01-01 变形分析 逆冲推覆构造(逆冲构造系统)
合集下载
逆冲推覆构造概述
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。
01-04 变形分析 逆冲推覆构造(产出背景与形成机制)
波斯湾北部伊朗Zagros造山带
特提斯喜马拉雅新生代造山带
喜 India, Him, Pamir, Tarim, 马 Yunnan 1200x1800 拉 雅 造 山 带
An et al., 1999, Significant late Neogene east-west
古生代Appalachia造山带
5、逆冲构造系统形成的 临界楔形体模型（critical taper）
逆
冲 构 造 楔 形 体 结 构
后推力维持楔 形体的临界状 态或导致超临 界状态的产生； 剥蚀所用使楔 形体恢复临界 状态或楔角低 于临界状态
逆冲楔
形体演 化过程
第一讲 逆冲推覆构造
单一逆冲断层几何学 逆冲构造系统: 逆冲断层相关褶皱构造 逆冲断层扩展方式 逆冲断层的变形 逆冲断层形成机制 逆冲相关能源与资源矿产
向南的滑动构造
重 力 滑 动 构 造 发 育 过 程
重力滑动构造的构造要素
问
题
在大区域尺度范围内是否能够
满足重力滑动构造变形所需要 的地质条件？
（Gravitational spreading）
3、
重 力 扩 展
重力扩展作用的明蜡试验
后推力模式 重力滑动模式 重力扩展模式
上述模式中考虑问题的共同特点?
式
Gravitational sliding
长方形块体在自重下沿着倾角为的斜面下 滑时： =Sntan ntan=Sntan n=Sn-P=Sn (1-) (1-)tan= 即斜坡角取决于孔隙液压
河南嵩山重力滑动构造模型
向东北的滑动构造
向北的滑动构造
南 美 安 第 斯 山 东 部
逆冲推覆构造的特征
逆冲推覆构造的特征、研究方 逆冲推覆构造的特征、 法和重要进展
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
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
第13章 逆冲推覆构造
大 巴 山 构 造 变 形 模 式 平 面 图
第一节 逆冲推覆构造的组合型式
叠瓦状断层（imbricate fault）：产状相近的若干条逆冲
断层成束产出，一条条产状相近并向同一方向逆冲的断
层样式。逆冲断层系最具代表性的组合型式。
叠瓦冲断结构
铁溪—观音堂段平衡地质剖面 （1：500 000）
通南巴NE地震测线冲起构造（tnb-ne-99-221）
四、逆冲推覆构造的分带、分层和分段
水平分带：沿逆冲方向，可划分为根带、中带、锋带 三个主变形带，以及后缘带和外缘带。
Jia et al., 2006
Jia et al., 2006
第三节 逆冲推覆构造扩展
前展式或背驮式(Piggyback Propagation)：扩展方向自腹陆向前陆。 新的逆冲断层发育在先存逆冲断层的下面，各逆冲岩席依次向前
位移速率：1~2 cm/a
第六节 逆冲推覆构造的地质背景 及其
与滑覆和岩浆活动的关系
一、各类构造单元中的逆冲推覆构造
1.板块俯带的逆冲推覆构造
2.大陆盆山过渡带逆冲推覆构造
3.大陆碰撞带的逆冲推覆构造
4.挤压盆地内部的逆冲推覆构造
张岳桥等，2012
Takano et al., 2013
Jia et al., 2006
7）变形层次
推覆、滑覆与岩浆活动的关系：
逆冲推覆—岩浆侵入—滑覆
第十三章
逆冲推覆构造
一、组合型式 二、几何结构 三、扩展方式 四、运动学和动力学
逆冲推覆构造（ Thrust Structures ）：由逆冲断层及其上盘推覆体或 逆冲岩席组合而成的大型挤压构造。 大陆造山带与相邻沉积盆地的边界过渡带、主动大陆弧前构造带、 压性沉积盆地内部。
逆冲推覆构1
逆冲推覆构造逆冲推覆构造的研究始于19世纪中期，于19世纪晚期掀起了第一次研究高潮。
本世纪70年代中期，随着在南阿巴拉契亚造山带前陆下发现大逆冲断层并延伸到兰岭之下以后，又再度激起了地质学家研究逆冲推覆构造的热情。
基本概念逆冲推覆构造的研究始于19世纪中期，于19世纪晚期掀起了第一次研究高潮。
本世纪70年代中期，随着COCORP(大陆反射剖面协调组织)在南阿巴拉契亚造山带前陆下发现大规模的逆冲断层并延伸到兰岭之下以后，又再度激起了地质学家研究逆冲推覆构造的热情。
