第二章伸展构造(1)解析
《油区构造解析》4-伸展构造解析
伸展变换构造
伸 展 变 换 构 造 位 置
伸 展 变 换 构 造 样 式
--
1
伸 展 变 换 构 造 样 式
--
2
伸 展 变 换 构 造 样 式
--
3
伸展变换构造 样式 – 4，5
伸 展 断 层 模 型
伸 展 断 块 构 造 与 圈 闭
伸展断块构造与圈闭地震剖面
伸展构造地震剖面
伸 展 构 造 圈 闭
同向调节断层
反向调节断层
铲式扇
正双重构造
(a)
变换断层 变换断层
(e)
宽缓背斜
构造鼻 构造鼻
构造鼻
(b)
变换断层
走向斜坡
地垒凸起
地垒凸起
宽缓背斜
(c)
(d)
斜向斜坡
(f)
(g)
(i)
走向斜坡
二、裂陷盆地的伸展构造样式
地堑与半地堑构造 铲式正断层上盘半地堑族系 变换构造带
剖面图
铲式正断层下盘三维模型
第四讲 伸展构造
正断层的基本特征 裂陷盆地的伸展构造样式 薄皮伸展构造
一、正断层的基本特征
1. 正断层类型 2. 正断层的组合 3. 正断层的相关构造变形
正断层
正断层是在水平引张力作用下形成的。按照安 德森断层形成模式，在σ1垂直、σ2以及σ3水 平纯剪切应力场中，岩层破裂将形成一对共轭 的正断层，正断层的倾角为60°±，共轭正断 层的交线为σ2方向。但是，自然界的正断层并 非都是共轭出现，其产状也并非总是60°±
变换断层 — 1
变换断层 — 2
伸 展 变 换 构 造 样 式
--
5
渤海湾盆地铲式正断层剖面
伸展构造
四. 构造反转概念
1) 正反转构造: 盆地由早期 张性或者张扭性转变为后 期的压性或者压扭性. 2) 负反转构造: 盆地由早期 压性或者压扭性转变为后 期的张性或者张扭性. 3) 推广之, 凡是区域应力场 发生性质反转的构造就是 反转构造.
思考题：
试述伸展构造样式与形成机制.
34造山带伸展机制1加厚作用形成势能差2造山根对流拆离作用3板块深俯冲断离作用1加厚作用形成势能差汇聚造山导致壳层加厚和地表隆升当汇聚趋于停止时加厚壳层就会在变形与未变形岩石圈之间引发势能差高势能柱体总会向低势能柱体施加水平挤压力由此促发造山带变形柱体伸展塌陷
13 伸展构造
一. 伸展构造概念
二. 伸展构造样式
2）造山根对流拆离作用
在岩石圈根部, 热边界层随汇聚缩 短发生显著加厚并向下运移，它在地 幔对流驱使下失稳、拆离、快速沉陷 进入软流圈，而软流圈热物质随之上 涌补偿使得残留岩石圈甚至壳底直接 暴露与软流层接触，由此引发强烈熔 融、高温变质、区域伸展与岩浆作用.
3）板块深俯冲断离作用
持续汇聚促使低密大陆 岩石圈随同高密大洋岩石圈 运移至俯冲带深处，这时显 著密度差就会使得俯冲板块 陆壳部分强烈上浮而高密洋 壳部分向下拖曳，这时俯冲 板块就会张裂、断离和沉陷 作用，热软流层上涌引发构 造伸展、区域隆升、岩浆活 动以及热变质作用。
2.3 断陷盆地
在伸展背景下受基底及盆缘正断裂控制发育的沉积盆地. 地堑盆地 半地堑盆地
半地堑盆地叠加
2.4 裂 谷
裂谷是区域伸展隆 起背景下形成的巨 大狭长断陷,切割深, 发育演化期长,常具 有地堑型式. 包括大洋裂谷, 大陆 裂谷以及陆间裂谷.
