1、強(qiáng)烈褶皺的地層寬緩褶曲-背斜（右上）和向斜（右下）巖層中的小正斷層美國著名的圣安德列斯走滑斷層斷層類型斷層類型1地層的變形和位移與地殼構(gòu)造運(yùn)動的地層的變形和位移與地殼構(gòu)造運(yùn)動的表現(xiàn)形式表現(xiàn)形式1）地殼運(yùn)動基本表現(xiàn)形式及其在物質(zhì)記錄中的特征：）地殼運(yùn)動基本表現(xiàn)形式及其在物質(zhì)記錄中的特征： 垂直運(yùn)動和水平運(yùn)動是地殼構(gòu)造運(yùn)動兩種最基本的表現(xiàn)形式 從一個地區(qū)的地層變形和位移特征上，我們可以知道它是垂直運(yùn)動的結(jié)果，還是水平運(yùn)動的結(jié)果，或是兩種運(yùn)動方式疊加的結(jié)果。a. 垂直運(yùn)動為主的地殼構(gòu)造運(yùn)動地表形成大面積的隆起或凹陷引起大規(guī)模的海侵或海退。產(chǎn)生比較簡單的地殼變形（如大型寬緩褶曲）和垂向?yàn)橹鞯奈灰疲ㄈ缯?/p>

2、斷層normal fault和高角度逆斷層reverse fault）。青藏高原和渤海灣可以說是近代地殼垂直運(yùn)動的代表。b. 水平運(yùn)動為主的地殼構(gòu)造運(yùn)動表現(xiàn)為水平方向的擠壓。地質(zhì)記錄中往往形成強(qiáng)烈的地殼變形（褶皺）及有些大型低角度逆掩斷層（overthrust）并常常伴隨有大量的巖漿活動和區(qū)域變質(zhì)作用的發(fā)生。水平運(yùn)動的結(jié)果往往形成高大的褶皺山系，故水平運(yùn)動也稱為褶皺運(yùn)動或造山運(yùn)動（orogenic movement） 。如現(xiàn)代的阿爾卑斯山脈，喜馬拉雅山脈。2）大地構(gòu)造分區(qū)）大地構(gòu)造分區(qū) 一百多年以前，地質(zhì)學(xué)家就發(fā)現(xiàn)，根據(jù)古生代以來形成地層的變形程度差異可以把陸地上的地殼劃分出兩類大地構(gòu)造性質(zhì)不

3、同的地區(qū)：一類是長期以來地殼構(gòu)造活動性微弱，地層變形簡單或無變形的相對穩(wěn)定地區(qū)，這類地區(qū)往往構(gòu)成了大陸的核心區(qū)域，另一類是曾經(jīng)或仍在強(qiáng)烈活動，地層強(qiáng)烈變形的地區(qū)，它們常常環(huán)繞相對穩(wěn)定的地區(qū)呈狹長帶狀分布。地質(zhì)學(xué)家分別給它們命名為克拉通 (craton) 和造山帶(orogenic belt，又稱褶皺帶)。它們構(gòu)成了大陸地殼的基本大地構(gòu)造單元。克拉通克拉通(craton)： 由古生代之前的古老褶皺變質(zhì)結(jié)晶巖系構(gòu)成基底的大陸地殼區(qū)域。地盾(shield)-克拉通內(nèi)古老褶皺變質(zhì)結(jié)晶巖系出露的地區(qū)。地臺 (platform)-有古生代以來沉積蓋層覆蓋的地區(qū)。 地臺二元結(jié)構(gòu)：古生代之前的古老褶皺變質(zhì)基底

