?學(xué)術(shù)上,理論與學(xué)說(shuō)并不等同。作為理論,起碼應(yīng)滿(mǎn)足三個(gè)要求:可通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;可解釋各種相關(guān)現(xiàn)象;可預(yù)測(cè)事物的未來(lái)發(fā)展。而學(xué)說(shuō),特別是假說(shuō)部分:未經(jīng)證明,難有理論支撐;只是做出的判斷。 地質(zhì)學(xué)中,由于時(shí)空的巨大跨度使得地學(xué)理論難于論證。故板塊構(gòu)造、大爆炸等學(xué)說(shuō)均為假說(shuō)。 本篇共分四節(jié),分別是:本底動(dòng)力論、板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)、大陸動(dòng)力學(xué)說(shuō)、中國(guó)大陸動(dòng)力學(xué)說(shuō)。 第一節(jié) 本底動(dòng)力論 一、對(duì)地球動(dòng)力源的認(rèn)識(shí): 1、液態(tài)地核是在行星歷史的非常早期生成的;緩慢冷卻導(dǎo)致固態(tài)內(nèi)陸核的生成。 2、地核由90%的Fe和10%的較輕元素如S、O等組成;但內(nèi)核凝結(jié)出的卻幾乎是純鐵。液態(tài)鐵在內(nèi)核邊界凝結(jié)是一種釋能過(guò)程。 3、從開(kāi)始增長(zhǎng)到今天約1220Km半徑,加熱了外核中富集較輕元素的流體;使之上升并對(duì)流。 4、這種對(duì)流又以自維持的直流發(fā)電機(jī)方式產(chǎn)生了地球磁場(chǎng)。為地球生物提供屏蔽,使之免遭太陽(yáng)風(fēng)襲擊。 5、結(jié)論:內(nèi)核(邊界壓力高達(dá)330GPa;溫度為6000°-7000°K)的形成提供了地球磁場(chǎng)產(chǎn)生的能源。 6、鐵質(zhì)地核與硅酸鹽地幔的界面密度差要比地殼與大氣圈之間的大一倍;以致任何從地核中散發(fā)出來(lái)的熱能都將在地幔底部形成一熱邊界層。這個(gè)熱足于左右地幔對(duì)流進(jìn)而影響到地表的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地震、火山活動(dòng)。 二、本底動(dòng)力論: 1、原理:地球自轉(zhuǎn)(南北緯度60°線(xiàn)速度837Km/h,為赤道一半;30°為1447Km/h;赤道為1670Km/h。)和公轉(zhuǎn)(1月地日距為1.471億Km.是近日點(diǎn),線(xiàn)速度30.3Km/s;七月遠(yuǎn)日點(diǎn)是1.521億Km.線(xiàn)速度29.3Km/s。)產(chǎn)生的慣性離心力和從高緯度向低緯度的擠壓力是永久的。是“本底動(dòng)力體系”。 2、作用:可解釋太平洋、印度洋海底擴(kuò)張最強(qiáng)烈的區(qū)域主要出現(xiàn)在赤道兩側(cè)的南北緯度60°范圍內(nèi);且30°范圍內(nèi)更強(qiáng);赤道拉張力最大。 3、意義:李四光依據(jù)“離心力大小與線(xiàn)速度之間呈正相關(guān)”的理論基礎(chǔ)創(chuàng)建了地質(zhì)力學(xué)和構(gòu)造體系學(xué)說(shuō);也應(yīng)與當(dāng)代動(dòng)力學(xué)說(shuō)有機(jī)結(jié)合起來(lái),取長(zhǎng)補(bǔ)短。 第二節(jié):板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō) 一、核心內(nèi)容:研究剛性板塊簡(jiǎn)單碰撞,以使地殼縮短和加厚的變化的規(guī)律。將全球劃分成52個(gè)板塊。 1、地球表層的巖石圈是由大小不一的塊體(厚度遠(yuǎn)小于長(zhǎng)度和寬度,故稱(chēng)板塊。)組成。 2、板塊可由大洋巖石圈;或大洋加大陸巖石圈組成。 3、其下存有軟流層,軟流圈之上可作球面大規(guī)模漂移。 4、大洋中脊不斷生出新巖石;推至海溝下插返回地幔中而逐漸消亡;最終導(dǎo)致海洋關(guān)閉。即總體上在大洋地區(qū)得到證實(shí)。 5、板塊間發(fā)生相互作用,內(nèi)部強(qiáng)度遠(yuǎn)小于邊界接觸部位(區(qū)別于大陸動(dòng)力學(xué))。 二、存在的問(wèn)題: 美國(guó)自然科學(xué)基金委員會(huì)2012年發(fā)表白皮書(shū)提出:板塊構(gòu)造理論不適合大陸地質(zhì)。因?yàn)榇箨憙?nèi)部是非剛性的(前提不符)。理由: 1、大陸存有彌散而寬廣的陸內(nèi)變形; 2、無(wú)法解釋巖漿活動(dòng)和克拉通盆地的成因(如類(lèi)似峨眉山玄武巖那樣大規(guī)模災(zāi)變性的巖漿活動(dòng)也見(jiàn)于大洋底);有的火成巖省源于地幔柱,其深度可達(dá)核-幔邊界;可板塊理論只涉及到巖石圈,時(shí)間也僅限于元古宙以來(lái)的歷史(還不及地球歷史的一半); 3、驅(qū)動(dòng)巖石圈板塊在地球表面運(yùn)動(dòng)的原因和動(dòng)力源難有答案; 雖提出“巖石圈板塊在地球表面運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力源來(lái)自地球內(nèi)部,其最可能的機(jī)制是地幔對(duì)流”。后經(jīng)地震層析圖像獲得地幔范圍內(nèi)數(shù)百千米深度不同層次的直觀(guān)圖像;并認(rèn)識(shí)到大陸巖石圈的影響深度最大只有400Km。1996年,哈因提出:板塊構(gòu)造理論“盡管在闡述巖石圈的發(fā)展中曾取得巨大的成功,還不能看成是真正有關(guān)地球演化的全球理論”。 三、板塊構(gòu)造在大陸內(nèi)部存在的證據(jù): 1、早前寒武紀(jì)的巖石與現(xiàn)今的島弧和碰撞帶巖石是類(lèi)似的。說(shuō)明:至少?gòu)奶胖骈_(kāi)始,就發(fā)育與現(xiàn)今類(lèi)似的板塊構(gòu)造體制。 2、晚前寒武以來(lái)的地質(zhì)記錄多呈帶狀位于早前寒武之間,或周?chē)?;且由洋巖石殘片與陸緣系組成。