威尔逊旋回及大地构造演化

大地构造学与区域构造学

课时作业：威尔逊旋回及大地构造演化

2012级地球化学二班 *** 2012060302**

一、请详细叙述威尔逊旋回及各阶段不同地区地质特征。

要点：什么是威尔逊旋回？分为哪几个阶段？在每一个阶段不同构造单元的构造变形、沉积作用、岩浆作用、变质作用有哪些具体表现？回答什么是大陆边缘，有哪些类型，利用威尔逊旋回和板块构造解释不同类型的大陆边缘形成—演化的背景。请详细展开论述。 1、 什么是威尔逊旋回？

大陆岩石圈在水平方向上的彼此分离与拼合运动的一次全过程。即大陆岩石圈由崩裂开始、以裂谷为生长中心的雏形洋区渐次形成洋中脊、扩散出现洋盆进而成为大洋盆，而后大洋岩石圈向两侧的大陆岩石圈下俯冲、消亡，洋壳进入地幔而重熔，从而洋盆缩小；或发生大陆渐次接近、碰撞，出现造山带，遂拼合成陆的过程。① 2、 分为几个阶段？

胚胎期→幼年期→成年期→衰落期→终结期→遗痕期 3、 各阶段具体表现

阶段 实例 主导作用 特征形态 典型火山岩 拉斑玄武岩溢胚胎期 东非裂谷 抬升并扩张 裂谷 流，碱性玄武岩中心 红海，亚丁湾 拉斑玄武岩溢扩张 陆间海 流，碱性玄武岩中心 拉斑玄武岩溢成年期 大西洋 扩张 有活动中脊的洋盆 流，碱性玄武岩中心，但活动集中于大洋中心 有俯冲边缘的洋盆 边缘的安山岩及花岗岩、闪长岩 边缘的火成岩及花岗闪长岩 大量源于岛弧沉积物 大量源于岛弧沉积物，但可能有蒸发岩 红层 广泛 局部广泛 有丰富的陆架沉积 少量 陆架与海盆沉积，可能有蒸发岩 可忽略 少量沉积作用 可忽略 典型沉积 变质作用 幼年期 衰退期 太平洋 收缩 局部广泛 终结期 地中海 收缩并抬升 残留海盆 遗痕期 喜马拉雅山 收缩并抬升 年轻山系 少量 （据马宗晋等，2003）

1) 胚胎期：在陆壳基础上因拉张开裂形成大陆裂谷，但尚未形成海洋环境。如现代的东非裂谷。

2) 幼年期：陆壳继续开裂，开始出现狭窄的海湾，局部已经出现洋壳。 如红海、亚丁湾。 3) 成年期：由于大洋中脊向两侧不断增生，海洋边缘又出现俯冲、消减现象，所以大洋迅速扩张。如大西洋。 4) 衰退期：大洋中脊虽然继续扩张增生，但大洋边缘一侧或两侧出现强烈的俯冲、消减作用海洋总面积渐趋减小。

威尔逊旋回图解 如太平洋。

5) 终结期：着洋壳海域的缩小，终于导致两侧陆壳地块相互逼近，其间仅存残留小型洋壳盆地。如地中海。

6) 遗痕期：海洋消失，大陆相碰，使大陆边缘原有的沉积物强烈变形隆起成山。 如喜马拉雅山，阿尔卑斯山脉。 4、 什么是大陆边缘

大陆边缘是指大陆与大洋盆地的边界地。包括大陆架﹑大陆坡﹑大陆隆以及海沟等海底地貌-构造单元﹐平行于大陆-大洋边界延伸千余至万余公里﹐宽几十至几百公里。它现代分布于各大洋周围﹐在地质历史时期中分布在古大陆与已经消失的古大洋之间的边界地带。大陆边缘可分为被动大陆边缘和活动大陆边缘。③

5、 大陆边缘分类

被动大陆边缘（passive continental margin）又称大西洋型大陆边缘。即通常所说的稳定大陆边缘，构造上长期处于相对稳定状态的大陆边缘。其地壳是洋壳到陆壳的过渡，大陆和海洋位于同一刚性岩石圈板块内的过渡带。它没有海沟俯冲带，早期裂开阶段位于板块内

