伸展構(gòu)造

ExtensionalTectonics

伸展構(gòu)造是在巖石圈拉伸及薄化作用下形成的特殊構(gòu)造組合系統(tǒng)。伸展構(gòu)造與擠壓作用形成的構(gòu)造是全球構(gòu)造中最為醒目的兩種構(gòu)造類型，在時間和空間上有密切關(guān)系，而且尚有與剪切作用聯(lián)合形成的壓剪及張剪構(gòu)造型式伸展構(gòu)造作用與某些固體礦產(chǎn)、有機(jī)礦產(chǎn)、地震等有成因上的關(guān)系，與資源、地質(zhì)災(zāi)害和國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性發(fā)展息息相關(guān)。2023/5/191第一節(jié)伸展構(gòu)造型式在大陸伸展地區(qū)，伸展構(gòu)造多表現(xiàn)為正向滑動為主的斷層、剪切帶和拆離帶(Detachmentbelt)組合型式，發(fā)育在不同的層次、尺度、區(qū)域構(gòu)造背最和構(gòu)造演化階段。主要構(gòu)造型式如下:一、地塹和地壘(graben&horst)1、地塹主要由兩組走向近平行且相向傾斜的正斷層構(gòu)成。小型地塹在露頭尺度上即可看到由兩條相向傾斜正斷層組成，兩條斷層之間的共同上盤下降，兩條斷層的下盤上升(圖7-1A)。2023/5/1922·地壘與地塹恰好相反，由兩組走向平行背向傾斜的正斷層構(gòu)成(圖7-1B)，在簡單情況下，由兩條正斷層組成的地壘，中間共同的下盤上升，兩側(cè)的斷層上盤下降。通常情況下，地塹和地壘相伴發(fā)育，正斷層多呈階梯狀，形成盆嶺型構(gòu)造-地貌單元。2023/5/193圖7-1地塹(A)與地壘(B)2023/5/194二、盆嶺構(gòu)造盆嶺構(gòu)造一詞源自美國西部科迪勒拉山系的盆嶺區(qū)，是指由不對稱的縱列單面山、掀斜構(gòu)造及其間的地塹、地壘組成的構(gòu)造－地貌單元。盆嶺構(gòu)造是在區(qū)域性伸展作用下形成的地塹、地壘、掀斜式階梯斷層控制下形成發(fā)育的，是伸展區(qū)具有典型性的構(gòu)造－地貌形式。2023/5/195三、斷陷盆地

(taphrogenicbasin)

在伸展背景條件下受基底及盆緣正斷層控制發(fā)育的沉積盆地，稱為斷陷盆地。這些盆地規(guī)模大小不一，如我國東部的華北盆地、松遼盆地和江漢盆地等大型盆地，秦嶺造山帶內(nèi)的徽成盆地、西峽盆地和南陽盆地等中、小型盆地等。如果斷陷盆地一側(cè)斷層發(fā)育，形成一側(cè)由主干弧形或鏟形正斷層控制的不對稱盆地，則稱為箕狀斷陷或半地塹盆地(圖7-2)?；顢嘞菖璧乜沙蕟蝹€產(chǎn)出，也可以由多個箕狀斷陷盆地構(gòu)成一個系列。一般說來，斷陷盆地規(guī)模越大，盆緣及盆內(nèi)構(gòu)造越復(fù)雜，控制其發(fā)育的因素也越多，往往是多次(正或負(fù))構(gòu)造反轉(zhuǎn)甚至與大型走滑作用聯(lián)合形成的復(fù)合盆地。2023/5/196圖7－2箕狀構(gòu)造(據(jù)原石油工業(yè)部)A、箕狀斷陷構(gòu)造結(jié)構(gòu)，Ⅰ、斷階帶;Ⅱ、深凹帶；Ⅲ、斜坡帶B、山東濟(jì)陽坳陷中的箕狀斷陷構(gòu)造2023/5/197四、裂谷(Riftvalley)

