Ch7-3逆冲推覆构造
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第十三章逆冲推覆构造
第十三章逆冲推覆构造逆冲推覆构造：由逆冲断层及其上盘推覆体或逆冲岩席组合而成的大型至巨大型的构造，主要产出于造山带的前陆地区，是挤压或压缩作用的结果。
一、逆冲推覆构造的几何结构1．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，构成叠瓦式。
（2）背冲式：自一个构造单元的两侧分别向外缘逆冲的两套叠瓦式逆冲断层。
（3）对冲式：两套叠瓦式逆冲断层对着一个中心相对逆冲，常与盆地伴生，自盆地边缘向盆地内逆冲。
2．断面呈台阶式：断面常由长而平的断坪与连接其间的短而陡的断坡构成。
这是由于岩石强度的差异决定的。
断面弯曲导致上覆地层的断层转折褶皱作用（fault-bend folding）。
3．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。
4．反冲断层：在向一定方向逆冲的逆冲断层系中，往往出现与总体逆冲方向相反的逆冲断层，这种反向逆冲断层称为反冲断层。
反冲断层主要发生于逆冲断层的前锋部位和断坡后侧，是因为逆冲滑动中断坡或前锋受阻而反向逆冲形成的。
构成三角带构造。
5．逆冲推覆构造沿冲断方向的分带性：沿逆冲方向可以分为根带、中带和锋带。
根带是逆冲作用起始部位，强烈挤压、面理、小褶皱轴面和小断层等构造产状陡峻以至直立，劈理（尤其是流劈理和褶劈理）相对发育；中带应力状态以简单剪切为主，断层常分叉成叠瓦扇和双重构造，变形相对较弱；锋带强烈挤压，变形最强，常形成紧闭、倒转、平卧等褶皱，以及反冲断层。
6．构造窗与飞来峰：一、逆冲推覆构造的运动学和动力学1．逆冲推覆构造的扩展方式：扩展方式分前展式和后展式。
2．逆冲推覆构造的位移和速率逆冲推覆体可以造成很大的位移，可以超过100km。
南阿帕拉契亚兰岭－松树山逆冲推覆构造位移达225km。
逆冲推覆断层的活动速率一般认为是脉动式的，这由断层可以引起地震得到证实，如美国洛杉矶市的情况就是如此，爱丽舍公园断坡上平均的长期活动速率为1.7±0.4mm/a。
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。
第十四章 逆冲推覆构造
自一个构造单元的两侧分别向外缘逆冲的两 套叠瓦式逆冲断层。
对冲式逆冲断层
两套叠瓦式逆冲断层对着一个中心相对逆冲构成对 冲式。
楔冲式逆冲断层
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。
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。
后展式或上叠式(Overstep propagation)——自前陆向腹陆扩展。每一新产生 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 陆)扩展，并增生在前进中的逆冲岩席的后缘。
逆冲作用下褶皱的发育
断弯褶皱作用是逆冲岩席在爬升 断坡过程中引起的褶皱作用，褶 皱发生在断坡形成之后。 断展褶皱作用中褶皱形成于逆冲 断层终端，是在断坡形成同时或 近于同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， 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。
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 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。
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) 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；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 (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 断层称为叠瓦扇。
对冲式逆冲断层
两套叠瓦式逆冲断层对着一个中心相对逆冲构成对 冲式。
楔冲式逆冲断层
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。
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。
