第12章 伸展构造

四 拆离断层和变质核杂岩
拆离断层：区域性伸展形成的大规模低角度正断层。
拆离断层将年轻或浅构造层次的岩石直接叠覆于古老 和深构造层次的岩石之上。通常是，拆离断层上盘为 不变质或极低级变质岩，下盘为具有糜棱岩结构的高 级变质岩。
拆离断层的特征：
1) 区域或亚区域规模，至少可达数十公里。 2)超过10公里的巨大位移量。 3)上盘因伸展而发育一组或多组正断层，它们向下合并于 拆离断层，而下盘则很少发育类似的断层。
垂向上岩墙群发育伸展 变形
岩墙群
第二节
伸展构造发育模式
常见有旋转作用，剪切作 用和拆沉作用等三种基本 模式 1. 旋转作用模式：由 沃尼克(B.Wennicke,1982) 提出，该模式认为：地壳 浅部构造层次和盆地内部 断层的形成，与这些场所 出现或具有的旋转、非旋 转变形环境、变形条件有 直接关系。
断陷盆地： 边界为高角度正断层控制的区域性 沉降地区。断陷盆地多呈菱形、带状、等轴状 产出。如松辽盆地、华北盆地和江汉盆地等。 这种盆地的形成与盆地边缘发育的断裂构造具 有密切的时空关系，“边沉积、边断裂”是这 一盆地发展演化的基本特点。
松辽盆地为 我国最大的产 油气盆地、从 盆地结构来看， 呈明显的双重 结构的“牛头 式”。下部侏 罗系主要为断 陷，白垩系以 上为坳陷型。 大庆长垣处在 中央古隆起带 上。
变质核杂岩的特征
1）空间上为孤立穹隆状地质体，平面呈近圆形或长圆形，其中 经常具有一翼陡一翼缓的几何特征。. 2）由从深部（中下地壳）出露到地表的中－高级古老变质岩组 成，通常具有较晚期的岩浆岩侵入体。 3）顶部发育含糜棱状岩石的大型剪切带，剪切带顶部被拆离 断层切割，并引起脆性变形和蚀变作用，形成绿泥石化角 砾岩、微角砾岩甚至假熔岩。
山根去除—拆沉作用 ——导致造山带伸展
Hale Waihona Puke Baidu
第三节 构造反转
断层的性质在不同的时间段内发生转变的现象就是构造 反转。 早期的张性或张扭性断层后期转变为压性或压扭性断层 称为正反转构造。
早期的挤压系统部分地转变为正断层称为负反转构造。
正反转构造
第四节 伸展构造的鉴别


一般来说，在中小尺度上识别伸展构造依据破 裂面几何形态，充填破裂的脉体形状，脉体矿 物组合及生长变形组构，断层岩特点，以及其 他伴生构造；大型及区域尺度上，更加强调的 是从构造组合原理出发，结合沉积、变质、岩 石流变及热构造信息鉴别伸展构造。 典型的伸展构造及其组合，主要是在岩石圈引 张或拉伸作用下形成的。在碰撞型造山带，往 往在前陆变现为叠瓦状褶皱-逆冲断裂带，后 陆则多发育阶状正断层组合。
MBT
Pz- Mz Kz
MFT Kz
Pt2+ 3
0
30
60km
喜马拉雅造山带同步伸缩转换
喜马拉雅造山带构造剖面图（据李德威，1992）
YZS-雅鲁藏布江缝合带； LMCC-拉轨岗日变质核杂岩； BDF/STD-基底 拆离断层(藏南拆离系)； HHMCC-高喜马拉雅变质核杂岩； MCT-主中央逆 冲断层； MBT-主边缘逆冲断层； MFT-主前锋逆冲断层。
O-甲村组灰岩
O
Pt-聂拉木群
拆离断层上盘滑来峰
五 岩墙群
是横切围岩的板状侵入体， 平面上常常成群出现，呈 平行带状或放射状排列。 岩墙群尤其是铁镁质岩墙 群是区域伸展的重要型式。 典型裂谷的下面，常常发 育一套直立岩墙群，是深 部裂谷基底与浅层断陷槽 联系的纽带。另一类岩墙 是以隆起为中心的放射状 岩墙群，是深源物质向上 涌动的产物。
变质核杂岩 : 由拆离断层限定的孤立穹隆状地质体，
由经历了韧性变形的中－高级变质岩和岩浆侵入体组成， 其上被低级变质或不变质、浅构造层次（拆离断层）上 盘以构造关系覆盖，并且上盘经历了长距离的位移。
实际上，变质核杂岩 就是拆离断层的下盘，它 经历了拆离断层的正断抬升作用，并由于均衡调 节作用和岩浆上窿作用而形成穹隆状态。
红海-陆间裂谷 位于非洲东北部与阿拉伯半 岛之间，长1900公里。岩石 圈尺度伸展.
