基本介紹
- 中文名：構造階段
- 外文名：Construction phase
- 釋義：地殼構造發展的階段
- 所屬：地質發展
- 依據：構造格局和古地理輪廓
- 標準：構造運動期
簡史,劃分,陸核形成,地台形成,聯合古陸形成,聯合古陸解體,展望,其他,加里東運動和加里東構造階段,海洋占優勢的時代,世界古地理格局及其演變,早古生代氣候,
簡史
構造階段的概念起源於人們對地質歷史上造山運動和造山期的認識。長期以來，人們認識到構造運動及其引起的構造變形具有短期的和突發的性質。因此，可以利用構造運動期或造山期將地質歷史分為不同的階段。現代地質思想的發展和全球構造的研究，賦予構造階段以更豐富的涵義。①地質構造發展的歷史不是均一的和漸變的，而是有節奏的和突變的。構造發展過程可以按地內因素和地外因素共同制約、大致在全球同時發生的變革期劃分為不同的階段。②每個構造階段自身都具有相對穩定的特徵，而發展的全過程又具有不重複的和前進的特徵。構造階段的劃分所依據的事實和現象是多方面的。主要的依據是地殼的總體特徵，如地殼厚度和地溫梯度，大陸地殼和大洋地殼的形成、分布格局及其變化。包括每種地質作用及其產物，如構造運動和構造變形，沉積作用、岩漿活動和變質作用等。地質歷史上的重要事件和現象都是獨特的和不重複的。例如太古宙末大規模的陸殼形成是不會再現的，中生代後大規模的洋殼俯衝和全球性張裂體系的形成也是前所未有的。因此，構造階段比構造旋迴更能較全面和準確地表達對地殼發展的理解和認識。
構造階段的劃分和名詞體系與地槽旋迴和造山運動幕緊密聯繫。構造旋迴的概念首先由美國T.C.張伯倫於1909年提出，德國W.H.施蒂勒於1935年加以發展，把構造岩漿旋迴與地槽發展的概念統一起來，得到長期的遵循和使用。蘇聯學者相信地槽的發展對相鄰的地台區有重要影響，所以以地槽旋迴劃分地史階段得到廣泛的認可。施蒂勒的 3級劃分體系，即巨旋迴（原地巨旋迴和新地巨旋迴）、構造期（阿申特、加里東等期）和構造幕，具有廣泛的影響。美國A.W.葛利普（1936）、德國S.von布勃諾夫(1951)和荷蘭 J.H.F.烏姆格羅夫(1947)在更廣泛的基礎上，用旋迴和周期概念對地質歷史作出了解釋,也含有階段劃分的意義。自從板塊理論出現,地槽旋迴的概念為威爾遜旋迴所代替。威爾遜旋迴構想一個大陸開始張裂，繼續分離為兩個大陸，中間出現洋盆，其後大陸會聚，洋盆消失，旋迴結束。這是一個很長的過程。
劃分
根據構造階段的內涵及其事實和現象,構造階段可劃分為3級。第一級為構造大階段。其劃分依據主要是全球性地殼（或岩石圈）的構造狀態及其密切相關的圈層（水圈、氣圈、生物圈）性質和成分的變化，以及大陸地殼在地表分布格局的重要變化。這些變化對構造運動、沉積作用、岩漿活動和生物區系有影響。這些發展變化，主要是方向性和前進性的，不具有旋迴的特徵。第二級為構造階段。如加里東階段、印支階段等。構造階段的時限與地槽旋迴相近，構造階段的結束，在古地理方面的表現是大區性的以至全球性的海平面降低和海退，因而導致生物界的大量滅絕；廣泛分布的地質事件（包括岩漿活動和變質作用等）的集中發生和同位素年齡的峰值出現。雖然各大陸之間會有明顯的差異，但從整體和統計的角度看，仍然可以認識階段結束的普遍特徵。所以，構造階段的劃分是一種全球性的現象。第三級為構造運動或造山運動期。它標誌著構造變形集中和強化的時期，形成帶狀分布的強烈構造變形和岩層變質，形成廣布的地層不整合。造山運動期是地區性的，它可以起源於大陸邊緣的洋殼俯衝和島弧疊接，也可以起源於大陸地塊的相互碰撞和擠壓。許多學者都已指出施蒂勒構想的造山運動期的全球一致性和同時性是不存在的。各大階段的命名以階段結束時的特徵為準。4大階段的劃分如下：