大陆裂谷陆间裂谷大洋 裂谷构成一演化系列,即大 陆开裂、海底扩张的过程。 不过，并非所有的大陆裂谷 都能演化为大洋裂谷。
伸展构造——精选推荐
伸展构造伸展构造伸展构造的类型－－伸展构造的模式－－剥离断层和变质核杂岩伸展构造是区域引张作⽤下形成的⼀套具有特⾊的构造系统。
马杏垣曾指出：“引张作⽤也造就了全球范围的构造现象，其规模甚⾄⽐挤压变动还要⼤。
”伸展构造是在区域性引张作⽤下形成的⼀套独具特⾊的构造系统。
从全球构造及其演化的观点，挤压作⽤（如造⼭带）与引张作⽤（如洋中脊、拉张带）是构造作⽤在时间和空间上紧密相关的两个⽅⾯。
由于构造研究源于造⼭带，造⼭带⼜以挤压变形为特⾊，以致曾长期忽视引张伸展作⽤及其形成的伸展构造。
关于伸展构造的重要性，马杏垣教授曾精辟地指出：“其实，引张作⽤也造就了全球范围的构造现象，其规模甚⾄⽐挤压变动还更⼤”。
从构造应⼒状态和变形体制看，伸展作⽤和挤压作⽤可概括为“开”与“合”。
“开”与“合”乃地壳的⽔平运动，在⼀定条件下⽔平运动与升降运动⼜相互转化。
升降运动中的上升隆起往往导致重⼒势的变化和重⼒不稳，引起地壳表层的顺坡下滑⽽形成重⼒滑动构造。
所以，伸展、降起与重⼒滑动具有相对统⼀性。
⼀、伸展构造类型地堑和地垒－－阶梯状断层、箕状构造和盆岭构造 (⼀）（⼆）－－⼤型断陷盆地－－裂⾕－－剥离断层伸展区构造，以正断层为主构成各种组合类型。
1、地堑和地垒地堑主要由两条⾛向基本⼀致的相向倾斜的正断层构成。
两条正断层之间是⼀个共同的下降盘(图A)。
巨型地堑系称作裂⾕。
这⾥主要讨论⼀般规模的地堑。
构成⼤中型地堑边界的正断层常常是由数条产状相近的正断层构成同向倾斜的阶梯式断层系列。
两侧正断层可以均等发育，也可以是⼀侧更为发育。
地垒主要由两条⾛向基本⼀致的反向倾斜的正断层构成(图B)。
两条正断层之间是⼀个共同的上升盘。
组成地垒的正断层可以呈单条产出，也可以是数条产状相近的正断层组成的依次断落的阶梯状断层带。
从区域地质构造看，地堑⽐地垒具有更重要的地质意义。
2、阶梯状断层、箕状构造和盆岭构造（1）阶梯状断层由若⼲条产状基本⼀致的正断层组成，各条断层的上盘依次向同⼀⽅向断落，构成阶梯式。
伸展构造样式
伸展构造样式伸展构造样式是一种常见的地质构造样式，指的是地壳中岩石层在地质运动的作用下发生展伸的构造形态。
这种构造样式在地球历史上普遍存在，对于地球科学的研究具有重要意义。
伸展构造样式的形成是由于地壳内部的构造力学作用。
当地壳中存在应力集中的地方，岩石层在受到压力的作用下发生断裂和展伸，形成伸展构造样式。
这种构造样式通常表现为地壳的延展和拉伸，造成地壳的裂谷、断块和低陷等地质形态。
伸展构造样式在地质历史上具有重要的地质意义。
首先，伸展构造样式是地球板块运动的重要表现形式之一。
地球板块在运动过程中，常常会发生伸展构造样式，这对于理解板块运动的机制和过程具有重要意义。
其次，伸展构造样式是多种矿产资源形成的重要条件。
在伸展构造样式下，地壳中的岩石层发生断裂和展伸，使得地下的矿质物质得以上升和聚集，形成矿床和矿区。
因此，伸展构造样式是矿产资源勘探和开发的重要指示标志。
此外，伸展构造样式也对地球表面地貌的形成产生了重要影响。
伸展构造样式使得地壳表层发生断裂和拉伸，形成山脉、河谷、湖泊等地貌形态。
伸展构造样式具有多种形态和特征。
其中最常见的是裂谷和断块。
裂谷是指在地壳中形成的狭长的裂隙，通常伴随着地壳下降和地壳延展。
裂谷常常形成河谷和湖泊，对水资源的储存和利用具有重要作用。
断块是指在地壳中形成的相对稳定的板块，通常伴随着地壳抬升和地壳收缩。
断块的形成对于地震活动和地壳变形具有重要影响。
伸展构造样式是地球科学领域的一个重要研究方向。
通过对伸展构造样式的研究，可以深入了解地球板块运动的机制和过程，揭示地球内部的构造力学作用，指导矿产资源的勘探和开发，以及预测地震活动的发生。
因此，对伸展构造样式的研究具有重要科学意义和应用价值。
伸展构造样式是地球地壳中岩石层在地质运动的作用下发生展伸的构造形态。
它对地球科学研究和资源勘探具有重要意义。
伸展构造样式的研究不仅可以加深对地球板块运动和地震活动的认识，还可以为矿产资源的勘探和开发提供重要参考。
2伸展与重力滑动构造
伸展构造与重力滑动构造\剥离断层与变质核杂岩\剥离断层
7.2.3.1 剥离断层结构
上剥离盘－浅层次正断层组合 下剥离盘－变质核杂岩 盖层中常见顺层滑脱，导致地层减薄，缺失 剥离断层带宽且厚，断层岩序列可出现穿插叠覆 剥离断层发育时间长，常与区域隆起／伸展同时，
e
e = dcosϕ
ϕ
s = dsinϕ
d s s = etgϕ
伸展构造与重力滑动构造\
7.2.3 剥离断层与变质核杂岩
剥离断层：Ａrmstrong（1972）根据北美
盆岭区特点提出，指的是伸展构造区平缓 的铲状大型正断层，其下往往伴以变质核 杂岩体
变质核杂岩：以剥离断层为界的古老穹隆
状片麻岩
褶皱是塑性变形，断层是脆性变形，二者
为何可以同时出现？
岩石力学性质 岩体（岩层）变形性状 时间－应变速率 流体 温度、压力
第七章 断 层
断层概论 伸展构造及重力滑动构造 逆冲推覆构造 走滑断层 韧性剪切带
