第4章深大断裂.pptx

第四章第四章 深断裂深断裂研究历史19041904年，霍布斯年，霍布斯(美美)首次提出首次提出“线形构造线形构造”：具有区域规模的直线状或近直线状延伸的地貌图象具有区域规模的直线状或近直线状延伸的地貌图象如：隆起的边如：隆起的边缘，山脉的走缘，山脉的走向，巨型水系向，巨型水系的方向，湖泊的方向，湖泊的带状展布，的带状展布，海岸线的方向海岸线的方向等等第四章第四章 深断裂深断裂19221922年，克永克尔年，克永克尔指出东非大裂指出东非大裂谷线性构造的谷线性构造的性质。拉张作性质。拉张作用形成用形成第四章第四章 深断裂深断裂19391939年，克劳斯年，克劳斯(德德)划分了地缝合线和地破划分了地缝合线和地破碎带，碎带，19481948年指出它们在地质早期就已形年指出它们在地质早期就已形成成图片图片19461946年，沙茨基用地震资料证实了深断裂的年，沙茨基用地震资料证实了深断裂的存在，并指出长期性、继承性的特征，可存在，并指出长期性、继承性的特征，可切至上地幔切至上地幔第四章第四章 深断裂深断裂研究历史19471947年，桑德尔、文宁年，桑德尔、文宁曼尼兹提出全球性曼尼兹提出全球性剪切系统剪切系统19491949、19541954年，贝尼奥夫等研究了环太平年，贝尼奥夫等研究了环太平洋地震带的震源分布，认为震源倾斜面洋地震带的震源分布，认为震源倾斜面是巨大的逆冲断裂造成的。是巨大的逆冲断裂造成的。图片图片19541954年，米纳德在东北太平洋发现切割大年，米纳德在东北太平洋发现切割大洋底的巨型破碎带洋底的巨型破碎带第四章第四章 深断裂深断裂研究历史n19561956年穆迪年穆迪希尔指出地球南北向、东西向希尔指出地球南北向、东西向的挤压形成地壳八组方向的断裂网络，并强的挤压形成地壳八组方向的断裂网络，并强调走滑断层的剪切作用。调走滑断层的剪切作用。n19561956年，裴伟首次提出了深断裂的明确定义：年，裴伟首次提出了深断裂的明确定义：n具有长期性和继承性的发展特征及其对地壳构具有长期性和继承性的发展特征及其对地壳构造发展和各种地质作用的控制意义。造发展和各种地质作用的控制意义。n后来认识到深断裂两侧块体有巨大的水平位移后来认识到深断裂两侧块体有巨大的水平位移并受板块理论影响，观点由固定论转变为活动并受板块理论影响，观点由固定论转变为活动论论第四章第四章 深断裂深断裂n19541954年，米纳德首先在东北太平洋发现了年，米纳德首先在东北太平洋发现了切割大洋底的巨型破裂带。切割大洋底的巨型破裂带。图片图片n19651965年，威尔逊等相继在各大洋中发现了年，威尔逊等相继在各大洋中发现了横切洋中脊的断裂带，定名为转换断裂系横切洋中脊的断裂带，定名为转换断裂系统。统。图片图片第四章第四章 深断裂深断裂中国研究深断裂n19501950以来，张文佑和黄汲清等应用深断裂概以来，张文佑和黄汲清等应用深断裂概念于中国大地构造研究中。念于中国大地构造研究中。n国内许多大地构造学派都强调：深断裂对大地国内许多大地构造学派都强调：深断裂对大地构造发展有重要作用。构造发展有重要作用。n张文佑自张文佑自19591959年长期坚持以断裂的形成和发展年长期坚持以断裂的形成和发展主线，运用力学模拟和物理探测，进一步引申主线，运用力学模拟和物理探测，进一步引申和发展了断裂构造概念和发展了断裂构造概念n19731973年，张文佑强调地壳年，张文佑强调地壳岩石圈各圈（层）岩石圈各圈（层）之间层间滑动构造的重要性。之间层间滑动构造的重要性。n19741974年，张文佑明确提出断块构造学说。年，张文佑明确提出断块构造学说。第四章第四章 深断裂深断裂中国研究深断裂n19641964年以来，徐嘉炜长期研究郯庐断裂，年以来，徐嘉炜长期研究郯庐断裂，论证其为世界大陆上规模最大的平移断裂论证其为世界大陆上规模最大的平移断裂之一。