大陆伸展模式【考题答题点】
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。
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。
2、递进变形:在基本不变的应力环境中岩层受持续的应力作用而发生变形的过程。
在递进变形过程中,主应变轴的方向可以始终保持一致,也可以发生变化。前者称为共轴递进变形,例如纯剪切变形;后者称为非共轴递进变形,例如简单剪切变形(也称为旋转递进变形)。
3、纯剪切伸展模式
定义: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。 4、简单剪切伸展模式
定义: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。 5、分层拆离伸展模式
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。 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。
拆离断层和滑脱断层对比:
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
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 响。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
Sengor的裂谷分类方案
根据现今地壳表面的裂陷盆地分布状况,从构造动力学成因、板块构造位臵及板块运动学特征、盆地平面上的几何学特征等对其进行分类。(虽繁琐,但很具体)(图见P63) 从平面分布几何特征: 1.孤立裂陷盆地
2.星状(放射状分叉的)裂陷盆地群 3.链状(线性串状)裂陷盆地群 4.丛状(近于平行并联)裂陷盆地群
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5.网状裂陷盆地群
从版块构造运动与裂陷盆地的关系: 1.板内的裂陷
2.离散板块边缘的裂陷
3.保守(稳定)板块边缘的裂陷 4.聚敛板块边缘的裂陷 5.三联点裂陷
从动力学机制方面: 1.主动裂陷盆地
2.被动裂陷盆地
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裂陷盆地的类型及基本特征
裂陷盆地可以发育在板块内部,也可以出现在不同类型的版块边缘,它们的形成和演化直接或间接地受板块构造运动的制约。因此,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主导地位。
裂陷盆地类型见下表
各类型裂陷盆地的基本特征 1.大陆板块内部的裂陷盆地 (1)伸展坳陷盆地
【名词解释】是指地壳或岩石圈受引张减薄而形成的碟状坳陷,盆地不直接接受断层控
制。
这种盆地的形成可能有两种情况。
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一是岩石圈减薄没有造成大规模破裂。
另一种可能是盆地位于大型坡坪式拆离断层的断坡部位。后者实际上属于拆离断层上的伸展盆地。
此外,如果岩石圈发生热隆起后又中断了热源供应,岩石圈在冷却收缩作用下起热沉降,也会形成坳陷盆地。 (2)陆内宽裂陷盆地
裂陷盆地是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。
这种宽阔地区的裂陷作用往往是由发育在地壳中的大型拆离断层控制的,而裂陷盆地是拆离正断层上盘的地壳断块伸展变形的产物。故也可以称其为拆离断层上盘的伸展盆地。
宽裂陷盆地可以被埋藏在后继的盆地沉积层之下,也可以直接露出地表。甚至拆离断层造成的变质核杂岩也广泛出路地表。 (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,构成平面上的狭长沉降带,是典型的大陆裂谷。 (4)陆内裂谷盆地【ppt上的】
裂谷是裂陷盆地的常见型式,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,形成被动裂谷。
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。
陆内裂谷的主要特征:
①具有线形裂谷地貌和狭长的受正断层控制的地垒-地堑或半地垒-半地堑构造,有的呈三联点分布
②堆积陆相碎屑岩,尤其以红色粗碎屑岩为特征,主要是冲击扇和湖相沉积
