“伸展-走滑”复合作用下构造变形的物理模拟

新生代渤海湾盆地为典型的"伸展-走滑"复合盆地, NNW-SSE向伸展作用和NE-SW向走滑作用的复合效应导致盆地内部构造样式的复杂性和多样性。本文针对走滑作用方向与伸展作用方向垂直的情况,就不同"伸展-走滑"复合条件下的断裂发育特征与演化过程开展了3类13组构造物理模拟实验,结果表明:①在先伸展后走滑的条件下,早期发育的伸展断层被晚期走滑断层强烈切割、改造,平面上表现为雁列式组合或主走滑断层,剖面上发育花状构造;②先走滑后伸展的条件下,平面上表现为早期雁列式的R剪切复活,作为晚期伸展正断层的转换断层,剖面上表现为似花状构造;③伸展和走滑同时作用的情况下,伸展与走滑作用的强弱配比关系影响断裂的发育特征,可建立"走滑强于伸展"、"走滑伸展强度相近"和"伸展强于走滑"三类模式。实验结果在辽东湾坳陷得到了印证,可为渤海湾盆地及类似伸展-走滑复合盆地的构造解析及动力成因机制分析提供指导和借鉴。     

走滑构造体系盆山耦合与区带分析

走滑构造体系盆山耦合常由于走滑断层弯曲所产生 ,结合油气勘探中盆地—区带—圈闭 3个层次 ,相应地划分为 3类走滑断层 :(1)转换断层为控盆断层 ;(2 )转移断层为控带断层 ;(3)撕裂断层为控藏断层。走滑断层伴生盆地按力学性质可以划分为 :(1)走滑伸展盆地 ;(2 )走滑挤压盆地及 (3)走滑旋转盆地。转移断层可以与裂谷盆地或前陆盆地复合 ,发育断裂互联网络 ,形成雁列褶皱或雁列断块油气区带 ;撕裂断层与低角度正断层或逆冲断层相交时常形成有利圈闭 ,如活板构造等。     

合肥盆地东缘郯庐断裂带的电性特征与成因解释

横过合肥盆地东缘张八岭隆起带的三条EMAP电法剖面,揭示了丰富的郯庐断裂带深部信息。张八岭隆起带上的郯庐断裂带,主体为一陡立的走滑构造带,其西侧边界向东陡倾,东侧浅部转换成向东逆冲。这一走滑构造带西侧浅部为西倾的正断层所切割。而正断层后期又叠加向西逆;中的逆断层。这些信息表明盆地东缘的郯庐断裂带经历过走滑、伸展、逆冲的演化历史,相应在合肥盆地东部经历了走滑挠曲盆地、断陷盆地及逆冲消亡的演化阶段。     

走滑造山带与盆地耦合机制

走滑造山带是大陆山链主要类型之一,走滑断层按卷入深度可分为转换断层、平移断层、变换断层和捩断层等。压缩弯曲和伸展弯曲可以形成走滑挤压带和走滑伸展带等。走滑挤压作用常形成走滑造山带及正花状构造,并在造山带两侧或一侧可以形成走滑挤压盆地;走滑伸展作用可以形成走滑盆岭构造及负花状构造,并在走滑带形成拉分盆地或楔形裂陷。印度板块的楔入及西伯利亚板块的阻滞在中国大陆中形成滑移线场,并在中国东部及中西部广大地区发育走滑造山带与走滑盆地的耦合,同时调节中国大陆中、西部的收缩与中国大陆东部的滑逸或蠕散,因此在中西部以发育走滑造山带及走滑－挠曲盆地为主,而在东部以发育走滑盆岭带及拉分盆地为主。     

黄海盆地构造特征及形成机制

黄海盆地研究程度极低,其形成机制一直存在争议。本文通过收集、整理前人的构造资料,对黄海盆地的断裂系统进行重新划分,认为北黄海盆地和南黄海盆地主体断裂均为北北东向右行走滑断裂,控制盆地发育,而这些走滑断层的分支断裂控制着盆地内部的隆坳格局,走滑断层派生出的次一级正断层则以雁列状出现,主体为北东东-近东西向,控制盆地内的凹陷和凸起。黄海盆地及其周边断裂的平面组合及盆地内部凹陷和凸起的展布特征指示该盆地在新生代是在右行右阶走滑断裂体系下形成的拉分盆地。渤海湾盆地和东海陆架盆地等在新生代也具有相同的成因机制,因此,中国东部可能在新生代整体统一的右行张扭性体制下形成了这一系列拉分盆地。     