之一。n另外，阿尔金断裂、台湾大纵谷断裂，红另外，阿尔金断裂、台湾大纵谷断裂，红河断裂和天目山断裂等，都已经被证实为河断裂和天目山断裂等，都已经被证实为平移断裂。平移断裂。第四章第四章 深断裂深断裂二、深断裂的类型二、深断裂的类型1.1.按深度和特征划分按深度和特征划分1)超岩石圈断裂超岩石圈断裂一级，大陆边缘与大洋分界一级，大陆边缘与大洋分界海沟、贝尼奥海沟、贝尼奥夫带夫带图片图片、深源地震，、深源地震，发育蛇绿岩套发育蛇绿岩套。如：。如：海海沟沟图片图片雅鲁藏布江深断裂雅鲁藏布江深断裂（古板块的缝合线）（古板块的缝合线）图片图片2)岩石圈断裂岩石圈断裂活动带与稳定区的分界线活动带与稳定区的分界线超基性超基性基性岩侵入，基性岩侵入，缺少典型的蛇绿岩套缺少典型的蛇绿岩套，重力异常、地磁异常、热异常、地震带。如：重力异常、地磁异常、热异常、地震带。如：郯庐断裂郯庐断裂第四章第四章 深断裂深断裂深断裂的类型深断裂的类型3)硅镁层断裂（地壳断裂）硅镁层断裂（地壳断裂）大型隆起与大型凹陷分界线，地壳中二级构造单元大型隆起与大型凹陷分界线，地壳中二级构造单元基性基性中性岩带，控矿控岩带，地震带，地球物理中性岩带，控矿控岩带，地震带，地球物理异常带。异常带。如：如：龙门山断裂带、丽水龙门山断裂带、丽水海丰断裂海丰断裂4)硅铝层断裂（基底断裂）硅铝层断裂（基底断裂）地壳中三级构造单元地壳中三级构造单元酸性酸性碱性岩带，控制沉积相，地球物理异常，地碱性岩带，控制沉积相，地球物理异常，地震有活动。震有活动。如：如：聊城兰考断裂带、齐河广饶断聊城兰考断裂带、齐河广饶断裂带裂带图片图片第四章第四章 深断裂深断裂深断裂的类型2.2.按力学性质的位移方向划分按力学性质的位移方向划分1)1)张性深断裂张性深断裂2)2)压性深断裂压性深断裂3)3)剪性深断裂剪性深断裂4)4)张剪（扭）性深断裂张剪（扭）性深断裂5)5)压剪（扭）性深断裂压剪（扭）性深断裂第四章第四章 深断裂深断裂n3.按展布形态和规模按展布形态和规模n鳄鱼（楔状）构造鳄鱼（楔状）构造第四章第四章 深断裂深断裂n嵌入构造嵌入构造第四章第四章 深断裂深断裂三、深断裂的鉴别标志深断裂的鉴别标志 沉积标志沉积标志线状地带内的地层岩性、岩相、厚度等沉积建线状地带内的地层岩性、岩相、厚度等沉积建造特征与相邻地区不同造特征与相邻地区不同线状地带的两侧，沉积建造特征不尽相同线状地带的两侧，沉积建造特征不尽相同呈串珠状分布的内陆断陷盆地沉积等。呈串珠状分布的内陆断陷盆地沉积等。第四章第四章 深断裂深断裂深断裂的鉴别标志深断裂的鉴别标志岩浆活动标志岩浆活动标志基性超基性侵入岩体带状分布基性超基性侵入岩体带状分布含深源橄榄岩捕虏体含深源橄榄岩捕虏体呈带状延伸的花岗岩等酸性至中酸性岩体分布呈带状延伸的花岗岩等酸性至中酸性岩体分布现代或古代火山的线状分布现代或古代火山的线状分布热液蚀变度增高的带状分布热液蚀变度增高的带状分布岩脉、矿脉与岩浆有关矿产的明显带状分布岩脉、矿脉与岩浆有关矿产的明显带状分布 第四章第四章 深断裂深断裂深断裂的鉴别标志深断裂的鉴别标志构造标志构造标志在在狭狭长长地地带带内内，地地表表断断层层密密集集，褶褶皱皱作作用用强强化化和和复复杂杂化化，出出现现显显著著的的片片理理化化带带、劈劈理理带带、节理破碎带和动力变质带节理破碎带和动力变质带构构造造带带长长条条状状延延伸伸，其其构构造造线线主主体体方方向向与与两两侧侧不不一一致致，不不同同类类型型、不不同同规规模模的的构构造造突突然然相相接。接。