《上篇构造运动与构造变动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《上篇构造运动与构造变动（112页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章 构造运动与构造变动,福建永安下石炭统林地组(C1l)地层中的褶曲,内力引起地壳乃至岩石圈变形、变位的作用，叫做构造运动，或称岩石圈运动。如果构造运动仅发生在地壳内，则称地壳运动。 由构造运动引起的岩石永久变形，称为构造变动。构造变动主要包括两大类：褶皱变动和断裂变动。 一般认为，晚第三纪和第四纪的构造运动称新构造运动，在此之前的构造运动称老构造运动，。 人类历史时期发生的和正在发生的构造运动称现代构造运动，它是新构造运动的一部分，其发生与发展与人类活动关系更为密切。,第一节 地壳历史的研究方法,地壳的发展历史简称地史。地球表面有广阔的大洋、起伏的大陆、复杂多样的自然环境、千差万别的动植
2、物群落，如此丰富多彩的自然环境都是地球发展演变的结果。为了了解地壳发展的过程和演化规律，就必需要研究地史。,一、地史的研究方法,（一）地层的划分和对比 1、地层的划分依据 所谓地层是在地壳发展过程中形成的各种层岩石的总称，包括变质的和火山成因的成层岩石在内。从时代上讲，地层有老有新，具有时间的概念，地层和岩层这两个名词相似，但岩层一般是泛指各种成层岩石，而不必具有时代的概念。 地层具有时代的概念，所以地层就有所谓上下或新老关系，这叫做地层层序，如果地层没有受过扰动，愈处于下部的地层时代愈老，愈处于上部的地层时代愈新，叫做正常层位。这种上新下老的关系叫地层层序律。划分地层的主要根据如下：,(1)
3、沉积旋回和岩性变化 对于一个地区的地层进行划分时，一般是先建立一个标准剖面。凡是地层出露完全、顺序接触关系清楚、化石保存良好的剖面就可以做为标准剖面。如果是海相地层，往往表现出岩相由粗到细又由细到粗的重复变化，一次变化称一个沉积旋回，也就是每一套海侵层位和海退层位构成一个完整的沉积旋回。,(2)岩层接触关系 岩层之间的不整合面是划分地层的重要标志。任何类型的不整合（平行不整合和角度不整合）都代表层的不连续现象，反映了地理环境的重大变化。其实，两大沉积旋回之间往往存在一个不整合面，所以，根据不整合面和沉积旋回所划分出来的地层界限在一定范围内常是一致的。 一种关系是侵入接触，即岩浆体侵入围岩之中，
4、另一种关系是沉积接触，即侵入岩上升地表遭受侵蚀之后，又被新的沉积岩层所覆盖。,喷出岩时代的确定（喷出时代在P1后， P2前）,侵入接触 (侵入时代K后),沉积接触(侵入时代J在后,在K前),岩体穿插(I早于II,II早于III),科罗拉多大峡谷角度不整合,(3)古生物（化石） 凡是保存在地层中的地质时期的生遗体（如动物骨骼、硬壳等）和遗迹（如动物足印、虫穴、蛋、粪便、人类石器等）都叫化石。 生物是从简单向复杂，从低级向高级发展的，生物演化既具有不可逆性，又具有阶段性。所以一定种类的生物或生物群总是埋藏在一定时代的地层里，而相同地质年代的地层里必定保存着相同或近似种属的化石或化石群。这种关系就叫
5、生物层序律。这样就有可能根据化石确定地层地质年代。但并非所有化石都具有相等的价值，只有那些演化最快（地层中垂直分布距离短）、水平分布最广的化石，才是鉴定地质年代最有价值的化石，这样的化石叫标准化石。,Ammonite（菊石） fossils. Ancient examples of a large group of invertebrate（头足类） organisms that are now largely extinct. Their sole representative in the modern world is a single species, the chambered na