这次研究，一方面确定了前陆构造是一种薄皮构造，对寻找油气开辟了新的广阔领域；另一方面也对论证岩石圈层结构和区域构造的发展演化提供了重要信息。
近年来，逆冲推覆构造研究有很大进展，认识到这类构造的广泛性和重要性。
<回到顶部>构造样式二、逆冲断层的构造样式逆冲断层虽然可以单条产出，但是更为常见的是产状相近的若干条逆冲断层成束产出。
根据一个构造单元中逆冲断层的排列组合及其逆冲方位，可以分为单冲型、背冲型、对冲型和楔冲型。
1、单冲型产状相近、逆冲方向相同的逆冲断层组构成，据叠瓦式结构。
叠瓦式逆冲断层系中各条断层的倾向一致，间距和规模大致相同（下图左）。
2、背冲型在统一的构造应力场中形成、分别向外侧逆冲的二套叠瓦式逆冲断层。
大型背冲式逆冲断层常与造山带复背斜共同产出。
很多造山带的前缘发育一系列倾向造山带根部的逆冲断层系，向前陆方向逆冲，造山带的后缘发育与之类似的断层系，但断层产状与之相反，向后陆逆冲，总体构成造山带的扇形结构（下图右）。
单冲叠瓦式逆冲断层背冲型逆冲断层3、对冲型两套叠瓦式逆冲断层相向逆冲。
对冲型逆冲断层常与盆地伴生，自盆地两缘向盆地中心逆冲。
江西萍乐凹陷西段对冲型构造（据朱志澄等1990）4、楔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楔状冲断体。
这种型式的逆冲断层一般产于盆地之中或两个盆地之间。
楔冲型逆冲断层具有一定的普遍性。
第十一章逆冲推覆构造1
构造三角带（Triangle zone）逆冲断层、反冲断层和底 板逆冲断层三角围成的部位，即构成变形的构造三角带。
六、逆冲推覆构造分带
逆冲推覆构造分带特征
根带 应力状 态 次级断 层 次级褶 皱 构造定 向 劈理 变形习 性 挤压 高角度逆断层 中带 单剪 叠瓦式及双冲式 锋带 挤压 反冲构造
一、逆冲推覆构造研究历史和现状
作为推覆构造研究的开端，应推艾谢尔 （A.Escher）。 1840年 在阿尔卑斯发现的推 覆。他发现近水平的二叠系维卡诺组火山岩 盖在含货币虫的始新统复理石层之上。 Gralus 推覆体 Nappe。 1885 年 Lapworth 研 究 了 苏 格 兰 的 莫 因 Moine冲断层 Thrust。
第十一章 逆冲推覆构造
北京怀柔汤河口逆冲断层构造
第一节、研究历史简述及基本概念
自１９世纪中前期发现第一条逆冲断层 以来的一百年间，逆冲推覆构造一直是 构造地质学家的研究重要对象，并于１ ９世纪末期掀起了第一次研究高潮。随 着研究进展，人们对这类构造的几何特 征、形成机制、发育演化以及产生背景 诸方面有了深入全面认识。尤其自７０ 年代中期，逆冲推覆构造研究进入高潮。
我国1980年，长庆石油局翻译了此 理论。 80年代初，我国石油地质学家在新 疆克拉玛依的克乌断裂带下扩大了 油田，找油到得了重大突破。
• 二、基本概念 • Reverse fault 逆断层：上盘相对于下盘上升，无 或只有很小的走滑位移分量，倾角通常＜45°。 • （逆）冲断层thrust：低角度逆断层（ ＜45°）。 在挤压造山带外带的浅层次的沉积岩中特别发育 而且常常看来是这些地区中首先形成的主要构造。 如北美西海岸的落基山的前陆冲断褶皱带 （foreland thrust-fold belt)和美国东部的 applachian的谷岭区的前陆冲断带。
逆 冲 推 覆 构 造
第 十 章
逆 冲 推 覆 构 造
第一节、基本概念
逆冲断层：广义指上盘相对下盘上升，较老的岩层逆冲到较新 的岩层之上的断层，由水平挤压作用形成。现一般指低角 度（倾角低于30度）的大规模逆断层。 推覆体：经远距离位移的规模巨大的近水平或平卧褶皱岩席， 也称外来体或逆冲席体。是逆冲断层的上盘。 逆冲推覆构造：由逆冲断层和推覆体组成的一种挤压性构造， 通称逆冲推覆体系，是造山带中最常见的构造现象。 （外来体，原地系，根带）
第三节、 断层面对上盘褶皱构造的控制
一、断弯褶皱
逆冲席体沿阶梯状断层面运动时在断层的弯曲部位被迫 发生的弯曲。弯曲的形态被动反映其下断层形态，褶皱翼部 位于上、下盘断坡之上，转折端位于断坪之上，常形成平顶 的背斜或箱状褶皱，称为褶隆。 tgθ = sin2α /(2+cos2α )
αα
θ
二、断层扩展褶皱
六、构造三角带
在反向逆冲断层与其后侧的逆冲断层汇聚部位，形成以反冲断层、分支逆 冲断层和底部拆离断层限定的三角带，其构造变形十分强烈。