7.2 伸展构造及重力滑动构造
伸展构造是岩石圈基本构造形式之一，与
挤压构造具有同等的重要性
“开”（伸展）与“合”（挤压）具有对立统一
的关系，一定条件下两者可以发生互相转 换
重力滑动构造与伸展构造既有联系又有区
别，是一种重要的构造现象，对区域构造 研究具有重要意义
7.2 伸展构造及重力滑动构造
伸展构造类型 伸展构造模式 剥离断层与变质核杂岩 重力滑动构造
伸展构造与重力滑动构造\伸展构造模式\据断层活动方式
7.2.2.3.1 旋转伸展
断层倾角
已知断层和岩层产状，可以求得伸展量
伸展构造与重力滑动构造\伸展构造模式\据断层活动方式
变质核杂岩
– 核部杂岩顶部为一个以糜棱岩类岩石为特征的缓倾剪 切带。
– 糜棱岩顶部被大型低角度正断层所切削，使糜棱岩成 绿泥石化、赤铁矿化碎裂岩类。这一基底剥离断层分 开了脆性变形的上壳岩和曾受韧性剪切的内壳岩。
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• 上盘以不变质的显生宙岩层为主，发育多世代的不 同类型的正断层，反映水平伸展下的脆性变形。
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• 两种观点：
– 1、岩浆作用是伸展作用的结果；
– 2、伸展构造是岩浆作用诱发形成的。
– 总体认识：区域的水平拉伸应力场为伸展构造和 岩浆作用提供了条件，但未必是先决条件，也不 一定是伸展构造发育的直接原因，而岩浆作用则 更可能是伸展构造的必要因素，并且可能是产生 拉伸应力场的原因之一。
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2.中条山胡篦型铜矿的构造控制
2.1.是沉积层控还是构造控制？ 1）构造置换的识别：层理还是片理？
微细的水平层理还是片理？细脉浸染状马尾 丝状矿石的成因（沉积层理还是糜棱面 理）？ 2）剥离断层的识别
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大理岩中片理对层理的置换,中条山
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• 形成时代有：元古代，中生代，第三纪。
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扬
子
克
杂 岩 带
拉 通 西 缘
变
质
核
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云 蒙 山 变 质 核 杂 岩
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4、岩浆作用与伸展作用的关系
• 在造山带伸展构造成因机制方面，岩浆作用与伸展 构造的关系一直为众多地质学家所关注，其中何者 为主动因素和伸展作用过程中岩浆的生成规模存在 较大争议，因此，岩浆侵入作用与变质核杂岩以及 伸展构造的关系成为一个比较前沿的研究课题。
伸展构造与走滑断层
三、走滑断层的特征 1、主要特点 ①、走滑断层包括一系列与主干断裂平行或以微小 角度相交的次级断层，单条断层一般延伸不远，各 级断层分叉交织，常构成发辫状。 ②、常伴有雁列式褶皱、断裂、断块隆起和断陷盆 地等构造。 ③、断层两侧的地层—岩相带呈递进式依次错移， 时代愈老、依距愈大。 ④、断层常呈直线延伸，甚至穿过起伏很大的地形 亦然。
如一套迭瓦状逆冲断层体系（imbricate thrust system）向上没有联结成顶板逆冲断层，这种迭瓦 状构造称之为迭瓦扇（imbricate fan）。 在双重构造和迭瓦扇中，次级迭瓦状逆冲断层与主干 断层或底板逆冲断层的交点称之为断叉点或断叉线 （brach line）；次级迭瓦状逆冲断层的前缘称之为 断端线或断尖线（tip line）。
二、伸展构造类型 1、地堑和地垒 （1）、地堑：由两条走向基本 一致的相向倾斜的正断层构成， 两条正断层之间有一个共同的下 降盘。巨型的地堑系为裂谷。确 切的讲，大型地堑的边界断层往 往为多条，即由数条产状相近的 正断层构成一个倾斜的阶梯式断 层系列。 （2）、地垒：由两条走向基本 一致的相背倾斜的正断层构成， 两条正断层之间有一个共同的上 升盘。
第九节 走滑断层
一、基本概念 走滑断层即走向滑动断层，一般指大型平移断层，断 层两盘顺直立的断层面作相对的水平滑动。人类认识 走滑断层要晚于正断层和逆断层。19世纪初，地质学 家就认识了正断层和逆断层，而走滑断层到20世纪初 才被人们认识。其原因如下有三个： ①、作为研究断层位移的参考面（线），在走滑断层 中相对较少； ②、走滑断层产状陡立，不易与正断层区分； ③、走滑断层的结构较为复杂，查明断层的性质较为 困难。
六、花状构造 花状构造是走滑断层系中的一种 特征性构造，其在剖面上为一条走滑 断层自下而上呈花状撒开，称之为花 状构造。 根据花状构造的结构和力学性质，可 将花状构造如下两种。 1、正花状构造 正花状构造是收敛型走滑断层派 生的在压扭性应力状态中形成的构造。 其表现为一条陡立的走滑断层向上分 叉撒开，成逆断层组成的背冲构造， 断层面下陡上缓，凸面向上，被切断 地层多组成背形，但不具弯滑性质。
