9逆冲推覆构造解析
合集下载
第十三章 逆冲推覆构造
第二节、前陆逆冲带的构造特征
一、造山带的基本结构
二、底部拆离断层（滑脱面）
逆冲断层活动时常沿前陆盆地中的软弱岩层、特别是 盖层－基底界面滑动，形成的逆冲推覆体系的底部主断层 面。底部主断层之上则发育众多叠瓦状断层，称为分支断 层。
三、阶梯形断层面
逆冲断层沿断层面 滑动时会使断层上盘的 地层缩短，当缩短量达 到一定量时，逆冲断层 常要切断强硬层向上扩 展，遇到新的软弱层再 沿其滑动，结果形成阶 梯状的断层面。
正在形成的逆冲断坡端线部 位形成的褶皱。端线以下部分岩 层缩短，端线以上未断部分通过 褶皱缩短以调节上下的不一致。 这类褶皱一般不对称，前翼很陡 （直立-倒转）。
三、滑脱褶皱（侏罗山式褶皱）
直接位于滑脱面（断坪）上的褶皱。这种褶皱机制需要很 软弱的滑离层，如膏盐层等。褶皱的主要特征是两翼陡立，平 顶或尖顶，核部常为最老的软弱层。
第 十一 章
逆冲推覆构造
Red Spring Thrust, Nevada
Paleozoic
JuБайду номын сангаасassic
Photo from Ryan Petterson, Caltech
Types of Dip-Slip Faults
• Reverse faults
– Hanging wall block moves up relative to the footwall block – Reverse faults have dips greater than 45o and thrust faults have dips less then 45o – Accommodate shortening of the crust – Strong compressional forces
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。
推覆构造
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 。
断坪
断坡
根据断坡与岩层产状的关系，断坡又分为上盘 断坡和下盘断坡。
上盘断坡：断层面与 下层面一致而切割上 盘岩层的位置； 下盘断坡：断层面与 上盘层面一致而切割 下盘岩层的位置
上盘断坡
下盘断坡
从平面上看。有前断坡、侧断坡和斜断坡。 前断坡：逆冲方向与断坡走向垂直，逆倾向滑 动，处于挤压状态； 侧断坡：逆冲方向 与断坡走向平行， 走向滑动，处于剪 应力状态； 斜断坡：逆冲方向 与断坡走向斜交， 斜向滑动，处于压 剪状态。
三、大型逆冲推覆构造的分带性 大型逆冲断层常具分带性，即顺逆冲方向分为 根部（后缘带）、中带和前锋带（前缘带）。
从以下几个方面考虑分带性： 同一时代同一岩性，从根带到前锋，褶皱特 征、变质、变形强度等不同。
根带： 1. 产状变陡；2. 构造强化，劈理发育； 3.岩 系热活动，强烈糜棱岩化；4．分布有构造窗。 锋带： 1．产状变陡；2. 出现剧烈碎裂岩化；3.零星 分布着飞来峰； 4．前锋的前缘往往是与其它构造的分界线。
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）。
构造地质学-逆冲推覆构造
4. 外带：前锋带之外，变形较弱
第三节 逆冲推覆构造的扩展方式
1. 前展式或背驮式（Piggyback propagation） 新的逆冲断层发育在老的逆冲断层之下，断层 依次向前方（前陆）扩展，增生在前锋
2. 后展式或上叠式（Overstep propagation） 新的逆冲断层发育在老的逆冲断层之上，断层 依次向后方（腹地）扩展，增生在后缘
4. 叠瓦式逆冲断层：位于顶板逆冲断层和底板逆冲 断层之间封闭块体内的‘S’形的逆冲断层，向上、 下连接，渐渐向顶、底版逆冲断层过度