后展式或上叠式(Overstep propagation)——自前陆向腹陆扩展。每一新产生 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 陆)扩展，并增生在前进中的逆冲岩席的后缘。
逆冲作用下褶皱的发育
断弯褶皱作用是逆冲岩席在爬升 断坡过程中引起的褶皱作用，褶 皱发生在断坡形成之后。 断展褶皱作用中褶皱形成于逆冲 断层终端，是在断坡形成同时或 近于同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， 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。
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 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。
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) 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；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 (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 断层称为叠瓦扇。
Ch7-3逆冲推覆构造
逆冲推覆构造\几何结构\逆冲推覆构造的分带
锋带
岩层倾角增大，下盘近断层面处发育陡立紧闭 小褶皱 岩层破碎，发育碎裂（岩）带；次级断层发育， 岩层强烈变形；构造定向性较根带明显
逆冲断层沿走向的变化
逆冲断层总位移在一定范围内基本一致，叠瓦 带中单条断层位移量和压缩量可不同
逆冲断层的终止
主断层分为多条次断层，或转变为褶皱等构造
7.3.2
逆冲推覆构造的几何结构
台阶式结构，断层面总体呈铲状
断坪（flat）；断坡（ramp） 岩层处于水平状态时形成台阶式结构，后期变 形可使初始结构发生变化
双重逆冲构造－双冲构造（duplex） 冲断褶隆 反冲断层和冲起构造
逆冲推覆构造\几何结构\台阶式结构
逆冲断层下盘的形态结构
松树山逆冲推覆构造形成过程示意图 模拟（视频）
逆冲推覆构造\逆冲推覆构造的驱动力
异常孔隙压力与逆冲推覆构造的形成
主要发生于快速沉降带和构造加压带 摩擦生热进一步促进水热增压 孔隙压力作用
降低围压、利于剪裂 浮力效应 使表层ＰＴ状态延伸至深部，使深部岩层保 持脆性和完整性，保证了岩席的完整性
7.3.6
推覆与滑覆的区别
总体特征对比
挤压推覆：整体挤压、根带可大于中带和锋带 重力滑覆：拉伸－挤压，锋带挤压强度大
上盘断坡（HWR)和下盘断坡(FWR)
逆冲推覆构造复原图，示台阶状结构
逆冲推覆构造\几何结构
7.3.2.2
双重逆冲构造(duplex)
简称为双冲构造 结构及组成
顶板逆断层 底板逆断层 叠瓦逆冲断层 断夹块（horse）
双重逆冲构造 双重逆冲构造
与叠瓦扇的区别
叠瓦扇无顶板逆断层；双冲构造有顶板逆断层
逆冲推覆构造的特征
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
感谢下 载
பைடு நூலகம்
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
1、台阶式逆冲推覆构造
• 由长而平的断坪与连接其间的短而陡的断坡交替构成 。 • 台阶式逆冲推覆构造主要表现在逆冲作用的初期，随着地层的变形和构造的叠加，最
三、逆冲推覆构造的动力学机制
• 造山带变形传递的应力 • 重力滑动 • 重力扩张 • 大陆板块向岛弧俯冲引起的表层逆冲
四、逆冲推覆构造的研究方法
• 平衡剖面技术 • 应变测量技术 • 地震法、电算法、电镜法和推覆体之间的对比等方法
1、平衡剖面技术
• 是指剖面上的构造变形、变位通过几何准则复原起初剖面的技术。 • 它是一种研究模式，与未平衡的剖面相比，它满足了大量合理的限制条件，因此更接
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。
逆冲推覆构造的特征、研究 方法和重要进展
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°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。
谢谢
感谢下 载
பைடு நூலகம்
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
