区域地质构造18沉积盆地大地构造
沉积盆地分析
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第十章
沉积盆地及古地理分析
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第十章 沉积盆地及古地理分析
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
概述 沉积盆地的古地理分析 盆地地层格架的建立 盆地的充填和演化分析 沉积古地理研究与编图方法
第一节 概 述
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有关术语
沉积盆地（简称盆地）:是指岩石圈表面 （地球表面）在三度空间内，容纳沉积 物堆积和叠置的场所，其边界为各种不 同性质的构造活动带和自然地理障壁 （单元）。
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砾岩的成分
3.物源区母岩性质的确定
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(2)砂岩的成分
砂岩中的岩屑成分直接反映母岩性质。砂岩中的 颗粒矿物类型也是反映母岩性质的良好标志，砂岩最 主要的矿物是石英和长石。目前石英中的包裹体、石 英消光类型、形状以及多晶现象等标志常被用来判别 各种类型的石英。例如，来自中、酸性岩浆岩的石英 多为镶嵌接触的多晶石英，石英中可有锆石、电气石、 磷灰石等矿物包裹体；来自火山岩的石英，通常是单 晶、透明，颜色呈烟灰色，无波状消光，呈短的双锥 体，并有裂纹和熔蚀现象。来自变质岩的石英，为缝 合接触的多晶石英，具有波状消光，石英中有矽线石、 电气石、蓝晶石等矿物包裹体；来自沉积岩的石英， 颗粒比较圆滑，常为具有再旋回的次生加大现象，属 再生石英。
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3.物源区母岩性质的确定
沉积地质与构造古地理
沉积建造泛指在一定构造背景条件下，当地壳发展 到某一构造阶段时所形成的一套具有特定岩相组 合的沉积岩系。 沉积大地构造相是反映陆块区、洋区、洋与陆块之 间的陆缘区（活动和被动陆缘）形成演变过程中， 在各个演化阶段及其特定的大地构造环境中形成 的沉积盆地及其充填序列，是表达大陆岩石圈板 块在离散、汇聚、碰撞、走滑等动力学过程中形 成的不同类型沉积盆地及其综合产物，具有恢复 陆块区和造山系（带）形成演化的功能。
沉积地质学：是研究沉积物及沉积岩的形成作用以及 和地质背景、大地构造环境及其它各种地质作用之关 系的科学，它比沉积学的涉及范围更加广阔。 沉积学：是研究沉积物和沉积岩及其形成作用的科学， 包括沉积物及沉积岩的描述、分类、成因及解释（包 括来源、搬运、沉积和后期改造），即：沉积环境-沉积作用--沉积物。 古地理学：是研究地质历史中各时期自然地理景观、 陆地和海洋的分布轮廓及其变化的科学。决定古地理 轮廓演变的主导因素是构造格局的形成及其发展演化， 所以对某一地区古地理轮廓演变过程的分析研究，也 就不可避免要涉及对大地构造学（构造轮廓）的研究， 故常将两者结合起来，称为构造古地理。
二、地层的沉积类型和沉积组合 1、沉积类型 2、沉积组合 3、几种重要的沉积组合
2、 沉积组合
1）定义：是在一定地质时期内形成的，能够 反映其沉积过程中主要构造环境的沉积岩共 生综合体，即指在不同构造部位上，一定时 期内形成的沉积物。 2）沉积组合及分布：王鸿祯先生对沉积类型 组合进行过详细划分，并在《中国古地理图 集》（1985）中表示了我国各地史时期的沉 积类型和沉积组合分布。
沉积地质与构造古地理分析
一、概述 二、地层的沉积类型和沉积组合 三、主要盆地类型及沉积作用 四、沉积盆地的构造背景分析
第三章
大地构造名词解释
地盾，地台相对稳定的部分，长期处于上隆，没有或很少有沉积盖层前寒武纪变质基底大面积出露，周缘被有盖层的地台所环绕，平面形态呈盾状。