第十讲 伸展构造、走滑断层(三)
（二）与走滑断层相关的构造
1-雁列式走滑断层重叠区构造
A-重叠区受挤压而形成次级褶皱和逆冲断层；B-重叠区受拉伸 而形成次级正断层和沉积盆地。
2-主断层面弯曲产生的构造
在主断层面弯曲的情况下，沿断层的局部剪切位移，产生 局部挤压与拉张。形成挤压脊和拉分盆地。
3-两条走滑断层相交切引起的构造
当走向不同且滑向相反的两条走滑断层相互交切时，形 成平面上的楔形岩块。若楔形岩块向楔顶滑动则引起挤压， 并使楔形岩块隆起；若楔形岩块离开楔顶方向滑动则引起拉 伸。
）、变质核杂岩 （4）、变质核杂岩 ）、
70年代研究美国西部Cordillera 造山带时发现 的一种特殊构造单元，并提出变质核杂岩的 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。
• 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。
挤压上升 拉伸下降
（4）走滑断层伴生的褶皱
• 雁列式褶皱
–褶轴小角度交于断层 –远离断层逐渐消失 –产于断层一侧或二侧， 或带内
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思考、 思考、讨论题
1-拆离断层及特征 拆离断层及特征 2-裂谷的基本特征 裂谷的基本特征 3-变质核杂岩的主要特征 变质核杂岩的主要特征 4-走滑断层的特征。 走滑断层的特征。 走滑断层的特征 5绘图说明走滑断层所伴生的破裂构造。 绘图说明走滑断层所伴生的破裂构造。 绘图说明走滑断层所伴生的破裂构造
二、伸展构造 （extensional tecto• 以正滑断层、剪切带和拆离断层为主要滑动系 统形成的构造型式，包括： （1）地垒—地堑（Horst and Graben)
中国石油构造样式
中国石油构造样式绪论石油构造是在一种主导构造应力作用下形成各种变形的整体。
地壳运动可概括为无个字“升、降、开、合、扭”。
地槽转化为地台的过程实质上是由洋壳转化为陆壳的过程。
地台转化为地槽实质上就是陆壳裂解转化为洋壳的过程。
在沉积盆地中，最常见的是由开裂环境转化为收缩环境。
正反转构造：负向构造转化为正向构造。
负反转构造：正向构造转化为负向构造。
石油构造类型表第一章沉积盆地构造分析一、沉积盆地按地球动力学分类（一）开裂环境随着大陆的解体，沉积盆地的形成往往与岩石圈的引张应力有关。
1、大陆裂谷盆地（有些裂谷与造山带以高角度相交，称之为碰撞裂谷）2、大陆边缘拉裂盆地3、边缘海盆地（二）收缩环境板块或块体的聚合形成造山带，在造山带一侧或造山带内形成一系列压陷盆地。
在这些地区以挤压应力作用为主，地壳缩短加厚，形成各种收缩构造。
1、山前压陷盆地（前陆盆地属此类）2、山间压陷盆地（三）剪切环境1、拉分盆地2、断层边缘盆地3、断层楔盆地4、断层角盆地5、走滑横向盆地等（四）重力环境1、克拉通盆地2、撞击盆地（陨石坑等）二、中国中、新生代沉积盆地形成的地质背景从全球观点来看，造山带的形成与深海槽的消亡、大陆的解体、漂移是密切相关的。
即裂解作用与造山作用是相对应的。
裂陷使地壳伸展，形成各种类型的伸展构造；造山使地壳缩短，形成收缩类型的构造。
（一）印支期中国西部，印支旋回既有“开”又有“合”，裂陷作用与聚合造山作用并行不悖，彼此紧密相关。
在“开”与“合”两大地质事件中，中国西部由于岩石圈的不均一性，古老陆块与软弱带接触区发生裂陷，形成断陷盆地。
（二）燕山期燕山运动自下而上可分为三次激化期。
早燕山期：早、中侏罗世与晚侏罗世之间中燕山期：晚侏罗世与早白垩世之间晚燕山期：晚白垩世与早第三世之间中国西部地区，由于藏南海槽强烈扩张，岗底斯地体与古亚洲大陆拼帖，这一演化过程中，近南北向的开裂与聚合交替发生。
西部地区除老的坳陷盆地继承发育外，还产生许多山间或山前断陷。
概要说明伸展构造的类型及特点
概要说明伸展构造的类型及特点。
伸展构造是岩石圈拉伸与减薄背景下形成的特殊构造组合系统。
其类型及特点为：（1）地堑与地垒地堑由两组走向近平行且倾向相向的正断层组成，两个正断层拥有同一个上盘（下降盘）。
地垒由两组走向近平行且倾向相反的正断层组成，两个正断层拥有同一个下盘（上升盘）。
通常情况下，地堑和地垒相伴发育，正断层多呈阶梯状，形成盆岭型构造-地貌单元。
盆岭构造：由不对称的纵裂单面山、山岭及期间列的盆地组成的构造-地貌单元。
（2）断陷盆地断陷盆地是在伸展背景下受基地及边缘正断层控制发育的沉积盆地。
如果断陷盆地一侧断层发育，形成一侧由主干弧形或铲形正断层控制的不对称盆地，则称为箕行断陷或半地堑盆地。
一般来说，断陷盆地规模越大，盆缘及盆内构造越复杂，控制其发育的因素也越多，往往是多次（正或负）构造反转甚至与大型走滑作用联合形成的符合盆地。
（3）裂谷裂谷是区域伸展隆起背景上形成的巨大狭长断陷，两侧由正断层限定，切割深，发育演化时间长，常具地堑型式。
按照裂谷发育的区域构造部位及其地质构造特征，可分为大洋裂谷、大陆裂谷和陆间裂谷，它们构成一个威尔逊旋回。
