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Ch8沉积盆地及其构造特征

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Ch8 沉积 盆地 及其 构造 特征
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地质类专业选修课程,《大地构造学概论与中国大地构造学概要》——大地构造基础知识,第八章、沉积盆地及其构造特征,1、盆地基本概念,2、主要盆地类型及特征,3、盆地的基本构造样式,,,第一节 基本概念,盆地是地壳表面三度空间上的凹地,沉积盆地是指地球历史上长期处于沉降状态并被厚层沉积物充填的盆地。沉积盆地与盆地概念不完全相同,首先被厚层沉积物充填的盆地才能称为沉积盆地。沉积盆地的另一层含义是:它是地球历史上长期处于沉降状态的地区,或者说未经过造山隆起的沉降地区,这一条可将沉积盆地与造山带区分开,因为所有造山带都曾经是盆地,没有这一限制,盆地和造山带的含义就容易混淆。,,沉积盆地的成因机制实际上就是盆地形成的地球动力学成因,是地学界长期关注的前沿课题之一,近20多年来许多学者从不同角度提出了几十种不同的成因见解,归纳起来,主要有重力作用、热力作用和应力作用三种模式。1.重力作用模式重力作用模式是指沉积载荷作用引起岩石圈弯曲而出现坳陷,同时借助于相转换假说,提出沉积荷载可能触发辉长岩一榴辉岩的相变,相变既可能加大沉降幅度,也是盆地后期抬升的原因。主要包括:(1)沉积载荷引起的沉降——(图8-1)(2)下地壳及岩石圈地幔中的相变 因为从辉长岩到榴辉岩,或从榴辉岩到辉长岩的转化分别会造成体积的收缩和膨胀。,沉积盆地的成因机制:,沉积盆地的成因机制:,2.热力作用模式热力作用模式是指热膨胀引起岩石圈最初隆起并遭受剥蚀,随后的冷却又引起岩石圈下沉而出现坳陷。另一种原因可能是密度大的基性、超基性物质侵入,引起下部地壳密度加大而下沉(底侵作用与拆沉作用);还有一种可能是下地壳的密度增加,是由于热事件引起岩石变质成麻粒岩或榴辉岩引起的。3.应力作用模式应力作用模式有四种假设:①张力作用下,正断层产生的地壳楔沉降;②挤压力作用下,隆起前缘的均衡下降;③地壳扩张时,下部地壳拉伸减薄引起上部脆性地壳的破裂下沉;④由于平移或转换断层引起地壳的局部沉陷。,沉积盆地的分类:,盆地分类研究经历了不同的发展阶段,在盆地分类研究中,主要遵循4个基本原则:①盆地所处的基底地壳类型;②盆地在板块构造中所处的大地构造位置;③盆地的地球动力学环境,即盆地在形成发展过程中发生的板块相互作用的关系;④盆地发育的时代(田在艺等,1996)。 由于盆地内的沉积及构造样式演化受地球动力学构造环境制约,因此,按板块构造的观点,首先可将盆地划分为裂陷构造环境盆地、聚敛构造环境盆地、走滑断裂构造环境盆地和克拉通构造环境盆地四大类型,然后根据盆地所处的地壳结构和大地构造位置进一步划分为若干类型(田在艺等,1996)。,第二节 主要盆地类型及特征,一、裂陷构造环境的盆地裂陷构造环境的盆地是岩石圈在拉张构造应力作用下发生分裂、断陷所产生的盆地。一般岩石在挤压应力条件下不易发生破裂,而在张应力条件下比较脆弱,容易发生裂陷,使岩石圈发生伸展及地壳减薄,从而产生各种裂陷盆地。