关于推覆构造底板断层向深部延伸的定量估算探讨
逆冲推覆构造概述
逆冲推覆构造前言：对逆冲推覆构造的研究自19世纪晚期以来已有100多年的历史，期间曾掀起过2次高潮，第一次在19世纪末期，以研究造山带内逆冲推覆构造为中心。
第二次在20世纪70-80年代，以研究前陆冲断带为中心，进入90年代，逆冲推覆构造研究已将造山带内结晶基底逆冲构造与造山带外带即前陆褶皱冲断带结合起来，不再区分成并不相关的2类构造带[1]。
逆冲推覆构造对于矿床的形成具有重要的控制作用，以不同方式，从不同的构造部位控制了矿床主、次矿体的产出和分布，为成矿流体的运移、聚集、沉淀提供了空间，成为某些金、铜、铅、锌等矿床的重要控矿要素。
区域性逆冲推覆构造是成矿前、成矿期还是成矿后的构造，其精细程度如何，是否具有控矿作用，如果是破矿作用，是否造成矿体的重复增大或隐伏、缺失等问题，严重影响着地质找矿的效果[2]。
此外，逆冲推覆构造在前陆盆地（含油气盆地)中发育普遍，具有较好的油气聚集及保存条件，在生、储、盖层匹配较好的条件下有较好的油气显示，是我国未来的油气的勘探方向[3]。
近些年，逆冲推覆构造在煤田勘探中应用日益广泛，相继在安徽、河北、福建、河南及其他一些地区发现，根据前人在辽西彰武-黑山区对逆冲推覆构造的研究发现，逆冲断层和伸展断层对煤层具有明显的控制作用，逆冲断层常将含煤地层压在老地层之下。
逆冲推覆构造与伸展构造的几何形态、分布规律和组合型式，对寻找新的煤炭资源具有重要意义[4]。
因此，逆冲推覆构造近年来已成为研究的重点，成为能源矿产找寻取得突破的关键，具有重要的经济意义。
1逆冲推覆构造的概念逆冲推覆构造是由逆冲断层及其上盘推覆体或逆冲岩席组合而成的大型至巨大型挤压构造。
主要产于挤压构造背景下的大陆造山带与相邻沉积盆地的边界过渡地带，主动大路边缘弧前盆地构造带也发育逆冲推覆构造。
此外，压型沉积盆地内部也不同程度发育逆冲推覆构造，为挤压或压缩作用的结果。
逆冲推覆构造断层倾角较小（一般小于30º），位移在数千米以上。
福建省永春县天湖山-上姚煤矿区推覆构造特征及控煤作用
（ ） 田一 潘 田一 华 安 断 层 。 起 大 田县 城 东 至 一 都 、 １大 北 潘 田， 向南 延 人 华 安 ， 向 北 东 １ ～ ０ ． 向 南 东 ， 份 为 中 生 走 ５ ３￣倾 部 代 火 山 岩 掩 盖 ． 卫 星 影 像 具 明显 线 性 特 征 ， 政 和 ～ 大 埔 其 为 断 裂 中 段 ． 划 分 闽 西 南 二 叠 系 含 煤 地 层 “ 、 条 带 ” 重 是 中 东 的 要 断 裂 （ ） 山～溪塔 断层 ． ２涂
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４ １ 上 姚 煤 矿 区 ．
天 湖 山一 上 姚 煤 矿 区位 于 阳 山一 剑 斗 背 斜 西 翼 ． 构 造 按
展 布规 律可分 二 区一 上 姚煤 矿 区和天湖 山煤 矿 区 上姚 煤
矿 区 为 Ｆ、 、 断 层 所 圈 定 范 围 ， 主 要 由上 姚 井 田和 上 姚 ５Ｆ Ｆ 西 井 田组 成 ； 湖 山 煤 矿 区 为 Ｆ７Ｆ 铅 Ｆ 断 层 所 圈 定 范 围 ， 天 ２ 。 主要 由曲斗 、 春 、 村 、 汀 、 坑 、 萍 、 湖 岩 、 殊 、 含 新 长 铅 西 天 荷 福 宇仑 等 井 田组 成 （） 姚煤矿 区 。 内断层发 育 ， １上 区 主要 以二 期 缓 倾 角 断 裂 为 主 ， 期 发 育 于 童 子 岩 煤 系 底 界 至 翠 屏 山组 间 （ Ｆ、 断 一 Ｆ、４
浅析推覆体构造地层压力钻前预测
浅析推覆体构造地层压力钻前预测缅甸M区块是中国海洋石油公司在缅甸合作勘探区块之一，M区块三分之二为陆地、三分之一为海上，属于岛屿，该区块由于构造运动剧烈，形成多次推覆体积压破碎地层。
国内外很多学者曾探讨过推覆体作用造成超压的机制，但目前对这种异常压力机制研究还不够深入，基本上停留在定性描述和估算的水平。
本文在研究分析推覆体挤压构造对地层压力的影响基础上，结合M区块地层的地应力和地质构造特征，利用推覆体地层压力预测模型对该推覆体构造的地层压力进行了钻前预测分析。
1 推覆体构造概况M区块位于印支板块和印度板块边界上，受两大板块相对运动和俯冲、碰撞作用的影响，该区块经历了复杂的盆地演化、构造变动，形成现今的构造格局。
印度板块向印支板块小角度斜向俯冲，在该地区由西向东形成了Kaladan、Kabaw、Sagaing等大断层，并形成了海岸平原、山脉、盆地、高地四个构造带。
M区块处于海岸平原和山脉之间，Kaladan断层穿过该区块，存在逆掩推覆构造和挤压构造，且地层倾角大、断层较发育。
2 推覆体构造应力对地层压力影响分析在地壳构造活跃期，局部和区域断层、褶皱、侧向滑动和滑脱、断块下降、底辟盐丘/泥丘运动以及地震等构造活动所产生的水平挤压应力，与欠平衡压实一样会导致孔隙体积的降低，由于排水不完全而在泥质岩中产生超压或将泥质岩中的隙间水挤进相连储层（砂岩或碳酸盐岩），形成超压。
构造成因的超压机理可用单元立方体模型来解释。
若挤压作用是由构造的水平挤压应力产生的（如褶皱作用），则最大主应力的方向是水平的，而与最小主应力方向是垂直的。
对于一般的沉积压实作用而言，垂向上的上覆岩层压力可被分解为由岩石骨架承担的有效应力和由流体承担的流体压力，如果流体部分承担了本应由岩石骨架承担的力，此时沉积物表现为欠压实，其中的压力表现为超压。
