伸展环境之下主要形成半地堑、地堑结构（通常称之为“ 断陷” ）, 它们主要受控于边界正断层的几何学形态以及幕式构造活动。随不同断陷期边界断层的迁移发展, 断陷结构主要有3种基本叠加方式。

2.1.1 平行向外叠加型

不同期的断陷呈现迁移性, 表现为向外扩展方式（breaking outward）。这种现象常见于松辽盆地、松南地区白垩纪断陷群, 以及大西洋两岸被动大陆边缘的下伏断陷之中。如在图2a①中, 断陷Ⅰ 幕形成的半地堑充填了地层1— 地层3。其后, 发生构造转换, 缺失地层4— 地层6。进入断陷Ⅱ 幕, 断层活动跃迁至右侧边界断层, 沉积充填了地层7— 地层10, 地层7— 地层9向左逐渐超覆于下伏不整合面上。地层10覆盖整个半地堑。在图2b①年代-地层格架剖面上, 地层7— 地层10底部的不整合面与地层1— 地层3顶部不整合面分布范围相当, 两者之间大致缺失3~9套地层, 上、下地层之间构成同向的“ 下削上超” 关系。

图2

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图2 伸展环境下“ 下削上超” 不整合及上下地层堆叠方式的3种类型示意图

2.1.2 旋转叠加型

不同断陷期因边界断层方位的变化, 早、晚断陷的轴向发生旋转, 从而出现一种叠加不整合现象, 常见于北海、松辽等盆地。在图2a②中, 断陷Ⅰ 幕形成的半地堑充填了地层1— 地层4。其后, 发生构造转换, 缺失了地层5和地层6。进入断陷Ⅱ 幕, 断层活动跃迁至右侧边界断层, 但两条边界断层并不呈平行关系, 沉积充填了地层7— 地层10, 地层7— 地层9向左逐渐超覆于下伏不整合面之上。地层10覆盖整个半地堑。这种叠加关系与图2a①中平行向外叠加关系有一定相似性, 但主体沉降中心在平面上已发生旋转、偏离, 主要的沉积物分散方式也有所不同, 即源-汇系统已经变化。

在图2b②年代-地层格架剖面上, 地层7— 地层10底部的不整合面与地层1— 地层4顶部不整合面分布范围相当, 两者之间大致缺失2~8套地层。上、下地层之间构成同向的“ 下削上超” 关系。

2.1.3平行向内叠加型

不同期断陷的迁移发展呈现为向内扩展方式（breaking inward）, 在渤海湾、松辽、北海等盆地均可见到, 冀中坳陷北部的廊固凹陷与霸县凹陷之间, 表现为断陷向外迁移扩展特点^{[24, 25, 26]}。在图2a③中, 断陷Ⅰ 幕形成的半地堑充填了地层1— 地层3。其后, 发生构造转换, 缺失了地层4— 地层6。进入断陷Ⅱ 幕, 断层活动跃迁至左侧同向断层, 沉积充填了地层7— 地层10, 地层7— 地层9向左逐渐超覆于下伏不整合面之上。地层10覆盖整个半地堑。在冀中坳陷北部, 大兴断层、牛东断层— 河西务断层等的活动均构成这种样式^{[24, 25, 26]}。两条边界断层之间的早期断陷结构层, 可以成为晚期断陷的物源区。

在图2b③年代-地层格架剖面上, 地层7— 地层10底部的不整合面分布范围狭窄, 地层1— 地层4顶部不整合面分布范围较宽, 两者之间大致缺失3~9套地层。上、下地层之间构成同向的“ 下削上超” 关系。

挤压环境之下主要形成逆冲断层、挤压断层相关褶皱、前陆盆地等。该环境之下的不整合面变化较多（见图3）, 伴有生长不整合面出现。

2.2.1 褶皱超覆叠加型

这种类型在塔里木盆地玉北— 塘南地区, 准噶尔盆地中拐凸起、北三台凸起、阿巴拉契亚盆地、北非阿特拉斯山前等地常见。在挤压应力作用下, 常形成背斜, 其轴面相向倾斜。如图3a①, 地层1— 地层3沉积之后发生褶皱, 它们的顶部地层被剥蚀, 导致褶皱核部地层1之下的地层出露。在该不整合面上发生了沉积间断, 缺失了地层4、地层5。

进入另一旋回之后, 沉积了地层6— 地层9。因背斜核部较高, 地层逐层向高部位超覆。地层9上部地层最终覆盖背斜核部。在地层6— 地层9沉积期, 可能无构造活动, 形成简单的超覆, 在背斜翼部形成同向的“ 下削上超” 现象; 也可能持续挤压, 背斜幅度加大, 这时地层6— 地层9将会出现翼旋转现象, 即地层6到地层9地层倾角逐渐降低, 表现为“ 生长地层” （同构造沉积）, 地层倾角将随挤压作用的强弱而变化。图3a（1）所示的两套地层之间的角度不整合面被褶皱, 表明在地层6— 地层9沉积期发生了构造活动。

