大地构造学说

第十章大地构造学说
研究地壳乃至全球构造发生、发展、分布格局、演化规律的地质学分科，称为大地构造学。

大地构造学现代和近代产生重大影响的有四种：板块构造说、地槽—地台说、多旋回构造运动说和地洼说、地质力学。

第一节地槽——地台说地槽—地台说是传统的大地构造学说。

1859年美国的霍尔在对阿巴拉契亚山地的研究中，认为山脉是在地壳的巨大拗陷中形成的。

1873年丹纳把这种拗陷地带叫做地向斜（又译为地槽）。

1885年，休斯又首先提出地台概念，他认为地台是地壳上稳定的地区。

1900年法国E·奥格在他的《地槽和大陆块》一书中，才把地壳划分为地槽和地台两种基本构造单元。

槽台论认为，地槽是地球表面分布高峻的山脉或岛弧的地区，都曾是地壳的活动地带。

地台也称陆台，代表地壳上比较稳定的地块，其轮廓呈浑圆状，在现代地形上一般表现为丘陵起伏的波状平原、低山绵延的大片高原或微倾的大陆架浅海地区。

地槽发展到一定阶段时，就由下沉而转为上升，经过褶皱变质，逐渐变成稳定的陆台。

在地壳演化的不同地质时期内，都有一部分地槽向陆台转变，因而地槽的面积就逐渐缩小，陆台的面积逐渐扩大。

一、地槽区
地槽区是由地向斜和地背斜相间排列组成的狭长地带，呈狭长带状，宽可数百千米，长可达数千千米。

地槽区代表地壳上构造运动强烈活动的地带，垂直运动速度快、幅度大，沉积作用、岩浆作用、构造运动和变质作用都十分强烈和发育。

举例：
北美西部的科迪勒拉山脉、南美西部的安第斯山脉、亚欧之间的乌拉尔山脉、横贯欧亚大陆呈东西走向的阿尔卑斯山脉、喜马拉雅山脉，以及我国的天山、秦岭、祁连山等山脉，都是世界著名的地槽区。

（一）地槽区的发展过程
两大阶段：
第一，下降运动为主，伴随次一级上升运动；
第二，以上升运动为主，伴随次一级下降运动。

1.下降阶段：整个地槽区以下降运动为主，下降速度快、幅度大。

主要是接受沉积，并时常伴随有海底火山喷发活动。

2.上升阶段：整个地槽区以上升运动为主，又称回返阶段。

岩层强烈褶皱隆起，海退，地槽区成褶皱山脉，称为褶皱带。

从地槽区下降，经过回返隆起成为褶皱带，这样一个完整的构造发育过程，称为一个构造旋回。

一个构造旋回大约要经历几千万年到1亿多年。

概括起来，地槽区升降运动的特点：
（1）升降幅度很大
（2）升降速度相对较快
（3）升降差异性明显
（二）地槽区的特征
1.巨厚的沉积建造
（1）沉积厚度很大，但无论是在纵向和横向上，岩性和厚度有很大变化。

（2）常表现为由陆相到海相，又由海相到陆相的一套完整的沉积系列。

（3）自下而上具有明显的节奏和清楚的韵律。

2.强烈的构造变动
3.频繁的岩浆活动
4.显著的区域变质作用
5.丰富多样的矿产资源
二、地台区
代表地壳上构造活动微弱、相对稳定地区，垂直运动速度缓慢、幅度小，沉积作用广泛而较均一，岩浆作用、构造运动和变质作用也都比较微弱。

地台区的外形呈近似圆形，直径可达数千千米，是地壳大地构造中相对稳定的构造单元。

“克拉通”（Craton）
（一）地台区的发展过程
按槽台论观点，地槽区旋回结束变成褶皱带，便由相对活动向相对稳定发展，最终形成地台区，也就是说地台区是地槽区发展演变的产物。

