Chapter 4 Historical tectonics
历史大地构造学
4.1 Methodology of historical tectonics
历史大地构造及其分析方法
4.2 What are a platform & geosyncline
地槽、地台的概念
4.3 Outline of plate tectonics
板块构造简介
4.4 How to reconstruct a paleoplate
古板块的恢复方法
4.5 Tectonic province,cycle & stage
大地构造分区、旋回和阶段
Concepts of Historical tectonics
通过对 地层沉积特征 和与之相关的构造 -岩浆 -变质特征及其演变的研究,
推断地层形成的大地构造 环境,性质和 演化,相应的方法称之为 历史大地构造分析方法,相应的学科称之为 历史大地构造学构造性质 /Tectonic characters
稳定 -stable,地震、火山活动少，地貌反差强度低活动 -active,地震、火山活动频繁，地貌反差强度高过渡 -transitional,介于二者之间
Tectonic theories in China
地质力学（李四光）
重力构造（马杏垣）
波浪镶嵌构造（张伯声）
地洼学说（陈国达）
断块学说（张文佑）
地槽 -地台多旋回构造学说（黄汲清）
板块构造学说 （尹赞勋,李春昱,郭令智）
历史大地构造（王鸿祯）
4.1 Methodology of historical tectonics
历史大地构造的分析方法
4.1.1 Composition,texture & morphology
地层成分、结构和体态分析
4.1.2 Thickness-facies
厚度 -相分析
4.1.3 Sedimentary association & basin
沉积组合和沉积盆地分析
Quartz
sandstone Arkose Graywacke
成分分析 -1
席状 楔状成分和体态分析 -1
成分和体态分析 -2
体态与构造性质成分分析-
2
成分分析-
3
不同大地构造性质的地层成分、结构和体态特征类型特征稳定型 次稳定型 非稳定型基质含量 基质含量最低 基质含量较高 基质含量最高石英含量 > 90% 90%_65% <65% 或 <15%
主要物质成分组合石英岩砾岩；石英砂岩；稳定组分的泥岩（如高岭石粘土岩）、可燃有机岩（如孢子煤、树皮煤）
花岗岩砾石，长石碎屑砂岩；次稳定组分的泥岩（如水云母粘土岩）、可燃有机岩杂砾岩，杂砂岩、
硬砂岩，火山碎屑岩屑砂岩，非稳定组分的泥岩、可燃有机岩微量元素分配类型规则型为主 过渡型为主 紊 乱型为主沉积旋回韵律 简单 复杂而节奏清晰沉积旋回相当复杂，从节奏明显至无节奏沉积体的几何形态固有型，有板状、
席状条带、收缩体、移位体移位体、扩张体代表 克拉通盆地裂谷盆地和张裂边缘盆地（被动边缘盆地）
洋中脊盆地、岛弧海沟盆地
4.1 Methodology of historical tectonics
历史大地构造的分析方法
4.1.1 Composition,texture & morphology
地层成分、结构和体态分析
4.1.2 Thickness-sed,facies
厚度 -相分析
4.1.3 Sedimentary association & basin
沉积组合和沉积盆地分析沉积物厚度可以反映地壳升降运动的幅度（与基盘的 下降 和物质 供给 的多少有关）
4.1.2 沉积物厚度 -相分析
Thickness-sed,facies analysis
补偿
compensation
非补偿
starvation
超补偿
Over-supply
厚度→
升降幅度→
构造性质沉积物厚度 -相分析的有关概念补偿,沉积基盘的下降速度等于沉积物的堆积速度时，水深不变，岩相不变。
非补偿,沉积基盘下降速度大，物质供应不足，水深变大，表现为海进序列。这类盆地也称饥饿盆地。
超补偿,沉积基盘下降慢，物质供应多，水体变浅，表现为海退。
4.1 Methodology of historical tectonics
历史大地构造的分析方法
4.1.1 Composition,texture & morphology
地层成分、结构和体态分析
4.1.2 Thickness-facies
厚度 -相分析
4.1.3 Analysis of sed,association & basin
沉积组合和沉积盆地分析沉积组合 (建造 )分析
Sedimentary association (formation)
概念,在一定时期内形成的、能够反映其沉积过程主要构造环境的沉积岩共生综合体概念核心,1 沉积时的构造条件
2 较长时期
3 一定的区域范围
4 综合特征 (组分 -结构 -构造等 )
构造背景分类,稳定、过渡、活动三种类型沉积组合与构造性质稳定 过渡 活动大陆游移盆地湖泊碎屑组合；内陆盆地 河湖 泥质 组合；近海盆地含煤碎屑组合近海盆地碎屑泥质组合；海陆交互相碎屑泥质组合山麓山间粗碎屑（磨拉石）组合；大陆火山喷发 — 碎屑组合海洋滨浅海碎屑岩或碳酸盐岩组合非补偿边缘海碳质、硅质组合；活动陆棚泥质碳酸盐岩组合岛弧海岩屑杂砂岩
— 火山岩组合；
半深海至深海砂泥质复理石组合；蛇绿岩组合
Flysch
复理石
Molasse
磨拉石板块背景下的部分沉积盆地分布示意图
（据 Dickinson,1974）