研究表明,大陆板块的分裂扩张是经过大陆内主动裂谷盆地、大陆间裂谷盆地,最后演化为被动大陆边缘盆地。,裂陷构造环境的盆地类型:,1.大陆内裂谷盆地大陆内裂谷盆地的形成与地幔物质上涌,导致地壳拉伸与减薄有密切的关系。地幔上涌使地壳大范围抬升,软流圈热隆起,形成地幔垫或地幔柱的底辟作用。由于地幔物质上涌的热力作用,使大陆壳出现拉张应力状态,加之重力侧向扩张作用,造成地壳破裂,形成以断层为边界的裂陷,即形成大陆内裂谷盆地(图8 -2)。,这种裂谷盆地常被称为主动裂谷盆地,由一系列平行分布的不对称或对称半地堑或地堑群构成,盆内的沉积物以普遍发育火山活动为特征,主要为大陆环境的河湖相碎屑沉积,晚期可能有海水侵入,形成海陆交互相碎屑岩和碳酸盐岩沉积。碎屑沉积物质主要为来自裂谷上升断块的风化侵蚀产物,在沉积过程中常伴随大陆火山喷发,并可含泥灰岩、膏盐、碳酸盐岩、煤及烃类等有机物质。,2.大陆间裂谷盆地 大陆间裂谷盆地是大陆内裂谷进一步演化分离漂移形成的。陆间裂谷的地壳具过渡性质,即减薄的陆壳和部分新生的洋壳。陆间裂谷的地温梯度较高,这是与陆内裂谷的不同之处。盆地内的沉积物来源于两侧隆起的陆块。早期为陆相河流携带的粗碎屑物质,中期为湖泊相的泥岩、碎屑岩和蒸发岩组合.晚期有海陆交互相及海相泥质岩、碎屑岩、蒸发岩、火山碎屑岩,并夹带玄武岩、辉绿岩和辉长岩组成的新生洋壳成分。如,红海裂谷,裂陷构造环境的盆地类型:,裂陷构造环境的盆地可分为五种:,,3.被动大陆边缘盆地被动大陆边缘盆地产生于海底扩张后期,由大陆边缘或陆间裂谷继续扩张、逐渐张开加宽而形成。大陆在分离后随时间的延续发生失热沉降,同时由于沉积物负荷作用进一步发生区域性挠曲沉降,形成具有宽广的大陆架、平缓的大陆坡和大陆隆的被动大陆边缘盆地。,大西洋型被动陆缘伸展盆地(图8 -3)一直被作为被动陆缘的代表,一般认为它的形成与大西洋的张开有关,经历了从大陆裂谷到大洋的转变,故将其演化分为大陆裂谷→陆间裂谷(红海型→窄大洋型)→大西洋3个或4个阶段:大陆裂谷阶段一般均以河湖相碎屑岩或火山碎屑岩沉积为主;红海型裂谷主要以蒸发岩沉积为特征;窄大洋期间因裂谷肩消失,碎屑物可搬运至深海盆,从而在深水区形成浊积与半远洋沉积的互层;大西洋阶段主要在陆基上形成厚层浊积和以细层理为特征的平积层。,裂陷构造环境的盆地类型:,4.陆内伸展型盆地 陆内伸展盆地是被动陆缘的远程效应,两者成因相同,且往往相互过渡,没有明显的界线。不同的是,陆内伸展盆地基本上表现为地壳向一个方向蠕动减薄,很少或没有裂谷活动。陆内伸展盆地最大特点是常常横跨不同的构造单元,可切过造山带而与克拉通盆地连为一体。,图8 -4(上)是早石炭世贺兰—祁连盆地,呈东西向从贺兰山南段横跨北祁连直达南祁连西段,均以近海沼泽相含煤沉积为主,仅东段的厚度大于西段。随着地壳进一步向南伸展减薄,到晚石炭世时期(图8 -4,下),贺兰一祁连盆地向东与整个鄂尔多斯盆地连为一体,向西延伸到阿尔金北缘。岩相、厚度均呈南北向变化,由北部的河流、三角洲相过渡为南侧的滨海相,再向南转变为西秦岭一南祁连浅海一次深海盆地。这显然与东昆仑洋在石炭纪的分裂活动有关,但属于远程效应。,裂陷构造环境的盆地类型:,5.大陆边缘裂谷盆地大陆边缘裂谷盆地的形成,与板块俯冲造成大陆边缘的张性变形有密切的关系。