逆冲推覆构造

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地质构造学课件 第十章 逆冲推覆构造

地质构造学课件 第十章 逆冲推覆构造

(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。
2)侧断坡:走向与逆冲方向近平行,断层面上发育近走向或 斜向擦痕。
3)斜断坡:是前断坡与侧断坡的连接部分,斜向擦痕发育。
四、端线与盲断层
端线:位移等于零的边界。侵蚀后的平面上表现为两端点。 盲断层:未出露原地表的断层,位移消失在地下。盲断层的
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)。
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。
四、背(反)冲断层
逆冲席体沿拆离面运动受阻、沿断坡上升要求很大的侧向挤压力, 应力超过岩石强度时,可形成与断坡共轭的背冲断层,因其与总体逆冲 方向相反,故又称反冲断层。
2.双重构造 由底部主断层分支出若干分支断层形成叠瓦状断层,
每个分支断层向上再次合并于一个主(断层)滑动面,底 部主断层称为底板断层,上部主断层称为顶板断层,这种 由顶、底板及其间叠瓦状断层形成的构造称为双重构造。
底板断层、顶板断层、分支断层、马石(断夹块)

第十三章 逆冲推覆构造

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

第十三章逆冲推覆构造

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。

第十三章 逆冲推覆构造

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

推覆构造

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

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

9逆冲推覆构造

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

异常孔隙压力 山



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。

第13章 逆冲推覆构造

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

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

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

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





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

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

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.

第十三章逆冲推覆构造

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。

逆冲推覆构造

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

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。

第六章-3 逆冲推覆构造

第六章-3  逆冲推覆构造

• 构造三角带和冲起构造
• 在这些部位逆冲断层反复穿插,构造强烈复杂; 前锋带上反冲断层产出部位常形成储油构造。
16
冲起构造
• 在逆冲作用中,反冲断层与同时形成的逆 冲断层围限部位,因强烈挤压而上冲 , 形成变形 强烈的隆起构造,即为冲起构造(Pop up)(图3-14)。 冲起构造常表现为断层切割岩层扭曲的背斜形 式。 在反向逆冲断层与其后侧的逆冲断层汇聚 部位,会形成以反冲断层、分支逆冲断层和底 板逆冲断层三向限定的三角带,即为构造三角 带(图13-14),其构造变形十分强烈。
21

根带是逆冲作用起始发育部位。根带
的研究对确定逆冲推覆构造在区域构造中 的地位、活动和运移规律、变形性状及形 成作用上具有重要意义。可是,由于大型 逆冲推覆构造的根带常被隐蔽,或位于一 条宽阔的多期变形带中,具体位置常不明 显。因此,应结合构造总体特征认真观测, 予以确定
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根据对我国一些挤压逆冲推覆构造 的观察得知,根带一般表现为强烈挤压, 面理、小褶皱轴面和小断层等构造产状 陡峻以至直立 ;变形性状上塑性增高, 有时出现韧性剪切带 ;劈理尤其是流劈理 和褶劈理相对发育。自根带向中带断层 开始出现分叉且产状变缓。
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(一)、B型俯冲及其相关的逆冲推覆构造
• B型俯冲(B-subduction)是大洋板块在岛弧外 侧的海沟向大陆板块下的俯冲作用,大陆板块 相应地向大洋板块仰冲。是为了纪念H.Benioff 提出的大洋板块向大陆的俯冲而命名的。 • 当两大板块相对移动并相互俯冲和仰冲时, 海沟中不同性质、不同类型、不同时代的岩石 和岛弧中的岩石及夹有洋壳组成的蛇绿岩类一 起卷入强烈的造山带构造变形。 • 逆冲推覆构造主要产于造山带中,自造山 带向原大洋板块方向逆冲。

