大地构造学-裂陷盆地

盆地及其相关术语刘池阳（西北大学含油气盆地研究所，西安，710069 ）第一部分一般概念一、基本概念1、盆地( Basin )基底( Basement )：褶皱基底( Fold basement)、结晶基底( Crystalline basement)、（与区域地质构造研究相同）;含未变质的沉积岩（盆地研究专用），也可称盆底 ( Basin floor )。

盖层( Cover ):沉积岩地层（与区域地质构造研究相同）；盆地发育期沉积的地层（盆地研究专用）。

2、地貌（地形）盆地( Morphologic basin ) 、沉积盆地( Sedimentary basin ) 、构造盆地（ Structural basin ；Tectonic basin ：常指受构造作用控制的盆地）。

二、与矿产有关的盆地含油气盆地( Petroliferous basin；Oil gas-bearing basin )、含煤盆地( Coal- bearing basin )、含盐盆地( Salt-bearing basin )等。

三、根据充填速度与盆地沉降速度的关系1、饱和盆地 ( Saturated basin )，或过补偿盆地，2、补偿盆地，3、饥饿盆地( Starved basin ),或欠（非）补偿盆地。

四、盆地剖面结构1、断陷盆地 ( Fault basin )、箕状断陷（盆地）、单断盆地、双断盆地，2、坳陷盆地( Down-warped basin )，3、下断上坳盆地。

五、盆地平面形态1、碟型（状）盆地，2、槽型盆地等。

六、盆地原型组合（同一或部分相同地区）1、复合盆地[Composite ( Compound) basin )]（空间）----并列盆地（朱夏等），2、叠合（加）盆地（Superimposed basin， Superposed basin ）（时间）----迭加盆地（朱夏等）、多旋回盆地( Polycycle basin, Polyhistory basin)，继承（后继）盆地( Inherited 或 Inheritable basin ；Successor basin )。

能力有限，还有部分没有弄，看者见谅名词解释：1，逆掩断层：是大规模地、以公里计地、断层面倾角小于30°地逆断层2，推覆构造：指板状岩席沿低缓的逆冲断层面远距离运移而形成的构造系统3，蛇绿岩套：是一种变质岩，一组由蛇纹石化超镁铁岩、基性侵入杂岩和基性熔岩以及海相沉积物构成的岩套。

蛇绿岩的代表层序自下而上是：橄榄岩、辉长岩、席状基性岩墙和基性熔岩以及海相沉积物，其中橄榄岩和辉长岩在层序上可以重复多次。

4，拉分盆地：走滑断层系中局部拉伸形成的断陷盆地，具有特殊的构造背景和发育过程5，坳拉谷：以正断层为边界，发育于克拉通内的地槽或地埑。

6，复理石沉积组合：主要由泥灰岩、砂质、钙质页岩、泥岩，与砾岩、砂岩、硬砂岩组成明显韵律层的沉积组合，形成于海洋浊流环境。

7，磨拉石沉积组合：红色沉积组合，特征是厚度大、具有交错层理，无递变层理，由砾岩、砂岩和页岩等组成。

以砾、砂成分为主，分选差，无韵律。

常分布于山前和山间凹陷中。

大部分为河流相，洪积相，向外远离山系逐渐变为湖相红色砂泥岩，夹蒸发岩（石膏等），再向外粒度变细，说明为造山运动之后的阶段形8，断陷带与裂谷9，沉积建造：泛指在一定构造背景条件下,当地壳发展到某一构造阶段时所形成的一套具有特定岩相组合的沉积岩系10，变质核杂岩：深部地壳岩石被正断层伸展作用拖至地表形成的构造—杂岩系统11，剥离断层：一大型低角度正断层，一般下陡上缓成铲状有时部分区段呈弓形弯曲上凸12，转换断层：横切洋中脊或俯冲带的一种巨型水平剪切断裂，分三类：洋脊—洋脊型，海沟—海沟型，洋脊—海沟型13，七大板块划分：欧亚，非洲，澳大利亚—印度，太平洋，南极，北美洲，南美洲板块14，缝合带：古老的大洋板块，原来位于大洋板块两侧的板块愈合起来，古俯冲带在地表的出露线为缝合带15，地台,：是地壳上稳定的、自形成后不再遭受褶皱变形的地区。

这种地区岩层产状十分平缓，因而具有十分平坦的地貌，故称为地台(platform，平坦形态之意)。

构造学：研究地壳的组成、地壳构造、地壳运动和地壳的开展的学科。

历史―构造分析法:从历史开展的观点来分析岩石圈组成和结构就是研究构造的根本方法，称为历史构造分析法或称地质历史分析法。

概括起来就是以各种地质、地球物理、地球化学资料为根底，按地史开展的顺序，探讨不同阶段构造开展的特点，着重研究和比拟地壳、地幔各局部构造的发生、开展和转化，找出它们之间的共同性和差异性，说明它们的运动规律。

