1、 第二讲第二讲 板块构造与沉积盆地分类板块构造与沉积盆地分类 第一节第一节 岩石圈及其板块构造环境岩石圈及其板块构造环境 一、地壳与岩石圈一、地壳与岩石圈 地壳的类型地壳的类型地壳在横向上是极不均一的。地壳在横向上是极不均一的。可分为大陆地可分为大陆地壳与大洋地壳两种类型壳与大洋地壳两种类型。大洋地壳大洋地壳 图图215 水平向和垂直向不均一的大陆地壳结构模型水平向和垂直向不均一的大陆地壳结构模型大陆地壳大陆地壳 岩石圈的流变学特征岩石圈的流变学特征 从从力学和流变学角度力学和流变学角度看，岩石圈有足够的刚度构成比较连续看，岩石圈有足够的刚度构成比较连续的板块，而软流圈是具有流变学特征的圈层。
2、但岩石圈本身的强的板块，而软流圈是具有流变学特征的圈层。但岩石圈本身的强度在垂向上和横向上也是有变化的。大洋岩石圈和大陆岩石圈的度在垂向上和横向上也是有变化的。大洋岩石圈和大陆岩石圈的流变学特征的差异十分明显。流变学特征的差异十分明显。岩岩石石圈圈的的流流变变学学特特征征 岩石圈的流变学特征岩石圈的流变学特征 不同地区的大陆岩石圈的流变学特征也学差异。一些地不同地区的大陆岩石圈的流变学特征也学差异。一些地区（如华北地区）的区（如华北地区）的大陆地壳内部具有明显的低速层大陆地壳内部具有明显的低速层，甚至，甚至多个低速层。造成多个低速层。造成低速低速的原因可能有多种因素，如（的原因可能有多种因素，
3、如（1）含水）含水层；（层；（2）破碎的变质岩层；（）破碎的变质岩层；（3）蠕变变形带或韧性剪切带）蠕变变形带或韧性剪切带（糜棱岩带）；（糜棱岩带）；（4）滑脱（面）带等。这些壳内低速层在岩）滑脱（面）带等。这些壳内低速层在岩石圈强度上是相对的韧性层，它们在岩石圈构造变形以及地石圈强度上是相对的韧性层，它们在岩石圈构造变形以及地壳表层沉积盆地的形成过程中具有很重要的意义。壳表层沉积盆地的形成过程中具有很重要的意义。二、全球板块构造系统二、全球板块构造系统 1968 1968年前后，地球科学家麦肯齐、摩根、年前后，地球科学家麦肯齐、摩根、勒皮雄和威尔逊等人进一步提出勒皮雄和威尔逊等人进一步提出板
4、块构造学说板块构造学说。板块构造归纳了大陆漂移和海底扩张取得板块构造归纳了大陆漂移和海底扩张取得的重要成果，并及时吸取当时对地球上部层圈的重要成果，并及时吸取当时对地球上部层圈岩石圈和软流圈岩石圈和软流圈所获得的新认识，从全球统所获得的新认识，从全球统一的角度，阐明了地球活动和演化的许多重大一的角度，阐明了地球活动和演化的许多重大问题。板块构造的提出，被誉为地球科学上的问题。板块构造的提出，被誉为地球科学上的一场革命。一场革命。板块构造学说的基本思想板块构造学说的基本思想 固体地球上层在垂向上可划分为物理性固体地球上层在垂向上可划分为物理性质显著不同的两个圈层，即上部的刚性质显著不同的两个圈层
5、，即上部的刚性岩石岩石圈圈和下垫的塑性和下垫的塑性软流圈软流圈；刚性的岩石圈可划；刚性的岩石圈可划分为若干大小不一的分为若干大小不一的板块板块，它们漂浮在塑性，它们漂浮在塑性较强的软流圈上作大规模的运动；板块内部较强的软流圈上作大规模的运动；板块内部是相对稳定的，板块边缘则由于是相对稳定的，板块边缘则由于相邻板块的相邻板块的相互作用相互作用而成为构造活动强烈的地带；板块而成为构造活动强烈的地带；板块之间的相互作用从根本上控制着各种地质作之间的相互作用从根本上控制着各种地质作用的过程，同时也决定全球岩石圈运动和演用的过程，同时也决定全球岩石圈运动和演化的基本格局。化的基本格局。（一）板块的边界类