5. 断夹块：叠瓦式逆冲断层之间的透镜状岩块 6. 叠瓦扇：向上没有连接成顶板断层的叠瓦式逆冲断层
三、反冲断层
1. 两套逆冲方向相反的逆冲断层组合 2. 多是前缘受阻，导致反向发育的结果 3. 冲起构造—反冲断层之间的部位，因挤压而
(7)斜断坡— 走向与逆冲方向 斜交，具有走向 滑动和斜向滑动 剪切应力状态
二、双重逆冲构造（Duplex)
1. 组合：顶板逆冲断层—叠瓦式逆冲断层 —底板逆冲断层
2. 顶板逆冲断层：次级叠瓦式逆冲断层向上趋近 相互连接，在顶部构成一条断层
3. 底板逆冲断层：次级叠瓦式逆冲断层向下趋近 相互连接，在底部构成一条断层
第十三章 逆冲推覆构造
构造窗与飞来峰
第一节 逆冲推覆构造的组合型式
1. 背冲式： （1）由两侧向外缘逆冲的两套叠瓦式逆冲断层
的构造组合 （2）断层面相向倾斜，
反向逆冲， 同时、统一应力场 （3）造山带是大型的 背冲式逆冲断层组合
2. 对冲式：
(1)由两侧向中心逆冲的两套叠瓦式逆冲断层的 构造组合
界面上，与地层产状一致 (2)断坡—短而陡，连接断坪之间切层发育，在坚硬
第三节 逆冲推覆构造的扩展方式
1. 前展式或背驮式（Piggyback propagation） 新的逆冲断层发育在老的逆冲断层之下，断层 依次向前方（前陆）扩展，增生在前锋
2. 后展式或上叠式（Overstep propagation） 新的逆冲断层发育在老的逆冲断层之上，断层 依次向后方（腹地）扩展，增生在后缘
4. 叠瓦式逆冲断层：位于顶板逆冲断层和底板逆冲 断层之间封闭块体内的‘S’形的逆冲断层，向上、 下连接，渐渐向顶、底版逆冲断层过度
5. 断夹块：叠瓦式逆冲断层之间的透镜状岩块 6. 叠瓦扇：向上没有连接成顶板断层的叠瓦式逆冲断层
三、反冲断层
1. 两套逆冲方向相反的逆冲断层组合 2. 多是前缘受阻，导致反向发育的结果 3. 冲起构造—反冲断层之间的部位，因挤压而
(7)斜断坡— 走向与逆冲方向 斜交，具有走向 滑动和斜向滑动 剪切应力状态
二、双重逆冲构造（Duplex)
1. 组合：顶板逆冲断层—叠瓦式逆冲断层 —底板逆冲断层
2. 顶板逆冲断层：次级叠瓦式逆冲断层向上趋近 相互连接，在顶部构成一条断层
3. 底板逆冲断层：次级叠瓦式逆冲断层向下趋近 相互连接，在底部构成一条断层
第十三章 逆冲推覆构造
构造窗与飞来峰
第一节 逆冲推覆构造的组合型式
1. 背冲式： （1）由两侧向外缘逆冲的两套叠瓦式逆冲断层
的构造组合 （2）断层面相向倾斜，
反向逆冲， 同时、统一应力场 （3）造山带是大型的 背冲式逆冲断层组合
2. 对冲式：
(1)由两侧向中心逆冲的两套叠瓦式逆冲断层的 构造组合
界面上，与地层产状一致 (2)断坡—短而陡，连接断坪之间切层发育，在坚硬
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
9逆冲推覆构造
15
STDS
5 MFT
0km
DT
5 0km
-5
-5
-10
外 缘 带
锋带
中带
根带
-10 -15
后缘带
尼泊尔西部喜拉雅褶皱-冲断带的区域构造剖面
用以说明沿冲断方向的分带性
3
一、逆冲推覆构造的几何结构 2. 逆冲推覆构造沿冲断方向的分带性
逆冲推覆构造各带变形特征表
4
一、逆冲推覆构造的几何结构
3. 反冲断层
7
二、逆冲推覆构造的组合型式
1. 叠瓦式：一系列逆冲断片上下叠置
叠瓦状逆冲断层系
2. 背冲式 3. 对冲式
8
二、逆冲推覆构造的组合型式
4. 双重逆冲构造
由顶板逆冲断层与底板逆冲断层及夹于其中的一套叠瓦式 逆冲断层和断夹块组成。
断夹块中岩层呈膝折状弯曲 顶板逆冲断层
底板逆冲断层
断夹块中岩层呈拉长的背斜-向斜对
反冲断层
北美阿尔伯达山前的反冲断层及其三角带构造
