裂陷作用与裂陷盆地课件

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1、含油气盆地分析长江大学地球科学学院主讲人:胡望水20032003年5月裂陷盆地或伸展盆地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手引张作用所致。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

2、过程中形成和发展的。裂谷是裂陷盆地的典型代表。2.裂谷与裂陷盆地Burke(1980)对Gregory的裂谷概念作了较大的修正，认为裂谷是引张作用使整个岩石圈破裂而形成的狭长沉降带。“地堑”一词也经常出现在描述和讨论裂陷盆地的文献中。“graben”一词来源于德文，是沟槽的意思。近来逐渐将“地堑”一词用于描述以近似平行的正断层为边界断层所控制的长而窄的断陷构造。二、主动裂陷作用与被动裂陷作用根据引张力的起因，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。所谓“主动裂陷作用是指岩石圈底下的软流圈热热物质主动上涌，并引起整个岩石圈的水平引张。被动裂陷作用

3、的力源是板块构造演化过程中产生的区域水平引张力，地壳岩石圈的裂伸展也可能导致岩石圈底下的软留圈热物质的被动上涌。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。1.纯剪切与简单剪切2.纯剪切伸展模式在水平引张力

4、的作用下，地壳或岩石圈的纯剪切伸展变形产生两组相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。三、大陆伸展模式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。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。岩石圈

5、可能被近似水平的拆离断层分隔为不同的变形层，不同层次的地壳和岩石圈可以分别以纯剪切或简单剪切变形方式发生伸展。而不同层次形层，不同层次的地壳和岩石圈可以分别一纯剪切或简单剪切变形方式发生伸展，而不同层次的伸展变形区在垂向上可能叠合在一起，也可能不叠合。裂陷盆地类型及其特征1.sengor的裂谷分类方案不同的地区的裂陷盆地的特征不一样。Sengor根据现今地壳表面的裂陷盆地的分布状况，从构造动力学成因、板块构造位置及板块运动学特征、盆地平面上的几何学特征等方面讨论了裂陷盆地的差异性，并提出了相应的分类原则。2.国内裂陷盆地的分类方案板块构造环境在裂陷盆地的形成机

6、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。一、分类二、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（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。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

7、地和洋中脊。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。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。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”裂陷盆地的构造样式一、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

8、坪式正断层控制的“复试半地堑”二、裂陷