含油气盆地分析 02第2讲伸展裂陷盆地

3、简单剪切伸展模式(Wernicke)
• 用简单剪切的模式来解释岩石圈的伸展 变形
• 大型低角度拆离断层是大陆伸展变形的 主要运动面，上盘系统进一步被大量的 正断层肢解
• 地壳的脆性伸展区域和上地幔的韧性伸 展区域在垂向上不重叠
4、分层拆离伸展模式(Eaton)
• 地壳的伸展构造是分层次的，不同层次 的伸展方式可以不同
旋转坡坪式
2、裂陷盆地剖面构造样式
1) 由非旋转平面式正断层控制的“地堑和 地垒”
2) 由旋转式平面正断层控制的“多米诺式 半地堑”
3) 由铲式正断层控制的“半地堑”或“滚 动半地堑”
4) 由坡坪式正断层控制的复式半地堑
二、裂陷盆地的构造变换带
• 正断层平面上与多种组合型式（图）。 沿着构造走向，断层的位移往往是相互 消长。这种消长是靠变换带来实现的。
第二讲 裂陷盆地构造学分析
主讲：童亨茂
资源与信息学院
0 引言
• 在介绍盆地分析的总论（板块构造和含油气盆地 分类）后，本讲开始介绍盆地分析各论（构造学 分析，地层程序分析，沉降史和热史分析，石油 地质分析和评价）
• 盆地构造学分析：
1）盆地的成因；
2）类型及其特征；
3）构造样式；
4）盆地演化
• 裂陷盆地是中国含油气盆地的主要类型，另一方 面也是伸展构造构造的重要表现形式
二、各类裂陷盆地的基本特征
基
底：变薄了的陆壳或过渡壳
动力学机制：伸展作用形成
盆地结构和构造样式：地堑、半地堑或它们的 复杂结构；以正断层为主体的伸展构造样式。
演 化：早期的断陷，晚期的拗陷（热沉降）
（进一步分类是根据板块构造环境）
1、与板内裂陷作用有关的裂陷盆地
• 1）、陆内裂陷（大陆裂谷）盆地
2、纯剪切伸展模式（Mckenzie)
• 用纯剪切的模式来解释岩石圈的伸展变形 • 在引张力作用下，中、上地壳发生脆性破裂，
下地壳和上地幔发生均匀的韧性伸展（颈缩作 用） • 上部地壳：脆性共轭正断作用，下地壳和上地 幔以均匀伸展减薄 • 软流圈在均衡中上升，并导致岩石圈的部分熔 融和火山作用的发生，进一步伸展可以使岩石 圈完全断裂，出现洋壳。
• 1)裂陷盆地形成→2） 被动裂陷 热隆起→3）火山活动
→4）热沉降
三、大陆伸展模式
－几何模式
• 1、纯剪切和简单剪切
• 纯剪切（pure shear): 变形过程中应变 主轴方向保持不变的变形方式。变形构 造具有对称性（共轴变形）。
• 简单剪切（simple shear):变形过程中 应变主轴方向始终保持变化的变形方式。 变形构造是不对称的（非共轴变形）。
• 变换带(accommodation zone)存在多种型 式，包括变换断层（也称传递断层， transfer fault)，走向斜坡（strike ramp), 凸起带（high zone)等
• Morley(1990)将变换断层分为三类四型
变换断层和普通走滑断层的区别
●相互错动只发生在被传递的 正断层之间的那一段上；
●错动突然终止，一般终止于 被传递的断层上；
正断层是板块裂陷盆地在 内的基本构造要素，并往往作 用控制盆地形成的边界断层。 因此，裂陷盆地的构造样式取 决于盆地中主干正断层及其组 合的几何学和运动学特征。
一、裂陷盆地的剖面构造样式
• 1、正断层的特征和类型 • 旋转性：旋转，非旋转 • 平曲性：平面，铲式，坡坪式
组合类型
非旋转平面式 旋转平面式 旋转铲式
伸展构造（Extentional tectonics)：裂陷作用形成的，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。
其中裂陷盆地（Rift basin)是地壳浅 层次的大型伸展构造, 在盆地形成过程中 地壳发生伸长。
K-
平
（衡
黄 骅 盆
地 质
地剖
85 面
12 恢
1复
剖 面
古
）构
造
裂陷盆地在演化过程中沿水平方向的伸展变形
• 浅层以简单剪切伸展，深层则以纯剪切 机制伸展
• 地壳的脆性伸展区域和上地幔的韧性伸 展区域在垂向上部分重叠
§2 裂陷盆地的类型及其特征
在板块离散、俯冲和碰撞作用中均可以形成
一、裂陷盆地的类型
陆内裂陷（大 陆裂谷）盆地
陆间裂谷盆地 裂陷槽 被动大陆边缘 盆地
弧后裂陷盆地 弧内裂陷盆地
撞击裂谷
二、主动裂陷和被动裂陷—
两种裂陷机制
• 根据引张力的起因，Sengor & Burke(1978) 将岩石圈的裂陷作用分为：
主动裂陷（active rifting) 被动裂陷 (passive rifting)
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
主动裂陷：裂陷过程是深 部热物质主动上涌的反映
●●
裂力被
陷源动
作 用 导 致
是 区 域 水
裂 陷 ：
热平
物引
质张
的力
被
动
动
上
涌
主动裂陷和被动裂陷的最大区别：
裂陷盆地形成前是否出现区 域上的热隆起，或者说，裂陷盆 地的形成和发展是否是区域热隆 起的后续构造事件。
不同裂陷作用的构造事件序列 （逻辑关系上）
• 1）热隆起→2）火山
主动裂陷
活动→3）裂陷盆地形 成→4）热沉降
贝努埃裂陷槽
来自百度文库
3、与板块聚敛作用有关的裂陷盆地
5) 弧后裂陷盆地：基底为过渡 壳或洋壳，火山碎屑岩，基 底是火山弧或洋壳
6) 弧内裂陷盆地：基底为过渡 壳，火山碎屑岩，基底是火 山弧
弧后裂陷盆地的形成
4、与板块碰撞有关的裂陷盆地
7)撞击裂谷：过渡壳
贝加尔 裂谷
§3 裂陷盆地的构造样式
§1 裂陷作用与裂陷盆地的成因
• 一、裂陷作用与裂陷盆地的地质涵义
裂陷作用（Rifting)：引张力作用于 岩石圈，并导致其大规模开裂和断陷的地 质作用过程，是造就岩石圈伸展构造和既 裂又陷的构造过程。最特征的产物的大陆 裂谷。
岩石圈的伸展裂陷作用—— 裂陷沉降机制
一、裂陷作用与裂陷盆地的地质涵义
（陆内宽裂陷盆地和陆内窄裂陷盆地）
• 变薄了的陆壳 • 陆相碎屑岩 • 陆内幔源玄武岩夹层
2、与大陆裂开板块离散运动有关的盆地
2) 陆间裂谷盆地：过渡壳和洋壳，蒸发岩、 和红层
3) 裂陷槽 ：平面上呈三角形 或梯形，盆地宽 度和沉积物厚度沿一个方向与规律变化
4) 被动大陆边缘：过渡壳为主，海相浅海碳 酸盐岩和碎屑岩，无火山岩，存在破裂不 整合