发生挤压构造作用后，构造应力将引起岩石的侧向压实，促进了岩石骨架的压缩和流体压力的增高，流体压力增量的大小则视水动力体系的封闭开放程度而定。
构造地质学
构造地质学课程简介构造地质学是地质学的主要分支学科，是地学类专业的基础课程。
它是介绍组成地壳的岩石、地层和岩体在岩石圈中力的作用下变形形成的各种现象（地质构造）、阐述这些地质构造的几何形态、组合型式、形成机制和演化进程，探讨形成这些构造的作用力方向、方式和性质的学科。
课程从介绍岩石变形的基础力学与流变学理论出发，重点介绍褶皱、节理、断层、劈理、线理等中小尺度上发育的构造型式及其形成的力学条件与运动学过程。
伸展构造、逆冲推覆构造、走向滑动断层、韧性剪切带构造等重要构造型式的主要特点作为课程中的主要介绍内容。
第一章、概述一、构造地质学及其内涵在山区高速公路两侧的峭壁上、在基岩出露的地方或在水库旁的悬崖上，我们总可以看到很多自然界的岩石具有成层性（层理、片理或劈理等），而且这些岩层经常发生变形，弯曲（褶皱）或破裂（断层或节理），构成奇异的自然景观。
这些由自然力（或地应力）作用引起的岩石的成层性以及岩层的弯曲或破裂现象就是地质构造。
构造地质学就是研究这些地质构造，包括地球岩石圈内岩石变形形成的褶皱、断层、节理、劈理、线理等的几何学特点，产生这些地质构造的运动学和动力学条件，以及这些地质构造形成的基本过程（或形成机制）与演化规律的科学。
地质构造的规模变化很大，从地壳尺度或全球规模、地区尺度或中比例尺区域规模、露头或手标本规模、显微乃至亚微尺度。
在不同的尺度上，地质构造的表现形式具有一定的差异。
传统构造地质学研究多限于对中比例尺区域规模、露头尺度和手标本尺度地质构造的描述、分析。
现代科学技术的发展及其在构造地质学学科研究中的渗透与应用，却大大地拓宽了构造地质学的研究尺度与研究领域。
现代构造地质学的研究领域特点表现为，在传统构造地质学研究领域的基础上，宏观更宏观，从手标本尺度向区域乃至全球尺度发展；微观更微，从应用显微镜的微观尺度到利用电子显微镜的亚微尺度的研究。
现代构造地质学的内容包括几个主要方面：地质构造的几何学，主要包括地质构造的几何形态描述、产状与形体方位分析以及各种地质构造的组合形式和组合规律；地质构造形成的运动学，主要指地质构造形成过程中物质的运动方式、运动方向与基本规律；地质构造形成的动力学，包括地质构造形成的动力学条件及其变化、动力来源；地质构造的成因分析，主要讨论地质构造的形成环境、形成条件、岩石变形机制与地质构造的演化过程。
高速层推覆体下的三维地震勘探方法及效果
推 覆 构造 是 由冲断 层及 其 上 盘推 覆 体 和下 盘 组合
针 对 该 区 的 浅部 和深 部 地 震 地 质 条 件 ， 采 用 束 状 的 观测 系统 进 行 三维地 震 的资料 采 集 。采用 以下施 工 参数 ： 规 则束 状 ８ 线 ８炮 观 测 系 统 （ 中点 激 发 ） ， 接 收 线 道数 ７ ２ ×８ ＝５ ７ ６ ， 道距 ２ ０ ｍ， 测线 距 ４ ０ ｍ， 炮 点 距 １ ２ ０ ｍ， 炮 线距 ２ ０ ｍ， 纵 向最 大炮 检 距 ７ １ ０ ｍ， 横 向炮 检
寻找推覆体下的资源 ， 勘查其赋存形态和构造 ， 采取针
对 性有 效 的勘探 方法 ， 可 以 获 得 较 为 理 想 的 勘 探 成 果 。淮 南 煤 田位 于 华 北 板 块 东 南缘 ， 煤 田呈 复 向斜 形 态， 轴 部 具 有 次 一级 宽 缓 褶 曲 ， 南翼 有 阜 凤 、 舜 耕 山 逆
冲推覆构造 ， 部分煤层埋藏在推覆构造之下 ， 地震勘探
经过预查 、 普查 、 详查 、 精查 、 采 区 勘查 ， 为 探 明推覆 体
下 的煤 层 和构造 做 出了重要 贡献 。 ｌ 地质 概 况
右， 使井 田东界含煤地层几乎全部“ 铲失 ” 。在推覆体
底 界 面 附 近 常形 成 各 种 类 型 的 构造 岩 ， 并 伴 有一 些 小 的逆 冲断层 和小 型褶 曲 。
距： 最小 １ ０ ｍ， 最大 ３ １ ０ ｍ， 最 大炮 检 距 ： ７ ７ ４ ． ７ ３ ｍ， 最 小
而成 的整体构造。逆 冲断层 总体倾斜平缓 ， 常呈上 陡
下 缓 的铲 状 或下 陡 上缓 的倒 铲 状 ， 也 可呈 陡 、 缓 相 间 的 台阶 状 。上 盘 为 由远 距 离 推 移 而 来 的外 来 岩 块 ， 称 推
构造解析学与物探成果紧密结合是深部找矿突破的最佳途径
构造解析学与物探成果紧密结合是深部找矿突破的最佳途径张宝华蔡运胜夏训银（天津华北地质勘查局地质研究所·300181）构造解析学理论和方法，是80年代马杏垣教授最早引进、专门针对变质岩区和复杂构造区解决构造问题的一门学科。
实践证明该理论和方法对解决复杂构造和找矿难题是行之有效的，80年代许多困扰大型矿山的构造难题都因应用该学科，而得以解决，一些矿山由单斜变褶皱构造的认识，使矿山储量成倍增长。
笔者近30年来追随老一辈地质学家学习和应用这一学科，并努力解决我国地质找矿方法的难题，直接为扩大矿山资源储量服务。
在研究工作中深深体会到，深部地质找矿，首先要搞清工作区各种地质问题，但更重要的是应搞清地质构造及其对矿体的控制规律，提出深部找矿预测部位，在此基础上利用当今先进的物探新仪器设备和先进的计算机软件，对深部地质体异常作出合理解释。
