 外来岩块 exotic
组成
外来岩块：多由构造推覆而来，与主体成分 无关 原地岩块:是一些曾经与基质呈互层（或夹层） 的脆性岩石，在构造作用下强烈破碎，未经 长距离移动，有时可将相邻岩块拼合复原， 其时代、化石与基质一致， 基质：在混杂堆积过程中，那些在固态下不 同程度地嵌入原地岩块或外来岩块间空隙中 的物质，多发生剪切流动变形。
1 日本岛弧型俯冲造山带
特点：海沟不断向大洋后退，岛弧不断 增长，不同时代的俯冲杂岩体由内向外 平行成带展布 分布： 早古生代俯冲拼贴：三郡-丹波杂岩 —中央构造线— 早中生代俯冲拼贴：三波川-秩父杂岩 —仫象构造线— J-K俯冲拼贴：三宝山-下四万十杂岩


四万十带：从九州南经四国南、纪伊半岛至关 东地区，延伸1800公里，可分为北带和南带， 北带（下四万十群俯冲杂岩）由侏罗系最上部 和白垩系组成，后者由下第三系和下中新统组 成。两群地层均为变质玄武岩和泥岩相，上覆 复理石相，总厚数千米；均强烈变形，逆冲叠 瓦构造发育，多为同斜褶皱，葡萄石相-绿纤 石相变质；两带下部的变质玄武岩以枕状玄武 岩和玻屑碎屑岩。

穹隆型（秦祁型）碰撞造山带
被地幔穹隆支撑，无明显山根 是一个被动陆缘与一个成熟的活动陆缘 的碰撞，推动力有限 岩石圈拆沉陷落引起热地幔物质上涌

底辟型（天山型）

地形与莫霍面呈镜象关系，有山根
六 克拉通内 造山作用
克拉通内造山带的主要特征
1 横切克拉通边缘，伸入并消失于克拉通内 部—贺兰、熊耳、燕山、中条、太行 2 没有标志残余洋壳的蛇绿岩；没有安山质 火山岩及其相应的侵入岩；没有远洋沉积； 稳定的碳酸盐岩分布广泛，火山岩以碱性或 双峰式组合为特点。 3 脆性变形为主，主要表现为块断或冲断构 造；宽缓的褶皱；无区域变质；热穹隆引起 的由内向外的伸展变形为主要变形方式，表 现为变质核杂岩的出露和古构造界面的继承 性活动。
1俯冲带倾角10-15° 2 弧前体系中存在由变质岩组成的弧形大 陆地块

5 莫克兰型俯冲造山带
位于伊朗-巴基斯坦南部沿海的莫克兰造 山带 由晚白垩世-现代的俯冲增生杂岩组成， 构造上为一系列向南逆冲的叠瓦状构造 阿拉伯板块正以5厘米/年的速度俯冲于欧 亚板块之下 无海沟或海沟显示不明显 俯冲带上部极缓，向下渐陡 板块对接带或软碰撞带

威尔逊旋回
a.大陆裂谷 d.消减大洋
b.窄大洋
e.残余洋
c.成熟大洋
f.洋盆闭合
造山带的基本类型
1 俯冲造山带—由B型俯冲造山作用形成 如日本列岛 2 碰撞造山带--由A型俯冲造山作用形成， 如喜马拉雅造山带 3 克拉通（板）内造山带
四 俯冲造山带 的类型与结构

早期划分：有弧后盆地的西太平洋型和 无弧后盆地的安第斯型

中国造山带分布
1）天山——兴蒙造山带 2）中央造山带 3）青藏——滇西造山带 4）西太平洋造山带

天山 造山带
兴蒙 造山带
完达山 造山带
？ 中朝陆台
昆仑 造山带 秦巴 造山带
扬子陆台
华南 造山带 滇藏特提斯 造山带
三 造山带的基本类型与结构

类型 1 俯冲造山带—由B型俯冲造山作用形成 如日本列岛 2 碰撞造山带--由A型俯冲造山作用形成， 如喜马拉雅造山带 3 克拉通（板）内造山带
第二章 造山作用 与造山带
一 基本概念
造山带 ：是指在造山旋回中因褶皱和其他变形 作用形成的线状延伸地带，其形成阶段属于构 造活动带范畴，后期多数呈现为山脉隆起带。 造山带的概念是在地槽基础上发展起来的，地 槽是地壳上的一些活动性凹陷，其中被数千米 厚的沉积岩或火山岩所充填。


板块构造学说认为，造山带是洋盆（宽 阔大洋或窄大洋）闭合的产物，是借助 于板块间相互俯冲碰撞完成的，俯冲碰 撞引起洋盆闭合，地壳缩短、岩层褶皱、 逆掩、断裂而隆起，俯冲的岩层在地壳 深处因发生脱水反应 或部分融熔，并与 幔源岩浆混合形成一种钙碱性岩浆。
1 变形机制-伸展作用
在造山带边缘因地壳增厚、地形升高诱发重 力滑动和陷落 在碰撞造山带，正在加厚的岩石圈会引起岩 石圈与下伏软流圈的不均衡，为达到均衡， 造山带岩石圈的“地幔根”会通过拆离和对 流去除而脱离，从而驱动软流圈物质上升， 岩石圈相应伸展变薄。 软流圈物质上涌活动的响应。 地壳的侧向挤出或斜向汇聚引起的岩石圈伸 展