陸核形成
時限為38億年前至28億年前。陸核是較大規模的、穩定成熟的大陸地殼塊體。標準是其上可承荷巨厚的沉積和火山岩屑體，沉積物中包含成熟的花崗質岩屑。在各個大陸上，陸核形成的時期不全相同，主要形成期約在28億年前，約相當於中國華北阜平群的變質固結期。
地台形成
時限為28億年前至 8億年前。這個大階段可以分成兩大時期。從28億年前至18億年前，即從太古宙後期到古元古代末，是原始穩定地台的形成期，大氣、水體的組分、沉積的性質和生命的類型都有重要改變。末期的構造運動與中國華北原地台的形成（呂梁運動）相當，在世界各地有廣泛的可比性，可以稱為原地台形成階段。
18億年前至8億年前,即中、新元古代(不含震旦紀)，穩定地台最終形成。震旦系及其相當岩系在全球各大陸地台區，幾乎無例外地形成蓋層沉積。從生物演化和沉積特徵看，大氣和水體已處於相對富氧狀態（大氣氧含量大於10%）。很可能大陸地台區的規模已與現代相近。這一時期的主要構造特徵是大陸地台已臻穩定，內部和邊緣都發育固結基底上的裂陷槽（奧拉谷）。中、新元古代的裂陷槽見於中國的華北和塔里木，也廣泛發現於西伯利亞、東歐、北美和澳大利亞。相反，除少數地區外，大陸邊緣很少見到俯衝和擠壓變形，說明這一時期拉伸應力場占主要地位。到8億年前,大陸地台普遍地進一步固結定型，可稱地台形成階段。
在8億年以前的地質時期,地殼構造發展的總趨勢是以大陸地殼不斷形成和固結為主。關於 8億年前由古地台和淺海與海洋間的分布格局，我們還無法予以全面的再造。
聯合古陸形成
時限為8億年前至2.1億年前。這個大階段包括加里東階段、海西（華力西）階段和印支階段，有時合稱海西-印支階段。最後在二疊-三疊紀形成了勞亞古陸和岡瓦納古陸相互連線的聯合古陸。在這個時期，各個大陸地台及相鄰地塊都經過大幅度的位移和旋轉,但它們的整體輪廓並未發生重要變化。自8億年以來，大陸地殼的總量可能沒有發生大的變化，主要的過程是陸殼、洋殼同上地幔之間的部分再循環。從構造發展說，似乎是大陸邊緣部分經過破碎、移離，形成島弧和邊緣海，然後經過俯衝和疊接，重新與母體大陸拼合，構成不同時期的褶皺帶。這個過程實際上就是傳統的大陸邊緣式地槽的旋迴過程，至少從新元古代就已經開始。根據當前的認識，可以認為在這個大階段，各個大陸大體上是作為一個整體在地表移動。
加里東階段包括震旦紀和早古生代。加里東地槽的範圍包括西北歐，代表早古生代東歐地台的西北大陸邊緣。志留紀末，古大西洋逐漸變狹,向東歐大陸俯衝,形成加里東褶皺帶，最後古大西洋消失。這種大陸邊緣式地槽,如北美的阿帕拉欽北段,俄羅斯薩萊伊爾-薩彥,中國的東秦嶺等，大致有相似的經歷，在古生代末形成加里東山系，志留紀末，泥盆紀初成為地史上最大海退期之一。
海西階段又稱華力西階段，包括晚古生代。海西地槽的典型地區是中西歐，向東經東歐地台南緣可能與烏拉爾地槽相連。中亞天山、興安、蒙古和北美阿帕拉欽南段，澳大利亞東緣塔斯馬尼亞地槽代表當時的大陸邊緣地槽，褶皺上升後形成廣布的海西山系。二疊紀中期以後，北半球各大陸地塊逐漸聯結成為勞亞大陸。海西階段自泥盆紀起至二疊紀中，印支階段自二疊紀中至三疊紀末。印支階段的典型地區是印支半島東北部山系。由於在亞洲及相鄰地區，北亞古大陸同中國的華北、揚子以及印支古陸的聚合拼接直到晚三疊世才最後完成，當時的造山運動和形成的褶皺區範圍很廣，同時海西階段同印支階段的界限又不易劃分,兩者時限又都不長,可以使用海西- 印支構造階段之名（見中國地殼構造發展階段）。