再这里是想通过应用构造解析理论弄清地质构造问题及其与物探结果紧密结合的实例，来阐述深部找矿的方法和技术问题。
实例一：我国太古宙鞍山群铁矿多期褶皱和构造置换是华北地台北缘太古宙鞍山群岩石中的主要变形特征，也是对太古宙鞍山群铁矿的形态、规模、产状和分布规律的主要控制因素。
鞍山群主要分布于华北地台北缘东段的辽宁省本溪地区、清原地区及吉林省的浑江(现改为白山)地区。
其中赋存的条带状铁矿(常称BIF)是我国东北地区钢铁工业的重要矿石来源。
多年来，太古宙鞍山群吸引了国内外大批地质工作者，对其岩石分布区开展了广泛的地质测量、地质勘探及多学科研究工作，取得了可观的铁矿储量和丰富的地质理论成果。
然而由于该岩群在20多亿年的地质历史中，经历了多次强烈地壳运动，每次的地壳运动又产生不只一期的构造变形；不同期次的构造变形相互叠加改造，造成该岩群地质构造相当复杂。
在这种复杂的地体中恢复地层层序和构造变形序列，就显得更加艰巨。
多年来，对本区鞍山群地层划分上有过不少争议，构造格架上众说纷纭。
笔者经过近10余年来对该岩群专门性的构造变形研究，认为该岩群构造变形的最大特点，就是多期褶皱变形和强烈的构造置换作用；赋存于该岩群的铁矿完全受这两种构造形式控制。
福建省龙永煤田滑覆、推覆构造深部找煤探讨
福 建省 龙 永煤 田滑 覆 、 推 覆 构 造 深 部 找煤探 讨
殷 建 国
（ 福 建 省煤 田地 质勘 查 院 福 建龙岩 ３ ６ ４ ０ ２ １ ）
摘 要 从 分析龙 永煤 田地层和 构造 特征入 手 ， 归纳 了第 ２ 找煤 空 间一 深部找煤 的类 型 ， 分 别有 ： ① 盖层 下找煤 ， 该 类型又
析， 发现“ 推 覆体下 ” 找煤主要表 现于 ： ① 基底推覆 构造控煤 ：
② 层 间推覆构造控煤
２ ． ２ ． １ 基 底 推覆 构 造 控 煤
在 龙永 煤 田． 基底 推覆构造 主要形成于前 泥盆纪变 质系
构 成 的基 底 （ 包 括 侵 入 于 该 地 层 巾 的 加 里 东 和 印 支 期 侵 入 岩 体） 与晚古生代 、 中生代 地层之间 ， 主 要 表 现 于 晚 泥 盆 世 地 层
文献标 识码 ： Ａ
文 章编号 ： １ ６ ７ ２ — ９ ０ ６ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ ６ ３ — ０ ３
坏． 地 层 呈 断 块 状 分 布 其 中二 叠 系 下 统 童 子 岩 组 为 主 要 含
龙 永 煤 田位 于 闽 西 南 拗 陷 带 的东 部 ． 广 平 一 龙 岩 复 向斜 的南翼 ， 属 福 建 省 ３个 成 煤 条 带 的 中 条 带 。煤 田 主 体 走 向 为 北东向， 长７ ０ ｋ ｍ， 平 均宽 ２ ０ ｋ ｎ． ｉ 面积 约 １ ７ ０ ０ ｋ ｍ ， 跨 越 龙 岩 市 新 罗 区、 永定县 、 漳平 市 。 龙 永 煤 田是 福 建 省 最 重 要 的 煤 炭 生
可分为“ 红层下找煤” ， “ 火山岩下找煤” 和“ 新地层下找煤” ； ②推覆体下找煤， 又可分为“ 基底推覆构造下找煤” 和“ 层间推覆构
深部采场覆岩断裂失稳过程及支架载荷预测分析
第38卷第2期釆矿与安全工程学报Vol.38No.2 2021年03月Journal of Mining&Safety Engineering Mar.2021文章编号：1673-3363-(2021)02-0304-13深部采场覆岩断裂失稳过程及支架载荷预测分析庞义辉以，巩师鑫心，刘庆波3,王泓博-娄金福(1.中煤科工开釆研究院有限公司，北京100013； 2.煤炭科学研究总院开采研究分院，北京100013；3.中煤新集能源股份有限公司，安徽淮南，232000；4.中国矿业大学(北京)能源与矿业学院，北京100083)摘要针对深部采场不同区域上覆岩层采动应力演化规律及液压支架载荷预测难题，采用模拟分析、现场实测与模型预测相结合的方法，揭示了深部采场三向采动应力与覆岩断裂失稳过程之间的关系，建立了基于液压支架压力监测数据驱动的支架载荷预测模型，进行了深部采场覆岩断裂失稳过程的支架载荷预测分析与验证，为深部采场顶板来压及灾害预测提供基础。
采用数值模拟方法分析了采场中部、端头区域上覆岩层三向采动应力的大小、方向变化规律，以及采动应力与上覆岩层断裂失稳过程之间的关系，对比分析了采场中部、端头区域上覆岩层三向采动应力演化过程的差异，揭示了深部采场上覆岩层采动应力的演化规律。
对比分析FAR模型、SVR模型和 LSTM模型对支架载荷的预测效果，提出了基于聚类算法的支架载荷预测分类建模方法，对工作 面中部支架、端头支架的载荷进行了预测分析。
对口孜东煤矿深部采场支架载荷进行了现场实测，基于采动应力演化及覆岩断裂失稳过程研究结果，分析解释了口孜东煤矿工作面矿山压力显现频繁、来压持续时间长的现象，对比分析了支架载荷预测模型对工作面不同区域支架载荷的预测效果，验证了预测模型的可靠性。