6、型及板块的划分（一）板块的边界类型及板块的划分板块边界分为三种基本类型。板块边界分为三种基本类型。1.1.分离型板块边界分离型板块边界 相当于大洋中脊轴部。其两侧板块相背运动，相当于大洋中脊轴部。其两侧板块相背运动，板块边界受拉张而分离，软流圈物质上涌，冷凝成板块边界受拉张而分离，软流圈物质上涌，冷凝成新的洋底岩石圈，并添加到两侧板块的后缘上。也新的洋底岩石圈，并添加到两侧板块的后缘上。也称为称为增生板块边界增生板块边界。这类边界主要分布于大西洋中。这类边界主要分布于大西洋中脊、印度洋中脊和东南太平洋中隆。脊、印度洋中脊和东南太平洋中隆。大陆裂谷系大陆裂谷系具具有与大洋中脊类似的特征，也属于分
7、离型板块边界有与大洋中脊类似的特征，也属于分离型板块边界。2.2.汇聚型板块边界汇聚型板块边界 相当于海沟及板块碰撞带。其两侧板块相向运动，相当于海沟及板块碰撞带。其两侧板块相向运动，在板块边界造成挤压、对冲或碰撞。汇聚型边界是最复在板块边界造成挤压、对冲或碰撞。汇聚型边界是最复杂的板块边界，可进一步划分两种亚型。杂的板块边界，可进一步划分两种亚型。(1)(1)俯冲边界俯冲边界 相当于海沟或贝尼奥夫带，相邻的大洋与大陆板块相当于海沟或贝尼奥夫带，相邻的大洋与大陆板块发生相互叠覆。由于大洋板块比大陆板块密度大、位置发生相互叠覆。由于大洋板块比大陆板块密度大、位置低，故一般总是大洋板块俯冲到大陆板
8、块之下。俯冲边低，故一般总是大洋板块俯冲到大陆板块之下。俯冲边界主要分布于太平洋周缘及印度洋东北边缘，沿这种边界主要分布于太平洋周缘及印度洋东北边缘，沿这种边界大洋板块潜没消亡于地幔之中，故也称为界大洋板块潜没消亡于地幔之中，故也称为消减带消减带。俯冲边界又包括两类：俯冲边界又包括两类：岛弧海沟型岛弧海沟型，主要见于，主要见于西、北太平洋边缘，指大洋板块沿海沟俯冲于与大陆以西、北太平洋边缘，指大洋板块沿海沟俯冲于与大陆以海盆相隔的岛弧之下；海盆相隔的岛弧之下；山弧海沟型山弧海沟型（安第斯型安第斯型），），主要见于太平洋东南的南美大陆边缘，指大洋板块沿陆主要见于太平洋东南的南美大陆边缘，指大洋板
9、块沿陆缘海沟俯冲于山弧之下。缘海沟俯冲于山弧之下。(2)(2)碰撞边界碰撞边界 又称又称地缝合线地缝合线，是指两个大陆板块之间的，是指两个大陆板块之间的碰撞带或焊接线。当大洋板块向大陆板块不断碰撞带或焊接线。当大洋板块向大陆板块不断俯冲时，大洋板块可逐渐消耗完毕，最后位于俯冲时，大洋板块可逐渐消耗完毕，最后位于大洋后面的大陆与大陆板块之间发生碰撞并焊大洋后面的大陆与大陆板块之间发生碰撞并焊接成为一体，从而形成高耸的山脉并伴随强烈接成为一体，从而形成高耸的山脉并伴随强烈的构造变形、岩浆活动以及区域变质作用。的构造变形、岩浆活动以及区域变质作用。现代板块碰撞带的典型例子是阿尔卑斯现代板块碰撞带的典
10、型例子是阿尔卑斯喜马拉雅山构造带，其中喜马拉雅山部分的碰喜马拉雅山构造带，其中喜马拉雅山部分的碰撞边界沿印度河撞边界沿印度河雅鲁藏布江分布，称印度河雅鲁藏布江分布，称印度河雅鲁藏布江缝合线，它是印度板块与欧亚板雅鲁藏布江缝合线，它是印度板块与欧亚板块的碰撞边界块的碰撞边界。3.3.平错型（剪切）板块边界平错型（剪切）板块边界 相当于相当于转换断层转换断层，其两侧板块相互剪切滑，其两侧板块相互剪切滑动，通常既没有板块的生长，也没有板块的消动，通常既没有板块的生长，也没有板块的消亡。它一般分布在大洋中，但也可在大陆上出亡。它一般分布在大洋中，但也可在大陆上出现，如美国西部的圣安德烈斯断层，就是一条
