1、 第四章 板块构造与地槽和地台 第一节 地槽与大陆边缘 早在19世纪，北美学者和欧洲学者就对地槽的具体位置发生了分歧。从板块构造的观点出发：现代的大陆架、大陆坡、边缘海、岛弧、深海沟甚至大洋盆地和洋中脊都是正在发展中的地槽。即大陆边缘就是地槽产生的地方。而由于大陆漂移、海底扩张和岩石圈的俯冲，大洋和大陆是可以经常转化的。大陆边缘也不是永久的，欧洲学者所指的两大陆间的地槽就是大洋关闭，两个大陆碰撞的结果。l 一、大陆边缘的类型l 按照板块构造观点，被动（稳定型、离散型、拖曳型主动）大陆边缘（大西洋型大陆边缘）和活动型大陆边缘（太平洋型大陆边缘）。l 1、被动型大陆边缘：指大陆向大洋过度的一个广泛
2、地带，包括大陆架、大陆坡、陆隆在内。这里没有海沟、没有俯冲带，没有岛弧，没有火山活动和地震。地壳为大陆地壳大洋地壳的过度带。l 2、活动型大陆边缘：可以分为两类：、安第斯型大陆边缘：沿海岸发育一巨大的山系（山弧），外侧有俯冲带和海沟，典型实例是南美的安第斯山；、岛弧型：靠近大陆边界有一岛弧，岛弧和大陆之间是边缘海盆地，岛弧外是俯冲带和海沟，典型实例是西太平洋岛弧区。l 二、被动大陆边缘大西洋型大陆边缘与地槽l 是相对较为稳定的一种大陆边缘。它缺失海沟及俯冲带，位于板块内部。其沉积物在剖面上有两个厚度最大的部位，一个在大陆架边缘，一个在陆隆。l 三、活动大陆边缘太平洋型大陆边缘与地槽l 从我们所
3、介绍的一系列优地槽的特征中可以看出，优地槽的沉积特征，岩浆活动与变质作用等，均与活动大陆边缘有着惊人的共同之处。优地向斜在活动大陆边缘可能出现在两个部位，一是边缘海盆地；另一个是俯冲板块一侧的大洋。l 第二节 按大陆边缘性质划分的地槽类型l 按照大陆边缘类型，将现代地槽有如下几类：l 1、大西洋型地槽l 大陆边缘没有海沟，没有火山活动和地震，没有俯冲带。在这类大陆边缘的大陆坡和大陆阶上，堆积了巨厚的沉积岩序列，这就是大西洋型地槽。北美东海岸的沉积带就是典型的实例。类似的地槽还在南大西洋的东西两岸以及印度洋西海岸和印度海出现。l 这类地槽在靠大陆一侧出现冒地槽，大陆架上三角洲十分发育，堆积物多为
4、浅水碎屑岩和碳酸岩盐，大陆坡的大部分沉积物与洋流搬运有关，浊积岩和远洋沉积互层，再向大洋一侧为陆隆，陆隆的翼部只有远洋沉积，在峰部则出现拉斑玄武质火山岩及与之伴生的超基性岩。从大陆坡向大洋出现的岩石序列，包括超基性岩、拉斑玄武岩、远洋沉积和浊积岩，属大西洋型优地槽。l 3、岛弧型地槽l 其组成单元和特征如前述。没有广阔的陆架，粗粒的火山物质被浊流快速地倾注入深水，同海底熔岩、远洋沉积和礁源碳酸盐堆积在一起。l 火山作用以钙碱系列为主，地震活动强烈，有岩石圈板块俯冲，蛇绿岩套、混杂堆积发育。l 4、日本海型地槽l 其位置即前述边缘海盆地。l 近大陆一侧发育陆架三角洲，以陆源碎屑物为主。在海盆之间
5、的过渡区则出现浊积岩或垮塌堆积的楔形体；海盆中部深海盆地的沉积物由远洋沉积和凝灰岩组成。这种情况与大西洋相似。l 在近弧一侧，沉积物多为浊积岩与远洋沉积互层，浊积岩的物源来自岩浆弧，其成熟度差。边缘海盆地的基底可能是陆壳、过渡型地壳和洋壳。l 第三节 板块运动与造山作用l 从板块构造的观点出发，造山作用实质上是板块敛合、俯冲和碰撞等的结果。l Dewey and Bird（1970）把造山机制分为两种模式：其一是热力驱动下的造山模式，是一个板块在另一个板块之下俯冲而在仰冲板块前缘出现造山运动，又称之为岛弧型造山带和科迪勒拉造山带。前者是大洋岩石圈板块俯冲在岛弧之下；后者则为大洋岩石圈板块俯冲在
6、陆源弧之下。上田诚也（1971）将上述两种造山作用称之为太平洋型造山作用。另一种机制是机械驱动的造山模式，是两个大陆之间、大陆与岛弧之间或两个岛弧之间碰撞产生的。l 1、俯冲造山作用l 当大洋海底扩张达到极大限度时，强烈的挤压将会使毗邻的被动陆缘前端发生破裂，较大的洋壳板块因质量重，就沿着破裂带俯冲到质量较轻的较小的洋壳或载有花岗岩层的洋壳板块之下，于是便形成海沟，并开始俯冲。l 俯冲之后的两种情况l 当大洋板块俯冲到另一大洋板块之下形成洋内弧,岛弧经过原始弧、未成熟弧和成熟弧几个阶段的演化，洋壳经过渡演化为陆壳，最后形成一个延伸较长，高出洋底之上的岛弧造山带岛弧造山作用。l 而当大洋地壳俯冲
