伸展构造3

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变质核杂岩

变质核杂岩
在造山带伸展构造成因机制方面,岩浆作用与伸展构造 的关系一直为众多地质学家所关注,其中何者为主动 因素和伸展作用过程中岩浆的生成规模存在较大争议 ,因此,岩浆侵入作用与变质核杂岩以及伸展构造的 关系成为一个比较前沿的研究课题。
两种观点:
1、岩浆作用是伸展作用的结果;
2、伸展构造是岩浆作用诱发形成的。
地球物理研究 高分辨的地球物理资料有助于研究岩体 与伸展构造的深部关系;
拆离断层变形机制的精细研究 运用岩石有限应变测量 等方法和手段,进行精细的定量化的构造变形机制分 析,确定拆离断层的变形过程,进而其与岩浆作用的 关系。
5、变质核杂岩与成矿作用
一、构造演化与成矿作用的关系
1.矿源: 核部通常为太古宙结晶岩系(如小秦岭的太 华群的Au);幔源的基性岩墙或岩席(如中条山 的Cu,Au)
伸展构造--力学模式
大陆伸展构造发育的三 种模式(Lister ,1986) :纯剪切模式、简单剪 切模式、分层剪切或滑 动模式。

第2章 水平伸展构
积 盆


3-变质核杂岩




1、基本理论
《 Cordilleran metamorphic core complexes》( Crittenden,1980)
3、我国的一些变质核杂岩
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。
扬 子 克 拉 通 西 缘 变 质 核 杂 岩 带
云 蒙 山 变 质 核 杂 岩
4、岩浆作用与伸展作用的关系
形 成 过 程
2. Cordilleran变质核杂岩基本特征:

《油区构造解析》4-伸展构造解析

《油区构造解析》4-伸展构造解析

伸展变换构造
伸 展 变 换 构 造 位 置
伸 展 变 换 构 造 样 式
--
1
伸 展 变 换 构 造 样 式
--
2
伸 展 变 换 构 造 样 式
--
3
伸展变换构造 样式 – 4,5
伸 展 断 层 模 型
伸 展 断 块 构 造 与 圈 闭
伸展断块构造与圈闭地震剖面
伸展构造地震剖面
伸 展 构 造 圈 闭
同向调节断层
反向调节断层
铲式扇
正双重构造
(a)
变换断层 变换断层
(e)
宽缓背斜
构造鼻 构造鼻
构造鼻
(b)
变换断层
走向斜坡
地垒凸起
地垒凸起
宽缓背斜
(c)
(d)
斜向斜坡
(f)
(g)
(i)
走向斜坡
二、裂陷盆地的伸展构造样式
地堑与半地堑构造 铲式正断层上盘半地堑族系 变换构造带
剖面图
铲式正断层下盘三维模型
第四讲 伸展构造
正断层的基本特征 裂陷盆地的伸展构造样式 薄皮伸展构造
一、正断层的基本特征
1. 正断层类型 2. 正断层的组合 3. 正断层的相关构造变形
正断层
正断层是在水平引张力作用下形成的。按照安 德森断层形成模式,在σ1垂直、σ2以及σ3水 平纯剪切应力场中,岩层破裂将形成一对共轭 的正断层,正断层的倾角为60°±,共轭正断 层的交线为σ2方向。但是,自然界的正断层并 非都是共轭出现,其产状也并非总是60°±
变换断层 — 1
变换断层 — 2
伸 展 变 换 构 造 样 式
--
5
渤海湾盆地铲式正断层剖面