11、现，如美国西部的圣安德烈斯断层，就是一条有名的从大陆上通过的转换断层。有名的从大陆上通过的转换断层。上述几类板块边界在全球的分布及相互连上述几类板块边界在全球的分布及相互连接勾画出了全球岩石圈板块的轮廓。接勾画出了全球岩石圈板块的轮廓。全球十二个主要板块的分布全球十二个主要板块的分布六大板块六大板块:欧亚板块欧亚板块、非洲板块非洲板块、印度板块印度板块（或称（或称大洋洲板大洋洲板块块、印度澳大利亚板块印度澳大利亚板块）、）、太平洋板块太平洋板块、美洲板块美洲板块和和南极洲板南极洲板块块。由。由19681968年法国地球物理学家勒皮雄划分。年法国地球物理学家勒皮雄划分。1212个板块个板块 美洲
12、板块划分为美洲板块划分为南美板块南美板块、北美板块北美板块及两者之及两者之间的间的加勒比板块加勒比板块；太平洋板块西侧划分出；太平洋板块西侧划分出菲律宾板块菲律宾板块；非洲板块；非洲板块东北部划分出东北部划分出阿拉伯板块阿拉伯板块；东太平洋中隆以东与秘鲁；东太平洋中隆以东与秘鲁智利海沟及智利海沟及中美洲之间（原属南极洲板块）划分出中美洲之间（原属南极洲板块）划分出纳兹卡板块纳兹卡板块和和可可板块可可板块。板块俯冲带与岩浆板块俯冲带与岩浆作用和地震的关系作用和地震的关系全球各板块之间的相对运动和板块边界的分离全球各板块之间的相对运动和板块边界的分离、走滑、俯冲与碰撞、走滑、俯冲与碰撞等作用构成了
13、地球动力系等作用构成了地球动力系统的基本格局。统的基本格局。图图914 板块俯冲带与变质作用的关系板块俯冲带与变质作用的关系 板块构造学说认为，板块内部是比较稳定的，岩石变形板块构造学说认为，板块内部是比较稳定的，岩石变形一般较弱，通常以大面积的长期而舒缓的升降运动为主（即一般较弱，通常以大面积的长期而舒缓的升降运动为主（即造造陆运动陆运动）；板块边缘是构造活动强烈的地带，在分离型及平错）；板块边缘是构造活动强烈的地带，在分离型及平错型板块边界附近，岩石变形以断裂为主，但在汇聚型板块边界型板块边界附近，岩石变形以断裂为主，但在汇聚型板块边界附近，岩石变形异常强烈，同时伴随强烈的岩浆活动与变质作
14、附近，岩石变形异常强烈，同时伴随强烈的岩浆活动与变质作用，常可形成高大的褶皱山系（即用，常可形成高大的褶皱山系（即造山运动造山运动）。）。大陆破裂和分离的阶段以及大陆破裂和分离的阶段以及被动边缘的发育被动边缘的发育（二）威尔逊旋回（二）威尔逊旋回 从统一的大陆板块发展为从统一的大陆板块发展为大陆大陆裂谷系裂谷系，一般与岩石圈板块的相背，一般与岩石圈板块的相背分离运动及热的软流圈物质上涌有分离运动及热的软流圈物质上涌有关，即具有与洋中脊类似，因此大关，即具有与洋中脊类似，因此大陆裂谷可视为陆裂谷可视为洋脊发育的胚胎期洋脊发育的胚胎期。如果大陆裂谷沿分离的方向继续发如果大陆裂谷沿分离的方向继续发展
15、，进一步变大、变深，中间部位展，进一步变大、变深，中间部位出现新生洋壳，成为狭窄的出现新生洋壳，成为狭窄的原始海原始海洋洋，如非洲与阿拉伯半岛之间的，如非洲与阿拉伯半岛之间的亚亚丁湾丁湾红海红海。沿着这个方向继续发。沿着这个方向继续发展（即海底扩张），便可形成宽大展（即海底扩张），便可形成宽大的海洋，如的海洋，如大西洋大西洋，这时的大洋常，这时的大洋常具有宽广的大陆架、大陆坡及大陆具有宽广的大陆架、大陆坡及大陆基，是地表沉积最发育的场所，可基，是地表沉积最发育的场所，可形成巨厚沉积物。这种大洋边缘尚形成巨厚沉积物。这种大洋边缘尚未出现海沟，大陆与大洋一侧同属未出现海沟，大陆与大洋一侧同属一个板