說(shuō)明:古大陸裂解和離散運(yùn)動(dòng)。 3、古洋中的遠(yuǎn)洋沉積巖系、陸緣淺水沉積巖系、古大陸塊體;直接相鄰。說(shuō)明:存有大規(guī)模的大陸漂移和地殼縮短。 4、非洲等地的巨大巖墻,說(shuō)明早前寒武紀(jì)已存在類(lèi)似現(xiàn)今的大陸。 四、大陸裂解(離散階段)的地質(zhì)記錄: 雙峰式巖漿巖(指幔源的基性巖漿巖和殼源為主的富鉀酸性巖漿巖共生在有限的帶狀區(qū)域內(nèi));基性巖墻群;伸展型構(gòu)造變形;高溫變質(zhì)作用;從陸相到海相的沉積巖系;底部區(qū)域性角度不整合界面;蛇綠巖的出現(xiàn)。 五、大陸匯聚(重組階段)的地質(zhì)記錄: 以大洋收縮俯沖為標(biāo)志,包括:鈣堿系列巖漿巖、雙變質(zhì)帶、富鉀花崗巖、陸盆沉積巖系、區(qū)域性擠壓與走滑變形等。 六、檢驗(yàn): 不同地區(qū)的板塊構(gòu)造和不同板塊之間的相互作用,都是不同的。但不同時(shí)期的地質(zhì)記錄,是否存有類(lèi)似的巖石、或巖石組合及構(gòu)造變形特征,是檢驗(yàn)板塊開(kāi)始于何時(shí)的唯一有效途徑。 七、板塊碰撞的形式: 1、俯沖型山鏈:亞洲環(huán)太平洋島弧,尤其是東南亞的小塊體與亞洲大陸長(zhǎng)時(shí)間匯聚、對(duì)接。 2、碰撞型山鏈:阿爾卑斯山脈(非洲—?dú)W洲); 喜馬拉雅山脈(亞洲—印度)。 3、陸內(nèi)型造山鏈:多為山脈隆起,產(chǎn)生新的逆沖、走滑構(gòu)造并伴隨強(qiáng)烈?guī)r漿和變質(zhì)作用;出現(xiàn)山體抬升與塌陷。 碰撞造山模式不能設(shè)想在大陸碰撞的地方出現(xiàn)造山作用;非碰撞造山模式則無(wú)法解釋連續(xù)的消減為何會(huì)產(chǎn)生不連續(xù)的造山運(yùn)動(dòng)。 陸陸碰撞中地幔回流有兩種極端方式:一是大陸地幔強(qiáng)度很大,則以板塊俯沖形式出現(xiàn)。二是巖石圈地幔極具流體性質(zhì),回流則具對(duì)稱(chēng)或非對(duì)稱(chēng)幕式水滴狀對(duì)沖形式。 八、命名: 20世紀(jì)七十年代,幾乎是每個(gè)不整合界面都命名了一個(gè)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。但大多為海侵超覆沉積作用的記錄。有的可代表幾千萬(wàn)年的沉積間斷。這在時(shí)限上是不準(zhǔn)確的,在構(gòu)造涵義方面也是不確切的。故對(duì)不整合界面的上下地質(zhì)體研究外,還需考慮區(qū)域背景。否則,很容易把局部不整合誤以為大區(qū)域或全球構(gòu)造意義。 九、大洋的生命旋回: 即形成過(guò)程(東非—大西洋)與收縮到關(guān)閉(太平—喜山)。 東非大裂谷(陸內(nèi);山系+玄武噴發(fā)+湖相沉積)→紅海(雙峰火山+海相)→大西洋(被動(dòng)邊緣+沉積;無(wú)火山,巖漿;在洋中脊形成新的巖石圈)→太平洋(晚期洋盆;活動(dòng)陸緣,俯沖;多火山、地震、巖漿活動(dòng)。)→地中海(向海洋逆沖變形)→喜山~阿爾卑斯(非州、阿拉伯、印度板塊向歐亞大陸碰撞形成)。 十、大陸的生命演化旋回: 中國(guó)大陸鑲嵌與疊復(fù)的組成特征,為其研究最理想地區(qū)之一。 中國(guó)大陸(億年前) 全球?qū)?yīng) 出露地及特征 (1)始華(28) Ur大陸 華北鞍山38億前條帶片麻巖 (2)古華(23) NEN大陸 泰山\太行\(zhòng)呂梁\冀東\北,38億前,基性巖漿 (3)北華(17.5) 哥倫比亞大陸 環(huán)境突變期;導(dǎo)致華北克拉通形成. (4)南華(0.82) 羅丁尼亞大陸 贛東北雙橋山溪口環(huán)境.弧后盆地 (裂解后成揚(yáng)子\塔里木古陸) (5)華夏(0.27) 潘吉亞大陸 天山及其以北. (6)泛華旋回(0.27Ga以來(lái)) 第三節(jié):大陸動(dòng)力學(xué)說(shuō) 一 、大陸動(dòng)力學(xué)的前沿課題 1、動(dòng)力學(xué)核心實(shí)質(zhì):大陸動(dòng)力學(xué)說(shuō),是以地球內(nèi)部熱能為思考的切入點(diǎn),用發(fā)展、變化的眼光,探究由飽和狀態(tài)下的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能時(shí),導(dǎo)致地殼強(qiáng)烈構(gòu)造變動(dòng)、巖漿侵入和噴出等地質(zhì)活動(dòng)的形成機(jī)制;并由此在大陸內(nèi)部和邊界演繹出階段性的構(gòu)造-巖漿-成礦作用旋回。 (1)兩個(gè)或多個(gè)巖石圈板塊的相向運(yùn)動(dòng)并不因?yàn)榇箨懪鲎捕⒓赐V埂?/span> (2)大陸外側(cè)洋脊的擴(kuò)張使持續(xù)存在的巨大側(cè)向擠壓導(dǎo)致了非常復(fù)雜的應(yīng)變圖式,并最終波及大陸內(nèi)部。產(chǎn)生巨型的陸內(nèi)高應(yīng)變帶;形成造山帶、高原和盆地。進(jìn)而產(chǎn)生災(zāi)害地質(zhì)、氣候、環(huán)境的巨變。 (3)近20年來(lái),確認(rèn)出前寒武紀(jì)基底,南華—印支期生物地層格架、中—新生代以來(lái)重大的走滑斷裂、推覆構(gòu)造、擠出構(gòu)造對(duì)印支及以前所形成大陸構(gòu)造格架的大幅度改造。故需通過(guò)構(gòu)造復(fù)位。 2、動(dòng)力學(xué)中須解決的關(guān)鍵問(wèn)題: (1)地域內(nèi),各時(shí)段地層、構(gòu)造格架在時(shí)空上是如何疊置? (2)地域內(nèi),各時(shí)段地層、構(gòu)造格架在時(shí)空上與洋殼/陸殼俯沖~折返機(jī)制? (3)隆升~剝露過(guò)程及巨量物質(zhì)的堆積是如何在相當(dāng)短的時(shí)間里同步進(jìn)行的? (4)每個(gè)造山時(shí)期的完整表述,包含從俯沖開(kāi)始的弧~陸碰撞造山→陸陸碰撞造山→陸內(nèi)造山的全過(guò)程。 