第12章 伸展构造

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。

复习题-2（答案）一、名词解释1. 断层：地壳内的岩层或岩体在应力作用下产生的面状破坏或面状流变带，两侧岩石发生了明显位移的构造2. 断层面和断层带，断层几何要素之一：断层面为切断岩石并使两侧岩石发生位移的断裂面，常有擦痕和断层摩擦镜面；断层带为由一系列断层面或由较宽的破碎带组成的大型断层，带内岩石破碎，常发育断层角砾岩、断层泥、超碎裂岩和糜棱岩等断层构造岩。

断裂带一般宽达数米甚至几公里3. 断层线：断层几何要素之一，为断层面与地面交线4. 断盘：断层几何要素之一，为断层面两侧发生位移的岩块。

断层面倾斜时，断层面上侧岩块为上盘，下侧为下盘；断层面直立时，据断层走向将两盘分为东西盘、南北盘、北东、南西盘或北西、南东盘。

根据断层的运动方式：相对向上运动的为上升盘，向下运动的为下降盘5. 相当点：确定断层位移距离的标志物，断层发生之前是一个点，经断层作用并发生位移后形成两个点，这两个点为相当点6. 相当层：确定断层位移距离的标志物，断层发生之前是一个层，经断层作用并发生位移后形成两个层，这两个层为相当层7. 滑距：确定断层位移的一种方式，在断层面上两个相当点位移后的距离为总滑距，可以分解为走向滑距和倾向滑距8. 断距：确定断层位移的一种方式，相当层在垂直地层走向或断层走向的剖面上两盘之间的相对距离，在不同的剖面上度量的断距是不同的9. 地层断距：在垂直地层走向的剖面上相当层之间的垂直距离10. 铅直地层断距：在垂直地层走向或断层走向的剖面上两盘之间的铅直距离11. 水平地层断距：在垂直地层走向的剖面上相当层之间的垂直距离12. 视地层断距：在垂直断层走向的剖面上相当层之间的垂直距离13. 平错：在垂直断层走向的剖面上，上下两盘相当层在断层面上距离的水平分量14. 落差：在垂直断层走向的剖面上，上下两盘相当层在断层面上距离的垂直分量15. 走向断层：走向与所在岩层走向大致平行的断层16. 倾向断层：走向与所在岩层倾向大致平行或与岩层走向大致垂直的断层17. 斜向断层：走向与所在岩层走向斜交的断层18. 顺层断层：与所在岩层面大致平行的断层19. 纵断层：走向与褶皱轴向平行的断层20. 斜断层：走向与褶皱轴向斜交的断层21. 横断层：走向与褶皱轴向垂直的断层22. 逆断层：上盘上升、下盘下降的倾向滑移断层23. 正断层：上盘下降、下盘上升的倾向滑移断层24. 平移断层：平行断层面走向滑移的走向滑移断层25. 地堑：由两组正断层组成，走向一致，倾向相向，形成槽形地带26. 地垒：由两组正断层组成，走向一致，倾向相背，形成垒形构造型式27. 阶梯状断层：只发育一组正断层，相对于一侧依次下降形成阶梯状断层28. 叠瓦状断层：由一系列产状相近的逆断层上盘依次向上逆冲，在剖面上呈岩片相互叠置构成叠瓦状28. 环状断层：若干条弧形或半环状正断层围绕一个中心呈同心圆状分布，构成环状断层29. 放射状断层：若干条断层自一个中心呈辐射状分布，构成放射状断层30. 构造岩：在断层带内岩石在断层作用下发生破裂、重结晶，以至产生新矿物，形成具有特征性组构和矿物成分的岩石称为构造岩，分为碎裂岩系列和糜棱岩系列，其中碎裂岩系列由碎裂岩、断层角砾岩、微角砾岩、断层泥和假玄武玻璃等组成。