1、台阶式逆冲推覆构造
• 由长而平的断坪与连接其间的短而陡的断坡交替构成 。 • 台阶式逆冲推覆构造主要表现在逆冲作用的初期，随着地层的变形和构造的叠加，最
三、逆冲推覆构造的动力学机制
• 造山带变形传递的应力 • 重力滑动 • 重力扩张 • 大陆板块向岛弧俯冲引起的表层逆冲
四、逆冲推覆构造的研究方法
• 平衡剖面技术 • 应变测量技术 • 地震法、电算法、电镜法和推覆体之间的对比等方法
1、平衡剖面技术
• 是指剖面上的构造变形、变位通过几何准则复原起初剖面的技术。 • 它是一种研究模式，与未平衡的剖面相比，它满足了大量合理的限制条件，因此更接
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。
逆冲推覆构造的特征、研究 方法和重要进展
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°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。
逆冲推覆构造的研究类型和方法
逆 冲推 覆 构造 的高 潮 ， 国构 造 地质 学界 ８ 年代 初 我 Ｏ 亦 汇入 这股 研 究逆 冲推覆 构 造 的潮 流 。在 这十多 二 十年 中逆 冲推 覆构 造 的研 究取 得 了突 破性 的进展 ， 建立 了几何 学 、 运动 学和 动力 学模 式 ， 特别是 在构 造 的关 键 地 区揭 露 了一 些逆 冲推 覆 构 造 系 ， 为正 确认 识 区域 地 质 构造 和 地 壳结 构 奠 定 了基础 ， 并在 实践
中取 得 了不错 的实效 。 以 下 结 合 国 内外 的有 关 研 究 资 料 ， 逆 冲推 覆 对 构造 研 究 作几 个方 模可大 可 小 ， 且多 呈 而 而
平 板状 产出 。 自从 美 国 在 落 基 山逆 断 层 发 现 Ｐｎ ｕ ｗ 油 田 ｉｅ ｅ
版社．
［ ］ 田玉 新 等． 交设计 在微 波 辐射 原油 脱水 中的 ４ 正 应 用 研 究 ［］ 化工 科 技 ， ０ ５ １ （ ） ３ ～ ３ ． Ｊ． ２ ０ ，３ １ ：５ ７
［ ］ 李 燕城 ． ７ 水处 理试 验技 术 Ｉ］ 中国 建筑 工业 出 － ． Ｊ
版社．
１ 逆冲推覆构造对油气的影响 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 的构 造 。逆 冲 推覆构 造 不仅广 泛
［ ］ 傅 大 放 ， 海 锁 ． 波 辐 射 的破 乳 实 验 研 究 ２ 吴 微 Ｉ］ 中 国给水 排水 ， ９ ８ （ ４ ： ～６ － ． ｊ １ ９ 。０ ） ４ ． １ ］ 牛 春 庆 ．微 波分 离 技 术 处 理 乳 状 液 Ｉ － 国 外 － ３ －Ｉ Ｊ．
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｃｒ ｄ ｉ ｅ ｕ ｓｏ ｓ ａ ｑ ｉ ｏ ｌ ａ ｅ ｉｐ ｒ ｉｅ ｓ ｓ ｅ ，ｏ ｃ ｏ ｎ ｆｔ ｅ ｄ ｆｅ ｅ ｃ ｓ ｏ ｒ ｄ ｃ ｎ ｒ ａ ・ ｓ ｒ ｃ ： ｕ ｅ ｏ ｌ ｍ ｌ ｉ ｎ ｉ ｕ ｔ ｃ ｍｐ ｉ ｔ ｄ ｄ ｓ ｅ ｓｖ ｙ ｔ ｍ ｅ ｃ ｎ ａ ｃ ｕ ｔｏ ｈ ｉ ｒ ｎ ｅ ｎ ｐ ｏ ｕ ｉ ｇ ａ ｅ ｆ ｅ ｐ ｏｔｔ ｎ ｆｓ ｉｎ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｘ ｌ ｉ ｉ ａ ｈ ｏ 。ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ，ｐ ｅ ｓ ｒ ｂ ｕ ｒ ｄ ｉ ，ｔ ｅｒ ｐ ｏ ｅ ｔ ｓ ａ ｓ ｕ ｔ ｉｆ ｒ ｎ ｌ ，Ｃｒ ｄ ｉ ｗｈ ｃ ｏ ｔ ｉ ａ ｏ ｒ ｓ ｕ ｅ ａ ｏ ｔｃ ｕ ｅ ｏ ｌ ｈ ｉ ｒ ｐ ｒｙ ｉ ｌｏ ｑ ｉｅ ｄ ｆｅ ｅ ｔｙ ｕ ｅ ｏｌ ｉｈ ｃ ｎ ａ ｎ
3逆冲推覆构造
各推覆体的对比表明，自下而上变形趋于复杂，因为 上部的推覆体比下部的推覆体运动史更长，早期的变 形则不会被下部推覆体记录。要全面认识推覆构造发 育的过程垂向变化的研究是不可忽视的环节。
逆冲推覆构造的扩展方式(一) 前展式或背驮式 (piggy-back propagation): 在已存 逆冲断层的下盘依次 发育较新的逆冲断层， 下部逆冲断层运载着 上部逆冲断层进一步 位移。在逆冲系列中， 上部的断层反映早期 的位移，下部的断层 代表后期的位移。