Chapter 4 Historical tectonics
历史大地构造学
4.1 Methodology of historical tectonics
历史大地构造及其分析方法
4.2 What are a platform & geosyncline
地槽、地台的概念
4.3 Outline of plate tectonics
板块构造简介
4.4 How to reconstruct paleoplates
古板块的恢复方法
4.5 Tectonic province,cycle & stage
大地构造分区、旋回和阶段地槽 (geosyncline):以发育巨厚海相沉积为主的 活动大地构造单元,美国学者 J,Hall (1859)
and J,D,Dana (1873),在北美的
Appalachian地区创立陆缘地槽的概念,欧洲学者 E,Suess
(1875),E,Haug (1900)在 Alps创立陆间地槽的
Appalachian
Alps
4.2 What are a geosyncline & platform
地台（ platform):具有平整沉积盖层的 稳定大地构造单元,通常由基底和盖层两部分组成，
其间为大型的角度不整合面。 奥地利学者 S,
Suess(1875) 在东欧 俄罗斯平原 创立。
地台的定义
D
S
大地构造分区图地台的双层结构地槽的分带
Chapter 4 Historical tectonics
4.1 Methodology of historical tectonics
历史大地构造及其分析方法
4.2 What are a platform & geosyncline
地槽、地台的概念
4.3 Outline of plate tectonics
板块构造简介
4.4 How to reconstruct paleoplates
古板块的恢复方法
4.5 Tectonic cycle,stage and province
大地构造分区、旋回和阶段
4.3.1 Concept and history
概念及由来
4.3.2 Plate boundary types
板块的边界类型
4.3.3 Spatial model
板块构造 (空间 )模式
4.3.4 Temporal model
Wilson 旋回 (时间 )
4.3.5 Relations between plate and platform-geosyncline
板块构造与地槽地台的关系
4.3 Outline of plate tectonics
What is
the plate
tectonics
J,Tuzo Wilson (1908-1993)
made major contributions
to the development of the
plate-tectonics theory in
the 1960s and 1970s,He
remained a dominant force
in the Canadian scientific
scene until his death,
(Photograph courtesy of
the Ontario Science
Centre.)
Who is the
ancestor of
Plate tecto.
Concept and history of plate tectonics
板块构造,地球表面是由为数不多,
大小不等的岩石圈板状体拼合而成的,这些板状体 (板块 )相对于赤道或地极可发生大规模的横向水平位移,
板块之间通常以大洋中脊、海沟、
转换断层、大陆裂谷和褶皱带等为边界,板块间的离合碰撞及其相关地质现象主要发生在板块的边缘,该思想的创导者是德国气象学家 A,
Wegener(1912,50岁殉职 ),加拿大学者 W.J.Morgan(1968)对此进行了最早和最系统的总结。
4.3.1 Concept and history
Continental crust is
sometimes called,granitic”
crust,as it is largely
composed of Si-Al materials,
It varies in thickness,from
10 km to 50km,Oceanic
crust is sometimes described
as basaltic crust,as it is
composed largely of Si-Mg
materials and formed by
basalt.
当时作为一个青年（ 32-35岁）气象学家，敢于大胆提出较系统的 大陆漂移假说 （ 得益于古气候,古生物和地质学的多学科结合 ）,曾受到他岳父的劝阻
,但通俗易懂的新颖学说立即引起学术界轰动 。
Wegener,Alfred Lothar
Confirmation of Continental Drift
World War II technology
International Geophysical Year (IGY)
1957-58
Worldwide Standardized Seismic
Network 1963-
Discovery of Sea-Floor Spreading
The Geomagnetic
Reversal Time
Scale
Where Does Ocean Crust Go?