在长期的地质历史中，地盾轮廓变化不大，区内地势起伏较小，由于地盾上出露的岩层都属太古宙和元古宙，对它的研究课发掘出地球演化早起历史的宝贵信息。
地轴，地台相对活动性较大的部分，长期处于相对上隆，没有或很少有沉积盖层，前寒武纪变质基底广泛出露，平面形态呈地槽地台学说认为地壳的演化规律是由活动转化为稳定，世界各地的地槽不断回返成为地台就体现了这种演化。
但是中国一个连续的区域，并具有相同类属性的最小的土地单元。
是地质构造三重基本概念之一，是具有一定综合结构形态、属于一定构造体系的地质块体。
它的存在常由地壳物质组成或地壳结构构造的均一性，以及具有明确的界线反映出来。
其规模大小、影响深度、结构形态、活动强度都有差别：较活动的狭长带状地块，称褶皱地带；相对稳定的不规则地块，称为块垒地。
在长期复杂的地壳运动中，褶皱地带和块垒地可相互转化。
任何地块的发生和发展都受构造体系、运动性质和岩石性质所制约；反之，不同形态和不同类型地块的存在，构成一定的边界条件，也影响构造体系的形成和特征，决定地块边缘及其内部的形变特点。
拗陷地槽或地台中的下沉部分。
即一般所指的地向斜、台向斜和山间拗陷。
台地【terrace】明显较四周或一侧为高、顶面相对平坦、面积不是很大的高地。
台地是指四周有陡崖的、直立于邻近低地、顶面基本平坦似台状的地貌。
由于构造的间歇性抬升，使其多分布于山地边缘或山间。
有人认为台地是高原的一种。
根据成因可分为构造台地、剥蚀台地、冻融台地等。
根据物质组成又可分为基岩台地、黄土台地、红土台地等。
台地指的是沿河谷两岸或海岸隆起的呈带状分布的阶梯状地貌。
台地是一种凸起的面积较大且海拔较低的平面地形。
台地中央的坡度平缓，四周较陡，直立于周围的低地丘陵。
有人认为台地是高原的一种，但一般而言，海拔较低大片平地称为平原，海拔较高的大片平地称为高原。
中国地质构造、地层建造、地壳结构等地质特征
中国地质构造、地层建造、地壳结构等地质特征今天中国大陆的构造格架，是在欧亚板块、太平洋板块和印度板块长期相互作用过程中建造起来的。
中国大陆的大部分属欧亚板块；青藏高原南部的喜马拉雅褶皱区和冈底斯褶皱系属印度板块；台湾东海岸台东山脉属菲律宾板块。
地质构造区的划分中国是世界上地质构造最复杂的大陆之一。
根据沉积建造、岩浆活动、变质作用、构造运动等时空发育的总体特征,中国大陆可以划分为3种不同类型的地质构造区：地台区、陆间增生褶皱区、陆缘增生褶皱区。
地台区包括前寒武纪形成的华北地台、塔里木地台和扬子地台，它们构成中国大陆的3个核心。
基底多为复杂的变质杂岩系，盖层主要为稳定类型沉积。
华北地台包括阴山-燕山与秦岭-大别山之间，贺兰山以东以及渤海及黄海北部广大地区，北与乌拉尔－蒙古褶皱带东段接界，南与秦岭褶皱带相邻，东南部与扬子地台相连，向西过贺兰山与阿拉善地块相接。
若包括朝鲜北部广大地区，则称中朝地台（见亚洲地质）。
华北地台是中国最古老的一个地台，形成于18亿年前后的吕梁运动，有3套建造系列:太古宇和下元古界构成它的基底；中、上元古界和古生界构成它的盖层；中新生代盆地沉积叠加在不同时代岩层之上。
基底岩系包括4套变质岩群，代表了地台演化的4个阶段。
最老一套变质岩群出露于地台北缘，以冀东迁西群为代表，变质终止年代在36亿年以前，属早中太古代；第二套变质岩群主要见于地台南北边缘和鲁西地区，以太行山北段阜平群和鲁西泰山群为代表，变质终止年代略早于距今25亿年，属晚太古代；第三套变质岩群主要分布于地台中部及东部，以五台、太行山区五台群和辽东宽甸群为代表,变质终止年代为距今在23亿年左右,时代为早元古代早期；第四套变质岩群广布于地台中部和周边，以五台山的滹沱群和辽东辽河群为代表，变质终止年代约在距今18亿年，属早元古代晚期。
盖层沉积包括两套地层：（1）中上元古界浅海相碎屑岩、镁质碳酸盐岩，厚数千到万余米；（2）古生界海相碳酸盐岩、海陆交互相煤系沉积和上二叠统－下三叠统陆相红色碎屑岩系。
华北陆块新元古代-中生代沉积盆地划分及其构造演化
华北陆块新元古代-中生代沉积盆地划分及其构造演化华北陆块自新元古代至中生代经历了多次构造演化，形成了许多沉积盆地，这些盆地不仅是华北地区地质构造的重要组成部分，也是一些重要的经济资源基地。
