08_伸展构造
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。
第12章伸展构造
地堑和地垒：由两组走向近平行，但倾向相反的正断层
构造，相向倾斜构成地堑，相背倾斜构成地垒，它们常相 伴出现。出现在壳浅层，造成上部地壳的减薄。
半地堑
济阳坳陷109测线地质剖面图
在大区域上，一系列的地堑和地垒
可以形成盆岭构造。
第十章 伸展构造
伸展构造型式
伸展构造成因模式 伸展构造发育的位置
伸展构造型式
伸展构造是在岩石圈水平方向上拉伸或薄化作用 下形成的构造组合系统。 伸展构造可以发育在不同地壳层次，具有不同的 尺度。在地壳浅层次表现为正断层，深层次表现 为拆离带。 伸展构造的型式主要有：
适用于大陆地壳浅层次的几何模式
多米诺式正断作用(Domino-style normal faulting): 平面状正断层旋转逐渐变缓，原来水平的地层随 之发生旋转逐渐变缓，造成地壳的减薄。
铲形正断作用(Listric normal faulting): 断层面呈 凹面向上的铲形，断层不旋转，岩层旋转，伴 随逆牵引构造。
拆离断层的特征
1、将年轻的变质变形程度轻微的 浅构造层次岩石叠置于强烈变质 变形的深构造层次岩石之上; 2、规模巨大，一般具有区域性； 3、位移量大，可达数10km；
4、上盘以正断层形式伸展，这些 正断层呈铲状或多米诺状，向下 归并入拆离断层； 5、拆离断层具有特征的构造岩系， 即由下部往上：糜棱岩—绿泥石 化角砾岩—微角砾岩和假熔岩 带—拆离断层面—断层角砾岩和 断层泥，且各类构造岩的发育厚 度也依次变薄。
盆岭构造：山岭（往往为单面山）
及其间列的盆地组成的构造-地貌 单元。它是由区域伸展作用下形成 的地堑、地垒组成。
伸展构造样式
伸展构造样式伸展构造样式是一种常见的地质构造样式，指的是地壳中岩石层在地质运动的作用下发生展伸的构造形态。
这种构造样式在地球历史上普遍存在，对于地球科学的研究具有重要意义。
伸展构造样式的形成是由于地壳内部的构造力学作用。
当地壳中存在应力集中的地方，岩石层在受到压力的作用下发生断裂和展伸，形成伸展构造样式。
这种构造样式通常表现为地壳的延展和拉伸，造成地壳的裂谷、断块和低陷等地质形态。
伸展构造样式在地质历史上具有重要的地质意义。
首先，伸展构造样式是地球板块运动的重要表现形式之一。
地球板块在运动过程中，常常会发生伸展构造样式，这对于理解板块运动的机制和过程具有重要意义。
其次，伸展构造样式是多种矿产资源形成的重要条件。
在伸展构造样式下，地壳中的岩石层发生断裂和展伸，使得地下的矿质物质得以上升和聚集，形成矿床和矿区。
因此，伸展构造样式是矿产资源勘探和开发的重要指示标志。
此外，伸展构造样式也对地球表面地貌的形成产生了重要影响。
伸展构造样式使得地壳表层发生断裂和拉伸，形成山脉、河谷、湖泊等地貌形态。
伸展构造样式具有多种形态和特征。
其中最常见的是裂谷和断块。
裂谷是指在地壳中形成的狭长的裂隙，通常伴随着地壳下降和地壳延展。
裂谷常常形成河谷和湖泊，对水资源的储存和利用具有重要作用。
断块是指在地壳中形成的相对稳定的板块，通常伴随着地壳抬升和地壳收缩。
断块的形成对于地震活动和地壳变形具有重要影响。
伸展构造样式是地球科学领域的一个重要研究方向。
通过对伸展构造样式的研究，可以深入了解地球板块运动的机制和过程，揭示地球内部的构造力学作用，指导矿产资源的勘探和开发，以及预测地震活动的发生。
因此，对伸展构造样式的研究具有重要科学意义和应用价值。
伸展构造样式是地球地壳中岩石层在地质运动的作用下发生展伸的构造形态。
它对地球科学研究和资源勘探具有重要意义。
伸展构造样式的研究不仅可以加深对地球板块运动和地震活动的认识，还可以为矿产资源的勘探和开发提供重要参考。
第十二章伸展构造
第十二章伸展构造伸展构造：在岩石圈拉伸与薄化作用下形成的特殊构造组合系统。
一、伸展构造的表现型式1．正断层的组合型式――地堑与地垒地堑：主要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）。
巨型地堑系又叫裂谷，如东非大裂谷。
地堑实例：环鄂尔多斯地块周边的地堑系，如汾渭地堑、银川地堑、河套地堑等，欧洲的莱茵地堑。
地垒：主要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）。
通常情况下地堑与地垒相伴产生，但地堑要比地垒发育一些。
2．断陷盆地在伸展背景下受基底及盆地边缘正断层控制发育的沉积盆地，如新生代的华北盆地、松辽盆地、江汉盆地等。
这种盆地往往一侧正断层发育，另一侧正断层相对不太发育，在剖面上形成铲形的不对称盆地，称箕状断陷或半地堑盆地。
如松辽盆地中的侏罗－白垩纪断陷盆地。
3．裂谷区域性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，常具有地堑型式。
