构造地质学(5)断 层

推覆构造
推覆构造
推覆构造的模式
In-Sequence
ence
扇形和双重推覆构造
Imbricate Fan
Duplex: Package of Thrusts/Beds bound by thrusts above and below
推覆构造的特征
• 推覆构造是当今油气勘探的新领域，例如西南 油气分公司于2001年5月开始对四川盆地西北 缘的龙门山推覆构造进行油气勘探。因为龙门 山推覆构造现今地表露头分布的地层主要为古 生代的泥盆纪岩石，是从远处推移而来的外来 岩块，其下原地岩块主要是四川油气田的主力 油气层二叠纪和三叠纪的碳酸盐岩，所以勘探 前景一定很好。
•雁列式断层带的走向与其排列的 总体方向呈30—45度斜交。
雁列式断层
（6）、块断型断层
•块断型断层：两组方向不同的大 中型正断层相互切割则构成方格 状或菱形断块。
•我国东部地区这种组合形式比较 普遍存在。
3、正断层发育的地质背景
• 正断层广泛发育于不同的地质环境中，不仅构造变动轻微地区发育，也出现在构造变动强烈的褶皱带， 但在褶皱带中正断层不占主导地位，常常作为其他构造的伴生或派生构造。而在构造变动轻微地区正断 层及其组合常以主导型式产出。
构成地堑边界的正断层经常不是一条单一的断层，而是由数条产状相近的正断层构成一个同向倾斜的阶 梯状断层系列，两侧断层可以是均匀发育，也可以是不均匀的。
地垒
地堑
正断层
地堑
红海
（3）、地垒
• 地垒：主要由两条走向基本一致的倾斜方向相反的正断层构成。两条正断层之间有一个共同的上升盘。 • 组成地垒两侧的正断层可以单条产出，也可由数条产状相近的正断层组成。
• 上升盘和下降盘：根据断层两盘的相对滑动方向，将相对上升的一盘叫上升盘，而相对下降的一盘叫下 降盘
位移
• 断层两盘岩块的相对运动既有直线运动，又有旋转运动。在直线运动中，两盘作相对的平直滑动而无旋 转；在旋转运动中，两盘以断层面的某法线为轴作旋转运动。断层常常作这两种运动的综合运动，但多 数断层都以直线运动为主。断层规模越大，直线运动所占的比例越大
断盘
•断盘：是在断层面两侧并沿断层面发 生明显位移的岩块。
•断层的上盘和下盘：如果断层面是倾 斜的，则位于断层面上侧的一盘为断 层的上盘，位于断层面下侧的一盘为 断层的下盘．
1.下盘；2.上盘；3.断层面
上升盘和下降盘
• 如果断层面是直立的，则可按断盘相对于断层线的方位来描述，如北东盘、南西盘、东盘、西盘等等， 并无上、下盘之分。
上盘上升
逆断层——断层上盘相对下盘向上滑动的断层。 逆掩断层——指断层倾角＜45°的逆断层。
水平错动
平移断层——断层两盘顺断层面走向相对滑动的断层； 规模巨大的平移断层称为走向滑动断层。
正平移断层
和平移正断层属 斜向(滑动)断层 断层两盘既不顺 断层走向方向也 不顺倾向方向滑 动的断层，位移 与走向和倾向斜 交。因此，总位 移在走向和倾向 上有两个分量。 当平移分量＞下 降分量称为正平 移断层；当水平 分量＜下降分量 称为平移正断层。
正断层
2、正断层的组合形式
• (1)、阶梯状断层：由若干条产状基本一致的正断层组成，各断层的上盘依次向同一方向断落，构成阶梯 形式。
• 阶梯状断层在区域性抬斜过程经常发生一定旋转形成阶梯状抬斜断块。在地形上表现为单面山与山谷间 列现象。
阶梯状断层
阶梯状断层
阶梯状断层
（2）、地堑 地堑：主要由两条走向基本一致的相向倾斜的正断层构成。两条正断层之间有一个共同的下降盘。
逆断层的分类
• 根据断层面倾角的大小，逆断层还可分为： • 高角度逆断层：断层面倾角大于45的逆断层。 •低角度逆断层（逆冲断层） ：断层面倾角小于 45（一般为 30）的逆断层。 • 其中将位移很大的低角度逆断层叫做逆掩断 层；
• 断层面十分低缓而推移距离在数公里以上的大 逆掩断层叫做推覆构造。
铅直地层断距和水平断距
•铅直地层断距；断层两盘对应层之间 铅直距离。现场工作中称为“落差”
•水平断距（水平错开）：断层两盘对 应层之间水平距离，又称水平错开.