关键词深部开采；采动应力；液压支架；数据驱动模型；载荷预测中图分类号TD821文献标志码A DOI10.13545/ki.jmse.2019.0585Overlying strata fracture and instability process andsupport loading prediction in deep working face PANG Yihui1'2,GONG Shixin1'2,LIU Qingbo3,WANG Hongbo4,LOU Jinfu1'2(1.Coal Mining Research Institute Co Ltd of CCTEG>Beijing100013,China： 2.Coal Mining Branch,China Coal Research Institute,Beijing100013,China； 3.China Coal Xinji Energy,Huainan,Anhui232000,China；4.School of Energy and Mining Engineering,China University of Mining and Technology-Beijing,Beijing100013,China)Abstract In view of the difficult prediction of mining stress evolution law in overlying strata and the hydraulic support load in different areas of deep working face,the relationship between three-directional mining stress and overlying strata fracture and instability process was revealed through simulation analysis,field measurement,and model prediction,and the support load prediction model based on monitored data of hydraulic support was established.The prediction of support load during overlying strata fracture and instability in deep working face was analyzed and verified,which provides a basis for predicting roof pressure and catastrophe.The value and the direction changing law of three-direction mining stress in overlying strata was analyzed through numerical simulation,and the relationship收稿日期：2019-12-30责任编辑：侯世松基金项目：国家重点研发计划项目(2017YFC0603005)；中国煤炭科工集团重点项目(2019-TD-ZD001)；国家自然科学基金项目(51874175)作者简介：庞义辉(1985-),男，河北省定州市人，博士，副研究员，中国煤炭科工集团首席科学家，从事煤矿智能化开采方面的研究。
深部走向长壁开采地表移动数值模拟
深部走向长壁开采地表移动数值模拟王旭春;岳著文;管晓明【摘要】在对深部开采进行界定的基础上,运用数值模拟手段,基于关键层理论建立三维深部开采模型,对走向长壁式开采地表移动进行分析,数值计算所得三维地表移动图形能够定量、直观描述地表移动,结果与概率积分法预测符合良好,实现对采煤-上覆岩土层破坏-地表沉陷全过程分析,是对煤矿开采沉陷可视化工作的重要补充.通过数值计算,总结了深部开采地表移动特点,并对比深部开采与浅部开采,分析地表影响半径及相关变形指标.分别对充分采动和非充分采动条件下概率积分法下沉系数进行计算,并与传统计算方法进行比较,结果显示:两种开采条件下,下沉系数均小于传统计算结果,基于浅部开采的经验下沉系数不再适合深部采动情况,得出下沉系数随深度增大而变小的结论,并分析这种变化产生的原因.%Based on the definition of deep mining, this paper used numerical simulation methods, by setting up a 3D deep mining model, to analyze surface movement under long-wall mining condition. The 3D surface movement graphics can be used to quantify the surface movement and to describe it perfectly. The results match those with the probability integral method, and the whole process analysis of coal mining-strata damage-surface subsidence is realized. It is an important complement to the coal mining subsidence visualization work. Through numerical