裂陷盆地
裂陷盆地的构造特征
无论是哪一种裂陷机制，都可以被认为是
岩石圈的一种形变。对于均匀形变来说， 分为纯剪切和简单剪切。
几种典型的岩石圈裂陷模型
a·纯剪切伸展模型,异常地幔隆起可能诱导上地壳沉降形成伸展拗陷
b·纯剪切伸展模型,上地壳发育正断层控制的伸展断陷;
c·简单剪切伸展模型,低角度正断层上盘发育半地堑断陷
d·简单剪切伸展模型,低角度正断层上盘发育半地堑断陷,深层 岩石圈隆起可能引起上地壳沉降形成拗陷
前者的产状往往与主边界断层相同或呈共轭关系，多为调 节构造；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，与主边界断层走向不一定 一致，称为变换构造，多为变换构造。
2、根据内部断层与主边界断层的产状关系
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 。
主动裂陷作用是指岩石圈下部的软流圈热物质主 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。
一个裂陷盆地的产生既有“主动”成分，也有 “被动”成分，并且在不同阶段可能表现为不同 的动力学机制占优势。
在剖面上，主边界断层之间可以构成共轭组合形成 地堑—地垒族系，也可以构成平行组合形成多米诺 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。
典型的半地堑族系
伸展构造族系-1 具有叠置的反向半地堑
含油气盆地分析：第2讲 裂陷盆地构造学分析
• 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
大陆裂陷（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
撞击裂谷盆地
●错动突然终止，一般终止于 被传递的断层上；
●断层所预期的错动方向与平 移断层相反。
三．盆地内断层系统的分布规 律——不协调伸展理论
• 伸展盆地内断层的复杂 性被形容为：“摔破了 的盘子，又被踢了一脚”
• 一般都采用多期叠加来 解释，有的很难解释。
• 复杂的断层分布和组合可以 用构造地质学新理论——不 协调伸展理论（童亨茂， 1995，1998，2003）来简单 解释
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。
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。
裂陷盆地含油气性分析
裂陷盆地的构造样式
2.伸展盆地构造的基本样式
根据盆地边界正断层的几何形态和运动学特征的 差异将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” 非旋转平面式正断层通常是共轭的，其公共的上 盘相对下降形成的断陷构造称为“地堑”，公共下盘相 对上升形成的凸起称为“地垒”。
主动裂陷作用
主动裂陷“热隆起—火山活动 —裂陷盆地形成—热沉降” 被动裂陷“裂陷盆地形成—热隆起—火山活动均衡沉降、 热沉降”
裂陷盆地
裂陷作用及其伸展模式
2.大陆伸展模式
依据岩石圈伸展变形的 行为，划分出两种伸展模式 A 纯剪切模式 在引张力作用下，主伸 展应变轴方向的伸长与主收 缩应变轴的缩短实质产生一 对以主应变为对称轴的共轭 剪切变形带，并且主应变轴 在变形过程中保持不变。这 种由拉张或挤压产生的变形 叫纯剪切。
裂陷盆地
裂陷盆地类型及其特征
（4）陆内裂谷盆地 裂谷是裂谷盆地的常见型式，是指具有 陡而长的两壁平行的沉降谷。形成模式具两 种：一种有热源，形成主动裂谷；另一种归 因于岩石圈的拉伸引起热软流圈的被动上供， 形成被系、 莱茵地堑系、贝加尔地堑系和我国的汾渭地 堑系等。大陆内初始裂谷形成于地幔上涌， 大陆板块破裂并开始分离，但尚未形成海洋 的背景下，相当于威尔逊旋回的大洋胚胎期。
裂陷盆地
裂陷盆地类型及其特征