4、和古生代以來的蓋層沉積。造山帶造山帶 (orogenic belt)：在克拉通周圍邊緣的、經(jīng)歷了古生代以來強(qiáng)烈構(gòu)造擠壓變形的一些狹長地區(qū)。今天，我們可以通過高頻率的地震活動和火山噴發(fā)識別最年輕的造山帶。而過去的造山帶則以地層的強(qiáng)烈變形和變質(zhì)，地殼的位移，大量火成巖侵入等為特征，與陸地上的山脈地區(qū)相對應(yīng)。 早古生代（加里東）褶皺帶、晚古生代（海西）褶皺帶、中生代（印支，燕山）褶皺帶、新生代（喜馬拉雅） 2地殼構(gòu)造運(yùn)動與沉積記錄的關(guān)系地殼構(gòu)造運(yùn)動與沉積記錄的關(guān)系 地勢差異是地殼構(gòu)造活動性（或構(gòu)造狀態(tài)）差異通過地殼構(gòu)造運(yùn)動在地表的地貌表現(xiàn)。n大幅快速上升的地區(qū)會由于來不及被剝蝕夷平而保持高峻的地形特

5、征（山脈） -地殼構(gòu)造活動強(qiáng)烈地區(qū)n快速下降的地區(qū)會由于來不及被沉積物填滿而成為地表的凹陷區(qū)（山間盆地，海溝）。-地殼構(gòu)造活動強(qiáng)烈地區(qū)。n大面積緩慢升降的地區(qū)則表現(xiàn)為呈現(xiàn)為廣闊的平原、陸棚淺海。地殼構(gòu)造活動性微弱地區(qū)-相對穩(wěn)定的地區(qū)。由地勢分異所產(chǎn)生的各種特定沉積環(huán)境，其內(nèi)的沉積作用，除了有自然地理環(huán)境意義外，必然還具有構(gòu)造環(huán)境的意義。n大幅快速升降的地區(qū)也必將發(fā)生強(qiáng)烈的剝蝕作用和快速的堆積作用。n大面積緩慢升降的地區(qū)則必將出現(xiàn)充分的風(fēng)化侵蝕作用和緩慢的沉積作用。n一個地區(qū)的地殼構(gòu)造活動性（構(gòu)造狀態(tài)性質(zhì)）在地質(zhì)歷史中會由于地殼的結(jié)構(gòu)改變而發(fā)生變化。 通過地層沉積物的性質(zhì)，巖石組合類型及地層的厚

6、度等特征及其演變規(guī)律分析和推論一個地區(qū)地殼構(gòu)造活動性發(fā)展變化規(guī)律的方法-歷史構(gòu)造分析。1）沉積物性質(zhì)與構(gòu)造環(huán)境條件）沉積物性質(zhì)與構(gòu)造環(huán)境條件 一個地區(qū)的構(gòu)造活動性可以通過沉積物的性質(zhì)（組分、結(jié)構(gòu)和幾何形態(tài)）反映出來。 具有板狀或席狀幾何形態(tài)的高成熟度沉積物是地殼構(gòu)造活動性相對穩(wěn)定的重要標(biāo)志。如沖積平原和陸棚淺海沉積。 具有楔狀或帶狀幾何形態(tài)的低成熟度沉積物是地殼構(gòu)造活動性相對活動的重要標(biāo)志。如山間盆地和山麓地區(qū)的沖積扇沉積；火山島弧周圍大量堆積的棱角狀火山物質(zhì)和巖屑、泥質(zhì)沉積；穩(wěn)定陸棚外側(cè)的大陸斜坡上形成的巨厚濁流沉積雖然在礦物成分上是高成熟度，但在結(jié)構(gòu)上屬于低成熟度。2）沉積厚度與地殼的升降