第四节、 逆冲断层系
一、逆冲序列：
逆冲断层沿底部拆离断层运动，并切断强硬层向上扩展，这种 向上切断强硬层并与底部拆离断层相连的断层称为分支断，断 层活动中往往是依次发育许多分支断层，形成逆冲断层系。 逆冲断层中分支断层 形成的先后顺序称为逆冲 序列，可分为三类： 1.背驮式或前展式：每一 新的逆冲断层发育在先存 逆冲断层的下面，各逆冲 岩席依次向逆冲方向或前 陆扩展，并增生在前进中 的逆冲岩席的前锋。
第五节、平衡剖面
平衡剖面：将剖面中的变形变形构造通过几何原理和方法全部 复原的剖面。也就是将变形（褶皱、断层）的剖 面恢复到变形前的原始状态。 基本原则是沉积岩原始状态为水平产状。
逆 冲 推 覆 构 造
第一节、基本概念
逆冲断层：广义指上盘相对下盘上升，较老的岩层逆冲到较新 的岩层之上的断层，由水平挤压作用形成。现一般指低角 度（倾角低于30度）的大规模逆断层。 推覆体：经远距离位移的规模巨大的近水平或平卧褶皱岩席， 也称外来体或逆冲席体。是逆冲断层的上盘。 逆冲推覆构造：由逆冲断层和推覆体组成的一种挤压性构造， 通称逆冲推覆体系，是造山带中最常见的构造现象。 （外来体，原地系，根带）
第三节、 断层面对上盘褶皱构造的控制
一、断弯褶皱
逆冲席体沿阶梯状断层面运动时在断层的弯曲部位被迫 发生的弯曲。弯曲的形态被动反映其下断层形态，褶皱翼部 位于上、下盘断坡之上，转折端位于断坪之上，常形成平顶 的背斜或箱状褶皱，称为褶隆。 tgθ = sin2α /(2+cos2α )
αα
θ
二、断层扩展褶皱
六、构造三角带
在反向逆冲断层与其后侧的逆冲断层汇聚部位，形成以反冲断层、分支逆 冲断层和底部拆离断层限定的三角带，其构造变形十分强烈。
第四节、 逆冲断层系
一、逆冲序列：
逆冲断层沿底部拆离断层运动，并切断强硬层向上扩展，这种 向上切断强硬层并与底部拆离断层相连的断层称为分支断，断 层活动中往往是依次发育许多分支断层，形成逆冲断层系。 逆冲断层中分支断层 形成的先后顺序称为逆冲 序列，可分为三类： 1.背驮式或前展式：每一 新的逆冲断层发育在先存 逆冲断层的下面，各逆冲 岩席依次向逆冲方向或前 陆扩展，并增生在前进中 的逆冲岩席的前锋。
第五节、平衡剖面
平衡剖面：将剖面中的变形变形构造通过几何原理和方法全部 复原的剖面。也就是将变形（褶皱、断层）的剖 面恢复到变形前的原始状态。 基本原则是沉积岩原始状态为水平产状。
逆冲推覆构造的基本特征
逆冲推覆构造的基本特征最近又仔细研究了下逆冲推覆构造，有了新发现。
这逆冲推覆构造啊，首先它有个非常明显的特征就是不同岩层之间的不正常排列关系。
我就一直观察那些岩石层，有时候就发现怎么有些老的岩层会跑到新的岩层上面去呢，这让我想了很久。
后来才明白，这就是逆冲推覆构造捣的鬼。
你就好比你搭积木，正常是一块一块按顺序搭，新的在上面，但这个构造就像是把下面的老积木突然给推到上面去了。
在观察这种构造的时候，我还特别留意到它有个构造面，这个构造面真的很特别。
就像两个原本不应该在一起的地层之间隔了一道线一样。
这个构造面往往是倾斜的，我一开始的时候还不确定自己观察得对不对，反复看了好多标本和实际的地质露头呢。
我当时就想，这倾斜的构造面到底是怎么形成的，后来查阅资料和跟同行讨论后，好像是因为巨大的水平挤压力量才让地层沿着这个面发生了那样的错动。
还有呢，逆冲推覆构造常常是一大片一大片地出现，不是说就一小块地方这样。
我在野外观察的时候，沿着山脉走，能看到一大段都是这种构造的体现。
就如同排队，不是一两个人站错位置，而是一群人整体错位了。
而且它还可能出现叠瓦状的排列，就像屋顶上的瓦一片片叠着，只不过是岩石层在地下这样的叠着，这都是因为多次的逆冲运动造成的，这个我开始的时候光从理论上看真的很难理解，但是到实地看了一个类似的地质结构后，算是彻底搞明白了。
它的断层面还具有一定的擦痕和阶步呢。
擦痕就好像有人用大力气硬拖着一样东西在地上走留下的痕迹，而阶步呢，就像是楼梯的台阶似的，一节一节的。
不过这个特征还不太好观察，有时候会被一些后来的地质作用给破坏或者覆盖掉，我就有好几次看错的经历，以为没有这些擦痕和阶步，结果再仔细清扫一下表面，调整一下光的角度就发现了。
逆冲推覆构造在野外还经常伴随着一些次生构造。
就像你搬东西后，周围那些小物件被弄乱的感觉一样。
周围的岩石可能出现褶皱啊或者小型的断层什么的。
比如说那个牵引褶皱，就像是被拉着走的布起的褶子一样，朝着逆冲的方向弯曲。