3）.沉积特征 被动大陆边缘的演化阶段开始为拉张性断裂，即裂 谷阶段。而后当大陆被新生的洋壳向外推挤拉开后在区 域性沉降的基础上发展成为被动大陆边缘。 由于这种构造演化，被动大陆边缘的沉积地分为两 套岩系： ①下面的一套老岩系是裂谷（陆内和陆间 裂谷）阶段的层系，它们一般分布在断陷的前寒武系或 古生界基底之上，由河流相和湖泊相碎屑岩组成，其中 夹玄武岩层。上面覆盖巨厚的蒸发岩系。②上面的一套 新岩系是在大陆被拉开形成大陆边缘后，堆积陆棚－陆 隆型沉积。陆棚处沉积物为浅海碳酸盐岩和碎屑岩系。 在河流入海处与河流相对应的陆隆处，发育三角洲和深 海扇沉积。
裂陷盆地石油地质特征
裂陷（裂谷）盆地石油地质特征裂陷盆地是岩石圈拉张减薄下沉形成的沉积盆地。
其演化阶段一般分为裂陷期和坳陷期，裂陷期发育大量正断层，并伴随火山活动，主要生长正断层将盆地分割成多个坳陷和隆起，发生差异沉降；坳陷期盆内断裂活动停止，盆地整体热沉降。
我国主要裂陷盆地位于东部地区，包括渤海湾盆地、松辽盆地等，均为陆相沉积盆地。
1.烃源岩裂陷期和坳陷期都可发育烃源岩，发育的烃源岩具有厚度大、丰度高的特点，由于裂陷盆地具有较高的热流值，有助于烃源岩快速成熟。
渤海湾盆地主要烃源岩位于古近系，以1、2型为主。
松辽盆地上侏罗统河流-沼泽相烃源岩为重要的气源岩，白垩系嫩江组为主力烃源岩。
2.生储盖组合断陷型盆地分割性强，以坳陷为单元，发育多种类型沉积体系。
箕状断陷陡坡带发育近岸水下扇、扇三角洲和冲击扇，其中扇三角洲前缘席状砂储集性能较好，陡坡带临近深挖区油源，再加上断裂的沟通，易形成岩性-断层油气藏和岩性上倾尖灭油气藏；深洼区发育深湖相和浊积扇相，浊积扇被深湖相富含有机质的暗色泥岩包裹，易形成岩性油气藏；深洼区与缓坡带之间的断垒带/基岩断块凸起带上，易形成轴向水流形成的远源河流三角洲、重力流以及滩坝沉积，均发育较好的储层；缓坡带以近源河流三角州、滨浅湖和滩坝相为主，距离油源较远，在断裂沟通下可形成岩性上倾尖灭和构造-岩性油气藏。
坳陷型裂谷盆地储集层规模大，横向稳定，成熟度高，如松辽盆地早白垩世发育河流-三角洲-湖泊沉积体系，储层以河流相砂体和三角洲前缘砂为主。
坳陷阶段发育的河流泛滥平原沉积厚度大、分布广，构成区域性盖层。
3.运移特征裂陷型盆地断裂发育，砂体侧向连续性差，油气难以发生远距离运移，以垂向运移为主，断裂带控制了油气田的分布。
坳陷型盆地储集层分布较为稳定，但仍以短距离运移为主。
总体上，陆相裂陷盆地的侧向运移距离较短，油气田主要围绕生烃中心呈环带状分布。
4.油气藏分布规律坳陷型盆地常发育与基底活动有关的背斜油气藏，断块油气藏，岩性油气藏。
第四章 裂陷盆地的构造学分析
1、与板内裂陷作用有关的裂陷盆地 （1）伸展型拗陷盆地 （2）陆内宽裂陷盆地（拆离断层上的伸展盆地） （3）陆内窄裂陷盆地（裂谷）
2、与大陆裂开和板块离散运动有关的裂陷盆地 （4）陆间裂谷 （5）衰退裂谷（拗拉槽） （6）新生大洋盆地（大洋中脊） （7）被动大陆边缘（陆阶和陆隆，陆堤） 3、与板块俯冲作用有关的裂陷盆地 （8）弧内（裂陷）盆地 （9）弧后（裂陷）盆地和弧间（裂陷）盆地 4、与大陆板块碰撞作用有关的裂陷盆地 （10）撞击裂谷
裂陷盆地的基本结构单元的形态
地堑
地垒
不对称地堑
半地堑
半地垒
多米诺半地堑
断陷 断坪凸起 断坡凹陷
复杂半地堑
伸展盆地（Extensional Basin）
伸展型盆地的涵义很广泛，泛指那些在 地壳或岩石圈伸展变形过程中形成的盆 地，规模可大可小，从大规模的大洋裂 谷和大陆裂谷到小型的由正断层控制的 地堑和半地堑 裂陷盆地是从动力学成因方面给予定义， 指那些由于岩石圈或地壳裂陷作用过程 中形成的沉积盆地
被动大陆边缘（passive margin basin）
在离散板块运动造成的 大陆边缘。由于新生洋 壳的不断增加，被动大 陆边缘由原来的离散板 块边缘而逐渐演变成为 包含有大陆岩石圈和大 洋岩石圈的统一板块的 内部。被动大陆边缘包 括陆阶和陆隆、或陆堤 等盆地单元。如大西洋 两侧的大陆边缘。
被动大陆边缘 碳酸盐岩、页岩 陆堤（或陆阶） 陆隆沉积 洋壳
早期没有隆起过程 的（k22）： 星状（g2） 链状（g3）
与俯冲有关的（ k41）
与大陆碰撞有关 的（k42）
斜向拉张的裂陷 （k31）： 链状（g3） 丛状（g4）
拉分裂陷（ k32 ）： 孤立（g1） 丛状（g4） 链状？（g3）
大地构造学-裂陷盆地
伸展构造（extensional tectonics）是指裂 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 造总称。
