走滑拉分构造及意义

走滑拉分构造及其地质意义摘要走滑拉分作用普遍存在于盆地构造体系中，控制着盆地的形成和成藏作用。

本文主要阐述了右旋走滑系统模式、走滑构造的形成机制以及走滑作用的证据。

剖面上的花状构造、平面上的雁列式断层、走滑带两侧地质界线的水平错开以及走滑构造带内部构造和夹块均可作为走滑作用存在的证据。

以渤海湾盆地济阳坳陷东部为例，主要介绍了郯庐断裂带东西两支断裂以及垦东凸起的走滑构造特征，这些走滑断层基本呈NEE－NE－NNE方向延伸和展布，在平面上都有平直性、彼此平行分布、分段延伸的特点，剖面上主要表现为花状构造和平行断裂。

走滑拉分作用对油气成藏起到了非常重要的作用，它影响烃源岩的热演化与分布，改善断裂带附近地层的储集物性，影响盖层的形成和油气的疏导体系。

关键词：走滑拉分作用，走滑构造，济阳坳陷，油气成藏第1章引言1.1研究目的和意义走滑拉分作用可形成复杂的构造系统，是构造地质学研究的前沿问题之一，它可以形成重要的油气圈闭，在油气勘探中具有重要意义。

自扭动断层概念提出以来，扭动构造的研究得到了很大的进展，油气勘探中也发现了越来越多与走滑拉分作用有关的圈闭，其在油气勘探中的意义得到了广泛关注[1]。

中国大陆广泛广泛存在走滑拉分作用，东部的郯庐断裂带与渤海湾含油气盆地的形成和走滑作用有一定的关系。

渤海盆地是我国重要的海上含油气盆地，以新生代为主要成盆期，形成于太平洋板块、印度板块和西伯利亚板块非正向汇聚及中国东部岩石圈伸展东移的右旋扭张背景[2]。

走滑活动在渤海湾盆地形成演化和油气成藏等各方面都有重要的作用，走滑构造作用影响着盆地的形成演化，盆地构造体系的形成与走滑扭动作用有关，对油气赋存具有重要意义的局部构造受走滑作用控制，郯庐断裂及与之相关的走滑作用与渤海盆地构造形成和油气聚集具有紧密的联系。

济阳坳陷是渤海湾盆地内的一个重要的次级坳陷，著名的郯庐断裂带从其东部穿过，使得走滑构造在济阳坳陷东部非常普遍。

同时，济阳坳陷东部是重要的油气富聚区，目前在沾化凹陷中东部的孤岛、孤东和桩海地区、埕北低凸起、埕南凸起、垦东凸起、黄河口凹陷、潍北凹陷等部位发现了一批大中型油气藏，这些油气藏的形成与走滑拉分作用有着密切的关系。

2.2 国内外研究现状对走滑断层的研究，在早期，如17世纪末，走滑断层作用在地震时呈现为地表明显水平错开而为地质学家们所直接感知。

在本世纪的30~40年代，在西方形成走滑断层的若干基本概念，如Sonder（1938）的全球剪切断裂网格，Kennedy （1946）从苏格兰大谷断层提出平移断层的基本定义，Sonder和VeningMeinez （1947）将区域走滑断层作用作为地壳的主要运动之一。

在50年代，如Hill、Wellman、Allen、Burtman等分别在北美、中亚阿富汗、西太平洋等地区发现及研究了许多巨大的平移断层。

这个期间，中国东部的郯庐断裂带也开始为人们所认识[3]。

到了20世纪80至90年代，走滑构造的研究从形态、结构、分类、成因及其作用方面全面展开，研究无论在深度上和广度上都有了较大进步。

Taira 等（1983）等提出了走滑活动带的概念。

Woodcock（1986）讨论了全球走滑断层的成因分类。

同时，模拟实验研究和显微构造分析被广泛开展，集中了走滑断层的内部结构、相关构造样式及组合，以及走滑构造在造山带演化、盆地形成和地震活动中的作用等。

中国的走滑作用的研究最早始于李四光，20世纪30年代以来李四光一直进行这一系列有关旋扭构造的研究。

20世纪60年代以后，随着我国一些著名的平移断层的查明，有关走滑作用的研究开始全面展开。

上世纪80年代开始，走滑拉分作用的研究在东部和西部取得了一系列重要的认识和成果。

如著名的郯庐断裂带、阿尔金大型走滑断层、红河—哀牢山断层。

第2章走滑拉分作用2.1 走滑拉分作用的基本概念板块或断块在剪切作用下发生沿板块或断块边界走向的滑移时，在垂直于板块或断块边界的剖面上所表现出来的变形并不造成地壳的伸长或缩短，这种变形称为走向滑移变形。