现代板内动力学研究表明,大陆边缘裂谷盆地的产生可能起因于板内应力活动,这种裂谷盆地常被称为被动裂谷盆地,一般以规模较大、沉积巨厚为特征,以莱茵、汾渭、贝加尔、渤海湾裂谷为代表。我国东部大陆边缘,由于中新生代以来的太平洋板块对中国大陆的消减作用及洋壳俯冲方式的改变,在不同时期、不同地区,发生了岩石圈拉薄,地壳断裂,上地幔对流调整,形成时空上有序分布的被动裂谷盆地(图8 -5)。大陆边缘裂谷盆地的沉积物多为来自断裂隆起上的河流相粗碎屑岩、湖相暗色泥岩、油页岩、粒屑灰岩(滩),并可含有盐、石膏和煤层,夹有碱性玄武岩和拉斑玄武岩。,裂陷构造环境的盆地类型:,6、拗拉谷盆地 拗拉谷( Aulacogen),又称拗拉槽、裂陷槽,是沙茨基提出的一个概念,指以正断层为边界、发育于克拉通内的地槽或地堑。霍夫曼( Hoffman,1974)归纳拗拉谷有以下特征:①出现在大陆边缘的凹人部位,与陆缘近于垂交;②近陆缘处活动性大,越向大陆内部下陷幅度越小,直至最后消失;③其生成时期与大陆破裂同时,初期为一狭窄的地堑(系),后期转化为宽阔的坳陷,最终因受侧向挤压而变形;④如有岩浆活动,以碱性火山活动占优势;⑤具有地壳增厚和正的布格异常的特殊组合。,裂陷构造环境的盆地类型:,拗拉谷是大陆裂谷向大洋演化过程中出现的三叉裂谷中的一支,这一支因后来停止活动成为夭折谷,另两支继续扩张而成为大洋。拗拉谷常与大陆边缘以高角度相交,向海洋方向变宽变深,向大陆内部变窄变浅直至消失,两侧受边界断层限制(图8 -6)。拗拉谷的基底性质由大陆方向的陆壳向海洋方向过渡为洋壳,沉积物也有相应的变化,靠近海洋的一端为海相或海陆交互相粗碎屑岩、浊积岩和碱性、偏碱性火山岩,在大陆内部的一端为陆相或海陆交互相砂泥岩及碳酸盐岩,沉积厚度自海向陆内方向逐渐变薄,火山活动亦减弱。拗拉谷内的沉积物在其不同的发展阶段也有差异,在早期和晚期以陆相碎屑岩为主,在中期以海相、海陆过渡相碎屑岩和碳酸盐岩为主。,裂陷构造环境的盆地类型:,第二节 主要盆地类型及特征,二、聚敛构造环境的盆地 不同的板块聚敛边界,常形成不同类型的沉积盆地。板块聚敛边界按其构造演化阶段不同,可分为俯冲大陆边缘和碰撞大陆边缘两种。在俯冲大陆边缘阶段,大洋板块和大陆板块之间发生B型俯冲,大洋板块俯冲进入地幔,大陆板块仰冲其上,两者在压应力作用下形成深海沟。后者标志着板块俯冲的位置,即大洋岩石圈的消减作用带。在海沟之后,与其平行的一定范围内常常是火山活动带,即由火山喷发岩和下面同源的深成岩体构成火山岛弧。在岛弧后面的岩石圈,常常由于地幔的冷却作用而形成盆地。因此,在横向上就形成沟一弧一盆体系。其中海沟沉积物一般时代新,厚度薄,有时会有浊积岩及深海沉积物,但受到变形与消减杂岩体的掩覆。当一个大陆板块和另一个大陆板块由于进一步俯冲而聚合在一起时,由于大陆板块的浮力较大,不能进入地幔,遂形成碰撞造山带。这时,若大陆板块俯冲到大陆板块之下,则形成A型俯冲带及有关的周缘前陆盆地。此外,在碰撞造山带形成过程中,常有残留大洋盆地形成,在碰撞带周缘形成山前挠曲盆地,在碰撞带内常形成挤压后期拉张断陷型的山间盆地。,聚敛构造环境的盆地类型:,1.海沟盆地海沟盆地是在岛弧前缘发育的,由大洋板块俯冲而形成的两侧不对称的凹槽(图8 -7)。靠岛弧的一侧,坡度较陡;向海延伸的一侧,坡度较缓。