6、utilus（鹦鹉螺类）. 菊石现已灭绝. Petrified Forest （硅化木）. Arizona. These ancient logs are millions of years old. Their substance was completely replaced by silica, which preserved all the original details of form.,Trilobites preserved as fossils in rocks about 365 million years old. Ontario, Canada 3亿5千万年前的三叶虫，
7、早古生代的标准化石,2、地层的对比 地层的划分是指导对于一个地区的地层进行时代的划分，而地层的对比是指不同地区的地层进行时代的比较。在地层对比的基础才能了解广大地区的地史发展过程的共性和异性，才体认识地层区域性特征，了解地层空间分异的情况。,地层对比及综合柱状图 不同层位有不同的化石组合，图中同一年代的地层用虚线相连,（二）岩相古地理分析,1、沉积相的分类 根据沉积环境可以把沉积地层分为海相、过渡相和陆相三大类。 （1）海相沉积 分为滨海相，浅海相，半深海相和深海相。此外还有非正常海相。 A、滨海相 发育于低潮线和高潮线之间及其临近地带的狭长滨海区，潮汐作用和波浪作用占主要地位。 B、浅海相
8、存在于海面到海面下200m左右的浅海地区，约相当于于大陆架上的海洋部分。沉积物以陆源细碎屑物质及化学和生物化学沉积物质为主，富含生物遗体，但也常含有海盆中形成的内碎屑。,C、半深海相和深海相 存在于半深海（海面下约2002500m）和深海（2500以下）地区，即相当于大陆坡及海盆底地带。深海沉积物中有一种特殊沉积物，少含或基本不含有陆屑物质。,岩海洋各沉积区相古地理分析,D、非正常海相 非正常海包括淡化海和咸化海。前者如现代的黑海，水域较深，最深处达2400m，大部为陆地所包围，有大量淡水注入，使海水淡化。与此相反，在干燥气候条件下的内海，蒸发量大于淡水补给量，内海海面降低，使外海海水不断溢入
9、。由于不断蒸发和海水溢入的结果，含盐量增高，形成咸化海。这种海一般规模较小，海水较浅，不易形成还原环境，常形成缺少生物化石的膏盐或白云岩沉积。,(2)过渡相沉积（海陆混合相沉积） 发育于滨海地区。其中主要包括三角洲相和澙湖相： A、三角洲相 B、澙湖相 (3)陆相沉积 大陆是遭受剥蚀的地区，但在相对低洼部位可以接受沉积。和海相沉积相比，陆相沉积类型多种多样，横向变化显著，地层对比也比较困难。沉积物中以碎屑（砾、砂、泥）成分为主，有时含陆生动植物化石。陆相沉积对于气候和地形的反映十分敏锐，在不同气候、地形和外营力的条件下便有不同类型的沉积，主要有残积、坡积、洪积、冲积、湖泊和沼泽沉积、风积、冰川
10、和洋水沉积、洞穴堆积等。,2、岩相分析的主要根据,在不同环境下形成具有不同生物化石、岩性特征和结构以及特殊矿物成分的沉积物；反过来说，沉积物中不同的生物化石、岩性特征和结构以及特殊矿物成分往往指示不同的形成环境。现在综合叙述如下： A、生物化石 化石可以用来指示古地理环境。例如珊瑚化石指示清澈温暖的浅海环境（现代珊瑚生活要求：水温20左右，水中没有混杂的泥沙，水深不超过5070m）。,B、岩性特征和结构 岩性特征、结构和构造等是一定环境下的沉积物的表现形式，因此可以作为岩相分析的重要根据。例如，红色岩层指示氧化环境；黑色页岩并含黄铁矿指示还原环境。 C、特殊矿物 有些矿物可以起指相作用。例如海
11、绿石代表较深浅海环境；石膏、石盐等代表干燥环境。,二、地质年代,地球自形成以来大约经历了46亿年的历史，和月球年龄（据月岩测定）大致相同。研究有关地球历史演化和测定地质事件的年龄与时间序列，称为地质年代学。地质年代包括两种，相对地质年代和同位素地质年龄。,地质年代简表据王鸿桢、李光岑中国地层时代表（1990）简化,三、地层系统,由于地层划分的目的、根据和适用范围不同，地层划分系统可有两类：一是区域性或地方性的，以岩性变化为主的地层划分，称为岩性地层分类系统，地层单位为群、组、段等；一是国际性的、全国性或大区域性的，以时代为准的地层划分，称为年代地层分类系统，地层单位为宇、界、系、统、阶等，与其