裂谷（rift valley）是引张作用使整个岩 石圈破裂而形成的狭长沉降带。 地堑(graben)：地壳浅层次的规模相对 小一些的构造。
一、主动裂陷和被动裂陷
简单剪切几何模型中，发育有贯穿整个岩石圈并 一直延伸到软流圈内低角度滑脱断层，将岩石圈 分为上下两部分，即上盘和下盘，下岩石圈的减 薄沿滑脱面发生转移，因此表示岩石圈伸展作用 的横剖面是极不对称的形状。
上地壳破裂带
张性异地岩体
重要的上地 壳扩展界限
莫霍面 枢纽带
差异剪切带
大陆简单剪切伸展模式图（Wernicke，1981）
主动裂陷和被动裂陷不是彼此孤立的，而是 相互转化和影响的。
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 作是裂 用区陷 导域： 致水 热平 物引 质张 的力 被， 动与 动走 上滑 涌有 。关 。
当地壳较薄（约45km）、热流密度较 低（约80mW/m2）时，岩石圈伸展速率 非常快（约1－10cm/a），岩石圈的地壳 部分和上地幔部分都发生大范围的裂陷， 出现“宽裂陷模式”。 当地壳更薄（约30－35km）、热流密 度更低（约60mW/m2）时，岩石圈伸展 速率也较小（一般小于1cm/a），岩石圈 产生“细颈化”，出现“狭裂陷模式”。
第六章
裂陷盆地
裂陷盆地泛指那些由于盆地的形成和演化而导致 岩石圈或地壳发生伸展构造变形的沉积盆地，也可称 为伸展型盆地。 地壳或岩石圈的伸展变形通称为伸展构造，裂陷 盆地就是地壳伸展构造的一种表现形式。 裂陷作用：引张力作用于整个岩石圈并导致地壳 或岩石圈发生大规模的开裂和裂陷的地质作用过程， 或造就岩石圈“伸展构造”的既“裂”又“陷”的构 造过程，它与英文的 taphrogenesis 和 rifting 的地质含 义大致相当。
裂陷盆地石油地质特征
裂陷（裂谷）盆地石油地质特征裂陷盆地是岩石圈拉张减薄下沉形成的沉积盆地。
其演化阶段一般分为裂陷期和坳陷期，裂陷期发育大量正断层，并伴随火山活动，主要生长正断层将盆地分割成多个坳陷和隆起，发生差异沉降；坳陷期盆内断裂活动停止，盆地整体热沉降。
我国主要裂陷盆地位于东部地区，包括渤海湾盆地、松辽盆地等，均为陆相沉积盆地。
1.烃源岩裂陷期和坳陷期都可发育烃源岩，发育的烃源岩具有厚度大、丰度高的特点，由于裂陷盆地具有较高的热流值，有助于烃源岩快速成熟。
渤海湾盆地主要烃源岩位于古近系，以1、2型为主。
松辽盆地上侏罗统河流-沼泽相烃源岩为重要的气源岩，白垩系嫩江组为主力烃源岩。
2.生储盖组合断陷型盆地分割性强，以坳陷为单元，发育多种类型沉积体系。
箕状断陷陡坡带发育近岸水下扇、扇三角洲和冲击扇，其中扇三角洲前缘席状砂储集性能较好，陡坡带临近深挖区油源，再加上断裂的沟通，易形成岩性-断层油气藏和岩性上倾尖灭油气藏；深洼区发育深湖相和浊积扇相，浊积扇被深湖相富含有机质的暗色泥岩包裹，易形成岩性油气藏；深洼区与缓坡带之间的断垒带/基岩断块凸起带上，易形成轴向水流形成的远源河流三角洲、重力流以及滩坝沉积，均发育较好的储层；缓坡带以近源河流三角州、滨浅湖和滩坝相为主，距离油源较远，在断裂沟通下可形成岩性上倾尖灭和构造-岩性油气藏。
坳陷型裂谷盆地储集层规模大，横向稳定，成熟度高，如松辽盆地早白垩世发育河流-三角洲-湖泊沉积体系，储层以河流相砂体和三角洲前缘砂为主。
坳陷阶段发育的河流泛滥平原沉积厚度大、分布广，构成区域性盖层。
3.运移特征裂陷型盆地断裂发育，砂体侧向连续性差，油气难以发生远距离运移，以垂向运移为主，断裂带控制了油气田的分布。
坳陷型盆地储集层分布较为稳定，但仍以短距离运移为主。
总体上，陆相裂陷盆地的侧向运移距离较短，油气田主要围绕生烃中心呈环带状分布。
4.油气藏分布规律坳陷型盆地常发育与基底活动有关的背斜油气藏，断块油气藏，岩性油气藏。
断陷盆地
断陷盆地(一)类型福建境内，各种成因的盆地均有，断陷盆地最发育。
按控制断陷盆地的断裂主要活动阶段以及断陷盆地的地貌发育特征，可将断陷盆地分为继承性盆地和新生盆地(图1-7)。
从空间分布看，以戴云山为界，西侧以继承性盆地分布为主，规模较大的有崇安、泰宁、宁化、建瓯、沙县、永安、连城—新泉、龙岩、上杭等盆地。
新生的盆地主要分布在戴云山以东的沿海地区，尤其集中分布在长乐—诏安断裂带内，有的断陷盆地或平原与断陷海湾相连，如泉州平原与泉州湾相连、兴化平原和兴化湾相连。