走滑盆地形成机制及沉积特征

走滑盆地形成机制及沉积特征许敏（能源地质系）０前言走滑盆地的形成与沿走滑断层的局部拉伸有关。这些走滑断层大多与板块构造有关，形成于多种地球动力学环境。如大洋和大陆的转换部位、岛弧、缝合状碰撞边界，以内陆和大陆边缘环境最为常见。走滑断层的主体在平面上呈...     

索尔库里盆地的形成,演化及其与阿尔金断裂带的关系研究

阿尔金走滑断裂带主要由阿尔金主干断层与和条近于平行的左行走滑断层和斜交断层组成,其空间分布规律可用左行走滑简单剪切模型解释。索尔库里盆地是阿尔金断裂带中一个新生代断陷盆地,属于典型松弛分叉型走滑拉分盆地。索尔库里盆地扩张开始于上新世,至今扩张量约为４０ｋｍ,其扩张速率约为０．８ｃｍ／ａ。按相同的位移速率,本文估算了阿尔金主干断层自始新世晚期以来的走滑量,大约为３２０ｋｍ。     

焉耆盆地活动断层的晚第四纪右行走滑

本研究对天山东南侧山间盆地——焉耆盆地的晚第四纪右行走滑活动断层的位移和滑动速率进行了测量.详细的卫星图像分析和野外调查表明活动断层(开都河断层带)主要分布在盆地的南缘,具典型的走滑断层特征.发育在晚更新世—全新世冲积扇中的水系记录了3～250 m的右行错断和位移的累积.冲积扇中的断层陡坎高1 m到25 m,沿断层带走向左行雁列状断层崖呈现,向NE和SW倾.基于河道的错断,14C数据和断层岩组构的分析可以得出:①活动断层的平均右行走滑速率为8 mm/a,垂直分量的速率为1 mm/a,(②典型的单次地震断裂事件产生的错断量为3～7 m,③大地震事件(Ms>7)的平均重复间隔约为500年,④开都河断层带最新的地震断裂事件发生在过去2 500 a间.与印度—欧亚板块碰撞相关联的天山是一个逆冲构造占主导地位的造山带,而山间盆地中晚第四纪的走滑断层表明了这种造山机制中具有水平滑动.     

中国典型大型走滑断裂及相关盆地成因研究

扭动走滑构造是最常见的构造样式之一,走滑拉分盆地也是重要的含油气盆地类型。大地构造运动本质是岩石圈在区域应力场作用下的变形过程,然而真正将走滑断裂和走滑拉分盆地的成因以及它们的特征和岩石圈性质联系起来研究的文献却很少。显然,区域应力场是形成构造运动的前提条件,是外因,决定了运动的基本方式,如走滑、拉张或挤压等(构造类型);而岩石圈是构造运动的主体,是内因,其性质决定了形成构造的规模和具体形态(样式)。中国境内发育的大量走滑断裂体系和走滑盆地展示:古老克拉通上发育大面积分布的多条小位移走滑断裂体系,如塔里木盆地古生代走滑断裂体系;被后期热活动破坏了的克拉通发育多条扭动断裂系,例如华北克拉通东部的郯庐断裂系、兰聊—盐山断裂系、太行山东麓断裂系,并和区域拉张应力场耦合形成雁列式断陷群(如渤海湾盆地);相对较弱的古生代基底岩石圈发育大型单一走滑断层,如郯庐断裂东北段,并沿断裂发育一些相互独立的走滑拉分盆地;而在固结较差的中新生代造山带往往形成一条平直的大型走滑断层,例如阿尔金走滑断裂、海原断裂等。本文内因外因相结合,从扭动应力场和岩石圈强度以及流变学特征,建立了不同岩石圈性质下下部韧性层和顶部(上地壳或上地壳上部)刚性层之间的耦合作用机制以及扭动构造形成和演化模式,较好地解释了中国陆内发育的典型走滑断裂和走滑拉分盆地的成因机制。     