二、造山帶和高應(yīng)變帶(超高壓變質(zhì)帶) (一)造山帶 造山帶是殼~幔物質(zhì)相互作用最強(qiáng)烈地區(qū)(內(nèi)部和邊界都有顯著變形)。其巖石圈是非剛性的(將板塊模型由一元論變?yōu)槎?;既有剛性的板塊地帶,又有非剛性的造山帶),全球共有13個(gè)造山帶。 超高壓變質(zhì)帶即碰撞板塊匯聚邊界有20余條。揭示了低密度的陸殼物質(zhì)可以被俯沖到100Km以下的地幔深度;然后又快速返回地殼并出露于地表。這一發(fā)現(xiàn)是創(chuàng)建大陸動(dòng)力學(xué)理論的窗口。 1、界線(xiàn):世界范圍的碰撞造山帶與其兩側(cè)大陸內(nèi)部穩(wěn)定區(qū)之間的界線(xiàn)截然清楚??傄灾鬟吔缒鏇_斷裂(MBT)和反向逆沖斷裂(RBT)與大陸內(nèi)部穩(wěn)定區(qū)相隔。呈現(xiàn)兩側(cè)大陸或前陸盆地俯沖到碰撞造山帶之下的構(gòu)造作用和地貌景觀(guān)。 2、區(qū)別:用A型俯沖強(qiáng)烈與否,可區(qū)別出碰撞造山帶與大陸內(nèi)部穩(wěn)定區(qū)。碰撞造山帶內(nèi)部的構(gòu)造特征是發(fā)育一系列薄皮、厚皮推覆構(gòu)造,是強(qiáng)烈水平擠壓的結(jié)果;相當(dāng)于A(yíng)型俯沖。A型俯沖使碰撞造山帶巖石圈和地殼的加厚,而且誘發(fā)A型俯沖板片變質(zhì)、脫水、熔融以及熱液成礦作用。進(jìn)而導(dǎo)致造山帶內(nèi)部發(fā)育殼內(nèi)低速高導(dǎo)層、造山期花崗巖類(lèi)和熱液礦床。 3、內(nèi)涵:傳統(tǒng)力學(xué)認(rèn)為:造山作用是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的起源,造山運(yùn)動(dòng)包括地殼上的褶皺、逆掩和斷裂以及下部的塑型變形,變質(zhì)和深成巖漿的活動(dòng)。現(xiàn)代板塊學(xué)說(shuō)把板塊相互運(yùn)動(dòng)(離散型、匯聚型、轉(zhuǎn)換型)和碰撞作用的表征,且不限于匯聚板塊邊緣的狹長(zhǎng)地帶內(nèi),還可擴(kuò)展到板內(nèi)上千公里的區(qū)域內(nèi);多為復(fù)合造山帶。其動(dòng)力學(xué)已成為地學(xué)研究最重要的前沿。 4、問(wèn)題:(1)大陸地殼究竟能俯沖到地幔多深處? (2)低密度的大陸殼巖石是如何俯沖的?又是如何返回的? (3)超高壓變質(zhì)與殼-幔相互作用及地球物質(zhì)再循環(huán)的關(guān)系? (4)匯聚板塊邊緣的深部物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、流變學(xué)及動(dòng)力學(xué)機(jī)制? (5)巨量俯沖物質(zhì)折返后的去處? 5、造山動(dòng)力學(xué)研究的進(jìn)展:大陸造山帶巖石圈的物理狀態(tài)具有流變學(xué)分層結(jié)構(gòu);殼內(nèi)、幔內(nèi)的低速高導(dǎo)層;古造山帶無(wú)山根;莫霍面呈水平狀;軟流圈巨大起伏;巖石圈地幔減薄;地殼、地幔的非均一性和各向異性等特征研究均取得一定實(shí)效。 6、造山動(dòng)力學(xué)研究中的推斷:存有地幔對(duì)流、軟流層上侵構(gòu)造;拆沉作用、底侵作用、下地殼的流變展平作用、大陸地殼的重力擴(kuò)張作用;巖石圈上下的耦合與非耦合關(guān)系;并提出:地殼的非均勻性和流變性可導(dǎo)生不同動(dòng)力的相關(guān)學(xué)說(shuō)。 (二)中國(guó)主要造山帶 1、中央造山帶(全球最長(zhǎng)超高壓變質(zhì)帶): (1)位置:西起昆侖-阿爾金山;祁連-秦嶺-大別山-蘇魯?shù)貐^(qū)。 (2)范圍:長(zhǎng)5000Km構(gòu)造帶,經(jīng)歷600Ma的活動(dòng)歷史,是中國(guó)南北地球系統(tǒng)的分野。號(hào)稱(chēng)“華夏文明的龍骨”。 (3)形成時(shí)間:歷經(jīng)4億年的活動(dòng)之后并未平靜下來(lái)進(jìn)入克拉通化,極為罕見(jiàn)。 (4)體制:東段發(fā)現(xiàn)大陸深俯沖作用的大別—蘇魯(中生代)超高壓變質(zhì)帶的標(biāo)志(大別山超高壓變質(zhì)帶年齡212-238Ma),成為該研究的熱點(diǎn)與窗口(即三疊紀(jì)陸殼是怎樣深俯沖的?);中段東秦嶺發(fā)現(xiàn)金剛石,確立早古生代超高壓變質(zhì)帶(微陸塊/島弧群相互作用)的存在;西段阿爾金斷裂(可能與洋殼加陸殼的深俯沖有關(guān))又切割早古生代超高壓變質(zhì)帶。那么,分布在其北邊的新元古-早古生和南邊的晚古生-三疊代的構(gòu)造格架,其兩大體制,在時(shí)空上是如何疊置與作用的? (5)解析:聳立與周?chē)竺娣e分布的陸相盆地(包括酒泉、柴達(dá)木、鄂爾多斯、四川、南陽(yáng)、合肥、蘇北等盆地),說(shuō)明可用“盆山互饋?zhàn)饔谩苯馕觯杭瓷较档穆∩?、深部物質(zhì)的抬升剝露與周緣盆地物質(zhì)堆積之關(guān)系。但“從100Km深處折返到地表形成山鏈之后,遭受剝蝕的巨量山鏈物質(zhì)到何處去了”卻難有滿(mǎn)意答案。 (6)對(duì)比中存有的問(wèn)題:科迪勒拉山系也是復(fù)合造山帶產(chǎn)物;從600Ma一直活動(dòng)到現(xiàn)在。但地殼并未加厚,且具有長(zhǎng)期弱化、低強(qiáng)度、薄和熱的巖石圈特征。說(shuō)明淺的軟流圈對(duì)流使寬闊的弧后域變熱。故認(rèn)為:造山熱能只是來(lái)自原先的弧后熱巖石圈,而非造山變形過(guò)程本身。但與其它造山帶形成原因的解釋一樣,其動(dòng)力學(xué)作用過(guò)程和機(jī)制還不清楚。 2、秦嶺造山帶:是由華北板塊、秦嶺微板塊和揚(yáng)子板塊分別沿商丹縫合帶、勉略縫合帶俯沖碰撞造山,并疊加中新生代陸內(nèi)造山作用的改造形成。其間,揚(yáng)子板塊與華北板塊至少發(fā)生三次匯聚、兩次離散: (1)晉寧期:揚(yáng)子板塊與華北板塊發(fā)生第一次匯聚; (2)早震旦:隨祁連洋的擴(kuò)張開(kāi)始離散; (3)中志留:秦嶺裂谷統(tǒng)一,發(fā)育古大陸:北秦嶺地塹式優(yōu)地槽、中秦嶺地壘式臺(tái)地和南秦嶺地塹式冒地槽。 (4)中-晚志留:揚(yáng)子板塊向華北板塊俯沖完成第二次縫合。泥盆初形成陸地;早泥盆中期(海西早期)開(kāi)始新的拉張; (5)印支晚期,揚(yáng)子板塊向華北板塊碰撞對(duì)接,完成第三次匯聚。為造山階段;秦嶺巖石圈整體轉(zhuǎn)入強(qiáng)烈伸展?fàn)顟B(tài)。 此外,中國(guó)古生代造山帶:天山、興蒙、華南褶皺帶等;中生代造山帶:秦-祁-昆造山帶等;新生帶有:喜山帶。 (三)超高壓變質(zhì)作用模型(深俯沖~折返模型) 大陸巖石圈地幔在俯沖時(shí)的習(xí)性決定于物質(zhì)的流變性質(zhì)及構(gòu)造環(huán)境。 1、角流模型:在俯沖帶內(nèi),上部被正斷層所限,下部被逆斷層所限的俯沖板塊內(nèi)形成物質(zhì)活動(dòng),可將榴輝巖帶到地表。 2、浮力折返模型:浮力將輕的陸殼物質(zhì)帶到地表;當(dāng)超高壓變質(zhì)巖重結(jié)晶后,沿構(gòu)造俯沖應(yīng)力通道折返。 3、疊瓦狀逆沖(連續(xù)俯沖~仰沖)模型:連續(xù)的俯沖使更早俯沖的巖石后一巖片的俯沖而引起逆掩上升。 4、增生楔張裂(造山楔)模型:俯沖帶增生楔下部由于大陸殼物質(zhì)俯沖,由褶皺作用引起拆離和縮短。由疊瓦作用形成雙沖體,在板底墊托作用引起楔型體后端增厚增高,致使楔型體表面坡度也增大。由正斷層作用或深部塑性流動(dòng)產(chǎn)生伸展。更深處產(chǎn)生高溫高壓變質(zhì)作用,連續(xù)的墊托作用引起的伸展,使高壓巖石上升到地表。楔型體后端的伸展,引起側(cè)向運(yùn)動(dòng)和向前緣的逆沖作用,使高壓巖石在地表下15Km內(nèi)進(jìn)一步剝蝕。 5、俯沖帶遷移(后退)模型:當(dāng)洋殼俯沖到大陸陸殼下時(shí),上升到斷裂坡上的高壓巖片增生到大陸巖石圈,俯沖帶每后退一次就產(chǎn)生一個(gè)新的增生巖片。各增生巖片之間由于深度不同可以出現(xiàn)壓力差。 6、陸陸碰撞時(shí)的數(shù)字模擬:系統(tǒng)由地殼(厚20Km)和地幔組成,均為黏塑性。 (1)△x=200Km時(shí),俯沖板塊(巖石圈地殼及巖石圈地幔上部)向制動(dòng)板塊俯沖。其內(nèi)部只有極小變形,但巖石圈地幔下部有強(qiáng)烈變形;在地幔巖石圈塑性區(qū)發(fā)育俯沖剪切帶;在碰撞帶地殼變厚上隆巖石圈對(duì)稱(chēng)下降。 (2)△x=300Km時(shí),制動(dòng)巖石圈地幔的下部楔入俯沖板塊。楔入體在俯沖板塊中引發(fā)塑性屈服,并將板塊分裂成二。 (3)△x=400Km時(shí),俯沖板塊沿新發(fā)育的剪切帶拆離;并且楔入體的巖石圈地幔開(kāi)始俯沖到右側(cè)的板塊之下,使原來(lái)的制動(dòng)方板塊轉(zhuǎn)為俯沖方。即發(fā)生俯沖的極性反轉(zhuǎn)。 (四)超高壓變質(zhì)成因論 1、深成論:柯石英、金剛石的產(chǎn)出,意味著俯沖深度可達(dá)標(biāo)100~120Km(2.8GPa);菱鎂礦更需150~170Km(5.6GPa);β橄欖石內(nèi)針狀含鈦鉻磁鐵礦>300Km. 超高壓變質(zhì)深成論的推論有個(gè)根本錯(cuò)誤:深度=P(壓力)/ó(巖柱密度)只適用于流體靜力學(xué)模型。并不適用于固體的地球。地球的壓力梯度要比按帕斯卡定律計(jì)算得到的大得多。 2、淺成論:通過(guò)實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)模擬,認(rèn)為超高壓變質(zhì)作用發(fā)生在殼內(nèi)20~30 Km深處?;?2 Km處,最大深度不超過(guò)45 Km;是形成地殼內(nèi)的。 3、中深成論(巖石圈地幔頂部):即表殼巖石俯沖到巖石圈地幔頂部而形成超高壓礦物。須同時(shí)具備碰撞帶和蘑菇云地幔發(fā)育的條件。 (五)蘑菇云地幔研究 1、蘑菇云構(gòu)造:是指巖石圈地幔由于軟流圈物質(zhì)上升而遭破壞,兩類(lèi)物塊并存:頂為水平成層的融熔殼幔過(guò)度層;下是近于垂向的兩類(lèi)物質(zhì)互層。即巖石圈地幔被上升軟流圈所改造,成為上升軟流圈與殘留地幔并存的新生地幔。其平均速度下降,溫度上升;其高熱流使地殼的塑性增加,在外力的作用下,容易產(chǎn)生形變;讓地殼縮短,造成結(jié)晶、基底隆升。中國(guó)東部、西太平洋地區(qū)中生代以來(lái)均發(fā)育此構(gòu)造。 2、蘑菇云地幔的動(dòng)力:來(lái)自核幔邊界的質(zhì)量異常。西太平洋地區(qū)的正異常與印度洋地區(qū)的負(fù)異常孿生;各由核幔邊界的隆升與凹陷所產(chǎn)生。并共同形成一個(gè)封閉的地幔流,是軟流圈物質(zhì)上涌(為一個(gè)獨(dú)立的重要?jiǎng)恿w系)對(duì)巖石圈地幔的改造而引發(fā)的重大地質(zhì)事件。 (六)巖石圈~軟流圈(殼~幔動(dòng)力學(xué))動(dòng)力學(xué)系統(tǒng) 1、軟流層圈:通過(guò)“中國(guó)巖石圈三維結(jié)構(gòu)”綜合集成研究結(jié)果表明:在中亞~西太平洋地區(qū)深度75~250Km地帶存有巨型低速異常區(qū):此帶東西寬2500~4000Km;南北長(zhǎng)約12000Km,形成了巨大的軟流層圈。 2、構(gòu)造特征:由于深部軟流圈物質(zhì)的流動(dòng)和上涌,殼幔物質(zhì)交換打造出東部巖石圈結(jié)構(gòu)和淺層構(gòu)造特征。如巖層下新上老結(jié)構(gòu);犬牙交錯(cuò)和塊狀鑲嵌結(jié)構(gòu);巖石圈地幔蘑菇云構(gòu)造及東部裂谷帶、東亞造山帶等。 3、殼~幔動(dòng)力學(xué)系統(tǒng): (1)巖石圈的巨大減薄或增厚作用,為對(duì)流地幔向大陸的輸入提供條件。 (2)從軟流層(對(duì)流地幔)中分出灼熱的新生物質(zhì),還可由它誘發(fā)出陸殼物質(zhì)被加熱和再活化;萃取殼~幔中的有用元素。最終導(dǎo)致巖漿~流體~成礦系統(tǒng)的形成。 (3)巖漿~流體~成礦系統(tǒng)沿巖石圈尺度不連續(xù)向上運(yùn)移。 (4)系統(tǒng)中,巖漿定位于與巖石圈有成因聯(lián)系的斷裂系統(tǒng)中;并對(duì)周?chē)貧ぜ訜?,萃取周邊巖石中有用成礦元素進(jìn)到多個(gè)子系統(tǒng)中。 (5)根入地幔:即殼幔不協(xié)調(diào)(同步)的互動(dòng)引發(fā)地幔隆升,地殼伴隨超殼深斷裂被拆沉而植入地幔;繼而受熱幔環(huán)流引發(fā)大規(guī)模構(gòu)造巖漿事件,并在巖漿侵位的構(gòu)造動(dòng)力作用下,在地殼表殼特定空間形成侵位接觸構(gòu)造體系不同構(gòu)造樣式;從而為超巨量金屬工業(yè)堆積提供最佳成礦場(chǎng)地準(zhǔn)備。 (6)隨演化而趨于平衡和穩(wěn)定、系統(tǒng)冷卻、巖漿固結(jié)、放出大量含礦流體;而被加熱的地殼也放出大量脫水流體;加上軟流圈和巖漿房冷卻放出的流體及可能加入進(jìn)來(lái)的被加熱的大氣降水;一起匯集成巨大的流體成礦系統(tǒng)。 (7)透巖漿流體成礦理論:巖漿體系和流體體系是兩個(gè)完全獨(dú)立的地質(zhì)體系。因相互需要而耦合在一起;并由于侵位后的解耦而發(fā)生成礦作用:A巖漿為粘稠的硅酸鹽熔體,粘滯力強(qiáng),侵位過(guò)程較緩慢。B流體中的成礦物質(zhì)隨壓力降低而溶解度急劇減小→上升過(guò)程中以滲濾到圍巖的方式而使成礦物質(zhì)含量大大降低;故只有快速上升,才可能在地殼淺部成礦。C若兩者混合在一起,則巖漿保護(hù)流體;流體稀釋巖漿。那么,巖漿-流體混合物侵位,流體的出溶機(jī)制和含礦流體的運(yùn)移以及流體運(yùn)移路徑上的物理化學(xué)邊界層的位置將對(duì)成礦作用起到?jīng)Q定性的控制作用。即含礦流體因壓力降低而達(dá)致飽和,其揮發(fā)成分以分子和離子基團(tuán)(也須轉(zhuǎn)化成分子形式)的形式按其化學(xué)反應(yīng)的速度進(jìn)行逃逸;其過(guò)程被稱(chēng)為巖漿的發(fā)泡作用與排氣作用。流體中的成礦物質(zhì)主要以離子基團(tuán)化合物的形式存在;因而,強(qiáng)烈的排氣作用必然將成礦物質(zhì)大量攜出;反之,成礦物質(zhì)仍保留在巖漿體中。 (8)在某些特定的構(gòu)造部位,成礦流體系統(tǒng)匯聚成礦。如大陸裂解地帶有利于鉻鐵礦、銅鎳硫化物礦床、釩鈦磁鐵礦、鉑族元素礦床與火成碳酸巖或堿性巖有關(guān)的稀土元素礦床發(fā)育;由洋殼俯沖引發(fā)的巖漿弧區(qū)有利于斑巖型銅金礦床和淺部低溫?zé)嵋盒徒?、銀、銅礦床發(fā)育;海底熱液活動(dòng)(噴流)有利于層狀銅鋅、鉛鋅礦床的形成;被動(dòng)大陸邊緣有利于巨量鐵、錳、鉛等金屬礦床沉積;殘留海盆地常發(fā)育巨厚蒸發(fā)巖系并蘊(yùn)涵巨型鉀鹽等鹽類(lèi)礦床。 成礦流體系統(tǒng)匯聚成礦多取決于最后一次最大規(guī)模的巖漿~構(gòu)造事件。 4、地幔柱:即熱點(diǎn)活動(dòng)可形成“成礦物質(zhì)大規(guī)模聚集的成礦物質(zhì)場(chǎng)”,“驅(qū)動(dòng)殼/幔成礦物質(zhì)的交換和流體輸導(dǎo)運(yùn)移的能量場(chǎng)”及“礦質(zhì)運(yùn)移和沉淀的成礦空間場(chǎng)?!奔茨軓母旧峡刂啤按蟮V集中區(qū)”的發(fā)育。 (七)巖漿及其作用的研究 1、地殼主要由花崗巖類(lèi)(SiO2>56%的火成巖)構(gòu)成:上部偏酸性,相當(dāng)于花崗閃長(zhǎng)巖質(zhì);下部偏基性,相當(dāng)于輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖質(zhì)(SiO2>57%~63%)。 (1)巖漿巖種類(lèi): A、以黑云母的Al的含量來(lái)劃分S型與I型花崗巖: S型花崗巖:具較高的Al(0.3-0.5);氧化系數(shù)較低。 I型花崗巖:黑云母中的Al較低(0.1-0.2);黑云母具較高的氧化系數(shù)。 B、以SiO2的含量劃分出基性、中性、酸性(堿性)花崗巖: C、巖漿巖又分侵入巖和噴出巖: (2)巖漿的溫度: A、角閃石:形成的壓力相當(dāng)于巖漿房5Km深處的壓力; B、閃長(zhǎng)玢巖、黑云母花崗斑巖的形成溫度約為550℃-650℃; C、淺色花崗斑巖的形成溫度約為500℃-550℃。 2、巖漿的形成、遷移和侵位是大陸生長(zhǎng)的基本過(guò)程:太古宙地殼由英云閃長(zhǎng)巖(T1)、奧長(zhǎng)花崗巖(T2)、花崗閃長(zhǎng)巖(rg,三者即所謂的TTG組成)。顯生宙地殼由島弧~大陸邊緣弧環(huán)境形成。中國(guó)東部還可能有新的地殼生長(zhǎng)方式:即對(duì)前寒武紀(jì)地殼的重大改造之后形成的新的改造型陸殼,亦即所謂殼熔巖漿、殼~幔同熔造漿。 3、地幔分離: 地幔(主要是橄欖巖,只能分離出玄武質(zhì)巖石)在分離出大陸地殼(卻主要為安山質(zhì)巖石,SiO2>56%)的同時(shí),將難熔物殘余在地幔,形成巖石圈地幔。 4、作用原理: 如何從玄武巖中分離出安山質(zhì)巖漿?即安山質(zhì)大陸地殼是怎樣從地幔橄欖巖中分熔分離生長(zhǎng)出來(lái)?其思考過(guò)程包括: 由地幔橄欖巖→只能分離出→大陸玄武巖漿(須經(jīng)分離結(jié)晶、冷卻熔融作用將難熔的鎂、鐵殘余剝離,才能形成安山質(zhì)大陸地殼)。 亦即:地幔橄欖巖→大陸地殼=安山質(zhì)+閃長(zhǎng)質(zhì)(總組成;就須將鎂、鐵質(zhì)離開(kāi)→即:拆沉作用) 5、作用類(lèi)型: (1)拆沉作用: A前提:薄地殼的下地殼密度總是低于地幔的;厚地殼(>50Km)的下地殼密度總是大于地幔的。 B條件:擠壓變形使地殼大于50Km以上。地幔巖漿底侵并熔融殘留下的鎂、鐵殘余;使下地殼具有玄武質(zhì)組成。即使大量鎂、鐵質(zhì)拆沉返回地幔;而使陸殼總組成保證為安山質(zhì)、或閃長(zhǎng)質(zhì)。 拆沉作用是快速的或?yàn)?zāi)變性的。此時(shí),地殼隆起;但拉伸的總量有限,也不是熱侵蝕所預(yù)測(cè)的緩慢過(guò)程。 拆沉作用是鎂、鐵質(zhì)離開(kāi)的最佳機(jī)制。