7、幅度）沉積厚度與地殼的升降幅度當(dāng)?shù)貧さ哪骋徊糠窒陆禃r(shí)，就會不斷接受沉積；相反，地殼隆起時(shí)就會遭受剝蝕。一般來說，下降幅度越大，沉積物的堆積厚度就越大。因此，某個時(shí)期沉積巖層的厚度和沉積相更替是了解一個沉積盆地沉積底盤相對沉降幅度的重要線索。例如： 天津地區(qū)，第四紀(jì)河流相沉積有700米厚。 山西太原石炭-二疊系海陸交互相含煤沉積有100余米厚。 在相對穩(wěn)定構(gòu)造背景和沉積環(huán)境變化不大的情況下，沉積厚度與沉積底盤的下降幅度基本保持一致，這種情況只是反映了沉積速率與地殼沉降速度相同。實(shí)際情況中，沉積厚度與地殼沉降幅度之間的關(guān)系會由于沉積速率的變化而不同。這種差異可以在沉積相的垂向變化上體現(xiàn)出來。在理想

8、的情況下，沉積速率、沉積厚度和地在理想的情況下，沉積速率、沉積厚度和地殼下降幅度之間存在三種基本關(guān)系：殼下降幅度之間存在三種基本關(guān)系：補(bǔ)償沉積非補(bǔ)償沉積過補(bǔ)償沉積a)補(bǔ)償沉積：沉積盆地底盤的沉降速度與沉積物堆積的速度相同，沉積物的堆積厚度等于盆地的沉降幅度，因此，沉積盆地水深保持不變；沉積相保持不變。h0h1amh0：開始時(shí)的水深； h1：結(jié)束時(shí)的水深；a：地殼下降幅度；m：沉積物厚度 沉積速率、沉積厚度和地殼下降沉積速率、沉積厚度和地殼下降幅度之間的三種基本關(guān)系幅度之間的三種基本關(guān)系b)非補(bǔ)償沉積沉積盆地底盤的沉降速度大于沉積速度，沉積厚度小于沉降幅度；沉積盆地水深逐漸變深；沉積相由淺水型逐

9、漸變?yōu)樯钏汀0h1amh0：開始時(shí)的水深； h1：結(jié)束時(shí)的水深；a：地殼下降幅度；m：沉積物厚度 c)過補(bǔ)償沉積：沉降速度小于沉積速度，沉積厚度大于沉降幅度，沉積盆地水深逐漸變淺；沉積相由深水型逐漸變?yōu)闇\水型。補(bǔ)償沉積的一種特例。h0h1am 海平面升降也可產(chǎn)生相似的巖相變化 有多種因素會影響沉積厚度h0：開始時(shí)的水深；h1：結(jié)束時(shí)的水深；a：地殼下降幅度；m：沉積物厚度 沉積組合3）沉積組合與構(gòu)造背景沉積組合與構(gòu)造背景沉積組合沉積組合（sedimentary association）：地史中某個時(shí)期形成的、能夠反映其沉積過程中主要構(gòu)造環(huán)境特征的沉積相共生綜合體。 各種地理環(huán)境中形成的沉積

10、相并非孤立存在，它們的時(shí)空分布特征及其與周圍相鄰沉積相的共生組合關(guān)系也受到構(gòu)造環(huán)境條件的控制。n陸地穩(wěn)定區(qū)陸地穩(wěn)定區(qū)：n準(zhǔn)平原-游移盆地湖泊碎屑沉積組合n內(nèi)陸盆地-內(nèi)陸盆地河湖相砂泥質(zhì)組合n近海平原-近海盆地含煤碎屑組合n陸地活動區(qū)陸地活動區(qū)：n高大山系-山麓山間粗碎屑組合磨拉石n陸緣火山帶-大陸火山噴發(fā)-碎屑組合n海洋穩(wěn)定區(qū)海洋穩(wěn)定區(qū)：n陸表海和陸棚海-濱淺海碎屑組合或碳酸鹽組合n海洋活動區(qū)海洋活動區(qū)：n非補(bǔ)償邊緣海-非補(bǔ)償邊緣海炭質(zhì)硅質(zhì)組合n火山島弧海-島弧硬砂巖(greywacke)-火山噴發(fā)組合n大陸斜坡和深海溝-深海、半深海砂泥質(zhì)復(fù)理石組合和蛇綠巖套(ophilite suit)組合