裂谷是區(qū)城性伸展隆起背景上形成的巨大窄長斷陷，切割深，發(fā)育演化期長，常具有地塹型式。按照裂谷發(fā)育的區(qū)域構(gòu)造部位及其地質(zhì)構(gòu)造特征，可分為大洋裂谷、大陸裂谷和陸間裂谷。大西洋中央海嶺上的裂谷是大洋裂谷的典型，東非裂谷是大陸裂谷的典型，紅海裂谷是陸間裂谷的典型。人們認(rèn)為大洋裂谷、陸間裂谷和大陸裂谷共同構(gòu)成全球裂谷系。大陸裂谷陸間裂谷大洋裂谷是一演化系列，就是大陸開裂、漂移、海底擴(kuò)張的過程。不過，并非所有的大陸裂谷都演化成大洋裂谷。2023/5/198裂谷有一系列特征性的構(gòu)造型式、巖漿活動、沉積作用、地球物理、地球化學(xué)和成礦作用特征。在大的裂谷內(nèi)部通常有大量次級張性、張扭性或扭性斷裂發(fā)育，并形成次級或更次級的隆起和坳陷。除走向構(gòu)造外，還常發(fā)育橫向或斜向的調(diào)整構(gòu)造，局部可以出現(xiàn)擠壓性構(gòu)造。裂谷消亡后可以出現(xiàn)廣泛的擠壓，大量壓性構(gòu)造可以掩蓋原來的張性構(gòu)造。2023/5/1991、裂谷深部構(gòu)造的主要特征是:莫霍面隆起、地殼變薄、軟流圈埋藏較淺和下面有異常地幔。2、裂谷主要的構(gòu)造作用是:引張、伸展應(yīng)變、巖石圈破裂和深部地幔熱柱上涌。3、裂谷火山巖中常有深源包體，表明其巖漿來自深部。大陸裂谷的火山噴發(fā)以基性為主并具雙峰式。巖漿巖通常富堿性，富輕稀土和不相容元素，銣和鍶的初始值高，銣、鍶和鉛的同位素比值變化范圍較寬。產(chǎn)生這類巖漿的地幔的分熔程度低，分熔深度大，屬原始地?；蚋患偷蒯?。2023/5/1910大洋裂谷的火山巖不具雙峰式特征，以拉斑玄武質(zhì)為主，侵入和噴出巖低硅、低鉀和低鈦，鍶的初始值、放射成因鉛和稀土含量都低，鉛同位素組成比較固定，輕稀土略虧損或呈球粒隕石型分布。產(chǎn)生大洋玄武巖漿的地幔屬分熔程度較高、分熔深度淺、長期貧化或耗損了的地幔。2023/5/19114、陸內(nèi)裂谷的沉積主要為陸相紅層，夾含碳地層、火山巖及火山碎屑巖，晚期可以有海相沉積。沉積相及厚度變化大，在生長斷層旁常發(fā)育濁積巖、滑塌堆積和角礫巖，常有厚的類磨拉石等發(fā)育。陸間裂谷的陸棚區(qū)發(fā)育巨厚的蒸發(fā)巖，形成紅層－熔巖－蒸發(fā)巖組合。2023/5/19125、現(xiàn)代裂谷帶大多數(shù)為負(fù)布格重力異常和負(fù)磁異常帶，局部有正的重磁異常，邊界為明顯重、磁梯度帶。地震頻繁，熱流值高。深部有P波低速異常帶，電磁高導(dǎo)層的界面較高，磁化層厚度相對較小，地幔上拱，殼幔界面模糊。通常認(rèn)為下面有密度較小、溫度較高的異常地幔。2023/5/1913古代裂谷大多已不具現(xiàn)代裂谷的上述特征，但有時保留了某些特點(diǎn)。例如第聶伯洛夫－頓涅茨(中上泥盆紀(jì))、華北(白堊紀(jì)－第三紀(jì))、滇黔桂(泥盆紀(jì)－三疊紀(jì))的古裂谷在今天其深部仍存在地幔上拱現(xiàn)象。裂谷進(jìn)一步發(fā)展，可以出現(xiàn)不同結(jié)果。包括:張開成洋，遵循威爾遜旋回向前發(fā)展;張開形成弧后盆地、小洋或多島海;由引張應(yīng)力場變?yōu)閿D壓應(yīng)力場，發(fā)生褶皺、推覆逆沖、甚至造山;停止發(fā)育，被沉積物填滿而消失等。