阿尔卑斯,
听到这个名字时,
我最先想到的是磅礴高俊的山峰,
还有皑皑圣洁的白雪。
冬奥会、滑雪、缆车、小镇,
都是我曾经给它的注解。
但当你更加仔细的观察山的形态构造,
看它层峦叠嶂之中的规律变幻,
了解一代代科学家对它心驰神往的秘密,
你会感慨这里不仅有着充满魅力的自然文明,
更是地质学诸多基本概念孕育的地方:
地质学的“摇篮”与圣地,
便是在这里
——阿尔卑斯
小编有幸参加本次的野外实习,
事后感触来这里只是旅游实属可惜,
快找个地质工作者
带你探寻阿尔卑斯背后的奇妙奥秘吧!
2019年6月19日-7月2日,在法国奥尔良大学地球科学研究所(ISTO)M. Faure教授和Y. Chen教授的指导及我所教育处的组织下,开启对西阿尔卑斯造山带(法意阿尔卑斯)野外考察实习之旅。
本次考察主要围绕西阿尔卑斯造山带各个构造单元的组成、几何学关系和构造变形特征展开,使同学们能够初步了解西阿尔卑斯造山带的构造框架,深化地质学基本概念和基本理论;学习严谨的野外地质工作态度和科学逻辑,掌握科学的构造地质学研究方法。
Day1
听他讲Alps的故事
地点:奥尔良大学
关键词:2条横贯西阿尔卑斯造山带的路线剖面
在林伟研究员和教育处李铁胜老师的带领下,我所师生一行14人前往法国的奥尔良大学。法方M. Faure教授为同学们非常详细地介绍了阿尔卑斯的地质特点、研究现状;法方Y. Chen教授讲述了野外实习过程中需要注意的事项。本次野外的地质考察指南便是由这两位老师撰写的。
从两位老师设计的2条横贯西阿尔卑斯造山带的路线剖面可以发现,这趟旅程将经历下至大洋岩石圈地幔、上至地壳的沉积盖层。穿越构造意义上的外带和内带,并体会内、外带在南北部之间的差异。以及了解这条经典造山带的构造、地层、岩石、变质等相关特征。
对西阿尔卑斯的构造考察之旅由此启程。
Day2
外带的磨拉石和逆冲推覆
路线:Orléans-Clermont-Ferrand-St-Etienne-Tainl’Hermittage-Villard-de-Lans
关键词:磨拉石带、Dauphinois zone带(外带)、褶皱-冲断带
前陆褶冲带- Dauphinois带(外带)中发育的中新世中期的磨拉石带
褶皱-逆冲推覆构造(外带)
不协调褶皱(Disharmonic Fold)
逆冲推覆构造——Balme de Rencurel小镇附近观察向西陡倾的厚层Urgonian(K12)灰岩,这套灰岩向西逆冲推覆于中新世中期磨拉石之上。
Day3
同沉积正断层与外带结晶基底变形
路线:Villard-de-Lans-Grenoble-Vizille-Romanchevalley-Bourgd’Oisans-Mizoën
关键词:中侏罗世同沉积正断层,外带结晶基底卷入变形
Sassenage 褶皱-冲断构造
前陆褶冲带(外带)的典型代表
早-中侏罗世地层与结晶基底的接触关系——正断层
被拉伸的箭石(头足类)化石指示了外带变形过程中矿物拉伸线理的方向
外带结晶基底(Belledonne)卷入向西的剪切变形
华力西期的云母片岩,作为外带的变质基底同样卷入了阿尔卑斯期的构造事件,记录了向西的逆冲推覆构造,年龄为22Ma(Ar-Ar定年),为中新世。
Day4
内外与外带界限此处可见
路线:Mizoën-La Grave- Lautaret pass-Briançon-Le Chenaillet-Briançon
关键词:复理石、“平宁”前锋带、蛇绿岩组合
华力西基底逆冲到早中侏罗世黑色页岩之上
外带的复理石,时代是晚渐新世
