伸展断层传播褶皱研究现状

伸展断层传播褶皱是伸展环境中重要的一种褶皱类型,是由于隐伏基底正断层活化向上传播而引起上覆地层发生的弯曲。多年的研究认为这是一种向上变宽的三角形分布式剪切调节过程,断层的上端点限定了三角剪切区的顶点。运用三角剪切的速度模型很好地拟合和描述变形区内物质的运动,三角剪切区的顶角和断层向上传播/断层向下滑移比值（p /s）是控制伸展断层传播褶皱变形过程和几何形态的重要的运动学参数。伸展断层传播褶皱的发育过程可以根据断层是否切穿上覆盖层而划分为两个阶段。在沉积过程中,伸展断层传播褶皱作用对生长地层的几何形态和叠置样式有较强的控制作用。通过对保留的生长地层几何形态的分析,可以确定隐伏基底断层的初始破裂点和断层传播量,并最终重建伸展断层传播褶皱的变形过程。     

塔里木盆地玉北构造带断层特征及其裂缝分析

塔里木盆地玉北构造带形成于加里东中晚期, 主要断裂以挤压逆冲为主, 早期形成断层传播褶皱样式, 断层总体终止于石炭系/奥陶系不整合面之下.该地区奥陶系碳酸盐岩储层易发育断层伴生裂缝和褶皱调节性裂缝, 主要分布在膝褶带和断层传播褶皱区.海西晚期玉北地区断裂重新活动, 仍以挤压为主形成三角剪切样式, 但断层位移量并不大, 该时期玉北构造带基本定型, 储层裂缝易发育在三角剪切变形区.喜马拉雅期玉北地区存在微弱构造变形, 玉北构造带主要受到构造的叠加改造.新生代青藏高原向东的扩张产生北东-南西向的构造应力场, 使得北东-南西向的玉北断裂带具有开启性, 对玉北地区油气调整和聚集会有一定的影响.     

三角剪切断层传播褶皱作用理论与应用

基底断层在沉积盖层中传播所形成的褶皱形态难以用平行膝折褶皱理论进行解释,这在于两者的流变学性质有很大差异。Erslev提出了三角剪切断层传播褶皱理论,认为下伏断层的脆性强破裂变形为向上变宽的三角形分布式剪切所调节,三角形顶点固定于断层端点。Hardy和Ford拓展了这一理论并成功地建立数字模拟模型,Allmendinger进一步建立与完善了三角剪切的正演模型与反演方法。通过运动学模型预测结果与天然构造观察和相似模拟实验结果的对比分析,以及通过一系列力学模型对运动学模型的检验,三角剪切断层传播褶皱理论被证实并获得了广泛应用。对前陆盆地、克拉通盆地和走滑盆地的基底卷入型构造与走滑或斜向滑动构造,都可以应用三角剪切断层传播褶皱理论来分析变形样式及其分布特征。该理论可以有效地预测隐伏断层的初始破裂点、断层传播量与发育部位,已成功地应用于工程地质与地震灾害预报等方面。     

三角剪切断层传播褶皱作用理论与应用

基底断层在沉积盖层中传播所形成的褶皱形态难以用平行膝折褶皱理论进行解释,这在于两者的流变学性质有很大差异。Erslev提出了三角剪切断层传播褶皱理论,认为下伏断层的脆性强破裂变形为向上变宽的三角形分布式剪切所调节,三角形顶点固定于断层端点。Hardy和Ford拓展了这一理论并成功地建立数字模拟模型,Allmendinger进一步建立与完善了三角剪切的正演模型与反演方法。通过运动学模型预测结果与天然构造观察和相似模拟实验结果的对比分析,以及通过一系列力学模型对运动学模型的检验,三角剪切断层传播褶皱理论被证实并获得了广泛应用。对前陆盆地、克拉通盆地和走滑盆地的基底卷入型构造与走滑或斜向滑动构造,都可以应用三角剪切断层传播褶皱理论来分析变形样式及其分布特征。该理论可以有效地预测隐伏断层的初始破裂点、断层传播量与发育部位,已成功地应用于工程地质与地震灾害预报等方面。     

