地质知识--裂谷

裂谷是区域性伸展隆起背景上形成的巨大窄长断陷，切割深，发育演化期长，常伴有火山岩沉积。1984 年格雷戈里(J.W.Gregory)研究东非裂谷带时正式提出。从结构上看，裂谷是区域性大型地堑系，过去常常将它作为大地堑的同义词。它在地质和地球物理等方面均具有一定特征，所以，单从构造上把裂谷理解为大型地堑是不全面的。有的裂谷一侧为主干断裂，另一侧断裂规模较小，两侧断裂并不对称。

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。大西洋中央海岭上的裂谷是大洋裂谷的典型:东非裂谷是大陆裂谷的典型:红海谷是陆间裂谷的典型。以下仅论述大陆裂谷特征。

 

 

大陆裂谷的主要特征如下:

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-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，但变化幅度较大。

4)大陆裂谷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双峰式组合，可以是拉斑玄武岩一流纹岩套，也可以是碱性玄武岩一响岩或粗面岩套。

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堑。

世界上最著名的大陆裂谷是东非裂谷(图6-12，6-13)。这条裂谷自赞比亚河口向北延伸到红海，顺红海北上直达小亚细亚，长约 6000km。沿线为一系列巨大的湖泊、洼地、峡谷和陡崖，这里也是一条巨大的火山一地震带。东非裂谷正处于即将发生新洋壳的孕育阶段，而红海已处于新洋壳的形成初期。

 

 

我国的汾渭地堑带，以渭河地堑和汾河地堑为主体，由一系列雁列式地堑-盆地组成。北段汾河地堑正位于山西台背斜区域隆起轴部。该带地壳厚度较薄，地震强度大，频度高，震源浅，一般深10~30km，所以，从地质特征等各个方面看，它显示出裂谷的特征。

郯庐大断裂是我国东部一条巨大的断裂，对它的性质有不同的认识，看来至少在中生代晚期曾显示裂谷性质。

关于裂谷的成因，一直是地质学家关注的课题，曾提出过不同的假说。最著名的是克鲁斯(H.Cloos)于1919年提出的隆张说。他认为裂谷是区域性穹隆生长时沿轴部张裂断陷形成的。近年来通过深部构造等方面的研究，认为地幔柱上涌是裂谷形成的主因。区域性隆起和拉伸只是这种作用的表现或结果。

还要指出，裂谷是地壳或岩石圈伸展的一种表现，但是在地等引张性构造格局中总是显示出一定的平移作用，而且有挤压引起的逆冲断层等构造。

自20世纪60年代初板块学说提出后，裂谷作用一直是区域构造研究中的一项重大课题。威尔逊(J.T. Wilson，1973)从板块运动的观点出发，把裂谷作用与全球构造有机地联系起来，认为大洋裂谷、陆间裂谷和大陆裂谷共同构成全球裂谷系。大陆裂谷→陆间裂谷→大洋裂谷是一演化系列，就是大陆开裂、漂移、海底扩张的过程。不过，并非所有的大陆裂谷都演化成大洋裂谷。大洋演化可分为六个阶段:

胚胎期大陆裂谷发育阶段，如东非裂谷;

幼年期陆间裂谷发育阶段，如红海;

成年期以大西洋为代表;

衰退期以太平洋为代表;

终了期 以地中海为代表;

遗 迹 以喜马拉雅山为代表。

这个从大洋发生、发展到衰亡的整个过程，即所谓的威尔逊旋回。裂谷在现代全球构造中的重要地位是人所共知的。但在整个地质历史中裂谷作用又占有怎样的地位和意义呢?E.E.米兰诺夫斯基从裂谷规模、建造、构造组合、分布规律和演化历史等几个方面，将裂谷发育划分为以下阶段:

太古宙裂谷作用阶段 太古宙时期地壳薄，热力高，活动性大，岩浆活动渗透性大这种裂谷以绿岩带为代表，兼具地槽与裂谷的特点;

古元古代裂谷作用裂谷与地槽开始分化，但分化并不明显;

新元古代至古生代裂谷与地槽明显分化，但两者关系密切，坳拉槽是其主要表现型式;

中新生代裂谷作用 中新生代大陆解体，次生洋盆形成，典型现代裂谷出现。典型裂谷出现于中新生代是普遍公认的事实。不过许多学者均认为裂谷出现的时期可能更早，至少在古生代时期已经发生。

坳拉槽(aulacogen)是克拉通发育早期的重要伸展构造，一般认为是与大洋张开有关的衰亡裂谷，作为三联裂谷的“退化臂”。