12、相对应的地质时代为宙、代、纪、世、期等。,（一）岩性地层单位,组是地方性的最基本的地层单位。凡是岩相、岩性和变质程度大体一致的，与上下地层之间有明确的界限的，在一定地理范围内比较稳定的地层，都可以划分为一个组。 比组大的地方性地层单位叫群。凡是厚度巨大、岩性较复杂而又具有一定的相似性，但又无明确界限可以分组的一套岩系，或者是连续的、在成因上互相联系的几个组的组合，都可以划分成一个群。 上述地层的划分，主要以岩性为根据，仅仅反映一定地理范围的沉积过程及沉积环境，只适用于一定地区，所以属于地方性的地层单位。,（二）年代地层单位,确定和对比地层的时代，可以利用同位素年龄、古地磁等方法，但基本方法是利
13、用生物地层学方法。由于生物界发展的不可逆性和阶段性，在同一时期生物界总体面貌大体具有全球或大区域的一致性，这就有可能根据生物门类（纲、目、科、属、种）的演化阶段，把地层划分为大小不同的年代地层单位，如宇、界、系、统、阶等。 根据生物界重大门类的演化阶段所划分的单位叫界。如中生界含有丰富的爬行类公顷石，新生界含有种类众多的哺乳动物化石，等等。一个界包括23甚至6个系。界以象征生物发展阶段的古生、中生和新生等命名。,最高级的年代地层单位叫宇。根据生物的出现和最低硬壳化石带以及较高级动物的大量出现，把全部地层分为3个宇，即太古宇、元古宇、和显生宇，后者包括古生界、中生界和新生界。,地层分类系统表,（
14、三）地质时代单位,地质时代单位是从年代地层单位（它们都代表地层的实体）概括抽象出来的时间概念，所以年代地层单位都有一个层型，作为比较研究的根据。组成地壳的全部地层（从最老到最新）所代表的时代称地质时代，不同级别的年代地层单位所代表的时代，称地质时代单位。 岩性地层单位反映一个地区沉积过程的特殊性，年代地层单位反映全球时代划分的一致性和等时性，各具有不同的目的和作用。,第二节 构造运动的证据,一、新构造运动的证据 （一）地貌标志 地貌形态是内外地质作用相互制约的产物。而构造运动常控制外力地质作用进行的方式和速度。如以上升运动为主的地区，常形成剥蚀地貌；以下降运动为主的地区，常形成堆积地貌。由于新
15、构造运动的时间较近，有关的地貌形态保留得较好，因此用地貌方法研究新构造运动，是特别重要的方法。 （二）测量数据 对于现代构造运动，在短期或瞬息间还不可能在地貌上留下可以观察到的痕迹，因此必须借助于三角测量、水准测量、远程测量（激光测远）、天文测量等手段，即定期观测一点（线）高程和纬度的变化，以测出构造运动的方向和速度。,二、老构造运动的证据,发生在几百万、几千万以至若干亿年前的地貌形态，几乎都为后期的地质作用所破坏，因此不能使用研究新构造或现代构造运动的方法进行研究。但是，构造运动的每一进程却留下可靠的地质记录，故根据地层的岩相特征、厚度、接触关系以及构造变形等，便能从中找到构造的信息，重塑地
16、壳构造的发展历程。 （一）地层厚度 在一定时间内在一定沉积区可以形成一定厚度的地层。对岩层厚度进行分析，可在很大程度上得出升降幅度的定量结论。,（二）岩相分析 人们把反映沉积环境的内外积岩岩性和生物群的综合特征，称为岩相。 岩相一般可以分为海相、陆相和海陆过渡相（如入海处的三角洲相）三类。其中每类又可细分成若干种相。如海相可分为滨海相、浅海相、深海相等；陆相可分为坡积、冲积、洪积、湖泊、沼泽、冰川、风成等相。,宁夏沙丘-风成相（据史培军）,湖泊相考察队员正在考察罗布泊的水文状况， 当时的罗布泊还汪洋一片（据赵济）,海侵层位（A）与海退层位（B） 1、2、3、4表示海面位置的变化；aa、bb表示垂直剖面 （据宋春青）,沉积旋回剖面示意图 （据宋春青）,（三）构造变形,构造运动常使地层的产状发生改变，产生褶皱、断裂等构造变形。根据其形态特征可以推测其受力的方向、性质、强度及应力场的分布情况等。如环太平洋的山系和岛弧，以及喜马拉雅山脉等，目前多认为是板块水平移动和俯冲造成的