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。

绪论地质构造：是指组成地壳的岩层和岩体在内、外动力地质作用下发生的变形，从而形成诸如褶皱、节理、断层、劈理以及其他各种面状和线状构造等。

构造尺度的分类：一般分为巨型构造、大型构造、中型构造、小型构造、微型构造、超微型构造。

构造变形场可概括为六中：伸展构造、压缩构造、升降构造、走滑构造、滑动构造、旋转构造。

伸展构造：是水平拉什形成的构造，或垂向隆起导生的水平拉伸形成的构造。

压缩构造：是水平挤压形成的构造。

升降构造:是岩石圈或地幔物质垂向运动体现，表现为地壳的上升和下降，区域性的隆起和坳陷。

走滑构造：是顺直立剪切面水平方向滑动或位移形成的构造。

直立剪切面可以是区域剪切扭动形成的走滑断层，也可以是区域压缩引起的两组交叉走滑断裂。

滑动构造：滑动构造主要是重力失稳引起的重力滑动构造，也包括某些大型平缓正断层。

旋转构造：是指陆块绕轴转动形成的构造。

岩石圈可分为大陆岩石圈和大洋岩石圈。

大陆岩石圈包括地壳和软流圈以上的地幔顶部，地壳可分为上地壳、中地壳和下地壳。

上地壳又分为由沉积岩、火山岩和相应中、浅变质岩组成的盖层及结晶基底，后者包含花岗岩类侵入岩和片麻岩、结晶片岩等。

中地壳主要是闪长岩类岩石及物性上相近的片麻岩和部分片岩。

下地壳主要是玄武质的辉长岩类及相应的变质岩等岩石。

根据深度变化引起岩石物性物态的变化将构造层次划分为：表构造层次、浅构造层次、中构造层次和深构造层次。

构造观：是指对全球构造和岩石圈构造的总体结构、形成和演化、铸成构造的构造运动性质和动力来源的基本认识和观点。

构造叠加：指已变形的构造又再次变形而产生的复合现象。

构造置换：是岩石中的一种构造在后期变形中或通过递进变形过程被另一种构造所代替的现象。

构造继承：如果前期构造控制或影响了后期构造的形成和发展，后期构造保留了前期构造的某些主要特点，即为构造继承。

构造新生的两重含义：1、后期构造不受前期构造的影响或制约，形成一套在方位、几何形态、类型和样式上完全不同的构造；2、后期构造改造并使前期构造的一部分或全部卷入到后期构造之中，形成一套完全服从后期变形的全新构造。

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。

四．作图题1.已知岩层产状，勾绘地质界线（注：图中岩层倾角均小于山坡坡角）。

2.已知某岩层产状为SE120°∠45°，某线理产状为NW300°∠45°，求作赤平投影图解。

270°360°180°90°270°360°180°90°岩层产状赤平投影线理产状赤平投影3. 示意画出直立倾伏背斜、斜歪倾伏背斜的立体图形。

4.示意画出阶梯状正断层组合、叠瓦式逆断层组合的剖面图形。

5.用剖面图表示出以下不同褶皱的形态A B相似褶皱C 隔槽式褶皱6.用形成三类断层的三种不同应力状态（安德森模式），分析解释不同断层的形成原因。

A 正断层B、逆断层C、平移断层答案：A、正断层：σ1直立，σ2、σ3水平，水平拉伸和铅直上隆是形成正断层的有利条件。

（剖面上看）B、逆断层：σ1和σ2水平，σ3直立。

水平挤压有利于形成逆断层。

（剖面上看）C、平移断层：σ1和σ3水平，σ2直立（平面上看）7.画出图示共扼节理的应力椭圆和应变椭圆（5分）：8指出图示擦线的侧伏方向（5分）：N9.下图A层为一煤层，求其产状，并在图中画出可以采煤的区域（10分）10.已知某岩层产状为S180∠45，求作赤平投影图解（5分）11. 下图为一简易的地质图（平面图），画出图切剖面图（10分）12.分析判别下图，指出断层两旁相对运动方向及断层类型（正、逆或平移）答案：左图：断层上盘（图中左上角）上移，下盘（图中断层线右下方）下移，故为逆断层右图：依据断层效应，可以判断该断层为逆断层13.根据小褶皱或劈理分析判断地层层序并恢复背、向斜的转折端（用虚线画出）14.指出A、B图所示为何种类型从属褶皱，并利用从属褶皱确定C图高一级褶皱的转折端（用虚线画出）（计10分）A图为“Z”型，B图为“S”型，C图高一级褶皱为背斜（图略）15.指出A －F 图中应力莫尔圆所代表的应力状态（计12分）A.单轴压应力；B.静水压力；C.三轴压应力；D.双轴压应力；E.平面应力（拉压应力）；F.纯剪应力（等值拉压应力）16. 指出下列图中断层的运动学性质 (5分)。

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。