逆冲推覆构造的分层：各推覆体或同一推覆体 的不同部位的变形强度、变形性状、应力状态 和围压状态在垂向上的变化规律。区域性逆冲 推覆构造往往是长期多次活动形成的，一次次 逆冲作用形成的推覆体互相叠臵形成推覆体堆 垛(nappe stack)或推覆体堆柱(nappe pile)。早期 形成的推覆体一般位于上部。
逆冲推覆构造的扩展方式(二) 后展式或上叠式 (overstep propagation): 在 已有逆冲断层的 上盘依次发育新 的逆冲断层，即 逆冲系统沿着与 推覆的反方向演 化。
Boyer和Elliott (1982), Woodward (1985)在分析了 世界上主要造山带后指出，自然界的逆冲系统一 般为背驮式演化模式。并强调，duplex只能由背 驮式产生，它是背驮式发展演化的特有产物。
重力滑动 质疑 基底冲断面的坡度能否足以引起重 力滑动。
观 点 M.K. Hubbert and W.W. Rubey (1959)提出用异常 空隙压力来解释推覆体的承受能力问题。异常 空隙压力的存在降低了围压，抵消了部分负荷 重力，起着浮力的作用，从而降低了断层面上 的压应力，降低了摩擦阻力。因此，较小的动 力可以将巨大的逆冲岩席推移前进而不破碎。
第十三章 逆冲推覆构造
双重逆冲构造结构（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。 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。
二 关于驱动力问题（动力学 至今仍没有得到很好解决的
问题）
1 水平挤压力
矛盾1. 挤压作用力与推覆体所能承受的最大应力：数十 甚至数百公里的推覆体若作长距离运移所需要的作用力非 常巨大，远远超过了岩石强度，岩席早在运移前就已破裂，
矛盾2. 一些变形强烈的推覆体在变形中处于弹塑性甚至 塑性状态，难以将应力远距离传递。
第五节 逆冲推覆构造的运动学和动力学
逆冲推覆构造规模巨大顺走向往往大于10公里，可达数 百至上千公里，宽可达数十至上百公里。
一 逆冲推覆位移和速率（运动学）
1 位移距离 1）一般估计，根带至锋代的距离为最小推覆距离。 2）作平衡剖面计算推覆距离。 2 位移方向 1）弓箭式原则。 2）地层由老到新的方向。 3）编制前断坡走向线图或断叉线图，取平均植，作垂线。 4）多数褶皱的倒向。 3 位移速率 目前尚不清楚，据对现代活动断层观察，参 板块运位移速率，认为年位移量为1-2厘米。但不平均。
2 重力滑动
质疑 基底冲断面的坡度能否足以引起重力滑动
此外还有后推力模式、板块俯冲力、塑性基底收缩、重 力扩展等模式。
后推力模式
造
山
逆冲推覆构造课件PPT
2021/3/10
9
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
2021/3/10
底板逆冲断层
断夹块中岩层呈拉长的背斜-向斜对
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三、逆冲推覆构造的运动学
1. 逆冲推覆构造的扩展方式
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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。
2021/3/10
重力扩展模式
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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。
2021/3/10
用以说明沿冲断方向的分带性
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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 应力状态 拉伸为主
根带 挤压为主
中带
锋带
外带
单剪为主 挤压为主 挤压、渐变弱
次级断裂
地堑式等
正断层、 张节理
平行逆断层或发辫状 高角度断层；菱块式
网结状结构
瑞士侏罗山剖面，三叠系砂岩之上发育薄皮构造
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六、逆冲推覆与重力滑覆的区别
逆冲推覆
重力滑覆
应力体制
根带挤压作用大于中带和锋带
由根带到锋带由拉伸转变 为挤压
断面倾向
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
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。