本文将对华北陆块新元古代-中生代沉积盆地进行划分及其构造演化的概述。
一、新元古代-寒武纪1. 赵北地块沉积盆地：该盆地位于华北地区的南部，由下到上可划分为高家店组、宝坻组、三道岗组和龙马溪组。
该盆地受晚奥陶世晚期至早志留世早期的构造事件影响，被抬升和隆起成为了一个向西倾斜、南北向展布的隆起带。
2. 大庆旗地区沉积盆地：该盆地位于华北地区的东北部，主要由泥盆纪飞仙关组组成，地质构造上表现为向南倾斜的浅斜形式。
3. 滦县地区沉积盆地：该盆地位于华北地区的中部，主要由石炭纪和二叠纪的煤系页岩和砂岩组成。
该盆地主要是由中下扬子地块向华北地区的冲击作用所引起的构造事件形成的阻隔盆地。
二、三叠纪-侏罗纪1. 冀东地区沉积盆地：该盆地位于华北地区东北部，主要由石炭-三叠系砂岩和下三叠统至中侏罗统的沉积岩组成。
该盆地主要是由扬子陆块向华北陆块的碰撞作用所引起的构造事件形成地裂陷。
2. 曲阳-石家庄地区沉积盆地：该盆地位于华北地区的中部，地质构造上表现为由北向南和东南向的复式断裂构造带所分隔的典型裂陷盆地。
3. 鄂尔多斯地区沉积盆地：该盆地位于华北地区的西部，主要由三叠系至侏罗系的泥盆系和长兴岗组构成。
该盆地的构造演化与中生代的印支造山运动密切相关，是华北地壳向西伸展的产物。
三、总结华北陆块自新元古代至中生代经历了多次构造演化，形成了许多沉积盆地，这些盆地的构造演化与华北地区的地质、岩石及资源分布有着密切的关系。
随着地质科学不断进步，对华北陆块新元古代-中生代沉积盆地的研究将逐步深入，为资源勘查和开发提供更为精准的地质依据。
中国区域地质构造概况
火山地貌
火山构造和熔岩流动在地表形成 了许多火山地貌形态，如火山锥、 熔岩台地、熔岩隧道等。这些地 貌形态常常成为旅游景点和自然
保护区。
岩浆岩和变质岩的分布
岩岩
是指由岩浆冷却凝固而成的岩石。在中国，岩浆岩分布广泛，主要分布在东北 地区的岩浆岩带和华南地区的花岗岩带等地。
变质岩
是指由其他岩石在高温、高压条件下发生变质作用形成的岩石。在中国，变质 岩分布也很广泛，主要分布在华北地区的变质岩带和华南地区的变质岩区等地。
些褶曲常常呈线状或雁行状排列。
03
褶皱地貌
褶皱构造在地表形成了许多地貌形态，如山地、丘陵、高原等。同时，
褶皱构造还控制着地下矿产资源的分布，如煤、石油、天然气等。
断裂构造
断裂构造
是指在地壳运动过程中，岩层受到地应力作用而发生断裂，形成各种断裂面的地质构造。 在中国，断裂构造也十分发育。
断裂类型
根据断裂的方向和性质，可以将断裂构造分为正断层、逆断层和平移断层等类型。正断层 是指上盘下降、下盘上升的断层；逆断层是指上盘上升、下盘下降的断层；平移断层则是 指断层两盘沿水平方向移动的断层。
地质灾害分布
滑坡、泥石流等地质灾害在中国分布广 泛，主要集中在西南地区、西北地区、 中南地区等山区地带。
VS
地质灾害规律
地质灾害的发生与气候变化、地形地貌、 地质构造等多种因素相关。在强降雨、冰 雪融化等条件下，容易诱发滑坡、泥石流 等地质灾害。同时，人类工程活动也加剧 了地质灾害的风险。
05
中国地质构造的研究现状 和展望
断裂地貌
断裂构造常常形成各种地貌形态，如裂谷、断层崖、断陷盆地等。同时，断裂构造也是地 震活动的主要场所之一。
油气勘探复习题
一．名词解释1．成藏组合：是含油气系统的组成部分，拥有一个或多个油气藏（田）。
这些油气藏具有共同的储集层、圈闭和盖层、运移时间、保存条件，其地理位置、所处环境和流体性质具有共同的工程特征，或者是这些特征的组合。
2.滚动勘探开发：它是在少数探井和早期储量估计，在对油田有一个整体认识的基础上，将高产富集区快优先投入开发，实行开发的向前延伸；同时，在重点区块突破的同时，在开发中继续深化新层系和新区快的勘探工作，解决油气田评价的遗留问题，实现扩边连片。
这种“勘探中有开发，开发中有勘探”的勘探工作程序，称为滚动勘探开发。
3.非常规油气资源;在地下的赋存状态和聚集方式与常规油气具有明显差异的用常规的采油技术工艺不能开发利用的油气聚集。
4.圈闭预探：是指从盆地区域勘探优选出的有利含油气凹陷进行圈闭准备开始到圈闭钻探获得工业油气流的全过程。