阿尔卑斯内带和外带的界线——“平宁”前锋带(Penninic front)
Chenaillet ophiolitic massif中较为完整的蛇绿岩组合及其构造特征
沿着山坡向SE方向前行,依次出露蛇纹岩、辉长岩、侵入于辉长岩中的辉绿岩脉,以及最上部的枕状玄武岩。远眺其南侧的山峰,可以看到云母片岩组成的亮片岩单元,而放射虫硅质岩作为团块赋存于片理化的岩石中。整体而言,未变形的Chenaillet ophiolitic massif指示了整个阿尔卑斯造山带唯一未经历俯冲过程的洋壳经逆冲推覆而保留在亮片岩之上。
Chenaillet蛇绿混杂岩中的枕状玄武岩
Day5
内带的构造窗与洋壳
路线:Briançon-Guillestre-St-Clément-Château-Queyras-Mt-Viso-Izoardpass-Briançon
关键词:“硬底”沉积序列、白垩纪的复理石、内带构造窗、洋壳物质Monviso蛇绿岩
侏罗纪“浓缩型”碳酸盐
内带Briançonnais zone中最具特色的沉积岩。变形的中生代地层,侏罗纪红色瘤状砾岩。 称为Guillestre 大理岩, “硬底”沉积序列 (Condensed series) 或“Ammonitico rosso”(粉红色的菊石灰岩)。
白垩世的Helminthoid钙质复理石的沉积岩序列及其构造特征
活动大陆边缘海沟沉积,与亮片岩(Schistes lustrés)的原岩——卷入俯冲的深海相沉积岩形成时代相同,均为晚白垩纪;体现了向西逆冲的构造事件。
内带Briançonnais zone中石炭纪-白垩纪的沉积岩序列及其构造特征
穿过了代表大陆边缘沉积的Briançonnais zone
晚白垩纪地层
代表俯冲的洋壳物质的Piemontais zone的岩石组合和构造特征
Piemontais zone内的亮片岩(Schistes lustrés)是经历了高压变质的钙质蓝片岩,记录了洋壳曾经发生过一定深度的俯冲。Schistes lustrés因在阳光的照射下会闪光耀动而称为亮片岩。它的构造地质学解析,表明其不仅经历了top-to-W的逆冲,还经历了晚期top-to-E的反冲。
Monviso蛇绿岩不仅经历了早期的俯冲作用及其后逆冲推覆过程中的折返,后期的反冲作用也导致其出露于浅表。
Day6
内带的超高压结晶基底和一个非洲的小陆块
路线:Briançon-Mt-Genèvre-Sestrières-Pinerolo-Ivrea
关键词:变形的蛇绿岩、超高压变质作用的内带结晶基底Dora Maria、非洲板块的Ivrea Zone
Piemontais zone中的蛇绿混杂岩和亮片岩
这里的枕状玄武岩、辉长岩也经历了变形,并存在于亮片岩之中。具有更强的变质和变形。蛇绿岩经历高压变质作用。
强烈面理化的辉长岩
内带结晶基底-Dora Maria
该地体被认为是欧洲大陆华里西期的结晶基底(内带结晶基底),并于阿尔卑斯期发生了大陆深俯冲,形成了超高压变质岩。也是世界上首次发现柯石英并指示大陆地壳可以俯冲至200km的地方。
观察到内带结晶基底的石炭纪花岗岩发生强烈剪切变形,变形时间是53-43Ma。
强烈剪切变形的砾岩,变形时间是45-40Ma。
Ivrea zone
被认为属于Apulia板块(非洲板块)。在露头尺度上可以难得而清晰的看到这一构造单元的岩石圈地幔、中下地壳的结晶基底以及上覆的沉积物。很少能在造山带中看到大陆岩石圈地幔楔直接出露于地表。