7、于被动大陆边缘之下，产生陆缘山弧系，从而形成了科迪勒拉造山作用。l 导致俯冲和科迪勒拉造山作用的主要原因是俯冲产生的岩浆喷发和侵入作用使地壳增生。l 2、碰撞造山作用l 大陆与大陆的碰撞，形成AlpsHymalaya型造山作用，洋壳的消失导致了两个大陆的碰撞，产生大规模的推覆构造。l大陆与岛弧的碰撞，造成新几内亚型造山作用，碰撞发生在大西洋型大陆边缘与岛弧之间。l 3、增生型造山作用l洋内有许多海底隆起，如海山、海底高原、有的是花岗岩质地壳，它们不可能俯冲到大陆地壳之下，于是便拼贴在大陆地壳之上，形成地体增生。l 第四节 Wilson旋回l Wilson（1973）从板块构造的观点出发，根据现
8、今世界上分布的各大洋的特征，把它们按生命周期联系起来，作为大洋发展的以下六个阶段。l 胚胎期（大陆裂谷）幼年期（红海、亚丁湾）成年期（大西洋）衰退期（太平洋）终了期（地中海）遗迹期（AlpsHymalaya）。l 将大洋的生成与消亡与地槽的演化结合起来，其实是大陆开而地槽生，大陆合而地槽灭。l 第五节 划分古板块边界的标志 l 李春昱(1973)、郭令智（1977）、王鸿祯（1981）总结出下列标志：l 1、地槽褶皱带；l 2、超岩石圈断裂；l 3、蛇绿岩套；l 4、混杂堆积；l 5、对变质带；l 6、活动大陆边缘；l 7、古生物标志；l 8、古气候标志；l 9、沉积组合类型：如郭令智（197
9、7）指出：富含硬砂岩或钙碱性系列火山岩岩屑的岛弧型复理石建造是鉴别古海沟岛弧的一个重要标志。l 10、古地磁标志。l 三个概念l 1、蛇绿岩套（ophiolite）l Steinman（1905）的定义：有细碧岩和玄武岩到辉长岩和橄榄岩规则排列的镁铁质和超镁铁质火成岩石的组合，岩石中含有后期变质作用产生的蛇纹石、绿泥石、绿帘石和钠长石，它们的形成与地槽发展的早期阶段密切相关。l Steinman（1905）ophiolite的三位一体指的是：镁铁质和超镁铁质的深成岩，喷出岩和沉积岩紧密共生。l通常认为，蛇绿岩套在层序上（由下而上）包括了镁铁质岩，辉长岩，辉绿岩直至覆有深海沉积层的玄武质熔岩。l
10、 、底部的变质超镁铁质杂岩：有纯橄榄岩、斜辉橄榄岩等。往往遭受多期变形和变质，形成蛇纹石化橄榄岩或蛇纹岩。l 、堆积杂岩：是岩浆结晶分异作用造成的“晶体堆积体”，下部为堆积的橄榄岩，向上为堆积的辉长岩。l 、席状岩墙群：多为细粒的辉绿岩，尚有角斑岩成分。l 、枕状熔岩：属海底喷发，以拉斑玄武岩为主，常有细碧岩，顶部与深海沉积物互层，上部被深海沉积物覆盖。l 2、melangel 原译为混杂岩，李春翌（1980）建议将其译为混杂堆积。melange一词是由Geenly（1919）引入地质学中的。melange一词是许靖华（1968）用于研究佛郎西斯科混杂堆积时将赋予了板块构造的特殊涵义。l 、概
11、念l 指一种含有外来和原地的、各种大小不同的碎片和岩块并经构造嵌入到遭受更大破坏而已碎裂和普遍剪切的韧性基质中的地质体。或者理解为一种普遍剪切的韧性基质与被构造破碎的外来的和原地的岩块共生在一起的地质体。l 、沉积特点l a、不同时代、不同来源、不同种类的岩石相混杂。有海沟原地形成的浊积硬砂岩、粉砂岩、砾岩，也有俯冲板块上的硅质放射虫等大洋沉积和枕状玄武岩、辉绿岩、蛇纹岩、橄榄岩、榴辉岩等。洋壳地幔的碎块，还可有数量不多的海沟内壁上的蓝闪石片岩及其他基底岩石。基质主要为洋壳的蛇绿岩质以及海沟和大洋中沉积的泥质岩等。l b、岩块的大小和形状差别很大，并且是构造作用形成的。其大小可从显微碎片到数公
12、里不等；形状有透镜状、菱形及其他不规则形状。其边界常为断层面或滑动破裂面。l C、基质普遍遭受剪切，基质中破裂面发育，显得非常破碎、挠曲、甚至塑性流动、出现错综复杂的褶皱。l 3、双变质带（对变质带 Paired metamorphic belts）l Paired metamorphic belts是指变质时代相近的两条在空间上平行的高压相系和低压相系的区域变质带。l Paired metamorphic belts是俯冲带的重要标志之一，低压带一般位于靠大陆一侧，而高压带则位于靠海一侧。l 在两个板块相向移动的过程中，在相互碰撞的地方，在俯冲一侧的上面和上冲一侧的下面，由于挤压应力很大，并且因为俯冲一侧带着表面上冷的岩石向下俯冲，由此而形成了高压带；而在上冲板块的一侧，由于俯冲带的熔化消失，引起挥发物和岩浆的上升，因而在这里常有火山作用发生，在地壳的表层，常形成侵入体。在侵入岩的接触带上便产生了高温低压变作用。