simulation, the deep mining surface movement characteristics are summarized and compared to the shallow and deep mining, and the influence radius of surface deformation and related indexes are discussed. Calculation of sinking coefficients under fully mining and not fully mining conditions used in the probability integral methodand comparison with the traditional calculation methods show that the sinking coefficient is less than the traditional calculation results. The experience of the shallow mining subsidence coefficient is no longer suitable for deep mining. The sinking coefficient becomes smaller with depth increase. The causes of this change are analyzed.【期刊名称】《水文地质工程地质》【年(卷),期】2012(039)006【总页数】6页(P108-113)【关键词】长壁开采;开采沉陷;地表移动;数值计算【作者】王旭春;岳著文;管晓明【作者单位】青岛理工大学土木工程学院,青岛266033;同济大学地下建筑与工程系,上海200092;北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044【正文语种】中文【中图分类】TD167我国是世界上最大的产煤国，煤炭在我国能源结构中占重要比重，随着国民经济的飞速发展，煤炭开采量逐年增加。
推覆构造
逆冲推覆构造
§1基本概念
逆冲推覆构造，是地壳收缩构造体制形成的 典型构造。这是一种大规模低角度逆冲断层， 一般断距>5km 。由于上盘断块远距离运移， 因而称为外来系统或推覆体，相应地下盘则称 为原地系统。由于这种断层产状平缓、规模巨 大，因此在现在地表出露情况具有典型的特征： 断层线呈不规则曲线，常有飞来峰和构造窗
冲断推覆体
一．逆冲推覆构造的组合型式
逆冲叠瓦扇：一系列产状相似、凹面朝上的若 干条逆冲断层的上盘依次上冲，剖面上表现为 叠瓦式。各条断层向上撒开，向下收敛会合于 底板逆冲断层上，总体呈帚状。根据叠瓦状逆 冲断层中主断面的位置，又可分为锋缘叠瓦扇 和后缘叠瓦扇。
由于向一个方向逆 冲，也称单冲型逆 冲断层。除此之外， 还常有背冲式、对 冲式和楔冲式。
3．揳冲型：产状相近的一套逆冲断层和一套正 断层共同构成上宽下窄的揳状冲断体。一般产于 造山带与盆地之间和盆地内部。 如，湖南衡阳谭子山揳状冲断体
二．逆冲推覆构造的几何结构 1、逆冲推覆构造的台阶式
断层面首先沿弱层发育， 形成顺层面的断坪，到一 定距离后斜向穿过强岩层 （阶梯状上升）到另一个 弱岩层，此时形成短的陡 倾斜断层面，称断坡。断 坡与断坪连结，就形成了 总体平缓的台阶状结构。 断坪：断层与上、下盘产 状平行的部位； 断坡：断层与上、下盘产 状相顶（不一致）部位 。
A
B
断滑褶皱作用－发 育的褶皱与断展褶皱 作用相似，产出于断 层终端，不同的是与 下伏逆冲断层的断坡 无关，是顺层滑脱的 结果（B）。
A
B
实际上这三种作用往往是一种或共同作用，或 因为终止的阶段不同而只显示为某种作用而已。
16逆断层及逆冲推覆构造
1.台阶式 2.双冲式 3.反冲式
断坪－断面与下盘产状一致 断坡－断面与下盘产状斜交
——上盘断坡与下盘断坡的识别
双重逆冲构造－由顶板逆冲断层与底板逆冲断
层及夹于其间的叠瓦式逆冲断层和断夹块组合 而成的构造．
逆冲推覆构造的分带、分层、分段
1.构造分带：（图示）
内带——强变形（隐蔽） 中带——强变形（褶，断）
褶皱形成于逆冲断层终端，褶皱 是顺层滑脱的变形结果
逆冲推覆构造的剖面及滑脱面深度估算
太湖西逆冲推覆构造剖面
前 陆 盆 地
动力学分析
逆
平面图
冲
推
覆
构
造
的
平
剖
第十二讲 逆冲推覆构造
思考与讨论题
• • • • 断层效应 怎样确定断层的形成时间？ 简述Anderson断层应力模型。 现代活动断层的判别标志。
Hale Waihona Puke 第六章 断层与断层作用• 断层概论 • 断层作用 • 逆冲推覆构造 • 伸展构造 • 走向滑动断层
三、逆冲推覆构造 （Thrust faults）
逆冲推覆构造研究取得 重大进展的原因
思考、讨论题
1-逆冲推覆构造、断坡与断坪、飞来峰与构造窗、 突发构造、构造三角带、双重构造 2-绘图说明逆冲断层的扩展方式。 3-简要说明逆冲推覆构造的形成机制。
一个小型逆冲断层的实例
2- 飞来峰、构造 窗—最小推覆距 离
3-断坡与断坪：
逆冲断层通常为台阶式，长而平缓为断坪，平行软弱 岩层发育；短而陡的部位为断坡，断坡以高角度切 割强硬岩层。
