造山带逆冲推覆构造研究的主要新进展

造山带逆冲推覆构造研究是造山带研究中最为重要的课题之一。造山带外带即前陆褶皱冲断带(主要发育盖层冲断推覆体,一般遵循薄皮构造变形规则)与造山带内带(主要是基底褶皱推覆体,呈现厚皮构造变形规律)结晶逆冲推覆构造的几何学、运动学特征存在较大差异,二者形成机制也不相同,但其间仍有紧密的联系。近20年来造山带逆冲推覆构造研究的主要新进展为:①前陆褶皱冲断带逆冲断层及其相关褶皱的几何学特征分析已趋定量化,对其组合类型与演化时序有了更全面的认识,且对前陆褶皱冲断带的发展演化模式取得了新的共识,即遵循临界库仑楔模式;②平衡剖面技术在前陆褶皱冲断带的应用已从二维平衡与复原演进到三维平衡与复原,且日渐计算机化;③对造山带内带结晶基底逆冲推覆构造的主要类型(C型与F型逆冲岩席)及其特征已有较深的理解;④对前陆褶皱冲断带与结晶基底逆冲构造的相互关系及其形成演化模式有了新认识。目前造山带逆冲推覆构造研究过程中存在的主要问题为:①造山带内带结晶逆冲推覆构造的研究比较薄弱;②造山带晚期走滑构造及伸展构造的叠加与改造使得造山带内结晶逆冲推覆构造更为复杂化,致使其研究难度加大;③全面、精细的造山带深部地球物理资料较缺乏;④造山带内结晶逆冲岩席变形变质历史与超高压变质岩的形成机制及折返过程之间的关系尚未揭示清楚。在今后研究过程中应加强对上述问题的深入研究。     

浅部滑脱层沿走向的厚度与性质差异对变形影响的物理模拟研究:对乌什和库车褶皱冲断带的启示

在褶皱冲断带的构造变形中,滑脱层是影响变形的主要控制因素之一。塔里木盆地北缘的乌什和库车褶皱冲断带的构造变形主要受到深浅两套滑脱层的控制,且浅部滑脱层沿走向存在厚度和性质差异。本文采用物理模拟研究方法,结合乌什和库车褶皱冲断带的地质背景,设计了4组实验模型,研究双滑脱层模型中浅部滑脱层沿走向的厚度与性质差异对褶皱冲断带变形的影响。实验中用微玻璃珠模拟页岩、泥岩等脆性滑脱层,用硅胶模拟盐岩、膏盐岩等韧性滑脱层。实验模型共铺设两套滑脱层,其中基底滑脱层为均匀分布的脆性滑脱层,而浅部滑脱层沿走向存在厚度和性质差异。实验结果表明:在双滑脱层模型中,浅部滑脱层沿走向的厚度与性质差异对褶皱冲断带的构造变形及楔体坡度值具有重要的控制作用。具体表现为:①当浅部滑脱层沿走向存在厚度差异时,浅部滑脱层较薄一侧的变形制约较厚一侧的变形传递,导致模型整体变形前锋的传递距离较近,且模型两侧的变形前锋的扩展范围基本一致。较薄一侧的断层发育数量明显比较厚一侧的数量多、间距小,且楔体坡度值自较薄一侧向较厚一侧逐渐减小。②当浅部滑脱层沿走向存在性质差异时,浅部脆性滑脱层一侧表现为上下一体的变形,而韧性滑脱层一侧表现为上...     

雪峰山陆内造山带变形特征及挤压推覆-伸展滑脱构造的物理模拟

本文分析了雪峰山陆内造山带的变形特征,认为雪峰山造山带是在克拉通边缘裂陷槽基础上发育起来的,历经了加里东陆缘褶皱始造山、印支一早燕山陆内褶断主造山、晚燕山一早喜马拉雅陆内盆后(重)造山等过程而最后定型的.中生代以来,岩石圈向西北的俯冲,地壳层次向西挤压产生基底滑脱、推覆增厚,进而在松弛伸展过程出现山链两侧双极性的重力滑脱.在分析变形特征的基础上,对本区的挤压推覆-伸展滑脱构造进行了物理模拟实验,实验表明,来自于SE方向的挤压作用是产生大规模的推覆-滑脱构造的动力来源.在后期的应力松弛阶段,产生伸展滑脱构造.     

桐柏-大别碰撞造山带大型推覆-滑脱构造及其演化

桐柏-大别山是从志留至三叠纪连续发展演化的碰撞型造山带,以大规模推覆-滑脱构 为特征,推覆距离可达140km。造山带可分为超叠陆壳、混杂岩片及俯冲陆壳三个构造单元。地层对比、同位素年龄及变形分析可追溯其演化史:晚元古代泛中国板块解体;志留纪末期,古特提斯洋壳俯冲消减;石炭纪时,扬子与华北板块碰撞,陆间俯冲开始,华北板块推覆到扬子板块北缘之上;三叠纪末,形成前陆褶冲带;侏罗-白垩纪以来,造山带收缩隆起,伴随岩浆活动,大型走滑断裂及断陷盆地。     