基于砂箱模拟实验的罗布泊盆地新构造变形特征分析

在现有罗布泊盆地新构造活动特征分析的基础上,设计了刚性基底和塑性基底两种砂箱实验模型进行实验模拟。实验结果显示,在近南北向区域构造挤压应力作用下,罗布泊盆地两侧的阿尔金山与库鲁克塔格均以逆冲岩片的形式向盆地强烈逆冲,形成一系列向盆地推覆的冲断-褶皱带,且局部发育断层三角带。库鲁克塔格山发育一系列具右旋走滑作用的冲断层,而阿尔金断裂带则形成具左旋走滑的逆冲活动,在两者共同作用下,导致塔东地块发生向西逃逸,导致罗布泊盆地内部处于东西向伸展状态,发育一系列近南北向断层。模拟实验结果较好再现了罗布泊盆地新构造变形特征,有助于探讨塔里木地块东缘构造形成机制。模拟实验也表明罗布泊盆地两侧的盖层变形特征明显受控于基底发育特征,而两种模拟实验结果的分析比较表明罗布泊盆地具有刚性基底。实验结果为研究该区构造与成钾、油气成藏关系提供了依据。     

台北盆地构造特征

台北盆地发育在弧陆碰撞的背景下,但长期以来对其构造特征一直认识不清,因此直接影响对盆地形成的认识.钻井、地震勘探等资料研究表明,山脚断层是控制盆地形成的主要正断层,而不是走滑断层,但并不是一条完整的正断层,而是由三个段落组成.各个段落控制一个沉积中心,彼此之间没有沟通.沉积中心的变化反映出山脚断层活动的各段落活动性并不一样,向北东方向随时间逐渐增强,目前最为活动的集中在中段和北段,南段已经停止活动.研究表明盆地中发育的一些北西向正断层是盆地中不同沉降中心沉降时的次生断层,而很难用走滑体系来解释.台北盆地并不是一个孤立发育的盆地,盆地是与金山断层东南的大屯火山群一同陷落的,具有一致的地球物理场背景、沉降规模以及正断层活动,因此广义的台北盆地从沉降范围和机制上还包括金山断层以南的大屯火山群.台北盆地的这些特征表明该盆地并不是走滑体系中形成的拉分盆地.     

南美奥连特前陆盆地斜坡带低幅度构造形成物理模拟

奥连特盆地是一个位于南美安第斯山前的弧后前陆盆地,盆地东部斜坡带发育大量低幅度构造,并与油气有密切关系。为明确奥连特盆地东部斜坡带低幅度构造的形成过程及其主控因素,深入分析了低幅度构造的发育特征,针对性地开展了构造物理模拟实验研究。结果表明,奥连特盆地东部斜坡带低幅度构造主要与逆断层、反转断层和走滑断层相伴生,一般位于断层上盘,控制其发育的动力学机制主要是断层的正反转作用和走滑作用,而且先存正断层向深部变缓,有利于断层后期的反转以及低幅度构造的发育。     

甘肃昌马盆地构造特征与成因

阿尔金断裂是由阿尔金主干断层及其他次级断裂面组成的巨型走滑断裂系，其分布规律符合左行走滑挤压模式。昌马盆地位于阿尔金断裂带东段，它的古应力场与阿尔金断层的运动方向一致。昌马盆地北界是阿尔金主干断层；南界由锯齿状相交的半截子井－野马山断层、野观山断层、石板墩－龚岔口断层、中祁连北缘断层组成，分别是阿尔金主干断层的S面、小型Y面、P面、S面；东界由香毛山西断层、马舌头断层、青石岩断层组成，分别是阿尔金主干断层的X面、S顶、R’面，昌马盆地是由这些断层围限的狭长三角形。因此，昌马盆地是阿尔金断裂带中主干断层与分枝断层联合作用形成的走滑分枝盆地。盆地经历了侏罗纪－白垩纪的拉张作用，接受了巨厚的沉积；晚第三纪到第四纪由于阿尔金断裂左行走滑运动，盆地反转，处于受挤压状态，形成走滑分枝盆地。通过对昌马盆地石油地质特征的分析，认为昌马盆地具有形成油气的有利地质条件，应加强勘探力度。     