伸展构造

伸展构造

四. 构造反转概念
1) 正反转构造: 盆地由早期 张性或者张扭性转变为后 期的压性或者压扭性. 2) 负反转构造: 盆地由早期 压性或者压扭性转变为后 期的张性或者张扭性. 3) 推广之, 凡是区域应力场 发生性质反转的构造就是 反转构造.
思考题:
试述伸展构造样式与形成机制.
34造山带伸展机制1加厚作用形成势能差2造山根对流拆离作用3板块深俯冲断离作用1加厚作用形成势能差汇聚造山导致壳层加厚和地表隆升当汇聚趋于停止时加厚壳层就会在变形与未变形岩石圈之间引发势能差高势能柱体总会向低势能柱体施加水平挤压力由此促发造山带变形柱体伸展塌陷
13 伸展构造
一. 伸展构造概念
二. 伸展构造样式
2)造山根对流拆离作用
在岩石圈根部, 热边界层随汇聚缩 短发生显著加厚并向下运移,它在地 幔对流驱使下失稳、拆离、快速沉陷 进入软流圈,而软流圈热物质随之上 涌补偿使得残留岩石圈甚至壳底直接 暴露与软流层接触,由此引发强烈熔 融、高温变质、区域伸展与岩浆作用.
3)板块深俯冲断离作用
持续汇聚促使低密大陆 岩石圈随同高密大洋岩石圈 运移至俯冲带深处,这时显 著密度差就会使得俯冲板块 陆壳部分强烈上浮而高密洋 壳部分向下拖曳,这时俯冲 板块就会张裂、断离和沉陷 作用,热软流层上涌引发构 造伸展、区域隆升、岩浆活 动以及热变质作用。
2.3 断陷盆地
在伸展背景下受基底及盆缘正断裂控制发育的沉积盆地. 地堑盆地 半地堑盆地
半地堑盆地叠加
2.4 裂 谷
裂谷是区域伸展隆 起背景下形成的巨 大狭长断陷,切割深, 发育演化期长,常具 有地堑型式. 包括大洋裂谷, 大陆 裂谷以及陆间裂谷.
大陆裂谷陆间裂谷大洋 裂谷构成一演化系列,即大 陆开裂、海底扩张的过程。 不过,并非所有的大陆裂谷 都能演化为大洋裂谷。