4-反冲断层（Back-thrust）与冲起构造（突发构造 pop up ）
冲起构造:逆冲断层与反冲断层构成背冲式构造的汇合部位
–大规模位移与力学解释问题 –影响矿床或油气资源的分布—20世纪70年代 以来对于逆冲推覆体下油气资源的勘探。
（一）基本特征及术语
characteristics
1-逆冲推覆构造概念 (The concept of thrust fault) 低角度逆冲断层（<30O)和上盘推覆体组 成的构造，位移大于5km。 – 几百米的地层重叠
1-前展式（背驮式） （piggy-back thrust sequence）：
每一新的逆冲断层发育在先存在逆冲断层的下面，依次向 逆冲方向（前陆）扩展。
2--后展式（上叠式） （break-back sequence）： 每一新的逆冲断层发育在先存在逆冲断层的上 面，各逆冲岩席依次向逆冲来源方向（腹陆） 扩展。
构造地质学 第13章 逆冲推覆构造
二、逆冲推覆构造的几何结构
断坪、断坡 原地岩块 外来岩席 飞来峰、构造窗
台阶式结构 双重逆冲构造(双冲构造) 反冲断层，冲起构造
飞来峰与构造窗
逆冲推覆构造的几何结构
1.台阶式：逆冲推覆构造的基本形式，由断 坪和断坡体现出来。 2.双冲式：由顶、底逆冲断层和夹于其间的 叠瓦式逆冲断层及断片体现出来。 3.反冲式：逆冲断层系中出现与总体逆冲方 向相反的逆冲断层。
逆冲推覆构造，主要产出于造山带及其前陆；其次，在原稳定地块中的一些 高活动性构造单元中，也有发育（板内造山）。
逆冲推覆构造，是挤压或压缩作用的结果。即压缩体制下的产物。
叠瓦状 背冲式 对冲式 楔冲式
逆冲推覆构造的组合型式
叠瓦式逆冲断层
由若干条产状基本一致的逆冲断层组成，各条断 层的上盘依次沿同一方向向上逆冲，平面上构成 叠瓦式(状)。
前 展 式 发 育 过 程
自然界中逆冲推覆构造绝大多数为前展式。
安第斯山脉东侧 逆冲推覆带
喜马拉雅山前逆冲系
四、逆冲推覆构造的分带、分层、分段
❖ 构造分带：根带 ；中带；前锋带；后缘带； 外缘带
❖ 构造分层:表现在垂向上各推覆体叠层式的变 化，早期形成的推覆体一般位于上部。
❖ 构造分段：逆冲推覆体的逆冲断层系，在走 向上表现出分段性变化。
第十三章 逆冲推覆构造
徐海军 地球科学学院
逆断层（reverse fault）
逆断层：指断层上盘上升， 下盘相对下降的断层。根 据断面倾角的大小，又可 分为如下几种类型：
高角度逆断层：断面倾角在45° 以上。
低角度逆断层：断面倾角小于 45°。
逆冲断层：位移量较大的低角度 逆断层，倾角在30°左右。
自然界中逆冲推覆构造绝大多数为前展式。
冯家坛煤矿井下实见断层延展趋势预测
冯家坛煤矿井下实见断层延展趋势预测摘要：针对冯家坛煤矿井下采、掘工作面揭露的部分断层，依据其断层形成的机制分析及实测断层的产状，进行其延展长度尖灭点的预测。
关键词：断层；落差；产状；形成机制Abstract: Aiming at the altar, home feng coal mine mining tunneling working face revealed parts of the fault, the fault formation mechanism analysis and measurement of fault occurrence, the length of the extension of pinchout prediction.Key words: fault ；fall；occurrence；mechanism在煤矿井下开采中，断层对生产的影响程度主要取决于断性、延伸长度、落差大小、延展深度等因素。
我国目前的煤矿井下对于断层的预测方法很多，主要分为定性和定量预测两种方法。
但是总体而言大多还是局限于对断层预测的定性分析的基础上，然而对于煤矿的生产来讲，地质部门能够对揭露的断层准确定量的预测出未揭露断层的具体情况尤为重要，正确的预测断层对其采掘面布置、选择开采方法和生产都具有重要的决定意义。
地壳表层岩石一般为脆性，随着地下深度的增加，压力增高，变为韧性，浅层次则形成脆性断层。
断层形成的类型很多，在这仅阐述分析正、逆断层两种类型的形成分析。
一般认为正断层的形成多为张性，并且具有张性断层的一般特征：断层面比较粗糙，断层角砾多为棱角、次棱角状，排列杂乱无章，没有强烈挤压形成的小褶皱；然而大量的实际观测表明：正断层并非主要是张性，而是剪性断层，具剪性断层的一般特征。
从理论分析上讲：正断层既可以是剪应力作用形成的剪破裂，又可以是张应力作用下形成的张破裂。
岩石的破裂方式主要取决于以下因素：1.岩石的抗剪、张强度。
逆冲推覆构造的特征
一、逆冲推覆构造的概念和组合类型分类 逆冲推覆构造是断层倾角较小（一般在30° 逆冲推覆构造是断层倾角较小（一般在30° 左右或更缓），位移在数公里以上的构造。 根据一个构造单元逆冲断层的组合及其逆 冲方位，逆冲推覆构造的组合类型大致包 括：单冲型、背冲型、对冲性和楔冲型。
2、应变测量技术
根据变形岩石中各种应变标志物变形状态 的多种测量数据与其原始未变形状态比较， 定量给出构造变形区各点岩石的应变状态 。
3、地震法、电算法、电镜法和推覆 地震法、电算法、 体之间的对比
除以上两种方法外，还有地震法、电算法、 电镜法和推覆体之间的对比等方法
五、逆冲推覆构造的重要进展
