大地构造基本理论-第四节 古板块的研究

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1、第四节古板块的研究一、岩石学方面二、构造方面三、地球物理学方面四、古生物和古气候方面绪言板块构造理论是根据现代的海洋、弧沟系、洋中脊等特征，并结合大陆漂移的成果总结出来的规律。大陆演化的历史，是许多分离的、中间隔着海洋的板块聚汇而形成大陆块的过程，聚汇过程中大洋消失，但大陆上还保留一些大洋壳的残片和构造遗迹，可提供从事大陆古板块构造研究的作用。研究大陆上的古板块具有重要意义：它是研究含油气盆地形成和演化必不可少的构造背景；是寻找各种金属矿床的指示灯；是探索地壳演化的钥匙。绪言关键：古板块边界的寻找和确定重建消失在山脉中的古海洋及褶皱山系的发展、演化历史。研究古板块边界方法：“将今

2、论古”，把与现代板块边界有关的各种地质现象及其规律性，即岩石构造组合和成分极性搞清楚。研究古俯冲-碰撞带是研究大陆古板块构造的重点。绪言(一)蛇绿岩套—古大洋岩石圈1．什么是蛇绿岩套“蛇绿岩(ophiolite)”一词最初是由布朗格尼持(Brongniart，1827)用来描述蛇纹岩的。遭受剪切应力作用的蛇纹岩，略带绿色，呈斑纹状，具发亮的外貌，近似某些蛇纹，故名蛇绿岩。斯持曼(Steinmen，1927)扩大了蛇绿岩的概念，他将蛇绿岩定义为橄榄岩(蛇纹岩)、辉长岩、细碧岩其它有关岩石的组合。一、岩石学方面其成因是：优地槽发育早期海底岩浆侵位而形成的“三位一体”的岩石组合。所谓三

3、位即蛇纹岩、辉绿岩—细碧岩和隧石(深水放射虫岩)。他以此来解释阿尔卑斯造山带内的镁铁和超镁铁岩石组合，得到欧洲许多地质学家的赞同。(一)蛇绿岩套—古大洋岩石圈2．蛇绿岩与现代洋壳的对比大量的海上地震和深海钻孔资料表明现代洋壳由三个不同的岩层组成。层Ⅰ；远洋沉积，由放射虫硅质岩和远洋粘土等组成，平均厚0.3km，地震波速(Vp)为2.2±2km/s。层Ⅱ：枕状玄武岩为主，平均厚度1.3±0.5km，平均地震波速(Vp)为5.07±0.63km/s。层Ⅲ：有时称为大洋层，以蛇纹石化超镁铁岩石为主，包括辉长岩、橄缆岩、蛇纹岩及角闪岩等，平均厚度4.79±1.25km，平均地震波速(Vp

4、)为6.69±0.26km/s。(一)蛇绿岩套—古大洋岩石圈在层Ⅲ的底部还有一基底层，厚3km，在太平洋各部分具有异常高的波速(7.1-7.7km/s)。在层Ⅲ之下，或莫霍面之下即为固相变形的纯橄榄岩组成的地幔。理想的蛇绿岩剖面3．蛇绿岩的成因及其意义从板块构造的观点看，蛇绿岩代表洋壳和地幔的物质成分，形成于洋中脊，通过海底扩张，侧向水平传送到海沟俯冲下去，部分再熔，部分碎块通过挤压-剪切而推移到目前出露的位置，或者楔入深海沉积物内，被称作构造侵位。常与构造混杂岩共生，因而有人称为蛇绿岩套混杂岩，其例证有我国台湾东部、日本岛弧和美国西海岸山脉的岩系。(一)蛇绿岩套—古大洋岩石圈当

5、大陆与大陆或大陆与岛弧碰撞时，在消减带上的蛇绿岩套、构造混杂岩和海相碎屑岩组合在一起，呈推覆体构造，标志着两个大陆地壳缝合线所在地。例如西藏的雅鲁藏布江缝合线。都城秋穗(A．Miyashiro，1961)认为蛇绿岩套可形成于不同的构造环境。与拉斑玄武岩质系列有关的蛇绿岩套发育于岛弧外侧和大洋中脊，如波多黎各岛；与钙磁性系列和拉斑玄武质系列有关的蛇绿岩套发育于岛弧，如塞浦路斯的特罗多斯；与拉斑玄武质系列和碱性系列有关的蛇绿岩套发育于高压地区，如美国西海岸的弗兰西斯科。(一)蛇绿岩套—古大洋岩石圈明确了蛇绿岩套的板块构造运动成因，可认为当今大陆上出现的蛇绿岩套，系古洋壳变动后保留下来

6、的残片。因而对推断古板块活动的踪迹、了解古洋壳和上地幔的物质成分、地壳演化的趋势，以及寻找铬、镍及铂族等金属矿产均有重要的意义。(一)蛇绿岩套—古大洋岩石圈1．混杂岩的定义“混杂岩(Me’lange)”:1919年格林利在研究威尔土地区安格尔西岛(Anglesey)晚前寒武纪莫纳(Mona)杂岩时提出的，称之为原地碎屑混杂岩(autoclasticme’lange)或称混杂岩(Me’lange)。混杂岩是变形岩石的杂乱堆积体，由外来岩块、原地岩块和基质三部分组成。(二)混杂岩——鉴别古板块俯冲带的重要标志之一外来岩块来自与混杂岩无关的其它岩石单元，从外部推覆而来，在时代、生物化石

7、组合等方面与原地成分有较大的区别。原地岩块是一些基质较脆的夹层，如砂岩、灰岩、基性岩和超基性岩等，受强大压力而破碎，在塑性变形的基质中形成石香肠等构造包体，其时代及所含生物化石常与基质一致。基质一般为塑性岩石，普遍有剪切、塑性变形甚至流动等构造特征，常被挤压充填在岩块间的空隙中，属流动变形过程中混合而成的细粒混合物质。(二)混杂岩2．混杂岩的特征汤耀庆(1984)归纳混杂岩有下述四个特点：(1)混杂岩组分复杂，由不同性质、不同时代的外来岩块、原地岩块和基质三部分组成。它们来自海沟