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第三篇 地质构造 第一章岩层构造及产状 岩层和岩体是构成地壳地质构造的物质基础, 而岩层和岩体的产状是研究地壳构造 的形态基础, 也是构造地质学研究的基本内容之一。在地壳表层, 沉积岩是分布最广的 岩石类型。占地球表面 的海洋, 绝大部分被沉积物覆盖, 陆地部分据估计也有 的面积是沉积岩。成层构造是沉积岩中普遍存在的构造现象, 在许多变质岩和部分火成 岩中 (如火山岩和一些重力分异比较明显的深成岩) 也可见到。因此, 我们研究地质构造 首先要研究岩层的成层构造和产状。 第一节岩层的成层构造 一、 岩层和地层 岩层, 主要指成层的沉积岩, 也包括喷出岩和由二者经区域变质作用而成的变质岩。 它们是一定地质时期和一定地质作用的产物, 大都具有层理或成层特征。因此也比较清 楚地反映了它们原始沉积 (堆积) 状况和后来构造变形的特征。同时, 根据它们的叠覆关 系进行岩层的分层和确定其形成顺序。从地壳发展历史的意义来说, 有了时代 (或层位) 概念的岩层也就是地层。 二、 层理及其识别 层是组成层状岩石的最基本单位, 它是由上下界面与其他岩石分开的、 性质一致的 /;11;A, 深 .0) 定义为岩石圈的下界。 现代岩石圈的概念是与板块构造相联系的。美国地球动力学委员会于 年在得 BB7 第四章地质构造与矿藏 克萨斯大学举行了一次关于岩石圈及岩石圈动力学的研讨会, 所提出的关于岩石圈的定 义和鉴别准则有所不同, 其要点是, 地球外部的刚性壳由能够独立地相互运动的不连续 的板块组成, 而这种板块的组合就构成了地球的岩石圈。 有关岩石圈的含意至少有四种 弹性或挠曲的岩石圈, 从地表载荷或卸载调整计算得出, 通常为 ** ;**8 *;* 8 9 bA -68 第四章地质构造与矿藏 )2 以下; 大陆岩石圈在其地壳下面有一层弱 的塑性层, 使得按流变结构分层, 像一个果酱三明治。岩石圈的上部能在几个地质时期储存弹性 应力。热学岩石圈底部为一个力学边界, 它分隔相对高强度的岩石圈外壳与非常软弱的软流圈 当两个板块相对离散运动时, 岩石圈深部和软流圈的熔融物质上涌并形成新大洋岩 石圈。这种情况下的相邻板块的边界称为离散型边界或增生边界。典型的离散型边界 是大洋盆地扩张中心的洋中脊。新生的大洋岩石圈在洋中脊形成时将较早形成的大洋 岩石圈推向两侧。因此, 在这里可以根据洋中脊两侧岩石圈的年龄来推算板块相对离散 运动的速率。 板块相对汇聚运动有两种情况。第一种情况是大洋岩石圈板块相对于大陆岩石圈 板块的汇聚运动, 密度较大的大洋板块俯冲于密度较小的大陆板块之下, 使大洋岩石圈 在俯冲带不断消亡, 这种俯冲作用称为 A 型俯冲。相邻的大洋板块和大陆板块之间的边 界称为俯冲型边界 (0, d6C6C6C’A 6) 图 1 2 / 2 1) 将所有卷入变形的或不是纯地形的盆地称作动力盆地, 认为有 两种动力盆地的基本类型, 即原生盆地和次生盆地。原生盆地 (4-*A 8*-.) 是指对称 的、 圆形或椭圆形的碟形盆地, 其发展中无大型断层作用; 而次生盆地 (*1* 6*1*/4) *) ; 按构造类型分出断陷和坳陷 (如 年代中期板块构造理论提出后, 很多学者依据板块构造理论提出了新的盆地分类 方案, 形成了一个盆地类型研究的高潮。 ) -28490. 2*55* 的盆地分类 A B-28490.等 (CD) 根据地壳的结构提出了盆地分类方案, 以后 7 e f .3098 -./2 831’5) 陆堤 ( ’76 等 (*99, *99A) 。 ) 克拉通内 (;51153;) 0 1153;) 3 5 7 9 17 48 574 ) 8b44016 fgh a) a- 46- a35; *5 6’ -646/) 形成于洋内而非岩浆弧环境的沉 积裙和台地; 3 休眠大洋盆地 (,*6’4 ,;6’ 065’) 为以洋壳为底的盆地, 既无扩张, 也无俯冲(盆内或邻盆无活动板块 边界) 3 聚敛环境 3 海沟 (4*’;) 由大洋岩石圈俯冲作用形成的深海槽; 93 海沟 斜坡盆地 (4*’;’6’4 ,;6’ 065’) ; 在碰撞陆缘及弧 沟系间形成的收缩洋盆, 在缝合带中最终被俯冲和变 形; B3 周缘前陆盆地 (*-,’46’ 065’) 或破裂前陆盆地 (0*,’ 7,*-6’) 在前陆环境中以基底为核心 的隆起中形成的盆地 3 转换环境 (及与平推断层有关的盆地) 3 扭张盆地 (4*6’4’5,’6- 065’) 沿走向滑动断层系拉张而形成的盆地; 93 扭压盆地 (4*6’*5,’6- 065’) 沿走向滑动断层系挤压形成的盆地; 3 旋扭盆地 (4*6’*,4645,’6- 065’) 走向滑动断层系内地块环绕垂直轴旋转而形成的盆地 3 混合环境 3 陆内扭性盆地 (5’4*6;,’45’’46- D*’;6;4,’) 与造山带呈高角度接触的裂谷, 无前造山的历史 (与拗拉槽不同) ; 3 继承盆地 (/;,* 065’) 在局部造山或地裂活动停止后, 于山间环境形成的盆地 C 第三篇地质构造 三、 国内学者提出的盆地分类方案举例 朱夏的盆地分类 朱夏 (, *1,-) 拗 拉槽, 晚元古代 4 早古生代为碎屑岩、 碳酸盐岩 (有礁体) 和蒸发岩。北美阿巴拉契中部 早古生代地层明显向地台中心减薄。 克拉通周边早古生代沉积之上所覆的晚古生代的前渊或山前坳陷。在油气勘探 上周边盆地与前渊构成一个整体, 乌拉尔前渊石炭 4 二叠系以碳酸盐岩为主。阿巴拉契 前渊的晚古生代 (中泥盆世 4 宾西法尼亚纪) 以碎屑沉积为主。还有加拿大西部晚古生 代的前渊等。 () 塌陷盆地 (,-1/ 7130) 。 以热事件为主要导因的海西褶皱带内或其附近塌陷盆地。如欧洲海西带一些山 间盆地、 西北欧海西前陆的北与南二叠纪盆地、 西西伯利亚盆地晚古生代和三叠纪具火 山喷发物的裂谷、 我国准噶尔盆地北部晚石炭世含火山物质的沉积等。 克拉通上, 与岩浆活动相联系的晚古生代盆地。已知者有南非的卡鲁盆地、 南美 的马腊尼昂和巴拉那盆地、 苏联东西伯利亚的通古斯盆地等。 () 克拉通凹陷 (,56-03, 8/5/113-0) 。 第四章地质构造与矿藏 克拉通早古生代凹陷。沉降幅度较大、 厚度较大的碟状平底锅状或圆盘状地区, 常为短轴状穹拱所分开, 如密歇根、 伊利诺斯、 俄罗斯地台中部盆地等。 克拉通复合的古生代凹陷。包括早、 晚古生代沉积, 相当于 的陆内复合盆 地。 () 拉张地堑 (1 *0) 及其引起的拉张与断陷; ’重力滑移 (-., 1 88 中分别表示了古生代盆地、 中新生代盆地 和两个世代盆地的叠加。 8 叶连俊、 孙枢的盆地分类 叶连俊、 孙枢 (ABC) 首先分出先成盆地、 同生盆地及次生盆地三大类, 然后根据其形 成时的地壳活动背景、 基底地壳的物理性质和特点, 以及它们在形成过程方面的新特点 进行次一级的划分。 ) 先成盆地 (,’52’ /,*) () 水上先成盆地 (4/,.*, ,’52’ /,*) 。 (8) 水下先成盆地 (4/,D44 ,’52’ /,*) 。 8) 同生盆地 (-.7’E . FG20*’*, /,*) 。 8 第三篇地质构造 第四章地质构造与矿藏 () 同生褶皱盆地 (4 冒地槽盆地 (*1720 /01) 。 ( 09; 第四章地质构造与矿藏 图 地幔对流与板块移动示意图 近年来, 根据大洋钻探的成果, 发现大洋中有两次巨大的陨石撞击事件 (据 年代至 7; 年代地学界掀起了 “裂谷” 研究热潮, 裂谷的 概念也随之得到更新和赋予更广泛的内涵。 (687;) 对 5’; 第五章盆地构造分析 动岩石圈发生裂陷, 并且是裂陷盆地形成的主要动力源。因此, 在裂陷盆地形成过程中, 可能出现 “热隆起” “火山活动” “裂陷盆地形成” “热沉降” 等构造事件序列。在被 动裂陷机制中, 区域应力场是驱动岩石圈发生裂陷伸展的主要动力源, 地幔任何热异常 都是岩石圈裂陷作用的反映。因而可能出现 “裂陷盆地形成” “热隆起”( )“火山活 动” “均衡沉降、 热沉降” 等构造事件序列。但是, 正如 4 485) 。岩石力学实验也容易重现这一现象。在水平引张力作用下, 地壳或岩石圈 .02 第三篇地质构造 的纯剪切伸展变形产生两组相向或相背倾斜的共轭正断层, 并在运动过程中导致断块体 相对上升和下降, 从而形成地堑和地垒构造, 并使地壳产生水平伸展。这种机制形成的 地堑和地垒通常都是近似对称的。浅层次地壳中的地堑盆地, 甚至于一些不对称的地堑 盆地, 在早期的一些地质文献中 ( A9BC1 (*-) 根据大陆纯剪切伸展模式建立了岩石圈伸展量与裂 陷盆地的沉降量以及后裂陷阶段热沉降量之间的一种定量模型, 并以此为盆地构造理论 模拟 (定量) 分析作了开拓性的工作。A9BC1 (*-) 的岩石圈伸展模式是一种 “均匀 的” 纯剪切伸展模式, 认为从地壳浅层到岩石圈底部的伸展变形量都是相等的 (图 ; D) 。尔后, E’4F 和 B (*-G) 、 H13 和 9/3 (*-;) 等又分别设计了不同的 “非 均匀” 纯剪切伸展模式 (图 ; ;、 ; I) , 即中上地壳层的伸展量小于下地壳层和岩 石圈地幔的伸展量, 并以此模拟计算岩石圈伸展量与裂陷盆地的沉降量的关系。这些理 论模拟分析结果与一些盆地的观测数据基本吻合, 支持了大陆纯剪切伸展模式的合理 性, 从而推动了纯剪切伸展模式的流行。 ; 第五章盆地构造分析 图 的倾 角向地下延伸的大型低角度正断层, 其正向滑动量至少有 973, 甚至有 9 8973。 6) 就考虑了岩石圈的分层特性。这种伸展模式中包含着两个 重要的思想, 其一是地壳 (或岩石圈) 伸展构造是分层次的, 其二是不同层次的地壳或岩 - 第三篇地质构造 石圈的伸展变形方式可以不同。图 中, 浅层次的伸展盆地构造是受一条大型拆 离断层 (或滑脱断层) 控制的, 拆离断层上盘系统发育一系列同向倾斜旋转的铲式正断 层, 形成不对称的半地堑 半地垒 (掀斜块断) 构造, 其基本的变形机制属于旋转伸展或 简单剪切伸展; 深层次 (下地壳及上地幔) 的伸展则是纯剪切伸展机制, 形成透入性的韧 性流变及基性岩墙群侵入。这种伸展构造模式既强调大型拆离断层在岩石圈伸展中具 有关键性作用 (特别是对于浅层次的脆性伸展构造的影响) , 同时又认为要充分考虑岩石 圈在伸展过程中存在 “颈缩作用” 。 