第十三章 逆冲推覆构造
逆冲断层系中的反冲断层
第三节
逆冲推覆构造的分带,分层, 逆冲推覆构造的分带,分层,分段
1.构造分带:根带 ;中带;前锋带;后缘带;外缘带 2.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. 3.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.
第四节
逆冲推覆构造的运动学和动力学
第一节
一,主要组合型式 1.叠瓦状 2.背冲式 3.对冲式 4.楔冲式
逆冲推覆构造的组合型式
叠瓦状,背冲式,对冲式, 叠瓦状,背冲式,对冲式,楔冲式
第二节
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. 逆冲推覆构造的基本形式.由断坪和断坡体现出来. 逆冲推覆构造的基本形式 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 逆冲断层和夹于其间的叠瓦式逆冲断层及 断片体现出来. 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. 逆冲断层系中出现与总体逆冲方向相反的逆冲断层. 逆冲断层系中出现与总体逆冲方向相反的逆冲断层
1.逆冲推覆的位移和速率 2.关于驱动力问题 水平挤压作用; 重力滑动作用;板块俯冲与碰撞作用; 孔隙液压作用
�
第十三章
逆冲推覆构造
逆冲推覆构造, 逆冲推覆构造,指角度低缓的逆冲断层及其上盘推覆体或逆 冲岩席组合而成的大型-巨型的构造系统. 冲岩席组合而成的大型-巨型的构造系统. 逆冲推覆构造,主要产出于造山带及其前陆;其次, 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. 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.
逆冲推覆构造
台湾中央造山带前陆褶冲带前锋的反冲断层
逆冲推覆构造中的反冲断层、构造三角带和冲起构造 (地震时间剖面解释)
Pop up 和三角带
闽西南永安二叠系实测构造剖面
注意：逆冲断层、反冲断层、三角带和褶皱等
thanks
4 楔冲式断层
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 楔状冲断体。这种型式的逆冲 断层一般产于盆地之中或两个 盆地之间。
双重逆冲断层
Duplex的顶板逆 冲断层和底板逆 冲断层在前锋和 后缘汇合，构成 一个封闭块体。 断夹块内岩层可 以成膝折弯曲， 更常常形成拉长 的背－向斜对。
注意：断坪不一定水平，断坡不一定倾斜
。关键是看切层还是顺层
210
°
A线理: 158°∠10°
根据断坡走向与逆冲运移方向的方位关系， 断坡可分为前断坡，侧断坡和斜断坡。
逆冲推覆构造的扩展
逆冲推覆构造扩展方式有两种：前展式 和后展式。前展式中每一新的逆冲岩席 发育在老逆冲岩席的下盘，各逆冲岩席 依次像腹地扩展，因此在前展式中位置 最高或最后侧的逆冲岩席形成最早，在 后展式中，位置最高的逆冲岩席形成最 晚。自然界中前展式是最常见的逆冲扩 展方式。
2 对冲式逆冲断层
对冲式逆冲断层由两条相反倾斜， 相对逆冲的逆冲断层组成，逆冲断 层有共向倾 斜，相对逆冲的逆冲断层组成，逆冲 断层有共同的上（升）盘，表现为自 一个中心分别像两个相反方向逆冲， 一般自背斜核部向外撒开逆冲。与造 山带复背斜伴生的两组逆冲断层，分 别在两翼上产出，常常总体呈扇状。
前展式(piggy-back)
后展式(over-step)
逆冲推覆构造组合形式
逆冲断层虽然可以单条产出，但 更常见的是由走向相近的若干条 逆冲断层成束产出，形成一定的 组合形式，主要有：叠瓦式逆冲 断层、对冲式逆冲断层、背冲式 逆冲断层、楔冲式断层。
地质学院《逆冲推覆构造》课件
Pop up 和 三角带
闽西南永安二叠系实测构造剖面
注意：逆冲断层、反冲断层、三角带和褶皱等
几何结构(四)
逆冲推覆构造的分带 沿逆冲方向可分为：后缘带、根带、中带、前 锋代和外缘带。各带的应力状态、变形强度、 变形性状、剪切带产状、伴生构造发育类型均 有各自的特点和变化规律。认识这些特点和规 律对全面分析和研究逆冲推覆构造具有重要作 用。(阅读参考教材《构造地质学》p179－180).
