对逆冲断层一些普遍观念的质疑──以美国西部科迪勒拉及中国华北的野外研究为例(英文)

在过去的25年里,由于许多原因,作为最常见、分布也最广泛的地质构造形迹之一,逆冲断层成为倍受关注的科学研究主题。文中指出,关于逆冲断层及其几何学特征的许多普遍认识（或观念）,并不像以往文献中所阐述的那样简单。其中之一的"薄皮"冲断构造是受地层控制的,极少有或者没有结晶基底物的卷入。文中主张,"薄皮"一词只有逆冲板片的几何学形态含义,而不应包含地层意义,并列举了一些完全由结晶岩石所构成的薄皮逆冲构造的例子来说明这一主张。近来,逆冲双重构造成为构造文献中的热点。关于逆冲双重构造的成因,引用得最多的是1982年Boyer和Elliot在其重要论文"逆冲断层系统"中所作的解释。他们认为,双重道冲构造是通过在冲断坡底部发生下盘破裂。新生断裂不断向前扩展并进入先存断层下盘的一系列变形过程中逐渐形成的。根据Boyer和Elliot提出的这种变形过程,将形成一个具有平面状顶板断层的边冲双重构造,这个顶板断层只在活动断坡的顶部是主动向前扩展的。依笔者之见,在实际的构造变形当中,是不可能具备形成平顶过冲双重构造的地质条件的。而能对平顶过冲双重构造形成作出最好解释的是反序（out－of－sequence,OOS）边冲断层的发育,即断层向着主冲断层的后方发展,在先存道冲构造的上部?     

中国东部油气区逆断层成因类型

中国东部油气区逆断层有四种成因类型:1.走滑断层诱导型逆断层;2.重力滑动型逆断层;3.先张后压转化型逆断层;4.流体推挤型逆断层。本文着重论述了各类逆断层的赋存状态、演化规律及形成机制,并认为与其变形相关的正牵引背斜、挤压断块等伴生构造圈闭是最有利的含油气构造。     

曼洞断层与牛角塘断层的主要特征及两者关系探讨

曼洞断层是燕山期形成的且具有多级断坪和断坡的逆冲断层,也是贵州东南部规模最大的逆冲断层,在其形成的早阶段,以加里东期形成的牛角塘断层的ＮＥ段为滑动面,自ＳＥ向ＮＷ逆冲,形成逆冲断层;晚阶段,牛角塘断层的ＮＥ段则成为期上盘走滑断层的走滑面,并与牛角塘断层的ＳＷ段连为一体,形成ＮＥ－ＳＷ向的走滑断层,同时切割曼洞断层。     

内蒙地轴南缘盖层中逆冲断层的样式及形成机制

内蒙地轴南缘盖层中,发育了多种样式的逆冲断层,如叠瓦式、背冲式、对冲式和楔冲式.这些逆冲断层都发育在基底断裂控制的断陷盆地边缘,并向盆内逆冲。形成发育的过程是:区域拉伸、基底断裂活动和断陷盆地发育→区域挤压、盆缘逆冲断层发育→盆缘进一步隆起、逆冲断层进一步发育。所以区域拉伸和挤压、断陷盆地的发育和盆缘逆冲断层的活动三者密切相关。逆冲作用主要发生于燕山运动时期。     

不同组合形式叠瓦状逆断层地应力分布规律研究

叠瓦状逆断层是地壳中分布的主要断层组合形式之一。为了揭示地质演化过程中不同组合形式下叠瓦状逆断层间地应力分布规律,采用大型物理模拟手段,以龙门山地区的地质构造为背景,研究了两条平行叠瓦状逆断层和在其间与之相交的断层组合形式下地应力分布和变化规律。取得的主要认识如下:（1）对于研究区仅分布两条平行的叠瓦状逆断层,构造挤压方向与它们的走向垂直的情况,靠近构造挤压端的断层会首先发生失稳破坏,较大的局部应力释放会使地壳内部整体应力有所降低,但在下伏断层的深部会出现应力的突然升高;（2）对于研究区不仅分布两条平行的叠瓦状逆断层,而且在两条断裂之间存在一条与它们垂直的逆断层,构造挤压方向与叠瓦状逆断层垂直,叠瓦状逆断层附近浅层地应力变化较早,地壳易沿叠瓦状逆断层首先失稳活动,进而带动所夹逆断层的地应力发生调整;（3）对于研究区不仅分布两条平行的叠瓦状逆断层,在其间夹着走向与它们垂直的逆断层,构造挤压方向与叠瓦状逆断层斜交情况,地壳易沿所夹断层首先失稳活动,进而触发叠瓦状逆断层地应力变化;（4）仅存在叠瓦状逆断层,地应力分布较为均匀;叠瓦状逆断层间夹逆断层的情况下,在断层端部和几条断层交汇部位出现了应力集中现象。该问题的研究对区域稳定性评价和地震预测具有一定的指导意义。     