图 ) 新生大洋盆地 (大洋中脊) () 弧后 (裂陷) 盆地和弧间 (裂陷) 盆地 5 与大陆板块碰撞作用有关的裂陷盆地 (9) 撞击裂谷 二、 各种类型裂陷盆地的基本特征 95 大陆板块内部的裂陷盆地 (9) 伸展型拗陷盆地 (8828 第五章盆地构造分析 盆地基 本样式 基底主断层特征 几何形态构造运动学 断陷盆地基底结构断陷盆地盖层结构 半地堑或 滚动半地堑 铲式, 断陷一侧发育 主边界断层 旋转, 断层上盘滚动 掀斜运动, 断层面可 以旋转或为非旋转 盆地基底产状倾斜, 且由 主断层旁侧向斜坡上方 产状渐变平缓, 形成基底 “滚动半背斜” , 非对称结 构 盆地盖层呈挠曲的楔状 体, 同一层产状往往发生 “滚动” 挠曲, 其他特征同 上, 并以 “断翘型” 盖层结 构为主 复式半地堑 坡坪式, 断陷一侧发 育主边界断层 旋转, 断层上盘发生 复杂的滚动掀斜和 反向掀斜, 断层面多 为非旋转 盆地基底产状变化较大, 并组成 “滚动背斜和向 斜” , 断陷和断坡凹陷平 行排列, 盆地呈非对称或 近对称结构 盆地盖层产状变化较大, 断陷中的盖层结构同上, 断坡凹陷中的盖层结构 为向断层方向超覆的 “超 翘型” 图 伸展型断陷盆地在剖面上的基本构造样式 (据漆家福, ) (7 容易包容或调节很大的伸展量; 7 伴随发生后裂陷的热事件和重力均衡作用 7 断层发生前的所有被断开的标志层, 其两盘仍保持相同 的倾角; 87 断层上、 下盘不可能发生滑塌; 7 所有断层大致在相同的时期内活动, 相邻半地堑中的同 断陷沉积是同时代的 (地质时间尺度上的 “同时代” ) ; 7 断层简单旋转使同期的沉积倾向断层方向, 但楔状体向 背离断层方向尖灭; 7 不可能在断层上盘发育滚动半背斜或背斜及断坡盆地; 97 必须发育基底变形带, 而不是 “狭义上” 的拆离面; 7 通常有地震活动; *7 在多米诺式断块体的基底断棱附近, 必然有其他变形机 制存在; 7 多米诺式断层的端部需要转换成铲式断层或由某种其他 的变形机制来调节端部断块体的变形; ;7 很难产生大的伸展量; 7 几何形态受到重力均衡和沉降作用影响 一个伸展型断陷盆地中可以发育有多个平等排列的半地堑凹陷, 如渤海湾盆地中的 早第三纪盆地一般发育 8 个半地堑带。这些凹陷的主边界断层 (基底主断层) 的几何 形态可以根据表 中的前五项标志进行分析和判别。如果凹陷的主边界断层是 由若干同向或相向倾斜的断层组成的断裂带, 有理由认为基底主边界断层为铲式正断 层。特别是当凹陷内部还发育有次级凸起构造带时, 用铲式或坡坪式正断层解释其主边 界断层的几何形态更为合理。这从构造平衡准则出发很容易得到证明。 第五章盆地构造分析 另一方面, 基底主断层的几何形态在盆地演化过程中会发生变化, 从而导致盆地的 构造样式也发生变化。因此, 在应用表 的标志来判别半地堑凹陷的边界断层属 于铲式正断层还是旋转平面式正断层时, 还应从不同时期的盆地结构特征来进行分析。 一般地, 随着伸展作用的渐进发展, 基底主断层有从非旋转一种形式向旋转平面式、 铲 式、 坡坪式等多种形式正断层方向演化的趋势。不同类型的基底主断层及其断陷半地 堑, 所伴生的次级构造 (包括基底次级断层和盖层断层等) 有所不同。从构造组合及连锁 断层系统 () 。 裂陷盆地两侧可能只有一侧发育主边界断层, 另一侧为构造斜坡。即使裂陷盆地发育两 条平行延伸的主边界断层, 多数情况下两条断层的位移也是不同程度的, 往往是相互消 长, 此强彼弱。而主要伸展断层之间发育的构造变换带 (.2,’/2 95’) 在盆地构造演化中 起着十分重要的作用。 