断层位移示意图（剖面）
6.2 断层的分类
• 断层的分类是一个涉及因素较多的问题，比如断层与地层产状之间的关系、断层两盘相对运动方向、断 层本身产状特征等，目前广泛使用的是几何分类和成因分类。现仅就常用的几何分类加以简单介绍：
背冲式逆冲断层
背冲式逆冲断层
（4）、楔冲式断层
• 楔冲式断层：我国南方一些较大的红色盆地中有时出现一些基底老岩层。过去一般认为是断块式上升， 以地垒形式隆起于红层之中。近年研究发现：这些老岩层一侧逆冲于红层之上，而另一侧与红层成正断 层接触，成上宽下窄的契形断片，称为楔形冲断体构造。
•大型对冲式断层产生于拗陷带边缘， 自两侧隆起分别向拗陷带内逆冲。
对冲式逆断层
（3）、背冲式逆冲断层
• 背冲式逆冲断层：由两条或两组相向倾斜的逆冲断层组成，表现为自一个中心分别向两个相反方向逆冲， 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断层，分别在两翼上产出，常常总体成扇形。
地垒
（4）、环状断层和 放射状断层
• 由若干条弧形或半环状断层围绕一个中心成同心圆排列，即构成环状断层。
• 若干条断层自一个中心成辐射状排列，即构成放射状断层。
• 环状和放射状断层往往是局部隆起所造成的。
环状断层
放射状断层
（5）、雁列式断层
•雁列式断层：由若干条近平行的 正断层呈斜向错列展布，便构成 雁列式断层。
一、根据断层走向与所在岩层走向的关系划分：
• 走向断层：断层走向和岩层走向基本一致。 • 倾向断层：断层走向和岩层走向基本垂直。 • 斜向断层：断层走向和岩层走向斜交。 • 顺层断层：断层面与岩层层面基本一致。
二、根据断层走向和褶皱轴向（或区域构造线）的关系划分
• 纵断层：断层走向和褶皱轴向或区域构造线方向基本一致F1 。 • 横断层：断层走向和褶皱轴向或区域构造线方向近于直交F2 。 • 斜断层：断层走向和褶皱轴向或区域构造线方向斜交F3 。
上盘斜向下降
逆平移断层和平 移逆断层也属斜 向(滑动)断层 断层两盘既不顺 断层走向方向也 不顺倾向方向滑 动的断层，位移 与走向和倾向斜 交。因此，总位 移在走向和倾向 上有两个分量。 当平移分量＞上 升分量称为逆平 移断层；当水平 分量＜上升分量 称为平移逆断层。
上盘斜向上升
枢纽断层
• 枢纽断层：断层两盘不是作直线位移，而是具有明显的旋转性，这种断层叫做枢纽断层。其显著的特点 是在同一断层的不同部位的位移量不等。断层的旋转有两种方式：一是旋转轴位于断层的一端；另一种
•断层破碎带：规模较大的断层的断层面常由一 系列断裂面和次级破裂面组成的断层破碎带。
断层带
断层破碎带特征
断层线
• 断层线：断层面与地面的交线叫断层线，它是断层面在地表的出露线。
• 和岩层的地质界线一样，断层线的形态受地形、断层面产状的影响，其影响方式完全和“v”字型法则相 同。因此，在大比例尺地质图上，可用“V”字型法则间接测定断层面的产状。
油气藏类型
岩溶和断层的关系
6.1 断层的几何要素
• 断层的几何要素：是指断层的组成部分及与阐明断层空间位置和运动性质有关的具有几何意义的要素。 • 它包括以下几种 ： • 断层面 • 断盘 • 位移
断层面
•断层面：是将岩体断开，被断岩块沿着它滑动 的破裂面。
• 是一种面状构造。它在局部地段可以是平面， 但在较大范围内通常是不规则的曲面。和岩层 产状一样，断层面的产状也用走向、倾向和倾 角来表示。
6.3.2、逆断层
• 逆断层中最常见的是逆冲断层和推覆构造，他们是地壳中最常见的断裂构造，具有重要的理论意义和实 际意义，也是当前构造研究中最引人注目的课题。以下我们主要讨论逆冲断层的一般特征和其组合形式。
逆断层
1、一般特征
• 逆冲断层是位移量很大的低角度逆断层，其倾角一般在30度左右。 • 逆冲断层常常显示出强烈的挤压破碎现象，形成角砾岩、碎粒岩和超碎裂岩等断层岩。 • 逆冲断层的两侧岩层常常具有强烈的变形特征。
。 • 断 层 、 平 移 — 逆 断 层 等 等 ， 命 名 通 常 是 以 后 者 为 主 ， 前 者 为 辅 的 原 则 来 进 行 的