第四章第四章 深断裂深断裂凹陷名称：PY平邑凹陷；SS泗水凹陷；DX大汶口-新泰凹陷；TL泰莱凹陷；HM惠民凹陷；DY东营凹陷；ZH沾化凹陷；CZ车镇凹陷；F1 丰沛断裂；F2 聊城一兰考断裂带；F3齐河一广饶断裂带；F4蒙山断层；F5 汶泗断层；F6新泰一垛庄断层；F 泰山一铜冶店断层；F。陈南断层；F。埕南断层第四章第四章 深断裂深断裂深断裂的鉴别标志深断裂的鉴别标志地球物理标志地球物理标志康拉德面和莫霍面埋深突然改变康拉德面和莫霍面埋深突然改变重力梯度带，特别是正负异常急剧变化带重力梯度带，特别是正负异常急剧变化带图片图片线状正磁异常带线状正磁异常带地震带，特别是深源地震带地震带，特别是深源地震带地热梯度突变带。地热梯度突变带。第四章第四章 深断裂深断裂中国大陆布格异常分布图中国大陆布格异常分布图第四章第四章 深断裂深断裂深断裂的鉴别标志深断裂的鉴别标志地貌标志地貌标志线状地堑河谷线状地堑河谷湖泊、洼地的湖泊、洼地的线状分布线状分布不同地貌单元不同地貌单元间的截然变间的截然变化带化带 第四章第四章 深断裂深断裂四、深断裂在地壳发展中的作用四、深断裂在地壳发展中的作用1.决定地球面貌的总体轮廓决定地球面貌的总体轮廓大陆和大洋的接合大陆和大洋的接合带一般都以深断裂为界。带一般都以深断裂为界。大陆在深部断裂拉张作用下解体裂开，产生东非裂谷带大陆在深部断裂拉张作用下解体裂开，产生东非裂谷带等断裂构造等断裂构造继续作用形成红海继续作用形成红海再发展成大西洋再发展成大西洋太平洋太平洋地中海地中海喜马拉雅山等喜马拉雅山等2.控制地球表层构造格局控制地球表层构造格局山脉、平原、河流等山脉、平原、河流等3.控制沉积建造、构造变动、岩浆活动及成矿作控制沉积建造、构造变动、岩浆活动及成矿作用用4.控制大地构造发展演化控制大地构造发展演化第四章第四章 深断裂深断裂中国重要的深断裂带n雅鲁藏布江深断裂带雅鲁藏布江深断裂带n台湾大纵谷深断裂带台湾大纵谷深断裂带n额尔齐斯深断裂额尔齐斯深断裂n西拉木伦深断裂西拉木伦深断裂n东昆仑深断裂东昆仑深断裂n北祁连深断裂北祁连深断裂n龙门山深断裂龙门山深断裂n金沙江金沙江-红河深断裂红河深断裂n班公错班公错-怒江深断裂怒江深断裂n郯城郯城-庐江深断裂庐江深断裂n沧州深断裂沧州深断裂n勉略深断裂带勉略深断裂带n绍兴绍兴-十万大山深断十万大山深断裂带裂带第四章第四章 深断裂深断裂深断裂的新认识深断裂的新认识n二十世纪二十世纪70年代以来，大量深部地质实践和相年代以来，大量深部地质实践和相关资料的积累，对深断裂的产状、成因和性质关资料的积累，对深断裂的产状、成因和性质有了新的认识有了新的认识n裴伟裴伟AB本人也对自己的看法不断进行修正本人也对自己的看法不断进行修正n深断裂从地表向下不是一直深切，而是倾角慢深断裂从地表向下不是一直深切，而是倾角慢慢变缓，直至水平，总体形成上陡下缓的犁式慢变缓，直至水平，总体形成上陡下缓的犁式n证据：逆冲推覆构造、层间滑动、滑脱构造证据：逆冲推覆构造、层间滑动、滑脱构造n深断裂向下延伸，常由脆性渐变为韧性；更穿过不深断裂向下延伸，常由脆性渐变为韧性；更穿过不同构造层面，呈阶梯式与各层间近水平或低角度的同构造层面，呈阶梯式与各层间近水平或低角度的滑动面连接滑动面连接第四章第四章 深断裂深断裂郯城郯城-庐江深断裂庐江深断裂第四章第四章 深断裂深断裂沂沭断裂带特征沂沭断裂带特征n1.由西向东依次发育四条断裂带：由西向东依次发育四条断裂带：n鄌郚鄌郚葛沟、沂水葛沟、沂水汤头、安丘汤头、安丘莒县、昌莒县、昌邑邑大店大店n2.断裂带本身是相对的凹陷地带：断裂带本身是相对的凹陷地带：n白垩系沉积岩厚度大，沂水盆地北部白垩系沉积岩厚度大，沂水盆地北部3234m，南部，南部5000m；莒县盆地北部厚；莒县盆地北部厚9068m，南，南部厚部厚5665m。沉积岩两侧粗，中间细，完全。沉积岩两侧粗，中间细，完全受断裂带控制受断裂带控制第四章第四章 深断裂深断裂n3.