Duplex的顶板逆冲断层和底板逆冲断层在前锋和 后缘汇合，构成一个封闭块体。断夹块内岩层可 以成膝折弯曲，更常常形成拉长的背－向斜对。
Pt P
Boyer (1982)认为，duplex和叠瓦式逆冲断层并列 为逆冲体系的两大类构造。在确定duplex时，必 须鉴别和确定出顶板逆冲断层和底板逆冲断层。
分析地震剖面中台阶式逆冲断层的断坪 和断坡
前断坡、侧断坡、斜断坡
根据断坡走向与逆冲位移方向的关系可划分出： 前断坡—走向与逆冲方向直交，表现为逆冲滑 动，以挤压应力为主；侧断坡—走向与逆冲方 向一致，表现为走向滑动，处于剪切应力状态； 斜断坡—走向与逆冲方向斜交兼具走滑和逆冲， 处于压剪应力状态。
背形堆垛duplex (antiform stack duplex): 在 持续剪切作用(递进变形)或多次活动中， duplex中的各分支逆冲断层、断夹块以及 顶、底板逆冲断层互相叠置、褶皱，呈背 斜状。反映了长期或多次构造活动。多发 育于造山带的前陆冲断带。
闽西南前陆冲断带的背形堆垛duplex，外貌形态 很象同心状“背斜”，长期以来许多地质工作者 将之称为“泥盆系大背斜”。实际上，其中的界 面并非层面，而是逆冲断层面。逆冲断层之间的 岩层并不能沿断层面延伸，而多以紧闭平卧褶皱 出现，并背冲断层切割。
逆冲推覆构造汇总.
几何结构(二)
Duplex: C.D.A. Dalstrom于1970年提出，是逆冲推覆构造 中具有普遍性的重要结构型式。它由顶板逆冲断层(roof thrust)与底板逆冲断层(floor thrust)及夹于其中的一套叠 瓦式逆冲断层和断夹块(horse)组合而成。次级叠瓦式逆 冲断层向上互相趋近并且相互连接，共同构成顶板逆冲 断层；各次级逆冲断层向下相互连接，构成底板逆冲断 层。各次级逆冲断层所围限的断块叫断夹块或马石 (horse)。国内关于duplex 的翻译不尽一致，双重逆冲构 造、双冲构造、冲褶席等
后来发现，冲断推覆体(thrust nappe)可能更为普遍。
组合型式
叠瓦式逆冲断层系(imbricate thrust system)：逆 冲推覆构造的主要产出型式，即由一束产状相 近并具相同逆冲方向的断层构成叠瓦式逆冲断 层系。
西昆仑造山带混杂带叠瓦式逆冲推覆构造
闽西南三明大田推覆构造剖面－ 前震旦纪地层下面开煤矿 推覆构造多是老地层压新地层
台阶式逆冲断层发展形成过程。在断坡处的 上覆岩层形成无根褶皱
请识别照片中的台阶式逆冲断层
注意：断坪不一定水平，断坡不一定倾斜。关 键是看切层还是顺层
210
°
A线理: 158°∠10°
上盘断坡与下盘断坡：根据断坡上下盘岩层的 产状关系，断坡可分为上盘断坡和下盘断坡。 上盘断坡—断坡部位断层面产状与下盘岩层产 状一致而斜切上盘岩层处；下盘断坡— 与上盘 岩层产状一致而斜切下盘岩层处。
几何结构(三) 反冲断层(backthrust): 在向某一方向逆冲的逆冲 断层系中，出现的与总体逆冲方向相反的逆冲 断层。主要发生于逆冲断层的前锋部位和断坡 的后侧。因逆冲滑动中受断坡或锋缘前侧阻挡 而反向逆冲而成。
构造第十四章 逆冲推覆构造
逆冲推覆构造的台阶式
由长而平的断坪与连接其间的短而陡的断坡交替构成。断坪 顺层发育，产出于岩性软弱的岩层之中或岩性差异显著的界 面上。断坡切层发育，产出于较强硬岩层中。总体上构成下 缓上陡、凹面向上的铲状。
双重逆冲构造
顶板逆冲断层与底板逆冲断层及夹于其中的一套叠瓦式逆冲断层和断层夹块(片 顶板逆冲断层与底板逆冲断层及夹于其中的一套叠瓦式逆冲断层和断层夹块 片) 组合而成的构造。 组合而成的构造。其特点是双重逆冲构造中的各次级叠瓦状逆冲断层向上相互趋 近并且相互连接共同构成顶板逆冲断层； 近并且相互连接共同构成顶板逆冲断层；各次级叠瓦状逆冲断层向下也相互趋近 并且相互连接共同构成底板逆冲断层；由次级逆冲断层围限的岩块称为断夹块 并且相互连接共同构成底板逆冲断层；由次级逆冲断层围限的岩块称为 (Horse)。如果叠瓦状逆冲断层向上没有连接成顶板逆冲断层，这种叠瓦状逆冲 。如果叠瓦状逆冲断层向上没有连接成顶板逆冲断层， 断层称为叠瓦扇。 断层称为 。
反冲断层
在逆冲断层系中出现的与总体逆冲方向相反的逆冲断层。 在逆冲断层系中出现的与总体逆冲方向相反的逆冲断层。 反冲断层主要出现在逆冲断层系的前锋部位和断坡后侧， 反冲断层主要出现在逆冲断层系的前锋部位和断坡后侧， 是因逆冲滑动中受断坡或锋缘前侧阻抗而发生反冲作用 形成。 形成。
