(一)地台的基本概念
一般认为地台(Platform)是地壳上相对稳定的构造单位。
·地台最重要的特点是具双层结构,下层称基底,上层称盖层,两者之间为不整合面分开。
·地台上沉积盖层比较薄,岩相变化不大,多为稳定类型的沉积,构造变动轻微,岩层产状平缓,地壳运动主要表现为大面积的缓慢的升降运动。 岩浆活动较微弱,岩石很少受到区城变质作用。
与沉积盖层相反,结晶基底常为巨厚的变质沉积岩系和火山岩系组成,构造也往往比较复杂,混合岩化、花岗岩化相当普通。
基底岩系的上述特点,表明它形成时曾褶皱上升并经过侵蚀夷平,其上发育起沉积盖层。换句话说,地台是由地槽演变而来的,地槽由于褶皱作用而失去活动性,转化为相对稳定的地台。
由于地槽褶皱期不同,因此,地台的形成时间也是有差别的。依据褶皱基底的形态时代,可把地台划分为古地台和年青地台。
·古地台通常就称地台,或称大陆克拉通,基底由前寒武系组成,地台基底固结程度比较高。
·年青地台或新地台,基底褶皱形成于显生宙。
根据褶皱时代不同,进一步分为:褶皱基底在早古生代形成的后加里东地台,褶皱基底形成于晚古生代的后海西(华力西)地台。大地构造学中所提及的地台指的都是古地台。
古生代以后褶皱封闭的地槽,长期处于隆起状态,沉积盖层发育不完整,褶皱基底广泛裸露,一般都称之为褶皱带和褶皱系。只有基底且基底裸露的大面积地区称为地盾,如我国的鲁东地盾,北美加拿大与美国的北美地盾。
地台是大陆地壳上主要的构造类型,相对地槽而言,是地壳上稳定的构造单位,反映在形态、地貌、结构、沉积特征、构造形态、岩浆活动、变质作用和成矿特点等方面。
1.地台一般具面状展布的几何形态,多呈不规则圆形、菱形、多边形等外形。与地槽那种长条形的形态不同。其大小自数十万平方公里至数百万平方公里。世界上最大的非洲地台面积达二千万平方公里。
2.世界上主要的地台,在地形上大多形成平原(如西伯利亚地台、俄罗斯地台、北美地台)和高原(如非洲地台、澳大利亚地台),地台整体高程比较一致,内部起伏较小,相对高差不大,地台没入海洋的部分往往也出现大陆架和海湾。
总之,地台的地形多反映出老年期的地貌的特征。中国的华北地台和扬子地台,其地形较为复杂,平原与高原往往交替出现,在四周还常见较高的山脉。
3.地台结构的显著特点是其双层结构。下构造层为基底岩系,由经过褶皱和变质的前寒武系组成,上构造层称盖层,由显生宙岩系组成,以沉积较薄,构造变形微弱和岩石未变质为特点,其间为角度不整合所分。
4.地台盖层的沉积建造是在相对稳定的构造环境中形成的,因此,它具有下列特征:
1)岩性以砂质、泥质和碳酸盐岩为主,海相沉积物居多,也有部分陆相沉积,或出现海陆交互相。具有地台特征的沉积建造有:石英砂岩建造,铝土铁质建造,石灰岩建造,石膏白云岩建造,含煤建造,红色碎屑岩建造等。
2)组成地台沉积建造的岩性,一般比较单一,结构也较均匀,在剖面上或是平面上变化不大,在广阔的范围内比较稳定,建造和岩相通常不呈带状分布。
3)沉积建造的厚度较小,且各地差别不显著。
4)沉积岩层之间多为整合或平行不整合接触。
最主要的沉积建造特征如下:
a.石英砂岩建造:是地台上常见的沉积建造,石英砂岩矿物成分单一,极大部分是由石英颗粒组成,分选好,磨圆高。只有少量长石(不超过5%),极少的重矿物(小于1%),有些海相石英砂岩含海绿石。岩石显然是经过长时间的风化、搬运、沉积形成的。
b.铝土—铁质建造:多出现在海侵岩系的底部,与长期风化侵蚀面的形成有重要联系。建造多由砂质粘土沉积和与之共生的铝土岩,铁质岩,耐火粘土等沉积组成。
一般认为,这一类建造的形成,除了稳定的构造环境外,还与大陆平原地形及湿热气候条件有关,我国华北地区上石炭统底部岩层是这类建造的典型实例。
c.石灰岩建造:是地台型沉积建造中广泛分布的一种,主要是由石灰岩或白云岩化的石灰岩组成,成分纯净是其重要特点。石灰岩大多颜色较浅,常见为浅灰白,浅黄色,而暗色的石灰岩在地台中较少见到。石灰岩中有时有泥质混入物或页岩薄层夹层。灰岩在剖面上较稳定。
我国华北地区广布的马家沟灰岩是一例。
d. 石膏—白云岩建造:白云岩是其中主要成分,有时也可见到石膏—白云岩建造的形成。
e.含煤建造:含煤建造往往沿近海地区或古河流地区沿伸,也可出现在海陆交互相岩系中,由陆相砂岩、页岩和海泥灰岩、泥岩组成。煤层通常厚度不大,层数较少,煤层单层厚度一般只有2—4m,很少起过10m,但空间分布面积很大。
f.红色碎屑岩建造:多为内陆河湖相沉积,以红色、杂色的砂岩、页岩为主,盆地边缘可出现一些砾岩。这类建造多见于地台的隆起阶段的陆相盆地中。
5.地台发展阶段的岩浆活动与地槽相比,无论在规模上,活动方式上和岩性上都有明显的差别。典型的地台岩浆活动较微弱,一般出现两种类型,一类是浅成的小型侵入体,一类是大片的玄武岩流,其活动与断裂活动密切相关,岩性上多以碱性岩为特征。
印度地台、西伯利亚地台都有大量的玄武岩分布。华北地台的隆起可见碱性侵入岩。更长环斑花岗岩是地台上特有的岩石,其主要特点是长石集合体特别巨大,长石成分从晶体内部向外部发生变异,形成于比较稳定的构造环境,有利于侵入岩浆的晶体缓慢生长,形成环状构造。
6.地台盖层构造变形一般比较微弱,典型的地台型的褶皱构造比较平缓开阔,常常出现各种断续性的褶皱。如穹隆、长垣、短轴背斜和构造盆地等。这些褶皱的特点是:
·成孤立的褶曲分布于近于水平产状的岩层之间,即背斜两则未必有同等发育的向斜存在;
·褶皱缺乏长条形定向延伸的性质,有时很难出现褶皱之间在走向上存在着直接联系;
·组成褶皱的岩层缺乏水平定向的特性。
地台上的断裂变动一般也不强烈,且多为高角度的正断层,主要发育在地台上的隆起区。在穹隆上断裂多呈环状或放射状分布。
在长垣和短轴背斜上,断裂与褶皱轴向可成平行,垂直或斜交等多种形式出现。并具不同的性质。
埃尔克盆地背斜中的横向正断层 (据Bartrarn,1929)
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