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。
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
第十三章逆冲推覆构造
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。
阶梯形断层面的构造要素
1.断坪－断坡构造：断坪是断层面与岩层面大致平行的部分； 断坡是断层切断岩层面的部分。
断坪、断坡一般指断层下盘而言。更严格地可以分为： 1) 下盘断坪：与下盘岩层平行的部分 2) 下盘断坡：切割下盘岩层的部分 3) 上盘断坪：与上盘岩层平行的部分 4) 上盘断坡：切割上盘岩层的部分
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
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）。
状基本一致的逆掩断层组成，各条断层的上盘 依次向同一方向向上逆冲，平面上构成叠瓦式 (状)。
叠瓦状逆冲断层系
叠冲(瓦)式逆掩断层 叠瓦状构造常常表现为前(上)陡后(下)缓，各条断层向下
常汇集成一条Βιβλιοθήκη 断层。台中地区叠瓦断层带对冲式 由两条倾向相背倾斜、相对逆冲的逆掩断层组成， 两条断层有一共同的下(降)盘。小型的对冲式断层常与背 斜伴生；而大型对冲式断层常控制断陷(前陆)盆地边界。
（下盘）断坪
（上盘）断坪
2.前断坡、侧断坡和斜断坡： 根据逆冲方向与断坡方位关系划分：
1）前断坡：走向与逆冲方向近垂直的断坡，主要特征是断层 面发育逆冲擦痕。
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逆冲推覆构造\几何结构
7.3.2.3
冲断褶隆（Culmination）
逆冲推覆构造\几何结构
7.3.2.4
反冲断层
主见于前锋和 断坡后侧 有些反冲断层 向下变陡，甚 至转向
反冲断层和冲起构造
冲起构造
因强烈挤压上 冲、隆起 常表现为扭曲 的背斜
逆冲推覆构造\几何结构
7.3.2.4.5
逆冲推覆构造的分带
逆冲推覆构造的几何结构 逆冲推覆构造的形成机制 逆冲推覆构造形成过程中断层与褶皱的关 系 逆冲推覆构造与滑覆构造的区别
思考、讨论题
按照一般理解，台阶状断层面比平面及连 续曲面状断层面具有更大的摩擦力，不利 于断层的形成和滑动。那么，如何理解逆 冲推覆构造的台阶式结构？这种结构与变 形介质、变形条件有何种联系？
褶皱
推覆：倒转-平卧背斜为 主，倒转翼薄-拉断 滑覆：倒转翼往往完整， 发育翻褶平卧向斜
逆冲推覆构造\推覆与滑覆的区别
地层关系、规律性和连续性不同
推覆体中地层具有规律性、连续性较好，地层序列相 对容易恢复 滑覆体中地层十分混乱，规律性连续性差，并由于滑 覆顺序（新地层先滑），可形成倒序叠置
本节要点
附
录
扩展方式的判别
总体变形特征 各级各类构造发育状况 各断层交切关系 前展式逆冲断层中，早期冲断层变形强烈。 台阶结构被变形，破坏。据各主要逆冲断 层变形强度及被切割的情况可较准确地确 定逆冲顺序。
扩展方式的判别
一些多次逆冲形成的断层，变形强度呈递进变化。 晚期保存为台阶式，早期形成的已强烈弯曲 次级断层发育机制、扩展进程的分析、模拟和构 造模式 逆冲岩席中压应力值向前呈正弦规律递减；二个 压应力最大点（尾部下角与岩席表面的一点）， 其连线为第一条断层位置，此时sheet的完整性遭 到破坏 前方岩席照此方式继续发展，逐渐形成叠压构造
上盘断坡（HWR)和下盘断坡(FWR)
逆冲推覆构造复原图，示台阶状结构
逆冲推覆构造\几何结构
7.3.2.2
双重逆冲构造(duplex)
简称为双冲构造 结构及组成
顶板逆断层 底板逆断层 叠瓦逆冲断层 断夹块（horse）
双重逆冲构造 双重逆冲构造
与叠瓦扇的区别
叠瓦扇无顶板逆断层；双冲构造有顶板逆断层
根带 中带 锋带 后缘带：根带后侧 外缘带：锋带前侧
逆冲推覆构造\几何结构\逆冲推覆构造的分带
根带：逆冲断层起始发育部位
强烈挤压、面理、轴面、小断层陡立、塑性高， 有时发育韧性断层，流劈理、褶劈理相对发育 陡峻菱形体与挤压面构成网结结构 断层自根带向中带开始分叉，产状变缓
中带
断层分叉，发育叠瓦扇和双冲构造 次级断裂、褶皱产状相对稳定，倾向根带 变形强度：强（近根带）→稍弱→强（近锋 带），断坡变形较断坪处强
7.3.5 逆冲推覆构造的驱动力
关于逆冲推覆构造的驱动力的若干认识
收缩论 区域性水平挤压，包括前陆与造山带 后部推动，形成不对称叠瓦状构造 重力滑动//重力扩展//液压传动//热产生元素
存在的问题