5.预测储量（三级）：该储量是在地震详查和其他方法所提供的圈闭内，经过预探井钻探获得工业油气流、油气层或油气显示后，根据区域地质条件的分析和类比，对有利区按照容积法估算的储量。
6.探明储量：是指油气藏评价勘探阶段完成后，经过油气藏精细描述评价方法计算出的油气储量。
7.隐蔽圈闭（油气藏）：是指采用常规的勘探技术和识别方法难于发现的圈闭。
隐蔽圈闭几乎包含了地层、岩性、特殊类型圈闭以及与构造因素有关的复合圈闭的大多数。
8.大区勘探：是指从众多盆地的地质调查开始，通过科学探索井钻探，优选出有利含油气盆地的过程，勘探对象是盆地。
9.科学的钻探程序：正确处理勘探阶段之间相互关系与工作流程、正确处理勘探对象与勘探技术方法以及勘探任务之间的相互关系，称之为科学的勘探程序。
10.预探井：预探井是在地震详查的基础上，以局部圈闭、新层系或构造带为钻探对象，以揭示圈闭的含油气性，发现油气藏，计算控制储量（或预测储量）为目的的探井。
11.油气藏评价勘探：是指从圈闭获得工业油气流开始到探明油气田的全过程。
中国陆相沉积盆地地质特征-CAGS
4. 喜山期
• 喜山期最有意义的地质发展是中国东部大陆裂 谷系盆地及大陆边缘盆地的出现，使中国东部 及沿海大陆架成为第三系主要产油气区。早第 三纪气候分异明确，海域环境对近海陆相沉积 也产生了影响。古构造、古气候和古地理的影 响使早第三纪出现多种沉积类型。
汇报提纲
• 一、中国陆相沉积盆地的定义 • 二、中国中、新生代陆相沉积盆地的分布 • 三、中国中、新生代陆相沉积盆地发展阶段 • 四、陆相盆地沉积特征 • 五、陆相低渗透储层 • 六、陆相沉积盆地地下水古动力场特征
⒊ 横向冲积扇—扇三角洲—水下扇—湖相泥岩 这一充填型式，发育于盆地陡坡一侧，尤其是
断陷盆地深断裂一侧。由于长期的断裂活动，形成 了近源距和陡坡降的地貌环境。含有大量砾岩粗碎 屑物直接进入湖泊，形成扇三角洲和湖底扇重力流 沉积。湖泊内主要为泥岩沉积。
⒋ 横向冲积扇—纵向辫状河（网状河）—三角 洲—湖底扇湖相泥岩
中国陆相沉积盆地地质特征
汇报人：张森琦
中国地质调查局水文地质环境地质调查中心 2010-10-27 · 武汉
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汇报提纲
• 一、中国陆相沉积盆地的定义 • 二、中国中、新生代陆相沉积盆地的分布 • 三、中国中、新生代陆相沉积盆地发展阶段 • 四、陆相盆地沉积特征 • 五、陆相低渗透储层 • 六、陆相沉积盆地地下水古动力场特征
• ⑴ 西部准噶尔和塔里木晚古生代—中生代沉积盆地区； • ⑵ 中部鄂尔多斯—四川—楚雄中生代沉积盆地带； • ⑶ 北部松辽—二连—阿拉善白垩纪沉积盆地带； • ⑷ 东部渤海湾—华北南部晚白垩世—早第三纪沉积盆地
区； • ⑸ 江汉—苏北晚白垩世—早第三纪沉积盆地带； • ⑹ 沿海大陆架东海—珠江口第三纪沉积盆地带。
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走滑引张盆地
共轭剪切面和应力
走滑盆地的六种类型
• A.断层弯曲盆地（左）； 冈萨雷斯盆地（右，委）
• B.阶超盆地（左）；死海 走滑张裂盆地（右）
裂谷与被动边缘
被动大陆边缘
被动大陆边缘的特征
• 重力和磁异常 • 枢纽 • 前－与同裂谷
沉积（Ｔｒ、 Ｊ） • 后裂谷沉积 （Ｋ、Ｔ） • 盐底辟 • 地壳类型
被动大陆边缘的演化
• １．原大洋阶段 • ２．后裂谷早期阶段：碎屑楔
的形成 • ３．成熟大陆台地和大陆隆的
形成 • 陆缘填积阶段，大三角洲进积
C. Further development results in 2 of the rifts developing into an ocean, the third is a failed arm (aulacogen)
D. Less likely is that all 3 arms develop into oceans
北美三个走滑盆地的比较
• 挪威豪耐伦盆地 • 南加州里吉盆地 • 北加州小硫河盆地