逆冲推覆构造的扩展
前展式或背驮式(Piggyback propagation)——自腹陆向前陆扩展。每一新产 自腹陆向前陆扩展。 前展式或背驮式 自腹陆向前陆扩展 生的逆冲断层发育在已经存在逆冲断层之下，各逆冲岩席向逆冲方向(前陆 前陆) 生的逆冲断层发育在已经存在逆冲断层之下，各逆冲岩席向逆冲方向 前陆 扩展，并增生在前进中的逆冲岩席的前锋。 扩展，并增生在前进中的逆冲岩席的前锋。 后展式或上叠式(Overstep propagation)——自前陆向腹陆扩展。每一新产生 自前陆向腹陆扩展。 后展式或上叠式 自前陆向腹陆扩展 的逆冲断层发育在已经存在逆冲断层上面，各逆冲岩席向逆冲来源方向(腹 的逆冲断层发育在已经存在逆冲断层上面，各逆冲岩席向逆冲来源方向 腹 扩展， 陆)扩展，并增生在前进中的逆冲岩席的后缘。 扩展 并增生在前进中的逆冲岩席的后缘。
01-01 变形分析 逆冲推覆构造(逆冲构造系统)
（前寒武纪的花岗岩以断层接触的方式覆盖在白垩纪地层之上）
Arnold Escher von der Linth （1830－40s）在 Swiss Alps 的Aar地块发现近水平的二叠系维卡诺组 火山岩盖在含货币虫的始新统复理石层之上。 识别出 了Gralus 推覆体 （Nappe）。 M. Safford(1856)在美国东部Tennessee识别出了 Appalachian的逆冲断层
三次重要的国际会议
1979年，在英国伦敦召开了第一届国际逆 冲推覆构造会议，1981年出版了《Thrsut and Nappe Tectonics》 1989年，在伦敦召开了第二届国际逆冲推 覆构造会议，1992年出版了《Thrust Tectonics》 1999年，在伦敦召开了第三届国际逆冲推 覆构造会议，2004年出版了AAPG Memoir 82 专题论文集
三角带概念的原始含义
Origion of the “Triangle Zone”
“三角带”内部构造并非原来所认为的那样简单
Subsurface structures not so simple as considered before
加拿大阿尔伯塔省山麓区域的 一个三角带构造
An example of real“Triangle Zone” , Alberta Foothills
三角带的形成过程
Deformation process of a triangle zone The roof thrust (=back thrust) is passive totally)
2-3 逆冲叠瓦扇（imbricate fan)
一系列产状大体一致、运动方向相同的逆冲断层所组成的
逆冲叠瓦扇
Arnold Escher von der Linth （1830－40s）在 Swiss Alps 的Aar地块发现近水平的二叠系维卡诺组 火山岩盖在含货币虫的始新统复理石层之上。 识别出 了Gralus 推覆体 （Nappe）。 M. Safford(1856)在美国东部Tennessee识别出了 Appalachian的逆冲断层
三次重要的国际会议
1979年，在英国伦敦召开了第一届国际逆 冲推覆构造会议，1981年出版了《Thrsut and Nappe Tectonics》 1989年，在伦敦召开了第二届国际逆冲推 覆构造会议，1992年出版了《Thrust Tectonics》 1999年，在伦敦召开了第三届国际逆冲推 覆构造会议，2004年出版了AAPG Memoir 82 专题论文集
三角带概念的原始含义
Origion of the “Triangle Zone”
“三角带”内部构造并非原来所认为的那样简单
Subsurface structures not so simple as considered before
加拿大阿尔伯塔省山麓区域的 一个三角带构造
An example of real“Triangle Zone” , Alberta Foothills
三角带的形成过程
Deformation process of a triangle zone The roof thrust (=back thrust) is passive totally)
2-3 逆冲叠瓦扇（imbricate fan)
一系列产状大体一致、运动方向相同的逆冲断层所组成的
逆冲叠瓦扇
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
e.g.