Hugo Benioff,1954
千岛群岛
Benioff’s Interpretation
Benioff’s Interpretation Updated
Worldwide Standardized Seismic Network
What Drives It,Convection
Double
layered
convection
model in
mantle670km
How Plates Move
现代全球板块
4.3.1 Concept and history
概念及由来
4.3.2 Plate boundary types
板块的边界类型
4.3.3 Spatial model
板块构造 (空间 )模式
4.3.4 Temporal model
Wilson 旋回 (时间 )
4.3.5 Relations between plate and platform-
geosyncline
板块构造与地槽地台的关系
4.3 Outline of plate tectonics
离散型会聚型平错型板块边界分类离散型 /divergent
东非裂谷大西洋中脊会聚型 /convergent
B-type subduction/洋 -陆
A-type subduction/陆 -陆
Oceanic plate subducting
under oceanic plate/洋 -洋
B-type A-type
O-type?
平错型
4.3.1 Concept and history
概念及由来
4.3.2 Plate boundary types
板块的边界类型
4.3.3 Spatial model
板块构造 (空间 )模式
4.3.4 Temporal model
Wilson 旋回 (时间 )
4.3.5 Relations between plate and platform-
geosyncline板块构造与地槽地台的关系
4.3 Outline of plate tectonics
Island arc
Subducting plate
Active continental
margin (ACM)
Continental crust
Passive continental
margin (PCM)
Divergent plate marginSubduction belt
mid-ocean ridge
板块构造的空间模式
Passive continental margins
Plate tectonics
沟 -弧 -盆型 安第斯型
4.3.1 Concept and history
概念及由来
4.3.2 Plate boundary types
板块的边界类型
4.3.3 Spatial model
板块构造 (空间 )模式
4.3.4 Temporal model
Wilson 旋回 (时间 )
4.3.5 Relations between plate and platform-
geosyncline板块构造与地槽地台的关系
4.3 Outline of plate tectonics
威尔逊旋回
The relationship between mountain building and the opening
and closing of ocean basin is called Wilson Cycle in honor of
the Canadian Geologist J Tuzo Wilson
1 胚胎期
2 初始洋盆期
3 成熟大洋期
4 衰退大洋期
5 残余洋盆期
6 消亡期
1 胚胎期地壳拉张形成裂谷
2 初始洋盆期
3 成熟大洋期
4 衰退大洋期
5 残余洋盆期 — 地中海 始新世
6 消亡期
4.3.1 Concept and history
概念及由来
4.3.2 Plate boundary types
板块的边界类型
4.3.3 Spatial model
板块构造 (空间 )模式
4.3.4 Temporal model
Wilson 旋回 (时间 )
4.3.5 Relations between plate and platform-
geosyncline板块构造与地槽地台的关系
4.3 Outline of plate tectonics
固定论与活动论
Mobilism
vs
Fixism
1 日心说与地心说
2 互补关系：板块 解释 槽台地台 → 板块的陆壳部分冒地槽 → 被动大陆边缘优地槽 → 活动大陆边缘地槽旋回 → Wison旋回板块构造与地槽地台的关系活动大陆边缘被动大陆边缘火山岛弧弧后盆地地台陆壳板块
Relations between plate and platform-
geosyncline 板块构造与地槽地台的关系
Some important terms used in Tectonics
Shield
Crystallized Basement
Platform
Sedimentary Cover
Fold belt
foreland
Geosyncline
Eugeosyncline
Miogeosyncline
Vertical movement
Subsidence and uplift
Geosyncline cycles
Continental nuclei
Continental platform
Continental margin
Epicontinent sea
Orogenic belt
Foreland
Two sides of forearc basin
and active continen,margin
Inner side of back-arc basin
to passive margin
Horizontal movement
Extension and collision
Wilson cycles
Geosyncline - platform theory Plate tectonics theory
Chapter 4 Historical tectonics
4.1 His-tectonic methodology
历史大地构造及其分析方法
4.2 What are a platform & geosyncline
地槽、地台的概念
4.3 Outline of plate tectonics
板块构造简介
4.4 How to reconstruct paleoplates
古板块的恢复方法
4.5 Tectonic province,cycle & stage
大地构造分区、旋回和阶段
4.4 How to reconstruct paleoplates