(二)形成机制断陷盆地的形成和发育受控于活动断裂。
继承性的盆地主要受北北东—北东向断裂控制，其长轴走向多为北北东—北东向；新生盆地则多受北东和北西两组断裂交切控制，但晚更新世以来北西向断裂活动较强烈，以引张活动为主，所以盆地的长轴均为北西—北北西向。
继承性盆地主要形成于燕山运动。
早期运动较强烈，白垩纪晚期特别是早第三纪，地壳处于松弛的应力环境下，北北东—北东向断裂脆弱地带由于引张而断陷活动加强。
断陷盆地内堆积了较厚的陆相沉积物，在特殊的气候条件下，形成了红色岩层，厚度都在数百米以上，最厚达3000多米。
盆地内还堆积了几米到10～20米的第四纪河流相堆积物。
新生盆地主要形成于第四纪晚期，沿海地区在经历了中更新世的相对稳定以后，晚更新世地壳运动又开始活跃，在近东西向的主压应力作用下，滨海地区的北东向断裂处于挤压状态，北西向断裂则以拉张活动为主，因此在规模较大的北西向断裂通过地段，形成了一系列断陷盆地和海湾。
在新生的断陷盆地和海湾中，堆积了较厚的晚更新世以来的冲积—洪积、冲积—海积层，福州盆地堆积物最厚可达70多米，漳州盆地亦可达50米左右，泉州和莆田两平原堆积物的厚度一般都在20～30米之间。
断陷海湾的堆积物多为全新世的海相沉积物，这表明断陷海湾形成更晚。
大陆边缘的断陷盆地和海湾是中强地震发生的场所。
四大盆地及其特点四川盆地、塔里木盆地、吐鲁番盆地、准噶尔盆地。
裂陷盆地伸展构造分析-录井处讲课程秀申2014.5.12
穿过Sevier Desert的地震剖面和解释剖面
（上图据McDonald，1976；下图据Groshong,1990）
Line741-滑脱构造
Line871-
东濮凹陷主干基底断层和拆离断层面变化导致盆地结构的南北差异
断裂系统分析：
1、NNE向主干基底断裂
带控制盆地结构。
2、兰聊主断层向深层产 状变缓与深层拆离断层衔 接，构成控盆断层。 3、不同尺度（级别）的 断层交织向深层受拆离断 层限制构成伸展连锁断层
东濮凹陷主干基底断层和拆离断层面变化导致盆地结构的南北差异
北区拆离滑脱深度相对较浅，大致在8-10km滑脱
中区拆离断层深度加大，大致在10-12km
北部拆离断层形态
东濮凹陷主干基底断层和拆离断层面变化导致盆地结构的南北差异
向南区过渡拆离断层形态变为坡坪式
东濮凹陷南区地震剖面及其构造解释图 91+97-250+马厂3D102+87-254.2测线
裂陷盆地基本结构类型 共轭非旋转平面式 正断层控制的复合 地堑 相向倾斜的两组正 断层控制的向心式 复合地堑 多米诺式正断层控 制的复合半地堑
铲式正断层控制的 复合半地堑
东濮凹陷构造演化具有阶段性、期次性和渐进性特征
剖面模拟实验过程及结果
东濮凹陷构造演化具有阶段性、期次性和渐进性特征
(柳屯－文北)构造演化剖面 • 沙四期开始发育平面式断层控制的
8
东濮凹陷构造复杂—大型构造发育
东西分带、南北分区、隆洼相间、大型构 造发育。
北区
中区
C’ 南区
东濮凹陷构造复杂—大型构造发育
构造格局表现为“两洼一隆一斜坡”，其中中 央隆起带发育濮城-卫城、文留、桥口、马厂等大 型正向构造，构造面积大（一般100-300km2 ），
第四章 裂陷盆地的构造学分析
中性弧裂陷（ k412）： 孤立（g1） 丛状（g4） 链状？（g3）
挤压弧裂陷（ k412）： 孤立（g1） 丛状（g4） 链状？（g3）
碰撞裂陷盆地 （k421）： 孤立（g1） 链状？（g3）
与陆内聚敛有 关 的 裂 陷 （ k422）： 丛状（g4） 孤立？（g1）
浮冰状裂陷盆 地（k423）： 孤立（g1） 丛状（g4） 链状（偶见） （g3）
纯剪切变形
原始状态 简单剪切变形 旋转
McKenzie的岩石圈纯剪切伸展模式
McKenzie（1978）模式 是一种“均匀的”纯剪 切伸展模式，认为从地 壳浅层到岩石圈底部的 伸展变形量都是相等的 初始裂陷为β，减薄的 岩石圈热流值升高，并 在冷却过程中导致发生 热沉降
“非均匀”纯剪切伸展模式
裂陷过程的可能的差异
―热隆起”→“火山活动”→“裂陷盆地形 成”→“热沉降”等构造事件序列 （主动裂 陷） “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 （被动裂陷） 在裂陷盆地形成的动力学过程中，裂陷作用即 有“主动”成分，亦有“被动”成分，并且在 不同阶段可能表现为以不同的动力学机制占优 势