由扭应力或剪应力引起地壳或岩石圈沿着某些构造边界或特定的构造带发生走滑变形的构造作用，可以称为走滑作用。

走滑作用有三种方式，即平行扭动、聚敛扭动（压扭）和离散扭动（张扭）（如图2-1）。

走滑作用产生的各种构造变形组合称为走滑构造，走滑断层是走滑构造中最重要的构造要素。

走滑断层是指两盘断块体以相对走滑位移为主要运动特征的断层。

两盘的相对位移方向向右的走滑断层称为右旋走滑断层，移矢量向左的断层称为左旋走滑断层[4]。

图2-1三种基本的走滑方式（以右行为例）A 平行扭动；B 聚敛扭动；C 离散扭动；D 多种扭动的混合形式（P段平行，C段聚敛，D段离散）2.2 走滑系统模式—以右旋走滑为例剑桥大学Woodcock N H提出过两种右旋走滑系统模式(图2-2A)[5]，指出走滑系统在平面上可有两类构造组合：一类如图2-2A之b，前锋和尾端发育伸展叠瓦扇，中部叠置段发育拉分伸展双重构造，称之为“双伸型”。

另一类为图2-2A之c，前锋和尾端发育收缩叠瓦扇，中部叠置段发育推隆收缩双重构造，称之为“双缩型”。

图2-2右旋走滑系统模式图A：Woodcock N H的理论模式；B：南沙海域西部的实际模式通过综合分析南沙西南海域的走滑构造特征发现，万纳走滑系统不同于上述两类走滑系统(图2-2B)，其前锋即发育在曾母盆地西南部的走滑-挤压构造系统及其在沙捞越陆上的延伸部分，为一走滑-收缩叠瓦扇，尾端即为西南次海盆西南端的走滑-伸展构造系统，为一走滑-伸展叠瓦扇,万安盆地则为其中部叠置段的走滑-拉分双重构造。

它们组成一个在时间上同步、空间上相连的统一运动的伸缩型右旋走滑系统。

这一走滑系统的重要构造意义在于：它的走滑作用与南沙超壳层块之下的软流圈顶面的层滑作用一起，使形成于南沙超壳层块北面的伸展应力转换成南沙超壳层块南面的挤压应力。

南沙超壳层块因此而得以向南漂移，从而使其北面的现代南海的洋盆不断扩大，南部的古南海洋壳则不断往南俯冲消减，与巽他克拉通东北缘挤压碰撞。

这一系统运动恰好顺应了新生代东亚陆缘沿红河—越东等大型走滑系统向东或东南构造逃逸的整体运动,是后者的直接证据。

2.3 走滑构造的形成机制纯剪和单剪是走滑断层成因解释的两种机制（图2-3）。

图2-3A纯剪模型，B单剪模型其中：P为P破裂；R和R’为同向和反向剪切破裂；PDZ为主要位移带；φ为内摩擦角纯剪机制可以解释同质介质中与三轴应力场有关的断层的定向问题。

在纯剪机制中（图2-3A），沿着与缩短方向呈φ角和-φ角(φ是内摩擦角)的方向上形成一组共轭的、左旋和右旋互补的走滑断层，张断裂或正断层与延长轴成直角，褶皱和逆断层则垂直于缩短轴。