Moine Thrust 中的 双重逆冲构造立体图解
北美西部落基山前陆逆冲带
Lewis Thrust 中的双重逆冲构造
e.g.
Alaska Brooks山东段
造山带地壳尺度双重构造
e.g.
青藏高原南北向构造剖面
5、双重构造形成机制
5.1 平顶双重逆冲构造形成模式
5.2 非平顶状双重构造形成模式
关于三角带的另外一种观点 An alternative opinion on “Triangle Zone”
Peter Jones, 1996, Triangle zone geometry, terminology and kinematics. Bulletin of Canadian Petroleum Geology, Vol.44, No2, 139152
4、逆冲构造一Βιβλιοθήκη 构造效应近水平、正常层序的沉积盖层中发育的逆 冲断层，总是将较老的（相对较深层次的） 岩层推掩到较新的（相对较浅层次的）岩 层之上。
造成地壳在水平方向上的缩短以及在垂向 上的加厚
二、逆冲推覆构造研究简史
1、野外地质学家的发现与初步研究
Weiss, 1826， Dresden, Germany, Precambrian granites overlie Cretaceous strata cross a fault contact
（前寒武纪的花岗岩以断层接触的方式覆盖在白垩纪地层之上）
Arnold Escher von der Linth （1830－40s）在 Swiss Alps 的Aar地块发现近水平的二叠系维卡诺组 火山岩盖在含货币虫的始新统复理石层之上。 识别出 了Gralus 推覆体 （Nappe）。 M. Safford(1856)在美国东部Tennessee识别出了 Appalachian的逆冲断层
第一节
逆冲推覆构造系统几何学
一、单一逆冲断层的几何学特征
二、一系列逆冲断层发育时所组成的逆冲 推覆构造系统
主要参考文献（1）
R. H. W. Butler, 1982, The terminology in thrust zones: Journal of Structural Geology, Vol. 4, p. 239-245 （ R. W. H. 巴特勒 ，逆冲 断层带的构造术语，《国 外地质科技》, 1983(5) ： 34-43）
楔入作用产生的被动顶板双冲构造
2、 逆冲推覆构造系统
(THRUST SYSTEM)
逆冲断层系统构造组合型式
冲起构造(pop-up)
断层三角带(triangle zone) 叠瓦状断层系或叠瓦扇（imbricate fan）
双重（冲）构造(duplex)
Ken McClay 1992
R. H. W. Butler, 1982, The terminology in thrust zones: Journal of Structural Geology, v. 4, p. 239-245.
R. W. H. 巴特勒 ，逆冲断层带的构造术语，《国外地质科技》, 1983(5) ：34-43，
三次重要的国际会议
1979年，在英国伦敦召开了第一届国际逆 冲推覆构造会议，1981年出版了《Thrsut and Nappe Tectonics》 1989年，在伦敦召开了第二届国际逆冲推 覆构造会议，1992年出版了《Thrust Tectonics》 1999年，在伦敦召开了第三届国际逆冲推 覆构造会议，2004年出版了AAPG Memoir 82 专题论文集
contractional fault with primarily dip-slip reverse movement.