衰退裂谷（failed rift）
从大洋以高角度伸入大陆内部的裂陷盆地，是大 洋形成初期的三叉裂谷系中的一支，这种裂谷也 称 为 夭 折 裂 谷 （ aborted rift ） 或 遗 弃 裂 谷 (abandoned rift) 。 如 西 非 的 贝 努 埃 裂 谷 （Benue rift）。大洋封闭并发生大陆碰撞形成 造山带后，早期的衰退裂谷演化成为与造山带近 直角相交并伸向克拉通内部的拗拉槽 （ aulacogen ），俄克拉何马盆地就是拗拉槽的 实例。
鄂西南晚二叠世陆内裂陷盆地特征及大地构造意义
作 者 简 介 ：周 世 卿 （９ ５一） １６ ，男 ，高 级 工程 师 ，地 质 学 专业 ，从 事 地 质 矿 产 勘查 及 地 质 科 研 工 作 。 Ｅ—ｍａ ：０ ７ｓ０ ７ １３ ＣＢ ｉ ０ ｚｑ０ ＠ ６． Ｏ ｌ
ｏ本文为中国地质调查局所属地调项 目 １２ ： ５万建始县幅、宜 昌市幅区域地质调查成果之一，项 目编码 ：２ ０ １０ ０ ３ 。 ０ ３ ３０ ０ ９
Ｔ ｂｅ １ Ｄｉ ｉｉｎ ｏ ｅ Ｍｉ — ａ ｅ Ｐ ｒ ａ ｔａｉ ｒ ｐ ｉ ｎ ａ ｌ ｖｓｏ ｆｔ ｄ Ｌ ｔ ｅ ｍｉｎ ｓ ｔ ａ ｈｃ ｉ ｈ ｒ ｇ ｓ ｕ ｈ ｅ ｔｒ ｂ ｉ ｏ ｔ ｗ ｓｅ Ｈｕ ｅ ｎ
目 １圈
ｚ 目 ３
目 ｌ ７
７ 泥灰 岩 ；． 泥 岩 ； ． 石 结 核 灰 岩 ；０ 生 物 碎 屑 灰 岩 ；１ 灰 岩 ． ８灰 ９燧 １． １． 角 砾 岩 ；２ 白云 质 灰 岩 ；３ 白 云 岩 ；４ 铝 土 质 风 化 壳 ；５ 铁 质 风 １． １． １． １．
２ 晚二 叠 世 地层 岩 相 差 异 特 征
第２ ４卷 第 ２期
２１ ０ Ｏ年 ４月
资 源 环境 与 工程
Ｒ ｓ ｕ ｃ ｓ Ｅ ｖ ｒｎ ｎ ｅ ｏ ｒ ｅ ｎ ｉ ｍｅ ｔ＆ Ｅ ｇｎ ｅ ｉ ｇ ｏ ｎ ｉｅ ｒ ｎ
Ｖｏ． １２４， ． Ｎｏ ２
Ａｐ ． ，０１ ｒ ２ ０
鄂 西 南 晚 二 叠 世 陆 内裂 陷 盆 地 特 征 及 大 地 构 造 意 义 。
前 人经 过大量 长 期 的调 查 表 明 ， 过东 吴 运 动 接 经
化壳 ；６ 粘 土 层 ；７ 砾 石 层 （ 中地 层 出露 位 置 见 图 ４） １． １． 图 。
第四章-裂陷盆地
表5-1 Bally和Snelson(1980)旳盆地分类
• 1．位于刚性岩石圈之上且与巨型地缝合带旳形成无关旳 盆地。
• （1）与大洋地壳形成有关旳盆地。 • ①裂谷。 • ②与大洋转换断层有关旳盆地。 • ③深海平原。 • ④横跨大陆地壳和大洋地壳旳大西洋型被动边沿（陆缘、
陆坡和高地）。 • a.覆于早期裂谷系上。 • b.覆于早期旳转换断层上。 • c.覆于早期旳（3.（2）①）和（3.（2）②）型旳弧后盆
二、主动裂陷作用与被动裂陷作用
（•地一幔）“主热动裂陷作用
点”(hot spot)：地幔 中某些地点旳 热流明显比周 围区域高诸多， 而且地幔热对 流方向是向上 旳，形成地幔 “热点”。
二、主动裂陷作用与被动裂陷作用
（一）2）主力动源裂陷作用
①软流圈主动上涌至岩石圈底部后可由上升运动 变为侧向水平运动，从而对上覆岩石圈施加水平 引张力，拖曳上覆岩石圈发生伸展变形； ②地幔上涌使岩石圈发生穹状隆起后，岩石圈本 身旳重力能够诱导出水平引张力（Bott， 1981）。
一、裂陷作用与裂陷盆地旳地质涵义
1.裂陷作用与伸展构造
收缩构造涵义
•指在区域挤压作用下形成旳一切使地壳或岩石圈 发生缩短变形旳构造旳总称。
一、裂陷作用与裂陷盆地旳地质涵义
1.裂陷作用与伸展构造
③裂陷盆地涵义及其特征
•涵义：属于地壳表浅层旳大型伸展构造； •主要特征：沉积盆地是在地壳旳伸长减薄过程中 形成和发展旳； •经典代表：裂谷。
1.纯剪切与简朴剪切 2.纯剪切伸展模式 3.简朴剪切伸展模式 4.拆离断层及大陆分层伸展模式
第一节 裂陷作用与裂陷盆地旳成因
一、裂陷作用与裂陷盆地旳地质涵义
一.裂陷作用与裂陷盆地旳地质涵义
裂陷作用与裂陷盆地
裂陷作用与裂陷盆地裂陷作用是地壳运动中最常见的一种形式，指的是地壳发生断裂而形成的垂直于地表的裂缝。