關(guān)鍵是:拆沉作用的產(chǎn)生有現(xiàn)實(shí)性嗎?需要怎樣的構(gòu)造環(huán)境和條件? 地幔和地殼主要是固態(tài)巖石,要讓固態(tài)的玄武質(zhì)巖石熔融所需的大量熱能(地幔巖石局部熔融的溫度為1300℃)從何而來(lái)? 如何判斷大陸地殼形成演化中的成熟度(地殼厚度,K2O為重要指標(biāo))?改造型的大陸地殼形成機(jī)制與過(guò)程怎樣?殼幔相互作用在大陸地殼中的意義、方式是什么?造山帶的陸殼生長(zhǎng)方式如何,兩者有區(qū)別嗎? C意義:拆沉作用可以引起板內(nèi)環(huán)境巖石圈拉張伸展;使巖石圈地幔減薄,引起地幔物質(zhì)上侵,表現(xiàn)為地幔上隆,高的熱流值使得巖石圈溫度的升高,導(dǎo)致地殼物質(zhì)發(fā)生熔融;產(chǎn)生于不同層位的巖漿沿著深大斷裂涌上地表,在地殼淺部形成基性、中酸性、堿性的巖石,同時(shí)攜帶上來(lái)大量的成礦物質(zhì),為超大型礦床的形成提供了有利條件。但古拆沉作用無(wú)法觀(guān)測(cè)到留下的痕跡,還需地球物理學(xué)、地?zé)釋W(xué)與地球化學(xué)的支持。 (2)底侵作用: A前提:只有當(dāng)密度比大陸地殼花崗巖石低時(shí),巖漿才能上升。 B條件:幔源玄武巖密度大于大陸地殼花崗巖石。 C性質(zhì):兩者相遇注入造山帶時(shí),玄武巖漿就在地殼底部堆積聚集來(lái),被稱(chēng)為玄武巖漿底侵作用。 幔源玄武巖漿的底侵作用是提供所需熱的最佳機(jī)制。底侵可對(duì)大陸地殼加熱。 在高溫的玄武巖漿(液相)--放熱→上覆圍巖(固態(tài))的過(guò)程中: a巖漿冷卻,會(huì)產(chǎn)生礦物結(jié)晶作用;b巖漿與圍巖間會(huì)產(chǎn)生接觸面,為礦物+巖漿混合區(qū)域;c由液相巖漿轉(zhuǎn)化成固態(tài)圍巖單位所需熱量比值,能由模擬算出。d 3333 Km2的高溫玄武巖漿底侵只產(chǎn)生25%的熔體,即產(chǎn)生出可融520Km2的巖漿,故需多次底侵才可分離出花崗巖巖漿。 (3)混合作用: A依據(jù):在較淺色的花崗質(zhì)巖石中發(fā)育的暗色的微粒閃長(zhǎng)質(zhì)包體,是混合(機(jī)械)作用的重要記錄。 B性質(zhì):機(jī)械混合中,同位素的擴(kuò)散速率比主元素(即常量元素)的擴(kuò)散速率快得多;雖顏色上可區(qū)別出包體結(jié)構(gòu),但兩者間的同位素已趨于平衡。而化學(xué)混合則符合數(shù)學(xué)上的加和定律,呈良好直線(xiàn)趨勢(shì)。 (4)同化作用和AFC模型: A概念:巖漿同化圍巖與幔源巖漿同化陸殼是造山帶巖漿作用的普遍現(xiàn)象。同化作用時(shí)常伴隨結(jié)晶分離作用,稱(chēng)為AFC過(guò)程。 B內(nèi)涵:巖漿提供熱量消融圍巖,只有晶出礦物,才能釋出熱量(其熱容小于熔融硅酸鹽所需的熱)。因此,巖漿消融圍巖并產(chǎn)生出同化巖漿,仍需大量礦物從巖漿中結(jié)晶出來(lái)以提供熱量。同化時(shí),圍巖熔融或反應(yīng)生成新礦物;但巖漿組成變化很小,只是體系總組成的改變。 6、由初始的玄武質(zhì)地殼依次轉(zhuǎn)化為大陸地殼的整個(gè)過(guò)程: 不成熟的 ->半成熟“大陸化”->成熟的大陸-> 大陸碰撞造山帶 洋內(nèi)島弧 島弧 邊緣弧 巖漿弧 K2O含量愈高,地殼厚度愈逐漸增加;幔源玄武巖減少;殼源花崗質(zhì)火成巖增多;直至碰撞造山帶雙倍陸殼形成。 此過(guò)程可對(duì)比解決各造山帶的生長(zhǎng)方式與區(qū)別。 (八)成礦系統(tǒng):地球動(dòng)力學(xué)的有效探針 1、依據(jù):既然特定的構(gòu)造環(huán)境有利于特定類(lèi)型礦床的形成,那么,特定礦床類(lèi)型可否指示特定的大地構(gòu)造環(huán)境呢?亦即用發(fā)育的特定礦床來(lái)反演、重建大地構(gòu)造格局和演化史。畢竟成礦系統(tǒng)往往是由多種地質(zhì)綜合作用形成的,能更全面地記錄地質(zhì)信息;并且礦體的研究程度要高于其它的地質(zhì)體。所以,礦床研究對(duì)確定重大地質(zhì)事件、重要構(gòu)造邊界、重要構(gòu)造單元的屬性等都有著積極的意義。 2、實(shí)例: (1)印支運(yùn)動(dòng)的研究:黃汲清等對(duì)萍鄉(xiāng)煤礦調(diào)查,發(fā)現(xiàn)侏羅系(煤系地層)與三疊系之間存在顯著不整合:隨后確認(rèn)該不整合廣泛存在于華南等地區(qū)。 由此證實(shí):三疊世之前,中國(guó)乃至整個(gè)歐亞大陸各主要陸塊曾被海洋分割;到早侏羅世(局部),各主要陸塊才陸續(xù)拼合。這次事件被稱(chēng)為印支運(yùn)動(dòng)(220-240Ma): A印支造山與特提斯洋閉關(guān)緊密相聯(lián):由于東部地區(qū)晚侏羅-早白堊受太平洋俯沖和大規(guī)模巖石圈減薄,三疊成礦作用被疊加、改造及部分消失,致使印支期大規(guī)模成礦作用研究滯后。 B三疊可單獨(dú)作為構(gòu)造—成礦旋回,時(shí)間雖短,成礦類(lèi)型卻十分豐富:a與基性、超基性有關(guān)的銅鎳硫化物礦;b與酸性巖有關(guān)的斑巖銅金礦、斑巖銅鉬礦、矽卡巖銅鉛鋅礦、錫礦和脈狀金礦。 C贛南崇(義)猶(上猶)余(大余)礦集區(qū)內(nèi)的錫鎢石英脈中的白云母年齡也屬印支期。印支期花崗巖大多與成礦無(wú)直接關(guān)系。但可視為一種鈾源體,在白堊時(shí)被淋漓而富集成礦。 (2)對(duì)中國(guó)東部金礦的研究,說(shuō)明:“在侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)之交中國(guó)東部地球動(dòng)力學(xué)背景由擠壓向伸展轉(zhuǎn)變”。 依據(jù)是:中國(guó)東部太古宙至中生代沉積物不含砂金;只有新生代(至早為晚白堊世)沉積物含有砂金礦床。即要求:中國(guó)東部必須在燕山期快速形成大量巖金礦床。并且要迅速抬升至地表遭受剝蝕,才可為新生代砂金礦床提供物源。