构造变换带的概念在 ,8/.251 (;) 将这种 “变换” 应变并使逆冲推覆带收缩应变量 保持守恒或有规律变化的构造要素称为 “变换带”(.2,’/2 95’, 或译为 “传递带” 、“转接 带” 等) 。近些年来, 随着裂陷盆地构造研究的深入, 人们发现裂陷盆地的几何形态沿走 向可发生明显的变化。同一裂陷盆地的不同地段, 其构造样式、 构造位态 (包括主断层的 位置、 产状等) 以及伸展应变量的分配形式等都可能有显著的差异。于是,“变换带” 的概 念很自然地被引入到伸展构造的研究领域中。 第三篇地质构造 图 裂陷盆地主干边界断层及断陷构造的平面展布的几种型式 () 。 图 ;’*,(--.) 提出的变换带构造分类图 伸展 (正) 断层及其末端; 地层倾斜方向; 传递带位置; 传递断层 第三篇地质构造 第四节压陷 (挠曲) 盆地形成的动力学机制 一、 压陷一挠曲作用 我们将在挤压力作用下地壳或岩石圈发生破裂并致使一部分地壳断块体 (或板块) 相对上升, 而另一些地壳断块体 (或板块) 相对陷落成为盆地的构造作用称为 “压陷作 用” 。为了和 “裂陷作用” 相对应, 建议 “压陷作用” 仅限于指尺度较大的地壳断块体之间 的相对位移和变形, 包括断块之间的逆冲作用和挤压引起的地壳中浅层构造层大尺度的 褶皱变形。例如, 大洋岩石圈俯冲到大陆岩石圈之下 ( 型俯冲) 、 一个大陆地壳断块体 (或板块) 上冲到另一个地壳断块体 (或板块) 之上 ( 型俯冲) 以及挤压造成的大尺度的 褶皱变形等等。压陷作用引起地壳或岩石圈的收缩变形。在压陷作用过程中, 地壳断块 体本身也会发生收缩变形, 形成褶皱和逆冲断层。这些变形是压陷作用的进一步体现。 压陷作用使一个 (一些) 地壳断块体 (或岩石圈板块) 上冲到另一个 (一些) 地壳断块 体 (或岩石圈板块) 之上, 下伏的地壳断块体在受到上覆地壳断块体的垂直载荷作用力时 还会发生挠曲变形, 这种构造作用称为挠曲作用 ( 和盆地充填物质之间的密度差, 如果引起的沉降部分被水体覆盖, 等于;, 如 果被沉积物充填, 则 等于; 03 (0 3) (9 3) 式中 ;) (-) 无限延伸弹性板块在线性载荷条件下的挠曲变形形态; () 几个理论参数之间的关系, 纵坐标为挠曲度 与最大挠曲度 之比, 横坐标为水平距离 与挠曲参数 之比; 模型中的弯曲力矩和水平挤 压力为零; 。 注意挠曲凹陷 (盆地) 宽度比连续的无限延伸板块要窄一些, 而前隆高度更大一些 相应的几个特征值分别为 *(* ,) ;*234;* (* ,) 从上述弹性模型的理论分析可以得出以下几点认识 (,) 岩石圈的挠曲作用主要与两个因数有关, 一是载荷力的大小及分布, 一是岩石圈 本身的挠曲刚度。 () 在弹性模型中, 板块的挠曲变形总体特征是一个挠曲凹陷和一个前缘隆起。当 载荷力是一定时, 挠曲盆地 (或凹陷) 的宽度 () 主要与板块的挠曲参数 () 呈正比, 后者 与抗挠刚度 () 、 密度差 ( ) 有关。 () 在其他条件相同时, 半无限延伸板块挠曲作用形成的挠曲凹陷宽度比无限延伸 连续板块挠曲作用形成的挠曲凹陷的宽度更窄些, 而半无限延伸板块挠曲作用形成的前 .** 第三篇地质构造 隆比无限延伸连续板块挠曲作用形成的前隆的幅度更大一些。 用弹性挠曲模型可以很好地模拟洋壳的挠曲作用 (图 ) , 而对于结构复杂的 大陆岩石圈的挠曲作用可能是不适合的。但是, 上述由弹性模型得出的一些基本认识仍 然是适用的。大陆岩石圈可能更适合用粘弹性模型来分析其挠曲作用。与弹性模型比 较, 粘弹性模型的挠曲作用在载荷力不变的情况下板块会随时间而发生应力松弛, 因而 挠曲变形的形态和幅度都会随时间发生变形。 