古板块的重建
1 板块构造开始于什么时候？
2 古板块构造到何处寻？为什么？
3 古板块构造的识别标志是什么
Model for origin
of pre-Archean
crust
板块构造开始于什么时候？ 岩石圈形成以来 (3800Ma or 4200Ma)
古板块构造到何处寻？ 大陆 → 山脉为什么？ 大洋壳的年龄 ≤J2(130Ma)
古板块构造的识别标志是什么？
4.4 How to reconstruct paleoplates
1 地缝合线 /geosuture
----板块构造的最直接证据蛇绿岩套 /ophiolite suite：由基性、超基性岩（橄榄岩、蛇纹岩、辉长岩）、枕状玄武岩和远洋沉积组成的“三位一体”共生综合体，代表洋壳残片混杂堆积 /melange：为不同时代、不同成因和不同板块物质的混杂体，是海沟 — 俯冲带的典型产物双变质带 /double metamorphic belts：指板块碰撞俯冲带附近发育的高压低温变质带（蓝闪石片岩）、高温低压变质带（红柱石、矽线石、兰晶石），它们往往沿缝合线相伴出现
Ophiolite,Oceanic Crust
辉长岩浅色辉长岩
Anatomy of a Mid-Ocean Ridge
安第斯型板块边界混杂堆积 双变质带
2 沉积组合和沉积盆地的有序分布
3 特殊沉积类型礁灰岩，厚层灰岩，铝土矿，冰碛岩指示特殊的纬度
Tillite,South Africa
4 古地磁学方法
tanI=2tanλ
(I为磁倾角,λ为古纬度 )
印度板块的北移欧洲和北美的极移曲线
5 生物古地理
paleobiogeography
生物古地理分区的概念生物古地理的实例生物古地理分区 主要指因 温度控制和 地理隔离 两大因素的长期作用而产生的生物分类和演化体系在空间上的分异
1、不同于 生物相 （环境不同产生的生物群生态组合方面的差异）
2、形成原因：隔离（气候条件、陆地、海洋）
3、分级：生物大区,生物区,生物省、生态区生物分区
Kangaroo
Kiwi
Lion
上新世晚期形成
Panama
Isthmus
Placental &
Marsupial
同属不同种陆生脊椎动物的分布
四足短矮的陆地爬行类 水龙兽,广泛分布于南美、南非、
印度、南极等地。
不可能漂洋过海，
只能通过陆地迁移
河口环境淡水中生活的 中龙 化石，出现于南非、南美两地。
6 Petro-tectonics 岩石大地构造
Hot Spots Localized zone of melting below the lithosphere; detected by volcanism at the surface.
老中新
Hot Spots,Hawaii
Pacific
Hot
Spot
Tracks
Chapter 4 Historical tectonics
4.1 His-tectonic methodology
历史大地构造及其分析方法
4.2 What are a platform & geosyncline
地槽、地台的概念
4.3 Outline of plate tectonics
板块构造简介
4.4 How to reconstruct paleoplates
古板块的恢复方法
4.5 Tectonic province,stage and cycle
大地构造分区、旋回和阶段大地构造分区
Tectonic province
主要依据地壳的构造 活动
（或稳定）性 及其 演化发展历史主要强调 空间分异性
Hierarchical tectonic province
First level:
Plate; plate marginal active belts
Second level:
Aulacogen/坳拉槽 ; massif／地块 ;
microplate
北美板块西部大陆边缘内的外来地体或微板块
Platform area
Platform area
geosyncline area
中国古板块的划分中国主要古板块边界板块,华北 — 塔里木板块、扬子板块、华夏板块、南海板块、印度板块,主要缝合线,艾比湖 — 居延海至索伦 — 西拉木伦线；修沟 — 玛沁 — 勉略线、北祁连线、丹凤 — 信阳线；班公错 — 怒江线及雅鲁藏布江线；江绍 — 钦防线和琼洲海峡线等。
中国古板块划分简图 -1
中国古板块划分简图 -2
Tectonic cycle and stage
构造旋回,构造作用在时间上的重现,
这种重现通常会在大区域甚至全球范围影响造山作用、海水进退、沉积作用、
岩浆活动、变质作用、生物演化等方面。
构造阶段,发生构造旋回所经历的地质时间
Main tectonic stages through time
欧美习用,加里东 (Caledonian)构造阶段
(Z-Pz1),海西 (Hercynian/Variscan)（华力西）阶段（ Pz2），老阿尔卑斯阶段
(Old Alpedic)（ Mz），新阿尔卑斯
(Young Alpedic)阶段（ Cz）。
中国,阜平吕梁阶段 (Ar)；吕梁晋宁阶段
（ Pt1-2）；加里东构造阶段 (Z-Pz1)；海西（华里西）构造阶段 (Pz2)；印支构造阶段 (T)；燕山构造阶段 (J-K)；喜马拉雅构造阶段 (Cz).
地质时代、地壳运动与生物演化简表
Review of historical tectonics
● Methodology of Historical tectonics,Concepts,
Composition,texture & morphology; Thickness-sed,
facies; sed,Association.
● What are a platform & geosyncline,
● Outline of plate tectonics,types of plate boundary;
Passive and active continental margins,Wilson cycle,
Relationships between plate theory and both platform &
geosyncline concepts.
● How to reconstruct paleoplates,Geosuture
(ophiolite,melange,double metamorphic belts),sed,
association,special sediments,paleomagnetism,
paleobiogeography,petro-tectonics.
● Tectonic province,stage and cycle.