由于洋壳俯冲作用,海沟盆地的沉积物潜入地幔而消耗,因而海沟中的沉积物时代较新,厚度不大。其沉积物的来源由两部分构成,一部分是半深海、深海相浊积岩沉积,主要为砂泥岩和火山灰;一部分是俯冲板块带来的深海沉积物,多为钙质和硅质软泥或红土。,聚敛构造环境的盆地类型:,2.弧前盆地弧前盆地位于岛弧与海沟之间(图8 -7)。在俯冲的过程中,增生的俯冲(消减)杂岩体不断扩大(图8 -7,A),由于板块俯冲作用,使沟与弧之间下部岩石圈挠曲下沉,形成一个大的坳陷,即弧前盆地(图8 -7,B,C)。其沉积物主要是来自岩浆弧的碎屑沉积。一般情况下,由于构造不稳定,沉积成熟度较低,盆地时代新。,聚敛构造环境的盆地类型:,3.弧间盆地弧间盆地分布在残留弧与火山弧之间,在地貌上类似于深海平原,盆地两侧常为正断层所限,基底地壳类型为大洋型。由于物质来源不充足,因而沉积厚度较薄。沉积物的重要成分来自于火山弧或火山岛链的火山碎屑物、远洋碳酸钙质软泥和大陆的风成粘土或硅质软泥。盆内沉积分布不对称,近火山弧一侧发育由火山碎屑组成的扇形浊积岩,远离火山碎屑堆积的地区依次为细质砂泥、远海软泥及硅质软泥堆积。,Karig (1981)以菲律宾盆地为例提出了一个弧间盆地的发育模式(图8-8):大洋板块向大陆板块之下俯冲的过程中,下潜板块上部局部熔融形成岩浆,岩浆向上侵位并喷发到地表形成火山弧(图8 -8A);上升的岩浆及其伴生的高热流使火山弧成为构造应力场中的薄弱区,在近地表表层的拉张下火山孤本身发生分裂(图8 -8B);进一步的裂离,使盆地轴部位置出现洋壳(图8 -8C),最终形成残留弧与轴部为洋壳的弧间盆地(图8 -8D)。,聚敛构造环境的盆地类型:,4.孤后盆地 弧后盆地位于岛弧后面向着大陆的一侧,发育于B型俯冲的仰冲板块上。若俯冲速度加快,可使软流圈加热增温,从而在弧后地区诱发小型热对流,使部分上地幔物质底辟上升流动,上部岩石圈产生拉张效应,形成弧后盆地。弧后盆地的发育起因于火山弧或火山弧后的拉张分裂,持续的拉张作用逐步形成分裂轴位置有洋壳的弧后盆地。 弧后盆地沉积的最大特点是火山碎屑沉积占优势,因火山弧是它主要的物源区。现代弧后边缘海盆地主要分布于太平洋西岸的边缘,如鄂霍次克海、白令海、日本海、菲律宾海及中国南海。,日本海,中国南海,菲律宾海,聚敛构造环境的盆地类型:,,5.残留洋盆地当两个大陆板块相碰撞形成缝合带时,不是也不可能在相当长的距离内各点段同时相碰在一起,而是在一个点段或某些点段按地壳运动序列先发生褶皱作用或逆冲作用,造成褶皱隆起,使两个大陆壳碰撞缝合。此时有些地段还未达到完全缝合阶段,仍继续为洋盆,称为残留洋盆地(图8 -9)。孟加拉湾是现代残留洋盆地的实例。在印度次大陆俯冲碰撞地段,形成西瓦里克前陆盆地山麓磨拉石相堆积。沿着缝合带的方向,在尚未碰撞的洋盆中形成大型三角洲沉积体系,再向海洋中心发育着海底扇浊积岩,并覆于洋底远洋沉积之上(图8 -9,A)。随着俯冲作用加剧,残留洋盆逐渐缩小,甚至封闭消失。同时前陆盆地不断扩大,磨拉石覆于复理石沉积之上(图8 -9,B)。,孟加拉湾,聚敛构造环境的盆地类型:,6.周缘前陆盆地周缘前陆盆地位于陆一陆碰撞造山带的褶皱一冲断带与克拉通之间,是在缝合带的俯冲板块上发展起来的一种前陆盆地(图8-10),如波斯湾盆地、西瓦里克盆地、印度恒河盆地、阿尔卑斯北麓磨拉石盆地。