历史比拟法:历史比拟法又称将今论古法，区域构造是岩石圈为研究对象，现代所见的岩石圈的物质组成和结构都经历了长期演变过程，在推导过去的构造时，经常用现代地壳上所见的各种地质构造类型和各种地质作用与地史上保存下来的各物质记录相比拟，找出与这些物质记录相对应的构造类型，并确定地质历史上这些地壳构造类型演变规律性。

这种方法就是历史比拟法或将今论古法。

构造类比法:共性寓于个性，通过性质一样的构造单位之间和性质不同的构造单位之间两个方面的比照，找出其本质的差异和非本质的差异，以找到划分构造单位的合理方案。

岩石圈：岩石圈从地面向下延伸到低速带，它包括了整个地壳及上地幔的上部，它是软流圈之上的一个刚性的圈层，厚度约20-150km，是地球坚硬的外层，在力学性质上表现为脆性体，岩石圈也称为构造圈。

软流圈：岩石圈之下50-250km深处，这里地震波速度不随深度增高，相反是下降了，出现了一个低速层。

低速层是一个柔软的塑性体，它温度较高，接近于地幔在那个深度压力下的熔点，并可能发生局部熔融。

低速层就是一个柔软塑性体，在构造上把它叫软流圈，也叫Gutenburger低速层。

克拉通：地台的前寒武系基底和地盾一起称为克拉通，是大陆壳最稳定的构造单元，约占陆壳板块面积的70％。

地盾：是克拉通中，前寒武纪结晶基底大面积出露地区，体积约占地壳的12％，最大的地盾出现在非洲、加拿大和南极。

地台：又称陆台，是自形成以后不再遭受褶皱变形的稳定地区，约占地壳体积的35％。

学科：大地构造词目：裂陷槽英文：aulacogen释文：指大陆地台内部与地台边缘高角度相交的切穿地壳的裂谷或槽地,由沙茨基(N.S.Shatsky,1945)创名。

板块学说出现后,裂陷槽被看作三叉裂谷的陆内一支。

常见于中元古代之初(18亿),具有幔源岩浆活动,是基底固结达到一定程度的产物,结束时无构造变形及岩浆活动和变质作用。

裂陷槽不限于地台内部,也可在地台边缘或在半固结的基底上发育,又称边缘裂陷槽(marginal aulacogen)或短轴裂陷槽(brachyaulacogen)。

俄罗斯米洛诺维斯基(onovsty,1983)提出以强烈挤压结束的可称裂陷地槽,时代多为古元古代。

裂陷地槽可与短轴裂陷槽相比学科：大地构造词目：坳拉谷英文：aulacogen释文：又称坳拉槽、裂陷槽。

为沙茨基(Н.С.Щатский,1945)20世纪40年代提出的一个概念,指以正断层为边界、发育于克拉通内的槽地或地堑。

霍夫曼(Hoffman,1974)归纳坳拉谷有以下特征：出现在大陆边缘的凹入部位,与陆缘近于垂交；近陆缘处活动性大,越向大陆内部下陷幅度越小,直至最后消失。

其生成时期与大陆破裂同时,初期为一狭窄的地堑(系),后期转化为宽阔的坳陷,最终因受侧向挤压而变形。

如有岩浆活动,主要是碱性的。

板块构造学说认为坳拉谷是大陆裂谷向大洋演化过程中出现的三叉裂谷中的一支。

这一支因后来停止活动成为夭折谷,另两支继续扩张而成为大洋。

坳拉谷常与大陆边缘以高角度相交,往克拉通内部逐渐消失。

在向洋的一端常形成大型三角洲,如西非几内亚湾与贝努地堑汇合处的尼日尔三角洲。

坳拉谷的演化常以碱性玄武岩充填起始,随后为粗碎屑砂砾岩及泥质岩覆盖,有时发育碳酸盐岩夹膏盐沉积,其特征与大陆边缘相的沉积十分相似。

泥盆纪的第聂伯顿涅茨坳拉谷是一个典型的实例,它与俄罗斯地台边缘呈高角度相交,其沉积厚度在地台上1000~2000米,而在坳拉谷中则厚达8000米。

裂谷盆地成因机理裂谷盆地为重要的油气盆地类型，裂谷盆地可开采的油气储量估计为200×109桶。

主动裂谷和被动裂谷的成因机理是裂谷动力学机制研究的前沿科学问题。

国际上对裂谷动力学机制有定性的分类，主要分为三种动力学模式：纯剪切模式、简单剪切模式和混合模式。

其中，简单剪切模式又被Lister (1986)发展成为简单剪切-拆离模式，Barbier 提出的混合模式是纯剪切模式和简单剪切模式的复合模式。

尽管大多数裂谷都可以从地球动力学方面归属到这三种模式，但这种动力学机制的分类和解释太过简单，不能满足复杂构造背景下裂谷的油气勘探需求。

近些年来国内外学者开展了对主动裂谷和不同类型被动裂谷的动力学机制研究，包括大地构造成因分类和动力学机制的数值模拟研究工作，也对主动和被动裂谷盆地的深入研究奠定了基础。

