走滑断裂带成因机制及模式

走滑断裂带成因机制及模式（1）走滑断裂成因机制

①纯剪切共轭走滑断层

走滑断裂还可以呈共轭状态产出，这意味着它们发育于同一时间和同一构造

应力场之下。

共轭走滑断裂的发育过程遵循安德森模式和库伦剪切破裂准则，其锐角等分

线为σ轭的方向，角度大小与岩石的内摩擦角有关。在运动学上，这类断层是

平面纯剪切作用的结果，一个方向的缩短被同一平面内垂直方向的伸展来补偿。

共轭走滑断裂最著名的实例是喜马拉雅的北侧，印度大陆向北运动楔入欧亚大陆，一部分聚敛运动被区域走滑断裂系统所调节，大型的地块沿共轭走滑断裂挤出逃逸。

②简单剪切走滑断层

20世纪初期，Riedel泥巴实验已经揭示出，当以走滑运动的方式移动底部

的木块的时候，覆盖在木块之上的泥巴层中的走滑断层并不是发育成一个清晰的、单一的走滑断层面，而是发育成几个由相关的次级断层组成的走滑断裂带。

根据次级断裂的方位及其与主断裂的关系，可以划分出不同类型的次级断裂。首先形成的是一套剪切断裂，称之为Rediel剪切断裂，简称R断裂。R断裂与主

断裂带小角度斜交，且具有相同的剪切运动方向。P断裂通常发育在R断裂形成

之后，可能与走滑作用过程中局部应力场的暂时性变化有关，与主走滑运动方向

一致，并常常连接R断裂。第三套剪切断裂与主走滑带高角度斜交，运动方向相反，称之为R裂。断裂，相对于R断裂而言，R裂而断裂一般不太发育。

除了上述R、R了上断裂和P断裂之外，还可见伸展断层或T断裂，该断裂

垂直于走滑带内派生出来的最大瞬时主张应力。走滑带内也可见褶皱发育，一般

发育在走滑变形开始集中在一个不连续界面形成之前，如果岩层水平的话，褶皱

的轴（或轴面）垂直于走滑带内派生出来的最大瞬时压应力或最小瞬时张应力。

走滑带内的倾斜层也可以褶皱，但是这种情况下，褶皱轴和主应力之间的关系更

复杂些。另外一些挤压构造，如压溶缝合线、逆断层也可以在走滑带内发育，它

们的延伸方向大体与褶皱的延伸方向一致。

（2）走滑断裂运动学特征

走滑构造研究工作应将野外工作和室内模拟相结合，野外主要进行地质特征

观察，室内研究方法主要有基于地震资料构造解释的断层生长指数法和断距分析法、平衡剖面法、物理模拟和数值模拟等。其中，

①走滑断层活动强度的评价方法

基于地震剖面判断断层形成时间的方法有多种，如：分析断层切割地层时代、断距变化分析、断层生长指数计算及断裂与岩浆关系等。一种常用方法就是分析

断层与邻近地层的接触关系。断层发育时间比其所切割地层时代晚，比其所终止

地层时代早。

I.断距分析法

断距是指被错断岩层在两盘上的对应层之间的相对距离（徐开礼和朱志澄等, 1983）。如果断裂自下向上不同对应层之间的断距不变，则断层只经历了一期构

造运动；如果断裂两侧不同对应层之间的断距是变化的，则该断层经历过长期活动，这些断裂常常经历了一个以上的构造旋回。长期活动断层的活动时间可以通

过断层两侧地层的厚度变化来确定，如长期活动的逆断层在活动必然造成上盘地

层的剥蚀，因此，如果逆断层上盘地层比下盘对应层厚度大，则该逆断层在该套

地层沉积期或沉积后活动过。

II.生长指数（GI）法

生长指数（Growth Index）法是断裂活动强度研究的经典方法，该方法自1963年由Thorsen CE提出以来在世界上得到了广泛应用（赵孟为，1989），被

许多教科书介绍并引用。断层生长指数是上盘厚度与下盘厚度之比，即：断层生

长指数（GI）=上盘厚度/下盘厚度。由于该方法采用断层两盘厚度之比来表示断

层活动强度，因此当下盘地层或上盘地层缺失时断层生长指数为∞或0，该方法

就会失效；当地层遭受剥蚀时即便两盘剥蚀厚度相当也会对生长指数的值产生较

大的影响。当断层生长指数=1时，说明断层上下两盘厚度相等，断层不活动；当

断层生长指数>1时，说明断层活动，是正断层，上盘厚度大于下盘厚度；当断层

生长指数<1时，说明断层活动，是逆断层，上盘厚度小于下盘厚度。正断层生长

指数越大或逆断层生长指数越小，表示断层活动越强烈。

Ⅲ，扭张系数法

该参数是针对于走滑断裂特征提出的，用于评价走滑断裂的拉张和走滑程度。该参数为走滑强度与拉张强度的比值，用主应力方向与断层走向夹角的余切函数

即可确定。用于反映统一地质历史时期，断层的某一个部位走滑与拉张强度的关系。

②走滑断层活动时间的确定方法

I.断裂与岩浆岩关系确定断层发育时间

当研究区断裂和岩浆岩并存时，可以通过断裂与岩浆岩的切割关系来确定断

层的活动时代。岩浆岩的形成时代可以通过同位素测年，如U-Pb法、Ar-Ar法、Rb-Sr法、Sm-Nd法、（U-Th）/He法等来确定（Blackburn et al.，2006；王非等, 2006；聂凤军等, 2009），此外也可以通过地震剖面上岩浆岩分布的地层时

代来确定岩浆岩的形成时代。如果断裂切割岩浆岩时，则断层形成时代晚于岩浆

活动时代；如果岩浆岩切割断裂时，则说明断层形成时代早于岩浆活动时代；如

果断层被岩墙岩脉充填，而且岩墙岩脉有错断现象，则岩浆侵入于断层形成或活

动时期（许建东等, 2008; 贺电等, 2008）。

Ⅱ.平衡剖面法

Chamberlain于1910年最早提出了平衡剖面思想，运用这一原理假定滑脱面

之上的推覆地层在变形剖面上的面积守恒，推算了北美阿巴拉契亚山脉及落基山

脉滑脱面的深度。对于如何定义一条“平衡了的”剖面，Dahlstrom提出了两个

准则：“① 对横剖面几何学合理性的一种简单检验方法就是测量岩层的长度如