周缘前陆盆地的位置离蛇绿岩套较近,距岩浆弧带较远。随着板块间的碰撞缝合,下伏冒地槽斜棱柱体被拖入消减带,进入俯冲带杂岩体的下面。当陆壳插入俯冲带时,仰冲板块在岛弧外侧受冲断带构造载荷作用而挠曲下弯形成周缘前陆盆地。,周缘前陆盆地具有下列基本特点:①在横剖面上不对称,靠近造山带一侧沉积较厚、构造变形强烈,靠近大陆一侧沉积较薄、构造变形微弱;②以异常高的堆积速率为特征,以碎屑沉积为主,物源主要是造山带,也可来自翼部克拉通;③盆地下部可能为海相、海陆交互相及三角洲相沉积,向上则主要是河流相、三角洲相、湖沼相沉积及山麓相堆积;④盆地沉积物下部是同造山期或造山前形成的复理石沉积,之上是造山后或同造山期形成的磨拉石沉积。,聚敛构造环境的盆地类型:,7.孤背前陆盆弧背前陆盆地位于大陆基底之上,与大陆边缘弧之后的前陆褶皱冲断带毗邻,是与大陆岩石圈的部分俯冲有关的一种前陆盆地(图8 -11),如美国晚中生代-新生代形成的落基山盆地,其弧背前陆盆地的板块位置离蛇绿岩套较远,距岩浆弧带较近。弧背前陆盆地和褶皱冲断带的变形特征与周缘前陆盆地类似,是以压缩变形为主,而不同于以伸展变形为主的弧间盆地和弧后裂谷盆地。,,聚敛构造环境的盆地类型:,落基山盆地,有以下特征:①弧背前陆盆地位于大陆地壳上,其活动翼是前陆褶皱带而不是岛弧,多数前陆盆地的发展与薄皮冲断带有关,少数发育在厚皮基底隆起带;②弧背前陆盆地具有规模大、演化时间长的特征(几百千米宽、几千千米长、上千千米厚的地层充填和10 -100 Ma的演化时间);③冲断带在横剖面上是楔形的,毗邻造山系核部,向大陆内部变薄,盆地沉积在横剖面上也是楔形的,紧靠冲断带边缘处最厚;④弧背前陆盆地底部是造山期后的磨拉石,有明显的不整合;⑤相对其他弧后盆地而言,弧背前陆盆地是压性盆地,根据变形强度的差异可分出3到5个变形带。,聚敛构造环境的盆地类型:,8.山前凹陷盆地 中亚地区侏罗纪是弱拉张时期和泛盆地发育时期,地形处于准平原化状态,既没有同造山期的逆冲作用,又没有后造山期的扩展作用。许多学者对此进行了深入和广泛的研究,并提出了许多描述该盆地类型的概念,山前凹陷的概念最初由阿尔汗格尔斯基(1947)提出,用以表示造山作用之后在山脉前缘形成的盆地,大致反映了中亚地区中生代盆地的基本特征。 地质及地球物理资料说明:山前凹陷的形成最初属于重力塌陷性质,是密度大而冷的克拉通边缘地壳在重力作用下破碎而下沉到密度小而热的造山带之下,从而引起上地壳的挠曲变形。盆地早期沉陷受重力控制,晚期与冲断负荷效应有关,这是山前凹陷盆地的共同特征。其原因,初期可能是造山带与克拉通地块的密度差及热状态不同所导致的重力陷落,进一步发展引起冷而重的克拉通地块向造山带之下逆冲,造成上部地壳挠曲变形,当冲断带向盆地内部进一步扩展时,盆地发生构造反转。,聚敛构造环境的盆地类型:,山前凹陷盆地与前陆盆地特征对比,9.山间盆地山间盆地多分布于古生代褶皱断裂带之间,是大陆板块在碰撞作用后期,由于应力松弛拉张,在构造负荷作用下发生断陷沉降所形成的一类盆地。多为中小型盆地,边界为断层所限,早期以高角度正断层为主,晚期常转化为高角度逆断层。盆地横剖面基本对称。盆地中心多位于盆地中部。沉积物来自周边褶皱山系,自边缘至中心常形成冲积相、河流相、三角洲相、滨浅湖相、深湖相沉积体系。