16、块，称为一个板块，称为被动大陆边缘被动大陆边缘。主要大陆边缘与大陆大陆磁撞造山的发展过程主要大陆边缘与大陆大陆磁撞造山的发展过程威尔逊旋回威尔逊旋回 随着海底扩张不断进行，被动大陆边缘处的洋壳发随着海底扩张不断进行，被动大陆边缘处的洋壳发生生断裂断裂并向大陆下并向大陆下俯冲俯冲形成形成海沟海沟，这种具有海沟的俯冲，这种具有海沟的俯冲边缘称为边缘称为主动大陆边缘主动大陆边缘，如今，如今太平洋太平洋。这时的大洋开始。这时的大洋开始衰退、萎缩，由于俯冲作用，在大陆边缘可形成高大山衰退、萎缩，由于俯冲作用，在大陆边缘可形成高大山系，成为重要的剥蚀物源地区。随着俯冲作用的进行，系，成为重要的剥蚀物源地区
17、。随着俯冲作用的进行，大洋最后消亡，大洋最后消亡，大陆与大陆碰撞大陆与大陆碰撞形成巨大的形成巨大的褶皱山系褶皱山系，成为陆上剥蚀的主要场所。如有些地区碰撞尚未进行彻成为陆上剥蚀的主要场所。如有些地区碰撞尚未进行彻底，还可保留某些底，还可保留某些残留海盆残留海盆，如今，如今地中海地中海。上述从大陆。上述从大陆裂谷发展到大洋并进一步发展成为造山带的演化过程，裂谷发展到大洋并进一步发展成为造山带的演化过程，反映了大洋形成与消亡的一般规律，被称为反映了大洋形成与消亡的一般规律，被称为威尔逊旋回威尔逊旋回。三、板块构造运动与盆地的沉降机制三、板块构造运动与盆地的沉降机制 板块构造理论强调岩石圈板块的巨大
18、水平板块构造理论强调岩石圈板块的巨大水平运动，盆地的沉降是地壳垂向运动的表现。正运动，盆地的沉降是地壳垂向运动的表现。正是板块的水平运动和板块之间的相互作用派生是板块的水平运动和板块之间的相互作用派生了地壳和岩石圈的垂向运动。了地壳和岩石圈的垂向运动。板块的水平运动可直接导致地壳的垂向运板块的水平运动可直接导致地壳的垂向运动，如板块俯冲和碰撞过程中的垂向运动分量动，如板块俯冲和碰撞过程中的垂向运动分量。更主要的是板块运动过程中使岩石圈或地壳。更主要的是板块运动过程中使岩石圈或地壳的厚度、地温场和均衡条件等发生了变化，从的厚度、地温场和均衡条件等发生了变化，从而导致地壳发生垂向运动。而导致地壳发
19、生垂向运动。板块构造运动与盆地的沉降机制板块构造运动与盆地的沉降机制 沉积盆地的沉降机制可归纳为沉积盆地的沉降机制可归纳为7 7个方面：个方面：（1 1）伸展作用、剥蚀或岩浆侵位导致的地壳薄化作用；）伸展作用、剥蚀或岩浆侵位导致的地壳薄化作用；（2 2）下地壳和上地幔的冷却作用；）下地壳和上地幔的冷却作用；（3 3）地壳和岩石圈的沉积和火山的负载作用；）地壳和岩石圈的沉积和火山的负载作用；（4 4）地壳和岩石圈的构造负载作用；）地壳和岩石圈的构造负载作用；（5 5）岩石圈的板底垫托作用导致的下地壳负载作用；）岩石圈的板底垫托作用导致的下地壳负载作用；（6 6）下降岩石圈穿入软流圈的动力流；）下降岩石圈穿入软流圈的动力流；（7 7）高压相变导致的地壳密度增大。）高压相变导致的地壳密度增大。这些不同机制都是引起地壳或岩石圈均衡条件破坏这些不同机制都是引起地壳或岩石圈均衡条件破坏的原因，地壳的的原因，地壳的均衡作用均衡作用则是使不均衡的地壳或岩石圈则是使不均衡的地壳或岩石圈达到均衡状态。所以，地壳表面沉降一般是由地壳的均达到均衡状态。所以，地壳表面沉降一般是由地壳的均衡作用引起的，同时形成了沉积盆地。衡作用引起的，同时形成了沉积盆地。第二节第二节 沉积盆地类型沉积盆地类型 C C型俯冲与型俯冲与B B型及型及A A型俯冲对比型俯冲对比