创立新型逆冲推覆构造几何体系 发展平衡构造剖面的研究方法，用于计算 造山缩短量并检验构造解释 发现韧性推覆产生糜棱岩、混杂岩、花岗 岩三位一体的成岩作用和对矿产的控制作 用等 建立褶皱冲断带增生楔力学模式 建立了薄皮构造体系
谢谢
2、双重逆冲构造
图2 双重逆冲构造
3、冲断褶隆
简称冲隆 是指逆冲岩席从一断坪经断坡爬升至更高 层位断坪时，在断坡之上形成的顶部宽平 的箱状背斜或穹状褶皱。
4、反冲断层
指逆冲断层系中出现的与总体逆冲方向相 反的次级逆冲断层。 它是逆冲岩席在前进滑动中因调节在断坡 或锋缘前侧所受的阻抗而形成的。
三、逆冲推覆构造的动力学机制
逆冲推覆构造的组合类型
图1 逆冲推覆构造组合类型(据朱志澄，1991) 逆冲推覆构造组合类型(据朱志澄， a，b为单冲型； c，d为背冲型； e为对冲性 f为楔冲型 为单冲型； 为背冲型；
二、 逆冲推覆构造的构造模式
根据逆冲推覆构造的内部变形和各种构造案 件的内在联系总结出以下几种构造模式 台阶式逆冲推覆构造 双重逆冲构造 冲断褶隆 反冲断层
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关于推覆构造底板断层向深部延伸的定量估算探讨摘要：通过对造山带某地区构造剖面的侧量，详细解析断层的几何学，运动学，动力学特征，对同期断层形成的叠瓦状推覆构造进行几何作图的方法可以对推覆构造前锋带的分枝断层进行产状延伸，这些同期次的逆冲断层产状延伸的交点，或者多数交点是对分支断层向下延伸到底板断层的限制交点，通过定量测量分支断层向下延伸的交点，我们可以对底板断层的深度有定量的估算，这种方法的原理是基于自然界岩石变形的几何形态是相互限制的，岩石在地应力作用下形成不同规模的断块，逆冲推覆构造的马石，岩席之间的断层发育在一个地区存在一定的几何规律，同地区岩席大小，分枝断层间距和断层带宽度，断层岩特征有一定的相似性，经过解析对比，我们可以发现在某地区叠瓦状逆冲构造区域，存在断层相对高角度和相对中角度的发育规律，这些相邻高角度断层之间的间距就是该区域断层发育规律的几何规律的波长；断层之间相互限制，在同一个波长内对断层进行详细测量，作图分析就可以估算出该带的底板断层深度。
关键词：底板断层分支断层前锋带
在造山带推覆构造前锋带断层以犁型断层为主时，前锋带断层的断面产状呈高角度时，表明该推覆构造的前锋带处于运动受阻的地段，该带的明显特征是越近受阻中心，片理和流劈理产状近乎直立，这种几何形态特征是推覆构造发育终止的标志。
分支断层发育而分散，是断层位移终止的地段，这一地段一般是断层发育的终点。
而从
该带出发向着断层倾向方向观察，我们就会发现，断层的产状变缓，断坡由高角度向中低角度过度，这样我们通过系统的对逆冲断层系的几何学测量后，运用几何作图的方法对该区域逆冲推覆的底板断层的发育深度进行计算，这种计算的意义在于设计钻孔时对底板断层内的矿化进行有效的精确控制。
因为在推覆构造发育后期的热液活动往往会利用早期的推覆构造作为导矿和储矿构造。
并且因为成矿热液在一定的深度活动会形成浅部矿化弱的现象，这种现象会导致我们进行的物化探方法测量出的地球化学异常以及物探异常的数据偏低，异常强度不高，当这种现象出现后，地表零星露头又表现出难以成矿的矿化特征时，我们向深部勘探又缺乏有效的勘探依据，这样，我们就会丧失对该区域成矿远景调查的信心，因此，我们如果发现在推覆构造的前锋带或者构造窗内出现弱矿化，那么，向深部设计钻孔勘探区域底板断层带就成为我们解开区域成矿规律的有效手段，故此，我们运用构造几何学的规律对断层系统向深部延伸底板断层深度进行定量估算就很有必要。
在青海共和县以南的切吉乡一带，造山带中推覆构造发育，和推覆构造相关的叠瓦状推覆构造发育见附图1 示，图1 是该地区一个矿区的局部构造剖面，一系列自西北而东南的逆冲断层组成叠瓦状推覆构造，构造剖面中能干岩层是生物灰岩，灰岩受构造改造而呈透镜状，剧烈的构造作用使得泥质岩石呈片理化绕能干岩层，褶皱为两期叠加的多期近乎12 0 o 的方向进行叠加，断层将早期褶皱切割破坏，
并以灰岩为该区域推覆构造的主要底板发育层位之一，该二叠系层位灰岩以飞来峰的底部层位，以韧性变形为主，构造超覆在三叠中统地层之上，而在构造剖面上主要逆冲在灰岩上部的细砂岩，长石石英砂岩之上，断层之间的岩席均呈复式柔皱形态，岩席（岩片）主要由砂岩，灰岩组成，断层带的断层岩为板岩。
1 叠瓦状推覆构造分支断层的几何学测量
推覆构造广泛发育于造山带，在大比例尺地质填图时，我们对区域内相近规模断层的几何产状的系统测量非常重要，经过系统测量后，断层的几何规律就会在不同地段有密度和角度以及延伸长度的差异显示，通过对矿点，矿区或者填图重点解剖区域的详细构造剖面测量和解析我们就可以对研究区域的断层有较准确的第一手几何学数据积累，通过对断层的几何学数据处理我们就可以探讨该区域的断层发育规律。
测量断层的几何要素主要是产状，断层带厚度，断层角砾岩的大小及形态特征，断层角砾岩的新生矿物，矿化特征。
2 推覆构造底板断层和推覆构造发育期间褶皱轴面产状对推覆构造逆冲断层的几何学限制
推覆构造的发育在脆韧性变形域，断层往往卷入地层的褶皱，特别是柔皱，柔皱的轴面产状，特别是能干岩层柔皱的轴面产状能够反映出脆韧性断层的产状特征，在青海某地矿区，我们发现灰岩以透镜