而中國(guó)東部金礦集中區(qū)很少發(fā)育侏羅紀(jì)沉積物(說(shuō)明此時(shí)為擠壓隆升環(huán)境);含砂金盆地多為白堊紀(jì)斷陷盆地(指示為伸展背景)的繼承發(fā)展。況且,受構(gòu)造控制的脈狀金礦,具有早期逆沖、壓扭,晚期滑塌、張扭的特征;都說(shuō)明:晚階段礦化發(fā)生在伸展構(gòu)造背景下。 這一“構(gòu)造轉(zhuǎn)折”促使燕山期爆發(fā)成礦。因?yàn)椤皵D壓向伸展轉(zhuǎn)變體制的物理化學(xué)特征是減壓、增溫。減壓-增溫過(guò)程有利于物質(zhì)熔融、流體產(chǎn)生,導(dǎo)致燕山期大規(guī)模巖漿活動(dòng)和熱液成礦作用。 二、盆地 1、亞洲(含中國(guó))盆地,尤其是中、新生代盆地類(lèi)型眾多(裂谷、走滑、小洋盆、被動(dòng)陸緣、弧前、弧后、周緣前陸、殘余洋盆、弧后前陸、克拉通、疊合盆地等),但規(guī)模小,屬多期次疊加改造。 2、盆地構(gòu)造研究的核心問(wèn)題:盆地結(jié)構(gòu)、構(gòu)造背景、構(gòu)造演化以及盆地發(fā)育的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。 3、盆地分布: (1)東北亞盆地群:由西北向東南依次出現(xiàn)西伯利亞地臺(tái)、海拉爾盆地、日本海盆;展示出東部寬闊大陸邊緣及其弧后盆地的構(gòu)造特征。 (2)沿北緯39近東西方向,由塔盆至流球海溝出露中國(guó)主要盆地。 A、中亞盆地群:以準(zhǔn)葛爾盆地為代表,地處高原、山脈的包圍和分割之中。形成于古生代末中生代初增生碰撞造山區(qū)域大斷裂走滑-伸展調(diào)整的產(chǎn)物。 B、東北亞斷陷盆地群:以松遼盆地為代表,地處北北東向左旋走滑斷裂系之中,伴有大規(guī)模的火山活動(dòng)。形成于中生代;由西向東逐漸變新,且具階梯狀發(fā)育特征。 C、克拉通盆地群:西伯利亞、華北、揚(yáng)子、塔里木盆地;為早古生代孤立陸塊,發(fā)育裂谷-邊緣坳陷,呈水下碳酸鹽臺(tái)地。 D、特提斯構(gòu)造域盆地群:羌塘、柴達(dá)木盆地為代表;主要經(jīng)歷了早-中侏羅南北向伸展斷陷和晚侏羅到第四紀(jì)擠壓坳陷兩個(gè)階段。 第四節(jié)中國(guó)大陸動(dòng)力體系概述 1、中國(guó)大陸動(dòng)力體系:中國(guó)北部為近東西向的古亞洲構(gòu)造帶(包括北冰洋海底擴(kuò)張)動(dòng)力源體系;南部為太平洋海底擴(kuò)張(直接制約日本列島~千島群島~阿留申群島)~板塊俯沖(琉球群島~臺(tái)灣島~菲律賓群島及中國(guó)東部則是直接菲律賓板塊的制約)動(dòng)力體系;西部為印度洋海底擴(kuò)張、板塊俯沖和陸陸碰撞動(dòng)力體系;各動(dòng)力體系從不同方向?qū)χ袊?guó)大陸擠壓,在東部形成中新代軟流圈物質(zhì)上涌的動(dòng)力體系。 2、中國(guó)大地構(gòu)造相關(guān)學(xué)說(shuō): (1)黃汲清多旋回構(gòu)造說(shuō): A、將中國(guó)大地構(gòu)造劃分為地臺(tái)、準(zhǔn)地臺(tái)和地槽褶皺系; B、將古生代以來(lái)的中國(guó)大地構(gòu)造劃分為古亞洲、特提斯和濱太平洋三大構(gòu)造域; C、任紀(jì)舜發(fā)展為親西伯利亞陸塊群、古中華陸塊群和親岡瓦納陸塊群;而將顯生宙造山帶分為古亞洲(華南早古生代造山帶只是其一部分)、特提斯和環(huán)太平洋三大造山區(qū); D、其立論基點(diǎn)是新元古代已形成統(tǒng)一的古中國(guó)地臺(tái);隨后只是手風(fēng)琴式的開(kāi)合運(yùn)動(dòng)(岡瓦納大陸裂離;亞洲增生)。 (2)王鴻楨板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō): A、中國(guó)大地構(gòu)造單元包括中朝、揚(yáng)子和塔里木地臺(tái)(克拉通)及其間不同時(shí)期的造山帶。 B、板塊邊界并不在地臺(tái)邊界;應(yīng)在遙相對(duì)應(yīng)的古大陸邊緣之間的分界帶。其縫合帶為對(duì)接消減帶,而弧盆、島弧處為疊接消減帶。 C、將地殼演化分為:陸核、原地臺(tái)、地臺(tái)、超大陸及陸內(nèi)演化五大階段。其中晉寧期、印支期是最重要的造山期。 (3)李春星大地構(gòu)造單元?jiǎng)澐郑?/span> A、將中國(guó)陸殼塊體分別歸屬于7個(gè)不同古板塊。 B、古板塊之間被大洋分隔。 C、蛇綠混雜帶等是洋殼擴(kuò)張、俯沖、碰撞的遺跡。 3、對(duì)中國(guó)大陸構(gòu)造格架的一般認(rèn)識(shí): (1)受板塊學(xué)說(shuō)影響:中國(guó)大陸構(gòu)造受到古亞洲、特提斯-喜山和環(huán)太平洋三大構(gòu)造域的制約。 (2)受構(gòu)造槽-臺(tái)學(xué)說(shuō)影響:震旦紀(jì)以來(lái),古中國(guó)地臺(tái)解體,塔里木-華北板塊為分割中國(guó)南北構(gòu)造的中軸古陸。其北為古亞洲洋(特提斯北支)、伊犁、準(zhǔn)葛爾、布利亞-佳木斯等微陸塊;其南為昆侖-祁連-秦嶺海洋板塊、柴達(dá)木地塊、古特提斯洋。揚(yáng)子-華南為克拉通。 (3)強(qiáng)調(diào)海西-印支影響:古特提斯洋封閉,褶皺造山帶形成,塔里木、伊犁、準(zhǔn)葛爾、吐魯番、柴達(dá)木陷落成為中、新生代盆地并延續(xù)至今。 (4)構(gòu)造復(fù)位認(rèn)為:阿拉善、中祁連-柴達(dá)木、北羌塘等微陸塊和塔里木板塊是一整體克拉通;即西域板塊。有晉寧期形成的基底和南華紀(jì)冰襀巖、震旦系沉積蓋層。 不存在昆侖-祁連-秦嶺海洋板塊。晚海西—印支期逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)構(gòu)造就位,與中朝、揚(yáng)子板塊碰撞,形成賀蘭—六盤(pán)—龍門(mén)—橫斷山南北走向“之”字型展布的板塊碰撞縫合線(xiàn)。即“南北活動(dòng)構(gòu)造帶”。 中亞大陸南、北向陸內(nèi)匯聚,發(fā)生在135-132Ma燕山運(yùn)動(dòng)的B幕。