第六章 沉积作用与大地构造.ppt

第十章沉积作用与大地构造
第一节沉积作用的控制因素
 
控制沉积作用的因素是多种多样的,但主要是气候的变化、大地构造作用和生物的演化。
气候的变化可以导致地球上冰川的增长和消融,进而引起世界范围内海平面的变化,而海平面的变化是影响海陆面积变化和分布的重要因素之一,因此也就影响到海陆沉积相的分布。
生物自身能直接参与沉积作用,形成各种生物成因或生物化学成因的沉积岩,而且生物还能通过其生命活动过程和生物遗体的分解作用等引起周围介质环境的物理和化学变化,从而导致和促进沉积作用的进行。
大地构造作用是控制沉积作用诸因素中最为重要的一种因素。
沉积层是在基准面不断升降,沉积物不断发生分异和沉积过程中形成的。而基准面的升降则与地壳运动有关,大规模的地壳升降运动和水平挤压运动在地球表面形成隆起和坳陷区,隆起区遭受风化剥蚀,坳陷区接受沉积物的堆积。显然,地壳运动为沉积作用提供了物源区和沉积区。由于大地构造作用的性质和强度在地壳上不同地区往往存在着差异,因而在地球表部形成不同类型的沉积区。
大地构造作用对沉积作用的控制更具体的表现为影响沉积盆地的类型、成因和演化;控制物源区上升和侵蚀以及沉积盆地下沉和沉积物被搬运、堆积的速度等,从而影响沉积物或沉积岩的成分、结构和构造等特征。
板块理论已逐步代替地槽说在地质学中的地位,板块构造说强调岩石圈板块的水平运动,而板块的相互作用所引起的垂直运动完满地解释了地壳升降和沉积盆地的起源等问题。因此板块学说的诞生为沉积学提供了更为现实、更加合理的理论基础。
第二节地槽与沉积作用
一、地槽说简介
地槽的概念最早是由美国古生物学家霍尔(,1859)研究阿巴拉契亚山地层时提出的。当时发现该山区内古生代地层比山外同时代地层要厚得多,因此认为阿巴拉契亚山在二叠纪隆起为山脉之前是个地向斜,即地槽,其内沉积了浅海碳酸盐岩和陆相的砂页岩。当时所谓的地槽,实际上只是对古代厚层沉积岩层形成环境的一种设想和解释,并不是真的发现有地槽存在。20世纪初,欧洲地质学者发现阿尔卑斯山存在着夹有基性火成岩的深水相地层的所谓地槽。根据对阿巴拉契亚山和阿尔卑斯山古代地层的研究所提出的地槽概念逐步被人们接受和引用。本世纪30年代,德国学者斯蒂尔(Stile, 1936, 1940)将有岩浆活动和变形作用的地槽定义为优地槽,而不含有岩浆岩的地槽为冒地槽。
根据地槽理论,大陆地壳因大地构造稳定性的不同可划分为地槽和地台两种大地构造单元。地台和陆台,也称为克拉通,是大陆地壳上相对稳定的区,构造运动以升降作用为主,但升降幅度不大,基本上无褶皱、断层作用以及变质和岩浆作用,即使有也很微弱。沉积速度较慢,沉积厚度不大,大都是浅海沉积。地槽是地壳上构造运动较强烈的地区,除了升降作用外,还有较强的褶皱作用、变质作用和岩浆活动相伴生。沉积速度较快,沉积厚度也比较大,并常常含有深海沉积。狭义的地槽是指地壳上接受巨厚沉积物堆积的狭长的带状深坳陷,在其发展演化过程中,经历了两个主要阶段,即早期的基底沉降,接受沉积阶段和晚期的褶皱隆起,形成山脉阶段。前一阶段称为地槽期,后一阶段称为造山期。
二、沉积建造
建造(formation)这一术语,首先是18世纪中叶被引入地质文献的。当时用来表示在成分上以及在剖面位置上都相似的区域岩石地层组合。1882年国际地质会议上通过决议,禁止用建造这一术语表示地层意义,但以后仍有一些国家的学者把建造当作一个地层概念来使用。目前在地质文献中,大部分人把建造理解为“岩石的共生组合”,正象岩石是“矿物的共生组合”一样。虽然不同学者和不同学派对建造的定义和理解有所差别,但基本观点是类同的。多数学者都认为:建造是成因上彼此有联系的“岩石的共生组合”,而且每一种建造都是在一定的大地构造背景下形成的。例如苏联学者沙茨基(1952)把建造定义为“彼此有共生联系的岩石或沉积相的自然组合”,并且认为建造的特征取决于地质构造、气候、时代三大因素。别洛乌索夫(1954)等则把建造理解为“相当于大地构造旋回一定阶段的沉积岩层的相的组合,每个沉积建造相当于大地构造旋回的一定阶段和一定的大地构造带”。
十九世纪初索修尔首先对建造进行了描述,他把由粗碎屑沉积物组成的阿尔卑斯第三系岩相—岩性组合称为磨拉石(磨拉石建造)。1827年什图捷尔把具有韵律结构由海相沉积物组成的细碎屑、砂—泥页岩组合称为复理石(复理石建造)。19世纪末由于地槽学说的发展,才开始把建造的划分与大地构造条件紧密联系起来,伯特恩德在1897年根据地槽发展过程,依次划分出四种相,即前地槽相、前复理石相、复理石相、磨拉石相。前地槽相是在地槽沉积作用发生之前形成,是构成沉积基底的岩石组合;前复理石相主要由细粒深海沉积岩组成,并常含由超铁镁岩、辉长岩和枕状基性熔岩所构成