三角带构造对油气勘探具有重要意义。
5
一、逆冲推覆构造的几何结构 3. 反冲断层
北美阿尔伯达山前反冲断层
阿尔伯达山前罗布气田区罗布地震解释剖面
示反冲断层与三角带构造
6
一、逆冲推覆构造的几何结构
4. 飞来峰与构造窗
冲断层
飞来峰
逆冲推覆断层与飞来峰构造示意图
四、逆冲推覆构造的驱动力与孔隙压力
主要是水平推挤
力，重力也起一
定的作用。
后推力模式
造
异常孔隙压力 山
前
带
陆
对大规模的推
重力滑动模式
覆运动起着类
似传送带的作 用。
STDS
5 MFT
0km
DT
5 0km
-5
-5
-10
外 缘 带
锋带
中带
根带
-10 -15
后缘带
尼泊尔西部喜拉雅褶皱-冲断带的区域构造剖面
用以说明沿冲断方向的分带性
3
一、逆冲推覆构造的几何结构 2. 逆冲推覆构造沿冲断方向的分带性
逆冲推覆构造各带变形特征表
4
一、逆冲推覆构造的几何结构
3. 反冲断层
7
二、逆冲推覆构造的组合型式
1. 叠瓦式：一系列逆冲断片上下叠置
叠瓦状逆冲断层系
2. 背冲式 3. 对冲式
8
二、逆冲推覆构造的组合型式
4. 双重逆冲构造
由顶板逆冲断层与底板逆冲断层及夹于其中的一套叠瓦式 逆冲断层和断夹块组成。
断夹块中岩层呈膝折状弯曲 顶板逆冲断层
底板逆冲断层
断夹块中岩层呈拉长的背斜-向斜对
反冲断层
北美阿尔伯达山前的反冲断层及其三角带构造
三角带构造对油气勘探具有重要意义。
5
一、逆冲推覆构造的几何结构 3. 反冲断层
北美阿尔伯达山前反冲断层
阿尔伯达山前罗布气田区罗布地震解释剖面
示反冲断层与三角带构造
6
一、逆冲推覆构造的几何结构
4. 飞来峰与构造窗
冲断层
飞来峰
逆冲推覆断层与飞来峰构造示意图
四、逆冲推覆构造的驱动力与孔隙压力
主要是水平推挤
力，重力也起一
定的作用。
后推力模式
造
异常孔隙压力 山
前
带
陆
对大规模的推
重力滑动模式
覆运动起着类
似传送带的作 用。
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
逆冲推覆构造的组合型式、运动学和驱动力
该地区发生类似强烈地震的周期约为4000年（据沈正康等，2009）
汶川地震造成的 地表变形
约2m高的陡坎
图片来自网站
/htmlnews /2009/5/219541.html
四川省彭州市白鹿镇一小 学院内被断层错开的地面
三、逆冲推覆构造的驱动力与孔隙压力
一、逆冲推覆构造的组合型式 4. 双重逆冲构造
DT
MCT DT RT
MBT
双重逆冲构造举例
S
苏博喜马拉雅
5 MFT
0km
-5
-10
外 缘 带
锋带
达代尔图拉冲断席 中带
小喜马拉雅 根带
大喜马拉雅 青藏喜马拉雅 STDS
5 0km -5 -10 -15
后缘带
尼泊尔西部喜马拉雅褶皱-冲断带的区域构造剖面
在中带发育双重逆冲构造
（剖面图据DeCelles等，1998）
请注意：双重逆冲构造在剖面上显示，而走滑断层体系中 发育的“走滑双重构造”则在平面上显示
二、逆冲推覆构造的运动学
1. 逆冲推覆构造的扩展方式
321
1
2
3
前展式
后展式
逆冲推覆构造的前展式与后展式扩展方式
二、逆冲推覆构造的运动学
2. 逆冲推覆构造的位移和速率
龙门山断裂带平面图
茂县
理县 汶川
北川
江油
1万7千余人失踪。
绵阳
德阳
地震震级8.0级，震
都江堰
成都
源深度10~20km， 属于浅源地震
0 20 40km
汶川地震带构造图
图片来自网站/htmlnews/2009/5/219541.html
二、逆冲推覆构造的运动学
第十三章逆冲推覆构造
逆冲断层相关褶皱作用 1)断弯褶皱作用
断弯褶皱作用： 断弯褶皱作用：逆冲岩席在爬升断坡过程中引起 的褶皱作用。 的褶皱作用。
(Chen,et al.,2004)
