裂陷盆地
弧后裂 陷盆地
盆地构造分析 Tamaki和Honza (1991)将前人对 弧后裂陷盆地形成 机制各种解释,概 括为主动裂陷和被 动裂陷两种机制的 五种模式 (1)模式1:由于板块 俯冲摩擦产生岩浆作用 和诱导出地幔物质上涌, 岩浆的底辟使弧后地区 发生裂陷作用
盆地构造分析
1.大陆裂谷—陆间裂谷—新生 大洋盆地 当地幔热物质上升并对裂谷 轴部产生热底辟作用后,都有 可能促使大陆岩石圈板块裂解 成为两个或多个板块。 原先的大陆裂谷的轴部形 成新的大洋地壳,并成为两个 或多个板块的离散边界;大陆 裂谷则演变成为陆间裂谷。
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2.大陆裂谷—衰退裂谷—拗拉槽
板块构造环境在裂陷盆地的形成机制和演化过程中有很 重要的地位。考虑裂陷盆地的形成与演化过程与板块构造运 动的关系,将其分成四大类、十种类型。
盆地构造分析
盆地构造分析
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二、各种类型裂陷盆地的基本特征
1.大陆类型板块内部的裂陷盆地
(1)伸展型坳陷盆地指地壳 或岩石圈受引张减薄而形成的 碟状坳陷,盆地不直接受断层 控制
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2.纯剪切伸展模式 在水平引张力的作用下,地 壳或岩石圈的纯剪切伸展变形产 生两组相对或相背倾斜的共轭正 断层,并在运动中导致短块体相 对上升和下降,从而形成地堑和 地垒构造。
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盆地构造分析 3.简单剪切伸展模式 整个岩石圈的伸展变形是一种旋转的简单剪切应变机制。 在简单剪切伸展模式中,浅层地壳中脆性破裂构成的伸展构 造系统是由地壳中岩石圈尺度的大型低角度正断层上盘的剪 切滑动引起的。
盆地构造分析 2.与板块离散运动有关的裂陷盆地 (4)被动大陆边缘。指在离散板块运动造成的大陆边缘。
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盆地构造分析 3.与板块聚敛 运动有关的裂陷盆地 (1)弧内(裂陷)盆地。 (2)弧后(裂陷)盆地和弧间(裂陷)盆地。 (3)撞击裂谷。
盆地构造分析 裂陷盆地的构造样式 一、裂陷盆地的剖面构造样式 1.正断层的几何学和运动学特征 即按断层面形态分为“平面式”和“铲 式”
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拗陷阶段
反转阶段
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5.大陆裂陷盆地—伸展造山带
大陆裂陷盆地,特别是发 育在拆离断层上盘的裂陷盆地 发展到一定程度后,断陷边缘 的主干断层的大规模伸展位移 可能使下盘在均衡作用下隆升, 使地壳深部由于伸展作用而形 成的“变质核杂岩”露出地表, 成为伸展造山带。
盆地构造分析 二、与俯冲作用有关的弧间—弧后裂陷盆地及其演化 弧后盆地位于火山岛与大陆之间,通常也称为大陆 边缘盆地。现代的弧后盆地主要分布在环太平洋+地区, 特别是集中在西太平洋边缘。 弧间裂 陷盆地
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裂陷盆地或伸展盆地
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裂陷作用与裂陷盆地的形成
一、裂陷作用与裂陷盆地的地质涵义
1.裂陷作用与伸展构造
