09 造山带与造山作用

碰撞型造山作用
各种类型碰撞作用（A-G 7种）
• A 活动-被动大边缘
• B 弧-被动边缘
C活动边缘-弧（后）
两个俯 冲带倾 斜一致
D弧前-弧后（弧-弧）
• Continent-Continent Collision Orogeny
E 活动-活动边缘
F 弧前-活动边缘
G 弧前-弧前
3类基本类型
陆- 增生弧碰撞造山带——增生弧大都是由前缘弧向大洋方向增生的。如果 把造山作用的变形复原,增生弧的火山岩和花岗岩都有向大洋变年轻的趋势。
• 弧- 弧碰撞造山带
太平寨弧与三屯营弧的碰撞
•陆- 弧- 陆碰撞造山带
3个参与碰撞的单元在同一地质时期发生碰撞的造山带
碰 撞 造 山 的 时 限
•关于最高海相层位
剧烈构造变动，物质成分重组，结构重建的复杂的物理，化学的漫 长连续地质作用过程。
世界大地构造略图 (都城秋穗，1982)
二、造山带和造山作用类型
Suess(1875) 把造山带分为：环太平洋型
阿尔卑斯：具有仰冲到混 杂带和前陆褶皱冲断带之 上的刚性基底推覆体
（弧型造山带）和特提斯型 （碰撞型造
山带）2大类。 Wilson(1990)根据板块边界3种类型，划 分为：垂直隆升、水平剪切和水平挤压 三大类型造山带，其定义和分类含有否 定板内造山的意思。 Sengor( 1992) 根据碰撞造山带不同的内 部构造，把碰撞造山带分类分为3种类型： 即阿尔卑斯型,喜马拉雅型和阿尔泰型。 Sengo r( 1992)
• 强调造山带中的构造作用
• Sengor(1990) 认为“造山带仅发育在汇聚板块边缘，造山带是汇聚
板块边缘的一种构造集合体”。
• 李继亮(1992) 与Sengor(1990)相似的造山带观念，在他所总结的碰
撞造山带十条识别标志中，没有地貌学上的标志，而只有其中各种地
质构造作用的标志。
强调构造、地貌、空间形态综合
阿布山组与雪山组角度不整合接触关系
生物地层对构造事件时限约束
阿布山组 完成2条实测孢粉分析，Biretisporites sp., Classopollis sp., Psophospheragranadis sp. ， Deltoidospsra sp., Densoporites sp.， Taxodiaceaepollenites sp., Cicatricosisporites sp., Classopollis sp., 双湖西阿布山组实测剖面
造山带(orogenic belt，orogen，orogene)是“造山旋回中 经受强烈褶皱作用和其他变形的地壳中的狭窄线形地带； 造山带前期为活动带或地槽，后期遭受构造变动，并在造 山作用之后上升隆起成山脉” 。 这是一个包含了空间展布、构造作用和地貌特征的内涵比 较全面的造山带定义。
多数构造地质学家的造山带观念
陆-陆 弧-陆 弧-弧碰撞
碰撞造山带的分类（李继亮等，1999）
• 参与碰撞的单元：是具有大陆壳或过渡型地壳的地质体,如 大陆板块、微板块、微大陆以及各种弧 (前缘弧,残留弧,增
生弧及大洋岛弧)
陆- 陆碰撞型造山带——碰撞的2单元可以是2个大陆板块、或者是大陆板块与微 板块或两个微板块
泛非造山带
阿 布 山 组 时 代 雪 山 组 时 代
晚白垩世（吴瑞忠，1986，王剑，2005）
早白垩世（西藏地矿局，1993；赵政璋，2001） 第三系（1：25万区域地质调查，2004 ） 构造事件时限？性质？ 晚侏罗世（赵政璋，2001；地质部石油地质 综合大队 ，1966) ） 早白垩世中晚期（方德庆等，2002；蒋忠惕， 1983 ） 晚侏罗世－早白垩世 （谭富文，2004）
即羌塘盆地经历的第一次构造改造事
件时限。
阿布山组与下覆地层不整合关系
盆 地 改 造 阶 段 海 相 盆 地 演
J3x
K 2a
T3 x K2a A B
化
阶
段
新特提斯洋最后关闭
3
Depositional System BEDS QUATERNARY
SAMPLES 98S20W1
70m
