构造运动的基本特征与表现 (构造运动与构造变动的区别)

(一)构造运动

构造运动又称地壳运动。地壳运动亦表示地壳变形的作用,隆起、沉降、褶皱作用、断裂作用都是地壳运动。

地壳运动主要是由于地球内部动力引起的地壳变形、变位,那是地壳机械运动的产物。这是狭义的地壳运动。

地壳物质运动的形式不只是指地理景观的变化以及地壳的机械变形方面,而且还应该包括在地壳一切物理,化学形式的物质运动,如地热流,地电流,地磁流的变化,岩浆的形成、分异、运移,变质作用中各元素的化合、分解等等。这就是广义的地壳运动。

(二)构造运动类型

1.垂直运动和水平运动

根据构造运动方向,可分为:

垂直运动

水平运动

垂直运动是指地壳垂直于地表方向,即沿地球半径方向的移位运动。这种运动往往引起海水的进退,沉积地层在剖面表现为岩性、岩相、厚度的变化。

水平运动是指地壳平行于地表方向,即沿地球切线方向发生位移的运动。水平方向的地壳运动经常使岩层发生褶皱、逆冲断层、逆掩断层和平移断层。

垂直运动和水平运动是对立的统一,一般都不否认两者是能够互相转化的。垂直运动总会引起一些与之有密切联系的派生的水平运动;水平运动也会导致次生的垂直运动的出现。

问题是地壳运动以哪种运动为主导,哪种应力是基本的动力。引起地壳岩石变形的动力是垂直应力为主,还是以水平应力为主?地壳构造运动的方向是以垂直运动为主导、还是以水平运动为主导?这是中外构造地质学界长期争论的基本问题之一。

垂直运动的立论依据:采用岩相厚度分析方法,按照地质年代的先后程序,对地壳沉积岩层进行的历史的分析,研究构造运动的时间、强度、幅度和方向。这种方法对于了解各区地壳运动历史,地壳沉降幅度和堆积速度,以及隆起与塌陷、海进与海退等古地理的演变规律,无疑是有意义的。

一百多年来,许多学者用这种方*论法**述了大陆地区的地质构造发展历史,并形成了一套学术思想体系,在大地构造研究中起了重要的历史作用。

思想方法的局限性:

沉积岩相和厚度只能表现海陆相对垂直运动的总和,而对重力方向以外的运动方式就不能得到充分的反映;

轻视岩层形变的研究,不注意从地壳的结构和岩石变形的观点去研究地壳构造,强调从地壳的建造形成和发展方面去描述区域地质构造;

注重地壳表面的沉积作用和构造作用,比较忽视地球内部物质运动在地壳构造运动中的主导地位,就只能把地壳运动描述为时升时降,不断重复的机械过程。在解释地壳演化和构造发展上不可避免地陷于固定论的观点。

垂直位移比水平位移易于识别和测定。

新近纪以来,喜马拉雅山被抬高达10000m之多,目前还在以每年0.33一1.87m的速度在增高。

太平洋底平顶海山覆盖的1500-3000m厚的珊瑚礁.表明晚近时期大洋洋底相对于海面有过大幅度的沉陷。

地史上频繁发生的海陆变迁,陆地上常出现的断块(地垒、地堑)与盆地构造,容易被看作是地完垂直运动的产物。

相反,地壳的水平位移相当难以识别和测定。在很长的一段时间里,许多地质学者低估了地壳水平运动的重要性,只是在取得大量精确的大地测量资料和地球物理资料,特别是五十年代以来古地磁研究获得巨大进展之后才被广泛承认的。

2.造陆运动和造山运动

根据构造变形的强度以及地貌景观的特征,可以把构造运动分为造陆运动和造山运动。

造陆运动(Epeirogenesis) 指地壳上广阔地区如平原、高原、浅海盆地,总体的垂直升降运动。

·这种运动影响范围很广,幅度不大,进行速度缓慢,内部相差异分化较小。

·造陆运动常引起大规模的海水进退和海陆变迁,但岩层变形极为微弱。

与造山运动相比,造陆运动较和缓,代表地壳上相对稳定的地壳运动类型。我们把造陆运动、垂直运动、升降运动和振荡运动作为近义词和同义词。

造山运动(Orogenesis)出现在地壳上狭长的活动地带。如大陆边缘的地槽,在地槽发展的褶皱阶段中,由于水平的挤压作用,地壳在短期内急剧压缩,从而引起岩层的强烈变形,形成复杂的线形褶皱以及大型逆掩断层,冲断层,同时通常还伴随有深成岩浆活动和变质作用,最后隆起成山,成为造山带或褶皱。造山运动代表了地壳上相对活动的地壳运动类型。

(三)褶皱幕(folded Phase)

褶皱幕又称造山幕,是根据两套地层之间的角度不整合关系建立起来的。

角度不整合怎样形成的呢?

