【正文】 石學(xué)問題 三、構(gòu)造沉積作用與構(gòu)造 沉積組合 (沉積建造 ) 1. 構(gòu)造 沉積作用 (2)厚度 ★ 厚度是地殼升降幅度的一種體現(xiàn)，基于“拗陷基本得到 補(bǔ)償，隆起被剝蝕所抵消”這一設(shè)想。 ★ 拗陷幅度與沉積厚度關(guān)系取決于三個因素： ①構(gòu)造拗陷幅度， ②沉積物堆積速度， ③自然地理狀況。 補(bǔ)償（拗陷幅度＝補(bǔ)償厚度），巖相無變化 未補(bǔ)償（拗陷幅度＞補(bǔ)償厚度），巖相變化，海進(jìn) 超補(bǔ)償（拗陷幅度＜補(bǔ)償厚度），巖相變化，海退 大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問題 三、構(gòu)造沉積作用與構(gòu)造 沉積組合 (沉積建造 ) 1. 構(gòu)造 沉積作用 (3)層序 (多種巖性巖相組合 ) 同一類型沉積物的單層－復(fù)合組合反映的海進(jìn)－海退作用，以及由海退－海進(jìn)反映的地殼升降。 海進(jìn)層序：未補(bǔ)償作用，拗陷幅度＞沉積幅度 海退層序：超補(bǔ)償作用，后期補(bǔ)償作用，去補(bǔ)償作用， 拗陷幅度＜沉積幅度 大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問題 三、構(gòu)造沉積作用與構(gòu)造 沉積組合 (沉積建造 ) 1. 構(gòu)造 沉積作用 (4)巖性 克里寧 (1942)詳細(xì)研究過造山旋回中的沉積物質(zhì)變化： 開始階段 石英巖 → CO2巖 地槽階段 低級雜砂巖 (以沉積巖屑、低變質(zhì)巖屑為主 ) 高級雜砂巖 (高級變質(zhì)巖屑、花崗質(zhì)巖屑 ) 造山階段 富長石砂巖、長石砂巖 成熟度降低 大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問題 三、構(gòu)造沉積作用與構(gòu)造 沉積組合 (沉積建造 ) 2. 構(gòu)造 沉積環(huán)境 ★ 槽臺環(huán)境：地槽代表活動沉積環(huán)境；地臺代表穩(wěn)定沉積環(huán)境。 ★ 現(xiàn)代大地構(gòu)造－沉積環(huán)境： (1)大洋盆地：包括大洋盆地；洋脊、島鏈和海臺。沉積物包括遠(yuǎn)海沉積－紅色粘土，硅質(zhì)軟泥和陸源沉積－濁積。冰川陸源泥砂，地形較高的島鏈，海臺可有Ca質(zhì)軟泥、硅灰?guī)r，洋脊常有重金屬軟泥。 (2)被動大陸邊緣：包括下部陸相碎屑、鹽類；上部碎屑、碳酸鹽沉積物構(gòu)成的海浸系列。 大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問題 三、構(gòu)造沉積作用與構(gòu)造 沉積組合 (沉積建造 ) 2. 構(gòu)造 沉積環(huán)境 ★ 現(xiàn)代大地構(gòu)造 沉積環(huán)境： (3)活動大陸邊緣：沉積環(huán)境復(fù)雜，包括海溝－島嶼－(弧后盆地 ) 亞環(huán)境，沉積物以陸源碎屑，火山碎屑，濁積物等，還可能有化學(xué)沉積等。 (4)克拉通盆地：河湖相盆地 (與構(gòu)造有關(guān) ) (5)大陸裂谷 (線狀拉張型克拉通盆地 )：陸相碎屑、鹽類、火山碎屑等 大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問題 三、構(gòu)造沉積作用與構(gòu)造 沉積組合 (沉積建造 ) 3. 構(gòu)造沉積 組合 (指與一定構(gòu)造環(huán)境密切伴生的巖石共生組合 ) (1)硅質(zhì)巖組合 (2)深水碳酸鹽建造 ： 形成深度－ 4000～－ 7000m，碳酸鹽軟泥堆積而成，以泥晶方解石為主，常與硅質(zhì)巖伴生或富含硅質(zhì)，常有碳酸鹽碎屑流構(gòu)造發(fā)育。 (3)復(fù)理石 (Flysh)—— 薄的濁積巖和深海頁巖的單調(diào)互層組成的巨厚沉積體系 活動復(fù)理石 (富含火山碎屑，成分、結(jié)構(gòu)成熟度低 ) 穩(wěn)定復(fù)理石 (少含火山碎屑，富含石英，成分、結(jié)構(gòu) 成熟度高 ) 類復(fù)理石 (富含灰質(zhì)砂、泥巖互層巨厚沉積體系 ) 雜砂巖 大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問題 三、構(gòu)造沉積作用與構(gòu)造 沉積組合 (沉積建造 ) 3. 