2023/5/1914裂谷是重要的成礦場所，許多超大型礦床與它密切相關(guān)，如:俄羅斯諾里爾斯克銅鎳鉑族元素礦床;南部非洲的原生金剛石礦床;贊比亞、扎伊爾、波蘭魯賓、俄羅斯烏多坎的層控銅礦床;北美(沙利文、紅狗)、北澳(芒特艾薩、麥克阿瑟河)、德國(麥根)等地的沉積巖容礦的(或叫頁巖型)塊狀硫化物鉛鋅礦床;澳大利亞布羅肯山鉛鋅銀礦床;朝鮮檢德的碳酸鹽巖容礦的鉛鋅礦床;南非金鈾礫巖礦床;美國西部與偏堿性流紋斑巖有關(guān)的克萊麥克斯斑巖鋁礦床;巴西、澳大利亞、加拿大的一部分前寒武紀(jì)硅鐵建造;西非、紅海等地的蒸發(fā)鹽類礦床等2023/5/1915在我國，內(nèi)蒙古白云鄂博稀土鐵礦床、內(nèi)蒙古東升廟鉛鋅硫礦床，四川攀枝花、紅格釩鈦磁鐵礦礦床、廣西大廠錫多金屬礦床、廣西下雷錳礦床、廣東長坑金銀礦床、云南蒙自白牛廠銀多金屬礦床、云南蘭坪金頂鉛鋅礦床、南秦嶺廠壩鉛鋅礦床等超大型礦床與裂谷構(gòu)造也有著密切的關(guān)系。2023/5/1916大陸裂谷的主要特征如下：(1)、裂谷是由一系列正斷層為主的地塹、半地塹組成的復(fù)雜地塹系，通常發(fā)育于區(qū)域性隆起的軸部，表現(xiàn)為斷陷谷和斷陷盆地等構(gòu)造-地貌景觀，反映巖石圈的伸展作用。(2)、裂谷中往往沉積一套巨厚的包括磨拉石之類的碎屑沉積，常伴有蒸發(fā)巖、火山熔巖和火山碎屑沉積。裂谷沉積中常包含重要的沉積礦產(chǎn)。(3)、裂谷往往是淺源地震帶和火山帶。裂谷帶內(nèi)的地球物理場一般表現(xiàn)為巨大的負(fù)布格重力異常和負(fù)磁異常，或者為負(fù)背景值上的正異常。裂谷的邊界一般表現(xiàn)為明顯的重力梯度帶和磁力梯度帶。大陸裂谷熱流值一般較高，但變化幅度較大。2023/5/1917(4)、大陸裂谷的巖漿巖有兩類共生組合，①大陸溢流玄武巖，主要為拉斑玄武巖，也包括堿性玄武巖及其深成侵入巖體；②雙峰系列，可以是拉斑玄武巖-流紋巖套，也可以是堿性玄武巖－響巖或粗面巖套。(5)、深部結(jié)構(gòu)上，裂谷下地幔升高，地殼變薄，玄武巖層下普遍存在著波速較低的殼-幔物質(zhì)混合組成的裂谷墊。自70年代以來，我國地質(zhì)學(xué)家對裂谷進(jìn)行了廣泛的研究，提出了存在中、新生代時期以及更老時期的裂谷，如華北平原新生代裂谷、白堊紀(jì)沂沭裂谷及攀西裂谷等。2023/5/1918五、變質(zhì)核雜巖

(metamorphiccorecomplex)

變質(zhì)核雜巖是被構(gòu)造上拆離及伸展的未變質(zhì)沉積蓋層所覆蓋的、呈孤立的平緩穹形或拱形強(qiáng)烈變形的變質(zhì)巖和侵入巖構(gòu)成的隆起(P.J.Coney，1980)(圖7-3)。根據(jù)經(jīng)典地區(qū)變質(zhì)核雜巖和我國一些地區(qū)變質(zhì)核雜巖的發(fā)育狀況和結(jié)構(gòu)，朱志澄認(rèn)為變質(zhì)核雜巖具備以下基本特征:2023/5/1919圖7窄-3霸拆離沈斷層紡和變響質(zhì)核姿雜巖框(體輪)搞結(jié)構(gòu)仁示意夕圖(據(jù)Li先st袖er既,書19街84枕)20南23安/5栗/1摟220變質(zhì)何核雜冬巖構(gòu)蹄造的柳基木探特征(1和)在付空間賤上呈辜彎狀臘或長拋垣狀短大型背斜的外恐貌。臨通常拿是不近對稱榆的，擊一翼姥比另純一翼位陡。抖地貌圓上常季為區(qū)買內(nèi)的無最高扣山。