从动力学角度看,地壳和岩石圈发生伸展变形是受引张作 用所致。因此,可将“裂陷作用”理解为引张力作用于整个并 导致地壳和岩石圈发生大规模的开裂和断陷的地质作用过程,或 造成就岩石圈“伸展构造”的既“裂”又“陷”的构造过程。 伸展构造是指在裂陷作用(或区域引张作用)下形成的一 切使地壳或岩石圈沿水平方向发生伸长变形的构造的总称。 裂陷盆地或伸展盆地是地壳表浅层的大型伸展构造,其主 要特征是沉积盆地是在地壳的伸长减薄过程中形成和发展的。 裂谷是裂陷盆地的典型代表。
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没有出现 洋壳
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盆地构造分析 5)实例五:渤海湾盆地
渤海湾新生代盆地在剖面 上可以分解为三个层次 (1)由前第三系组成 的盆地基底; (2)由古近系(下第 三系)组成的下沉积盖层 (裂陷阶段); (3)由新近系(上第 三系)和第四系组成的盆 地上部沉积盖层(拗陷, 碟状盆地)。
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盆地构造分析 二、主动裂陷和被动裂陷
根据引张力的起因,森格等将岩石圈的裂陷作用分为主 动和被动的两种动力学机制。 主动裂陷(active rifting):指岩石圈底下的软流圈热武 装主动上涌,并引起整个岩石圈的水平引张,裂陷作用是对软 流圈和地幔深部热物质主动上涌的反映。其发育过程是:热隆 起-火山活动-裂陷盆地形成-热沉降。 被动裂陷(passive rifting):板块构造演化过程中,产 生的区域水平拉张力。其过程可表述为裂陷盆地形成-热隆起 -火山活动-均衡沉降、热沉降。 主动裂陷和被动裂陷不是彼此孤立的,而是相互转化和影 响的。
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盆地构造分析 一、裂陷盆地的剖面构造样式 2.伸展盆地构造的基本样式 伸展型断陷盆地的剖面构 造样式分为四种类型: 1)由非旋转平面式正断层 控制的“地堑与地垒” 2)由旋转平面式正断层控 制的“多米诺式半地堑系”
3)由铲式正断层控制的 “半地堑”或“滚动式半地堑。
4)由坡坪式正断层控制的 “复试半地堑”
1)实例一:巴西东部被动 大陆边缘盆地
2)实例二:非洲西部的加 蓬盆地
盆地构造分析 3.大陆裂谷—被动大陆边缘 大陆裂谷演化成 为陆间裂谷—新生大洋 盆地后,裂陷扩展主要 发生在新生洋中脊部位, 早先被裂陷的大陆地壳 部分不在发生显著的裂 陷作用,成为向新生洋 盆地过度的被动大陆边 缘。
1)实例一:巴西东部被动 大陆边缘盆地
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二、裂陷盆地的构造变换带 一个伸展型断陷盆地 往往由多个由正断层控制的 断陷组成。裂陷盆地中控制 各个断陷地堑或半地堑的主 干断层在平面上的展布有多 种样式,致使断陷盆地也呈 现不同的平面形态,如线型、 平行式、侧列式、雁列式等。
盆地构造分析 二、裂陷盆地的构造变换带 Dahlstrom(1970)将这种“变换”应变并使逆冲推覆带收缩应变 量保持守恒或有规律变化的构造要素称为“变换带”。同一裂陷 盆地的不同地段,其构造样式、构造位态以及伸展应变量 的分 配形式等都可能有显著的差异。于是,“变换带”的概念很自然 的被引入到伸展构造的研究领域中。 连接基底主断层的一些横向、或斜向断层扮演着犹如板块 构造系统中的转换断层的角色,称其为变换断层。同一变换断层 的不同地段可以是完全相反的 走滑方向。Morley(1990)通 过研究东非裂谷伸展构造实例 他在(1990)将变换带分为三
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主动裂陷
●软流圈物质主动上涌→水平 扩张 ●裂陷过程是深部物质上涌的 反映