图 横穿马里亚纳海沟的海底地形剖面与理论模型剖面的对比 (转引自 11* 03 ;9*1, AB) ; 除了前缘地区新发育的火山之外, 二者吻合得很好 三、 造山楔动力学 造山楔是指在俯冲带 (通常是 型俯冲) 之上的楔状增生体, 主要由沉积岩层组成。 在来自后方的水平推挤力作用下 (这种力源可能与板块的聚敛运动有关) , 造山楔内部会 发生逆冲褶皱变形和重力滑动, 从而使造山楔内部的结构及应力状态在演化过程中发 生变化, 并对前陆板块的挠曲作用产生重要影响。造山楔对前陆挠曲变形的影响表现在 三个方面 ( 第五章盆地构造分析 与板块 型俯冲作用有关的压陷 (挠曲) 盆地 与 型俯冲有关的压陷 (挠曲) 盆地如图 ) 。对于与中生代以前的造 山带有关的前陆盆地, 要区分是周缘前陆盆地还是弧后前陆盆地有时是很困难的。由于 这两种前陆盆地的板块构造位置的不同, 它们与岩浆弧俯冲杂岩的关系以及盆地基底的 性质可能有所不同。由于板块俯冲, 被动大陆边缘被拖向俯冲带杂岩体之下, 因而周缘 前陆盆地可能更靠近地缝合带, 并且盆地早期沉积物的水深相对深一些, 覆盖在裂陷的 被动大陆边缘之上, 而作为载荷的造山带则可能是先前与 0 型俯冲有关的增生杂岩和弧 前盆地的沉积层。弧后前陆盆地的演化过程可能更长一些, 且靠近陆缘岩浆 (火山) 弧, 因而沉积物中可能有更多的火山碎屑, 而作为载荷的逆冲褶皱带则主要是岩浆弧。 图 ; 周缘前陆盆地与弧后前陆盆地示意图 第五章盆地构造分析 除了上述两种前陆盆地外, 还有一些与造山带不相邻, 但也是大陆地壳压陷挠曲 作用形成的盆地, 陈发景 () 称其为 “挠曲类前陆盆地” 或 “类前陆盆地” 。这种盆地属 于克拉通内部的压陷 (挠曲) 盆地 (表 -09-*41-564/-3 () 提出了前陆盆地系统的概念。前陆盆地 系统 (.*-/012 0341 3A39-B3) 的涵义包括三方面内容 (图 深水 火山沉积的; 基底; 9断裂 ;6 第五章盆地构造分析 图 前陆盆地系统 (据 ) 经修正的前 陆盆地剖面形态的概念模型, 具有逆冲楔顶部带、 前渊带、 前隆带和隆外凹陷带四个构造沉积带, 纵横比 例近似一致。 表示逆冲断层带造成的盆地地形边界, 黑点表示前陆盆地, 斜线区表示褶皱逆冲系 统卷入的先存的冒地斜 (被动大陆边缘) 地层, , 表示位于造山楔中的双重构造, A 表示三角带构造, 一 般位于逆冲楔的尖端部位。注意 造山楔前缘与前陆盆地系统间有大范围的叠置 但是, 并非所有的前陆盆地系统的四个构造沉积带都发育完整。前陆盆地的形态可 以是简单的也可能很复杂 (图 9) , 甚至包含一些发育在逆冲断层上盘的背驮式盆 地, 或前缘隆起被逆冲隆升使隆外凹陷带成为相对独立的类前陆盆地。 B8 第三篇地质构造 图 根据意大利亚平宁地区地震勘探资料解释出的不同的前陆盆地剖面形态 (转引自 /. 推覆体, 远端的薄边缘逐渐超覆在侏罗山基底上。 横向和斜向的逆冲调节构造是由于前陆地区逆冲位移及逆冲构造样式沿走向的变 化而引起的, 因而亦属于逆冲构造系统的组成部分。有些横向或斜向的撕裂断层还具有 走滑正断层的一些特征, 它们是前陆地区在逆冲收缩的同时受到横向引张的体现。 前陆逆冲构造系统中通常存在多个滑脱构造面, 并使构造变形具有分层次的特点。 较深层次岩层的挤压褶皱可以引起较浅层次岩层的逆冲变形。与逆冲断层引起的相关 褶皱变形不同, 逆冲断层是褶皱变形的相关构造, 而这种滑脱褶皱又可以看作是大型滑 脱断层的相关褶皱。