底部滑脱层流变性和厚度变化对褶皱冲断带影响的数值模拟

滑脱层是影响褶皱冲断带的第一因素。为了探讨底部滑脱层流变性和厚度变化对褶皱冲断带的影响,本文通过二维有限差分软件FLAC开展了数值模拟研究。常见的泥岩滑脱层具摩擦性质,此类冲断带采用弹塑性模型;而盐岩滑脱层具蠕变性质,此类冲断带则采用黏弹塑性模型。结果表明,底部滑脱层流变性以及厚度对冲断带的变形影响很大。当滑脱层为泥岩时,发育典型的叠瓦状构造样式,变形序列为背驮式向前扩展的有序序列。而当滑脱层为盐岩时,发育背、向斜相间排列的侏罗山式构造样式,并以无序序列演化。底部滑脱层厚度的变化,对泥岩滑脱层的冲断带而言,主要改变其表面坡角,对构造样式和演化序列影响不大;但对盐岩滑脱层的冲断带影响很大,不管滑脱层最厚的地方分布在后陆还是前陆,变形都会最强烈,地表凸起最高。从后陆向前陆加厚的盐岩滑脱层结合由后陆向前陆略为减薄的上覆地层可产生罕见的后冲、后展式演化序列。这些变形的差异主要是由于盐岩比泥岩具有小得多的剪切强度所致。     

库车前陆冲断带西部却勒盐推覆体变形特征分析

库车前陆冲断带西部发育中国最好的地表盐构造,可作为盐构造研究的天然实验室。前人对本区盐构造的研究主要集中于地下,包括地下盐构造样式的识别、地下盐构造分段性研究及盐构造形成机制研究等,而对于地表盐构造的研究相对较少。文章在前人研究的基础上,通过详细的野外填图,并辅以地震解释、遥感解译等方法,对库车前陆冲断带西部却勒盐推覆体变形特征进行分析,认为却勒盐推覆体的发育受控于却勒逆冲断层,库姆格列木群盐岩随逆冲断层出露地表。盐推覆体在东西向上构造差异较大,具有明显的分段性,在推覆体的中、西部,推覆体上盘地层发育齐全,盐岩仅沿推覆体逆冲前缘出露地表,属于典型的露趾增生型盐席;而在推覆体东部的察尔汗盐席处,盐上地层被剥蚀,盐岩出露地表后在重力的驱动下向周缘流动,属于溢流增生型盐席。察尔汗盐席受地表径流和降水作用影响明显,发育大量溶洞和盐山构造,并以"脉动流"的形式向前增生。盐内能干层的变形特征是反映盐岩流动性强弱的指标,盐推覆体东部察尔汗盐席盐内能干层变形样式更复杂,盐岩的流变性更强。缺少厚层顶板的限制和受降水及地表径流的充分影响是察尔汗盐席盐岩流变性较强的原因。     

试论龙门山逆冲推覆作用的沉积响应─—以成都盆地为例

本文根据现今龙门山前陆盆地（成都盆地）沉积特征和龙门山冲断带第四纪以来的逆冲推覆事件，研究了龙门山逆冲推覆作用对成都盆地沉积的控制作用和成都盆地沉积对龙门山逆冲推覆作用的响应，总结了龙门山冲断带逆冲推覆作用的沉积响应模式和地层标识，为研究龙门山冲断带地质演化提供了新的思路和方法。     

龙门山褶皱冲断带南北分段性与汶川地震的关系

龙门山褶皱冲断带位于青藏高原东缘与四川盆地之间,中生代以来主要经历了晚三叠世和新生代两期重要的地壳缩短变形,形成了典型的逆冲推覆构造带.龙门山的形成和演化与青藏高原隆升以及地震活动有着密切的关系,因此龙门山褶皱冲断带南北两段的差异性被众多学者所关注.文章在前人工作的基础之上从3个角度来阐述龙门山南北两段的差异性:1)地质调查和地震反射剖面解释表明,晚三叠世龙门山北段变形强烈而南段变形不明显,南北分段格局就此形成;2)汶川地震同震地表破裂的差异,北段以右旋斜向逆冲为主,南段则主要以逆冲为主.兼有少量的走滑分量;3)同震断裂的三维构造建模揭示出,同震断层的三维几何形态同样存在南北差异,北段同震断层只有一条且不能向下延伸至深部的主滑脱层,而南段同震断层有两条分支,二者在大约10km的深度合并成一条,并向下延伸至约17km深度与主滑脱层相连.因此,认为汶川地震同震破裂的南北分段性是由于晚三叠世龙门山先存的南北构造差异性所引发的.     

基于粒子成像测速(PIV)技术的褶皱冲断带砂箱构造物理模拟研究

在前人对褶皱冲断带的研究基础上,为进一步深入分析对比滑脱层数量、强度、深度等对褶皱冲断带的制约,设计了6组砂箱模拟实验,并运用粒子成像测速(PIV,Particle Image Velocimetry)技术的实时监测,计算出各阶段模型剖面上的速度场和涡度场,对褶皱冲断带的运动学过程和变形机制进行详细刻画和定量分析。实验结果表明,滑脱层的强度和深度均制约着褶皱断层的构造演化,滑脱层的强度越小,其上覆地层中的变形传播越远,滑脱层深度越深,对整个构造样式更具有控制作用,变形也就传播得更远。以微玻璃珠组成的滑脱层主要产生前展型逆冲叠瓦式构造,上部推覆体前缘水平位移较快;以硅胶组成的滑脱层上部形成叠瓦式构造,下部形成冲起构造,上、下两部分具有明显的分层变形特征。PIV监测结果显示,当上盘速度骤停,并且前缘涡度值骤降时,断坡形成并发展成断坪-断坡组合构造样式;下一条断层以相同方式在前缘形成,从而使褶皱冲断带向前陆方向扩展。将实验结果与龙门山南段褶皱冲断带进行了对比分析,得到了较好的印证。