大陆裂谷特征：①有一系列正断层为主的地堑、半地堑组成的复杂地堑系，通常发育与区域性隆起的轴部，表现为断陷谷和断陷盆地等构造-地貌景观，反映岩石圈的伸展作用。
②裂谷中往往沉积一套巨厚的包括磨拉石之类的碎屑沉积，常伴有蒸发岩、火山熔岩和火山碎沉积。
常包含重要沉积矿产。
③裂谷往往是浅源地震带和火山带。
④大陆裂谷带发育的岩浆岩有两类共生组合：大陆溢流玄武岩和双峰系列。
⑤深部结构上，裂谷下地幔升高，地壳变薄，玄武岩层下普遍存在着波速较低的壳-幔物质混合组成的裂谷垫。
（4）变质核杂岩变质核杂岩是构造上被低角度正断层拆离的、呈孤立的平缓穹形或拱形强烈变形的变质岩和侵入岩构成的隆起，往往出现在造山带的核部。
基本特征：①变质核杂岩由深层抽拉抬升的变质基底（下盘）和变质变形较弱的盖层（上盘）组成，外形近圆形或椭圆形，直径一般十余公里至数十公里，呈分散孤立的穹窿状和短轴背形状产出。
伸展构造区的平衡剖面恢复
伸展构造区的平衡剖面恢复在伸展构造区中，平衡剖面可以反映地下岩层在伸展作用下的变形和演化过程。
平衡剖面的建立可以帮助我们更好地了解地下岩层的结构和特征，以及伸展构造的形成机制。
1.平衡剖面是指剖面上的构造变形、变位通过几何准则可以复原的剖面。
它遵循在封闭体系中体积守恒、面积守恒和线长守恒三项基本原则。
在资料足够充分时，这种平衡剖面所复原的构造符合实际，可信度高。
在建立平衡剖面时，需要注意以下几点：1. 建立平衡剖面需要综合考虑地质历史、地层学、古生物学、沉积学等多种因素，需要充分了解区域地质背景和地层特征。
2. 建立平衡剖面需要充分考虑沉积环境的变化，包括沉积速率、沉积相、古地理环境等因素。
3. 建立平衡剖面需要充分考虑地层变形和构造运动对沉积的影响，包括褶皱、断裂、地层错位等因素。
4. 建立平衡剖面需要充分考虑古气候和古环境对沉积的影响，包括气候变化、海平面变化等因素。
5. 建立平衡剖面需要充分考虑地球物理探测和数值模拟等方法的应用，以便更好地了解地下岩层的结构和性质。
2.伸展构造区建立平衡剖面，可以采用以下方法：1.逐层回剥法，该方法可以建立具有演化特征的平衡剖面。
2.在拉伸构造区，需要考虑同沉积、同剥蚀、同生正断层、盐构造和阶段性演化等问题，通过消除后期构造变动的改造，重塑各断块的初始形态，然后从断块→剖面→平面和空间→时间逐步恢复古地质构造，再现拉伸。
3.平衡剖面恢复中考虑压实作用伸展构造区中压实作用在平衡剖面恢复中起着重要的作用。
随着沉积物堆积，上覆水体和沉积物的负荷压力不断增加，沉积物中的孔隙度会逐渐降低，水分排出，体积逐渐缩小，这个过程就是压实作用。
压实作用可以分为机械压实作用和化学压实作用两种类型。
机械压实作用主要表现为颗粒的重新排列、塑性变形和破裂。
例如，在沉积物中，片状、针状和柱状颗粒会因为压力作用而发生重新排列，形成页岩的页理和沿页理方向的易裂性；化学压实作用也称为压溶作用，是指压力导致矿物选择性溶解的过程。
第二章 伸展构造
第二章伸展构造第一节、伸展构造的区域地质背景伸展构造产生的区域构造位置和构造性质有下列情况。
开始研究的，是新的课题，目前研究的热点。
造山带伸展构造的发现地是美国西部的科迪勒拉山脉，其南部是著名的盆岭山脉地区，在这里首先发现了具平缓倾角的正断层，建立了剥离断层和变质核杂岩的伸展构造模式。
目前这方面的研究正在世界各地的几个典型区开展，研究本身还有待于系统化，现在能介绍的伸展构造模式只是对个别例子的总结，尚不能证明其普遍意义。
简介北美西部造山带。
科迪勒拉山脉从加拿大西北部，经过美国西缘延至墨西哥西北部，其间分布大小25个孤立的变质杂岩体。
研究重点在美国西南部盆岭省一带和whipple山。
北美西部的板块运动是比较复杂的，第一章中曾介绍过，其过程是，北美西缘原来为俯冲带海沟，此阶段造成了北美西岸的挤压造山带。
在古生代至元古代，北美西缘一直为被动陆缘带，在古生代后才发生造山运动，表明转变为活动陆缘，可能称为拉拉米期运动。
大约在侏罗白垩纪时，中脊和转换断层相继切入海沟和北美大陆，使北美西缘的一部分，主要是西南部从俯冲海沟转变为右行剪切的转换断层带，即圣安得烈斯断层，而北部至阿拉斯加仍为俯冲海沟带。
长期的剪切位移使现今加里富利亚是从南美位移过来的地体（指断层西侧）。
现在我们关心的是大约在第三纪（15百万年），圣安得烈斯转换断层改变了原来的挤压作用而变为伸展作用。
而造山带发生塌陷，而且，这可能不仅是挤压力停止的纯重力塌陷还有伸展力的作用，由此加强了伸展构造，并持续发展到出现洋中脊成分的裂谷。
（见Howell图6.24）盆岭省和科迪勒拉山脉延伸进北美大陆1500km，但仍为大陆边缘环境，这是因为：1、确实存在稳定的大陆边缘带，一方面是长期被动陆缘的定向冒地槽沉积，另一方面是俯冲带倾角十分平缓，所以俯冲火山带深入陆内很远。
2、转换断层---圣安得烈斯断层切入陆内，从南美剪切位移来新的地体，拼贴了新的大陆边缘造山带，把原来的俯冲陆缘移到了陆内位置。
伸展构造1
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五、大型断陷盆地