11、理想化的蛇綠巖套模式n穩(wěn)定類型：沉積巖層厚度分布穩(wěn)定沉積相相變變化不大沉積物成熟度高n活動類型：沉積巖層厚度變化大沉積相相變迅速沉積物成熟度低，多火山物質(zhì)3.2 褶皺帶與板塊構(gòu)造褶皺帶與板塊構(gòu)造 -全球大地構(gòu)造體系全球大地構(gòu)造體系1褶皺帶（造山帶）與構(gòu)造階段褶皺帶（造山帶）與構(gòu)造階段褶皺帶內(nèi)地層強(qiáng)烈褶皺和含有大量巖漿侵入及變質(zhì)作用的現(xiàn)象。“強(qiáng)烈凹陷”的沉積區(qū)，經(jīng)歷了后來的地殼構(gòu)造運(yùn)動而褶皺成山。褶皺帶的形成，反映了地殼的構(gòu)造活動性由活動狀態(tài)向相對穩(wěn)定狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。n早古生代褶皺帶：加里東(Caledonian)褶皺帶n晚古生代褶皺帶：海西(Hercynian)褶皺帶n中生代早期褶皺帶：n印支(I

12、ndosinian)褶皺帶（東亞）n中生代晚期褶皺帶：n老阿爾卑斯(Old Alpedic)褶皺帶（歐洲）n燕山(Yanshanian)褶皺帶（東亞）n新生代褶皺帶：n新阿爾卑斯(Neo Alpedic)褶皺帶（歐洲）n喜馬拉雅(Himalayan)褶皺帶（東亞） 對全球地表褶皺帶的深入研究和大量的地史資料的獲得，使人們清楚地認(rèn)識到：地質(zhì)歷史的構(gòu)造階段劃分： 加里東階段 (Caledonian)（早古生代） 海西（或華力西）階段 (Hercynian或Variscan)（晚古生代） 阿爾卑斯階段(Alpedic)（中、新生代） 中國和東亞地區(qū)中、新生代地殼演化階段： 印支階段 (Indosin

13、ian)（三疊紀(jì)） 燕山階段 (Yanshanian) （侏羅、白堊紀(jì)） 喜馬拉雅階段 (Himalayan) （新生代）2. 認(rèn)識山脈的成因認(rèn)識山脈的成因-從固定論到活動論從固定論到活動論1）地槽地臺學(xué)說簡介）地槽地臺學(xué)說簡介地槽 (geosyncline)：冒地槽(miogeosyncline) 優(yōu)地槽(eugeosyncline2）大陸漂移的興衰）大陸漂移的興衰i.大陸漂移說的提出大陸漂移說的提出 Suess和岡瓦納大陸 （Gondwanaland）魏格納 (Wegner)與大陸漂移大陸漂移 (continent drift)ii.大陸漂移說的證據(jù)大陸漂移說的證據(jù)大陸形貌的擬合古氣候化石

14、沉積記錄大陸漂移說的不足：大陸漂移的動力學(xué)機(jī)制2）大陸漂移的興衰）大陸漂移的興衰i. 大陸漂移說的提出大陸漂移說的提出魏格納 （1880-1930）魏格納復(fù)原的大陸漂移過程中龍是石炭-二疊紀(jì)時(shí)期一種生活在淡水-半咸水環(huán)境的爬行類動物。舌羊齒是石炭-二疊紀(jì)時(shí)期的一種蕨類植物。水龍獸犬頜獸大西洋東、西兩岸的北美和歐洲地區(qū)出露的古生代地層中具有非常相似的海生底棲無脊椎動物群在北美格陵蘭和歐洲斯堪地納維亞地區(qū)存在同時(shí)期、同構(gòu)造方向的褶皺帶加里東褶皺帶北阿巴拉契亞褶皺帶石炭紀(jì)二疊紀(jì)三疊紀(jì)侏羅-白堊紀(jì)玄武巖層紅色砂巖層含舌羊齒植物化石的煤層和黑色泥巖沉積含中龍的頁巖沉積冰磧層南方大陸石炭南方大陸石炭-侏羅