• 塌垒；河流为主的冲积 扇；湖泊沉积；冲积平 原和扇三角洲沉积；海 洋浊积岩；大致的层理 走向和倾向；向斜轴和 倾伏
• 走滑方向；正断层或高 角度逆断层，短线在下 投盘上；沉积物沿主走 滑边缘的搬运方向；沿 盆地其他边缘的主搬运 方向；沿盆地轴的沉积 物搬运方向；冲断层， 三角在仰冲盘上；沉积 地层界限
基本盆地类型剖面图
WILSON CYCLE & BASIN EVOLUTION
张裂盆地
张裂盆地几何类型
a.相连的地堑：坦噶尼喀湖
b.分支的张裂构造：澳大利亚和塔斯马尼亚之间 的巴斯海峡
c.高阿特拉斯裂谷 d.大滩 e.詹尼弧盆地 f.裂谷迁移过渡带（红海）
莱茵地堑近于对称的几何形态
• a,块状图上近于对称 • b,一些部位的复杂化 • c,沉积系列 • d,纵向剖面：中生界、底部碎屑、
Plate Tectonics and Sedimentary Basin Types
SB = Belt RMP = Rifted margin prism SC = Subduction complex FTB = Fold and thrust belt RA = Remnant arc
盆地大地构造
全球盆地分布
世界盆地与油气田
Bally 的盆地 分类
Bally 的盆地分类
1.与大洋岩石圈形成作用有关而不与大缝 合线伴生的盆地 11.与大洋地壳形成作用有关的盆地
111.裂谷 112.与大洋转换断层伴生的盆地 113.大洋深海平原 114.位于大陆和大洋之间的大西洋型被动 大陆边缘（大陆架、大陆坡和大陆隆 1141.叠置在早期裂谷系之上的盆地 1142.叠置在早期转换系之上的盆地 1143.叠置在早期潘诺尼亚型和西地中海 型弧后盆地上的盆地 12.位于前中生代大陆壳上的盆地 121.克拉通盆地 1211.位于早期裂谷地堑上的盆地 1212.位于早期潘诺尼亚型弧后盆地之上 的盆地 2.与挤压大缝合带伴生的刚性岩石圈之上 的缝合带周围盆地 21.邻近B-型消减带的深海沟
311.弧前盆地 312.环太平洋型弧后盆地 3121.与B-型消减带伴生的以洋壳为底的 弧后盆地（狭义的边缘海） 3122.与B-型消减带伴生的以大陆壳或过 渡壳为底的弧后盆地 32.与大陆碰撞伴生位于A-型消减带凹侧 的弧后盆地 321.在大陆壳上的，或潘诺尼亚型盆地 322.在过渡壳或洋壳上的，或西地中海 型盆地 33.与缝合带上大剪切系有关的盆地 331.大盆地型盆地 332.加利福尼亚型盆地
弧前盆地大地构造
弧前盆地构造位置
弧前伸展盆地
弧间盆地
环太平洋弧沟系
小安的列斯弧间盆地
弧内盆地
弧内盆地的位置
吕宋弧的弧内与弧后盆地
分 类 一 九 八盆 八地
Ingersoll
修正和增补
• 1.大洋盆地不论休眠与否 • 2.会聚边缘增加“楔顶盆地” • 3.混合交错位置增加“地幔柱诱发盆地”和
“冲击成因盆地”
应 力 与 盆 地 形 成
盆 地 应 力 分 类
盆 地 类 型 的 世 界 分 布
盆地的板块构造位置
Plate Tectonics, Sedimentation, and the Coherent Logic for the Analysis of Sedimentary Basins
22.邻近A-型消减带的前渊和下伏台地沉积 221.具有埋藏地堑的断坡，只有小型块
状断裂作用或完全没有 222.以块状断裂作用为主的盆地 23.中国型盆地，与远端块状断裂作用伴
生，这种断裂作用与挤压或大缝合带有关， 但不与A-型消减带伴生 3.缝合带上盆地，位于挤压缝合带或包含 在其中 31.与B-型消减带伴生的
G. Closure of oceans results in island arc development above the subduction zone
H. Continued closure results in collision with major fold and thrust belts. But often the failed arm (aulocogen) is still preserved
Forming an Aulacogen