2）断展褶皱作用
断展褶皱作用： 断展褶皱作用：逆冲断层终端发生的褶 皱作用，与断坡同时形成。 皱作用，与断坡同时形成。
3）断滑褶皱作用
《构造地质学》 构造地质学》
第十三章 逆冲推覆构造
陈书平 中国石油大学（北京） 中国石油大学（北京）地球科学系
逆冲推覆构造（推覆构造）：由逆 逆冲推覆构造（推覆构造）：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。 组合而成的大型挤压构造。
四川彭县逆冲推覆构造
内容
•逆冲推覆构造的组合型式 逆冲推覆构造的组合型式 •逆冲推覆构造的几何结构 逆冲推覆构造的几何结构 •逆冲推覆构造的扩展 逆冲推覆构造的扩展 •逆冲作用与褶皱作用 逆冲作用与褶皱作用 •逆冲推覆构造的运动学和动力学 •逆冲推覆构造的地质背景及其与
逆冲推覆构造的地质背景
1.板块俯冲带的逆冲推覆构造； 1.板块俯冲带的逆冲推覆构造； 板块俯冲带的逆冲推覆构造 2.大陆盆山过渡带的逆冲推覆构造； 2.大陆盆山过渡带的逆冲推覆构造； 大陆盆山过渡带的逆冲推覆构造 3.大陆碰撞带的逆冲推覆构造； 3.大陆碰撞带的逆冲推覆构造； 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； 4.挤压盆地内部的逆冲推覆构造； 挤压盆地内部的逆冲推覆构造
要点 逆冲推覆构造组合、断坡、 逆冲推覆构造组合、断坡、断 双重构造、叠瓦扇、 坪、双重构造、叠瓦扇、反冲 断层、冲起构造、构造三角带、 断层、冲起构造、构造三角带、 逆冲推覆构造的扩展、 逆冲推覆构造的扩展、断层相 关褶皱、逆冲推覆构造的成因。 关褶皱、逆冲推覆构造的成因。
9逆冲推覆构造
2
E
1 0 0 0
0
J-K C -侏 罗 系 同 2 E tiv lu 造 k 群 山 沉 积
变 质 基 底
Q
岩 灰 C 1 D 灰 岩
-1 0 0 0
5 k m
阿拉斯加北部布鲁克斯山蛇绿岩飞来峰
一、逆冲推覆构造的几何结构
晚晚始新世 始 新 世 — — 渐 新 世 渐新世
E
4. 飞来峰与构造窗
T 2灰 岩 E
2 -3
云南大理地区 飞来峰和鹤庆 盆地的构造演
E
2 -3
早 更 新 世 （ ? ） ?） 早更新世（
古 夷 平 面 T 2灰 岩
T 2灰 岩
化
早期的飞来峰被
2 -3
现 今 现今
鹤 庆 盆 地
全 新 统 更 新 统 砂 岩 更 新 统 泥 岩 更 新 统 砾 岩
T 2灰 岩 E
裂 断 庆 鹤
后期的伸展作用 改造
三、逆冲推覆构造的运动学
汶川地震
2008年5月12日14时28分发生的汶川地震造 成6万9千余人罹难， 37万4千余人受伤，
北川
龙门山断裂带平面图
茂县
汶川
江油
1万7千余人失踪。 地震震级8.0级，震 源深度10~20km，
理县
绵阳
德阳
都江堰
成都
40km
0
20
属于浅源地震
汶川地震带构造图
三、逆冲推覆构造的运动学
龙门山
汶 川 地 震
汶川—茂汶断裂 北川—映秀断裂
汶川
龙
泉
山
断
裂
震 级 8 .0 级 安县—灌县断裂 震 源 深 度 约 12km
汶川地震成因机制模式图
E
1 0 0 0
0
J-K C -侏 罗 系 同 2 E tiv lu 造 k 群 山 沉 积
变 质 基 底
Q
岩 灰 C 1 D 灰 岩
-1 0 0 0
5 k m
阿拉斯加北部布鲁克斯山蛇绿岩飞来峰
一、逆冲推覆构造的几何结构
晚晚始新世 始 新 世 — — 渐 新 世 渐新世
E
4. 飞来峰与构造窗
T 2灰 岩 E
2 -3
云南大理地区 飞来峰和鹤庆 盆地的构造演
E
2 -3
早 更 新 世 （ ? ） ?） 早更新世（
古 夷 平 面 T 2灰 岩
T 2灰 岩
化
早期的飞来峰被
2 -3
现 今 现今