自北山構(gòu)造帶以北長(zhǎng)超千余公里,推覆縮距達(dá)180—200Km。 北黃海和朝鮮半島全部均屬于中朝板塊,而南黃海則歸屬于揚(yáng)子板塊。 4、中國(guó)區(qū)域大地構(gòu)造研究: (1)中國(guó)地處環(huán)太平洋構(gòu)造域與特提斯構(gòu)造域的結(jié)合部。 (2)我國(guó)地質(zhì)區(qū)域組成:中朝、西域(達(dá)里木-柴達(dá)-阿拉善)、準(zhǔn)葛爾—吐哈、佳木斯-松嫩、揚(yáng)子、華夏陸塊及喜山、印度、西伯利亞和古太平洋的邊緣地質(zhì)體組成。 (3)亞洲各陸塊的拼接順序: A、西伯利亞和哈薩克斯坦拼接(二~三疊)、并聯(lián)合沿烏拉爾與歐洲碰撞; B、西伯利亞以南、以東各陸塊持續(xù)增長(zhǎng); C、印度與亞洲新生代初對(duì)接(達(dá)到頂峰); D、中國(guó)、東亞、東南亞都是直接或間接從南部岡瓦納而來(lái)(泥盆-白堊)。 (4)我國(guó)地質(zhì)區(qū)域特征: A、中國(guó)地臺(tái)規(guī)模小、剛性低、蓋層變形強(qiáng);故被稱(chēng)為“準(zhǔn)地臺(tái)”。 B、中國(guó)陸塊來(lái)自世界各個(gè)部分:準(zhǔn)葛爾屬于哈薩克板塊;中朝在元古宙、寒武、奧陶時(shí),臨近北美克拉通;揚(yáng)子、華夏、西域則與西喜山一起挨著澳洲北部,在600Ma前形成岡瓦納大陸。 如此,中國(guó)東部的源地分析,可能有助于查明太平洋在晚中生代以前的性質(zhì)和歷史:一種認(rèn)為太平洋為古海洋,自顯生宙以來(lái)就在同一位置和大致相當(dāng)?shù)倪吔纭6硪环N認(rèn)為太平洋為古陸;在早侏羅(200-170Ma)時(shí),誕生于三個(gè)古大洋板塊和Phoenix的交匯處;北美西部和亞洲東部大量的陸塊是其裂解的產(chǎn)物。 C、中國(guó)是造山帶最多的區(qū)域;“是研究大陸碰撞和造山拼貼演化的理想場(chǎng)所”。如青藏高原、臺(tái)灣海岸山脈是正在進(jìn)行中的大陸碰撞和弧—陸碰撞場(chǎng)所;保存著從地表形態(tài)到深部地殼結(jié)構(gòu)的完整記錄。冀中坳陷始新世以來(lái)沉陷近10Km。秦嶺東西向斷裂錯(cuò)距新近紀(jì)以來(lái)達(dá)數(shù)百千米。所以,忽視新生代以來(lái)的構(gòu)造改造,不加修正地以現(xiàn)在的露頭比擬中生代以前的情況是不適宜的。 D、提供古特提斯洋退出亞洲,特別是退出中國(guó)路徑的證據(jù): a、泥盆-早石碳:西伯利亞與蒙古(佳木斯)-松嫩地塊拼合;使古特提斯洋北支的古亞洲洋(石碳末,在準(zhǔn)葛爾周?chē)纬神R蹄形;二疊時(shí)同亞洲北部形成向東北開(kāi)口的喇叭狀海灣—?dú)堄嘌笈瑁┐鬄榭s小。大洋向西從烏拉爾西南推卻。 b、晚古生代:蒙古-松嫩地塊南部北亞與華夏植物混生帶出現(xiàn);古亞洲洋縮為陸間殘留洋。古特提斯洋洋殼存在于南、北羌塘之間;沿龍木錯(cuò)-雙湖-瀾滄江縫合帶展布。其南為岡瓦納;北為華夏陸塊。 c、晚二疊:古特提斯洋洋盆向東延伸到桂西,后南遷到海南北部,再向東北如何延伸到西南日本以東?迄今仍存爭(zhēng)議。 d、晚三疊:古特提斯洋盆閉合。 (5)為解釋大陸內(nèi)部變形提供實(shí)踐場(chǎng)所: 解釋大陸內(nèi)部變形習(xí)性的觀(guān)點(diǎn)有兩種: A大陸內(nèi)部實(shí)質(zhì)上仍是剛性的,只是劃分成若干規(guī)模不等的小塊體在應(yīng)力作用下相對(duì)運(yùn)動(dòng)。如印度向北楔入,青藏高原隆起;印支半島沿紅河斷裂向東南、亞洲東部沿阿爾金斷裂系向北東擠出及歐亞沿滑移線(xiàn)場(chǎng)變形等。 B大陸內(nèi)部變形應(yīng)視為連續(xù)介質(zhì)的應(yīng)變、地殼可通過(guò)增厚、旋轉(zhuǎn)和內(nèi)部變形來(lái)調(diào)節(jié)而無(wú)需大規(guī)模的側(cè)向位移。如印度次大陸兩個(gè)突出點(diǎn)以北,圍繞東、西喜山山結(jié)的馬蹄形彎折和大角度旋轉(zhuǎn)。 兩種觀(guān)點(diǎn)涉及到中國(guó)大部分地區(qū)。 5、對(duì)中國(guó)巖石圈三維結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí): 大致以105°-110°E為界,中國(guó)東西兩部的巖石圈和軟流層結(jié)構(gòu)有著很大區(qū)別:西部呈明顯“層狀結(jié)構(gòu)”;巖石圈厚達(dá)130-200Km;軟流層厚40-100Km;反映出印-歐板塊碰撞效應(yīng)。東部則呈“塊體鑲嵌結(jié)構(gòu)”(蘑菇云構(gòu)造:即不同形態(tài)、不同厚度的軟硬塊體相互交錯(cuò)、疊置,垂直分層不明顯);巖石圈薄為50-100Km;軟流圈厚度變化大,有200-300Km;反映出軟流圈上涌和巖石圈伸展減薄。 6、中國(guó)大陸動(dòng)力研究對(duì)世界的意義: (1)中國(guó)地臺(tái)規(guī)模小、剛化程度低、蓋層變形強(qiáng)、構(gòu)造疊加復(fù)雜,是探索大陸生長(zhǎng)和演化規(guī)律的窗口。 (2)復(fù)式大陸中并列的陸塊來(lái)自不同的源區(qū);厘清各陸塊不同歷史時(shí)期在全球構(gòu)造中的位置,有利于完善全球構(gòu)造的演繹過(guò)程。 (3)造山帶最多,且有青藏高原及臺(tái)灣海岸山脈是正在進(jìn)行中的大陸碰撞和弧-陸碰撞場(chǎng)所;可從實(shí)例中總結(jié)出古-新造山帶的類(lèi)型及基本演化規(guī)律;可豐富全球大陸增生理論。 (4)可從實(shí)地探索古特提斯洋從古亞洲退卻的過(guò)程與路徑。 (5)廣泛存在的中-新生代陸內(nèi)變形與盆山構(gòu)造-地貌的形成,也應(yīng)是全球構(gòu)造理論所需深入研究的命題。 |
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來(lái)自: 江西定惠 > 《全球地質(zhì)學(xué)說(shuō)》