(2凡)核部由中捉地殼覽或下姑地殼棋的古誕老的澇中、戴深變豆質(zhì)巖播組成粗，其莊中常征有晚拴期的耗同構(gòu)礎(chǔ)造的燭中酸蓮性巖傅體侵琴人，嘴偉晶奔巖脈捷和混歇合巖回化也廣很普要遍。(3尖)核部思雜巖分的頂明部為一抱個以級糜棱烤巖類皺巖石籠為特清征的裹剪切腫帶。逆這是逗一種導(dǎo)以緩橫傾的子面理丙和礦饞物拉寸伸線殘理為擴(kuò)特征氧的SL構(gòu)造約巖，引反映濾其在碧地殼戶深處勤的韌匆性域腸曾經(jīng)墓受過釋殼內(nèi)省非共粘軸流掀動的桑強(qiáng)烈港韌性球變形絹。20克23長/5貓/1糖221(4渣)上盤以不蒼變質(zhì)精的顯栽生宙頃巖層歌為主服，發(fā)寸育多粒世代孔的不駕同類收型的魂正斷引層系撒，有座犁式航正斷控層、汽近平倡行的檢平面顏狀高饒角度譯正斷政層以桌及平題面狀腫低角廳度正述斷層因，反枯映了繩水平銹伸展研狀態(tài)認(rèn)下的牽脆性渾變形趣。(5便)上梢地殼穗的脆文性伸礦展方魯向、瀉剝離收斷層渠的滑撤動方慘向及濁下盤羨糜棱終巖帶顫的運(yùn)眉動方養(yǎng)向，稠通常永在運(yùn)動偷學(xué)上具驢一致欲性，高反映渡了統(tǒng)林一的孕運(yùn)動詞方式奪。20君23篩/5扇/1桌22220事23頑/5倒/1貸223第二編節(jié)棋伸展喪構(gòu)造奔模式已經(jīng)性提出龜了各裁種幾描何學(xué)術(shù)的、截運(yùn)動撐學(xué)的徑及動志力學(xué)好的模爬式，旬來解赴釋不束同構(gòu)頭造層姨次上呆伸展誤構(gòu)造千的發(fā)鼓育規(guī)鋤律及拍動力笑學(xué)過如程。沃尼哲克等員(B.蒼We貼rn表ic蒜ke和B.級C.楊Bu誘rc賊hf傍ie然l)唇，1頓98健2根據(jù)直斷層歇面幾災(zāi)何形止態(tài)及臺斷塊您沿斷搞層面載位移錘特點(diǎn)掘，將撐正斷壁層劃炸分為篩兩種倍類型襪，即缸非旋含轉(zhuǎn)(雁高角驚度)賣的和肺旋轉(zhuǎn)牙的，議其中霜旋轉(zhuǎn)報一類輸中又熱分出壟僅巖繁層旋泊轉(zhuǎn)的暑鏟狀混斷層暑及斷貢層和貓巖層首均旋賞轉(zhuǎn)的昨平面盟斷層琴或鏟塌狀斷雹層(漸圖7廈-6儀)，棚并分企別討那論了揉計算屠它們顧伸展檢量的啦方法匆。沃尼背克等六的正奸斷層中分類范，適與合于晶地殼撐淺層扶次及躲伸展俊盆地塘內(nèi)斷恰層的御觀察堆和解僅釋。腫當(dāng)然匠，它目們的膏組合眾型式么，也坦可能抽反映白了深滑部更招大規(guī)界模的致伸展厭構(gòu)造路特征樣。20蔥23令/5火/1建224圖7史-6您旋轉(zhuǎn)戚的正矛斷層(據(jù)B.快We群ni祝ck蛛e等，往19逃82宮)A、巖層方旋磚肉而斷臣層不續(xù)旋轉(zhuǎn)鏡的鏟奪狀正序斷層B·巖層反和斷所層均悔旋轉(zhuǎn)蝴的平廚面狀緞?wù)龜鄵Q層C、巖層續(xù)和斷銜層均撞旋轉(zhuǎn)撥的疊碧瓦狀岔鏟形偵斷層20品23蔑/5贊/1惹225李斯盡特等慈(G.波S.遮Li選st妄er慶，1狂98抹6)對被飽動大彈陸邊宿緣的歲演化歐及拆粗離斷雙層作岔用(de謙ta嫌ch導(dǎo)me乞nt句f常au冊lt籍in什g)研究外進(jìn)行敞了綜公述，身依據(jù)康形成借斷層撈組合畝應(yīng)力坑狀態(tài)北，概朽括出誤大陸登伸展絨構(gòu)造師的三吹種模毛式(圖斧7-盼7)，即純鋤剪模檔式、次單剪陽模式崇及拆嬌離模式戲。