构造-14第六章-断层-4

• 基本要点： 基本要点： – 地壳（岩石圈）伸展构造是分层的 地壳（岩石圈）伸展构造是分层的; – 不同层次岩石圈的伸展变形方式不同 • 浅部：单剪 浅部： • 深部：纯剪 深部：
分层拆离组合伸展模式
分层拆离组合伸展模式 主要强调： 1. 岩石圈的分层性特征； 2. 大型拆离断层（滑脱 断层）在岩石圈裂陷 伸展过程中所起的重 要作用。
• 变质核杂岩
– 由于岩石圈的伸展、拆离、基底隆升和地表的剥蚀作用 由于岩石圈的伸展、拆离、 使地壳深部的变质岩和深成岩逐渐上升而出露地表， 使地壳深部的变质岩和深成岩逐渐上升而出露地表，这 套深部岩石称为变质核杂岩。 套深部岩石称为变质核杂岩。
变质核杂岩
• 研究表明，在北美 研究表明， 西部Cordillera造山 西部 造山 带中（ 带中（从北部加拿 大不列颠哥伦比亚 经美国西部向南至 墨西哥西北部）， 墨西哥西北部）， 长约3000km、宽约 长约 、 300km的带内，发 的带内， 的带内 育有至少27个变质 育有至少 个变质 核杂岩。 核杂岩。
变质核杂岩的主要特点
1. 外形呈孤立分散的穹隆状产出，直径一般十余公里 外形呈孤立分散的穹隆状产出， 或数十公里。 或数十公里。 2. 由强烈变形、变质的基底（常有岩体侵入）（下盘） 由强烈变形、变质的基底（常有岩体侵入）（下盘） ）（下盘 和轻微变形（变质）的盖层（上盘）构成， 和轻微变形（变质）的盖层（上盘）构成，基底与 盖层之间以规模巨大的低角度拆离断层分隔。 盖层之间以规模巨大的低角度拆离断层分隔。
伸展构造型式
（三）拆离断层： 拆离断层： （R. L. Amstrong, 1972)/ 北美西部科迪勒拉伸 展构造： 展构造：大型低角度 犁式/铲状正断层 铲状正断层/异地 犁式 铲状正断层 异地 年轻地层与深层次老 地层。 地层。
伸展构造型式
特征： 特征：
– 介于新的盖层和老的基底 之间； 之间； – 上盘正断层组合：阶梯状、 上盘正断层组合：阶梯状、 半地堑组合； 半地堑组合； – 上盘为异地岩块，下盘为 上盘为异地岩块， 原地岩块； 原地岩块； – 上盘、下盘变形差异，上 上盘、下盘变形差异， 盘为脆性伸展变形， 盘为脆性伸展变形，下盘 为韧性变形； 为韧性变形； – 构造岩：从碎裂岩系列构 构造岩： 造岩—糜棱岩系列构造岩 糜棱岩系列构造岩。 造岩 糜棱岩系列构造岩。
• 基本要点： – 低角度（~12°）大位移正断层的发现； – 伸展变形—大型低角度正断层—旋转变形—上盘旋转正断层— 下盘微弱变形—单剪变形； – 地壳至地幔的伸展减薄具有不均匀性； – 下盘隆升与变质核杂岩；
（三）分层拆离伸展模式 （Delamination—detachmentment model )
大陆裂谷的主要特征： 大陆裂谷的主要特征：
• 地壳有所减薄，岩石圈因伸展明显减薄，莫霍 地壳有所减薄，岩石圈因伸展明显减薄， 面向上隆升； 面向上隆升； • 构造上主要表现为一系列正断层为主的地堑、 构造上主要表现为一系列正断层为主的地堑、 半地堑组成的复杂地堑系。 半地堑组成的复杂地堑系。地貌上表现为断陷 谷和断陷盆地； 谷和断陷盆地； • 巨厚陆源碎屑堆积 双峰式火山岩（流纹岩 拉 巨厚陆源碎屑堆积/双峰式火山岩 流纹岩—拉 双峰式火山岩（ 斑玄武岩或响岩、粗面岩—碱性玄武岩 碱性玄武岩）； 斑玄武岩或响岩、粗面岩 碱性玄武岩）； • 负重、磁异常 高热 浅源地震，边界表现为明 负重、磁异常/ 高热/浅源地震 浅源地震， 显重、磁梯度带。 显重、磁梯度带。