历史大地构造学
4.1 Methodology of historical tectonics
历史大地构造及其分析方法
4.2 What are a platform & geosyncline
地槽、地台的概念
4.3 Outline of plate tectonics
板块构造简介
4.4 How to reconstruct a paleoplate
古板块的恢复方法
4.5 Tectonic province,cycle & stage
大地构造分区、旋回和阶段
Concepts of Historical tectonics
通过对 地层沉积特征 和与之相关的构造 -岩浆 -变质特征及其演变的研究,
推断地层形成的大地构造 环境,性质和 演化,相应的方法称之为 历史大地构造分析方法,相应的学科称之为 历史大地构造学构造性质 /Tectonic characters
稳定 -stable,地震、火山活动少，地貌反差强度低活动 -active,地震、火山活动频繁，地貌反差强度高过渡 -transitional,介于二者之间
Tectonic theories in China
地质力学（李四光）
重力构造（马杏垣）
波浪镶嵌构造（张伯声）
地洼学说（陈国达）
断块学说（张文佑）
地槽 -地台多旋回构造学说（黄汲清）
板块构造学说 （尹赞勋,李春昱,郭令智）
历史大地构造（王鸿祯）
4.1 Methodology of historical tectonics
历史大地构造的分析方法
4.1.1 Composition,texture & morphology
地层成分、结构和体态分析
4.1.2 Thickness-facies
厚度 -相分析
4.1.3 Sedimentary association & basin
沉积组合和沉积盆地分析
Quartz
sandstone Arkose Graywacke
成分分析 -1
席状 楔状成分和体态分析 -1
成分和体态分析 -2
体态与构造性质成分分析-
2
成分分析-
3
不同大地构造性质的地层成分、结构和体态特征类型特征稳定型 次稳定型 非稳定型基质含量 基质含量最低 基质含量较高 基质含量最高石英含量 > 90% 90%_65% <65% 或 <15%
主要物质成分组合石英岩砾岩；石英砂岩；稳定组分的泥岩（如高岭石粘土岩）、可燃有机岩（如孢子煤、树皮煤）
花岗岩砾石，长石碎屑砂岩；次稳定组分的泥岩（如水云母粘土岩）、可燃有机岩杂砾岩，杂砂岩、
硬砂岩，火山碎屑岩屑砂岩，非稳定组分的泥岩、可燃有机岩微量元素分配类型规则型为主 过渡型为主 紊 乱型为主沉积旋回韵律 简单 复杂而节奏清晰沉积旋回相当复杂，从节奏明显至无节奏沉积体的几何形态固有型，有板状、
席状条带、收缩体、移位体移位体、扩张体代表 克拉通盆地裂谷盆地和张裂边缘盆地（被动边缘盆地）
洋中脊盆地、岛弧海沟盆地
4.1 Methodology of historical tectonics
历史大地构造的分析方法
4.1.1 Composition,texture & morphology
地层成分、结构和体态分析
4.1.2 Thickness-sed,facies
厚度 -相分析
4.1.3 Sedimentary association & basin
沉积组合和沉积盆地分析沉积物厚度可以反映地壳升降运动的幅度（与基盘的 下降 和物质 供给 的多少有关）
4.1.2 沉积物厚度 -相分析
Thickness-sed,facies analysis
补偿
compensation
非补偿
starvation
超补偿
Over-supply
厚度→
升降幅度→
构造性质沉积物厚度 -相分析的有关概念补偿,沉积基盘的下降速度等于沉积物的堆积速度时，水深不变，岩相不变。
非补偿,沉积基盘下降速度大，物质供应不足，水深变大，表现为海进序列。这类盆地也称饥饿盆地。
超补偿,沉积基盘下降慢，物质供应多，水体变浅，表现为海退。
4.1 Methodology of historical tectonics
历史大地构造的分析方法
4.1.1 Composition,texture & morphology
地层成分、结构和体态分析
4.1.2 Thickness-facies
厚度 -相分析
4.1.3 Analysis of sed,association & basin
沉积组合和沉积盆地分析沉积组合 (建造 )分析
Sedimentary association (formation)
概念,在一定时期内形成的、能够反映其沉积过程主要构造环境的沉积岩共生综合体概念核心,1 沉积时的构造条件
2 较长时期
3 一定的区域范围
4 综合特征 (组分 -结构 -构造等 )
构造背景分类,稳定、过渡、活动三种类型沉积组合与构造性质稳定 过渡 活动大陆游移盆地湖泊碎屑组合；内陆盆地 河湖 泥质 组合；近海盆地含煤碎屑组合近海盆地碎屑泥质组合；海陆交互相碎屑泥质组合山麓山间粗碎屑（磨拉石）组合；大陆火山喷发 — 碎屑组合海洋滨浅海碎屑岩或碳酸盐岩组合非补偿边缘海碳质、硅质组合；活动陆棚泥质碳酸盐岩组合岛弧海岩屑杂砂岩
— 火山岩组合；
半深海至深海砂泥质复理石组合；蛇绿岩组合
Flysch
复理石
Molasse
磨拉石板块背景下的部分沉积盆地分布示意图
（据 Dickinson,1974）
Chapter 4 Historical tectonics
历史大地构造学
4.1 Methodology of historical tectonics
历史大地构造及其分析方法
4.2 What are a platform & geosyncline
地槽、地台的概念
4.3 Outline of plate tectonics
板块构造简介
4.4 How to reconstruct paleoplates
古板块的恢复方法
4.5 Tectonic province,cycle & stage
大地构造分区、旋回和阶段地槽 (geosyncline):以发育巨厚海相沉积为主的 活动大地构造单元,美国学者 J,Hall (1859)