不慮同模喚式造像成的繩伸展灰構(gòu)造湯型式園也有胞明顯蟻區(qū)別雄。無疑醒，不席同構(gòu)第造層梢次的賠伸展誘構(gòu)造窗所表從現(xiàn)的挪幾何蹦型式飄和應(yīng)級力狀舊態(tài)是災(zāi)不一厚致的喊，除雜此之脹外，武不同娘構(gòu)造淡層次脈的物客質(zhì)組嫁成、樓相轉(zhuǎn)崇換、招流變侮狀態(tài)年及物米理化勇學(xué)環(huán)凡境也籠不相翼同，牌因而腥，在妻分析泳伸展璃構(gòu)造但建立度模塑蔬，應(yīng)鮮當(dāng)從鍬組成巧及變百形兩銹個方藏面全僚面考稀慮。20翠23簡/5星/1膝226圖7妄－7善大扯陸伸辨展模肢式(據(jù)G.墊S.溫Li尼st粥er等,捐19昨86撿)純剪婚模式單剪閃模式拆離旅模式脆性暖上地索殼韌性后地殼上地禽幔軟流忽圈巖漿巖石穴圈20尾23譯/5屋/1旦227伸展端和擠考壓兩夏種作相用和憂兩類溜構(gòu)造雹對比伸展頭和擠夢壓兩浸種作富用及仁其鑄紗造的撒兩類食構(gòu)造命雖然誼備具兔特色扛，由欄于兩趙種作鑒用在鄰一定明區(qū)域母構(gòu)造勞演化密中相刊互交胖替和訪重疊肆，往諷往引搭起構(gòu)研造的稻疊加邀和穿英插。舒通過善認(rèn)真見的研蔽究和塔分析裕，仍薪可將晶兩類辯構(gòu)造閑鑒別煙和篩蕉分出暫來，層現(xiàn)列券表(曲表7弟-1碑)將距兩者勒加以駝對比濤。以上哨對比雄在一財定程減度上時是相肉對的通，因權(quán)時襖(構(gòu)除造階侵段)控和因臣地澤(區(qū)參域穩(wěn)獄定程城度)萌而有默變化括和差造異。20老23溜/5后/1粒228表7眉-1累伸晉展和胳擠壓耗兩種埋作用什和兩安類構(gòu)巴造對飾比表引張作用和伸展構(gòu)造擠壓作用和擠壓構(gòu)造1.作用時期過長持久,脈沖較弱而不顯著；2.影響空間為區(qū)域性面式，作用空間的界線不明顯；3.淺層次以斷裂為主，巖層原始產(chǎn)狀改變輕微、較??；4.以高角度正斷層為主，也有低角度斷層(犁式或順層)5.形成大面積隆起和坳陷，如塊狀山、高原，巨大斷陷盆地、裂陷槽和斷坳槽;1.作用時期較為短暫急速，脈沖強(qiáng)烈顯著；2.影響空間為區(qū)域性帶狀，作用空間的界線比較清楚；3.以褶皺、斷裂為主，巖層原始產(chǎn)狀改變顯著,且變化急劇；4.以低角度斷層為主，亦發(fā)育高角度斷層，5.形成帶狀坳陷帶(槽)和線狀山系·20造23亮/5侮/1遍229引張作用和伸展構(gòu)造擠壓作用和擠壓構(gòu)造6.構(gòu)造活動性質(zhì)轉(zhuǎn)換過程緩幔而漸進(jìn);地層接觸多表現(xiàn)為平行不整合或微角度不整合;7.巖漿活動主要是區(qū)域性大面積火山活動，尤其是玄武巖沉，區(qū)域性放射狀或平行式巖墻群，中酸性侵入活動；8.區(qū)城變質(zhì)微弱或較局限，相對為高溫低壓及退變質(zhì)；6.構(gòu)造活動性質(zhì)轉(zhuǎn)換過程較急速而是著，地層接觸關(guān)系多表現(xiàn)為顯著的角度不整合；7.巖漿活動強(qiáng)烈，形成區(qū)域性帶狀中酸性侵入活動巖基帶和各種巖性的火山活動；8.區(qū)域變質(zhì)作用強(qiáng)烈，相對為遞進(jìn)中、低溫高壓變質(zhì)，20痕23芽/5憲/1理230六、鼻層間筆滑動蛇斷裂層間戰(zhàn)滑動礙斷裂演,表層間勺滑動伏斷層畝是指