裂陷作用是地球内部构造运动和外界力量作用的结果，也是地壳构造演化的重要因素之一、裂陷作用可以导致地壳的垂直位移和水平伸展，形成裂陷盆地。
裂陷作用通常分为活动性断裂和断层活动两个阶段。
活动性断裂是指断裂产生时的瞬时破裂，导致地壳破裂面产生相对位移。
断层活动是指断裂形成后，断裂面在地质时间尺度上继续活动运动。
裂陷作用通常与地震活动有关。
当地震断裂产生时，断裂面上的岩石片会沿着断层面发生相对移动，造成能量释放和地震波的传播。
而断层活动则是持续释放地壳能量的过程，通常是以一系列地震的形式表现出来。
裂陷盆地是指在裂陷作用的作用下形成的地壳凹陷区。
裂陷盆地通常呈长条状，沿裂陷断陷而展布。
裂陷盆地常常具有明显的地理和地貌特征，如平坦的地势和湖泊、河流等。
裂陷盆地的形成与地壳的伸展有关。
当地壳发生拉伸应力时，地壳会发生断裂断层活动，并形成裂陷盆地。
裂陷盆地通常是一个相对下沉的地质体，由上地壳（包括沉积物、火山杂岩等）填充而成。
裂陷盆地的形成对于地质资源的分布和矿产资源的勘探具有重要意义。
裂陷盆地通常由于古地质构造的影响而形成，其上地壳含有丰富的矿产资源和油气资源。
裂陷盆地在沉积盆地中也具有重要意义，因为河流、湖泊等水体在盆地内部的积聚和沉积，形成有利于沉积岩的发育和保存的条件。
因此，裂陷盆地通常是油气和矿产资源勘探的重要目标。
裂陷盆地的演化受到多种因素的影响，如地壳板块运动、地壳扰动、气候和水文等因素。
这些因素会改变裂陷盆地的深度、形态和沉积环境，从而影响着裂陷盆地的演化过程。
同时，断层活动也会对裂陷盆地产生影响，断层的移动会改变盆地地貌和形态，进而影响盆地的沉积活动和资源分布。
总之，裂陷作用是地壳构造和地震活动的重要表现形式，裂陷盆地是裂陷作用的产物。
裂陷盆地具有重要的地质、地貌和资源意义，对于地球科学研究和资源勘探具有重要价值。
裂谷盆地
裂谷盆地的沉降机制 被动裂谷盆地成因
主动和被动裂谷成因学说事实上代表裂谷盆地成 因系列的两个端元，裂谷的形成都与这两种作用有关， 而大多数裂谷的形成是位于这两个端元构成的系列之 间。在裂谷形成过程中，岩石圈的变薄的地幔的隆起 是在一个统一的机制中相互作用的，常常是不可区分 的，这有如先有鸡还是先有蛋的问题。 重要的是对裂谷过程的认识。裂谷过程控制着盆 地的发育和盆内各种矿产的形成和分布。
大陆边缘裂谷盆地
这种盆地具有前寒武系的结晶基底。开始为大 陆内裂谷,以后发展为被动板块扩张发展为被 动大陆边缘，沉积序列由陆相过渡为海相。边 缘裂谷盆地往往具有较高的地温梯度，有利于 生油母质向烃类转化，因而蕴藏着很大的储油 潜力。
陆间裂谷
大陆在拉张作用下完全开裂，地幔物质 上涌形成新的洋壳，盆地区发育成准大陆 型或准大洋型过渡壳，裂谷轴部已位于洋 壳之上，并成为典型的初始分离板块边界。
3.分类
裂谷盆地（rift basin）：岩石圈板块作背向 水平运动或地幔隆起时地壳中发育的、在 地貌上表现为对称或不对称的中央深凹的 谷地。按其所处位置可分为大陆内裂谷盆 地、大陆边缘裂谷盆地、大陆间裂谷盆地、 坳拉谷盆地和被动大陆边缘盆地。
主动和被动裂谷成因学说事实上代表裂谷盆地成 因系列的两个端元，裂谷的形成都与这两种作用有关， 而大多数裂谷的形成是位于这两个端元构成的系列之 间。在裂谷形成过程中，岩石圈的变薄的地幔的隆起 是在一个统一的机制中相互作用的，常常是不可区分 的，这有如先有鸡还是先有蛋的问题。 重要的是对裂谷过程的认识。裂谷过程控制着盆 地的发育和盆内各种矿产的形成和分布。
裂谷一词是Gregory(1896)研究地堑时提出的，现 在的东非裂谷系Kenyan部分就是以他的名字命名的 。 裂谷是最常见的一种伸展盆地，是“由于整个岩 石圈遭受伸展破裂而引起的，并且常常是一侧为正 断层限制的断陷盆地”。 在真正的裂谷中，由于岩石圈上隆、减薄或区域 应力场产生的张性偏应力足以克服岩石强度，从而 形成断层。如果张性偏应力不足以造成脆性破裂， 那未隆起或沉降作用就会在无断裂的情况下进行。
裂陷作用与裂陷盆地56页PPT
裂陷作用与裂陷盆地
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
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弧后裂 陷盆地