地台的结构：下层——褶皱基底，上层——盖层，中间——一个不整合面。

根据地台基底褶皱的形成时期，可以分为古地台和年轻地台：
基底褶皱时代在寒武纪以前——古地台。

如中国地台、俄罗斯地台等；
基底褶皱时代在寒武纪以后——年轻地台。

依地台区上有无盖层及其厚度大小等，可以划分出次一级的构造单元：
1.地盾
又称台盾，是指地台区中有大面积基底岩石出露的地区。

地盾是从古生代以来趋向上升的构造单元，长期稳定隆起，遭受剥蚀，没有盖层，如淮阳地盾。

2.台向斜
是地台区长期趋向下降的次一级构造单元，面积广阔，直径由数百至上千千米，上面覆有沉积盖层，具二层结构。

如我国四川台向斜。

3.台背斜
是地台区与台向斜相对应的长期趋向隆起的次一级构造单元，面积相当广阔，沉积盖层由边缘向中心逐渐变薄，中心部分有较老岩层出露，甚至有基底出露，沉积建造中常有缺失或间断。

如华北地台上有山西台背斜。

4.沉降带
又称台褶带，是地台区长期下沉的最活动的地带，多呈狭长带状，拗陷较深，地层发育完全，构造变动比较强烈，有时还伴有海底火山喷发活动以及花岗岩侵入活动。

（二）地台区的特征
1.厚度较小的沉积建造；
2.不太强烈的构造变动；
3.微弱的岩浆活动；
4.不太显著的变质作用；
5.丰富的沉积矿产：常形成沉积铁矿、锰矿、铝土、粘土、煤、油页岩、石油、盐、石膏等矿产。

三、过渡区
在地槽褶皱隆起过程中，在其与地台交界的地区，同时形成了大型带状拗陷，称为前缘拗陷。

过渡区的结构往往是不对称的，与地槽毗邻的一边具有地槽的特征；与地台毗邻的一边又具有地台的性质。

第二节多旋回构造运动说和地洼学说◎黄汲清——“多旋回构造运动说”
◎陈国达——“地洼学说”
一、多旋回构造运动说
1、构造旋回
地槽从下降沉积开始，伴有基性岩浆喷发活动；然后地槽上升、岩层褶皱，伴有大规模花岗岩侵入；造山后期有安山岩喷发和各种小型侵入体；最后地槽褶皱形成褶皱带，并由玄武岩喷发活动，转化为地台。

这就是一个构造旋回。

2、多旋回构造运动说
地槽的发展不是单旋回的，而是多旋回的。

即一个褶皱带的形成，往往要经历许多发展阶段，即前期旋回、主旋回及后期旋回。

每个旋回都可以出现施蒂勒所说的各种岩浆活动，而沉积建造、构造运动、变质作用和成矿规律等也都是多旋回的。

二、地洼学说
陈国达认为中生代以来地壳演化进入了新阶段，其大地构造性质既不属于地台，也不属于地槽，而是一种新型活动区，是从地台区向活动区转化的产物。

陈国达把这种新型活动区叫做“地洼区”，它是大陆壳发展演化的第三个构造单元。

地洼区的主要特征
地壳运动强烈，区内出现强度很大的构造起伏，既形成上升的短带状隆起，称为“地穹”，各隆起之间，也形成相对下陷的短带状盆地，称为“地洼”。

地洼说认为：地壳运动的动力来源于上地幔物质因热力和重力作用产生的离心扩散和向心凝聚。

地壳发展就是这样在地球内部物质的凝聚与扩散的矛盾中互相转化而递进的。

第三节地质力学
李四光所创立的“地质力学”有着重要的贡献。

地质力学认为，地壳运动力的来源是地球自转速率的变化，因此称为地球自转速度变化说。

又因地质力学的核心是“构造体系”，所以又称“构造体系说”。

一、地质力学的创立及其主要内容
地质力学是用力学原理研究地壳构造和地壳运动及其起因的科学。

其基本观点如下：首先，地质力学认为地壳上的许多地质构造现象，都是地壳运动的结果，因此要想研究地壳运动，就必须研究由地壳运动所产生的地质构造现象，即“构造形迹”。

其次，地质力学认为由“许多不同力学性质、不同形态、不同序次和不同等级，但具有生成联系的各项构造形迹所组成的构造带，以及它们之间所夹的岩块或地块组合而成的总体”，即统一的整体，称为构造体系。

构造体系被认为是地质力学的核心。

二、构造体系
构造体系可划归三类：
•纬向构造体系
•经向构造体系
•扭动构造体系
（一）纬向构造体系
又称东西复杂构造带，指出现在一定纬度上规模巨大的构造带，在大陆上往往表现为横亘东西的山脉。