③大陆裂谷的岩浆岩有两套共生组合:ⅰ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;ⅱ长英质喷出岩,双峰系列,可以是拉斑玄武岩-流纹岩,也可以是碱性玄武岩-向岩或粗面岩 ④裂谷是地震带和火山带
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
⑥地球物理场常表现为巨大的重力布格异常。大陆裂谷热流值一般较高,但变化幅度较大
2.与板块离散运动有关的裂陷盆地 第 13 页 共 13 页
(1)陆间裂谷或原始大洋裂谷
裂陷作用使岩石圈已经完全裂解成为两部分或三部分。
裂谷底部是新生洋壳并有进一步扩张的趋势,成为岩石圈板块离散运动的边界。 陆间裂谷的主要裂陷扩张发生在新生洋壳部分,早期裂陷的大陆地壳中的正断层不再活动或不控制盆地沉降作用,甚至部分隆升。总之,新生洋壳的出现标志着板块构造进入了一个新阶段。 (2)衰退裂谷
(书版)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中的一支。这种裂谷也称为夭折裂谷或遗弃裂谷。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坳拉槽。
(老师版)【衰退裂谷的演化】是三叉裂谷系中面向大洋被遗弃的一臂裂谷。当大陆裂谷形成时,常呈一种三角口破裂,也即是以大陆拱起的高点为中心同时向外生长三条放射状裂谷,这也就是一般称为的三联点。为陆间裂谷,其中一个臂夭折,未发育成陆间裂谷,这一臂称为夭折如进一步演化,三叉裂谷中的两个臂可以演化裂谷,或遗(废)弃裂谷。
如果裂谷系进一步发展,三叉裂谷中的两臂继续扩张分离,形成大洋。另一臂夭折并未扩张成为大洋,而是呈夭折裂谷的型式,一方面面向新发育的大洋,一方面沿着自己的走向向大陆伸展。河流沿着这一遗弃臂流下来,发育为向大洋推进的三角洲,并且这一遗弃臂继续沉降和接受巨厚的沉积。这一种类型的遗弃臂成为拗拉谷。 (3)新生大洋盆地和洋中脊
大陆板块破裂后继续发生海底扩张,形成大面积以洋壳为底的新生洋盆,海底扩张仍然在洋中脊发生。应该注意将在板块离散边界上形成的大洋盆地和扩张的洋中脊,与弧—沟体系中弧后扩张形成的大洋盆地区分开来,尽管他们在某些方面(如洋壳和海底扩张作用等)具有可以类比的特征。 (4)被动大陆边缘
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逐渐演变成包含大陆岩石圈和大洋岩石圈的同一板块的内部。被动大陆边缘包括陆阶和陆隆或陆堤等盆地单元。
被动大陆边缘特征 1)地貌特征
被动大陆边缘在地貌上有宽广的海岸平原、宽广的大陆架、平缓的大陆坡和明显的陆隆 2)构造特征
被动大陆边缘开始陆壳向海洋方向发生阶段状断陷,然后形成被动大陆边缘坳陷或陆缘地槽。地槽靠近陆缘一侧面的结构形式有以下四种:
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A.边缘地槽 B.碳酸盐台地
C.大型三角洲:具有重力滑塌构造,由于沉积堆积 物的重力滑塌与沉积作用同时,
常形成同生断层,逆牵引构造
D.蒸发岩:这一类有盐底底辟构造,盐的上供和刺穿引起上覆地层发生褶皱和断层 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,堆积陆阶-陆隆型沉积。陆阶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,发育浊流沉积。
3.与板块聚敛运动有关的裂陷盆地 边缘海盆地包括弧间、弧内和弧后盆地。 【仅作参考】边缘海盆地【ppt中的内容】:
位于岛弧之间或岛弧与大陆之间的海称为边缘海。多分布于西太平洋。边缘海盆地的形成有两种成因,即扩张成因和残留成因:前者是边缘海盆地的张开是由于岛弧裂离大陆向洋漂移,或岛弧本身裂开的结果;后者为边缘海盆地本身是深洋底的一部分,岛弧是后来形成的。 边缘海盆地的特征: ①边缘海盆地的水深小于或近于大洋盆地的正常水深,一般为2000-5000米
②大多数边缘海盆地的地壳结构属于或近于大洋型,厚度一般不超过10km,其地幔上隆,莫霍面变浅
③一些活动的或较年轻的边缘海盆地具有相当于洋中脊的高热流值 ④边缘海盆地的布格重力异常具有较高的正值 ⑤边缘海盆地的年龄相当年青
⑥部分边缘海盆地中已识别出磁异常条带
(1)弧内(裂陷)盆地
指岩浆弧或岛弧内部的裂陷盆地,有强烈的火山活动。火山作用使岩浆弧裂开,进
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