NANNOFOSSIL
80.4±8.0Ma 94.9±9.4Ma
双湖雪山组地层磁极性地层研究
•阿布山组（96件样品）：N2-N6分别对 应于74.5-72.5几个极性转换带，N7与N6 对应于71.5由正极性转换为负极性的边 界，时代为晚白垩世66-79.9Ma。 雪山组（108件样品）主体处于超静磁带，与 标准地磁极性年表GPTS白垩纪超静磁带C34n （CNS）对应，综合对比为早白垩晚期。
第九讲 造山带与造山作用
一、造山带与造山作用概念 二、造山带和造山作用类型
一、造山带与造山作用概念
概述
尽管造山带的研究历史已逾 100年， 但是目前关于造山带的定义，仍然存
在重要分歧：
• • • 强调地貌上具有山岳地貌形态； 强调其中曾发生过的各种地质作用； 将上述两方面特征综合考虑，对造山 带进行定义
相对造成周边抬升，构成山系。 • 这种横向收缩、垂向增厚、隆升成山而造成构造山脉的作用叫作 造山作用或造山运动 。
•造山带标志（张原庆，2002）
①造山带是地壳的缩短带。造山带的地壳缩短可以由挤压作用直接产生，也可以
由斜向走滑作用衍生； ②造山带广泛发育塑性流动、韧性剪切、褶皱、冲断和/或剪压构造带。褶皱和 冲断的发育程度仍然是造山带的主要宏观构造区别之一； ③造山带有广泛的变质作用发生，岩石组构发生改变。 ④造山带有强烈的中酸性岩浆活动，有广泛的热参与； ⑤造山带沉积以非斯密斯地层为主，大规模造山带通常有蛇绿混杂岩带存在； ⑥地壳中参与造山作用的主体是Si-Al层陆壳物质，洋壳物质以残留体形式存在， 在整个造山带中所占的比例很小。
(3)俯冲型：在汇聚板块边缘消减带上形成的造山带。如安第斯造山带
及西太平洋
•崔盛芹(1999)在总结全球中新生代造山带时把大陆 造山带分成三种类型： • • • 陆(板)缘型：环太平洋陆缘型造山带。 陆(板)间型；特提斯型造山带。 陆(板)内型：前寒武纪克拉通基础上发育的陆内 造山带、陆内隆升带，前中生代陆缘、陆间造山带 基础上发育的陆内造山带。
•阿布山组时代：94.9-69.0Ma，为上白垩统
•雪山组时代：处于范围144-85Ma，主体位于
101-144Ma，属于下白垩统
双湖笙 根阿布 山组实 测剖面 柱状图
69.0Leabharlann Baidu7.0 Ma
羌塘盆地雪山组ESR测年结果
采样地点 层位 ESR（Ma） 资料来源 时代 K2晚期 (Santonian）
多格错仁地区 半岛胡地区 多格错仁地区 半岛胡地区 双湖地区
时间：巴通（Bartoninan）早期（40 Ma） 地点：西藏南部定日-岗巴地区
1）为非碳酸盐的陆源碎屑沉积；
2）岩相系残留海浊流和三角洲砂页岩相； 3）钙质超微化石带（NP15和NP16）显示
S20
NP16
陆- 前缘弧碰撞造山带——碰撞造山作用均发生在弧前位置
台湾的海岸山脉造山带和澳大利亚与斐济岛弧碰撞形成的造山带
• 陆- 残留弧碰撞造山带——增生弧大都是由前缘弧向大洋方向增生的。如果 把造山作用的变形复原,增生弧的火山岩和花岗岩都有向大洋变年轻的趋势。
阿尔卑斯造山带成为 了陆- 残留弧碰撞型造 山带的典型实例
造山带含义
• 造山带：由岩石圈剧烈构造变动及其物质与结构的重新组建，使 地壳挤压收缩所造成的狭长强烈构造变形带，往往在地表形成线 状相对隆起的山脉；
• 造山带与褶皱带、构造活动带等同义或近乎同义，包括地壳挤压
收缩（岩层褶皱、断裂，并伴随岩浆活动与变质作用所形成的山
脉），以及伸展构造、剪切走滑在形成裂谷、裂陷盆地的同时，
Reticulofenestra bisecta, Tribrachiatus orthostylus, Nannotetria fulgens, Cribrocentrum reticulatum, Chiasmolithus modestus, Sphenolithus radians, Coccolithus pelagicus, Micula decussata, Helicosphaera sp.