15、紀(jì)時(shí)期沉積層序示意圖侏羅紀(jì)時(shí)期沉積層序示意圖在地球的自轉(zhuǎn)作用下，大陸在洋殼上滑動，在大陸前進(jìn)的邊緣附近形成山脈。3）大陸漂移說的復(fù)活）大陸漂移說的復(fù)活-古地磁研究的突破古地磁研究的突破i. 剩余磁性剩余磁性 (remnant magnetism)記錄在巖石中的，反映巖石形成時(shí)地球磁場磁化作用的磁性。根據(jù)巖石的剩余磁性特征（磁傾角和磁傾向）我們可以確定巖石形成時(shí)所處的磁緯度，進(jìn)而計(jì)算地球磁場磁極的大致位置。ii. 視極移曲線視極移曲線 (apparent polar wandering curves)從不同地區(qū)、不同時(shí)期形成的巖石中獲得的古磁極位置不但與現(xiàn)在的磁極不一致，而且彼此也不一致。地質(zhì)歷

16、史中地球具有多極性的磁場，還是磁極在發(fā)生移動？不同大陸上的極移曲線彼此不重合。 極移曲線：極移曲線：一個大陸在不同地質(zhì)時(shí)期地球磁場磁極位置的連線4）海底擴(kuò)張）海底擴(kuò)張（Sea floor spreading）i. 海底磁性海底磁性大洋海嶺兩側(cè)存在線狀對稱分布的地磁場強(qiáng)度異常。洋中脊平均磁場強(qiáng)度瓦因和馬修斯認(rèn)為是地球磁場周期性反轉(zhuǎn)的結(jié)果。ii. 海底地貌特征海底地貌特征海山島鏈的分布特征海山島鏈的分布特征從洋中脊向外輻射大洋中脊死火山活火山年齡增大火山島鏈特征示意圖 靠近洋中脊一端為活火山，遠(yuǎn)離洋中脊一端為死活山iii. 海底沉積物年齡海底沉積物年齡現(xiàn)代大洋中的沉積物都是侏羅紀(jì)以來形成的；越老的

17、沉積物越遠(yuǎn)離大洋中脊大洋沉積物都沒有變形海底擴(kuò)張：海底擴(kuò)張：海底斷塊相對于另一斷塊因地幔對流而相對運(yùn)動。依據(jù)海底磁異常條帶，科學(xué)家計(jì)算出了海底擴(kuò)張的速率為1-10cm/年。并被現(xiàn)代的衛(wèi)星觀測結(jié)果所證實(shí)。3 板塊構(gòu)造理論板塊構(gòu)造理論1）板塊構(gòu)造理論的基本要點(diǎn)：全球巖石圈是由“漂浮”在軟流圈之上的7個大板塊和20多個小板塊構(gòu)成；在地幔物質(zhì)熱對流的驅(qū)動下，在洋中脊發(fā)生海底擴(kuò)張，在島弧海溝附近發(fā)生俯沖碰撞。海底擴(kuò)張使板塊之間發(fā)生相對的運(yùn)動；板塊的邊界是地殼構(gòu)造活動性強(qiáng)烈的地方。板塊劃分板塊劃分板塊的識別2）板塊的邊界類型分離邊界（divergent boundary）-大洋中脊匯聚邊界（convergent boundary）-島弧、海溝水平錯動邊界-轉(zhuǎn)換斷層（transformed fault）板塊的邊界分離（擴(kuò)張）邊界分離（擴(kuò)張）邊界（divergent boundary） -大洋中脊在大洋中脊處，通過地幔物質(zhì)的上涌而形成海底擴(kuò)張，使兩邊板塊上的大陸相互分離，大洋不斷擴(kuò)大在匯聚的邊界，發(fā)生洋殼的俯沖消減作用，大洋不斷縮