部，随后被动地随着裂开的板块而移动，故无强烈地震、火山和造山运动；它以生成巨厚的浅海相沉积、岩浆活动微弱和地层基本上未遭变形而与活动大陆边缘形成鲜明对照。被动大陆边缘由宽阔的大陆架、较缓的大陆坡以及缓坦的大陆陆基组成。通常年轻的稳定大陆边缘陆架较窄；发育成熟的稳定大陆边缘具有广阔的陆架区。

活动大陆边缘（active continental margin）又称主动大陆边缘、太平洋型大陆边缘。洋陆汇聚、大洋板块向毗邻大陆板块之下俯冲消减形成的强烈活动的大陆边缘。这种大陆边缘有强烈的地震和火山活动。属于活动大陆边缘的有安第斯、苏门答腊、亚平宁半岛、前南斯拉夫亚德里亚海岸、克里特岛、爱琴海诸岛等。从洋到陆，包括海沟、弧沟间隙（非火山外弧和弧前盆地）、火山弧和弧后盆地等构造单元。

大陆边缘图解 大陆边缘的演化可分为幼年期、成年期和老年期三个阶段。幼年期相当于沉积甚薄的新生大陆边缘。成年期为沉积巨厚、发育成熟的被动大陆边缘。至老年期,在俯冲作用下形成海沟，沉积层遭受褶皱、逆掩和叠覆，显示被动大陆边缘转化为活动大陆边缘。随着大洋关闭、大陆碰撞，老年期大陆边缘将留存于陆内。许多学者将大陆边缘类比于现代地槽，将板块俯冲和碰撞当作造山作用的动力。这样，大多数地槽褶皱山系可能由挤压变形的古大陆边缘沉积物构成。

二、请你介绍怎样用地球化学方法判断某一地区的大地构造背景（板块构造学）。

要点：有哪些大地构造单元，有哪些地球化学判定方法，这些地球化学方法判断大地构造背景的原理，介绍具体应用实例。需加参考文献。 1、

大地构造单元分类

如按地槽-地台学说，把地壳的相对活动性和稳定性，活动性转为稳定性的时期作为划分大地构造单元的依据，可将地壳构造分为地槽和地台两个一级构造单元。地槽又可按其相对拗陷和隆起部分分为地向斜和地背斜两个二级构造单元等。（题干要求以板块构造学，故地槽地台学说分类将不介绍）

按照板块构造学，一个区域尺度的地域,其中的地壳物质组成、构造组合,以及地球物理和地球化学场明显不同于相邻地域,表明它具有自己的地壳演化历史而有别于周缘地区,这样的一个地域就是一个大地构造单元。板块构造则将六大板块作为全球的一级构造单元,并将分隔它们的边界也作为构造带看待。六大板块分别为太平洋板块、亚欧板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块（包括澳洲）和南极板块。其中除太平洋板块几乎全为海洋外，其余五个板块既包括大陆又包括海洋。此外，在板块中还可以分出若干次一级的小板块，如把美洲大板块分为南、北美洲两个板块，菲律宾、阿拉伯半岛、土耳其等也可作为独立的小板块。 2、

地球化学判定方法

⑴ 构造地球化学研究法

① 造地球化学编图法 ②构造地球化学剖面法③构造地球化学指标法④裂隙构造地球化学测量法 ⑵ 构造地球化学实验研究法

① 石和矿物的变形或破裂实验研究②褶皱构造控矿实验研究③矿田构造控岩控矿实验研究④岩体构造控矿实验研究 地球化学方法判断大地构造背景的原理，介绍具体应用实例 标题：北秦岭新元古代前属于扬子板块的地球化学证据 从壳和幔演化、地幔化学和同位素不均一性和分区及洋壳特征和归属等研究,可以证明北秦岭原为扬子板块组成部分,但在古和中元古代它是否仍属于扬子板块,还取决于在北秦岭与南秦岭和扬子之间是