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大型断陷盆地是以边界断 层控制的区域性沉陷单元， 呈菱形、带状或等轴状盆 地产出，如华北盆地、松 辽盆地、江汉盆地等。
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六、 裂谷是区域性伸展隆起背景上形成的巨大狭长断陷。
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七、剥离断层（Detachment fault ) ：是一种上陡 下缓的大型铲式正断层。
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剥离断层是一种上陡下缓大型铲状正断层， 主要产出于盖层与基底之间，上盘包括一套 正断层组成。
剥离断层是阿姆斯特朗（R.L.Armstrong 1972）提出，是指美国西部盆岭区低角度正 断层，浅层次层直接覆于深层次的老岩层之 上。
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裂谷一词首先由Gregory J.W(格
雷戈里)1890年研究东非裂谷时提
出的。原意指大致平引断裂的凹
陷地形，并伴有火山和地震活动。
Burke.(1980)布尔克在修改其为
“整个岩石圈厚度在伸展中破裂
的区域上狭长的陷”。
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（四）断层上下盘岩石在变质相带有突变。
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八、变质核杂岩( metamorphic core complex）
变质核杂岩（Metamorphic Core Complex）是指在伸展构造背景下， 沿断裂使上地壳变质岩体被来出地 表，位于断裂下盘是由中、上地壳
伸展构造的形成机制
伸展构造的形成机制
伸展构造是地球上的一种地壳变形方式，主要由地壳板块间的相对运动引起。
它的形成机制可以通过以下几个方面来解释：
1. 板块推力：地球上的岩石板块在地震带和板块边界处相互碰撞或相互挤压，这会导致板块之间产生巨大的推力。
当推力超过岩石强度的限制时，板块会发生挤压、褶皱和断裂，从而形成伸展构造。
2. 引力滑移：地球上存在着不平衡的引力场，特别是在板块边界附近。
这些引力作用会导致板块沿着断层面滑动，形成伸展构造。
例如，东非大裂谷就是由于东非板块和阿拉伯板块之间的引力滑移而形成的。
3. 火山活动：火山活动可以促使地壳板块发生伸展构造。
当岩浆从地幔上升并穿过地壳时，它会导致地壳板块分离和伸展。
这种火山活动常见于洋中脊系统中，其中新的地壳正在形成。
4. 地壳薄ning和热胀冷缩：地壳的厚度在不同地区是
不均匀的，而且地壳中的岩石会受到热胀冷缩的影响。
当地壳较薄或当地温度发生变化时，岩石会发生收缩或膨胀，从而导致地壳板块发生伸展构造。
总之，伸展构造的形成机制是多种因素共同作用的结果，包括板块推力、引力滑移、火山活动以及地壳薄ning和热胀冷缩等。
这些机制可以通过地球动力学和构造地质学的研究来解释和理解。
第二章 伸展构造(1)
2.1 伸展构造的基本构造样式
2.1.1 正断层
露头岩 层中的 共轭正 断层组
2.1 伸展构造的基本构造样式
2.1.1 正断层
地震剖面 上的共轭 正断层组 合
2.1 伸展构造的基本构造样式
2.1.1 正断层
地震剖面 上的共轭 正断层组 合
2.1 伸展构造的基本构造样式
2.1 伸展构造的基本构造样式 地堑、半地堑内部的断层如果其总体走向与主边界正断层 相同，可以视其倾斜方向分别称为同向断层（synthetic fault）和反向断层（antithetic fault）。 前者为倾向与主边界断层相同的断层；后者为倾向方向与 主边界断层相反的断层。
裂陷盆地基本结构类型
2.1 伸展构造的基本构造样式
（据刘兴材等，1997）
2.1 伸展构造的基本构造样式
伸展断陷盆 地基本结构 类型及其主 要特征
2.1 伸展构造的基本构造样式
2.1.3 拆离断层和滑脱断层
拆离断层（detachment fault）是地壳中的大型 低角度或近水平产状的断层，主要是指大型的低 角度断层，强调断层面上下变形的差异性； 滑脱断层（decollement fault）沿着某一地层接 触界面、不整合面或软弱岩层底面发育的断层； 拆离断层不完全沿着这些受岩性控制的先存界面 发育，但总体上也受岩层能干性的影响 （Ramsay，1987）；滑脱断层则没有尺度的概 念，可以是小型的层间断层，也可以是大型的沿 不整合面发育的断层。
2.1 伸展构造的基本构造样式
2.1.7.1 硬连接与软连接