川滇西部上新世以来构造地貌:断裂控制的盆地发育及对于远程陆内构造过程的约束

青藏高原隆升、周边地貌形成是新生代时期印度-欧亚板块碰撞后的重要响应。在滇西北地区发育了一系列由晚新生代(上新世以来)活动断裂所控制的盆地,例如宾川盆地、洱海盆地、鹤庆盆地、弥渡盆地等。宾川盆地是近南北向程海左行走滑断裂在走滑剪切作用下产生的北西向正断层和北东向走滑断层共同作用而形成的一个较大的拉分盆地。洱海盆地是由两组陡立的共轭张剪性(Transtensional)断层组限定的,为一伸展断陷盆地,总体上反映了近E-W向的区域伸展。滇西北地区发育的其它晚新生代盆地,如弥渡盆地、鹤庆盆地、剑川盆地等,也为区域走滑断裂及其分支断裂所控制,并且这些分支断裂在区域上为一组NE-SW和NW-SE向的共轭正断裂,反映了该区域近E-W向的伸展。将藏东南三江地区发育的活动断裂按照其走向分为三组:(1)NW-SE走向的断裂,如红河断裂、无量山-营盘山断裂等;(2)近N-S向断裂系,以程海断裂、小江断裂等为代表;(3)NE-SW走向的断裂,如丽江-剑川断裂、鹤庆-洱源断裂和南定河断裂等。这些断裂的震源机制解表明地震断裂活动性或者是走滑性质或者是伸展属性,它们的组合型式也揭示出藏东南三江地区在上新世以来表现为近E-W向的伸展。区域上,在藏东北部地区发育的断层构造组合普遍反映了以近E-W向挤压为主导的应力场。推测这一现象为上新世以来藏东地区上地壳围绕喜马拉雅东构造结做顺时针旋转所致,区域上受印度-欧亚会聚过程中印度板块顺时针旋转诱发的差异性应力场制约。     

辽河东部凹陷走滑构造及其与火山岩分布的关系

走滑构造可分为压扭和张扭两类,平面上主干走滑断裂都表现为一条贯通性的走滑构造带,剖面上前者表现为正花状构造(向上撒开的逆断层组),后者表现为负花状构造(向上散开的正断层组)。它们的伴生构造在平面上分别表现为与主干走滑断裂共生的雁列褶皱、雁列逆断层(压扭)和雁列正断层(张扭)。在实际剖面中由于构造应力场的变化还常见由正—负花状构造组合的复合花状构造。在平行于走滑构造带方向,有时断层面倾角会变化,直至倾向相反(丝带效应);走滑断裂带各点所受的应力可从挤压(褶皱)—逆断变为伸展—正断(海豚效应)。走滑断裂在火山岩盆地中普遍发育,是构造—火山作用关系研究的重要方面。研究区走滑断裂系统由贯通性主干走滑断裂和伴生构造两部分组成。主干走滑断裂平面上侧向延伸长,其附近多为与之成锐角相交的雁列正断层组;剖面上同时出现负花状构造和正花状构造,断层面陡倾且有时两侧地层厚度不等。根据雁列构造与主干断层间锐角指示方向和断层切割层位可判别,该区于古近纪主要发育右旋走滑断裂系。火山岩分布明显受走滑断裂带控制,火山喷发中心沿主干断裂呈串珠状分布;火山岩厚度于主干断裂附近最大,向两侧减薄,多终止于次级断裂附近;厚度大于1 km的火山岩距主干断裂通常在2 km范围内。     