and J,D,Dana (1873),在北美的
Appalachian地区创立陆缘地槽的概念,欧洲学者 E,Suess
(1875),E,Haug (1900)在 Alps创立陆间地槽的
Appalachian
Alps
4.2 What are a geosyncline & platform
地台（ platform):具有平整沉积盖层的 稳定大地构造单元,通常由基底和盖层两部分组成，
其间为大型的角度不整合面。 奥地利学者 S,
Suess(1875) 在东欧 俄罗斯平原 创立。
地台的定义
D
S
大地构造分区图地台的双层结构地槽的分带
Chapter 4 Historical tectonics
4.1 Methodology of historical tectonics
历史大地构造及其分析方法
4.2 What are a platform & geosyncline
地槽、地台的概念
4.3 Outline of plate tectonics
板块构造简介
4.4 How to reconstruct paleoplates
古板块的恢复方法
4.5 Tectonic cycle,stage and province
大地构造分区、旋回和阶段
4.3.1 Concept and history
概念及由来
4.3.2 Plate boundary types
板块的边界类型
4.3.3 Spatial model
板块构造 (空间 )模式
4.3.4 Temporal model
Wilson 旋回 (时间 )
4.3.5 Relations between plate and platform-geosyncline
板块构造与地槽地台的关系
4.3 Outline of plate tectonics
What is
the plate
tectonics
J,Tuzo Wilson (1908-1993)
made major contributions
to the development of the
plate-tectonics theory in
the 1960s and 1970s,He
remained a dominant force
in the Canadian scientific
scene until his death,
(Photograph courtesy of
the Ontario Science
Centre.)
Who is the
ancestor of
Plate tecto.
Concept and history of plate tectonics
板块构造,地球表面是由为数不多,
大小不等的岩石圈板状体拼合而成的,这些板状体 (板块 )相对于赤道或地极可发生大规模的横向水平位移,
板块之间通常以大洋中脊、海沟、
转换断层、大陆裂谷和褶皱带等为边界,板块间的离合碰撞及其相关地质现象主要发生在板块的边缘,该思想的创导者是德国气象学家 A,
Wegener(1912,50岁殉职 ),加拿大学者 W.J.Morgan(1968)对此进行了最早和最系统的总结。
4.3.1 Concept and history
Continental crust is
sometimes called,granitic”
crust,as it is largely
composed of Si-Al materials,
It varies in thickness,from
10 km to 50km,Oceanic
crust is sometimes described
as basaltic crust,as it is
composed largely of Si-Mg
materials and formed by
basalt.
当时作为一个青年（ 32-35岁）气象学家，敢于大胆提出较系统的 大陆漂移假说 （ 得益于古气候,古生物和地质学的多学科结合 ）,曾受到他岳父的劝阻
,但通俗易懂的新颖学说立即引起学术界轰动 。
Wegener,Alfred Lothar
Confirmation of Continental Drift
World War II technology
International Geophysical Year (IGY)
1957-58
Worldwide Standardized Seismic
Network 1963-
Discovery of Sea-Floor Spreading
The Geomagnetic
Reversal Time
Scale
Where Does Ocean Crust Go?
Hugo Benioff,1954
千岛群岛
Benioff’s Interpretation
Benioff’s Interpretation Updated
Worldwide Standardized Seismic Network
What Drives It,Convection
Double
layered
convection
model in
mantle670km
How Plates Move
现代全球板块
4.3.1 Concept and history
概念及由来
4.3.2 Plate boundary types
板块的边界类型
4.3.3 Spatial model
板块构造 (空间 )模式
4.3.4 Temporal model
Wilson 旋回 (时间 )
4.3.5 Relations between plate and platform-
geosyncline
板块构造与地槽地台的关系
4.3 Outline of plate tectonics
离散型会聚型平错型板块边界分类离散型 /divergent
东非裂谷大西洋中脊会聚型 /convergent
B-type subduction/洋 -陆
A-type subduction/陆 -陆
Oceanic plate subducting
under oceanic plate/洋 -洋
B-type A-type
O-type?