伸展构造——精选推荐

伸展构造——精选推荐

伸展构造伸展构造伸展构造的类型--伸展构造的模式--剥离断层和变质核杂岩伸展构造是区域引张作⽤下形成的⼀套具有特⾊的构造系统。

马杏垣曾指出:“引张作⽤也造就了全球范围的构造现象,其规模甚⾄⽐挤压变动还要⼤。

”伸展构造是在区域性引张作⽤下形成的⼀套独具特⾊的构造系统。

从全球构造及其演化的观点,挤压作⽤(如造⼭带)与引张作⽤(如洋中脊、拉张带)是构造作⽤在时间和空间上紧密相关的两个⽅⾯。

由于构造研究源于造⼭带,造⼭带⼜以挤压变形为特⾊,以致曾长期忽视引张伸展作⽤及其形成的伸展构造。

关于伸展构造的重要性,马杏垣教授曾精辟地指出:“其实,引张作⽤也造就了全球范围的构造现象,其规模甚⾄⽐挤压变动还更⼤”。

从构造应⼒状态和变形体制看,伸展作⽤和挤压作⽤可概括为“开”与“合”。

“开”与“合”乃地壳的⽔平运动,在⼀定条件下⽔平运动与升降运动⼜相互转化。

升降运动中的上升隆起往往导致重⼒势的变化和重⼒不稳,引起地壳表层的顺坡下滑⽽形成重⼒滑动构造。

所以,伸展、降起与重⼒滑动具有相对统⼀性。

⼀、伸展构造类型地堑和地垒--阶梯状断层、箕状构造和盆岭构造 (⼀)(⼆)--⼤型断陷盆地--裂⾕--剥离断层伸展区构造,以正断层为主构成各种组合类型。

1、地堑和地垒地堑主要由两条⾛向基本⼀致的相向倾斜的正断层构成。

两条正断层之间是⼀个共同的下降盘(图A)。

巨型地堑系称作裂⾕。

这⾥主要讨论⼀般规模的地堑。

构成⼤中型地堑边界的正断层常常是由数条产状相近的正断层构成同向倾斜的阶梯式断层系列。

两侧正断层可以均等发育,也可以是⼀侧更为发育。

地垒主要由两条⾛向基本⼀致的反向倾斜的正断层构成(图B)。

两条正断层之间是⼀个共同的上升盘。

组成地垒的正断层可以呈单条产出,也可以是数条产状相近的正断层组成的依次断落的阶梯状断层带。

从区域地质构造看,地堑⽐地垒具有更重要的地质意义。

2、阶梯状断层、箕状构造和盆岭构造(1)阶梯状断层由若⼲条产状基本⼀致的正断层组成,各条断层的上盘依次向同⼀⽅向断落,构成阶梯式。

变质核杂岩

变质核杂岩
– 核部由中、下地壳的中、深变质岩组成,常有晚期同 构造的中酸性岩体侵入。
– 核部杂岩顶部为一个以糜棱岩类岩石为特征的缓倾剪 切带。
– 糜棱岩顶部被大型低角度正断层所切削,使糜棱岩成 绿泥石化、赤铁矿化碎裂岩类。这一基底剥离断层分 开了脆性变形的上壳岩和曾受韧性剪切的内壳岩。
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• 上盘以不变质的显生宙岩层为主,发育多世代的不 同类型的正断层,反映水平伸展下的脆性变形。
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• 两种观点:
– 1、岩浆作用是伸展作用的结果;
– 2、伸展构造是岩浆作用诱发形成的。
– 总体认识:区域的水平拉伸应力场为伸展构造和 岩浆作用提供了条件,但未必是先决条件,也不 一定是伸展构造发育的直接原因,而岩浆作用则 更可能是伸展构造的必要因素,并且可能是产生 拉伸应力场的原因之一。
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2.中条山胡篦型铜矿的构造控制
2.1.是沉积层控还是构造控制? 1)构造置换的识别:层理还是片理?
微细的水平层理还是片理?细脉浸染状马尾 丝状矿石的成因(沉积层理还是糜棱面 理)? 2)剥离断层的识别
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大理岩中片理对层理的置换,中条山
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• 形成时代有:元古代,中生代,第三纪。
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杂 岩 带
拉 通 西 缘



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云 蒙 山 变 质 核 杂 岩
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4、岩浆作用与伸展作用的关系
• 在造山带伸展构造成因机制方面,岩浆作用与伸展 构造的关系一直为众多地质学家所关注,其中何者 为主动因素和伸展作用过程中岩浆的生成规模存在 较大争议,因此,岩浆侵入作用与变质核杂岩以及 伸展构造的关系成为一个比较前沿的研究课题。

第12章 伸展构造

第12章  伸展构造

地垒
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)。
地堑
地堑与地垒
地堑
盆岭构造:在伸展区,由倾斜岩块、阶梯状断层 或控盆正断层共同产出,形成由山岭和拉张盆 地构成的地貌单元。是在区域性的地堑、地垒、 掀斜式阶梯断层控制下形成发育的。
二 断陷盆地
垂向上岩墙群发育伸展 变形
岩墙群
第二节
伸展构造发育模式
常见有旋转作用,剪切作 用和拆沉作用等三种基本 模式 1. 旋转作用模式:由 沃尼克(B.Wennicke,1982) 提出,该模式认为:地壳 浅部构造层次和盆地内部 断层的形成,与这些场所 出现或具有的旋转、非旋 转变形环境、变形条件有 直接关系。
四 拆离断层和变质核杂岩
拆离断层:区域性伸展形成的大规模低角度正断层。
拆离断层将年轻或浅构造层次的岩石直接叠覆于古老 和深构造层次的岩石之上。通常是,拆离断层上盘为 不变质或极低级变质岩,下盘为具有糜棱岩结构的高 级变质岩。
拆离断层的特征:
1) 区域或亚区域规模,至少可达数十公里。 2)超过10公里的巨大位移量。 3)上盘因伸展而发育一组或多组正断层,它们向下合并于 拆离断层,而下盘则很少发育类似的断层。
4)上盘由低级变质或不变质的上地壳岩石组成。 5) 变质核杂岩(MCC)的变形行为与上盘完全不同, MCC-韧性变形;上盘-脆性正断层。 6)变质核杂岩顶部剪切带的运动学特征与上盘相同,说明 它们是在同一递进变形过程中形成的。
国内大量的变质核杂岩的特征表明,中国变质 核杂岩除个别缺失中间层外,其他均具有三层结 构,即盖层(上部脆性变形层)、滑脱层(固态流 变中间韧性层)、核部(变质核、同构造侵入岩)