構(gòu)造沉積 組合 (指與一定構(gòu)造環(huán)境密切伴生的巖石共生組合 ) (4)磨拉石 (Mollasse) 造山期快速沉積的粗碎屑巖體系 陸相－海陸交互相沉積體系，粗碎屑 (礫巖 ) 占 70～ 80％ 一是代表造山開始，二是代表形成于造山帶和穩(wěn)定地塊邊緣 (5)滑塌堆積 大陸斜坡地帶由重力形成的雜亂沉積體系 (6)混雜堆積 不同巖性、不同形狀大小、不同時代共生在一起的地質(zhì)體。多由斜坡上的泥礫混雜 (巖 )，少量洋殼產(chǎn)物 (蛇綠混雜 ) 大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問題 三、構(gòu)造沉積作用與構(gòu)造 沉積組合 (沉積建造 ) 3. 構(gòu)造沉積 組合 (7)含煤鋁土－鐵質(zhì)巖組合 穩(wěn)定地臺 (克拉通 )的沉積 (8)石英砂巖組合 (9)含磷沉積組合 (10)臺地碳酸鹽組合 以碎屑、亮晶灰?guī)r為主，生物發(fā)育，厚度不大，淺水沉積構(gòu)造發(fā)育 (11)內(nèi)陸盆地紅色沉積組合 含鹽類，黑色泥、煤、綠色砂巖。 大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問題 三、構(gòu)造沉積作用與構(gòu)造 沉積組合 (沉積建造 ) 4. 沉積作用演化 由于大陸面積的不斷擴(kuò)大，沉積作用總的趨勢為強(qiáng)度、速度不斷增大。沉積類型和化學(xué)成分也顯示某種規(guī)律的變化： (1)大陸上沉積巖分布面積不斷擴(kuò)大 火山巖 (基性 )面積減少?；◢弾r和正片麻巖早期－中元古宙呈擴(kuò)大并達(dá)到最大，之后開始減小。一般認(rèn)為 45～ 38億年間是沒有沉積作用發(fā)生的。 (2)大陸增生 導(dǎo)致陸相沉積的擴(kuò)大和海相沉積面積的相對減少，海陸面積在地球歷史上的擴(kuò)大、縮小是交替發(fā)生的，最大海浸主要出現(xiàn)在 O、 D2～ C K2；最大海退發(fā)生在 D P2～ T2，中新世～ Q，總趨勢是海域面積縮小。 大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問題 三、構(gòu)造沉積作用與構(gòu)造 沉積組合 (沉積建造 ) 4. 沉積作用演化 (3) 沉積速度急劇增加 上新世地層比寒武紀(jì)地層堆積速度快了 3倍，過去百余米地層沉積需數(shù)億年，但新生代到僅幾千萬年即可。據(jù)統(tǒng)計古生代沉積物占沉積圈50％左右，而晚元古宙僅占 16％，而晚元古宙延續(xù)時間是古生代的 2倍。 (4) 沉積類型變化 蒸發(fā)巖（鹽類）、碳酸鹽巖、次生石英巖、陸相火山巖增加；海相火山巖、粘土巖、磁鐵石英巖減少 . (灰?guī)r Pt1才出現(xiàn)，陸相火山巖 Pt才出現(xiàn)，磁鐵石英巖古生代以來便沒有了 ) (5)化學(xué)成分變化 Na、 Mg、 Fe、 Al有規(guī)律的減少， K在古生代早期之前呈急劇增加，古生代中晚－中新生代急劇減少。 大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問題 四 構(gòu)造 變質(zhì)作用及組合 1. 控制構(gòu)造變質(zhì)作用因素 ★ 溫度：溫度升高促使礦物重結(jié)晶，原巖中某些組分的遷移，溫度升高來源－埋藏、熱流、巖漿活動、構(gòu)造力轉(zhuǎn)換。 ★ 壓力 (圍壓 )：包括負(fù)荷壓力和流體壓力，其作用是促使礦物向體積小的方向轉(zhuǎn)化和液體、氣體的釋放。 ★ 應(yīng)力 (構(gòu)造 )：其作用一是造成礦物定向，二是降低化學(xué)反應(yīng)的溫度，微觀上看到為晶格位錯，形成新的礦物－應(yīng)力礦物 大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問題 四 構(gòu)造 變質(zhì)作用及組合 1. 控制構(gòu)造變質(zhì)作用因素 變質(zhì)巖系是在一定大地構(gòu)造環(huán)境下形成的不同成因類型的原巖建造在地殼演化過程中經(jīng)受多期構(gòu)造變形、變質(zhì)作用改造的產(chǎn)物。 