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（大西洋中央海岭上的裂谷，在格陵兰出露于海面之上）、大陆裂谷（东非大裂谷）和陆间裂谷（红海）。
它们构造成一个威尔逊旋回。
大陆裂谷的特点：①由一系列地堑、半地堑和地垒组成的复杂地堑系统，通常发育于区域性隆起的轴部，表现为断陷谷和断陷盆地的构造－地貌景观，反映岩石圈的伸展作用。
②往往沉积一套巨厚的粗碎屑沉积，常伴有蒸发岩、火山熔岩和火山碎屑岩。
③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。
④有两类岩浆岩共生组合：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入岩体；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。
⑤深部结构上，裂谷下地幔升高，地壳变薄，玄武岩层下普遍存在着波速较低的壳－幔物质混合组成的裂谷垫（异常地幔）。
构造分析-伸展构造
变质核杂岩的主要特点
• mcc由强烈变形、变质的基底（下盘）和 轻微变形（变质）的盖层（上盘）构成。 • 外形呈圆形或椭圆形，直径一般十余公里 或数十公里，呈孤立分散的穹隆状产出。
变质核杂岩的主要特点
• 基底与盖层之间以规模巨大的低角度拆离断层 分隔；
Metamorphic core complexes
51
岩浆作用引起的伸展作用
岩浆作用
地壳增厚导致失稳作用 热及流体作用引起拆离断层作用 岩浆作用 热窿 滑覆
伸展
拆沉作用
俯冲－增厚 拆 沉
软流圈的上涌 岩石圈的反弹 伸 展
-岩石圈伸展
High and low convergent rates
伸展拆离-
断陷部分熔融-
均衡补偿
刘俊来等，2006
4. 区域伸展构造组合
欧亚大陆东部地区早白垩世伸展构造系
（四） 盆岭构造
美国西部内华州盆岭区构造
在伸展区，掀斜构造、阶梯状断层、地堑、地垒等共同 产出，形成由不对称的纵列单面山、山岭及其间宽广盆 地组合成的构造-地貌单元，即盆岭构造。
5. 大陆伸展模式
• Lister（1986）：
– 纯剪模式 – 单剪模式 – 分层剪切模式
Gueydan et al., 2008
Buck, 1991
• 要点:
– – – –
（1) 纯剪切伸展模式 （Pure shear model)
共轭高角度正断层系、对称地堑、裂谷盆地 岩石物理状态与岩石圈变形 水平拉伸纯剪变形与非旋转应变 上部地壳至下部地幔的均匀变形
四、伸展动力来源
造山带垮塌
造山带挤压缩短 增厚的不稳定造山带楔体 不稳定根部 伸 展
地球岩石圈板块构造及其划分（4）
地球岩石圈板块构造及其划分（4）地球岩石圈板块构造及其划分（4）胡经国㈤、主要构造形式在地壳－岩石圈中，主要构造形式（构造系统）包括：伸展构造、盆－岭构造、收缩构造、扭动构造、垂直构造、倾向滑动构造、重力滑动构造。
1、伸展构造⑴、伸展构造的概念伸展构造是指在区域性引张作用下形成的构造系统。
它广泛发育于岩石圈各构造环境和演化阶段。
在全球构造作用及其演化过程中，挤压作用和引张作用是构造作用在时间和空间上紧密相关的两个方面。
虽然造山带以挤压作用及其形成的挤压构造为特色，但是在全球范围的构造作用中，引张作用及其形成的伸展构造的规模甚至比挤压构造还要大。
⑵、伸展构造的两种模式根据区域性伸张作用引起的区域断裂的应力状态，伸展构造可分为纯剪式和单剪式两种模式。
其中，纯剪模式以形成地堑裂谷式断层为特色；单剪模式表现为一条剥离断层及其上盘阶梯式断层组合。
⑶、剥离断层的概念剥离断层是指伸展构造区内的一种平缓产出的铲状大型正断层。
它往往使地壳浅层次年轻地层直接覆盖在深层次的老地层之上。
剥离断层是重要的构造界面，一般产出于基底与盖层之间，往往与变质核杂岩体相伴产出。
其上为剥离上盘，下为剥离下盘。
上剥离盘是一套浅层次的正断层组合，下剥离盘为变质核杂岩。
2、盆－岭构造盆－岭构造是指由走向基本一致的地堑、地垒和阶梯状断层组合在一起所构成的、由断垄、断坳及其阶梯形式交替排列而形成的构造系统。
它在地貌上明显反映为盆－岭地貌，一种在区域性隆起背景上形成的构造地貌。
例如，美国西部科迪勒拉山区的盆－岭构造区是世界上闻名的盆－岭构造区。
3、收缩构造收缩构造是指在造山过程中的挤压力作用下形成的一种构造系统，在造山带集中发育。
其主要类型是以纵弯褶皱和逆断层为主构成的组合构造类型，如逆冲推覆构造、楔冲构造、滑脱构造、薄皮构造等。
⑴、逆冲推覆构造逆冲推覆构造是指由逆冲断层及其上盘推覆体或逆冲岩席组合而成的构造系统。
逆冲推覆构造不仅广泛发育在造山带及其前陆，在地台盖层中也广泛发育。
伸展构造
3.3 裂谷带伸展机制
陆内裂谷常常是异常地幔柱底辟的产 物, 这种底辟可以来自软流圈, 也可以来 自核幔边界热流循环.
