第10章-伸展构造

2020/7/5构造地质学—郝建民主讲1第十章伸展构造乘热气球游览东非大裂谷2020/7/5构造地质学—郝建民主讲2一、伸展构造的表现形式1.正断层的组合型式----地堑与地垒伸展构造是在岩石圈拉伸与减薄背景下形成的特殊构造组合系统。地堑地垒地堑与地垒地堑由两组走向近平行且倾向相向（或相对）的正断层组成，两个正断层拥有一个共同的上盘（下降盘）。地垒由两组走向平行且倾向相反（或相背）的正断层组成，两个正断层拥有一个共同的下盘（上升盘）。2020/7/5构造地质学—郝建民主讲3地垒、地堑2020/7/5构造地质学—郝建民主讲4地堑与地垒举例渤海盆地老第三纪的地堑与地垒松辽盆地J-K期间的地堑与地垒2020/7/5构造地质学—郝建民主讲5盆岭构造•伸展构造作用产生的构造地貌单元——盆岭构造•(BasinandRangetectonics)•与谷—脊(ValleyandRidge)区的区别2020/7/5构造地质学—郝建民主讲6美西南部Nevada州的新生代盆岭构造地貌图2020/7/5构造地质学—郝建民主讲82.断陷盆地断陷盆地是在伸展背景下受基底及边缘正断层控制发育的沉积盆地。如果断陷盆地一侧断层发育，形成一侧由主干弧形或铲形正断层控制的不对称盆地，则称为箕状断陷或半地堑盆地。隆起断阶带深凹带斜坡带箕状断陷2020/7/5构造地质学—郝建民主讲9半地堑盆地2020/7/5构造地质学—郝建民主讲10断陷盆地举例渤海湾盆地济阳坳陷的J-K-E箕状坳陷辽东湾海域绥中36-1油田地质解释横剖面2020/7/5构造地质学—郝建民主讲112020/7/5构造地质学—郝建民主讲123.裂谷裂谷是区域伸展隆起背景上形成的巨大狭长断陷，两侧由正断层限定，切割深，发育演化时间长，常具地堑型式。按照裂谷发育的区域构造部位及其地质构造特征，可分为大洋裂谷、大陆裂谷和陆间裂谷，它们构成一个威尔逊旋回。裂谷在大陆裂解与大洋扩张方面具有十分重要的意义。2020/7/5构造地质学—郝建民主讲13大陆裂谷主要特征：(1)裂谷是由一系列以正断层为主的地堑、半地堑组成的复杂地堑系，通常发育于区域性隆起的轴部，表现为断陷谷和断陷盆地等构造一地貌景观，反映岩石圈的伸展作用。(2)裂谷中往往沉积一套巨厚的包括磨拉石之类的碎屑沉积，常伴有蒸发岩、火山熔岩和火山碎屑沉积。裂谷沉积中常包含重要的沉积矿产。(3)裂谷往往是浅源地震带和火山带。裂谷带内的地球物理场一般表现为巨大的负布格重力异常和负磁异常，或者为负背景值上的正异常。裂谷的边界一般表现为明显的重力梯度带和磁力梯度带。大陆裂谷热流值一般较高，且变化幅度较大。(4)大陆裂谷带发育的岩浆岩有两类共生组合:①大陆溢流玄武岩，主要为拉斑玄武岩，也包括碱性玄武岩及其深成侵人岩体;②双峰系列，可以是拉斑玄武岩-流纹岩套，也可以是碱性玄武岩-响岩或粗面岩套。2020/7/5构造地质学—郝建民主讲14东非大裂谷2020/7/5构造地质学—郝建民主讲15皖西大裂谷位于安徽六安，属大别山脉科罗拉多大裂谷位于美国西南部2020/7/5构造地质学—郝建民主讲16大陆裂谷一个大陆裂谷理想的演化模式大陆裂谷导致大陆地壳裂解，在一些情况下会最终演化成新的大洋。2020/7/5构造地质学—郝建民主讲17东非大裂谷2020/7/5构造地质学—郝建民主讲18大洋裂谷洋中脊中央裂谷处新生洋壳的形成模型洋壳的构造蛇绿岩的三个组分在洋中脊裂谷中的形成过程大洋岩石圈模型2020/7/5构造地质学—郝建民主讲194.变质核杂岩拆离断层和变质核杂岩结构示意图变质核杂岩是构造上被拆离的、被未变质沉积层所覆盖的、呈孤立的平缓穹形或拱形强烈变形的变质岩和侵入岩构成的隆起，往往出现在造山带的核部。