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1、1 第二章第二章 地质学地质学基础基础 第四讲第四讲 构造运动与板块构造构造运动与板块构造 讲课讲课提纲提纲 第一节 构造运动的基本特征 第二节 构造运动的产物 第三节 板块构造基本理论 一、大陆漂移学说 （一）证据/（二）衰落 二、海底扩张说 （一）洋底地形/（二）提出（三）磁条带证据/ （四）大洋钻探证据 三、板块构造学说 （一）要点/（二）转换断层（三）边界类型和板块划分 一一 构造运动的基本特征构造运动的基本特征 定义定义： 构造运动构造运动(tectonic movement) :(tectonic movement) : 由内动力所引起的地壳由内动力所引起的地壳( (或岩石圈或岩石
2、圈) ) 岩石发生变形、变位的一种机械作用。岩石发生变形、变位的一种机械作用。 ( (通常与地壳运动通用通常与地壳运动通用) ) 结果结果： 使地壳或岩石圈的物质发生使地壳或岩石圈的物质发生变形变形 和变位和变位。一方面引起地表形态大规模。一方面引起地表形态大规模 变化：如变化：如山脉形成山脉形成、海陆变迁海陆变迁、大陆大陆 分裂分裂与与大洋扩张大洋扩张等；等； 另一方面，使岩石圈中岩石发生变另一方面，使岩石圈中岩石发生变 形形: :如如地层的倾斜与弯曲地层的倾斜与弯曲、岩石块体的岩石块体的 破裂破裂与与相对错动相对错动等；等； 2 珠穆朗玛峰 一一 地貌标志地貌标志 ( (一一) ) 水平运
3、动水平运动 1 1 在岩石圈板块上的表现在岩石圈板块上的表现 主要表现为主要表现为大陆漂移大陆漂移与与海底扩张海底扩张。 海底磁异常条带研究表明海底磁异常条带研究表明，大西洋洋中脊大西洋洋中脊的的扩张扩张 速度速度在在东侧东侧为为1313. .4 4mmmma a，西侧西侧为为7 7mmmma a。 通过大地测量证明，非洲同阿拉伯之间的通过大地测量证明，非洲同阿拉伯之间的红海红海和和亚丁亚丁 湾湾在不断在不断加宽加宽，已使，已使非洲非洲远离阿拉伯远离阿拉伯200km200km。 红红 海海 亚丁湾亚丁湾 7 2 2 在地形地物及地貌上的表现在地形地物及地貌上的表现 主要表现为主要表现为断层断层
4、、建筑物建筑物及及地貌地貌等方面的变化等方面的变化 （1 1）断层：）断层：主要表现为断层的活动。典型的实例是对美国旧金主要表现为断层的活动。典型的实例是对美国旧金 山附近跨越山附近跨越圣安德烈斯圣安德烈斯断层的测量，结果发现断层的测量，结果发现断层西侧断层西侧向西北方向西北方 向移动向移动4cm/a4cm/a，而东侧只作相对较小的往复式移动。，而东侧只作相对较小的往复式移动。 3 （2 2）地形地物：地形地物：主要表现为建筑物的变化主要表现为建筑物的变化。如我国宁夏嘴山市如我国宁夏嘴山市 的贺兰山东侧附近的贺兰山东侧附近，明代明代修建的一条修建的一条长城被错断长城被错断，其水平错开距其水平错
5、开距 离约为离约为1 1. .4545m m，垂直断距为垂直断距为0 0. .9 9m m，该长城为该长城为1448144814851485年间修建年间修建 的的，距今约距今约500500年年。 （3 3）地貌：地貌：表现为表现为水系水系等发生等发生弯曲和错开弯曲和错开，如四川西部鲜水河如四川西部鲜水河 谷地中谷地中，因断层错动因断层错动，使水系均使水系均出现出现S S型特征型特征。 9 （二二）垂直运动垂直运动（升降运动升降运动） 1 1 在岩石圈板块上的表现在岩石圈板块上的表现 主要表现为山脉和沉积盆地的形成主要表现为山脉和沉积盆地的形成。 如印度板块与欧亚板块在第三纪沿雅鲁藏布江缝合带如