另一方面, 渐进式或多次间歇式的逆冲作用可以造成逆冲构造的递 进变形和构造叠加, 形成复杂的构造样式。例如, 在断弯背斜、 双重构造基础上发育蛇头 构造或叠瓦构造等等。随着逆冲构造系统的演化, 后期逆冲变形将早先的前陆盆地沉积 地层卷入变形, 造成前陆盆地向克拉通方向的迁移。 第五章盆地构造分析 第七节走滑盆地形成的构造环境 一、 走滑作用与走滑断层 简言之, 由扭应力或剪应力引起地壳或岩石圈沿着某些构造边界或特定的构造带发 生走滑变形的构造作用, 可以称为走滑作用。其中主要的构造作用型式, 包括沿稳定板 块边界的走滑活动和板块内部一些大型走滑断层的走滑活动。 走滑断层及其分类 走滑作用产生的各种构造变形组合称为走滑构造。走滑断层是走滑构造中最重要 的构造要素。走滑断层 () , 断层面通常是近直立的。走滑断层有不同尺度, 产生于板块构造的不同构造部位。 图 8 7 ;共轭剪切面与最大主压应力的关系 (据 30450, 67) 7 第三篇地质构造 (.) 一词由 -97 (.) 也曾译为捩断层, 指发育于浅层次沉积或变质沉积盖层的横推 断层, 始用于低角度逆掩断层、 辗掩推覆体上盘, 现也用于伸展区。它调节外来体内和边 界的差异位移。 65 走滑断层的位移 根据走滑断层两盘相对位移的方向可分为左行和右行。当观察者站在断层的一盘 而观测到另一盘向自己左侧的位移时称为左行或左旋, 反之称为右行或右旋。左旋也称 442 第五章盆地构造分析 为反时针旋转, 右旋也称为顺时针旋转。 一条走滑断层的位移可以沿走向逐渐减小直至在断层两端的断尖处消失, 也可能将 位移传递到其他方向的断层上。考察单条走滑断层, 如果断层长度的中点处位移最大、 向两端逐渐减小为零, 不难发现断层两侧的断块沿断层走向将发生伸展和收缩变形, 而 且一盘的伸展区域对应于另一盘的收缩区域。断块的伸展变形可能导致地面沉降, 收缩 变形则引起地面隆升, 于是断层的走滑位移就转换成为断层两盘上的升降位移 (图 ) 。这也是走滑作用形成走滑盆地的重要机制之一。 图 走滑断层的位移示意图 和 ’2; (*, 5-) 根据人造卫星影像、 地震资料和构造物理模拟实 验分析了亚洲的断裂分布和性质, 认为其型式类似于刚性体平面挤入塑性体所观测到和 计算出的剪切滑移线场的几何图形 (图 . , , /*) 。纯剪切发生在滑移线上, 两种类型剪 切线, 即和剪切线, 在地质上分别代表右行和左行走滑断层。当滑移线是最大剪切应 力线时, 它们彼此呈直角相交 (图 . , , /) 。 65 第三篇地质构造 图 走滑断层的板块构造环境 (据 ;; 向和 ;; 向两组断裂。此外, 在古亚洲域, 中国板块 和西伯利亚板块相互作用也有大量滑移线产生。实际上在这一地区有多个或多期走向 滑移线场叠加, 造成现今的复杂局面。一些先存的走滑断层在新时期可能得到继承, 也 有的受到改造或发生反转。 32 第三篇地质构造 图 不同形状刚性体, 对刚塑性介质的平面挤入 (据 7 。在地壳深部, 走滑主位移带往往是一条走向稳 定、 线性延伸的走滑主干断层, 向上发散可能与浅层的上述走滑变形中的、 、甚至 等各种破裂面连接在一起构成网状交织的破裂带。 ( 第三篇地质构造 地垒地堑构造、 局部拉分盆地和推挤隆起构造等 (图 ) 。 图 右行走滑断层主位移带 (;) 3. .,,A, 具较高的沉降速率。发育多种沉积相类 型, 在陆上、 海湾、 浅海、 深海都有拉分盆地形成, 通常岩相厚度变化快。沿主边界断层带--1--*;*