柴达木盆地北缘地区新生代构造特征及变形规律

柴达木盆地北缘地区的新生代构造主要为一系列断层转折褶皱、断层传播褶皱。在邻近祁连山山前的北东背斜带中主要发育规模相对较小、隆升幅度较低的断层传播褶皱和与之相伴产出的突破断层,开始形成于古新世上新世早期;中部背斜带中发育的构造主要为断层转折褶皱和少量断层传播褶皱,开始形成于中新世上新世中期;远离山前的南西背斜带主要发育断层转折褶皱和少量滑脱褶皱,开始于上新世晚期更新世。研究区的台阶状逆断层及其相关褶皱是由祁连山山前向盆地按照一定的序次、以背驮式渐次扩展的,这个扩展过程自古新世一直持续到现在。     

一个典型剖面的构造特征分析

断裂带上盘岩石的褶皱变形程度随距底板断层距离的不同而有规律的变化,即愈靠近底板断层,褶皱变形愈强烈,从而在剖面上呈现明显分带性.褶皱的形成与断裂活动有关,底板滑脱断层、底板逆冲断层和次级逆冲断层的滑动导致不同形态特征褶皱的形成,其中滑脱褶皱和断层传播褶皱典型,褶皱和断层在剖面上构成以逆冲顶板双重构造.     

徐州新山构造特征及成因分析

新山位于徐州市北郊,地处徐-宿薄皮型逆冲系统的中部锋带,NNE与NE向构造转折部。基于研究区野外实际观测,结合区域地质资料分析其构造特征及成因,认为印支末期至燕山早期太平洋板块向华北板块俯冲形成新山NE向逆冲断层、倒转褶皱与层间褶皱的组合,而层间褶皱则形成于强烈挤压背景下逆冲断裂导致地层间的右旋剪切。     

斜向逆冲断层相关褶皱的正演模型与实例分析

斜向逆冲作用在自然界普遍存在,研究斜向逆冲断层相关褶皱的构造几何学特征,识别断层相关褶皱是否存在斜向逆冲有重要意义。文章采用Trishear 4.5、Gocad以及Trishear3D软件构建一系列不同滑移量的断层转折褶皱和断层传播褶皱的二维正演剖面,通过连接一系列不同排列方式的二维剖面建立了三种不同逆冲滑移方向的断层转折褶皱和断层传播褶皱的假三维模型,通过不同假三维模型的比较分析来探讨斜向逆冲断层相关褶皱的构造几何学特征。研究发现,斜向逆冲断层相关褶皱区别于正向逆冲断层相关褶皱的特征主要有两点：① 正向逆冲断层相关褶皱层面等高线图上的最高点与后翼等高线中点的连线以及水平切面上的核心点与后翼中点的连线方向均与断层走向垂直,而斜向逆冲断层相关褶皱的最高点以及核心点与后翼中点的连线方向均与断层走向斜交,并且最高点与后翼等高线中点的连线方向或者核心点与后翼中点的连线方向均与逆冲滑移方向一致;② 在褶皱平行断层走向纵剖面上,正向逆冲断层相关褶皱各个层面最高点的连线是直立的,而斜向逆冲断层相关褶皱各个层面最高点的连线发生倾斜。通过这两个特征可以判别褶皱是否存在斜向逆冲以及逆冲的方向。将模型分析结果运用到四川盆地西南部三维地震勘探资料所覆盖的邛西背斜和大兴西背斜的实例中。研究结果表明,两个背斜均存在右旋斜向逆冲,逆冲方向与各自断层走向的夹角均为70°左右,邛西背斜和大兴西背斜的逆冲方向分别是NE79°和NE77°左右,这与龙门山南段晚上新世以来的主应力方向以及反演的汶川地震最大主应力方向一致。     

内蒙古大青山地区构造特征与成矿关系

内蒙古大青山地区的临河-集宁断裂带是华北板块北缘的一条重要断裂带,它主要由韧性剪切带、韧脆性剪切带和推覆构造等构成.推覆构造自南向北可分为叠瓦逆冲推覆构造带、紧闭褶皱一逆冲断层变形带、宽缓褶皱-断层转折褶皱带、滑脱褶皱-断层传播褶皱带等4个变形带.断裂带从韧性到脆性表示了其出露深度不同,并有由南到北活动强度逐渐减弱的趋势.该区主要分布有以金为主的多金属矿床和以煤、大理岩为主的非金属矿床.区内金多金属矿床多与韧性剪切带有关,断裂构造为金属矿床的形成提供了空间,也是成矿物质的通道.研究指出了该地区的找矿前景与方向.     