伸展构造与走滑断层

伸展构造与走滑断层

三、走滑断层的特征 1、主要特点 ①、走滑断层包括一系列与主干断裂平行或以微小 角度相交的次级断层,单条断层一般延伸不远,各 级断层分叉交织,常构成发辫状。 ②、常伴有雁列式褶皱、断裂、断块隆起和断陷盆 地等构造。 ③、断层两侧的地层—岩相带呈递进式依次错移, 时代愈老、依距愈大。 ④、断层常呈直线延伸,甚至穿过起伏很大的地形 亦然。
如一套迭瓦状逆冲断层体系(imbricate thrust system)向上没有联结成顶板逆冲断层,这种迭瓦 状构造称之为迭瓦扇(imbricate fan)。 在双重构造和迭瓦扇中,次级迭瓦状逆冲断层与主干 断层或底板逆冲断层的交点称之为断叉点或断叉线 (brach line);次级迭瓦状逆冲断层的前缘称之为 断端线或断尖线(tip line)。
二、伸展构造类型 1、地堑和地垒 (1)、地堑:由两条走向基本 一致的相向倾斜的正断层构成, 两条正断层之间有一个共同的下 降盘。巨型的地堑系为裂谷。确 切的讲,大型地堑的边界断层往 往为多条,即由数条产状相近的 正断层构成一个倾斜的阶梯式断 层系列。 (2)、地垒:由两条走向基本 一致的相背倾斜的正断层构成, 两条正断层之间有一个共同的上 升盘。
第九节 走滑断层
一、基本概念 走滑断层即走向滑动断层,一般指大型平移断层,断 层两盘顺直立的断层面作相对的水平滑动。人类认识 走滑断层要晚于正断层和逆断层。19世纪初,地质学 家就认识了正断层和逆断层,而走滑断层到20世纪初 才被人们认识。其原因如下有三个: ①、作为研究断层位移的参考面(线),在走滑断层 中相对较少; ②、走滑断层产状陡立,不易与正断层区分; ③、走滑断层的结构较为复杂,查明断层的性质较为 困难。
六、花状构造 花状构造是走滑断层系中的一种 特征性构造,其在剖面上为一条走滑 断层自下而上呈花状撒开,称之为花 状构造。 根据花状构造的结构和力学性质,可 将花状构造如下两种。 1、正花状构造 正花状构造是收敛型走滑断层派 生的在压扭性应力状态中形成的构造。 其表现为一条陡立的走滑断层向上分 叉撒开,成逆断层组成的背冲构造, 断层面下陡上缓,凸面向上,被切断 地层多组成背形,但不具弯滑性质。

第十讲 伸展构造、走滑断层(三)

第十讲 伸展构造、走滑断层(三)