5km5km半地堑年轻正断层糜棱岩带主拆离断层岩墙群脆性上拆离盘韧性下拆离盘岩株式变形花岗岩糜棱岩绿泥石角砾岩2020/7/5构造地质学—郝建民主讲20变质核杂岩基本特征：（1）圆形、椭圆形、孤立的穹隆，中间变质岩，周围沉积岩（2）规模巨大、低角度拆离正断层、糜棱岩带分隔基地与盖层；基底塑性变形强烈，中间为岩体（3）拆离断层近水平，上盘发育多米诺式断层（4）拆离断层为一强烈破碎的构造岩带2020/7/5构造地质学—郝建民主讲21变质核杂岩构造组成要素1变质的核（片麻岩、花岗片麻岩）2糜棱岩化片麻岩（myloniticgneiss)3绿泥石化角砾岩(chloriticbreccias)4剥离断层(detachmentfault=low-anglenormalfault)5脆性高角度断层(brittlehigh-anglenormalfaultssystem)2020/7/5构造地质学—郝建民主讲22庐山变质核杂岩构造十分出众，与世界标型变质核杂岩具有对比性，庐山南麓出露有25—18亿年前的早元古代“星子群”变质杂岩地层，载入了《中国地层典》。2020/7/5构造地质学—郝建民主讲232020/7/5构造地质学—郝建民主讲242020/7/5构造地质学—郝建民主讲252020/7/5构造地质学—郝建民主讲262020/7/5构造地质学—郝建民主讲27我国的一些变质核杂岩的特点•北京云蒙山、房山、内蒙亚干、呼和浩特、山西中条山、湖南幕阜山、河北阜平、赞皇、辽宁医巫闾山、江西武功山、四川扬子西缘江浪和丹巴等。•形成时代有：元古代，中生代，第三纪。2020/7/5构造地质学—郝建民主讲285.岩墙群•阿尔金拉配泉北侵入于元古界中的基性岩墙群直立、平行排列的岩墙群是伸展构造的重要样式，利用岩墙群可计算伸展量。2020/7/5构造地质学—郝建民主讲29岩墙群2020/7/5构造地质学—郝建民主讲30•地壳表层：地堑、地垒，阶梯状正断层系，犁式正断层，箕状凹陷•中部构造层次：石香肠构造、顺层掩卧褶皱•深构造层次：水平韧性剪切带，岩墙群2020/7/5构造地质学—郝建民主讲31二、伸展构造的形成模式脆性上地壳韧性地壳Moho岩石圈地幔软流圈岩浆岩浆纯剪模式单剪模式分层滑动模式1.大陆伸展模式2020/7/5构造地质学—郝建民主讲322.造山期后伸展模式----岩石圈拆沉作用造山期后伸展模式地壳岩石圈地幔伸展前增厚的地壳岩石圈剪切带均匀的纯剪伸展非均匀地壳变形和区域尺度流动不对称非均匀的岩石圈伸展Moho拆沉作用2020/7/5构造地质学—郝建民主讲33造山带的山根示意图造山带的根部介入密度较大的地幔之中获得浮力，该浮力支撑着地表的造山带。沉入地幔中的部分就是造山带的山根。地幔地壳莫霍面2020/7/5构造地质学—郝建民主讲34山根去除—拆沉作用——导致造山带伸展拆沉作用（delamination)泛指由于重力的不稳定性导致岩石圈地幔、大陆下地壳或大洋地壳沉入下伏软流圈或地幔的过程2020/7/5构造地质学—郝建民主讲35造山带演化的时间序列（据Liegeois，1998）热-应力模拟研究表明，造山带从同碰撞的挤压应力场转换到碰撞后伸展阶段的时间不应超过60Ma（England等，1989）时间造山阶段时间造山后阶段非造山阶段构造环境实例活动大陆边缘亚洲东部大陆边缘碰撞阶段（主要碰撞阶段）喜马拉雅山地区碰撞后阶段（陆内阶段）西藏东南亚地区撒哈拉地区板内阶段500Ma后非洲主体2020/7/5构造地质学—郝建民主讲36三、构造反转断层的性质在不同的时间段内发生转变的现象就是构造反转。早期的张性或张扭性断层后期转变为压性或压扭性断层称为正反转构造。早期的挤压系统部分地转变为正断层称为负反转构造。正反转构造2020/7/5构造地质学—郝建民主讲37练习题1、伸展构造主要有哪些表现型式？（答题要点：见教材P172第8行～P175倒5行。）2、伸展构造的形成机制主要有哪些？3、伸展构造与挤压构造有哪些主要的差别？