准噶尔盆地南缘中段深层构造变形特征及构造转换关系

准噶尔盆地南缘属于环青藏高原盆山构造系统的一部分,受新生代以来青藏高原远距离构造传递作用的影响,深部构造期次多,变形十分复杂,地震剖面成像品质很差,导致对其构造变形特征和变形机制的认识存在争议,对横向构造转换关系和纵向构造传递过程方面的研究甚少。本文采用最新宽线地震资料,运用断层相关褶皱变形方法分析了准噶尔南缘中段霍玛吐背斜带中-深部隐伏构造变形特征;通过构造样式、变形强度对比与分析,阐述了霍玛吐背斜横向转换关系;在构造建模与精细解释的基础上,利用平衡剖面和构造正演模拟方法,分析了其构造演化过程,并阐述了纵向构造传递过程。分析认为,霍玛吐背斜带深部主要发育低幅度断层转折褶皱,中部发育复合型构造三角楔,并伴生有次级褶皱调节断层及小型反冲断层;浅部发育断层传播褶皱;横向上主要表现为构造样式相近、构造变形强度发生此消彼长的构造转换关系;纵向上表现为侏罗纪—中新世的低幅度构造变形,并以前展式向盆地方向发生构造挤压传递,上新世经强烈逆冲挤压,形成复合构造三角楔及派生的突发构造,后经强烈挤压逆冲,在浅部形成断层传播褶皱,并使山前带被强烈推举地表,遭受剥蚀。     

库车再生前陆盆地冲断构造楔特征

库车再生前陆盆地冲断构造楔由一系列向南运动的逆冲断层和相关褶皱组成。冲断楔的北部以断层转折褶皱、断层传播褶皱、双重逆冲构造为主。断层楔的前缘发育了很好的滑脱膝折背斜,全为盲断层控制,形成隐蔽式前锋。冲断层的就位从中新世开始,自北向南迁移,前锋的构造形成在第四纪。造成逆冲断层的地壳水平缩短作用速度在中新世较慢,平均为0．355mm/a,上新世中期达0．82mm/a,而到上新世晚期和第四纪速度增大了约一个数量级,达到1．29－3mm/a。     

准噶尔盆地南缘褶皱-逆冲断层带分析

讨论了与准噶尔盆地南缘褶皱-逆冲断层带有关的4个问题。(1)准噶尔盆地南缘褶皱-逆冲断层带具有纵向分带、横向分段和垂向构造分层的特征:纵向上由南至北可分为逆冲推覆构造带、基底卷入褶皱-冲断带和滑脱型褶皱-冲断带三个带;横向上,基底卷入褶皱-冲断带从西至东按横向调节带分为5个段,构造特征表现为反冲断层从不发育到向南反冲的位移逐渐增大、反冲断层所滑脱的层位亦逐渐加深;滑脱型褶皱-冲断带以红车断裂为界划分为西段和东段,西段构造运动弱,构造变形具双层结构;东段构造运动较强,发育大型冲向后陆的反向逆冲断层,构造变形多具有3层结构。(2)逆冲断层-褶皱类型按其形成机制分为基底卷入型冲断-褶皱、滑脱型冲断-褶皱以及基底卷入-滑脱混合型冲断-褶皱3大类,其中,基底卷入型冲断-褶皱的特征是褶皱作用发生在逆冲断裂之前,而滑脱型冲断-褶皱以冲断和褶皱同时或冲断层先于褶皱形成为特征。(3)本区存在横向和纵向传递带。横向调节带一般分布于基底卷入型褶皱-冲断带,主要为左旋走滑断层;纵向传递带分布于滑脱型褶皱-冲断带,以逆冲断层系斜列分布和位移纵向斜列传递为特征。(4)褶皱-冲断带形成的主控因素主要有:近南北向的水平挤压作用,上新世末—早更新世末和晚侏罗世末发生的构造变形以及古近系、下白垩统和下—中侏罗统发育的三套异常高压泥岩层相关的滑脱作用。     