Baldissero方辉橄榄岩,阿尔卑斯的地幔楔,为Apulia板块的大陆岩石圈地幔。
Castellamonte,Ivrea zone上部三叠纪-侏罗纪的沉积岩(灰岩)盖层。
Bio “schistes lustrés”
出露范围有限,但因其处于Apulia板块和欧洲板块之间而被认为是缝合带。其构造属性有争议。
Bio“schistes lustrés”中的高压云母片岩
Day7
归途遇见羊角峰和勃朗峰
路线:Ivrea-Aosta-Courmayeur-Chamonix-Sallanches-St-Gervais
关键词:Sesia Zone高压变质岩、羊角峰、勃朗峰
Seisia Zone的高压变质岩石
Seisia Zone的榴辉岩,围岩为云母片岩,面理近水平,线理为NW-SE向,运动学为top-to-NW;榴辉岩的原岩为二叠纪的基性岩脉,卷入俯冲而形成HP变质岩,变形时间比Mont Viso的榴辉岩早,大致为50-45 Ma。
罗马古道的拱门及里程碑,岩石组成:Sesia zone的高压片麻岩。
Matterhorn (Cervin)峰——羊角峰
Mont Rossa是内带的结晶基底,Matterhorn是奥地利Alps的结晶基底逆冲于亮片岩之上,面理保留了华力西期构造。
最高峰Mont Blanc(勃朗峰)外带的结晶基底
Day8
又见外带
路线:St-Gervais-Flumet-Aravispass-Thônes-Annecy-Aix-les-Bains-Chambéry
关键词:外带、复理石、磨拉石
外带结晶基底
早三叠世的砾岩不整合于寒武-奥陶纪(原岩)片岩(Bellonne结晶基底)之上,面理化发生在华里西期。
外带从侏罗纪到白垩纪的连续沉积盖层
位于Bellonne结晶基底之上的Dauphinois zone沉积岩,整体构成向斜构造。
外带的复理石
在Urgonian之上的晚始新世-早渐新世复理石,复理石韵律明显。
中新世的磨拉石
也许很多小伙伴对以上的内容并不感冒,
或者好奇中又有些后悔滑到这里,
正准备退出
千万要看下去
看下去
看下去
下面是野外考察期间的福利篇,
连小编在野外期间都怀疑自己
到底看的是风景还是地质现象
画面太美快来看!!!
野外福利
当然啦,
小伙伴们的野外认识学习,
M. Faure、Y. Chen和林伟老师们的
精彩野外讲解,
还有李铁胜老师的细心帮助
也都是一道道亮丽的风景!
自费参观卢瓦河畔西欧最为著名的法国王室狩猎城堡-Chambord及合影
小村的喷泉也有地质内容?
夜宿小镇,一天的总结(忽略桌子上瓶子)
法国-意大利交界合影
古罗马时代的拱门前合影
奥地利阿尔卑斯构造单元Mont Rosa前的合影
西欧最高峰Mont Blanc(勃朗峰)前的合影
我们真的是来看构造的
最后一天的总结汇报
致谢
感谢法国奥尔良大学地球科学研究所(ISTO)和中国科学院地质与地球物理研究所对本次野外提供的大力支持。
感谢M. Faure教授和Y. Chen教授在野外期间给与我们科研、学习、生活等各方面的指导。
感谢林伟老师和李铁胜老师在野外给与我们的帮助和支持。
感谢遇见一群来自各个专业的活泼可爱的小伙伴。
感谢阿尔卑斯这个地质学的摇篮,让我们纯粹的观察、学习、理解。
感谢!!!
本文的主要文稿来自 林伟研究员,“我所研究生参加西阿尔卑斯造山带野外实习”以及M. Faure教授和Y. Chen教授编写的“阿尔卑斯实习指导书”。
图片来自林伟研究员、李铁胜、王禹权、王印、辛光耀、张志越等,如有侵权请告知。
美编:张志越
校对:黄志伟
联系客服