沂沭断裂带为明显的岩浆活动带沂沭断裂带为明显的岩浆活动带n多期、大量火山岩沿断裂呈裂隙式喷溢，有多期、大量火山岩沿断裂呈裂隙式喷溢，有K1q，安丘，安丘沂水一带见二辉橄榄岩的捕虏沂水一带见二辉橄榄岩的捕虏体；汞丹山地垒中部有零星体；汞丹山地垒中部有零星Mz侵入体侵入体沂沂南的辉长岩和诸城的苦橄玢岩，岩体内有橄南的辉长岩和诸城的苦橄玢岩，岩体内有橄榄岩等捕虏体。榄岩等捕虏体。n4.布格异常特征布格异常特征n沂沭断裂带相对两侧为高正异常带，两条地沂沭断裂带相对两侧为高正异常带，两条地堑为高正异常背景下的狭窄负异常带堑为高正异常背景下的狭窄负异常带第四章第四章 深断裂深断裂n5.沂沭断裂带是现代活动的强地震带沂沭断裂带是现代活动的强地震带n七级以上地震七级以上地震5次次n1668-7-25，莒县一带，莒县一带8.5级地震级地震n6.沂沭断裂带是热异常带沂沭断裂带是热异常带n温泉：临沂汤头、沂南铜井（归来庄）等温泉：临沂汤头、沂南铜井（归来庄）等n7.陡立电阻率梯度带陡立电阻率梯度带第四章第四章 深断裂深断裂郯庐断裂两侧的差异郯庐断裂两侧的差异n1.1.基地组成和构造特征不同基地组成和构造特征不同n鲁西鲁西：2424亿年亿年新太古代，高级变质杂新太古代，高级变质杂岩，构造线为北西向紧闭线形褶皱等岩，构造线为北西向紧闭线形褶皱等n鲁东鲁东：17211721亿年亿年下元古代，中级变质下元古代，中级变质相，构造多北东向宽缓短轴褶皱等相，构造多北东向宽缓短轴褶皱等n2.2.沉积盖层发育不同沉积盖层发育不同n鲁西鲁西：缺失：缺失PtPt2-32-3；发育；发育PzPzn鲁东鲁东：发育：发育PtPt3 3；缺失；缺失PzPz第四章第四章 深断裂深断裂n3.Mz-KzMz-Kz，鲁东鲁西构造差异鲁东鲁西构造差异n鲁西鲁西：内陆盆地小而多，沉积岩薄：内陆盆地小而多，沉积岩薄-时间长时间长J+K+EJ+K+E6kmn鲁东鲁东：内陆盆地大而少，沉积岩厚：内陆盆地大而少，沉积岩厚-时间短时间短K K10km(莱阳群、青山群和王氏群莱阳群、青山群和王氏群)n4.燕山运动的表现燕山运动的表现n鲁西：鲁西：小型断块，多小型断块，多NWNW向高角度正断层向高角度正断层n鲁东：鲁东：大型断块，大型断块，NENE向大断裂控制盆地边界向大断裂控制盆地边界第四章第四章 深断裂深断裂n5.中生代岩浆活动和成矿作用中生代岩浆活动和成矿作用n鲁西：鲁西：中基性小型侵入，超浅成金伯利岩侵中基性小型侵入，超浅成金伯利岩侵入奥灰中，是华北原生金刚石产地之一。入奥灰中，是华北原生金刚石产地之一。n鲁东：鲁东：中酸性大型侵入，内生矿产金银铜铅中酸性大型侵入，内生矿产金银铜铅锌等锌等第四章第四章 深断裂深断裂郯庐断裂形成时间郯庐断裂形成时间n1.1.断裂带形成于断裂带形成于T T3 3，约，约1.71.71.81.8亿年（印支运亿年（印支运动）动）n2.J2.J3 33 3（或（或K K1 1），巨大平移错开所有的构造单，巨大平移错开所有的构造单元和包括莱阳群在内的老地质界线。元和包括莱阳群在内的老地质界线。n3.1.43.1.4亿年，平移达到高潮，亿年，平移达到高潮，1.06cm/a1.06cm/a，大幅，大幅度的断开后出现沿断裂带的大陆火山活动（青度的断开后出现沿断裂带的大陆火山活动（青山群）山群）n4.14.1亿年前的早白垩世末至古近纪末，断裂转亿年前的早白垩世末至古近纪末，断裂转化为地堑型裂谷，化为地堑型裂谷，2-4km2-4km的陆屑和偏碱性玄武岩。的陆屑和偏碱性玄武岩。平移结束，转以拉张作用为主。平移结束，转以拉张作用为主。n5.5.现代震源机制分析，断裂带转为近现代震源机制分析，断裂带转为近EWEW向挤压，向挤压，伴有小幅度的右移滑动伴有小幅度的右移滑动