6、印度板块与欧亚板块在第三纪沿雅鲁藏布江缝合带 碰撞之后碰撞之后，形成了青藏高原和喜马拉雅山脉形成了青藏高原和喜马拉雅山脉，至今仍以至今仍以 0 0. .1313cmcma a的速率隆起的速率隆起。 由于地幔隆起以及岩石圈伸展作用由于地幔隆起以及岩石圈伸展作用。我国华北地区在我国华北地区在 新生代发生裂陷沉降新生代发生裂陷沉降，形成了一系列呈北北东向排列的形成了一系列呈北北东向排列的 地堑式沉积盆地地堑式沉积盆地。 世界上最高的湖（纳木错世界上最高的湖（纳木错4700m4700m） 10 2 2 在地形地物及地貌上的表现在地形地物及地貌上的表现 （1 1）地形地物：地形地物：典型实例是意大利典型
7、实例是意大利那不勒斯海湾那不勒斯海湾海岸的海岸的塞拉比塞拉比 斯城镇斯城镇的遗迹的遗迹，这个镇建于公元前这个镇建于公元前105105年的古罗马时代年的古罗马时代。从三根从三根 大理石柱子上的大理石柱子上的生物钻孔等生物钻孔等可推测该镇经历了可推测该镇经历了两次下降两次下降和和上升上升的的 过程过程。 11 （2 2）地貌：地貌：河流阶地：河流阶地：在地壳上升时期在地壳上升时期，河流河流 下蚀下蚀作用加强作用加强，使河床降低使河床降低，原有的河漫滩相对升原有的河漫滩相对升 高高，以至形成分布于以至形成分布于河谷坡上河谷坡上、洪水已不能淹没洪水已不能淹没的的、 顶面较平坦的顶面较平坦的台阶状地形台
8、阶状地形，称为河流阶地称为河流阶地。该区岩该区岩 石圈稳定与升降多次交替相间出现石圈稳定与升降多次交替相间出现，那么在河谷两那么在河谷两 侧就可形成侧就可形成多级阶地多级阶地。 4 （2 2）地貌：地貌： 深切河谷：深切河谷：当当原先蛇曲形态的河流形成后原先蛇曲形态的河流形成后，地壳地壳 发生发生上升运动上升运动，那么那么，原先蛇曲形态的河谷原先蛇曲形态的河谷被深切被深切 至基岩至基岩，形成河谷在横剖面上呈形成河谷在横剖面上呈“V V”形谷形谷，而在而在 平面是仍保留极度弯曲的蛇曲形态平面是仍保留极度弯曲的蛇曲形态，这类河谷称为这类河谷称为 深切河谷深切河谷。 （2 2）地貌：地貌： 夷平面夷
9、平面: :当地表演化到达当地表演化到达准平原准平原阶段之后阶段之后，如果地壳上升或海如果地壳上升或海 平面下降平面下降，那么那么，下蚀作用重新加强下蚀作用重新加强，使原来的准平原抬升使原来的准平原抬升， 再经流水侵蚀改造再经流水侵蚀改造，又形成广大地区内有许多海拔高度大体相又形成广大地区内有许多海拔高度大体相 同的山顶组成的平面平台同的山顶组成的平面平台，称之为称之为夷平面夷平面。 此外此外，高出海平面的高出海平面的波切台波切台、波筑台波筑台、海蚀凹槽海蚀凹槽等也是垂等也是垂 直运动的表现直运动的表现。 海蚀阶地、海蚀凹槽海蚀阶地、海蚀凹槽 15 二二 沉积物标志沉积物标志 主要证据为岩相变化
10、主要证据为岩相变化、沉积厚度沉积厚度 （一一）岩相的变化及地层厚度岩相的变化及地层厚度 1 1 岩相岩相 是特定沉积环境中的是特定沉积环境中的岩石特征岩石特征及及生物特征的组合生物特征的组合。 换句话说换句话说，通常把能够反映沉积岩形成环境的通常把能够反映沉积岩形成环境的岩石岩石及及 其其所含生物化石所含生物化石等特征的组合称为等特征的组合称为岩相岩相。因此因此，一定一定 的岩相就代表了一定沉积环境的岩相就代表了一定沉积环境，那么那么，岩相的变化就岩相的变化就 意味着沉积环境的变化意味着沉积环境的变化。 2 2 岩相变化及沉积厚度岩相变化及沉积厚度 （1 1）岩相变化：岩相变化：一般来讲一般来