状断层角砾岩的形式和砂岩、粉砂岩构成复杂的断片，这些断片总体呈现出叠瓦状的逆冲推覆构造，在沿断层倾向方向，断层产状有规律性的变化，前锋带地层近乎直立，片理化较强，柔皱轴面陡倾，在叠瓦状逆冲构造的断层高角度重复出现带之间，我们发现有较低角度的逆冲断层发育，这样两个相邻的高角度逆冲断层带限制下的低角度断层和高角度断层之间就存在断层发育的几何学限制。
（见附图1）断层旁侧发育灰岩透镜体，灰岩透镜体表面的擦痕清晰，围绕灰岩透镜体是片理化的粉砂质板岩，测量灰岩透镜体长轴轴面产状可以作为断层的参考产状。
片理化总体产状为断层带的产状。
我们知道断层面产状往往和断层旁侧的能干岩层受脆性破裂的破裂面相一致，而在脆韧性变形域，断层和皱褶一起发育，褶皱作用将柔弱岩层变形，能干岩层产生拉断而形成透镜状，腫缩状，在持续变形后，能干岩层中的砂岩或者灰岩多为透镜体，这种情况下，断层断面不清楚，因此我们对片理和褶皱轴面的系统测量就很重要，这些面理是地层运动改造的证据，它们的几何形态和断片所处的构造位置
密切相关。
3 相邻逆冲系之间几何规律对底板断层的限制
逆冲断层发育的密度和产状上的不断重复规律，它们之间相邻而相互制约，这种几何学的限制原因是地层在区域应力场下岩石变形疏密波引起的，地质体变形的疏密波会穿透岩体，让许多小的岩脉和小岩体产生和地层相同的褶皱和断层束，这些断层密度高的带相互等间距出现，高角度断层束之间的低角度或者中角度断层束，他们之间的几何学限制会对该区域逆冲构造的底板断层有一定的指示作用。
经过几何作图，我们可以对相邻高角度断层束之间的低角度断层延伸进行无限延伸，而高角度断层束和低角度断层的交点就是该区域的底板断层深度。
4 前人对逆冲断层发育深度的计算方法和缺陷
著名地质学家、英国皇家学会会员兰姆塞在《现代构造地质学方法》一书中有关于运用平衡剖面方法的面平衡方法对逆冲断层引起隆起的断片面积和岩层厚度进行计算断层发育深度的方法介绍，这种方法和我们在实际勘探中钻孔验证存在较大的差异，而这种方法本身也缺乏理论依据，这是因为断层由水平拆离转向向上的造山理论对于地层增厚的解释是地层由水平方向向上叠加引起的，底板断层发育基本上是不动的，也就是底板不动原理本身是平衡剖面的基础，断片由原来状态水平收缩向上增加面积用来求证断层发育深度是不符合应变
模拟实验和平衡剖面方法本身的基本原理。
特别是断层引起的褶皱隆起面积与褶皱作用方式以及隆起的地层相关联，用一个标志层来计算和选用多个标志层的方法明显不同，当我们把整个褶皱隆起作为标志时，引起褶皱的断层深度就是隆起的高度，其实对底部拆离面的估算要详细测量该地区断块的大小，断片的厚度和规模，在地应力作用下，不同规模的岩石断片显示其引起的动力条件不同，我们观察对象的尺度影响我们对不同尺度下断块发育机制的经验累积。
区域逆冲断层系深部拆离面和板块以及大的地体深部拆离面研究的对象尺度不同，因此，运用和填图规模相适应的几何学测量和计算的适应范围是很严格的。
褶皱的高度或者造山带的高度和宽度对底部深大断裂深度有一定的几何学限制，这需要验证并总结岩石褶皱隆起变形引起深部拆离的经验公式。
H = 断层深度系数( 断块厚度×长度)；这个公式需要不断验证，有待发展。
5 几何作图方法对推覆构造底板断层的计算与钻探验证介绍
如图1 示，T F1 为构造剖面的高角度逆冲断层，沿构造剖面向北东方向，中间带的中角度逆冲断层T F2、T F3、T F4、共同组成了中间带，各个断层的动力变质程度相近，断层厚度相近，变形特征相近，运动主方向一致，矿化特征相近，这些断层发育特点的系统对比可以说明这些断层为同期断层，近似深度发育的断层，断层带内热液活动特征相近，深源信息相近，运动方向相同，逆冲距离相近，为同构造机制下的叠瓦状逆冲推覆体系，（见构造剖面断层特征对比表1，
附图1 示）而在连续测量中相邻的高角度断层带规律出现，我们选择其中一段相邻高角度断层带进行几何作图，经过作图，我们得出了本区域推覆构造底板断层发育的而深度为距离地表高程3 4 0 0 m 之下的10 0 处，也就是33 0 0 m 高程，我们设计的钻孔深度应该穿过10 0 m，在32 8 0 m高程。
事实上，在2 0 0 9 年的钻探工程中，经过对断层发育与褶皱的几何学关系进行作图后预测的断层发育局部深度规律和钻探验证有
较好的对应关系。
但是钻探工程验证也为我们揭露更加深部的断裂发育提供了信息，事实上断层发育是多层次的逆冲，在我们理论计算预测的深度下面存在同样的规律，每延伸8 0 ～10 0 m 都会有新的矿带存在。
这种事实，打破了我们仅仅依靠地表测量所作出的局限结论（表2）。
通过定量进行对比，在第一深度337 0高程左右黄铁矿以团块状可以在南北向上对比，在第二深度3 4 93 高程左右和33 8 3、33 8 4 高程相差约110 m，我们在地表观察的构造控矿带厚度约15m，因此我们可以认为337 0 ～33 8 5m 为该矿区第一矿化带深度，而第二矿化带深度在3 4 8 3 ～3 4 9 5m 之间，这就是该矿区已经揭露存在两个深度层次的构造拆离面作为多重推覆构造的底板断层控制该矿区的矿化带。
根据地表构造几何要素所计算的结果具有一定的指示作用，这种规律性的构造控矿可能向深部仍有找矿前景。
定量进行地质构造观察和计算是我们深化构造地质学的方向，本文仅仅是抛砖引玉，期望同行在生产实践中能不断发展定量构造地质学。
参考文献
[1] JOHN G.RAMSAY. 现代构造地质学方法［M］.MARTIN
I.HUBER,1987.。