鹤 庆 盆 地
全 新 统 更 新 统 砂 岩 更 新 统 泥 岩 更 新 统 砾 岩
T 2灰 岩 E
裂 断 庆 鹤
后期的伸展作用 改造
三、逆冲推覆构造的运动学
汶川地震
2008年5月12日14时28分发生的汶川地震造 成6万9千余人罹难， 37万4千余人受伤，
北川
龙门山断裂带平面图
茂县
汶川
江油
1万7千余人失踪。 地震震级8.0级，震 源深度10~20km，
理县
绵阳
德阳
都江堰
成都
40km
0
20
属于浅源地震
汶川地震带构造图
三、逆冲推覆构造的运动学
龙门山
汶 川 地 震
汶川—茂汶断裂 北川—映秀断裂
汶川
龙
泉
山
断
裂
震 级 8 .0 级 安县—灌县断裂 震 源 深 度 约 12km
汶川地震成因机制模式图
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
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
外来岩席厚5—15km，自东
南向北西推移，逆冲距离达 260km。
11
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。
Vol.66: 1196-1230. Mitra, S., 1986, Duplex structures and imbricate thrust systems: Geometry, structural position, and hydrocarbon potential: AAPG Bulletin, v. 70, p. 1087-1112.
dipping (<30°）contractional fault with primarily dip-slip reverse movement.
5
1.3、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㎞）。
46
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。
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。
- 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)。
造 山 带
重力滑动模式
后推力模式
前 陆
重力扩展模式
五、薄皮构造
前陆沉积盖层在主滑脱面之上滑脱变形，形成一套 褶皱逆冲断层构造，而基底没有卷入变形，盖层变 形与基底变形呈显著的不协调关系。
瑞士侏罗山剖面，三叠系砂岩之上发育薄皮构造
六、逆冲推覆与重力滑覆的区别
逆冲推覆 应力体制
根带挤压作用大于中带和锋带
后展式
逆冲推覆构造的扩展方式
三、逆冲推覆构造的运动学
2. 逆冲推覆构造的位移和速率
南阿帕拉契亚兰岭-松树山逆冲推覆构造的位移达260km。
美国洛杉矶盆地下方康普敦断坡和Palos Werdes断层图解， 这些断层目前仍在活动，严重威胁着洛杉矶盆地安全
四、逆冲推覆构造的驱动力与孔隙压力 主要是水平推挤 力，重力也起一 定的作用。 异常孔隙压力 对大规模的推 覆运动起着类 似传送带的作 用。
一、逆冲推覆构造的几何结构 3. 反冲断层
北美阿尔伯达山前反冲断层
阿尔伯达山前罗布气田区罗布地震解释剖面 示反冲断层与三角带构造
一、逆冲推覆构造的几何结构
4. 飞来峰与构造窗
冲断层
飞来峰
逆冲推覆断层与飞来峰构造示意图
二、逆冲推覆构造的组合型式
1. 叠瓦式：一系列逆冲断片上下叠置
叠瓦状逆冲断层系
次级褶皱 不发育
构造 定向性
不明显
显示定向性
定向明显
较明显
由构造定向明显 渐变为不明显
劈(节)理 板劈理或褶劈理 张节理 发育状况 发育