大部分纯剪切不旋转，具正交对称（斜方对称）型式。

由于大型地壳块体聚敛时产生的空间问题，纯剪切域中的走滑断层不会出现大规模的水平错断。

图2-4脆性层次走滑作用的单剪模式已有资料表明，世界上的大型走滑断层都位于单剪域中，其地球动力学背景是岩石圈板块间的相对水平运动，以及它们之间的斜向会聚或离散。

单剪是一种旋转应变，属单斜对称。

里德尔（Riedel）模式是目前广泛被接受和应用的单剪模式，其内容不断被丰富和发展。

根据室内实验和野外观察，脆性剪切带中的次级破裂面和剪切带在方位和旋转方向的关系符合里德尔模式（图2-4）。

这些次级破裂面包括R面（里德尔剪切或称同向或羽状的走滑断层）、R′面（共轭的里德尔剪切或称反向的走滑断层）、T面（与主位移带呈45°的张性断裂或正断层）、P 面（次生的同向走滑断层，角度与实际剪切方向呈负半个内摩擦角）和X面（反旋向剪面）。

2.4 走滑作用的证据（1）花状构造在横切走滑构造带的剖面上，常可以见到主干走滑断层向上近对称的分支，构成下窄上宽的貌似“花朵”的破裂带，称为花状构造。

由于走滑构造常是一种基底卷入的构造变形，陡倾的、切入基底的走滑断层可以使基底面平移，而使不同类型的基底拼接在一起。

花状构造可以分为正花状构造和负花状构造两种。

正花状构造是在压扭作用下产生的，其大多数断层具逆断距，个别为正断距，组成地形总体表现为背形特征，断层间为地垒断片（图2-5A）。

负花状构造是在张压作用下产生的，其大多数断层具正断距，个别具逆断距，组成地形总体表现为向形特征，断层间为地堑断片（图2-5B）。

图2-5 正花状构造（A）与负花状构造（B）示意图PDZ－主位移带；N－正断距；R－负断距（2）雁列断层构造带在大规模三维地震资料出现以前，只有在露头上才能观测到雁列构造带(如雁列方解石脉)。

通过对整个辽河西部凹陷三维地震资料系统的构造解析，识别和确定出凹陷内存在壮观的、盆地尺度的雁列正断层构造带(图2-6)。

该雁列构造带分布在凹陷中南部的中央地区，在E3s1-2、E3d、N1g、N2m底界构造图都有发育，主要由近东西走向的节节南掉的阶梯状正断层组成[6]。

雁列断层的平均走向和凹陷轴向的夹角约为42°。

对于伸展作用和挤压作用形成的凹陷，凹陷内断层的平均走向和凹陷的轴向大体一致，而走滑作用形成的凹陷，凹陷内正断层的平均走向与凹陷轴向一般存在40-50°的夹角。

因此，辽河西部凹陷E3s1-2及以上地层内正断层与凹陷轴向存在42°左右的夹角是走滑作用的表现形式之一，也可以作为走滑构造的证据。

图2-6 辽河西部凹陷东营组底界断裂系统分布图（3）走滑带两侧地质界线的水平错开走滑断层两侧的各种地质界线和地质体被错开是重要的依据。

这些特征包括：地质界线（图2-7）、不整合、尖灭线、等厚线、相带、超覆线、特征层位、礁带、古河道、侵入体、岩脉（群）、火山岩体、变质带、构造带、构造单元、断层线、褶皱轴、地震特征、矿带（体）和地貌标志等。

图2-7 走滑带两侧地质界线和地质体被水平错开（4）海豚效应和丝带效应在走滑断层面倾斜方向相同的情况下，在一个横切剖面上显示为正断层、而在另一剖面上显示为逆断层，即相邻剖面的相对升降盘、滑距类型和方向不同，这种现象称为海豚效应。

丝带效应指走滑断层总的看来是近于直立的，但沿其走向其倾向有变化，造成有正断层和逆断层的表现。

（图2-8）图2-8 走滑断层的“海豚效应”和“丝带效应”（4）走滑构造带内部构造和夹块地震测线上所见的空白区的存在，可能是由于剧烈变化的断裂带内复杂构造或糜积岩带存在所致。

夹于走滑带中的各种凸镜状或杏仁状夹块，在剖面上呈垂直分布，在平面上呈带状延伸。

其中也包括从深层而来的块体。

（5）走滑断层的基底和断层活动深部的基底发生走滑活动时，较高的不能干岩层常形成褶皱群并伴生断裂。

受基底走滑活动控制的强制褶皱可有两种：披覆褶皱和牵引褶皱，这取决于基底断块或板条活动的方式。