一条断层可以直接与另一条断层相交，其交线称为分叉线 （branch line），这两条断层的位移可以直接传递、转换，并 通过分叉线协调起来。这种断层连接方式称为“硬连接” （hard linkage）。 断层之间也可以不直接连接，但是在运动学上仍然是协调一致， 它们之间的位移传递是通过两断层之间的断块的变形来完成的。 这种断层不直接连接、又保持运动学上联系的断层组合方式称 为“软连接”（soft linkage）。 软连接的断层之间的断块体通过变形来传递、变换彼此的位移， 因此软连接的正断层之间由于正断层位移引起的种种构造变形 现象都属于变换构造。
9伸展构造-1
伸展构造与变质核杂岩伸展构造是在岩石圈伸展变薄过程中形成的构造组合型式。
伸展构造与挤压构造是全球构造中最为醒目的两大类构造型式，它们在时间和空间上有密切关系。
广义的伸展构造包括地堑和地垒、断陷盆地、裂谷等。
本部分重点讲授造山带的伸展拆离构造和变质核杂岩。
参考文献：张进江，2007，北喜马拉雅及藏南伸展构造综述。
地质通报，26（6），639-649。
王晓先，张进江等，2012，中新世中期喜马拉雅造山带构造体制的转换。
科学通报，57(33),3162-3172.幻灯片3研究进展与现状自20世纪70年代末Davis等在北美盆－岭区(Basin and Range province)确立大型伸展构造以来，造山带伸展构造引起了地质界的极大关注并形成了一个研究热点。
近年来有关伸展构造认识的新进展有以下方面：1.观念转变：过去公认的高角度正断层构成裂堑式伸展构造只是局部的特殊地区，而大多数伸展构造则是以上陡下缓的铲形(listric)低角度正断层(low-angle normal fault)和拆离断层(detachment fault) 为特征。
机制：最大有效力矩准则(maximum effective moment criterion)1.伸展构造主要发育于造山带：就全球范围而言，造山带是伸展构造发育的主要地区。
因为：(1)陆壳厚度大；(2)重力势能大；(3)抗拉强度低；(4)构造不连续；(5)下部热活动强烈。
这可能也是洋盆多次开合于同一位置的重要原因之一。
●几乎所有的造山带均发育伸展构造：全球不同地区不同时代的造山带几乎都发育伸展构造，南非太古代巴比顿花岗绿岩带，欧洲加里东和海西造山带，北美科迪勒拉，欧亚特提斯－喜马拉雅造山带，中国天山－兴蒙、秦岭-大别山，以及板内的太行山、燕山等等●造山带伸展构造发育于造山作用的各个阶段：既有同造山期的伸展构造，也有造山期后的伸展构造。
●造山带伸展构造发育于造山作用的各个方向：既有平行于造山带的伸展，也有垂至于造山带的伸展构造。
高等构造地质学(3)-伸展构造
引张裂陷作用于岩石圈或地壳，产生了许多沟、槽，使地壳或岩 石圈剖面长度增加，区域面积增大，这些沟、槽称为伸展构造 （Extensional tectonics）。 马杏垣教授（1981）根据伸展构造发育于岩石圈演化的不同阶段 和不同构造环境，将大型伸展构造划分为：地堑、裂谷、半地堑、 盆~岭构造、大型断陷盆地、裂陷槽、滑脱断层及其相关的韧性流 动带、岩墙群等，它们构成了不同尺度、不同层次的伸展构造典 型样式。 含油气盆地无论是裂陷或拗陷成因，都是一种大中尺度的伸展构 造，小尺度的构造是盆地内的伸展构造，它们往往是油气聚集的 有利圈闭场所。
3、背倾式构造组合：是以多个 主干铲形正断层背向倾斜，上 盘岩体相背水平狠展，并背向 旋转掀斜，形成背向倾斜的半 地堑群。背倾式构造组合是在 水平伸展作用下，岩体发生破 裂，产生背向倾斜的铲形正断 层，断层上盘岩体旋转掀斜， 形成半地堑群，半地堑以背向 倾斜为特征。背向倾斜的半地 堑间为高凸起，以垂直上升作 用来调节两侧的水平伸展量， 以求达到新的平衡。
2、反帚状构造组合：是由一 主干铲形正断层与反倾向的正 断层以顿角相交组合而成。此 类组合通常由两个世代的正断 层组合而成。主干铲形正断层 上盘岩体沿主干铲形正断层面 滑脱旋转掀斜、水平伸展，形 成第一世代断陷。上盘岩体掀 斜旋转滑移过程中必然释放应 力，以求达到新的平衡，即二 次纵张，产生第二代铲形正断 层，并反向旋转掀斜、水平伸 展，形成了第二世代半地堑断 陷。
4、同向倾斜串联式伸展构造调 节带：半地堑一端与同向倾斜 的另一半地堑相联，在相互联 接端形成了高垒带或鼻状构造， 成为两个半地堑伸展应变调节 带。
5、S型伸展构造调节带：两个半地堑倾斜相反，伸展正断层呈 “S”统相联，两者之间高隆或横断层为伸展应变调节带。
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2.1.2.1 盆地基本结构类型
• 非旋转平面式正断层 控制的地堑—地垒系 统
• 多米诺式正断层控制 的半地堑系
• 铲式正断层控制的半 地堑系统
• 坡坪本构造样式 南红海西裂谷
2.1 伸展构造的基本构造样式
非洲马拉维湖的半地堑地震剖面
地震剖面上的平行 的铲式正断层组合
（1）剖面组合
2.1.1 正断层
2.1 伸展构造的基本构造样式
地震剖面上的共轭正断层组合
2.1.1 正断层
露头岩 层中的 共轭正 断层组
2.1 伸展构造的基本构造样式
2.1.1 正断层
露头岩 层中的 共轭正 断层组
2.1 伸展构造的基本构造样式
2.1.1 正断层
后生正断层
——后生基底正断层 ——压实正断层
（3）活动方式分类
2.1.1 正断层
2.1 伸展构造的基本构造样式