塔西北柯坪剪切挤压构造

塔里木西北的柯坪地区存在着再变形的逆冲岩席。研究表明塔里木盆地西北边界断层－阿合奇断层为一巨型左行走滑断层。它在新生代的总走滑量达３０４ｋｍ,具有与塔里木盆地东南边界阿尔金断层相同量级的走滑量。阿合奇断层与阿尔金断层造成了阿合奇－西昆仑－西南塔里木－阿尔金断层剪切挤压构造系统。     

准南逆冲褶皱带超压与逆冲断层持续活动

天山北缘准南地区的褶皱带为自新生代以来一直持续活动的逆冲构造带,由于逆冲断层的持续活动,形成了现今断层和相关褶皱。钻井资料显示,准南逆冲褶皱带内的超压层主要发育在古近纪安集海河组泥岩和紫泥泉子组泥岩之中,而该泥岩同时又成为逆冲断层发育的主滑脱面。通过多年来对准南地区地面地质调查、二维地震和三维地震资料的解释以及钻井证实,我们统计出准南逆冲褶皱带现存的逆冲断层倾角分别集中在两个区间: 30±5°和50±5°区间。应力分析表明,在持续挤压应力作用下,超压层(泥岩、页岩和煤系地层)中和超压层之下地层中发育的早期逆冲断层与晚期最大主压应力之间的夹角处在30±5°之间时,作用在断层面上的最大主应力与最小主应力比达到最小值,因此该断层最容易再次活动,形成最大的流体压力,因而断层周围的流体就会沿着最大主应力方向发生流动,断层本身就会成为流体运移的主要通道; 而早期逆冲断层与晚期最大主压应力之间的夹角处在50±5°之间时,作用在断层面上的最大主应力与最小主应力比较大,断层重新活动所需要的流体压力较高,导致断层作为流体运移的通道因被挤压而闭合。应力分析和钻井实测应力均指出,准南逆冲褶皱带发育的超压为挤压构造应力形成的超压。这些研究表明,准南逆冲褶皱带的逆冲断层持续活动,导致早期发育的断层在晚期应力作用下,断层倾角聚集在两个优势区间,油气沿最大主压应力方向运移,聚集油气则沿断层滑动面发育形成构造超压,导致该区域油气长期处于运移与聚集的动平衡状态。     

试论断层分类

对传统的根据断层两盘相对运动方向的形态分类提出补充意见,它们应该包括:(1)正断层;(2)逆断层;(3)平移断层;(4)水平断层;(5)垂直断层;(6)开口断层。同时提出原生断层与借生断层,真正断层与视正断层等新概念及其分类。     

碎裂断层岩与碎裂作用机制--天然与实验证据

越来越多的证据表明,碎裂断层岩可产在收缩或挤压条件下形成的逆断层或剪切作用产生的走滑断层构造中。本文根据我国三个不同地区断层构造实例,阐述了实验碎裂断层构造岩的形成环境与条件,并进而应用于天然断层构造岩的成因分析。本文研究的天然断层带包括：华北克拉通北缘的一条低角度正断层（Ｌａｎｆ）、胶东半岛蓬莱金矿区的一条高角度逆断层（Ｈａｒｆ）和阿尔金山系内部的一条分支走滑断层（Ｓｓｆ）。区域地质环境资料（构造热演化、伴生矿物组合、充填脉状物质流体包裹体资料及变形碎屑内微变形双晶与变形纹的存在）证实这三条断…     

逆断层区构造煤形成机制及分布规律的数值模拟

采用FLAC2D数值模拟分析软件,通过流变模型和摩尔库仑弹塑性模型转换技术,研究了在水平构造应力作用下,逆断层运动过程中断层区域塑性破坏区的分布及变化规律,进而揭示了逆断层区构造煤的形成机制和分布规律。结果表明,逆断层区域的塑性破坏区域在距离断层一定范围内分布,随着远离断层而减小,且断层上盘构造煤的发育程度和范围大于下盘。研究成果可为断层区域煤与瓦斯突出防治提供借鉴。      