3.4 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。
二. 伸展构造样式
2.1 阶梯状构造 2.2 地堑与地垒 2.3 断陷盆地 2.4 裂谷 2.5 变质核杂岩 2.6 岩墙群
2.1 阶梯状构造
由若干产状基本一致的 正断裂组成，各断裂上盘依 次向同一方向断落形成阶梯 状构造，断落常伴随旋转.
A）同向断层组
B）反向断层组
2.2 地堑与地垒
1）地堑，由两组走向近平行且相向 倾斜的正断裂组成, 巨型地堑属于裂 谷. 小型地堑由两条相向倾斜正断裂 组成, 断裂间共用一下降盘.
大陆裂谷特征
1）由一系列地堑、半地堑组成复杂地堑系，通常发育于区域隆 起的轴部，显现断陷谷或者断陷盆地等构造地貌；
2）裂谷中沉积一套巨厚碎屑岩，常伴有蒸发岩及火山岩； 3）裂谷带都发育浅源地震与火山，裂谷带表现出负布格异常与 负磁异常，而且热流值也高； 4）大陆裂谷包括两类岩浆岩共生组合，即大陆拉斑玄武岩、以 及拉斑玄武岩-流纹岩双峰组合。
2）主拆离断裂带,一种上陡下 缓的大型铲状正断裂产出于盖 层与基底之间, 上盘为一系列 脆性正断裂组合，断裂向下逐 渐汇入韧性糜棱岩带中.
3）韧性下拆离盘,由岩浆岩与 强烈变形的片麻岩组成，从下 向上至主拆离断裂，岩石组成 包括原片麻岩糜棱岩化片麻 岩糜棱岩带。
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。
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地垒
地堑
地堑与地垒
地堑与地垒举例
松辽盆地J-K期间的地堑与地垒
渤海盆地老第三纪的地堑与地垒
2.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。
断 隆起 阶 带
深凹带
斜坡带
箕状断陷
第八章伸展构造
一、伸展构造的表现形式
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。
1.正断层的组合型式—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）。
负反转构造
思考题
• 伸展构造主要有哪些表现型式？ • 伸展构造的形成机制主要有哪些 • 伸展构造与挤压构造有哪些主要 的差别？
5km 5k 5km
半地堑
脆性上拆离盘
年 轻 糜棱 正 岩带 断 层 韧性下拆离盘
主拆离断层 岩墙群
绿泥石角砾岩
糜棱岩
岩株式变形花岗岩
拆离断层和变质核杂岩结构示意图
5.岩墙群
阿尔金拉配泉北侵入于元古界中的基性岩墙群
二、伸展构造的形成模式
1.大陆伸展模式
脆性上地壳
纯剪模式
韧性地壳
Moho 软流圈
岩石圈地幔
单剪模式
岩浆
分层滑动 模式
岩浆
大陆伸展模式
2.造山期后伸展模式—岩石圈拆沉作用
地壳 岩石圈地幔
伸展前增厚的地壳
岩石圈剪切带
非均匀地壳变形和区域尺度流动
均匀的纯剪伸展
不对称非均匀的岩石圈伸展
Moho拆沉作用
造山期后伸展模式
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。
大陆裂谷
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
一个大陆裂谷理想的演化模式
大洋裂谷
蛇绿岩的三个组分在洋 中脊裂谷中的形成过程
洋壳的构造
大洋岩石圈模型
洋中脊中央裂谷处新生洋壳的形成模型
4.变质核杂岩 4.变质核杂岩
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。
断陷盆地举例
辽东湾海域绥中36-1油田地质解释横剖面
渤海湾盆地济阳坳陷的J-K-E箕状坳陷
3.裂谷 3.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。