平错型
4.3.1 Concept and history
概念及由来
4.3.2 Plate boundary types
板块的边界类型
4.3.3 Spatial model
板块构造 (空间 )模式
4.3.4 Temporal model
Wilson 旋回 (时间 )
4.3.5 Relations between plate and platform-
geosyncline板块构造与地槽地台的关系
4.3 Outline of plate tectonics
Island arc
Subducting plate
Active continental
margin (ACM)
Continental crust
Passive continental
margin (PCM)
Divergent plate marginSubduction belt
mid-ocean ridge
板块构造的空间模式
Passive continental margins
Plate tectonics
沟 -弧 -盆型 安第斯型
4.3.1 Concept and history
概念及由来
4.3.2 Plate boundary types
板块的边界类型
4.3.3 Spatial model
板块构造 (空间 )模式
4.3.4 Temporal model
Wilson 旋回 (时间 )
4.3.5 Relations between plate and platform-
geosyncline板块构造与地槽地台的关系
4.3 Outline of plate tectonics
威尔逊旋回
The relationship between mountain building and the opening
and closing of ocean basin is called Wilson Cycle in honor of
the Canadian Geologist J Tuzo Wilson
1 胚胎期
2 初始洋盆期
3 成熟大洋期
4 衰退大洋期
5 残余洋盆期
6 消亡期
1 胚胎期地壳拉张形成裂谷
2 初始洋盆期
3 成熟大洋期
4 衰退大洋期
5 残余洋盆期 — 地中海 始新世
6 消亡期
4.3.1 Concept and history
概念及由来
4.3.2 Plate boundary types
板块的边界类型
4.3.3 Spatial model
板块构造 (空间 )模式
4.3.4 Temporal model
Wilson 旋回 (时间 )
4.3.5 Relations between plate and platform-
geosyncline板块构造与地槽地台的关系
4.3 Outline of plate tectonics
固定论与活动论
Mobilism
vs
Fixism
1 日心说与地心说
2 互补关系：板块 解释 槽台地台 → 板块的陆壳部分冒地槽 → 被动大陆边缘优地槽 → 活动大陆边缘地槽旋回 → Wison旋回板块构造与地槽地台的关系活动大陆边缘被动大陆边缘火山岛弧弧后盆地地台陆壳板块
Relations between plate and platform-
geosyncline 板块构造与地槽地台的关系
Some important terms used in Tectonics
Shield
Crystallized Basement
Platform
Sedimentary Cover
Fold belt
foreland
Geosyncline
Eugeosyncline
Miogeosyncline
Vertical movement
Subsidence and uplift
Geosyncline cycles
Continental nuclei
Continental platform
Continental margin
Epicontinent sea
Orogenic belt
Foreland
Two sides of forearc basin
and active continen,margin
Inner side of back-arc basin
to passive margin
Horizontal movement
Extension and collision
Wilson cycles
Geosyncline - platform theory Plate tectonics theory
Chapter 4 Historical tectonics
4.1 His-tectonic methodology
历史大地构造及其分析方法
4.2 What are a platform & geosyncline
地槽、地台的概念
4.3 Outline of plate tectonics
板块构造简介
4.4 How to reconstruct paleoplates
古板块的恢复方法
4.5 Tectonic province,cycle & stage
大地构造分区、旋回和阶段
4.4 How to reconstruct paleoplates
古板块的重建
1 板块构造开始于什么时候？
2 古板块构造到何处寻？为什么？
3 古板块构造的识别标志是什么
Model for origin
of pre-Archean
crust
板块构造开始于什么时候？ 岩石圈形成以来 (3800Ma or 4200Ma)
古板块构造到何处寻？ 大陆 → 山脉为什么？ 大洋壳的年龄 ≤J2(130Ma)
古板块构造的识别标志是什么？
4.4 How to reconstruct paleoplates
1 地缝合线 /geosuture