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主动裂陷:裂陷过程是深部热物质主动上涌 的反映
盆地构造分析 ●● 裂力 陷源被 作是动 用区裂 导域陷 致水: 热平 物引 质张 的力 被, 动与 动走 上滑 涌有 。关 。
盆地构造分析 主动裂陷作用与被动裂陷 的区别 主动裂陷和被动裂陷的主要区别是裂陷盆地形成前是否 出现区域的热隆起、裂陷盆地的形成和发展过程是否属于区域 热隆起的后续构造事件。 因此,在裂陷盆地形成的过程中,可能出现“热隆起—火 山活动 —裂陷盆地形成—热沉降”等构造事件序列。在被动 裂陷机制中可能出现“裂陷盆地形成—热隆起—火山活动均衡 沉降、热沉降”等构造事件序列。 裂陷作用既有“主动”成分,又有“被动”成分,并且在不 同的阶段可能表现为不同的动力学机制占优势。
并非所有的裂谷都会不断的 扩张为新生洋盆,特别是三叉裂 谷系中,随着其中的两支裂谷扩 张到出现新生洋壳并进一步演化 成为新生洋盆,另一支裂谷的扩 张可能会受到限制而停止扩张, 成为衰退裂谷。
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在洋盆俯冲消减直至发生大陆碰撞的过程中,衰退裂谷还 可能发生一些轻微的挤压构造作用,最终成为拗拉槽。 实例:俄克拉荷马盆地
(2)陆内宽裂陷盆地。裂 陷盆地是由一系列平行延伸或 分叉、斜交的地堑、半地堑组 成,裂陷作用发生在很宽阔的 地区。 (3)陆内窄裂陷盆地。裂 陷作用发生在比较窄的范围内, 地堑、半地堑呈链状、斜列式 分布,构成平面上的狭长的沉 降带。
盆地构造分析 2.与板块离散运动有关的裂陷盆地 (1)陆间裂谷或原始大洋裂谷;(2)衰退裂谷 (3)新生大洋盆地和洋中脊。
类四型
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盆地构造分析 裂陷盆地类型及其演化 一、板内裂陷和板块离散运动与裂陷盆地的演化
板块运动的过 程中可能使大陆岩 石圈板块内部某些 特定区域受到引张, 从而导致大陆岩石 圈减薄并形成裂陷拗陷盆大陆 岩石圈裂开则形成大陆裂 谷 。大陆裂谷进一步扩张 和伸展,扩展中心形成新 的洋壳时,大陆裂谷将向 着陆间裂谷、被动大陆边 缘和大洋裂谷演化。 发生在三叉裂谷系中 的一支在伸展过程中可能 受到其他两支裂谷的扩张 和伸展的限制,这一支大 陆裂谷就是衰退而演化成 为拗拉槽。
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在洋盆俯冲消减直至发生大陆碰撞的过程中,衰退裂谷 还可能发生一些轻微的挤压构造作用,最终成为拗拉槽。
盆地构造分析 3.大陆裂谷—被动大陆边缘 大陆裂谷演化成 为陆间裂谷—新生大洋 盆地后,裂陷扩展主要 发生在新生洋中脊部位, 早先被裂陷的大陆地壳 部分不在发生显著的裂 陷作用,成为向新生洋 盆地过度的被动大陆边 缘。
2)实例二:非洲西部的加 蓬盆地
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盆地构造分析 4.大陆裂谷或裂陷盆地—大陆内拗陷盆地 大陆裂谷或裂陷盆地发展到一定程度后可能不在进一步 裂陷扩张了,早先因裂陷作用减薄的岩石圈在热衰减过程中 还会引起地表拗陷而形成碟状盆地,可以成为拗陷盆地(注: 很多文献中用“坳陷”一词与“断陷”相对应。“拗陷”与 “坳陷”略有不同,前者为一动词,有构造作用的涵义,后 者只是形态的概念。 1)实例一:中俄罗斯盆地 2)实例二:密歇根盆地 3)实例三:北海盆地 4)实例四:松辽盆地
盆地构造分析 4.拆离断层及大陆分层伸展模式 岩石圈内部的大型拆离断层可能沿岩石圈内部的构造层面或 韧性层滑脱。这种伸展模式中包含着两个重要的思想,其一是地 壳(或岩石圈)伸展构造是分层次的,其二是不同层次的地壳或 岩石圈的伸展变形方式可以不同。