复理石建造
磨拉石建造
结构--弧前体系、弧后体系及
被动陆缘体系构成 1 弧前体系 一般由俯冲杂岩、弧前盆 地和火山岛弧构成，具有两 种特殊的岩石组合--蛇绿岩套 和混杂堆积以及高压变质带
关于蛇绿岩套
蛇绿岩的定义
TROODOS OCEANIC SEISMIC LAYERS LAYER 1 LAYER 2

混杂堆积的特征
层序混乱，岩石单元之间以断层接触，矛盾组 分共存，无法用相变解释 组分复杂 岩块大小不一，形状各异 基质和岩块遭受不同程度剪切，常见石香肠、 菱形体和扁豆体 分布在特定构造部位，在俯冲板块前端形成叠 瓦构造带，常与蛇绿岩带、低温高压变质带共 生

2 弧后体系—指弧后盆地及其各种沉积与 火山建造 被动陆缘体系—无海沟和岛（山）弧的 大陆边缘


4 构造演化的继承性与多旋回性 贺兰山： 中奥陶至中石炭世强烈活动并隆起 中石炭世-早中三叠世：相对稳定 晚三叠世后：逆冲推覆活动强烈，进入另 一个造山旋回。 燕山： 蓟县运动（800Ma 晚元古代）隆起的山系 古生代：相对稳定，类似华北地台 燕山运动（J-K）：进入另一个造山旋回。
克拉通内造山机制的讨论

2 前缘逆冲推覆
造山带前缘普遍存在逆冲推覆构造 造山带前缘逆冲推覆构造可分为同造山期和后 造山期，前者规模大，广泛出现在北落基山、 阿巴拉契亚和阿尔卑斯—喜马拉雅造山带前缘， 后者规模小，是早期造山带活化的 表现。

逆冲推覆构造的组成
根带：位于造山带内部，表现为较宽的 韧性剪切带，发育矿物拉伸线理和陡倾 强片理化带，常见深变质岩系逆冲到浅 变质或未变质岩层之上。 中带：双重逆冲的薄皮构造，劈理发育 程度降低。 锋带；挤压变形进一步增强，岩层倾角 变大，次级褶皱轴面陡立两翼紧闭，发 育反冲断层。
造山带演化后期重力坍塌作用形成伸展 构造，后造山期由岩石圈拆沉及变质核 杂岩深层抽拉抬升作用形成伸展构造。 变质核杂岩与拆离断层

八 地体增生与造山作用


3 Coney(1972)--板块俯冲碰撞的远程效应
七 晚或后造山作用

指造山带的活动在停止了数亿年之后，构造活 化阶段所发生的造山作用，如中国西部古生代 造山带普遍在新生代后期才强烈隆升，这就是 典型的后造山作用。 表现为山脉的强烈隆起和向两侧的推覆逆掩， 古老造山带没有山根，地壳厚度内部比外部薄， 核部常有变质核杂岩出露，其中产有柯石英和 金刚石等高压变质矿物，显示核部至少已上隆 100公里以上
什么是“ 三位一体”
Steinmann (1926): 由蛇纹石化橄榄岩和少量 辉长岩、玄武岩组成的岩石群体，与深海 沉积物如放射虫燧石和粘土紧密共生 Hess (1955) 建议将蛇纹岩、基性火山岩和燧 石岩的组合称为Steinmann的“ 三位一体”
活动类型沉积建造 蛇绿岩套
蛇绿岩的鉴别
二 全球造山带的分布
1 环太平洋造山带：分东带和西带 东太平洋造山带——科迪勒拉带 西太平洋造山带——可划分靠近大陆的 古生代造山带和靠近大洋的中新生代造 山带 2 特提斯造山带——Alps Himalaya Crabian 造山带

3 乌拉尔——蒙古造山带 4 北大西洋造山带 5 北冰洋造山带

3 科迪勒拉型俯冲造山带

位于北美西海岸，是一个复合俯冲造山带，早 期是一个洋内岛弧与大陆碰撞带，以此为基底， 后期又在其西侧发育了一个新的俯冲消减体系 由西向东为 Francisco Complex(Accretionary) 弧前盆地（大谷地群） 内华达岩浆弧
4 安第斯型俯冲造山带
四万十带特征
1 岩性为变质玄武岩和泥岩，下部多枕状 玄武岩 2 浅变质：葡萄石相-绿纤石相变质 3 强变形：逆冲构造、叠瓦构造及同斜褶 皱发育，片理化常见 4 存在浊积岩相和混杂堆积相

2 新西兰北岛型俯冲造山带
由西向东分别为 陶波火山弧：由火山岩组成 轴部岛弧地块：强变形的地槽沉积 弧前盆地（东海岸凹陷） 俯冲杂岩带 特点：无海沟，俯冲带倾角小