盆地内的沉积物具有多旋回性,基本上是同造山期或造山后期形成的磨拉石和粗碎屑岩,含煤和蒸发岩类。,聚敛构造环境的盆地类型:,伊犁盆地,吐鲁番盆地火焰山,第二节 主要盆地类型及特征,三、走滑断裂构造环境的盆地 一条平直的走滑断裂,不论延伸多远总有一个尽头,如其两端与扩张中心或消减带相连,由于走滑量常被它们的伸展或收缩所“吸收”,因此不会产生直接与它相联系的盆地或隆起。而在大陆内部的走滑断裂,在两侧块体作水平剪切运动时,一般在块体运动的前方形成挤压区(图8 -13,E),而在后方形成拉张区(图8-13,F)。这些挤压或拉张变形是对走滑断层水平位移的有效调节和补偿。当走滑断层有弯曲或断面偏离直立时,则可能产生局部离散带和聚敛带,导致地壳的拉伸下沉和挤压上升(图8 -13,A)。当断面急剧弯曲或呈锯齿状形态时,根据局部应力的分布状况,有的地方形成褶曲和冲断层(图8 -13,B),有的地方形成拉分盆地(图8-13,C)。当走滑断层由平直向弯曲、分支发展时,形成复杂的网状断层系,其中产生了成对的隆起断块和下沉断块盆地(图8 -13,D)。 走滑断裂构造环境的盆地有走滑拉分盆地和滑脱型盆地两个主要类型:走滑拉分盆地可出现在任意类型的构造环境中,主要与一组离散型走滑断裂有关;滑脱型盆地是指因滑脱而导致的拉张断陷,主要出现在造山带中。,走滑断裂构造环境的盆地类型:,1.走滑拉分盆地拉分盆地与断层的拉分作用有关,断层叠覆、断层弯转和断层离散都能形成拉分盆地。引起沉降的主要作用力是减薄作用、热收缩和负荷作用,主要特点是纵向和横向上的不对称、块体的旋转、横向上相突变、高的沉积速率和后期变形强烈等。,走滑断裂的叠覆(或称侧接)是大致平行的两条重叠断层之间的不连续性,有走向叠覆、倾向叠覆和沿走向与倾向两种叠覆的组合(图8 -14)。,走滑断裂构造环境的盆地类型:,离散(剪切拉张)平移断层是一种伴随拉张分量的走滑断层,与其他平移断层的主要区别是:剖面上有大量的正离距、负花状构造和独特的共生构造组合,主要出现在主断层线弯曲部位、撒开部位和与其他断裂斜接和交汇部位(图8 -15)。平移断层起因于非均衡挤压,因此常发育有应力集中段和应力松弛段,在松弛段就会引起块体的挤出和逃逸,从而有拉分盆地的形成。,【负花状构造是在具转换拉张作用的走滑断层上产生的、一套凹面朝上的分支正断层系构成的地堑式构造,剖面上也呈花状组合特征。】,2.滑脱型盆地沿大型走滑断裂和推覆逆掩面上的滑动都可以形成滑脱拉分盆地( Allen,1990),这类盆地中的凹陷和隆起常交错分布,下沉时间也先后不一,多与基底性质和边界断层有关。以焉耆盆地为例,以中央隆起为界可分为北部和南部博斯腾湖两个凹陷(图8 -16)。,走滑断裂构造环境的盆地类型:,,中央隆起,第二节 主要盆地类型及特征,四、克拉通构造环境的盆地 克拉通盆地是指在地质历史的很长时期内下沉的区域性的坳地,是地壳上已经稳定的和很少遭受变形的部分。具有区域变质或花岗岩化的坚硬基底,由于岩石圈变冷,密度增大,因重力作用而缓慢下沉,或因地幔隆起或因相邻板块的挤压作用,使古老地台逐渐下降。如美国密执安盆地、伊利诺伊盆地、威利斯顿盆地,巴西的马拉尼安盆地。,主要的盆地类型,第三节 盆地基本构造样式,构造样式是在特定应力场作用下形成的构造几何形态,可以根据张、剪、压三类应力进行分类,这是盆地成因分类的基本依据。