– As the crust begins to bulge it breaks to form the three rift zones
Forming an Aulacogen
• Two arms fill with water to form oceans
Ocean Basin Floor
Abyssal Plains: flat seafloor in deep water beyond the continental slope. Depth: 4,000 – 6,000 meters.
Flattest place on earth – topology of the oceanic crust is fairly irregular, but sediments fill in the irregularities, resulting in “mud-flats”. Sediments = fine pelagic deposits. Pelagic sediment – settles slowly through the ocean water and is made up of fine-grained clay and the skeletons of microscopic organisms.
• The third, failed, arm trends inland
AULACOGEN DEVELOPMENT
TRIPLE JUNCTION Bulge in continental crust over rising
mantel plume
Development of 3 radial rifts
里吉盆地的构造和沉积特征
渤海湾拉分盆地
走滑挤压盆地
中央盆地的演化
地质剖面图
大尺度构造剖面
海沟盆地
海沟的分布
弧沟系构造特征
日本海沟和秘鲁海沟
海沟坡的构造特点
海沟的各种沉积物
海沟坡的沉积速率
楔顶盆地
FORELAND BASINS
- Are convergent (compressional) basins in continental settings.
Plate Tectonic Settings for Basin
Formation
Crust Type/Heat flow – Oceanic vs. Continental • Plate Boundary Type/ Syndepositional Tectonics – Convergent – Divergent – Transcurrent
• C.走滑旋转盆地 • D.走滑挤压盆地：平面图
（左）；平面图（右）
六种走滑盆地（二）
• E.多成因盆地：走向滑动； 区域缩短（左）
• 走向滑动盆地，区域伸展 （右）
• F.复历史盆地：区域伸展 形成盆地（左）；后来受 到右行走滑，转变为走滑 盆地
花状构造类型
地震剖面的正花状构造
负花状构造的反射剖面
石灰岩、沥青页岩、蒸发岩、泥灰 岩、泥炭、冲积物
苏彝士湾东边缘（一）
苏彝士湾东边缘（二）
坳拉槽
裂谷与坳拉槽
Aulacogens
• Aulacogens are inactive rifts of a radiating three-rift system that develops over areas of crust that are being uplifted
AULACOGEN BASIN
FOREARC & TRENCH
坳拉槽的演化
GEOL466 - Lect. 28
Aulacogens
A. Doming by a mantle plume associated with volcanicity
B. Rifting (rrr junction) is initiated
Bedded cherts.
Pelagic Sediments
Ocean Basin Floor
Volcanic features are common:
Seamounts: steep sided volcanoes that rise abruptly from the seafloor, sometimes forming islands.