在图3b①的年代-地层格架中, 两套地层之间区域性缺失地层4、地层5。在褶皱翼部形成同向的“ 穿时不整合” , 而背斜核部仅最顶部地层存在。缺失的地层构成上、下对称的“ 钟型” 。

2.2.2 同沉积褶皱叠加型

主要见于前陆冲断带, 尤其是滑脱背斜发育部位。例如塔里木盆地库车坳陷的亚肯背斜带、准噶尔南缘安集海背斜带、四川盆地新场、九龙山、通南巴等背斜带。如图3a②沉积期先沉积了地层1— 地层3, 其后发生了沉积间断, 区域性缺失了地层4— 地层5。其后, 进入另一沉积阶段, 这时发生构造挤压, 形成了同沉积背斜。由于地貌高部位随时间而变化, 地层6— 地层8出现翼旋转特征, 自地层6到地层8地层倾角逐渐减小。在地层8沉积期末, 挤压作用停止。

图3

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	图3 挤压环境下“ 下削上超” 不整合面及上下地层叠加方式的4种类型示意图

在图3b②的年代-地层格架剖面上, 缺失地层形成典型的“ 钟” 型。在背斜核部不整合面之下的地层可能会出现剥蚀。在这种类型中, 上部的超覆现象更加明显, 下部的削截仅出现在褶皱核部。

2.2.3 背、向斜褶皱叠加型

出现在多期挤压构造背景中, 前期挤压形成背斜式褶皱及相应的侵蚀不整合面, 后期叠加褶皱样式发生变化, 表现为一种较为典型的叠加不整合现象。

如图3a③沉积期先沉积了地层1— 地层3, 沉积期末发生褶皱, 形成了不整合面。在地层4— 地层5沉积期, 褶皱作用再次发生, 地层4、地层5向不整合面超覆（可以形成下超）。地层5沉积之后构造活动停止, 地层6— 地层8充填构造活动形成的可容纳空间, 出现向斜部位加厚、背斜部位减薄的现象。

在图3b③年代-地层格架剖面上, 地层4、地层5底部不整合面与地层2、地层3顶部不整合面之间的缺失构成“ 透镜状“ 形态。在这种类型中, 下部的削截为低角度, 上部的超覆也多为低角度。

2.2.4 褶皱顶部侵蚀谷超覆充填叠加型

这种类型常见于威利斯顿、波斯湾、四川、鄂尔多斯、塔里木等盆地的古生界内部或顶部不整合面上^{[27, 28]}。图1a、1c部分具有这种特点。下部的削截往往较为明显, 上部的超覆则多为低角度或水平状。

在图3a④中, 地层1— 地层4沉积之后, 发生挤压作用, 形成了背斜。其后, 在相当于地层5— 地层7沉积期内发生了沉积间断。受古地貌、水动力及气候因素影响, 背斜顶部侵蚀作用较大, 形成了典型的下切谷。其后, 沉积作用发生, 沉积了地层8— 地层11。沉积物先充填沟谷, 到地层11沉积期, 覆盖整个褶皱范围。

在图3b④年代-地层格架剖面上, 地层8— 地层11底部不整合面与地层1— 地层4顶部不整合面近于平行, 背斜核部的缺失构成“ 漏斗状” 形态。

对走滑沉积盆地的观察表明, 这类盆地如里奇（Ridge）、圣华金、洛杉矶、维也纳、潘诺尼亚、柴达木等盆地, 地质结构较为独特, 因边界断层较陡, 沉积相侧向变化快, 沉积充填侧向迁移明显, “ 下削上超” 不整合面的分布范围狭窄, 时限较短, 但也可在盆地边缘出现不整合面的叠合现象。

在克拉通盆地中继承性隆起较为常见, 如塔中、川中等隆起, 美国二叠纪盆地（West Texas Basin）中央台地部位。在盆地发展的某一阶段, 沉积充填了一套地层层序, 如图4a①层序Ⅰ 中的地层1— 地层4。第4层沉积期或期末, 发生挤压构造事件或差异隆升活动, 图4a（1）中左侧隆升形成不整合, 地层1— 地层4自左向右依次被剥蚀, 剥蚀范围可达原沉积区中部, 最左端仅残存地层1。

在层序Ⅱ 沉积期, 左端的隆升仍在发生, 但沉积了地层5— 地层7, 因构造、地貌形态的变化, 沉积区中央4、5层之间连续沉积, 而向左端高部位地层5— 地层7逐层超覆, 形成了典型的“ 下削上超” 不整合。地层5、地层6依次超覆在地层4之上, 地层6可超覆在地层3之上, 地层7超覆在地层3之上; 地层1、地层2出露部位为剥蚀区, 地层3在地层5、地层6沉积期也为物源区。地层7沉积期末, 剥蚀范围再次扩大, 地层6、地层7被剥蚀。