断层转折褶皱剪切裂缝发育模式探讨

围绕库车前陆盆地内某典型断层转折褶皱剖面,实测统计该剖面不同构造部位的剪切裂缝,分析断层转折褶皱中剪切裂缝的发育规律,进而建立断层转折褶皱剪切裂缝的发育模式。统计结果表明,研究区剪切裂缝有2种类型,一类是与岩层面高角度相交的高角度缝,广泛发育在构造各个部位;另一类是与层面近于平行的顺层裂缝,主要发育在断层面附近,并随岩层的变形,产状发生改变。远离断层面,剪切裂缝发育程度整体上呈减小趋势,下盘裂缝发育强度的减小大于上盘,上盘裂缝发育强度整体大于下盘。褶皱内层剪切裂缝较外层发育,褶皱两翼裂缝发育强度大于褶皱枢纽。断层产状的改变,会引起上盘运动状态的改变,使得在上盘活动轴面附近出现应力集中,局部剪切裂缝发育强度出现增大现象。断层转折褶皱剪切裂缝的发育模式可以分为3个阶段,断层形成前主要发育与层面高角度相交的区域性剪切裂缝;断层形成初期,断层面附近两盘牵引变形不明显,上盘穿过断坡下部破折点处活动轴面的部分会产生新的剪切裂缝,即与岩层高角度相交剪切缝和与断层面低角度相交剪切缝;牵引构造明显时,断层面附近两盘弯曲部位会产生顺层剪切裂缝,两翼的裂缝发育强度大于枢纽。      

尼日尔三角洲盆地深水区逆冲构造演化特征

关于尼日尔三角洲盆地陆坡深水区的逆冲构造,其逆冲背景下的构造演化阶段及古地貌变迁特征,是一个需要深入研究的问题。以尼日尔三角洲盆地某深水研究区为例,基于三维地震资料解释,识别了3个关键界面和4种构造样式,将新生界划分为3个超层序,进一步分析了SSQ_1超层序内部的泥岩滑脱面;厘定了中新统逆冲构造的演化阶段,并分析了不同阶段内的地貌特征。形成于构造活动期的超层序(SSQ_3)可进一步划分为3个三级层序,自下而上依次由逆冲断层、泥底辟和披覆沉积所主控,对应3个不同的构造演化阶段:①逆冲断层主控阶段。在重力滑脱作用下,逆冲断层沿不同深度滑脱面发育,所产生的位移差导致构造变换带内地层受到剪切应力而发育撕裂断层,其走向与逆冲断层近垂直;剪切破裂面的存在使地层抗应力强度大幅降低,在地层超压作用下,构造变换带内沿撕裂断层发育泥底辟褶皱;顺陆坡倾向搬运的重力流沉积物受到逆冲相关褶皱阻挡而发生沉积,导致重力流岩性圈闭集中分布于逆冲断层上盘的地貌低部位。②泥底辟主控阶段。在差异负荷作用下,塑性超压泥岩向逆冲相关褶皱与撕裂断层相关褶皱核部集中,形成大型滑脱褶皱;泥岩的塑性变形主要发生在由不同深度滑脱面所限定的地层单元内;滑脱褶皱的存在使其两侧形成了沿陆坡倾向展布的地貌低部位,并成为重力流储层发育的有利场所。③构造平静阶段。构造活动明显减弱,在填平补齐作用下地貌逐渐趋于平缓。     

准噶尔盆地南缘独山子—安集海地区构造变换特征

挤压地区的构造变换可定义为挤压构造变形中区域上保持缩短量守恒或者有规律的变化而产生的调节构造,应该对褶皱-逆冲断层带作为一个整体来考虑构造活动的变化.它又可以分为纵向和横向传递带两类,褶皱冲断带中分段构造的产生是通过走滑断层形式的横向传递带来完成的.独山子-安集海地区主要是通过铲状等逆冲断层主控的断展褶皱、冲起构造、构造楔入体形成南翼缓北翼陡的背斜.造成该区变形分区的主要原因主要有沉积层厚度的变化、造山带作用程度和作用方式、滑脱层的展布层位.     