济阳坳陷中、新生代盆地转型期断裂特征及其对盆地的控制作用

本文在定量计算断层活动速率的基础上,结合盆地分析,研究了济阳坳陷中、新生代盆地转型时期(孔店期一沙河街组四段沉积期)的断裂组合特征及断层活动对盆地的控制作用,并对转型机制进行了探讨。研究结果表明：孔店期,济阳坳陷继承了中生代后期的断裂发育特点,盆地格局受NW向断层活动控制,NE(ENE)向断层尚未对盆地发育产生重要影响;沙河街组四段沉积期,NW向断层控制作用减弱,NE(ENE)向断层活动逐渐增强,并开始控制盆地的演化,新生代NE(ENE)向盆地构造格局开始定型;中生代末一新生代初期郯庐断裂活动由左旋走滑到右旋走滑的转变,是济阳坳陷中、新生代盆地转型最直接的原因。     

西藏伦坡拉盆地中央凹陷带走滑断层特征及其对油气成藏的影响

伦坡拉盆地前期勘探主要在南、北构造带,对中央凹陷带构造的勘探和成藏研究较少。本文利用最新获取的地震和钻井资料,分析盆地中央凹陷带走滑断层发育和演化特征,结合典型油藏解剖,明确走滑断层对油气成藏的影响,指导油气勘探工作。走滑断层剖面上具有断面较陡、花状构造特征,空间上见"忽正忽逆"的海豚效应、断层两侧地震反射特征不协调等标志现象。走滑断层与油气成藏之间有着密切关系,其控制盆地的构造格局、沉积体系次级生烃洼陷的发育,形成高地温场,促进油气生成,形成一定规模的构造圈闭群,利于油气聚集,是油气运移的重要通道。但走滑断层的晚期活动可能破坏原生油藏,造成油气散失稠化和调整分配。江F2和蒋F1走滑断层所夹持的伦坡日断块圈闭面积大,处于主要生烃洼陷,是下一步勘探的有利目标区。     

论走滑断层作用的几个主要问题

介绍了走滑断层作用研究前缘的若干主要方面。认为普遍使用走滑断层的术语外，在大陆上当断层性质不明时可使用平移断层。强调了单剪机制对大型走滑断层形成的作用，并评论了Ｘ破裂的纯剪理论。基于我国郯庐断裂带等的研究成果，提出走滑断层作用的若干新概念。指出剪曲（牵引）构造不同于雁列褶皱。认为中国地质学家从地质力学研究走滑断层的旋转构造已有卓绝的成就，只要同世界科学接轨，就会获得新的巨大生命力。文中描述了确定位移的方法，提出平移幅度与错距是两个不同的概念。强调了剪切热在大陆构造中的作用，提出走滑剪切带演化中剪切变形－断裂动热变质－重熔岩浆作用旋回。讨论了剪切成矿作用及已成矿体、矿带的走滑错移及变形。划分了三种基本走滑盆地类型及论证了大陆浅源走滑型地震机制。     

走滑断层作用的相关构造

走滑断层的形成可以用纯剪和单剪这两种基力学机制和它们之间的过渡类型－压剪和张剪加以解释,其应力分布的局域性导致了形变特性的差异性。其相关构造类型,包括褶皱断层,断层,走滑盆地,走滑旋转构造,花状构造与走滑双重构造,等是走滑断层的主要研究对象和内容。     

M盆地构造背景及其演化特征

M盆地位于塔拉斯—费尔干纳(卡拉套)大型走滑断裂最北端,构造特征表明其具有复杂的形成演化过程。笔者从控盆断裂的发育历史出发,分析了盆地发育的构造背景,厘定了盆地类型,进一步研究了盆地演化特征。研究结果表明,控盆断裂受板块构造运动影响,存在早期左行走滑和后期右行走滑;M盆地为早中侏罗世的走滑-拉分盆地,属于走滑-伸展叠瓦扇构造系统。盆地中新生代地质演化大体经历了初始张裂(晚三叠世)、断陷发育(早中侏罗世)、断坳转换(晚侏罗世)、坳陷发育(白垩纪)和萎缩隆起(古近纪)等5个阶段,其中早中侏罗世为盆地断陷伸展、沉积与沉降的主要时期,白垩纪主要为坳陷期。