6．3 断层各论
•6．3．1 正断层
• 1、正断层的一般特点：
• 断层上盘沿断层面相对向下滑动的断层称为正 断层。正断层的产状一般较陡，大多数在45度 以上，而以60—70度最常见。正断层带内岩石 破碎相对不太强烈，角砾岩多带棱角，通常断 层带内没有强烈挤压形成的复杂小褶皱现象。 正断层的组合类型较多，下面进行讨论：
• 相当层：断层错动前的同一岩层，错动后被分 为两对应层，这种在断层两盘上的对应层叫相 当层
断距
• 断距：相当层之间的距离就叫断距。
• 在垂直于被错断岩层走向的剖面上，可测得以 下三种断距：
• 地层断距：断层两盘对应层之间垂直距离。
•在石油钻探中，当直井穿过逆断层时，在断层 面上、下两个对应的岩层面之间的进尺数之差， 就是铅直地层断距，即“落差”。
（2）
6． 断 层
• 断层：断裂两侧岩块沿破裂面有明显位移的断裂构造叫断层。 • 断层和节理，就其力学性质而言，并无本质上的根本差别，断层往往是节理进一步发展而形成的。断层
在地壳中分布很广泛，但其规模差异很大。
断层
与褶皱有关的断层 SW Japan
断层研究的意义
• 可以反映区域构造发展历史 • 固体矿产的富集场所 • 石油与天然气的运移通道 • 裂缝发育的有利地带 • 地下水流动的通道 • 岩溶发育的基本条件
2、组合型式
• （1）、叠瓦式逆冲断层：是指一系列产状相近的逆冲断层，其上盘依次向上逆冲，剖面上成叠瓦状。 • 叠瓦状构造常常表现为前（上）陡后（下）缓，即成凹向上方的弧形。
叠瓦式逆冲断层
叠瓦式逆冲断层
（2）、对冲式逆断层
•对冲式逆断层：是由两条相反倾斜， 相对逆冲的逆冲断层组成。
•小型对冲式断层常常与背斜构造相伴 生。
F1 F2
F1 F3
三、根据断层两盘的相对位移关系划分
• 正断层：上盘相对下降，下盘相对上升的断层。 • 逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降的断层。 • 平移断层：断层两盘沿断层面走向方向作水平位移。规模巨大的平移断层叫做走向滑动断层。
下盘上升
上盘下降
正断层——上盘相对下盘向下滑动的断层
下盘下降
构造窗
• 推覆构造通常表现为老地层被推覆到新地层之上，形成老地层在上，新地层在下的特征。推覆构造的上 盘岩块自远处推移而来，因而叫外来岩块或推覆体；下盘岩块叫原地岩块。推覆构造的上盘岩体，由于 受到剥蚀而局部露出的原地岩块，称为构造窗或天窗.
平缓的推覆构造
Foreland Basin
飞来峰
• 如果剥蚀强烈，外来岩块仅局部残留在大片的 原地岩块上，这便形成了飞来峰。
断层位移示意图（立体）
滑距
• 滑距（总滑距）：断层两盘的实际位移距离叫滑距。
• 从理论上讲，它是指在断层错动前的某一点，错动后分成的两个点（即相当点）之间的实际距离，又称 总滑距。
• 走向滑距：总滑距在断层走向线上源自分量叫走向滑距。倾斜滑距•倾斜滑距：总滑距在断层倾斜线上的分量叫倾 斜滑距。
• 但在实际工作中，很难找到真正的相当点，因 此，一般采用寻找相当层来近似测算断层的位 移。
是旋转轴位于断层的中间。
枢纽断层 以断层面上任意一点 为中心做旋转运动(位移)的断层。 该类型断层的特点是：断盘上任 意点的位移量均是不同的——与 旋转中心距离呈正比。
当旋转中心(轴)位于断层一端(消 失点)时，表现为横过断层走向的 各个剖面的位移量不等；
当旋转中心(轴)位于断层中心时， 表现为旋转中心(轴)两侧的相对位 移不同——一侧为上盘上升、一 侧上盘下降。
• 推覆构造的下部沉积岩系常为较好的含油岩系， 可形成大型的油气藏。
• 无论是构造窗还是飞来峰，它们与周围原地岩 块都呈断层接触关系。
飞来峰
飞来峰
Precambrian Cretaceous
Lewis Thrust
推覆构造
Alps的推覆构造
推覆构造
推覆构造
断层命名的原则
• 许多断层的两盘并不完全顺断层面的走向或倾向滑动，而是斜向滑动的，因此兼具有正（逆）—平移的 双重性质。对这类断层采用复合命名法命名，如正—平移断层、逆—平移