内蒙古中部大青山地区推覆构造系统及与断层相关的褶皱

对内蒙古大青山地区西部推覆构造及与断层相关的褶皱的研究表明，大青山构造系统自南向北分为根部逆冲推覆岩席带、中部斜歪倒转褶皱一逆冲断层带和前缘断层相关褶皱带，变形强度由根带向前缘带逐渐减弱，前缘带发育典型的断层转折褶皱和断层传播褶皱。推覆构造运动方向由SSE向NNW推覆，主要形成于中侏罗世末期，推覆距离达10～20km，其形成可能与鄂霍次克洋在燕山期的闭合有关。     

塔里木盆地吐木休克断裂带的研究

研究区位于塔里木盆地的西部 ,以吐木休克断裂带为界将研究区划分为巴楚断隆和阿瓦提凹陷两个构造单元。在对吐木休克断裂带的几何学、运动学特征研究的基础上 ,指出该断裂带是沿着断层传播褶皱或断层转折褶皱轴面形成的右行逆冲走滑断裂带 ,对早期构造主要起破坏作用 ,它控制了巴楚断隆和阿瓦提凹陷的形成和发展。吐木休克断裂带的出现与印藏碰撞的远距离效应有关 ,其形成开始于老第三纪 ,至今仍处于活动状态     

库车新生代构造性质和变形时间

库车构造位于南天山古生代碰撞造山带之南,为塔里木盆地最北的一个构造带。它自北而南可分为边缘逆冲（ 隐伏构造楔） 、斯的克背斜带、北部线性背斜带、拜城盆地、南部背斜带。每个背斜带又包含有若干逆冲断层相关褶皱,它们是断层转折褶皱、断层传播褶皱、滑脱褶皱、断层传播 滑脱混生褶皱、双重逆冲构造、突发构造、三角带构造。底部逆冲断层向南变浅,堆叠逆冲岩席向南变薄,总体上形成一个向南的逆冲构造楔。逆冲断层在斯的克背斜带侵位最早（２５ Ｍａ） ,在北部线性背斜带为１６９ Ｍａ,拜城盆地中的大宛其背斜为３６ Ｍａ,南部背斜带为５３ Ｍａ（ 北部） 和１８ Ｍａ（ 南部） ,变形作用向南变新。库车构造是印 藏板块碰撞的内陆构造响应,是二叠纪前陆盆地复活而成的再生前陆盆地变形带     

河北东北部兴隆煤田区逆冲构造的特征及其区域构造意义

兴隆煤田及邻区的逆冲构造系基底卷入变形的厚皮逆冲构造,并具有典型的断坪-断坡式几何学结构.断层上盘逆冲方向指向NNW,沿着主干逆冲断层发生的倾向位移量约为13.1 km,逆冲断层及相关褶皱变形所造成的局部表层地壳缩短率约32.3%.对兴隆逆冲构造的几何学结构、运动学性质及其地层效应的分析表明,在申家胡同到黄土梁近东西向一线以南的区域,寻找到因逆冲断层作用导致的隐伏煤田的可能性是极小的.主干逆冲断层上、下盘地层大面积陡立乃至倒转的特征,更容易用断展褶皱,尤其是三角形剪切断展褶皱模型做出合理解释.该逆冲构造主要逆冲断层的上、下盘盖层岩系不整合于基底结晶变质岩系之上,地层序列发育完整而且可以一一对应,不存在沿着相对软弱层发育的大规模逆冲断层之断坪,因此,将该逆冲构造作为区域上承德逆冲构造的根带是不合适的.     

断层相关褶皱的三维构造几何学分析:以川西三维地震工区为例

现有的断层相关褶皱理论均基于平衡剖面原理而建立的二维几何学模型。所谓的假三维模型则是通过一系列的二维剖面复合而成的,真正意义上的三维断层相关褶皱理论尚未确立,仍然处于探索阶段。本文采用Trishear 4.0和GoCad软件,分别构建一系列不同位移量的断层转折褶皱和三剪断层传播褶皱的二维正演剖面,将这些正演剖面按照一定的线性位移梯度平行排列,从而建立起断层转折褶皱和三剪断层传播褶皱的假三维理论模型并加以分析和讨论。进而选取川西南盆地中三维地震勘探所覆盖的邛西断层转折褶皱和盐井沟断层传播褶皱,作为真三维实际解释模型的两个实例。研究表明,邛西背斜是一个典型的剪切断层转折褶皱,盐井沟背斜是一个典型的三剪断层传播褶皱;断层相关褶皱的假三维理论模型与实际解释模型的对比分析,可以看出沿背斜走向的位移梯度是控制三维构造几何学特征的基本因素,然而自然界断层面几何学的复杂多变以及岩层力学性质的各向异性,是造成断层相关褶皱真三维理论模型难以建立的主要原因。