但它又不是惟一的依据,因为不同成因类型的 盆地可以具有相同的构造样式。,一、张性构造样式:,一、张性构造样式张性构造的基本样式就是地堑或半地堑,如图8 -17所示,地堑可根据边界断裂产状分为直线型和铲式两类,前者断面平直,后者断面向下变缓。直线型又有旋转和非旋转之分,前者为深部无拱顶效应( keystone effect),后者代表有深部隆起存在。铲式边界断裂形成的地堑是上部脆性破裂(重力下落)和下部韧性滑动共同作用的结果,一种是有轴部隆起存在的非补偿型,楔形空白区为假设的;一种是补偿断层消除了过度的轴部隆起而以中心断块代替的补偿型。,一、张性构造样式:,半地堑形态更普遍,分为“Y”型、掀斜式、帚状和倒帚状四种式样:“Y”型半地堑即一般所称的楔形断陷,常由一条主干断裂引起一组断块反向断裂滑动而成;掀斜式半地堑是一组断块沿同向断裂滑动而形成的;帚状构造反映出上下层伸展量的不同,即由上部滑动量大、下部滑动量小,断层面向上汇聚而成;倒帚状构造也反映出上下层伸展量的不同,即由上部的脆性破裂逐渐被下部的塑性地层松弛,断层面向下收敛而成。,二、挤压构造样式:,在板块俯冲、碰撞的过程中,岩层在挤压力作用下发生褶皱、断裂,并产生相互叠置和位移,形成褶皱一冲断带(图8 -18)。根据冲断推覆卷入岩层的深度及性质、变形特点,褶皱一冲断带可分为基底卷入型和盖层卷入型,即所谓的厚皮构造和薄皮构造。基底卷入型褶皱一冲断带主要发育在造山带的根带,主要特征是基底岩系同盖层一起卷入到构造变形中。盖层卷入型褶皱一冲断带主要发育在造山带的外侧,邻近前陆盆地的活动翼,变形特点是盖层沿着盖层与基底的界面或盖层自身内部的某些软弱面发生滑脱,所形成的褶皱、冲断一推覆构造仅限于盖层。,1.褶皱组合样式断滑褶皱:断滑褶皱又称滑脱褶皱,是指逆冲断层面顺层扩展,逆冲岩席前锋在断端线的韧性缘形成的褶皱。断展褶皱:断展褶皱的发育与前缘主干断层向上扩展有关。当断层从水平层状通过断坡发育并在断层末端终止时,其上的岩层产生同时或准同时的弯曲而形成褶皱。断展褶皱可看做是冲断层与断滑褶皱的进一步发展。断弯褶皱:断弯褶皱是岩层在断坡的上端随着断层向上切过断坡又汇人到另一个断坪,并沿着这一断坪继续运动而发生弯曲所形成的褶皱,是断展褶皱的进一步发展。,二、挤压构造样式:,二、挤压构造样式:,2.逆冲断层组合样式叠瓦构造:叠瓦构造又称叠瓦冲断层,由相互叠置且倾向相近的一系列逆冲断层和像瓦片一样的断片组成,各断层的上盘依次相对上冲,呈屋顶盖瓦式或鳞片状依次叠覆,故称叠瓦构造。根据叠瓦状断片的滑动特点,叠瓦扇可进一步分为前导叠瓦扇和后继叠瓦扇两类。前导叠瓦扇又称锋缘逆冲断层系,最大滑动量的主干逆冲断层出现在前缘;后继叠瓦扇又称尾缘逆冲断层系,最大滑动量的主干逆冲断层出现在后缘(图8 -19)。,二、挤压构造样式:,根据叠瓦构造中各条逆冲断层和岩席(断片)的发育顺序,分前展式扩展和后展式扩展两种扩展方式(图8 -20)。前展式扩展,指每一条新的逆冲断层发育在先存逆冲断层的下盘,各逆冲岩席依次向逆冲方向或前陆扩展,位置最高的逆冲断层和岩席发生最早,因新生逆冲岩席好似背负老岩席前进,故又形象地被称为“背驮式”;后展式扩展,指每一条新的逆冲断层发育在先存逆冲断层的上盘,各逆冲岩席依次向逆冲来源方向或腹陆扩展,位置最高的逆冲断层和岩席发生最晚,因新生逆冲岩席依次叠置在老岩席之上,故又称上叠式扩展。