变形性状
劈理发育程度降低 → →
节理 脆性
脆性
塑性、弹塑性
一、逆冲推覆构造的几何结构
3. 反冲断层
反冲断层
北美阿尔伯达山前的反冲断层及其三角带构造
三角带构造对油气勘探具有重要意义。
一、逆冲推覆构造的几何结构
1. 断面往往呈台阶式
冲断席
冲断面
大规模逆冲推覆构造基本的几何形态
一、逆冲推覆构造的几何结构
2. 逆冲推覆构造沿冲断方向的分带性
沿冲断方向可以分为后缘带、根带、中带、锋带和
外缘带，各带的力学性质和变形特点不尽相同。
大喜马拉雅
S
苏博喜马拉雅
5 0km -5 -10
外 缘 带
思考题
1. 逆冲推覆构造有哪几种组合型式？
2. 什么是双重逆冲构造？
3. 什么是反冲断层与构造三角带？
4. 逆冲推覆构造沿冲断方向可以分成哪几 个带？ 5. 逆冲推覆构造有哪些几种扩展方式？ 6. 断层作用与褶皱作用有何联系？ 7. 如何区别挤压推覆与重力滑覆？
重力滑覆
由根带到锋带由拉伸转变 为挤压
断面倾向
褶皱型式
倾向根带，向根带下插
以倒转和平卧为主
呈犁式倾向前缘，根带抬 升，前缘翘起
除锋带外一般以箱状褶皱 为主
地层序列
变形组构 变形特征
老地层推覆到新地层之上，地层 老地层与新地层可以互相 柱加厚 叠置，地层柱减薄 应变椭球体长轴(A轴)直立，C轴 水平并平行于推覆方向 自根带至锋带可以由韧性过渡为 脆性 垂向压扁 自根带至锋带均为脆性
2. 背冲式 3. 对冲式
二、逆冲推覆构造的组合型式
4. 双重逆冲构造
由顶板逆冲断层与底板逆冲断层及夹于其中的一套叠瓦式 逆冲断层和断夹块组成。
断夹块中岩层呈膝折状弯曲
顶板逆冲断层
底板逆冲断层 断夹块中岩层呈拉长的背斜-向斜对
三、逆冲推覆构造的运动学
1. 逆冲推覆构造的扩展方式
3
2
1
1
2
席
DT
青藏喜马拉雅 ST DS
5 0km -5 -10 -15
T MC
DT RT T MB
MFT
锋带
中带
根带
后缘带
尼泊尔西部喜拉雅褶皱-冲断带的区域构造剖面 用以说明沿冲断方向的分带性
一、逆冲推覆构造的几何结构
2. 逆冲推覆构造沿冲断方向的分带性
逆冲推覆构造各带变形特征表
后缘带 根带 中带 锋带 外带
挤压、渐变弱
应力状态 拉伸为主
挤压为主
单剪为主 挤压为主
地堑式等 平行逆断层或发辫状 叠瓦扇和双 叠瓦扇； 中、高角度逆断 层和少数正断层、 次级断裂 正断层、 高角度断层；菱块式 重逆冲构造 反冲断层 网结状结构 反冲断层 张节理
斜歪-倒转的拉长 两翼紧闭， 由紧闭褶皱渐变 两翼紧闭轴面陡立 的背向斜对；膝 轴面陡立， 折式褶皱；冲起 为开阔褶皱，单 的复杂多级褶皱 构造和构造三角 产状常不稳 斜和挠曲 带 定
第九章 逆冲推覆构造
新疆乌恰县恰克马克达里亚C3逆冲于K1红色砂岩之上
本章主要内容
一、逆冲推覆构造的几何结构 二、逆冲推覆构造的组合型式 三、逆冲推覆的驱动机制 四、逆冲推覆与重力滑覆的区别
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的构造，主要产出于
造山带前陆，是挤压或压缩作用的结果。
重力滑动模式
后推力模式
前 陆
重力扩展模式
五、薄皮构造
前陆沉积盖层在主滑脱面之上滑脱变形，形成一套 褶皱逆冲断层构造，而基底没有卷入变形，盖层变 形与基底变形呈显著的不协调关系。
瑞士侏罗山剖面，三叠系砂岩之上发育薄皮构造
六、逆冲推覆与重力滑覆的区别
逆冲推覆 应力体制
根带挤压作用大于中带和锋带
后展式
逆冲推覆构造的扩展方式
三、逆冲推覆构造的运动学
2. 逆冲推覆构造的位移和速率
南阿帕拉契亚兰岭-松树山逆冲推覆构造的位移达260km。
美国洛杉矶盆地下方康普敦断坡和Palos Werdes断层图解， 这些断层目前仍在活动，严重威胁着洛杉矶盆地安全
