二、老构造运动的证据
发生在几百万、几千万以至若干亿年前的构造运动所造成的地貌形态,几乎都为后期的地质作用所破坏,因此不能使用研究新构造或现代构造运动的方法进行研究。但是,构造运动的每一进程却留下可靠的地质记录。故根据地层的岩相特征、厚度、接触关系以及构造变形等,便能从中找到构造运动的信息,重塑地壳构造的发展历程。
(一)地层厚度
在一定时间内在一定沉积区可以形成一定厚度的地层。对岩层厚度进行分析,可在很大程度上得出升降幅度的定量结论。现以浅海沉积而论,浅海深度通常只有200m左右,但从许多地方的地层剖面看,地层厚度可以达到几千到几万米。如在天津蓟县、河北兴隆一带的中、上元古界(旧称震旦亚界)厚度近10000m。如何解释在几百米深的浅海中堆积了上千上万米厚的地层呢?假如海底稳定不动,则沉积物的厚度不会超过海水深度;假如海底不断上升,则沉积物的厚度不会大于海水的深度;如果海底边下沉边接受沉积,且沉积速度、沉积幅度与海底的下降速度、幅度相适应,则沉积物必然越来越厚,但却始终保持浅海环境。又如中国中生代地层,许多是在大陆盆地中沉积的,其厚度也常达六七千米,肯定也是盆地边下沉、边堆积形成的。由此可以得出这样解释,即沉积物的厚度并不决定于沉积时海水的深度或盆地的深度,而主要决定于地壳下降的幅度。由于构造运动常常交替进行,下降运动引起相应的沉积,而上升运动则引起沉积中断或沉积物的剥蚀,所以在一定时间内形成的岩层总厚度乃是升降幅度的代数和,在一定程度上代表该地区下降的总幅度。如果在一定地区范围内进行地层厚度对比,即可了解当时下降幅度及古地理基本情况。
(二)岩相分析
在一定沉积环境中,比方是海还是陆,是浅海还是较深的海,气候条件是干燥还是湿润、是炎热还是寒凉,生物情况如何,等等,必然要反映在沉积物上使之具有一定的特征,例如沉积物的矿物成分、颜色、颗粒粗细、结构构造、生物化石种类等。人们把反映沉积环境的沉积岩岩性和生物群的综合特征,称为岩相。岩相是岩层形成环境的物质表现,一旦沉积环境发生变化,沉积物的岩性和生物特征也即随之变化。
岩相一般可以分为海相、陆相和海陆过渡相(如入海处的三角洲相)三类。其中每类又可细分成若干种相。如海相可分为滨海相、浅海相、半深海相、深海相等;陆相可分为坡积、冲积、洪积、湖泊、沼泽、冰川、风成等相。
岩相是随着时间的发展和空间条件的改变而变化的。在同一时间的不同地点,或在同一地点的不同时间,岩相常有不同。同一岩层的横向(水平方向)岩相变化,反映在同一时期但不同地区的沉积环境的差异。同一岩层的纵向(垂直层面方向)岩相变化,反映同一地区不同时期的沉积环境的改变,而这种改变常常是构造运动的结果。
比如,当地壳下降时,陆地面积缩小,而海洋面积扩大,也就是海水逐渐侵入大陆。这时所形成的地层,从垂直剖面来看,自下而上沉积物的颗粒由粗变细;同时,新岩层分布面积大于老岩层,形成所谓“超覆”现象。通常把具有这种特征的地层称为“海侵层位”。
当地壳上升时,陆地面积扩大,而海洋面积缩小,也就是海水逐渐退出大陆。这时所形成的地层,从垂直剖面上看,自下而上沉积物的颗粒由细变粗;同时,新岩层的面积小于老岩层,形成所谓“退覆”现象。通常把具有这种特征的地层称为“海退层位”。在同一地层剖面上有时可以看到海侵层位和海退层位交替变化,即沉积物颗粒由粗变细,又由细变粗,呈现有节奏的、有韵律的变化,表明该区地壳曾经经历了由下降到上升的过程,称为一个沉积旋回。大多数情况,海侵层位厚度较大,保存较好;而海退层位则相反,厚度较小,不易完全保存,有时甚至缺失,出现沉积间断。在地层剖面中可以见到4套海侵层位,而缺失海退层位,说明缓慢的下降运动常为迅速的上升运动所代替,海底上升到海面以上,自然只有剥蚀,而无沉积作用了。也可以看到几次沉积旋回,但海退层位保存得较好,未见有侵蚀面介于地层之间,表明该区多次由下降转为上升,但海底始终未升出海面,遭受侵蚀。自然环境变化多端,反映在岩相上也极复杂。每一沉积旋回中可以包括若干次一级旋回或更次一级旋回。
本文标题:构造运动的证据(2)
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