盆地构造分析 Tamaki和Honza （1991）将前人对 弧后裂陷盆地形成 机制各种解释，概 括为主动裂陷和被 动裂陷两种机制的 五种模式 （1）模式1：由于板块 俯冲摩擦产生岩浆作用 和诱导出地幔物质上涌， 岩浆的底辟使弧后地区 发生裂陷作用
盆地构造分析
1.大陆裂谷—陆间裂谷—新生 大洋盆地 当地幔热物质上升并对裂谷 轴部产生热底辟作用后，都有 可能促使大陆岩石圈板块裂解 成为两个或多个板块。 原先的大陆裂谷的轴部形 成新的大洋地壳，并成为两个 或多个板块的离散边界；大陆 裂谷则演变成为陆间裂谷。
盆地构造分析
2.大陆裂谷—衰退裂谷—拗拉槽
板块构造环境在裂陷盆地的形成机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。
盆地构造分析
盆地构造分析
盆地构造分析
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
盆地构造分析
2.纯剪切伸展模式 在水平引张力的作用下，地 壳或岩石圈的纯剪切伸展变形产 生两组相对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。
盆地构造分析
盆地构造分析 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。
盆地构造分析 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。
盆地构造分析
盆地构造分析 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。
盆地构造分析 裂陷盆地的构造样式 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”
盆地构造分析
盆地构造分析
拗陷阶段
反转阶段
盆地构造分析
5.大陆裂陷盆地—伸展造山带
大陆裂陷盆地，特别是发 育在拆离断层上盘的裂陷盆地 发展到一定程度后，断陷边缘 的主干断层的大规模伸展位移 可能使下盘在均衡作用下隆升， 使地壳深部由于伸展作用而形 成的“变质核杂岩”露出地表， 成为伸展造山带。
盆地构造分析 二、与俯冲作用有关的弧间—弧后裂陷盆地及其演化 弧后盆地位于火山岛与大陆之间，通常也称为大陆 边缘盆地。现代的弧后盆地主要分布在环太平洋+地区， 特别是集中在西太平洋边缘。 弧间裂 陷盆地
盆地构造分析
裂陷盆地或伸展盆地
盆地构造分析
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受引张作 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过程中形成和发展的。 裂谷是裂陷盆地的典型代表。
盆地构造分析
没有出现 洋壳
盆地构造分析
盆地构造分析
盆地构造分析
盆地构造分析 5）实例五：渤海湾盆地
渤海湾新生代盆地在剖面 上可以分解为三个层次 （1）由前第三系组成 的盆地基底； （2）由古近系（下第 三系）组成的下沉积盖层 （裂陷阶段）； （3）由新近系（上第 三系）和第四系组成的盆 地上部沉积盖层（拗陷， 碟状盆地）。
盆地构造分析
盆地构造分析 二、主动裂陷和被动裂陷
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。 主动裂陷(active rifting)：指岩石圈底下的软流圈热武 装主动上涌，并引起整个岩石圈的水平引张，裂陷作用是对软 流圈和地幔深部热物质主动上涌的反映。其发育过程是：热隆 起－火山活动－裂陷盆地形成－热沉降。 被动裂陷(passive rifting)：板块构造演化过程中，产 生的区域水平拉张力。其过程可表述为裂陷盆地形成－热隆起 －火山活动－均衡沉降、热沉降。 主动裂陷和被动裂陷不是彼此孤立的，而是相互转化和影 响的。
盆地构造分析
盆地构造分析 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）由坡坪式正断层控制的 “复试半地堑”
1）实例一：巴西东部被动 大陆边缘盆地
2）实例二：非洲西部的加 蓬盆地
盆地构造分析 3.大陆裂谷—被动大陆边缘 大陆裂谷演化成 为陆间裂谷—新生大洋 盆地后，裂陷扩展主要 发生在新生洋中脊部位， 早先被裂陷的大陆地壳 部分不在发生显著的裂 陷作用，成为向新生洋 盆地过度的被动大陆边 缘。