某些逆冲带无强烈褶皱 形成逆冲所需压应力与岩石强度相矛盾 在弹塑性状态下，应力难以远距离传递 对重力滑动的质疑－基底冲断面坡度
7.3
逆冲推覆构造
十九世纪晚期：逆冲推覆构造研究的第一 次高潮 二十世纪七十年代中期，随着人工可控震 源地震勘探技术的发展和能源工业的需求， 掀起第二次研究高潮
COCORP计划的执行 南阿巴拉契亚变质岩层之下油气田的发现 Thin－skinned tectonics
7.3
逆冲推覆构造
逆冲推覆构造的基本概念和构造样式 逆冲推覆构造的几何结构 逆冲推覆构造的扩展 逆冲推覆与褶皱作用关系 逆冲推覆构造的驱动力 推覆与滑覆的区别
观点二——先断后褶
７０’S以来，根据对冲推覆的进一步研究，认 识到逆冲引起褶皱的作用 侏罗山式褶皱是逆冲滑脱形成，断坡对褶皱 形成起重要作用 褶皱的影响因素：断坡，运移速度和规模、 岩系组成、逆冲作用进程，滑脱层
逆冲推覆构造\逆冲推覆构造的扩展
7.3.4.2
逆冲控制的 褶皱作用
断弯褶皱作用 断展褶皱作用 断滑褶皱作用
7.3.3
逆冲推覆构造的扩展
叠瓦状逆冲断层的扩展 双冲构造扩展模式
逆冲推覆构造\逆冲推覆构造的扩展
7.3.3.1 叠瓦状逆冲断层的扩展方式
前展(背驮)式 （piggyback propagation）
向前陆（腹陆）扩展
后展(上叠)式 （overstep propagation）
向根带（后方）扩展
逆冲推覆构造\几何结构\逆冲推覆构造的分带
锋带
岩层倾角增大，下盘近断层面处发育陡立紧闭 小褶皱 岩层破碎，发育碎裂（岩）带；次级断层发育， 岩层强烈变形；构造定向性较根带明显
逆冲断层沿走向的变化
逆冲断层总位移在一定范围内基本一致，叠瓦 带中单条断层位移量和压缩量可不同
逆冲断层的终止
主断层分为多条次断层，或转变为褶皱等构造
具体特征
应变轴方向 断面形态、倾向 地层层序 褶皱
7.3.6
推覆与滑覆的 区别
应变轴
推覆：有限应变长 轴方向直立 重力滑覆有限应变 长轴方向水平
断面形态、倾向
推覆：台阶或平滑弧形， 倾向根带 滑覆：铲状，倾向前锋
地层层序
推覆：老地层往往上覆 滑覆：新地层往往上覆 并造成部分地层缺失
断层根带产状
推覆：变陡下插， 倾向后方 滑覆：变缓上覆构造的几何结构
台阶式结构，断层面总体呈铲状
断坪（flat）；断坡（ramp） 岩层处于水平状态时形成台阶式结构，后期变 形可使初始结构发生变化
双重逆冲构造－双冲构造（duplex） 冲断褶隆 反冲断层和冲起构造
逆冲推覆构造\几何结构\台阶式结构
逆冲断层下盘的形态结构
松树山逆冲推覆构造形成过程示意图 模拟（视频）
模拟1，模拟2
逆冲推覆构造\逆冲推覆构造的扩展
7.3.3.2
根据
实测的双冲构 造规模和角度
双冲构造扩展模式
假定
平面应变 变形后岩层长 度不变 褶皱为膝折式
7.3.4 逆冲推覆与褶皱作用关系
二种认识 逆冲控制的褶皱作用
逆冲推覆构造\逆冲推覆构造的扩展
7.3.4.1
观点一——先褶后断
二种认识
Heim (1921)根据 Alps的观察，认为岩层受到 水平挤压，强烈褶皱，倒转翼减薄拉断，形成 断层，后形成褶皱推覆体
逆冲推覆构造\逆冲推覆构造的驱动力
异常孔隙压力与逆冲推覆构造的形成
主要发生于快速沉降带和构造加压带 摩擦生热进一步促进水热增压 孔隙压力作用
降低围压、利于剪裂 浮力效应 使表层ＰＴ状态延伸至深部，使深部岩层保 持脆性和完整性，保证了岩席的完整性
7.3.6
推覆与滑覆的区别
总体特征对比
挤压推覆：整体挤压、根带可大于中带和锋带 重力滑覆：拉伸－挤压，锋带挤压强度大
逆冲推覆构造
7.3.1 基本概念和构造样式
基本概念
由逆冲断层和推覆体构成 主产于造山带及前陆，多为挤压、收缩结果 推覆体根据构造样式分为褶皱推覆体与冲断推覆体
构造样式（组合）
单冲型、叠瓦状组合 背冲 对冲 楔冲
逆冲推覆构造
7.3.1 基本概念和构造样式
逆冲推覆构造\基本概念和构造样式
叠瓦状逆冲推覆构造示意图
讨论：伸展构造
水平挤压能否产生伸展构造？ 裂谷作用为什么产生在区域隆起的背景上？ 这种“隆起”是受什么作用控制的？是水 平挤压，垂直顶拖还是其它作用？ 就全球构造而言，你认为用哪一种应变场 型式解释比较合理，压缩应变场，伸展应 变场，还是补偿应变场？
第七章
断 层
断层概论 伸展构造及重力滑动构造 逆冲推覆构造 走滑断层 韧性剪切带
推力不足是个大问题？！
7.3.5 逆冲推覆构造的驱动力
板块构造解释
accretionary prism collision between island arc and continental margin foreland and backland thrusting A-type subduction Qinling-tectonic explanation