3、逆冲推覆构造
是由逆冲断层 （thrust fault）及其上盘 推覆体 (nappe) 或逆冲岩席(thrust sheet) 组合而成的构造。逆冲推覆构造主要涉及 两个基本参数，即断层面倾角（＜30）和 推覆体位移距离（＞5㎞）。
厚5—15km的外来岩席，自东南向北西推移，逆冲 距离达260km。
工业意义
1975年美国地质学家在落基山的逆冲断 层带发现了派恩维尤（ Pineview＝松景） 油田，轰动了美国石油地质界。 1980年代初，我国石油地质学家在新疆 克拉玛依的克－乌断裂带下也发现并扩 大了石油储量，找油到得了重大突破。
2、岩石（材料）力学学者的质疑与否定
岩石的强度不足以抗拒使岩席运移所需要 的应力
3、新技术应用后的重大发现
1974年，美国成立了大陆反射剖面协调组织COCORP，发现 在由前寒武纪 Piedmont 岩系 组成的阿巴拉契亚山脉兰岭之 下，发育一条巨大的近水平的（≤3）断层构造， 沿着它前寒 武纪地层逆于古生代地层之上。
2、 逆冲推覆构造系统
逆冲断层系统构造组合型式
冲起构造(pop-up)
断层三角带(triangle zone) 叠瓦状断层系或叠瓦扇（imbricate fan）
双重（冲）构造(duplex)
重要参考文献
Boyer,
S. E. & Elliott, D. 1982, Thrust System. AAPG Bulletin, Vol.66: 1196-1230 【S. E. 博耶 、D. 埃利奥特，逆冲 断层系统，《国外地质科技》， 1985（4）：58-88.】
2-1 冲起构造(pop-up)
反冲断层（back-thrust)发育在主要逆冲断层的上盘
冲起构造平面图
Madison range, Montana Foreland fold and thrust belt
冲起构造剖面图
Crustal-scale pop-up structure in cratonic lithosphere: DOBRE deep seismic reflection study of the Donbas fold belt, Ukraine
（ 中国学者应用本概念 时存在的误解与问题）
根据断层与上下盘地层的相互关系
对断坪、断坡的分类
上盘断坡
下盘断坡 下盘断坪
根据与逆冲方向相互关系所进行的
断坡分类（立体图解）
前缘断坡
侧向断坡
斜向断坡
美国东部Appalachia 造山带 Pine Mountain Thrust Sheet 断坡的平面图式
1、根据连接断层产状划 分的逆冲双重构造的类型 腹陆倾斜双重构造
双重构造
背形堆垛构造
前陆倾斜双重构造
2、双重构造形态类型
背形堆垛
e.g.
3、层间滑动产生的小型双重（冲）构造)
e.g.
河北兴隆县方框子沟 小型逆冲双重逆冲构造
e.g.
双重（冲）构造
弯滑褶
皱构造 中产生 的双重 构造
不同尺度双重构造的形似几何学形态
三角带的形成过程
Deformation process of a triangle zone The roof thrust (=back thrust) is passive totally)
2-3 逆冲叠瓦扇（imbricate fan)
一系列产状大体一致、运动方向相同的逆冲断层所组成的
逆冲叠瓦扇
前言：基本概念与研究简史
一、基本概念
1、逆断层（Reverse fault） ：上盘相对于下盘上 升，无或只有很小的走滑位移分量，倾角通常＜ 45°。
2、逆冲断层（thrust，thrust fault)：低角度逆断层 （ ＜30°）。A shallowly to moderately dipping (<30°）
1850s, Charles Lapworth 【Her Majesty’s Geological Survey】研究了苏格兰西北部 Assynt发现了Moine（莫因）冲断层 。帐篷 搭在Knockan Crag，位于断层下盘。 B.N. Peach, J. Horne, C. T. Clough and H. M. Cadell试图通过填图工作否定沿着断层可 以发生大规模水平位移的发现和认识。 1884年 发表了填图和研究成果，证明了沿着 Moine逆冲断层至少发生了16km的水平位移。
R. H. W. Butler
主要参考文献（2）
K.R. McClay, 1992, Glossary of thrust tectonics terms.《Thrust Tectonics》, Chapman Hall，419－433
Ken McClay
1、 单一逆冲断层的几何学结构
断坪（ flat ） = 平 行于被切地层的 部分 断坡 (ramp)=与 被切地层截切的 部分
4、区域尺度双重构造实例
英国Moine逆冲带 北美西部科第勒拉造山带前陆褶皱逆冲带 Liews逆冲构造与McConnell逆冲构造 美国阿拉斯加Brooks山东段地壳尺度的双 重构造 青藏高原
e.g.
Mione Thrust in Scotland
e.g.
A Duplex Structure in the Scotland Moine Thrust Belt
形成三角带构造的“楔入构造”运动学模 式
Kinematics of the formation of a triangle zone: “wedging tectonics”
低楔角三角带构造
Low-taper triangle zone