逆断层地裂缝在黄土中破裂扩展的数值模拟

隐伏地裂缝在黄土中的扩展机理,其影响的范围、程度等问题,都是城市工作者所广泛关注和亟待解决的重要问题。为了研究黄土中逆断层地裂缝的扩展机理和扩展特征,参照正断层大型物理模型试验,利用数值模拟的方法,建立了三维数值分析模型,进行了黄土中逆断层的扩展机理研究。研究表明,隐伏逆断层地裂缝活动时,在地裂缝的上端,土体单元受到拉、压、剪的共同作用,裂缝很快被贯通,因而在其上端形成了破裂区,但向两侧的扩展有限;地裂缝的下盘在地裂缝活动时,受到的影响较小,即逆断层主要影响地裂缝的上盘,而对下盘影响甚微;同时,逆断层的影响范围和深度都明显小于正断层。由此可见,逆断层地裂缝活动特征明显区别于正断层,在黄土中的扩展有其独特之处。      

西秦岭北缘断裂带漳县—车厂断层的结构及构造演化

西秦岭北缘断裂带是青藏高原东北缘主要构造边界断裂带之一, 其构造变形历史和运动学特征研究可以为西秦岭中新生代构造过程和印度—亚洲板块碰撞动力学的远程构造响应提供约束。漳县—车厂断层是西秦岭北缘断裂带的重要组成部分, 通过对工程开挖所揭露的断层带内丰富构造现象的观测与分析, 至少可以辨别出3期性质、规模、运动学特征各异的构造变形事件。第一期为向北北东陡倾的伸展正断层作用; 第二期为向南南西倾的由南向北的逆冲断层作用; 第三期为沿近直立断面左旋走滑作用。尽管每期变形的时代尚缺乏构造物质测年的约束, 但根据其与白垩系、新近系的空间关系以及已有第四纪以来沿断层地貌位错和相关沉积物测年以及地震活动历史研究对断层左旋走滑作用的时代约束, 认为第一期伸展正断层作用起始于早白垩纪, 可能持续到渐新世; 第二期向北逆冲断层作用起始于渐新世初, 可能持续到早第四纪; 第三期左旋走滑断层作用起始于晚第四纪, 持续至今。漳县—车厂断层是一条典型的多期变形的脆性断层, 其变形特征与历史, 如果代表了西秦岭北缘断裂带特征与构造变形过程, 那么现今西秦岭北缘断裂带仅是起始于早白垩纪、新生的脆性断裂带, 并非是印支主造山期大规模韧性逆冲推覆作用的边界断层。     

北祁连逆掩断裂带的缓倾角断层

本文阐述了北祁连逆掩带中缓倾角断层的结构特征和地质意义。这些断层是本区走向北西西、断面南倾的区域逆冲断裂系的组成部分,断距大小不等,显示出一定规模的推覆构造型式。文中把本区和典型的逆掩推覆构造作了对比,并推断了这种缓倾角断层的演化模式。此项研究为进一步评价酒泉盆地以至河西走廊的含油远景提供了构造研究基础。     

喜马拉雅的两个造山体系和一个转换-转移断层:证据及推论

位于中喜马拉雅和巴基斯坦境内西喜马拉雅的两个相互结合的剖面在一级单元、断层中展现出不同的构造形式;并在不同时期,以不同速率发育了二级构造。沿两剖面岩性单元的显著差异显示通常指的圆柱状喜马拉雅带并没有越过喀喇昆仑山断层。与此同时,在近来许多区域研究中显示出来的构造轮廓强调主中央逆冲断层是一个貌似与中喜马拉雅断层带和越过西部山脉的西喜马拉雅断层带有联系的独立部分。上述两个地区展现出不同的碰撞历史。这些不同之处揭示喀喇昆仑山断层是西部岛弧保留造山带与东部岛弧俯冲造山带之间转移/转换断层的再活动或衍变。     