----板块构造的最直接证据蛇绿岩套 /ophiolite suite：由基性、超基性岩（橄榄岩、蛇纹岩、辉长岩）、枕状玄武岩和远洋沉积组成的“三位一体”共生综合体，代表洋壳残片混杂堆积 /melange：为不同时代、不同成因和不同板块物质的混杂体，是海沟 — 俯冲带的典型产物双变质带 /double metamorphic belts：指板块碰撞俯冲带附近发育的高压低温变质带（蓝闪石片岩）、高温低压变质带（红柱石、矽线石、兰晶石），它们往往沿缝合线相伴出现
Ophiolite,Oceanic Crust
辉长岩浅色辉长岩
Anatomy of a Mid-Ocean Ridge
安第斯型板块边界混杂堆积 双变质带
2 沉积组合和沉积盆地的有序分布
3 特殊沉积类型礁灰岩，厚层灰岩，铝土矿，冰碛岩指示特殊的纬度
Tillite,South Africa
4 古地磁学方法
tanI=2tanλ
(I为磁倾角,λ为古纬度 )
印度板块的北移欧洲和北美的极移曲线
5 生物古地理
paleobiogeography
生物古地理分区的概念生物古地理的实例生物古地理分区 主要指因 温度控制和 地理隔离 两大因素的长期作用而产生的生物分类和演化体系在空间上的分异
1、不同于 生物相 （环境不同产生的生物群生态组合方面的差异）
2、形成原因：隔离（气候条件、陆地、海洋）
3、分级：生物大区,生物区,生物省、生态区生物分区
Kangaroo
Kiwi
Lion
上新世晚期形成
Panama
Isthmus
Placental &
Marsupial
同属不同种陆生脊椎动物的分布
四足短矮的陆地爬行类 水龙兽,广泛分布于南美、南非、
印度、南极等地。
不可能漂洋过海，
只能通过陆地迁移
河口环境淡水中生活的 中龙 化石，出现于南非、南美两地。
6 Petro-tectonics 岩石大地构造
Hot Spots Localized zone of melting below the lithosphere; detected by volcanism at the surface.
老中新
Hot Spots,Hawaii
Pacific
Hot
Spot
Tracks
Chapter 4 Historical tectonics
4.1 His-tectonic methodology
历史大地构造及其分析方法
4.2 What are a platform & geosyncline
地槽、地台的概念
4.3 Outline of plate tectonics
板块构造简介
4.4 How to reconstruct paleoplates
古板块的恢复方法
4.5 Tectonic province,stage and cycle
大地构造分区、旋回和阶段大地构造分区
Tectonic province
主要依据地壳的构造 活动
（或稳定）性 及其 演化发展历史主要强调 空间分异性
Hierarchical tectonic province
First level:
Plate; plate marginal active belts
Second level:
Aulacogen/坳拉槽 ; massif／地块 ;
microplate
北美板块西部大陆边缘内的外来地体或微板块
Platform area
Platform area
geosyncline area
中国古板块的划分中国主要古板块边界板块,华北 — 塔里木板块、扬子板块、华夏板块、南海板块、印度板块,主要缝合线,艾比湖 — 居延海至索伦 — 西拉木伦线；修沟 — 玛沁 — 勉略线、北祁连线、丹凤 — 信阳线；班公错 — 怒江线及雅鲁藏布江线；江绍 — 钦防线和琼洲海峡线等。
中国古板块划分简图 -1
中国古板块划分简图 -2
Tectonic cycle and stage
构造旋回,构造作用在时间上的重现,
这种重现通常会在大区域甚至全球范围影响造山作用、海水进退、沉积作用、
岩浆活动、变质作用、生物演化等方面。
构造阶段,发生构造旋回所经历的地质时间
Main tectonic stages through time
欧美习用,加里东 (Caledonian)构造阶段
(Z-Pz1),海西 (Hercynian/Variscan)（华力西）阶段（ Pz2），老阿尔卑斯阶段
(Old Alpedic)（ Mz），新阿尔卑斯
(Young Alpedic)阶段（ Cz）。
中国,阜平吕梁阶段 (Ar)；吕梁晋宁阶段
（ Pt1-2）；加里东构造阶段 (Z-Pz1)；海西（华里西）构造阶段 (Pz2)；印支构造阶段 (T)；燕山构造阶段 (J-K)；喜马拉雅构造阶段 (Cz).
地质时代、地壳运动与生物演化简表
Review of historical tectonics
● Methodology of Historical tectonics,Concepts,
Composition,texture & morphology; Thickness-sed,
facies; sed,Association.
● What are a platform & geosyncline,
● Outline of plate tectonics,types of plate boundary;
Passive and active continental margins,Wilson cycle,
Relationships between plate theory and both platform &
geosyncline concepts.
● How to reconstruct paleoplates,Geosuture
(ophiolite,melange,double metamorphic belts),sed,
association,special sediments,paleomagnetism,
paleobiogeography,petro-tectonics.
● Tectonic province,stage and cycle.