褶皱幕实际上是地壳在相对短期内发生的一次造山运动,在构造上表现为岩层的褶皱和断裂,地层间以角度不整合为标志。施蒂勒称之为岩石变形的插曲变化。

尹赞勋等(1978)认为,建立褶皱幕必须具备四项必要的条件:

1.出现在地槽或其它的活动带。

2. 岩层间为角度不整合,而不是平行不整合(假整合)、地理不整合。

3. 在地槽或活动带中有相当广阔的范围,不是局部地区的。

4. 有确定的时间间隔。

对于已经确立的褶皱幕,一般都冠以地理名称,成为构造上的专用名称。地名通常采用最早发现那个角度不整合的地点,它可以是山名,可以是村、县、省等地名。

在我国常见的褶皱幕名称如五台运动、吕梁运动、晋宁运动、广西运动、印支运动、燕山运动等。对于褶皱幕除了要注意它出现的地区范围以外,还必须十分注重它所代表的造山运动的时间以及运动的性质和强度。

对地壳构造在认识上的一次飞跃:区域地层研究——岩层之间角度不整合——构造运动——造山运动——地槽活动带发展的必然结果。

施蒂勒的研究:对德国每一个所见的角度不整合都给以专门名称,建立起若干褶皱幕。以后又查阅了欧洲和南美洲的文献资料,把褶皱幕按时间出现的先后顺序排列,编成了一张褶皱幕年代表,表中划分出五个主要造山期,加里东期、海西期和老、中、新阿尔卑斯期,每个主要造山期又进一步分出许多褶皱幕,用以代表地球历史上时限清楚而又短促的造山运动。

施蒂勒还对每个褶皱幕的分布范围、造山运动强度和构造类型进行了分析对比,得出了造山运动在时间上和空间上分布规律的重要论断。

造山作用的时间定律

造山形式的同时性法则

造山形式的统一性法则

造山的上升运动法则

造山力一元性法则

造山运动的有条件法则。

但是在若干问题上存在严重的分歧,成为构造地质学界中长期争论的问题。这些争论一直延续到现在。主要有两个问题:

褶皱幕的全球性和同时性问题,也就是造山运动在世界各地是同时发生的呢,还是非同时发生的?

一个褶皱幕的延续时间问题,也就是造山运动是长期的缓馒发展的呢,还是在短期内快速进行的?

·现在的认识:

褶皱幕在时间上和空间上的分布很不均一,一个褶皱幕通常局限于一个地槽或一个地向斜的某一部分,而在其它部分则没有出现;

·同时发生的造山运动,在一个地槽或一个地向斜的不同部分,也经常具有不同的强度;

·一个褶皱幕,从山脉一端到另一端,往往由于造山运动的迁移性和穿时性,表现出时间上的差别。

如果把相隔距离很远的地槽作比较,那么褶皱幕在时间上会显得更不一致。因此要找到时间上很精确的地球褶皱幕年代表几乎是不可能的。

在研究褶皱幕时必须十分注重造山运动的规模和强度,分清主要的褶皱幕和次要的褶皱幕,主要褶皱幕有普遍意义,次要褶皱幕只有局部意义。

地壳构造相对简单的地区内,其褶皱幕同时性要强些;地壳构造相对复杂的地区内,其褶皱幕同时性要差些。

李四光(1962)也指出,作为地球表层的组成部分是一个整体,当它的一部分发生了大规模强烈运动的时候,很难想象其他部分不受影响。但定时性规律并不是那样严格,我们对它只能在广泛的意义上加以接受。

(四)构造旋回

通过对世界上某些褶皱带内岩层之间角度不整合的分析研究,发现褶皱幕在时间上的出现不是杂乱分散的,而是相对集中地出现在某些不太长的地质时期内,这些时期称为褶皱期,也称造山期。

在褶皱期以外的其他时间内,虽然也有褶皱幕存在,但是与褶皱期相比,数量是比较少,强度也比较弱。

褶皱幕在时间上的出现,表现出周期性和阶段性的特点,地壳运动有比较长期的相对宁静的时期,以及比较短期的相对活动的时期。前者就是造陆运动或升降运动,代表地壳构造发展中平静的演变期;后者就是造山运动或褶皱运动,代表地壳构造发展中急剧的变革期。它们在时间上交替出现,在地质历史上表现出地壳构造不断发展和发展阶段性的特点。

一般来说,从一个平静期开始到一个褶皱期结束称为一个构造旋回。

地质历史中可以分出好多个构造旋回,每个构造旋回又各有其特点,它们在地壳上的运动范围、活动强度和活动形式并不都相同。对一个地区来说,可能只出现其中一个构造旋回,也可出现两个或更多的构造旋回,但它们的活动强度、活动形式不同,通常可以在深入研究之后区别出主要的构造旋回和次要的构造旋回。

施蒂勒(1940)根据一个地槽发展顺序的思想,提出构造旋回新概念。他把一个地槽从发生到最后因造山作用转化为褶皱带的全过程称为一个构造旋回,也称 (大地构造旋回。他认为大地构造事件的阶段顺序是:地槽阶段,造山作用阶段,克拉通阶段。经过造山运动,地壳上的活动带转变为稳定地区,地壳构造发生了急剧的变革。