死海-裂谷 位于以色列和约旦之间。地球表面的最低点,其水面低于 海平面400米。
美国科罗拉多大峡谷
板块构造与裂谷的对应关系
大陆裂谷 大陆裂解 陆间裂谷 大陆漂移 洋中脊裂谷 海底扩展
大陆裂谷主要特征：
(1) 裂谷是由一系列以正断层为主的地堑、半地堑组成的复杂地堑系，通常 发育于区域性隆起的轴部，表现为断陷谷和断陷盆地等构造一地貌景观，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、 火山熔岩和火山碎屑沉积。裂谷沉积中常包含重要的沉积矿产。 (3) 裂谷往往是浅源地震带和火山带。裂谷带内的地球物理场一般表现为巨 大的负布格重力异常和负磁异常，或者为负背景值上的正异常。裂谷的边界 一般表现为明显的重力梯度带和磁力梯度带。大陆裂谷热流值一般较高，且 变化幅度较大。 (4) 大陆裂谷带发育的岩浆岩有两类共生组合:①大陆溢流玄武岩，主要为 拉斑玄武岩，也包括碱性玄武岩及其深成侵入岩体;②双峰系列，可以是拉斑 玄武岩-流纹岩套，也可以是碱性玄武岩-响岩或粗面岩套。
上部盆岭构造 上部正断层系
顶部剥离断层
上部剥离断层
核部变质 杂岩
糜棱岩带
雅鲁藏 拉轨岗日 定日布江地 热隆 岗巴拆离 堑伸展带 伸展带 断层带
拉孜
高喜马拉雅 变质核杂岩
珠穆朗玛峰
S
Mz -Kz Mz-Kz YZS
Pz Pz
LMCC
Mz- Kz
定日
Pz 2 P z1
STD
HHMCC
MCT Pt 3- Pz 1
地垒
地垒由两组走向平行且倾 向相反（或相背）的正断 层组成，两个正断层拥有 一个共同的下盘（上升 盘）。
地堑
地堑与地垒
地堑
盆岭构造：在伸展区，由倾斜岩块、阶梯状断层 或控盆正断层共同产出，形成由山岭和拉张盆 地构成的地貌单元。是在区域性的地堑、地垒、 掀斜式阶梯断层控制下形成发育的。
二 断陷盆地
2. 剪切作用模式：该模式认为：大陆伸展构造的发生与大陆地壳的剪切应 力作用相关，具体提出了纯剪、单剪和分层剪切滑动作用的模式。
3. 拆沉作用模式：所谓拆沉作用，是指温度较低，密度较密大的岩石圈地幔下 沉到相对温度较高密度较密小的软流圈中的作用。 该模式认为：拆沉作用可导 致挤压体制向伸展体制转化，并足以驱动大规模伸展构造的发育。
第十二章 伸展构造
第一节 伸展构造型式
伸展构造广泛发育于不同构造环境，类型众多， 根据构造层次主要分为地堑、地垒、阶梯状断层、 箕状构造、盆岭构造、断陷盆地、裂谷、剥离断层、 变质核杂岩以及岩墙群等。
1. 正断层的组合型式----地堑与地垒
地堑由两组走向近平行且 倾向相向（或相对）的正 断层组成，两个正断层拥 有一个共同的上盘（下降 盘）。
4）上盘由低级变质或不变质的上地壳岩石组成。 5） 变质核杂岩（MCC）的变形行为与上盘完全不同， MCC－韧性变形；上盘－脆性正断层。 6）变质核杂岩顶部剪切带的运动学特征与上盘相同，说明 它们是在同一递进变形过程中形成的。
国内大量的变质核杂岩的特征表明,中国变质 核杂岩除个别缺失中间层外,其他均具有三层结 构,即盖层(上部脆性变形层)、滑脱层(固态流 变中间韧性层)、核部(变质核、同构造侵入岩）
俯冲－增厚 拆 沉
软流圈的上涌 岩石圈的反弹 伸 展
岩浆作用引起的伸展作用
地壳增厚导致失稳作用 热及流体作用引起拆离断层作用 热窿 滑覆
岩浆作用
伸展
岩浆作用
莫霍面
地壳
地幔
造山带的山根示意图
造山带的根部介入密度较大的地幔之中获得浮力， 该浮力支撑着地表的造山带。沉入地幔中的部分就 是造山带的山根。
箕状构造：在伸展区所发育的盆地一侧发育阶梯状正断层 （半地堑），另一侧断层不发育，沉积中心靠近断层发育的 一侧，其空间形态似“箕”形。
三 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。 裂谷在大陆裂解与大洋扩张方面具有十分重 要的意义。
4）具有特有的断层构造岩组合序列，具有早期韧性变形后期 脆性变形的变形历史，其先后形成不同性质的构造岩并在一个 窄带上依次叠加。 典型的构造岩组合由老到新依次为： (a)糜棱状岩石； (b) 绿泥 石化角砾岩； (c) 微角砾岩（常含有假熔岩）； (d) 断层角砾和 断层泥。
拆离断层的构造岩组合系列是拆离断层正断抬升作用 的结果。 拆离断层作用过程中，在不同的构造层次上形成不同 的构造岩。随着拆离断层作用的抬升，形成于深部的糜棱 状岩石逐渐向上运移，依次经历退化变质剪切作用 （角砾岩－绿泥石化角砾岩）、脆性碎裂作用（微角砾 岩）。这些岩石依次叠加，最终形成特定的断层构造岩序 列。