2.1.1.2 正断层组合
共轭状（相背倾斜、相 向倾斜、交叉）
平行状 斜列状（软连接） 铲式扇状（硬连接） 伸展双重构造
（1）剖面组合
2.1.1 正断层
2.1 伸展构造的基本构造样式
盖层滑脱的正断层
——主要盖层正断层（位移>100m） ——次级盖层正断层（位移10-100m） ——隐形盖层正断层（位移<10m）
（2）尺度分类
2.1.1 正断层
2.1 伸展构造的基本构造样式
2.1.1.1 正断层分类
同生正断层（同沉积正断层、生长断层）
——同生基底正断层 ——同生盖层滑脱正断层
2.1.1 正断层
2.1 伸展构造的基本构造样式
多米诺 式正断 层组合
（1）剖面组合
2.1.2 地堑与半地堑
伸展断陷盆地的主边界断层的几何形态 和运动学特征与断陷盆地的结构及相关 的构造组合特点有密切关系；
四种类型的正断层作为伸展断陷盆地或 凹陷的边界断层，构成了四种不同结构 的断陷盆地的剖面构造样式 ；
前者的产状往往与主边界断层相同或呈共轭关系；后者 则与主边界断层上盘的变形有关，出现在主边界断层上 盘特定的构造部位，在伸展变形中起调节作用；
一些与主边界断层同时形成的“兄弟”断裂，由于其位 移量相对较小在后期的构造演化过程中又受到主边界断 层位移的影响或控制，成为主边界断层的次级断裂。
自然界的断层的位移有些是斜向的；地震剖面 上的正断层是指上盘下降的、倾向位移分量占 明显优势的断层。
2.1.1 正断层
2.1 伸展构造的基本构造样式
2.1.1.1 正断层分类
（1）几何学和运动学分类
2.1.1 正断层
2.1 伸展构造的基本构造样式
σ 3
非旋转平面式正断层
原始状态
直移
σ 3
旋转平面式正断层
2.1 伸展构造的基本构造样式
穿过Sevier Desert的地震剖面和解释剖面
（上图据McDonald, 1976；下图据Groshong, 1990）
2.1.4 以半地堑为基本单元的伸展断陷族系
一条主边界正断层上盘下降即构成了一个半地堑 断陷，完整地堑也可以视为两个相向倾斜的主边 界正断层形成的半地堑叠加在一起而构成的；
在剖面上，主边界断层之间可以构成共轭组合 （反向）形成地堑－地垒族系，也可以构成平行 组合（同向）形成多米诺式半地堑族系；
在平面上，主边界断层可以是平行延伸、斜列、 侧列、分叉、交截和交汇等多种型式，使伸展断 陷族系的构造样式复杂而丰富多彩。
2.1.4.1 铲式正断层上盘半地堑族系
同向 反向
2.1 伸展构造的基本构造样式
2.1 伸展构造的基本构造样式
地震剖面 上的共轭 正断层组 合
2.1.1 正断层
2.1 伸展构造的基本构造样式
地震剖面 上的共轭 正断层组 合
2.1.1 正断层
2.1 伸展构造的基本构造样式
地震剖面 上的共轭 正断层组 合的形成 和演化
2.1.1 正断层
2.1 伸展构造的基本构造样式
共轭正断层 组的形成和 演化
2 伸展构造
❖ 伸展构造的基本构造样式 ❖ 薄皮伸展构造 ❖ 基底卷入的伸展构造及其演化 ❖ 与伸展构造有关的油气构造圈闭样式
2.1 伸展构造的基本构造样式
正断层 裂陷盆地的伸展构造样式 构造变换带 正断层的运动及其调节构造
2.1.1 正断层
2.1 伸展构造的基本构造样式
正断层是在水平拉张力作用下形成的。依照安 德森断层模式，在σ1垂直、σ2以及σ3水平的纯 剪切应力场中，岩层破裂将形成一对共轭的正 断层。正断层倾角约为60°。共轭正断层的交 线为σ2方向。然而，自然界的正断层并非都以 共轭形式出现，其倾角也并非总约60°。
2.1 伸展构造的基本构造样式 （据刘兴材等，1997）
伸展断陷盆 地基本结构 类型及其主 要特征
2.1 伸展构造的基本构造样式
2.1 伸展构造的基本构造样式
2.1.3 拆离断层和滑脱断层
拆离断层（detachment fault）是地壳中的大型 低角度或近水平产状的断层，主要是指大型的低 角度断层，强调断层面上下变形的差异性；
直移＋旋转
2.1.1 正断层
2.1 伸展构造的基本构造样式
原始状态
原始状态
σ 3
σ 3
σ 3
σ 3
铲式正断层
坡坪式正断层
铲式扇
正双重构造
2.1.1 正断层
2.1 伸展构造的基本构造样式
2.1.1.1 正断层分类
基底卷入的正断层
——断陷主边界正断层（位移一般>1000m） ——次级正断层（位移一般<1000m）
滑脱断层（decollement fault）沿着某一地层接 触界面、不整合面或软弱岩层底面发育的断层；
拆离断层不完全沿着这些受岩性控制的先存界面 发育，但总体上也受岩层能干性的影响 （Ramsay，1987）；滑脱断层则没有尺度的概 念，可以是小型的层间断层，也可以是大型的沿 不整合面发育的断层。
伸展构造族系-1
2.1 伸展构造的基本构造样式
伸展构造族系-2
2.1.4.2 背向倾斜半地堑组合
2.1 伸展构造的基本构造样式
伸展构造族系-3
2.1.5 伸展断陷内部的断层
地堑、半地堑内部的断裂从形成机制、形成时代上看包 括两种类型：一类是与主边界断层同时形成、受同一动 力机制控制的断裂（辈分相同，“兄弟”关系 ）；另一 类是主边界断层的伸展位移诱导出的次级断裂构造（辈 分不同， “父子”关系）；