(二)与走滑断层相关的构造
1-雁列式走滑断层重叠区构造
A-重叠区受挤压而形成次级褶皱和逆冲断层;B-重叠区受拉伸 而形成次级正断层和沉积盆地。
2-主断层面弯曲产生的构造
在主断层面弯曲的情况下,沿断层的局部剪切位移,产生 局部挤压与拉张。形成挤压脊和拉分盆地。
3-两条走滑断层相交切引起的构造
当走向不同且滑向相反的两条走滑断层相互交切时,形 成平面上的楔形岩块。若楔形岩块向楔顶滑动则引起挤压, 并使楔形岩块隆起;若楔形岩块离开楔顶方向滑动则引起拉 伸。
)、变质核杂岩 (4)、变质核杂岩 )、
70年代研究美国西部Cordillera 造山带时发现 的一种特殊构造单元,并提出变质核杂岩的 概念,80年代以来研究甚广,并掀起大陆伸 展构造研究的高潮。
• 变质核杂岩
– 由于岩石圈的伸展、拆离、基底隆升和地表 的剥蚀作用使地壳深部的变质岩和深成岩逐 渐上升而出露地表,这套深部岩石称为变质 核杂岩。
挤压上升 拉伸下降
(4)走滑断层伴生的褶皱
• 雁列式褶皱
–褶轴小角度交于断层 –远离断层逐渐消失 –产于断层一侧或二侧, 或带内
1 2 3 4 5 N
思考、 思考、讨论题
1-拆离断层及特征 拆离断层及特征 2-裂谷的基本特征 裂谷的基本特征 3-变质核杂岩的主要特征 变质核杂岩的主要特征 4-走滑断层的特征。 走滑断层的特征。 走滑断层的特征 5绘图说明走滑断层所伴生的破裂构造。 绘图说明走滑断层所伴生的破裂构造。 绘图说明走滑断层所伴生的破裂构造
二、伸展构造 (extensional tecto• 以正滑断层、剪切带和拆离断层为主要滑动系 统形成的构造型式,包括: (1)地垒—地堑(Horst and Graben)
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简单剪切伸展(simple shear extinsion)模式
Wernicke(1981,1985)在研究美国西部盆岭区伸展构 造的基础上提出了简单剪切伸展(simple shear extinsion )模式。他认为地壳浅层所见的由脆性块断构成的伸展 构造是地壳或岩石圈尺度的大型低角度正断层的剪切滑 动引起的。简单剪切伸展模式很好地解释了一些裂陷盆 地区(如美国西部盆岭构造区)的构造非对称性,而且 将盆内构造和盆缘及隆起区构造(如变质杂岩核的形成 与隆起机制)有机地联系在一起,因而无论是在研究伸 展盆地区,还是研究伸展造山带中均得到广泛的应用, 在八十年代伸展构造研究热潮中这种伸展作用模式倍受 推崇(Lister,etal,1986;Ma etal,1987)。
“反转构造”是针对构造类型本身来说的,当同 一断层出现伸展和挤压两期力学性质和运动方向 都相反的构造活动时,该断层称为反转断层 (inverted fault),反转的断层及其伴生的褶皱 合称为反转构造。如果反转断层早期为伸展正断 层活动、晚期为挤压逆断层活动,则被称为正反 转构造(positive inverted structure);相反, 早期为挤压逆断层活动、晚期为伸展正逆断层活 动 , 则 被 称 为 负 反 转 构 造 (negative inverted structure)。
以Murphg(1991)为代表的石油地质学家将反转构造 限定为大陆裂谷环境内早期正断层上盘的逆向活动所形 成的构造;Glennie等(1981)最早的定义对构造环境未加 限制,只要同一地区发生过构造沉降和隆起的转变均可 以称为构造反转;Graciansky(1989)认为反转作用还包 括如阿尔卑斯那样的造山带,认为这对于认识造山带的 演化具有重要意义。可见,反转构造、构造反转、反转 作用等有关概念是既有联系又有区别的,且目前的用法 并不统一。
拆沉作用(Delamination):是指大陆 岩石圈地幔由于较软流圈温度低、密度 大,从而产生重力不稳,在合适的条件 下,岩石圈地幔将沉降到软流圈,并使 岩石圈减薄。
伸展塌陷(Extensional orogenic collapse)
第四节 逆冲推覆构造与伸展构造区别与对比