如秦岭。

纬向构造体系的特征：
•其主体是走向东西的剧烈挤压带
•它们是在南北向挤压作用下形成的
•许多矿产的形成和分布起着控制作用
在我国境内有五条，自北而南是：
1.阴山-天山构造带
2.秦岭-昆仑构造带：此构造体系，肯定至少从古生代以来经过多次强烈的构造运动。

火成岩特别发育，内生矿床丰富，主要有铁、铜、钼、汞、铬等矿床。

3.南岭构造带
还有一条是横亘海南岛的构造带，在北纬18°—20°间；另一条位于黑龙江附近的构造带，在北纬49°—51°间。

（二）经向构造体系
又称南北构造带，大体与经向平行，呈南北方向排列。

它的规模和性质不尽相同，可以是压性的，也可以是张性的。

在我国出露的南北构造带，主要由南北走向的褶皱和压性断裂以及与之伴生的张性断裂、扭性断裂组成。

如贺兰山-六盘山-龙门山-大雪山；大兴安岭-太行山-雪峰山-苗岭；北美西部的科迪勒拉山脉、落基山脉和南美的安第斯山脉，东非大断裂带、欧洲莱茵河流域等地的断裂构造，都是南北向的经向构造体系。

（三）扭动构造体系
地壳组成的不均一性，使经向或纬向作用力发生变化，导致局部地壳发生扭动，形成各种扭动构造体系，它往往反映区域地壳构造运动的特点。

扭动构造体系根据作用力方式的不同，分为直线扭动（简称直扭）和曲线扭动（简称旋扭）。

1.直扭构造体系：多字型构造、山字型构造、棋盘格式构造、入字型构造等。

（1）多字型构造是最常见最基本的一种构造型式。

地壳岩体在力偶的扭动下，必然产生一系列斜列的压性结构面和与其垂直的张性结构面，其组合形态像“多”字，故称多字型构造。

（2）山字型构造此构造型式因像汉文“山”字而得名。

山字型构造的组成：①前弧②脊柱③马蹄形盾地。

我国已发现有20几个山字型构造，规模最大的是祁吕贺山字型构造，即贺兰山、六盘山为脊柱，祁连山为前弧西翼，吕梁山为前弧东翼，弧顶在宝鸡、天水一带。

2.旋扭构造体系
是在曲线扭动或旋转扭动力作用下形成的由一群弧形构造形迹和环绕的岩块或地块所组成的构造体系。

其类型包括帚状构造、S状或反S状构造、歹字型构造、莲花状构造、漩
涡状构造等。

三、地壳运动的原因
（一）地壳运动的方式和方向
地壳运动的方式和方向是有规律的。

※地壳运动的一个主要趋向——自两极向赤道方向推动的水平运动。

※地壳运动的另一个趋向——由东向西（纬向）的水平运动。

相邻大陆或大陆壳和大洋壳相对扭动，或者经向力和纬向力联合作用，便产生各种扭动构造体系。

总之，构造体系的展布规律，表明地壳运动的主要方式是水平运动。

（二）地壳运动力的来源
地质力学认为，地壳运动的起源不是地球自转，而是地球自转速度的变化。

（三）地球自转速度为何变化——大陆车阀说
第四节板块构造学说板块构造学说的创立过程：
板块构造学说是在大陆漂移学说和海底扩张学说的基础上提出的。

根据这一新学说，地球表面覆盖着不变形且坚固的板块(地壳)，这些板块确实在以每年1厘米到10厘米的速度在移动。

一、大陆漂移说
大陆漂移说认为：较轻的硅铝质（花岗岩质）大陆是在较重的硅镁质（玄武岩质）海底上漂移的，列举了许多事实来证明这种漂移。

漂移说还认为：大陆漂移有两个明显的方向性。

※一个是从两极向赤道的离极运动，是由地球自转所产生的离心力引起的，如东西向的阿尔卑斯山脉。

一个是从东向西的运动，是日月对地球的引力所产生的潮汐（摩擦力）作用引起的。

如科迪勒拉山脉和安第斯山脉。

这个学说的缺陷是：大陆漂移的驱动力和一些其他问题没有得到解决。

二、海底扩张说
通过研究大洋中脊形态、海底地热流分布异常、海底地磁条带异常、海底地震带及震源分布、岛弧及与其伴生的深海沟、海底年龄及其对称分布、地幔上部的软流圈等等。