四、逆冲推覆构造的驱动力与孔隙压力 主要是水平推挤 力，重力也起一 定的作用。 异常孔隙压力 对大规模的推 覆运动起着类 似传送带的作 用。
一、逆冲推覆构造的几何结构 3. 反冲断层
北美阿尔伯达山前反冲断层
阿尔伯达山前罗布气田区罗布地震解释剖面 示反冲断层与三角带构造
一、逆冲推覆构造的几何结构
4. 飞来峰与构造窗
冲断层
飞来峰
逆冲推覆断层与飞来峰构造示意图
二、逆冲推覆构造的组合型式
1. 叠瓦式：一系列逆冲断片上下叠置
叠瓦状逆冲断层系
次级褶皱 不发育
构造 定向性
不明显
显示定向性
定向明显
较明显
由构造定向明显 渐变为不明显
劈(节)理 板劈理或褶劈理 张节理 发育状况 发育
变形性状
劈理发育程度降低 → →
节理 脆性
脆性
塑性、弹塑性
一、逆冲推覆构造的几何结构
3. 反冲断层
反冲断层
北美阿尔伯达山前的反冲断层及其三角带构造
三角带构造对油气勘探具有重要意义。
一、逆冲推覆构造的几何结构
1. 断面往往呈台阶式
冲断席
冲断面
大规模逆冲推覆构造基本的几何形态
一、逆冲推覆构造的几何结构
2. 逆冲推覆构造沿冲断方向的分带性
沿冲断方向可以分为后缘带、根带、中带、锋带和
外缘带，各带的力学性质和变形特点不尽相同。
大喜马拉雅
S
苏博喜马拉雅
5 0km -5 -10
外 缘 带
思考题
1. 逆冲推覆构造有哪几种组合型式？
2. 什么是双重逆冲构造？
3. 什么是反冲断层与构造三角带？
4. 逆冲推覆构造沿冲断方向可以分成哪几 个带？ 5. 逆冲推覆构造有哪些几种扩展方式？ 6. 断层作用与褶皱作用有何联系？ 7. 如何区别挤压推覆与重力滑覆？
重力滑覆
由根带到锋带由拉伸转变 为挤压
断面倾向
褶皱型式
倾向根带，向根带下插
以倒转和平卧为主
呈犁式倾向前缘，根带抬 升，前缘翘起
除锋带外一般以箱状褶皱 为主
地层序列
变形组构 变形特征
老地层推覆到新地层之上，地层 老地层与新地层可以互相 柱加厚 叠置，地层柱减薄 应变椭球体长轴(A轴)直立，C轴 水平并平行于推覆方向 自根带至锋带可以由韧性过渡为 脆性 垂向压扁 自根带至锋带均为脆性
2. 背冲式 3. 对冲式
二、逆冲推覆构造的组合型式
4. 双重逆冲构造
由顶板逆冲断层与底板逆冲断层及夹于其中的一套叠瓦式 逆冲断层和断夹块组成。
断夹块中岩层呈膝折状弯曲
顶板逆冲断层
底板逆冲断层 断夹块中岩层呈拉长的背斜-向斜对
三、逆冲推覆构造的运动学
1. 逆冲推覆构造的扩展方式
3
2
1
1
2
席
DT
青藏喜马拉雅 ST DS
5 0km -5 -10 -15
T MC
DT RT T MB
MFT
锋带
中带
根带
后缘带
尼泊尔西部喜拉雅褶皱-冲断带的区域构造剖面 用以说明沿冲断方向的分带性
一、逆冲推覆构造的几何结构
2. 逆冲推覆构造沿冲断方向的分带性
逆冲推覆构造各带变形特征表
后缘带 根带 中带 锋带 外带
挤压、渐变弱
应力状态 拉伸为主
挤压为主
单剪为主 挤压为主
地堑式等 平行逆断层或发辫状 叠瓦扇和双 叠瓦扇； 中、高角度逆断 层和少数正断层、 次级断裂 正断层、 高角度断层；菱块式 重逆冲构造 反冲断层 网结状结构 反冲断层 张节理
斜歪-倒转的拉长 两翼紧闭， 由紧闭褶皱渐变 两翼紧闭轴面陡立 的背向斜对；膝 轴面陡立， 折式褶皱；冲起 为开阔褶皱，单 的复杂多级褶皱 构造和构造三角 产状常不稳 斜和挠曲 带 定
第九章 逆冲推覆构造
新疆乌恰县恰克马克达里亚C3逆冲于K1红色砂岩之上
本章主要内容
一、逆冲推覆构造的几何结构 二、逆冲推覆构造的组合型式 三、逆冲推覆的驱动机制 四、逆冲推覆与重力滑覆的区别
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的构造，主要产出于
造山带前陆，是挤压或压缩作用的结果。