•造山带是地壳中一条巨大的、通常呈直线到
弧形的构造带
•山脉是造山带的一种表现，并不是造山带的 全部。
•两种含义：
1）古代的造山带虽然是仍可以辨认出的区域变形 带，但已夷平成大陆内部的平原；
2）而目前正在形成的造山带，主要构造部分可能
不在山脉中，而位于地下10 km、50 km，甚至更 深。如果山脉确实存在，则正好是一个造山带的 顶部。
•张国伟等(1993)认为：“可以把造山带广泛理解为呈狭长隆起山脉的由造
山作用所形成的岩石圈变形构造带”，既强调了地貌特征，也强调了其中 所发生的各种地质作用。 •任纪舜等(1990)指出：“造山带与陆—洋过渡型活动带是一对具有成生 联系的构造单元，早期岩石圈处于以扩张为主的应力状态，活动带表现为 呈带状伸展的负向构造单元——地槽带；晚期，岩石圈壳块之间处于以挤 压为主的应力状态，岩石圈缩短、表现为一个呈带状延伸的正向单元，即 造山带”。强调了地貌上的正向单元特征，并认为主要是在挤压应力状态 下形成
• 强调造山带地貌特征——强调地貌上具有山岳
形态的造山带观念
• 板块构造奠基人加拿大学者Wilson(1990)将 造山带定义为“狭长的隆起 地带”，并将Mountain和Range的含义作了区分。Range表示简单的隆 起，而用Mountain表示褶皱造山带，并提出了：隆升造山(Range)、剪 切造山(Mountain)和俯冲造山(Mountain)3大类造山带。 • 将地貌上的山系等同于造山带(白文吉等1993；赵宗溥1994，1995)—— 其形成与板块构造碰撞无关；把山系地貌特征与地质作用完全分离开来。
双湖笙根阿布山组实测剖面
Undulatisporites sp.,……等，反映其时代 主体早-晚白垩世。
构造事件
雪山组
以大量生物地层研究资料为基础，
得出其主体为基末利期-提塘期， 其中7个点发育早白垩世分子，表 明雪山组上部进入早白垩世贝利阿 斯期-巴雷姆期。
羌塘盆地早白垩世生物点分布
ESR年代地层学约束
阿尔泰型：以增生弧与 俯冲板块碰撞为特点。 喜马拉雅型：蛇绿混杂带 把两个相互碰撞的板块远 远隔开为特点
二、造山带和造山作用类型
•造山带分类中最重要的是构造背景 — 成因机制分类方案。
按此分类可分为三大主要类型：
(1) 板内型：形成于板块内部，依据基底的性质又可分为古克拉通基础 上的板内造山(如燕山型)和显生宙造山带基础上的板内造山(如天山复活) (2) 碰撞型：在汇聚板块边缘由板块碰撞作用形成的造山带。实例喜玛 拉雅和阿尔卑斯造山带
雪山组上部 雪山组上部 雪山组下部 雪山组下部 雪山组下部
85 101 102 105 144
方德庆（2001） 方德庆（2001） 方德庆（2001） 方德庆（2001） 本次研究
K1晚期 (Albiana期）
双湖地区
双湖地区
雪山组下部
雪山组下部
138
141
本次研究
本次研究
K1早期 (Berriasina期)
造山运动(造山作用)
• 造山作用(Orogeny) 源于古希腊文，一般认为是Gilbert(1890)创立了
“造山作用(orogeny)”——长期被赋予确定的地质含义。 • Stille (1919)把造山作用定义为“改变岩石组构即产生各种断层、褶皱
和逆冲断层的幕式过程(episodic process)”，最明显的标志即是角度不整
合。这种释义被广大地质学家所接受，影响极为深远. • Sengor(1990)认为：“造山作用是聚合板块边缘各种作用过程的一个 综合性名词，这些作用都是由板块聚合所引起的，其中包括了变质作 用和岩浆作用”. 依据这个定义，一个非常明显的问题是承不承认板内 造山带的存在
造山作用：是在地球深部构造动力学背景下，岩石圈和地壳发生的
•
双 湖 雪 山 组 磁 性 地 层 柱 及 对 比 图
阿布山组火山岩U-Pb年代
本次在阿布山组下部发现了粗安岩夹层，
包括上下2层，下部火山岩厚度63.7m，
上部厚度21.4m。
果根错地区火山岩采样点位置
75.9±0.5 Ma
69.83±0.56Ma
羌塘盆地本次构造事件的时限为： K1/K2之间（阿尔布期-坎潘期之间）