在层序Ⅲ 沉积期, 沉积了地层8— 地层10, 它们依次向左上超, 地层8超覆在地层7、地层4之上; 地层9超覆在地层3之上; 地层10超覆在地层2, 甚至地层1之上。层序Ⅲ 沉积期末, 发生了区域性构造运动, 形成了全区范围的低角度不整合或间断（hiatus）, 地层10之下地层被剥蚀。

层序Ⅳ 沉积期, 地形较为平缓, 地层11或为年轻地层覆盖。

据此, 层序Ⅰ 、Ⅱ 之间的不整合, 层序Ⅱ 、Ⅲ 之间的不整合, 层序Ⅳ 底部的不整合面向图4a①左端发生叠加。在年代-地层格架剖面中（见图4b①）可以清楚地看到地层之间的时、空接触关系。地层5— 地层10底部的不整合面为穿时不整合, 其与下伏的层序Ⅰ 顶部的不整合面之间为剥蚀关系, 越向左端, 剥蚀时间越长。这类不整合面几何结构的产生是图4a①左端保持持续隆起状态的结果。

在沉积盆地的边缘隆起带常见, 如塔北、和田等古隆起, 鄂尔多斯、四川盆地的中央古隆起等。

层序Ⅰ 发育期稳定沉积了地层1— 地层2（见图4a②）。地层2沉积之后, 发生区域性构造事件, 形成区域性不整合。图4a②右端隆起较高, 为角度不整合, 左端地形较低。

层序Ⅱ 沉积了地层5— 地层7, 层序Ⅰ 、Ⅱ 之间缺

失了地层3、地层4沉积。地层7沉积之后的区域构造事件形成了区域性地层不整合面, 剥蚀范围扩大, 地层5— 地层7向右侧隆起高部位被剥蚀。

层序Ⅲ 发育了地层10— 地层13, 它们向右端依次超覆在层序Ⅱ 、Ⅰ 顶部的不整合面之上。层序Ⅱ 、Ⅲ 之间缺失了地层8、地层9沉积。层序Ⅲ 与层序Ⅰ 、Ⅱ 之间构成同向的下削上超不整合结构。

层序Ⅳ 沉积之前的区域构造事件造成层序Ⅳ 底部的不整合, 缺失了地层14— 地层16沉积。由于图4a②左侧隆升加快, 形成地形高地。层序Ⅳ 发育了地层17— 地层21, 逐层向左超覆在层序Ⅳ 底部不整合面之上。

在图4b②的年代-地层格架剖面上, 4套层序间隔分布, 两两之间都存在地层缺失。层序Ⅲ 、Ⅳ 的底部不整合面分别与下伏层序的顶部不整合面形成了叠加不整合。层序Ⅳ 与层序Ⅰ 之间构成了反向的“ 下削上超” 关系。

由图4a②可见, 因隆起高点迁移或差异隆升, 反向的“ 下削上超” 与同向的“ 下削上超” 形成了空间上的叠加关系。这种现象见于塔里木盆地东北部的孔雀河斜坡, 侏罗系底部不整合面为叠合不整合。奥陶系— 三叠系向盆地内部倾斜, 其间发育志留系底界、石炭系底界、三叠系底界等多个不整合面, 为同向的叠加关系, 而侏罗系向盆缘倾斜, 向盆地内部上超, 构成了反向的叠加关系。

盆地的沉降中心向一个方向一致迁移时, 出现不整合面向盆地外侧迁移且逐个叠加的现象。这在前陆盆地、伸展盆地或走滑盆地均可见到。

以图4a③所示的前陆盆地为例, 盆缘的逆冲构造活动, 前陆坳陷部位挠曲沉降, 前缘隆起部位翘升。

在层序Ⅰ 发育期, 沉积了地层1— 地层4, 逐层向右侧超覆。在层序Ⅱ 发育期, 沉积了地层6— 地层9, 也逐层向右侧超覆, 不整合面范围扩大。在层序Ⅲ 发育期, 沉积了地层12— 地层15, 逐层向右侧超覆, 并越过前缘隆起, 在隆后坳陷部位沉积了地层14、地层15。

在层序Ⅰ 、Ⅱ 之间缺失了地层5, 在层序Ⅱ 、Ⅲ 之间缺失了地层10、地层11。在前缘隆起最高部位, 仅发育最新地层15。前陆盆地底部的不整合面向右侧扩大, 形成了叠加的穿时不整合面。