11、讲，一个地区的沉积环境或一个地区的沉积环境或 岩相的岩相的剧烈变化剧烈变化，与构造运动存在着密切关系与构造运动存在着密切关系，因此因此 通过岩相变化的研究可通过岩相变化的研究可恢复构造运动恢复构造运动。 5 例如例如，如果一个地区从早期的如果一个地区从早期的浅海沉积浅海沉积，逐渐转为逐渐转为滨海沉积滨海沉积， 最后又转为最后又转为浅海沉积浅海沉积，那么那么，反映该区反映该区地壳经历了什么运动地壳经历了什么运动? ? 17 （2 2）沉积厚度：沉积厚度： 利用厚度资料也可以分析一个地区的利用厚度资料也可以分析一个地区的地壳运动地壳运动情况情况。 通常通常，在地壳稳定的情况下在地壳稳定的情况下，一
12、定条件下形成的沉积一定条件下形成的沉积 物的厚度有一极大值物的厚度有一极大值。如如浅海浅海中沉积厚度极大值不超过中沉积厚度极大值不超过 200200m m（平均值平均值）。 但是但是，在许多地区发现厚度达在许多地区发现厚度达几百米几百米或或上千米上千米的浅海的浅海 沉积岩沉积岩，这说明这些地区地壳运动如何这说明这些地区地壳运动如何（？）（浅海深浅海深 度度200200m m），而且基底下降速度与沉积物充填速度基本一而且基底下降速度与沉积物充填速度基本一 致致（才能保持环境一致才能保持环境一致）。 相反相反，如果该地区地层厚度较邻区同如果该地区地层厚度较邻区同一套地层薄一套地层薄，甚甚 至缺失至
13、缺失，说明该区地壳运动如何说明该区地壳运动如何（？），甚至曾露出地甚至曾露出地 表而遭到剥蚀表而遭到剥蚀。 18 三三地质构造标志地质构造标志 （一一）褶皱和断层褶皱和断层 组成地壳的岩石在构造运动的作用下发生变形和变组成地壳的岩石在构造运动的作用下发生变形和变 位的位的形迹形迹称之为称之为地质构造（岩石的变形），地质构造（岩石的变形），它是它是 古构造运动的古构造运动的有力证据。有力证据。 地质构造有两种基本类型：地质构造有两种基本类型：褶皱；褶皱；断裂断裂。 根据褶皱根据褶皱、断裂的几何形态断裂的几何形态、性质及其组合规律性质及其组合规律，可可 恢复产生这些构造变形的构造运动状况和动力学恢
14、复产生这些构造变形的构造运动状况和动力学 机制以及其形成过程机制以及其形成过程。 （二二）地层间的接触关系地层间的接触关系 可分为可分为整合接触整合接触和和不整合接触不整合接触两大类两大类。 1 1 整合接触整合接触（conformityconformity）： 是指上是指上、下两套地层之间下两套地层之间产状平行产状平行、岩层岩层地质年代连续的地质年代连续的接接 触关系触关系。它反映了一个地区长期处于相对稳定的构造条件下它反映了一个地区长期处于相对稳定的构造条件下，沉沉 积盆地缓慢下降积盆地缓慢下降，沉积物连续堆积而形成的接触关系沉积物连续堆积而形成的接触关系，无明显的无明显的 地壳运动和大陆
15、剥蚀作用地壳运动和大陆剥蚀作用。 6 2 2 不整合接触关系不整合接触关系（unconformityunconformity） （1 1）假整合平行不整合假整合平行不整合（disconformitydisconformity）：是上：是上、下两套下两套 地层间地层间有明显的沉积间断有明显的沉积间断、地层地层时代不连续时代不连续，而且而且产状一致产状一致的接的接 触关系触关系。上下两套地层间上下两套地层间有一剥蚀面有一剥蚀面。 形成过程：形成过程：沉积并成岩地壳沉积并成岩地壳上升上升并接受并接受剥蚀剥蚀下降接受沉积下降接受沉积。 （2 2）角度不整合角度不整合（angularangular wnconformitywnconformity）： 上下两套地层间上下两套地层间有沉积间断有沉积间断、地层时代不连续地层时代不连续、但但产状也不一致产状也不一致 的接触关系的接触关系。上下两套地层间有一上下两套地层间有一剥蚀面剥蚀面，且呈角度相叠且呈角度相叠。 形成过程：形成过程：沉积并成岩地壳受挤压上升沉积并成岩地壳受挤压上升、地层被褶皱地层被褶皱、断断 裂裂，并接受剥蚀下降接受沉积并接受剥蚀下降接受沉积。 因此因此，地层间的接触关系