构造第十四章 逆冲推覆构造

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。
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邻区同一岩层系列对比),则要进行面积平衡,即Lo=A/to阶Fra bibliotek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
逆冲推覆构造研究
第一节、基本概念
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。
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。
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。
判别:变形强度; 平面形态
二、逆冲断层系
由上述逆冲断层序列产生的由主断层和分支断层形成逆冲断 层构造称为逆冲断层系。最常见的为叠瓦状构造和双重构造。 1.叠瓦状构造:
由一个底部拆离断层分支出多个分支断层,并形成一个不对 称扇形构造,这样的构造称为叠瓦状构造。
2.双重构造 由底部主断层分支出若干分支断层形成叠瓦状断层,
被动顶板双重构造:前陆逆冲带前沿部分常出现的一种 特殊的双重构造。为叠瓦断层堆垛在盲逆冲前沿的双重 构造,特征是顶板断层是由于下盘的挤入所致,顶板处 于被动地位。
盲 断 层
3.背冲式和对冲式断层系
4.飞来峰和构造窗 逆冲断层上盘被剥蚀,使下盘岩石出露,如果上盘岩石被
剥蚀成孤岛状,则称为飞来峰;如果下盘岩石以天窗式出露, 周围被上盘岩石封闭则称为构造窗。
2.后展或上叠式:每一新的逆冲断层发育在先存逆冲断层的 上面,各逆冲岩席依次向逆冲来源方向或腹陆扩展,并增生 在前进中的逆冲岩席的后缘。 3.违序式。
前展式中位置最高或最后侧的逆冲席发生最早,后展式中位置 最高的逆冲岩席发生最晚。根据野外观察及模拟实验和理论分 析,确证绝大多数逆冲推覆构造均以前展式扩展
位移消失在断坪区时,逆冲前缘表现为单斜挠曲。断层消 失在断坡部位时,地面表现为一对背、向斜。
五、位移转移带、叠接区或桥区:
断层沿走向不总是一线贯 通,常表现为消失和再现。两 断层的叠接部位有一桥区,称 为位移转移带,即一断层的位 移通过该带转移到另一断层上。
第三节、 断层面对上盘褶皱构造的控制
一、断弯褶皱
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 的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层, 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。
一、编制平衡剖面的基本原则
1. 体积守恒原则: 2. 面积守恒原则:造山带为平面应变,沿造山带走向无长度变
化,所以在垂直于造山带走向的剖面上变形前后面积不变。
逆冲断层根据形成的深度和产状可分为两大类: 厚皮构造:深层高角度并进入基底的逆冲断层。产状受最大
有效力矩准则控制,倾角一般高于45°,一般出现在造 山带的内部。 薄皮构造:浅层低角度只涉及盖层而不影响基底的逆冲断层, 产状受摩尔-库伦准则控制,产状一般低于45°,一般 出现在造山带的前沿,通常称为前陆褶皱冲断带。
A=L1*t1=Lo*to 3. 长度守恒原则:A=d(Lo - L1) 4. 剖面中各层长度一致原则:
Lo=A/to
一、编制平衡剖面的步骤和方法
1. 剖面线的选择和运动方向的判别:剖面线和断层运动方向 一致、和褶皱枢纽方向垂直。
2. 测制剖面。 3. 长度平衡:将褶皱的岩层展平,并沿断层面将其依次相连。 4. 面积平衡:如果经常长度平衡后的剖面厚度有变化(通过与
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。
四、背(反)冲断层
逆冲席体沿拆离面运动受阻、沿断坡上升要求很大的侧向挤压力, 应力超过岩石强度时,可形成与断坡共轭的背冲断层,因其与总体逆冲 方向相反,故又称反冲断层。
五、冲起构造
反冲断层与同时形成的逆冲断层所围限的部位,因强烈挤压而上冲, 形成变形强烈的隆起构造,表现为断层切割岩层扭曲的背斜形式。
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:
每个分支断层向上再次合并于一个主(断层)滑动面,底 部主断层称为底板断层,上部主断层称为顶板断层,这种 由顶、底板及其间叠瓦状断层形成的构造称为双重构造。
底板断层、顶板断层、分支断层、马石(断夹块)
根据分支断层的产状, 双重构造还可分为: 1)前倾式双重构造-腹 地倾向双重构造 2)后倾式双重构造-前 陆倾向双重构造 3)背形堆垛式双重构造
(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。
2)侧断坡:走向与逆冲方向近平行,断层面上发育近走向或 斜向擦痕。
3)斜断坡:是前断坡与侧断坡的连接部分,斜向擦痕发育。
四、端线与盲断层
端线:位移等于零的边界。侵蚀后的平面上表现为两端点。 盲断层:未出露原地表的断层,位移消失在地下。盲断层的
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)。
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