區(qū)域大地構(gòu)造研究中必須對區(qū)域變質(zhì)巖的原巖成分、建造類型及其后期變質(zhì)、變形疊加改造的特點，以及與巖漿巖作用和成礦作用的關(guān)系等進(jìn)行綜合，獲取有關(guān)區(qū)域大地構(gòu)造演化中的熱歷史和熱動力過程信息。 大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問題 四 構(gòu)造 變質(zhì)作用及組合 變質(zhì)作用 PTtD軌跡研究 PTt軌跡的重建需要盡可能完整地建立起整個變質(zhì)過程序列和成分演化序列。過程分析的性質(zhì)貫穿野外地質(zhì)調(diào)查階段、室內(nèi)的巖相學(xué)礦物成分分析階段、溫度壓力計算階段和軌跡的解釋階段，并要求研究者同時具備構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、大地構(gòu)造學(xué)、礦物學(xué)巖石學(xué)、巖石物理化學(xué)、同位素地質(zhì)年代學(xué)等知識。 大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問題 四 構(gòu)造 變質(zhì)作用及組合 變質(zhì)作用 PTtD軌跡研究 基本工作步驟： ； ； 。 ，采集能反映變質(zhì)變形的樣品，樣品所屬的巖石類型應(yīng)是包含變質(zhì)歷史信息的泥質(zhì)變質(zhì)巖和基性變質(zhì)巖類，鈣質(zhì)變質(zhì)巖類也可以參考 。 ，著重核實變質(zhì)變形關(guān)系，完善變質(zhì)變形序列，特別注意變斑晶礦物與基質(zhì)的關(guān)系和變斑晶有無結(jié)構(gòu)環(huán)帶，注意發(fā)現(xiàn)變質(zhì)礦物之間的轉(zhuǎn)變反應(yīng)的結(jié)構(gòu)關(guān)系，建立變質(zhì)反應(yīng)序列 。 大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問題 四 構(gòu)造 變質(zhì)作用及組合 變質(zhì)作用 PTtD軌跡研究 基本工作步驟： 析，尤其注意微區(qū)成分和變斑晶礦物，特別是石榴石、鋯石和斜長石、角閃石和輝石等礦物的剖面成分分析。對礦物世代單一變質(zhì)礦物的成分環(huán)帶分析對揭示巖石的溫壓歷史幫助極大； ，有可能時可利用石榴石的環(huán)帶成分計算溫壓序列，然后將同一過程的溫度壓力點連結(jié)起來，在描繪 PT軌跡時，應(yīng)結(jié)合一些變質(zhì)反應(yīng)對軌跡的運(yùn)動趨勢進(jìn)行限制，大多數(shù)情況下，完整地建立 PT軌跡是不可能的；往往我們只能獲得其中的一段，而這樣的一段軌跡對于分析變質(zhì) 構(gòu)造演化的關(guān)系亦具有重要的參考價值。 — T軌跡的時間校正 PTt軌跡與具體的構(gòu)造變形序列相聯(lián)系，建立 PTtD軌跡 大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問題 四 構(gòu)造 變質(zhì)作用及組合 2. 構(gòu)造 變質(zhì)作用的區(qū)域特征 (1) 離散型板塊邊界 ： 低壓、熱流高，產(chǎn)物為變質(zhì)礦物不具定向的沸石相，綠片巖相，角閃巖相的高溫低壓變質(zhì)巖。 (2) 匯聚板塊邊界 ： 溫壓均高，但極不均勻，與位置、深度有關(guān) 典型產(chǎn)物為雙變質(zhì)帶： 高壓低溫變質(zhì)帶 (藍(lán)片巖帶 )－俯沖側(cè) 低壓高溫變質(zhì)帶 (接觸變質(zhì)帶 )－仰沖側(cè) 與碰撞作用有關(guān)的高壓變質(zhì)帶 大地構(gòu)造基礎(chǔ)——全球構(gòu)造中的巖石學(xué)問題 四 構(gòu)造 變質(zhì)作用及組合 3. 變質(zhì)作用的演化 變質(zhì)作用在地殼演化中一般表現(xiàn)為一定方向性和不可逆性。 (1) 區(qū)域變質(zhì)作用由面狀向現(xiàn)狀演變，即由低壓高溫→ 高壓低溫。 (2) 由前寒武紀(jì)麻粒巖相 → 中新生代藍(lán)閃石片巖相 (原因為脫水 ) (3) 區(qū)域變質(zhì)作用礦物共生組合規(guī)律：太古宙 (綠巖、紫蘇輝石麻粒巖、富鋁片麻巖組合 )。古生代－中生代 (細(xì)碧－角斑巖組合 ) 大地構(gòu)造分析——緒論