3、

否存在分割板块的俯冲-碰撞缝合带。通过地质综合研究已经提出古、中元古代秦岭地区处于裂谷构造体制统治的论断。基于岩石地层单元地球化学特征的研究,也支持秦岭地区古、中元古代构造主体属于裂谷性质 。唯一争论是关于扬子北缘中-新元古代西乡群是形成于板内或者岛弧构造环境的问题。近年在新资料和新数据基础上的研究,有根据地证明该群基性火山岩属于大陆溢流玄武岩,应形成于板内构造环境 。这就排除了新元古代之前北秦岭与扬子板块间存在板块分割界面的可能,从而证明在古、中元古代期间北秦岭仍为扬子板块的组成部分。

分布于秦岭群与华北陆块南缘之间的宽坪群(1142Ma±),其变拉斑玄武岩主体显示T-MORB型的地球化学特征,并已被证明属于扬子洋幔源区派生产物,应为北秦岭或扬子板块组成部分。通过对该群变质碎屑岩Nd同位素和锆石年龄研究及其物源区的地球化学判别,一致证明该群原始碎屑岩为南侧秦岭群提供的碎屑(为主)和北侧太华群提供的碎屑的混合产物,表明沉积的近源性质,并且暗示在宽坪盆地形成时以秦岭群为基底的北秦岭微陆块必定围限着该盆地的南缘。这种情况意味着:(1)宽坪盆地底部虽然主要由洋脊型玄武岩组成,但它不应是开阔洋盆,而只应是边缘海盆;(2)当时以秦岭群为基底的北秦岭微陆块已位于同华北陆块仅一水之隔的不远的地方;(3)作为扬子板块组成的宽坪盆地底部的洋型地壳当时已与华北陆块接触,表明扬子板块(洋壳部分)可能在宽坪盆地打开之前就已与华北陆块对接。然而,迄今在华北陆块南缘尚未发现中元古代早期由扬子板块俯冲-碰撞造成的岩石组合。虽然该构造单元的熊耳群火山岩系(1650±26Ma)[5] 曾被认为属于安第斯山型大陆边缘弧岩浆活动的产物,但是后来更多的证据确定它为板内裂谷环境中的岩套[40,11]。因此,宽坪盆地形成之前扬子板块与华北板块是怎样拼合的尚待进一步研究。宽坪群火山-沉积岩系于晋宁期遭受强烈的变质,标志着该盆地的闭合。从此北秦岭最终与华北板块焊合在一起,并于新元古代商-丹洋盆打开后转变成为华北板块的大陆边缘构造单元。

玄武岩类幔源区的研究已经揭示,古元古代早期地幔热柱就开始在北秦岭之下活动,并一直延续到新元古代,而后自中元古代始有亏损地幔源区岩浆作用的参与。在南秦岭和扬子陆块北缘同样的研究已经证明,古元古代陡岭群和古-中元古代神农架群变玄武岩显示出来源于亏损地幔源区的特征 ,而中-新元古代碧口群、火地垭群(铁船山组)、西乡群和耀岭河群变玄武岩均被确定有来自地幔热柱源区岩浆的参

加。这些信息表明,地幔热柱活动北早南晚,有随时间自北而南推移的趋势。地幔热柱活动是造成秦岭岩石圈多次破裂产生洋域的热动力因素。地幔热柱随时间自北而南的推移,首先导致新元古代商-丹洋盆的形成及该区新元古代至早古生代迭次的洋陆相互作用,而后造成晚古生代勉-略洋盆在南秦岭和扬子陆块北缘之间发展形成,使南秦岭成为一个独立活动的微板块。随着时间推移,扬子板块最北缘依次裂解出微板块,然后一一拼接于华北板块,这就构成了秦岭复合造山带的重要动力学特征。⑤

参考文献：

①威尔逊旋回定义：百度百科 ttp://baike.http://www.wodefanwen.com//view/696723.htm ②威尔逊旋回各阶段图标：马宗晋等，2003

③大陆边缘定义：百度百科http://baike.http://www.wodefanwen.com//view/175591.htm

④夏林圻,夏祖春,徐学义.南秦岭中-晚元古代火山岩性质与前寒武纪大陆裂解.中国科学,1996,26(3):237～243

⑤张宗清,张国伟,付国民,等.秦岭变质地层年龄及其构造意义.中国学,1996,26(3):216～222.

⑥黄邦强,张曹文,金以钟,2010,大地构造学基础及中国区域构造概要,成都理工大学出版社

⑦杨国清 1990 构造地球化学 广西师范大学出版社

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/31rh.html