盆地分析-走滑盆地特征
2.走向滑移线场和逃逸构造(挤出构造) 由挤入造成的刚-塑性体的变形取决于挤入体的形状。平直 刚性体能解释东喜马拉雅的东北部断层,楔形刚性体能解释喜马 拉雅西部和巴基斯坦处断裂。而挤入体为平直三角形时,适合于 解释喜马拉雅东端和缅甸接合处。右行的红河断裂平行于α 线, 而左行的阿尔金断裂大致平行于β 线。
5.走滑作用方式 走滑作用有三种方式,即平行扭动、聚敛扭动(压扭)和离 散扭动(张扭)。它们的出现主要取决于:①快体间断层线方向 的变化;②块体相对于断层线活动的变化(图 5 - 4 )。不同方 式的走滑活动决定着扭动组合各要素的出现和特点。 平行扭动形成“真正的”简单剪切走滑构造,而在聚敛扭动( 压扭)和离散扭动(张扭)形成的走滑构造变形中,在垂直于走 滑构造带方向分别有收缩和伸展位移分量。
2.花状构造 花状构造,也称棕榈树构造。由于走滑构造常是一种基底卷入 的构造变形,陡倾的、切入基底的走滑断层可以使基底面平移, 而使不同类型的基底拼接在一起,并产生剖面的错位。构造物理 模拟证实这种构造变形与基底走滑位移有关(图5-14)。
2.花状构造 花状构造可分为正花状构造和负花状构造两种。正花状构造是 在压剪作用下产生的,其分支断层的大多数具逆断距,个别为正 断距,组成地层总体表现为背形特征,断层间为地垒断片。而负 花状构造是在张剪作用下产生的,其大多数断层具正断距,个别 具逆断距,组成地层总体表现为向形特征,断层间为地堑断片。
二、板块构造运动产生的走滑作用
1.走滑断层的板块构造环境 转换断层是一种重要的板块边界类型,它不仅连接着离散边界 ,也连接着聚敛边界。Wilson(1965)按其连接情况将其分为六 种类型:洋脊-洋脊型、洋脊-凹弧型、洋脊-凸弧型、凹弧- 凹弧型、凹弧-凸弧型、凸弧-凸弧型。如若考虑到左行和右行 的区别,就共有12种类型(图5-5)。
2.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(左旋,反时 针旋转)和右行(右旋,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决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5-2)。这也是走滑作用 形成走滑盆地的重要机制之一。
一、走滑作用与走滑断层
由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。 1.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。走滑断层的应力状态是最大主应 力轴(σ1)和最小主应力轴(σ3)都是水平的,中间应力轴(σ2 )是直立的(图5-1),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。
2.走滑构造组合 走滑构造组合是指走滑作用形成的各种构造要素的组合,包 括走滑主位移带及各种由于断层走滑位移引起的伴生构造。 (l)主位移带。指与走滑构造带走向一致的、连续的走滑断层 位移带,简称PDZ。在深部,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 形中的各种破裂面连接在一起构成网状交织的破裂带。 (2)伴生构造。指走滑构造带内部或主位移带附近区域,由于 走滑位移引起的各种伴生构造变形。走滑构造应变椭圆中的上述 六种构造要素都可以视为走滑伴生构造。此外还包括位于构造带 中的一些断块体差异升降形成的地垒-地堑构造、局部拉分盆地 和推挤隆起构造等(图5-12)。
2.走滑断层的排列 走滑断层常常呈有规律的斜列。如图5-3所示,当沿着断层 走向观测,一条断层尖灭后另一条断层出现在其左侧(即各断层 顺走向观察向左错列)的排列型式称为左阶(步),相反的排列 型式称为右阶(步)。
3.走滑断层的排列 因为走滑位移方向可以是左行或右行,因而其几何排列型式和 运动学特征就可能出现左阶左行、左阶右行、右阶右行和右阶左 行四种情况(图5-3)。斜列的两走滑断层可以部分叠置,其叠 置部分的断块称为岩桥或断层桥。显然,在左阶左行和右阶右行 组合的岩桥区会产生局部的沿断层走向的伸展变形,而在左阶右 行和右阶左行组合的岩桥区会产生局部的沿断层走向的收缩变形 。
2.走向滑移线场和逃逸构造(挤出 构造) Tapponnier 等还模拟了东南亚和华南 构造演化(图5-10)。当印度和亚洲大 陆碰撞并挤入时,第一期(距今 50 ~ 20 Ma)东南亚块体被挤出 800 ~ 1000 km, 南海也随红河断裂左旋活动而张开。第 二期时(距今 20 ~ 10Ma)使华南地块包 括西藏沿着阿尔金-甘肃-渭河断层向 东移动达几百公里。 Burke 等( 1985 )将这种由于弧-陆 碰撞或大陆碰撞而产生的走滑作用和由 此而产生的地块被挤出的现象称作构造 逃逸。如阿拉伯板块和欧亚板块的碰撞 (距今10 Ma前)导致阿纳托利亚地块向 西部的爱琴海方向滑移。