聯合古陸解體
時限為 2.1億年前至今。從三疊紀以後，位於南極周圍的岡瓦納超級大陸逐步分裂為幾個古陸。它們相互離散的結果，一方面使大西洋和印度洋不斷開啟，大西洋的中間洋脊和太平洋東部的海嶺以及印度洋中的張裂帶構成全球性的洋盆張裂體系；另一方面古地中海或特提斯洋盆因受擠壓，不斷縮小，最後導致印度和非洲地塊與歐亞大陸聯接碰撞，形成阿爾卑斯- 喜馬拉雅山系。太平洋盆的周緣則發生普遍的洋殼向陸殼下的俯衝，形成環太平洋弧盆海溝體系。全球性的洋底張裂體系和古地中海- 環太平洋擠壓造山體系共同構成了地球表面的主要構造格局。
歐美使用海西階段和阿爾卑斯階段，界限定在二疊紀末。阿爾卑斯階段包括中生代和新生代,時限約為2.45億年，典型地區是阿爾卑斯山系，又可分老阿爾卑斯和新阿爾卑斯兩個階段。早期以中生代為主，亞洲則稱太平洋階段（燕山階段）,晚期是狹義的阿爾卑斯階段,亞洲稱喜馬拉雅階段。
在老阿爾卑斯階段,從中生代三疊紀以後,大陸邊緣地槽主要構成兩個體系，一個是介於勞亞大陸和岡瓦納大陸之間的特提斯洋體系，另一個是環太平洋體系。從侏羅紀起，特提斯洋隨著岡瓦納大陸的解體漂移而逐漸變狹，太平洋周圍也因向大陸俯衝而形成複雜的活動大陸邊緣。
展望
構造階段的概念是從地質歷史上的造山運動分期產生的。實際上，當前構造階段的概念包括了岩石圈的發展演化以及岩石圈、生物圈和水圈之間的相互作用，表現在構造運動、沉積作用、岩漿活動和生物演化各個方面。這幾個方面的階段劃分不是完全一致的,但它們都受到地球因素和地外因素的制約,它們是地球各圈層本身的發展演化，同太陽系、銀河系某些周期性變化所施加的影響的共同結果。在這個意義上說，構造階段大體上就是地球歷史發展的自然階段。因此，研究構造和其他地質現象時，應當隨時聯繫到地內的殼、幔關係，聯繫到與其他圈層的相互關係，探討其發展前進過程中的突發事件，作為劃分階段的內部依據。同時，也應當聯繫太陽系、銀河系本身發展的周期性變化及其對地球的影響,作為劃分階段的外部因素依據。這樣,就有可能較全面地了解和闡明地殼以及地球整體發展變化的歷史過程。
其他
②分原地台（18億年前）和地台
(8億年前)兩個階段。從太古宙晚期到古元古代末，地殼的幾個圈層都經歷了重要的變化。在華北區，太古宙末期的五台群及同期的綠岩帶的發育及其後的五台期造山活動使各陸核之間初步連線。在這個尚未穩定的基礎上發育了以古元古界滹沱群為代表的原裂陷槽。滹沱群及同期地層的褶皺變質形成條帶狀的磨拉石造山沉積，並使整個華北區固結成一相對穩定的整體。這就是呂梁運動和華北原地台的形成。類似的過程見於塔里木的北緣，形成包括古元古界在內的穩定基底。揚子地台西南部在古元古代主要是島弧向西擴展使地塊增生的過程，但也有原裂陷槽的發育。
③聯合古陸形成於震旦紀至三疊紀，由加里東、海西和印支3個階段組成,但實際上海西階段與印支階段在中國、在亞洲不易區分。陸核形成、地台形成兩大階段是地表大陸地殼不斷增長的過程，但從穩定地台形成之後，各大陸塊各自作為一個整體在地表上發生相對位移和相互分合，而大陸地殼的總量可能並無大的變化。演變發展的主要過程包括了大陸邊緣的破碎、移離,邊緣海和島弧的出現,島弧外側的洋殼俯衝和邊緣海的封閉等，可稱為大陸邊緣的複雜化過程。這個過程在中國範圍內有較好的體現。
④聯合古陸解體於印支運動期之後。此時，中國和亞洲的主要部分已全部固結。中國境內的主要經歷一是青藏地區的一些地塊不斷北移到位，最後形成青藏高原；二是陸內碰撞和擠壓形成大規模的逆掩推覆和不同類型的擠壓盆地；三是西太平洋邊緣海－島弧體系形成沿海的一些地體拼貼和陸上的張裂型盆地。