变质核杂岩的主要特点
3. 拆离断层为一个脆—韧性转变条件下形成的断层带， 拆离断层为一个脆 韧性转变条件下形成的断层带，发育了 韧性转变条件下形成的断层带 从碎裂岩—微角砾岩 角砾糜棱岩—绿泥石化角砾糜棱岩 微角砾岩—角砾糜棱岩 绿泥石化角砾糜棱岩— 从碎裂岩 微角砾岩 角砾糜棱岩 绿泥石化角砾糜棱岩 糜棱岩—片麻岩 片麻岩。 糜棱岩 片麻岩。 拆离断层原始产状近水平，在伸展拆离中变成犁式， 拆离断层原始产状近水平，在伸展拆离中变成犁式，上盘多 发育Domino式断层组合；在变质核杂岩周缘出现箕状盆地 式断层组合； 发育 式断层组合 在变质核杂岩周缘出现箕状盆地— 半地堑，其中常常堆积了一套粗碎屑沉积。 半地堑，其中常常堆积了一套粗碎屑沉积。
（一) 纯剪切伸展模式 （Pure shear )
• 要点 要点: – 共轭高角度正断层系、对称地堑、裂谷盆地 共轭高角度正断层系、对称地堑、 – 岩石物理状态与岩石圈变形 – 水平拉伸纯剪变形与非旋转应变 – 上部地壳至下部地幔的均匀变形
（二）简单剪切伸展模式
(simple shear model)
思考、讨论题 思考、
1. 逆冲推覆构造、飞来峰与构造窗、断坡与断 逆冲推覆构造、飞来峰与构造窗、 断层转折褶皱（断弯褶皱）、 ）、断层传播 坪、断层转折褶皱（断弯褶皱）、断层传播 褶皱（断展褶皱）、断滑褶皱（滑脱褶皱）、 ）、断滑褶皱 褶皱（断展褶皱）、断滑褶皱（滑脱褶皱）、 突发构造、构造三角带、 突发构造、构造三角带、双重构造 2. 绘图说明褶皱与断层的关系。 绘图说明褶皱与断层的关系。 3. 绘图说明逆冲断层的扩展方式。 绘图说明逆冲断层的扩展方式。 4. 简要说明逆冲推覆构造的形成机制。 简要说明逆冲推覆构造的形成机制。
第七章 断层与断层作用
• 断层概论 第四节、伸展构造 • 断层作用 （extensional tectonics） • 逆冲推覆构造 • 伸展构造 • 走向滑动断层
一、大陆伸展构造型式
• 以正滑断层、剪切带和拆离断层为主要滑动系 以正滑断层、 统形成的构造型式，包括： 统形成的构造型式，包括： 地垒—地堑 地堑（ （一）地垒 地堑（Horst and Graben)
4.
三、关于大陆伸展模式
• McKenzie、Wernicke、 Eaton、Lister的大 、 、 、 的大 陆伸展构造模式： 陆伸展构造模式：
– – – 纯剪模式（ McKenzie ，1978） 纯剪模式（ ） 单剪模式（ 单剪模式（ Wernicke ，1985） ） 分层剪切模式（ 分层剪切模式（ Eaton，1980；Lister等，1991 ） ， ； 等
思考、讨论题 思考、
地垒与地堑、 地垒与地堑、半地堑 拆离断层及特征 裂谷的基本特征 变质核杂岩的主要特征 绘图说明大陆伸展的简单剪切模式 和纯剪切模式。 和纯剪切模式。
二、变质核杂岩
70年代研究美国西部 年代研究美国西部Cordillera 造山带时发现 年代研究美国西部 的一种特殊构造单元， 的一种特殊构造单元，并提出变质核杂岩的 概念， 年代以来研究甚广 年代以来研究甚广， 概念，80年代以来研究甚广，并掀起大陆伸 展构造研究的高潮。 展构造研究的高潮。
二、变质核杂岩
伸展构造型式
（二）裂谷
• 概念提出：J. W. 概念提出： Gregory (1894)， ， 东非裂谷 • 概念：岩石圈板 概念： 块作背离水平运 动或地幔隆起时 地壳中发育的断 陷谷。 陷谷。
大陆裂谷（如东非裂谷 ）
陆间裂谷（如红海—亚丁湾裂谷 ）
大洋裂谷（如大西洋中脊的裂谷 ）
伸展构造型式