盆地沉降中心发生迁移、转换是叠合盆地常见的一种现象。在图5a①中, 在盆地阶段1沉积了地层1— 地层4, 地层1、地层2的厚度较为一致, 地层3、地层4沉积时, 沉降中心偏于图5a①左端, 地层3、地层4向左加厚, 向右减薄。

图5

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	图5 盆地迁移产生的“ 下削上超” 现象示意图

在地层9沉积之前, 缺失了地层5— 地层8沉积, 可能是沉积间断, 也可能是某种构造活动, 导致图5a①右端抬升。

在盆地阶段2沉降中心偏于右端, 沉积了地层9— 地层12, 自右向左逐层超覆, 至地层12沉积时, 已覆盖整个不整合面。

在图5b①年代-地层格架剖面上, 地层9— 地层12底部的不整合面与地层1— 地层4顶部不整合面之间存在较大间断, 缺失5~8个时间段。上、下地层之间构成反向的“ 下削上超” 关系。

在断陷盆地发展历史中, 由于边界断层的差异性活动, 不同断陷结构层之间常形成区域性不整合面。在图5a②中, 断陷Ⅰ 幕右侧边界正断层活动, 控制了右端半地堑的形成, 充填了地层1— 地层5。其后, 进入构造转换期, 缺失了地层6— 地层7。

进入断陷Ⅱ 幕, 右侧边界断层停止活动, 左侧边界断层开始活动, 沉积充填了地层8— 地层12。沉积范围逐渐扩大, 至地层12沉积时期, 半地堑可容纳空间被充填满, 在上升盘上也有地层12覆盖。地层8— 地层12与地层1— 地层5之间反向倾斜, 构成类似“ 跷跷板式” 地层接触关系。

在图5b②年代-地层格架剖面上, 地层8— 地层12底部的不整合面分布广, 形成漏斗状, 地层1— 地层5顶部不整合面分布范围有限, 两者之间大致缺失7个时间段。上、下地层之间构成反向的“ 下削上超” 关系。

这类不整合面在阿拉善地块上潮水、雅布赖盆地等较为常见（见图6）。在图6所示剖面中, 在前侏罗系基底之上, 盆地南部萨尔台地区断陷沉积了下侏罗统笈笈沟组、中侏罗统青土井组、新河组、上侏罗统沙枣河组河流— 湖泊相沉积, 其后盆地北部黑茨湾凸起抬升遭受剥蚀, 形成不整合面。进入白垩纪, 盆地北部负反转, 沉积了下白垩统庙沟组、上白垩统金刚泉组河湖相沉积, 厚度较大^[29]。白垩系底部不整合面发生翘倾变化。

图6

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	图6 雅布赖盆地萨尔台凹陷断陷迁移型不整合特征[29] Anj— 侏罗系之下地层; J2q— 中侏罗统青土井组; J2x1— 中侏罗统新河组一段; J2x2— 中侏罗统新河组二段; J3s— 上侏罗统沙枣河组; K— 白垩系; E— 古近系; Q— 第四系

在断陷盆地、被动大陆边缘盆地中常见。盆地的边界断层呈断坡-断坪构成的台阶状结构形态, 上盘沿着断面滑动时, 形成断坡背斜或断坡向斜, 向斜部位成为新的沉积区, 从而出现沉积区的转换。

在图5a③中, 断陷Ⅰ 幕右侧边界正断层活动, 控制了右端半地堑的形成, 充填了地层1— 地层7。其后进入构造转换期, 缺失了地层8— 地层10。

进入断陷Ⅱ 幕, 右侧边界断层停止活动, 左侧边界断层开始活动, 但该断层为坡-坪式大断层, 控制了较断陷Ⅰ 幕大得多的断陷活动, 沉积充填了地层11— 地层15。受控于边界正断层的几何形态, 在断坡部位形成了断坡背斜, 其右后方则发育断坡向斜。受控于断层的几何形态, 在左端半地堑主体部位, 沉积了地层11— 地层15, 地层11— 地层14逐层超覆于断陷Ⅰ 幕结束后形成的不整合面上。在断坡向斜部位, 地层12— 地层14向断坡背斜高部位逐层超覆, 其下缺失地层8— 地层11。而在断坡背斜部位, 断陷Ⅰ 幕顶部的不整合面被褶皱, 地层11— 地层14自两侧向断坡背斜高部位逐层超覆。至地层15沉积期覆盖整个断陷进入拗陷期。

在图5b③年代-地层格架剖面上, 地层11— 地层15底部的不整合面分布广, 形成上凸钟型; 地层1— 地层7顶部不整合面分布范围较窄, 两者之间大致缺失5~9个时间段。断坡背斜左侧上、下地层之间构成反向的“ 下削上超” 关系, 右侧上、下地层之间构成同向的“ 下削上超” 关系。