Brune (2017)以岩石圈流变性为自变量，探讨岩石圈强度对裂谷演化的影响；Huismans(2014)探讨了下地壳强度对上地壳、岩石圈地幔层圈耦合性的影响以及存在克拉通刚性基底时变形机理。

Tetreault(2018)总结出岩石圈不同流变结构下大陆裂谷演化模式。

Salazar（2018）以超大陆拼合前板块碰撞俯冲带作为初始构造薄弱带，探讨裂谷初始裂解与古碰撞造山带的关系；Manatschal(2015)探讨了真实岩石圈结构（具有先存构造带）与理想化岩石圈结构对裂谷演化的影响；Chenin(2019)探讨先期继承性缝合带与古大陆拼合时板片俯冲断裂造成的地幔亏损对裂谷演化的影响。

Wenker(2018)探讨了不同属性的岩石圈（克拉通型、造山带型）以及地壳内异质性对裂谷初始应变集中的影响；Beaumont(2012)探讨了不同的地壳强硬性与薄弱带对裂谷盆地演化的影响；Naliboff(2015)以裂谷演化的多时相为基点，表明裂谷演化过程若存在构造冷却期，会发生跃迁，形成新的扩张中心；Beniest(2017)通过设置克拉通刚性基底，模拟出裂谷跃迁构造模式。

大地构造学若干常见问题答疑（2）胡经国十一、地质力学基本特征地质力学（Geomechanics）的基本特征如下：1、实践观点任何一种地壳构造运动的正确假说都必须能够完满地说明客观地质现象，必须接受客观地质构造实际的严格检验；地质构造是探索地壳构造运动的主要研究客体。

2、本质观点各种地质构造大都是力作用的直接结果。

它们都有一定的力学属性和力学本质。

查明地质构造的力学性质就成为首要的基础性工作。

3、联系观点任何地质构造现象都不是孤立存在的。

在它的发生和发展过程中，必定有其不可分割的伴侣；成群成带相伴出现的地质构造现象的总体，构成统一的构造体系。

十二、地质力学研究地壳运动的步骤1、鉴定结构要素的力学性质；2、辨别构造形迹的序次和不同序次结构面力学性质的转变；3、确定构造体系的存在和范围；4、划分巨型构造带，鉴定构造型式；5、分析联合和复合的构造体系；6、探讨岩石力学性质和各类型构造体系反映的应力活动方式；7、构造模拟实验。

十三、三重基本概念地质力学的三重基本概念，是指构造要素、构造地块和构造体系。

1、构造要素构造要素，是指在地质体中的基本构造形迹或标志地质构造存在的基本单位。

2、构造地块构造地块具有一定综合结构形态；属于一定构造体系的地质块体，常由地壳物质组成或由地壳结构构造的均一性以及具有明显界限反映出来。

根据规模大小、影响深度、结构形态和活动强度，构造地块可以分为块垒地和褶皱地。

3、构造体系构造体系，是指具有成生联系的各项不同形态、不同等级、不同性质和不同序次的构造要素所组成的构造带、以及它们之间所夹地块或岩块组合而成的总体。

（每种构造体系都不是孤立存在的，在其形成过程中必定有不可分割的伴侣成群出现）十四、构造体系三大特征1、定型性具有共同组合形态特征，构成一定的标准构造型式；2、定位性所属构造带常在一定部位出现，其配置符合一定规律；3、定向性各类构造体系多沿一定方向展布。

十五、沉积盆地类型和特征1、裂陷构造环境的盆地（1）大陆内裂谷盆地这种盆地内的主要沉积物以普遍发育火山活动为特征，主要为大陆环境的河湖相碎屑沉积；晚期可能有海水入侵，形成海陆交互相碎屑岩和碳酸盐沉积。