一、挤压推覆与重力滑覆: 推覆 应力状态 收缩 变形体制 从根带→锋带,挤压 应变状态 A 直立,C 水平 要带产状 倾向后缘 构造组成样式 台阶式,倾向根带 地层组合 老盖新 褶皱 倒转平卧为主,倒转翼拉薄 二、逆冲推覆构造与剥离断层: 剥离断层 断层给合 正断层、地垒、地堑、盆岭 位移方向 上盘下滑,水平伸展 地层关系 地支缺失减薄 断层先发育 下盘糜棱岩为主,上盘碎裂为主 变质相带 变化迅速,具突变性 应力场 伸展
分层剪切伸展模式 Eaton(1980)在研究美国盆岭省的地质和地球物理特征 的基础上提出了一种解释性的大陆伸展模式,并得到一 些地质学家的响应(如马杏垣,1983)。这是一种分层 剪切伸展模式,包含有两个重要思想:(1)岩石圈构造是 分层次的;(2)不同层次的岩石圈,其伸展变形方式可以 不同。如浅层次(上地壳)的伸展构造可以受一个大型 折离断层的简单剪切伸展作用控制,形成不对称的掀斜 块断构造,深层次(下地壳及上地幔)的伸展构造则可 以是受纯剪切伸展作用影响形成透入性的韧性流变及岩 墙侵入。分层剪切伸展模式既强调大型拆离断层在岩石 圈 中具有关键性意义(特别对于上地壳脆性伸展构造 的影响),同时亦认为并充分考虑了岩石圈在伸展过程 中存在“缩颈作用”。
1.
第三节 伸展构造模式
许多学者提出了多种大陆伸展模式来解释 大陆内部及被动大陆边缘裂陷伸展区的各种地质 和地球物理表现特征。概括起来,大陆伸展模式 可分为三种:纯剪切伸展模式、简单剪切伸展模 式和分层剪切伸展模式。
纯剪模式
单剪模式
纯剪切伸展(pure shear extension)
纯剪切伸展(pure shear extension)的思想由来 已久。这一思想认为在拉张应力作用下,岩石圈发生均 匀的“细颈化”或“缩颈作用作用(necking),• 部 下 地壳及壳下岩石圈(上地幔)以韧性流变方式造成透入 性的韧性伸展减薄,而上部地壳则以脆性断块活动方式 造成地壳的伸展减薄。脆性伸展层与韧性伸展层之间可 能存在巨型的水平滑脱和/或脆-韧性过渡层。• 些研 一 究者多用纯剪切伸展的思想来解释裂谷盆地的形成机制 ,如张文佑(1981)、Artyushkov(1981),Bott (•976,•981• 、Illies(1981)等所提出的一些裂谷 1 1 ) 作用的模式基本上属于纯剪切伸展模式。
滑覆 重力势 从根带伸展→锋带,挤压 C 直立,A 水平 倾锋带 犁式,倾向锋带 新盖老,老盖新复杂 平卧为主 逆冲推覆构造 叠瓦、双冲构造 上盘上升,水平收缩 地层重复,增厚 与变形层相关 重叠,倒置 挤压
第五节 反转构造
一、反转构造的概念与类型
反转构造(inverted structure 或 inversion tectonics)是构造 地质学尤其是石油构造地质学的一项重要进展。早在上世纪的20— 30年代,Lamplyugh(1920)、Prouvost(1930)对这类构造已作了报 道,但只是在80年代末90年代初才引起盆地构造学者和石油构造 学 者 的 广 泛 注 意 (Bally,1984;Lowell,1985; 刘 和 甫 , 1986 ; Ziegler,1987;Cooper and William,1989;Schmidt and Rodson,1990;陈发景,1992;Mitra,1993等)。但有关反转构造的 定义、分类、应用范围、与油气的关系等问题的分歧尚很大。
美国西部科第勒拉变质核杂岩
九、 重力滑动构造
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
重力滑动构造是指岩层在重力作 用影响下向下坡滑动形成的构造 变动。
重力滑动构造基本组成包括以下几个组成部 分:下伏系统(即原地系统)、润滑层、滑 面、滑动系统。
后缘拉伸带:滑动系统发生并起始运移带,以拉 伸为主,形成倾向与滑向一致的正断层,地堑, 地垒。中部滑动带。外缘推挤带:以紧闭倒转至 平卧褶皱及叠瓦式逆断层为特色。
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