1）实例一：巴西东部被动 大陆边缘盆地
盆地构造分析
盆地构造分析
盆地构造分析
二、裂陷盆地的构造变换带 一个伸展型断陷盆地 往往由多个由正断层控制的 断陷组成。裂陷盆地中控制 各个断陷地堑或半地堑的主 干断层在平面上的展布有多 种样式，致使断陷盆地也呈 现不同的平面形态，如线型、 平行式、侧列式、雁列式等。
盆地构造分析 二、裂陷盆地的构造变换带 Dahlstrom(1970)将这种“变换”应变并使逆冲推覆带收缩应变 量保持守恒或有规律变化的构造要素称为“变换带”。同一裂陷 盆地的不同地段，其构造样式、构造位态以及伸展应变量 的分 配形式等都可能有显著的差异。于是，“变换带”的概念很自然 的被引入到伸展构造的研究领域中。 连接基底主断层的一些横向、或斜向断层扮演着犹如板块 构造系统中的转换断层的角色，称其为变换断层。同一变换断层 的不同地段可以是完全相反的 走滑方向。Morley（1990）通 过研究东非裂谷伸展构造实例 他在（1990）将变换带分为三
盆地构造分析
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
盆地构造分析
主动裂陷：裂陷过程是深部热物质主动上涌 的反映
盆地构造分析 ●● 裂力 陷源被 作是动 用区裂 导域陷 致水： 热平 物引 质张 的力 被， 动与 动走 上滑 涌有 。关 。
盆地构造分析 主动裂陷作用与被动裂陷 的区别 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。
并非所有的裂谷都会不断的 扩张为新生洋盆，特别是三叉裂 谷系中，随着其中的两支裂谷扩 张到出现新生洋壳并进一步演化 成为新生洋盆，另一支裂谷的扩 张可能会受到限制而停止扩张， 成为衰退裂谷。
盆地构造分析
在洋盆俯冲消减直至发生大陆碰撞的过程中，衰退裂谷还 可能发生一些轻微的挤压构造作用，最终成为拗拉槽。 实例：俄克拉荷马盆地
（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。
盆地构造分析 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）新生大洋盆地和洋中脊。
类四型
盆地构造分析
盆地构造分析
盆地构造分析 裂陷盆地类型及其演化 一、板内裂陷和板块离散运动与裂陷盆地的演化
板块运动的过 程中可能使大陆岩 石圈板块内部某些 特定区域受到引张， 从而导致大陆岩石 圈减薄并形成裂陷拗陷盆大陆 岩石圈裂开则形成大陆裂 谷 。大陆裂谷进一步扩张 和伸展，扩展中心形成新 的洋壳时，大陆裂谷将向 着陆间裂谷、被动大陆边 缘和大洋裂谷演化。 发生在三叉裂谷系中 的一支在伸展过程中可能 受到其他两支裂谷的扩张 和伸展的限制，这一支大 陆裂谷就是衰退而演化成 为拗拉槽。
盆地构造分析
在洋盆俯冲消减直至发生大陆碰撞的过程中，衰退裂谷 还可能发生一些轻微的挤压构造作用，最终成为拗拉槽。
盆地构造分析 3.大陆裂谷—被动大陆边缘 大陆裂谷演化成 为陆间裂谷—新生大洋 盆地后，裂陷扩展主要 发生在新生洋中脊部位， 早先被裂陷的大陆地壳 部分不在发生显著的裂 陷作用，成为向新生洋 盆地过度的被动大陆边 缘。
2）实例二：非洲西部的加 蓬盆地
盆地构造分析
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盆地构造分析
盆地构造分析
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盆地构造分析 4.大陆裂谷或裂陷盆地—大陆内拗陷盆地 大陆裂谷或裂陷盆地发展到一定程度后可能不在进一步 裂陷扩张了，早先因裂陷作用减薄的岩石圈在热衰减过程中 还会引起地表拗陷而形成碟状盆地，可以成为拗陷盆地（注： 很多文献中用“坳陷”一词与“断陷”相对应。“拗陷”与 “坳陷”略有不同，前者为一动词，有构造作用的涵义，后 者只是形态的概念。 1）实例一：中俄罗斯盆地 2）实例二：密歇根盆地 3）实例三：北海盆地 4）实例四：松辽盆地
盆地构造分析 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。