中卫断裂带断层类型划分及其构造意义

中卫断裂带在晚更新世以来的左旋走滑运动中,先存的挤压逆掩、逆冲断裂带发生了分化。某些断层或断层段继续活动;另一些先存断层在晚更新世以来不再活动;此外,还发育了一些新断层。因此,我们把中卫断裂带划分出三种断层类型,即新生断层、继承性断层和遗弃断层。新生断层就是指：在某次构造运动中新发育的断层。具体到中卫断裂带来说,就是指晚更新世以来新发育的断层。这类断层是中卫断裂带左旋走滑运动的产物。在早期的挤压逆断运动中这些断层并不存在。通过对新生断层的调查研究可以获得以下资料。①反演晚更新世以来的构造应力场;②确定晚期构造运动的起始时代;③估算断层的断错幅度和速率。继承性断层就是指：在早期的挤压逆掩（冲）活动中就已经存在的断层或断层段,在晚期的左旋走滑运动中继续活动。继承性断层的最大优点是包含了较多的信息量。①继承性断层记录了多期构造运动的信息;②继承性断层是中卫断裂带多期活动的见证;③继承性断层是研究构造演化过程的重要依据。遗弃断层就是指：某些断层或断层段在早期构造运动中是主体断裂带的一部分,其活动习性与主体断裂带基本一致。当早期的构造运动终止之后,这些断层或断层段在后继的构造运动中不再活动,也就是说这些断层被遗弃。遗弃断层的作用就在于它保留了早期构造运动的大部或全部信息,这些信息基本上没有受到后期构造运动的干扰破坏。因而通过对遗弃断层的研究可以获得早期构造运动的主要信息。①确定早期构造运动终止的年代;②反演早期构造应力场方向;③研究断层的滑动方式,即粘滑和蠕滑。     

鱼卡煤田三井田F1断层发育特征及控煤分析

鱼卡煤田三井田总体构造形态为一向西倾伏的背斜构造,并发育有一系列走向NEE的逆推断层和NNE的左行平移断层。断层表现为落差大延伸远,对煤层的破坏严重,特别是F1逆断层,走向NWW,倾向N倾角60°-80°,贯穿整个井田,在区内表现为沿断层破碎带出现M7煤层的缺失、重复以及变薄。因此,在煤炭资源勘查过程中,特别是勘探阶段．查明和控制先期开采地段落差≥30m的断层尤为重要。     

滕北煤田武所屯井田武所屯断层新认识

根据武所屯煤矿煤16井下钻探和物探等资料,通过分析、对比地层岩性和厚度,对武所屯断层存在与否及其性质进行了探讨。结果表明:在武所屯下组煤16101工作面以西至井田边界,所探查范围内未见武所屯逆断层。对此存在三种解释:该断层垂向上自三灰向下逐步尖灭,未切割至煤16;原断层的走向不正确或前人认识有误;武所屯逆断层不存在。通过进一步查阅以往资料,并经过物探对比和剖面分析等手段,综合分析认为,在赵坡井田与武所屯井田之间的武所屯逆断层不存在,原地质资料认识有误。该研究结果对矿井增储、延长服务年限有重要意义。      

库车坳陷东部断裂特征与构造演化

山前逆冲褶皱带的几何学和运动学研究属于构造地质学前沿课题,也是全球山前盆地油气勘探开发所关注的问题.综合二维地震剖面、钻测井数据、地质填图资料,建立了库车坳陷东部两类断层几何学和运动学模型,绘制了吐孜洛克断层和东秋里塔格断层断距分布图以及东秋里塔格背斜位移缩短量分布图.研究资料表明库车坳陷东部发育两种类型断层,古近纪发育高角度逆冲断层,造成山前基底抬升,白垩系-古近系被剥蚀;上新世发育低角度逆冲断层,引发库车坳陷中生界-新生界变形,形成盆地腹部隐伏的叠瓦状逆冲构造.      

滇中多尺度地质异常的构造背景场

滇中成矿带具有多尺度地质异常,它们受多级构造系统的制约。中南南北构造带控制了作为区域性地质异常的滇中成矿带,伸展构造系统,逆冲构造系统和剪切构造系统控制了局部性地质异常,剥离断层,逆冲断层－脆－韧性剪切带等控制了小型地质异常。     

潞安矿区屯留井田断裂构造研究

屯留井田以逆断层发育为特色，本文讨论了了井田断层形态特征和断层展布规律，指出基底构造格局是控制本区煤田构造变形的基本因素，由此推断井田西部同样发育南北走向的逆断层。