4.海豚效应和丝带效应 海豚效应系指在走滑断层面倾 斜方向相同的情况下,在一个横 切剖面上显示为正断层,而在另 一剖面上显示为逆断层,即相邻 剖面的相对升降盘、滑距类型和 方向不同。 丝带效应指走滑断层总的看来 是近于直立的,但沿其走向,其 倾向有变化,造成有正断层和逆 断层的表现。
5.走滑带内部构造和夹块 地震测线上所见的空白区的存在,可能是由于剧烈变化的断裂 带内复杂构造或构造岩带存在所致。 夹于走滑带中的各种凸镜状或杏仁状夹块,在剖面上呈垂直分 布,在平面上呈带状延伸。其中可包括从深层而来的块体(图5 -22)。
4.纯剪切和简单剪切 走滑断层可以在纯剪切变形中产生,也可以在简单剪切变形 中产生。挤压作用使地壳在平面上发生纯剪切变形,产生一对共 轭的走滑断层,一条为左行,另一条为右行。两条共轭走滑断层 通常是相交的锐角的平分线方向代表区域挤压应力方向,相应的 一对断块向断层交错中心挤入,并相互切错。而钝角对应的一对 断块在变形中向外逃逸。 在区域剪切作用或扭动过程中形成的与剪切作用方向一致的单 一方向的走滑变形带,即是简单剪切形成的走滑构造带。犹如一 叠“纸牌”的剪切滑动。 一条走滑断层带可以是简单剪切变形,同时又可以是更大尺 度上的纯剪切应变产生的共轭剪切带中的一个分支。
2.走向滑移线场和逃逸构造(挤出构造) Tapponnier 和 Molnar(1976,1982)分析了亚洲断裂分布和 性质,认为其型式类似于刚性体平面挤入塑性体的剪切滑移线场 的几何图形(图5-7)。纯剪切发生在滑移线上,两种类型剪切线 ,即 α 和 β剪切线,在地质上分别代表右行和左行走滑断层。它 们彼此呈直角相交(图5-8)。
6.走滑断层的基底和盖层活动 张文佑(1984)总结了基底扭动控 制盖层构造的不同情况。 l)基底断裂基本呈平直状态 ①基底断裂在平行扭动下,盖层为雁 列褶皱,它们首尾相叠。基底错移越大 ,盖层叠加距离越近,并呈“S”形。在 后期常伴生断裂(图5-24a)。 ②基底断裂在压扭作用下,盖层雁列 褶皱呈紧闭状态,构造轴与基底断裂呈 很小的交角。在后期单个褶皱常被断裂 切割,并呈反“S”形(图5-24b)。 ③基底断裂在张扭作用下,盖层雁列 褶皱呈松弛状态,构造轴与基底断裂方 向呈大角度。在后期常被伴生断裂切割 (图5-24C)。
6.走滑断层的基底和盖层活动 有些走滑断层是显露的;而有些是 隐蔽的。后者只能靠地球物理资料综合 解释和基底与盖层关系来判断。 当深部的基底发生走滑活动时,较浅 的不能干岩层常形成褶皱群并伴生断裂 。受基底走滑活动控制的强制褶皱可有 两种:披覆褶皱和牵引褶皱。披覆褶皱 与伴随的断块升降有关,而牵引褶皱与 扭动和旋转作用有关(图 5 - 23 )。随 着走滑活动的进行,这两种构造都会被 断层所切割破坏。
沉积盆地分析
主讲人:伊海生 教授 学 院:沉积地质研究院
走滑盆地构造分析
如果板块或断块在剪切作用下发生沿板块或断块边界走 向的滑移,这时在垂直于板块或断块边界的剖面上所表现出 来的变形并不造成地壳的伸长或缩短。这种变形称为走滑变 形。在走滑变形过程中形成的盆地统称为走滑盆地。
第.花状构造 单凭地震剖面上花状外 形来确定地下主走滑位移 带是不充分的,类似的花 状构造可在其他情况下产 生,如挤压、伸展、抬斜 、盐拱、泥拱和岩体拱起 等(图5-17)。
3.走滑带两侧地质界线的水平错开 走滑断层两侧的各种地质界线和地质体被错开是重要的依据 。这些特征包括地层界线、不整合、尖灭线、等厚线、相带、超 覆线、特征层位、礁带、古河道、侵入体、岩脉(群)、火山岩 体、变质带、构造带、构造单元、断层线、褶皱轴、地震特征、 矿带(体)和地貌标志等(图5-18、5-19、5-20)。
走滑伴生构造常常沿走滑构造带有规律地排列,如在右行走滑 构造带中出现右阶的R剪切破裂、右阶的张节理或正断层、左阶 的短轴招皱或逆断层等。渐进的走滑变形还会使走滑构造带中的 伴生构造及断块体发生旋转变形,而旋转的方向也与主干走滑断 层的位移方向一致。
二、走滑构造的识别标志
1.线性延伸或带状展布 大型的走滑构造带中的主位移带往往在平面上是线性延伸的, 所形成的走滑构造组合都只分布在主位移带附近有限的区域内, 使整个走滑构造在平面上呈带状展市 (而伸展构造和收缩构造有 时是面状展布的)。单条走滑断层多近直立,且产状稳定。 2.花状构造 走滑构造带的剖面上常见主干走滑断层向上近对称的分支,构 成下窄上宽的貌似“花朵”的破裂带,称为花状构造(图5-13) 。向上撒开的分支断层可造成“正断层”或“逆断层”位移。
1.走滑断层的板块构造环境 Reading(1980)和 Woodcock(1986)曾分别讨论走滑断层 、走滑盆地的板块构造环境(图5-6)。 走滑断层分布广泛,在转换边缘、离散边缘、聚敛边缘和缝合 带处都有发育。不仅在板缘,在板内也有发育。 按照走滑断裂走向与板块边缘、区域构造城的关系,通常将走 滑断裂分为三种,即纵向走滑断裂系、横向走滑断裂系和斜交走 滑断裂系。