,反冲断层与冲隆构造反冲断层指逆冲断层系中出现的与总体逆冲方向相反的次级逆冲断层,在剖面上与主干断层呈“Y”字型结构,它是逆冲岩席在前进滑动中因调节在断坡或锋缘前侧所受的阻抗而形成的。冲隆构造是由逆冲断层与反冲断层的背向逆冲活动,导致其间所夹持的岩层因强烈挤压而发生向上拱曲,常表现为被断层切割的岩层呈背形。,二、挤压构造样式:,二、挤压构造样式:,构造三角带构造三角带与冲隆构造不同的是,反冲断层不是出现在主干断层的上盘中,而是出现在主干断层的另一侧,与主干断层相向逆冲,在剖面上构成一个三角形区域而得名。,二、挤压构造样式:,双重逆冲构造双重逆冲构造,简称双重构造、双冲构造,由顶板逆冲断层与底板逆冲断层及夹于其间的次级叠瓦式逆冲断层和断片组合而成逆冲断层系统(图8 - 21)。顶双重逆冲构造中各次级逆冲断层围限的断块叫断片,断片内的岩层可以呈膝折式弯曲,也可以形成拉长的背斜-向斜对。根据断片的产状、次级断层倾向及其排列关系,双重逆冲构造可分为后倾式(倾向腹陆式)、背形叠置式(叠瓦堆垛)和前倾式(倾向前陆式)三种形式(图8 -22),以后倾式最为常见。,前倾式,二、挤压构造样式:,楔冲构造楔冲构造在剖面上表现为一个三角形构造增生楔,其形成与盆地中存在区域性滑脱层有关,可看作是一系列双重构造在经过持续变形后所产生的构造堆叠,是双重构造的一种特例。,三、反转构造样式:,反转构造(inversion) -词原意指构造低地转变为构造高地(Glennie等,1981),显然指的是盆地反转,故又称盆地反转或构造反转,它是一种叠加、复合构造,是同一地质体在不同的地质历史时期应力改变造成伸展或压缩构造的垂向叠加。 根据伸展构造和压缩构造的叠加顺序,分为正反转构造和负反转构造两种类型:正反转构造,地质体在伸展构造之上叠加压缩构造,是在控制盆地的伸展断层受到挤压作用发生反向运动时产生的,即盆地经历了先拉张后挤压的应力作用过程;负反转构造,地质体在压缩构造之上叠加伸展构造,是在控制盆地的挤压断层受到伸展作用发生反向运动时产生的,即盆地经历了先挤压后拉张的应力作用过程。正反转构造分为断层型、褶皱型和混合型三种基本类型(图8 -23)。,三、反转构造样式:,1.断层型正反转构造断裂型正反转构造是指先拉张后挤压的变形,主要沿断层的位移来实现。由于拉张期主要断裂具有同沉积性质,控制着盆地的发育,断层上盘的相应地层厚于下盘,所以当挤压期沿断层发生逆冲时,不管逆冲位移多大,总能通过两盘厚度差来判别是否为反转构造。,三、反转构造样式:,2.褶皱型正反转构造褶皱型反转构造是指先拉张沉陷后挤压隆起而形成的构造,其特征是构造中部地层厚而翼部相对较薄,且其增厚是由于早期沉降接受了较厚沉积,而不是后期挤压变形产生的塑性流动。根据剖面形态,褶皱型反转构造可分为下凹上凸和上下均凸两种不同的表现形式。,三、反转构造样式:,3.混合型正反转构造混合型正反转构造是指先存断裂的逆冲与地层的水平缩短均很明显,且褶皱不局限于断面附近。,
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本文标题:Ch8沉积盆地及其构造特征
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