地洼构造说，又称活化区学说或活化构造学说，陈国达1956年提出。

主要内容包括：①阐明一种新的大地构造单元（第三构造类型，活化区即地洼区）②提出地壳动“定”转化递进说③过去是顺地槽找固矿，现地洼阶段是一重要成矿阶段；④提出地幔蠕动热能聚散交替假说，试图用以解释地壳发展过程中的动“定”转化更替、递迭上升前进，以及岩石圈块体在空间上的迁移和构造定向性的根本原因和力学形成机制。

（一）波浪镶嵌学说的发展1、萌芽阶段《中条山的前寒武系及其大地构造发展》(1958)----“翘倾地块”、“波状运动”、“波状震荡”。

《从陕西大地构造单元的划分提出一种有关大地构造发展的看法》(1959)----“天平式摆动”2、形成阶段《镶嵌的地壳》(1962)----提出了几个重要问题：（A）划分了条条和块块；（B）时间、空间近等间距性；（C）镶嵌构造的多级性；（D）一边翘一边倾的普遍特征；（E）地块多呈三角形或多边形；（E）丁字形和十字形交叉（网结和构造节）。

3、成熟阶段（A）波浪运动三种表现方式：蚕行波、蛇行波、蠕行波；（B）地球新四面体理论和全球四大波系的提出；4、完善发展阶段（A）地球驻波运动；（B）地幔波浪；（C）对磁极倒转的新解释；出现过“收缩说”、“膨胀说”、“脉动说”、三个大的流派镶嵌构造的多级性近等间距性蚕行波蛇行波蠕行（疏密）波以”几何+力学”研究为主的派系对比力学模型动力模型地质力学说悬臂梁模型自转断块学说断层力学模型自转+热力+重力波浪镶嵌说广义梁（板）模型(自转+重力)波系地槽－地台学说：在收缩说的基础人美国的霍尔(HalI, J., 1811—1898)和丹纳(Dana, J. D., 1813—1895)创立了地槽理论。

认为地槽是地壳上的巨大拗陷，是在水平挤压力影响下产生的，拗陷被沉积物补偿充填，而以后的压力就把这些沉积物挤压成褶曲。

槽台学说经典的比较大地构造学研究将大陆地壳划分为两种基本构造单元：地壳上强烈的活动地区----地槽区；地壳上相对稳定的地区----地台区.威尔逊旋回总结（1）大洋盆地从生成到消亡经历六个阶段，太平洋的未来---关闭消亡。

盆地构造分析复习思考题及思考题说明：板块构造部分已经给大家了，这里主要是盆地及综合部分的，可能还会有第三部分，大多数问题已给了参考答案，要求同学们以这些内容为线索展开全面复习。

一、名词1、含油气盆地：具备成烃要素、有过成烃过程并已发现有商业价值油气聚集的沉积盆地。

2、伸展盆地（裂陷盆地）：是由岩石圈受拉张而伸展、减薄形成的裂陷或裂陷-坳陷盆地。

3、裂谷：它是指由深大断裂控制的具有陡而长的两壁平行的沉降谷。

4、边缘海盆地：位于大陆与岛弧之间或岛弧与岛弧之间的盆地。

5、压缩盆地：是指由挤压作用形成的盆地，或者受逆冲断层控制的断陷盆地。

6、油区构造样式：是指含油气地区具有相同或相近成因和形态特征的地质构造组合，即指由统一的构造应力场作用下而形成的构造总合。

7、二级构造带：由位置相邻的、有一定成因联系的正向局部构造所组成，属于盆地内部二级正向构造单元。

8、断滑褶皱：是发育在顺层滑脱面上或冲断面上的褶皱。

9、正花构造：是在压扭性应力场情况下形成的，其主要特征是扭动带内断片向上散开，向深处收敛变窄变陡，主断层及分支断层多具逆滑距，撒开的断层间具地垒断片，地层表现为背形。

10、生长背斜：是在盆地普遍沉陷的背景上，局部地区发生褶皱的背斜构造，它一面沉积，一面褶皱隆起。

11.盆地盖层：即同沉积盆地的主体，是盆地生储盖发育的空间。

12.构造调节带：在伸展构造中保持应变守恒的构造调节部位。

13.沉积中心与沉降中心：沉积盆地中沉积相带最细的位置与盆地中沉积物最大厚度发育部位。

14.冒地斜棱柱体：位于开阔海区靠近大陆一侧在大陆架上形成的一套富含韵律的沉积体。

15.构造反转率：同拉张层序中收缩位移与拉张位移的比值。

16.周缘前陆盆地：发育于板块A型碰撞阶段靠近俯冲板块一侧的挠曲盆地。

17. 正反转构造：先存的伸展构造体系中的正断层、地堑等由于后期的挤压而变为逆断层或隆起，这种先伸展后收缩的构造叫正反转构造。

18．拗拉谷：即指三叉裂谷中衰退夭折的那一支裂谷。