在中國範圍內，既有保存較好的古老的陸核，又有最新地質時期才褶皺抬升的巨大山系和高原；既有長期穩定發展的古老地台區，又有在地質晚期才逐步拼貼的地體形成的造山帶。它們之間有消失了的洋殼海盆，也有經過分裂移離和（或）大規模擠壓、碰撞、疊覆的大陸地殼塊體。這些構造過程留下了豐富的記錄。對中國地質構造的研究，將為全球構造的研究作出重要的貢獻。
加里東構造階段世界古地理輪廓及地史特徵
加里東運動和加里東構造階段
早古生代初期的大地構造輪廓和震旦紀很相似。後來發生了具有世界影響的構造運動，引起了世界海陸形勢的調整和變化，這就是加里東運動。從廣義講，發生在早古生代的構造運動稱加里東運動；但狹義的加里東運動，則指志留紀後期的構造運動。早古生代這一時期，稱為加里東構造階段。從板塊構造理論講，基本上不提構造階段，但可以理解為這一時期確實發生了某些板塊碰撞事件，引起海陸格局的變化。
海洋占優勢的時代
世界古地理格局及其演變
早古生代海陸分布形勢，已經恢復出來的有各種不同模式。古生代初期，全球計有北美（相當槽台說的地塊、地台，下同）、俄羅斯（歐洲）、西伯利亞、哈薩克斯坦、塔里木、華北（中朝）、華南（揚子）等古陸，以及包括南美、非洲、印度、南極洲、澳大利亞的岡瓦納古陸。岡瓦納古陸當時處於南半球高緯度地區，北半球各古陸則位於中、低緯度地區，特別是低緯度地區。介於北美和俄羅斯古陸之間是一片海洋，稱古大西洋。俄羅斯與西伯利亞古陸之間是古烏拉爾海。西伯利亞古陸與華北古陸、塔里木古陸之間是古北亞海，包括祁連海。華北古陸與華南古陸之間是秦嶺海。又如北美古陸、揚子古陸、澳洲古陸的外側為古太平洋（分別相當於阿巴拉契亞地槽、華夏活動帶、塔斯馬尼亞地槽）。北方各古陸和岡瓦納古陸之間是東西橫亘的古特提斯海（又稱古地中海）。上述各古陸相當槽台說的地台，或相當板塊說的板塊。
志留紀末期，古大西洋逐漸變窄，北美板塊向歐洲板塊俯衝，形成加里東褶皺帶，相當西北歐及英國一帶，從而使北美板塊與歐洲板塊對接，初步形成勞亞大陸（又稱勞亞古陸或北方大陸Laurasia），並導致古大西洋關閉。中國的祁連海，在志留紀末期，也封閉消失，使柴達木板塊和華北（中朝）板塊拼合在一起。此外，其他一些古海洋，如揚子板塊、澳大利亞板塊的外側以及古特提斯海等，也都遭受加里東運動不同程度的影響，導致各大陸板塊邊緣的陸殼增生。總之，志留紀末期，亦即早古生代結束時，由於北方某些板塊的拼接和增生，出現最大的海退時期（直到泥盆紀初），陸地面積擴大，陸表淺海面積縮小，這種環境的變化，必將導致生物界的重大變革，意味著一個新的時代即將到來。
早古生代氣候
寒武紀大部地區氣候比較溫暖、乾燥，如中國北部和東北南部，以及巴基斯坦等，都有紅紫色2頁岩、食鹽假晶（中國的饅頭組）、具有紫紅色氧化圈礫石的礫岩（即竹葉狀灰岩）等沉積地層；中國的西南部、伊朗、西伯利亞中部、非洲摩洛哥等有岩鹽、石膏等蒸發鹽；在世界很多地方都分布有鮞狀灰岩、白雲岩等；還有在中國長江中下游和西南、新疆中天山、黑龍江北部，西伯利亞、澳大利亞、北美洲、摩洛哥、西班牙、義大利、挪威北部、南極，都發現有古杯動物灰岩和古杯礁（古杯動物是一種海生多細胞動物，有單體、群體之分，單體形似杯狀，直徑5—20mm，高10—30mm，過去名曰古杯海綿，目前認為單獨成門，名為古杯動物門Archaeocyatha，繁盛於早寒武世，分布遍及世界各地），古杯動物生活於不低於25℃水溫的海水中。以上事實都是說明當時氣候情況的依據。