在这些新资料的基础上，产生了一个崭新的学说——海底扩张说
海底扩张说的一些证据
（一）地球上最长的山脉—大洋中脊
或称洋脊，总长度65000km。

洋脊的特点：
1.高地热流异常区
2.中央裂谷
3.为重力负异常区
4.洋脊下方的地幔中，地震波波速小于正常值
综上所述，洋脊位于温度较高的地幔软流圈上隆的地段，是岩石圈的巨型张裂谷，是岩浆的涌出口和地热排泄口，也是区域变质发生的地带。

（二）大洋中脊两侧的地质特征
1.地质现象的对称性
2.海底磁条带的对称排列
3.洋底年龄的特征
（三）切穿岩石圈的巨型断裂—海沟
海沟具有如下特征：
1.海沟是切穿岩石圈的深大断裂
2.海沟是陆壳和洋壳交叉重叠的复杂地带
3.海沟是不对称的地热流异常区
总之，大洋中脊是将岩石圈拉开，而海沟带则是使岩石圈受到压缩。

三、板块构造学说的诞生
把海底扩张说的基本原理扩大到整个岩石圈，并总结提高为对岩石圈的运动和演化的总体规律的认识，这种学说被命名为板块构造学说，或新的全球构造理论。

（一）板块构造的基本思想
1.地球表层的硬壳——是刚性的岩石圈（或称构造圈），其下面是粘滞性很低的软流圈。

2.岩石圈并非是整体一块，它具有侧向的不均一性，被许多活动带分割成大大小小的块体，这些块体就是所说的板块。

3.全球可划分为六大板块:太平洋板块、印度洋板块、欧亚板块、非洲板块、南极洲板块、美洲板块。

4.板块内部是稳定的，而板块的边缘和接缝地带则是地球表面的活动带，是极有利的成矿地带。

5.岩石圈板块是活动的，是围绕着一个旋转扩张轴在活动的，并且以水平运动占主导地位。

总之，板块构造说是海底扩张说的发展和延伸，而从海底扩张到板块构造，又促进了大陆漂移的复活。

因此，人们称大陆漂移、海底扩张和板块构造为不可分割的“三部曲”。

（二）岩石圈板块的划分
（三）板块的边界及其类型
1.离散型边界
又称拉张型边界，主要以大洋中脊（或中隆、海岭）为代表。

它是岩石圈板块的生长场所，也是海底扩张的中心地带。

大陆裂谷也属于拉张性边界。

2.挤压型边界
又称汇聚型边界或消亡带，也称为贝尼奥夫带。

一是岛弧-海沟型西太平洋这种型式最为典型，如日本岛弧-海沟，是洋壳—洋壳碰撞二是山弧-海沟型如安第斯山，是洋壳—陆壳碰撞。

三是山弧-地缝合线型如阿尔卑斯-喜马拉雅褶皱带，是陆壳—陆壳碰撞。

3.剪切型边界
又称平错型边界，这种边界是岩石圈既不生长，也不消亡，只有剪切错动的边界，转换断层就属于这种性质的边界。

（四）转换断层
转换断层是指由于海底扩张，导致断层的运动方向和特点发生了改变的“平移断层”，称之为转换断层。

转换断层的特征：
1、平移断层的错动沿断裂带整个长度发生，而转换断层的错动则局限于脊轴之间的段落，在与脊轴相交处错动骤然终止。

2、转换断层与平移断层的错动方向恰好相反, 转换断层为右旋，平移断层为左旋错动。

3、平移断层持续活动会使两侧脊轴之间的错开幅度越来越大，转换断层的活动却不能使错开幅度增大。

4、转换断层只有在洋脊之间的地段才有浅震分布；若为平推断层，则在断层线上都有浅震分布。

（五）板块运动与海洋演化
（六）板块的趋动力问题
（七）地体的概念
外来系统，和原地系统在岩石、构造、生物群、生态等方面有本质的区别，而且古地磁位置、同位素年龄等也有极大差异。

（八）板块构造学说存在的问题。