走滑构造

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R’ T
R
D P
第一次发表的简 单剪切实验可能 是Cloos(1928)的 粘土—模型实验。 里德尔（1929） 重复了这一实验， 获得雁行张性裂 隙和雁行断层所 限定的断层带。 Hills（1963）声 称这种实验中断 层通常为“里德 尔剪切”。里德 尔剪切术语来自 于
Skempton(1966).
Gapais,1997;Dewey et al,1998）。少许的研究者完成了斜压构造 模拟模型的建立。Hoeppener等（1969）和Lowell(1972)
一、走滑断层的基本结构
（一）走滑断层基本特点
1 走滑断层带包括一系列与主干断裂带平行或微角度相交 的次级断裂
2 走滑断层常伴随雁列式褶皱、断裂及断陷盆地等
3 走滑断层两侧的时代愈老错距越大
4 断裂形态多呈直线或弧线，延伸远，根据弧线弯曲形态 分为：S（圣安德列斯）、Z（菲律宾断裂）、C（苏门答 腊）型。
走滑断层概念的发展
Zechariah(公元347年)可能是描述走滑断层第一人：“奥利菲斯山 将从中分别向东西方向裂开，形成一个巨大山谷，山的一半将移至 北边，另一半移至南边”。Arbold Escher(瑞士)可能是发现和正确 解释走滑断层的第一位地质学家，1850年告诉Suess.
地震发生时走滑断层的最早报道（1857，美国加洲圣安德烈斯断层； 1888，新西兰希望断层；1891，日本；1892，巴基斯坦），这些认 识都没有在有影响的刊物发表。
第 三 章
走 向 滑 动 断 层
走向滑动断层（走滑 断层），一般是指大 型平移断层，两盘顺 直立断层面相对水平 滑动。人们对其认识 晚于对正、逆断层的 认识和研究。
走滑断层文献中曾有：平移断层、捩断 层（Tear fault）、拧断层、剪切断层、 扭断层、滑断裂、平错断层；国外文献 常有Wrench-fault(扭断层)、 Transcurrent fault(平移断层、横推断 层)。
当深部的基底发生走滑活动时
，较浅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。披覆褶皱与伴 随的断块升降有关，而牵引褶皱 与扭动和旋转作用有关。随着走 滑活动的进行，这两种构造都会 被断层所切割破坏。
三、里德尔剪切的形态特征
单条断裂的应力状态
走滑应变椭圆 ①里德尔（R）剪切破裂——同向走滑断层。与主位移带呈
小角度（一般小于150）相交，剪切方向与主位移带一致． ②共轭里德尔（R’）剪切破裂——反向走滑断层。与主位移
带呈大角度相交并且剪切位移方向相反的次级走滑断层。 R’剪 切面与R破裂面共轭，共轭角通常为60～70o。
③同向（P）剪切破裂—— 次级同向断层。与主位移带小 角 度 （ 一 般 小 于 10o ） 相 交 ， 剪切方向与主位移带一致。
是一条左行转换断层，其活动可能与印支期中朝板块和扬子板块 的拼接、碰撞有关。随后在中生代中晚期进一步发生左行走滑， 可能与izanagi板块的斜向俯冲作用有关。晚白垩世至新生代表现 为右行走滑活动。沿着郯－庐断裂带东侧的分支走滑断裂系统中 发育了走滑盆地群，包括胶莱盆地和下扬子区盆地等（图5－42） 。
下扬子区晚侏罗世至 白垩纪时，在碰撞的背景 下，楔形块体逃逸．全区 形成一系列小型火山岩盆 地群，其中较大者如庐枞 、宁芜、怀宁、繁昌、溧 水和溧阳等盆地。这些小 型拉分盆地形态多为菱形 ，面积小，厚度大，沉积 速率决，以河湖碎屑岩为 主。
2）与阿尔金断层带有关的走滑拉分盆地 阿尔金断层带是我国西部大型左行走滑断层带，由一系列左行 断层组成。断层带长度不少于 1800 km，断层平直，倾角约 700。 断层带西部和东部倾向东南，中部倾向西北，总体呈丝带状。自 新生代早期的印度次大陆和欧亚板块碰撞以来，阿尔金断裂发生 明显走滑活动，其总位移量可达 400 km。沿阿尔金走滑断层有一 系列小型新生代拉分盆地形成，如索尔库里盆地等，其新生界厚 达 4500 m（图 5－43）。
逃逸构造（挤出构造） 由挤入造成的刚－塑性体的变形取决于挤入体的形状。平直
刚性体能解释东喜马拉雅的东北部断层，楔形刚性体能解释喜马 拉雅西部和巴基斯坦处断裂。而挤入体为平直三角形时，适合于 解释喜马拉雅东端和缅甸接合处。右行的红河断裂平行于α 线， 而左行的阿尔金断裂大致平行于β 线。
逃逸构造（挤出构造）
走滑断层的分段性
• 分段式斜列
左阶式和右阶式
（二）雁列式
左阶式和右阶式
根据雁列断层的相互排列和重叠的关系， 如果各次级断裂走向依次向左错列为左
二、走滑断层 内部应力状态
基底走滑断裂引起盖层的构造
走滑断裂带的弯曲和末端的应 力状态
走滑断层的基底和盖层
活动
有些走滑断层是显露的；而有 些是隐蔽的。后者只能靠地球物 理资料综合解释和基底与盖层关 系来判断。
正花状构造
六、转换断层
转 换 断 层 （ transform fault ） 是 1965 年 J.Wilson提出的不同于走滑断层的新型断层， 他定义为大型平移断层，其终端是一些其他 类型的构造，如中脊、海沟或三联结合点。 另一种解释是：为一种平错动，在两端突然 终止并改变为另一种方向和构造类型的断层。
亚 丁 湾 拉 分 盆 地
中国的走滑拉分盆地
l）与郯一庐断裂带有关的走滑拉分盆地 郯－庐断裂带切割深，延伸长，位移量大。其山东沂沐断裂段 由四条大断层组成“两堑一垒”组合。这四条断裂向下延伸至20 km左右变为两条。在下扬子、胶南、沈阳都有NE向断裂与之斜交 ，构成了以郯－庐断裂为主干的分支走滑断裂系统。 郯－庐断裂带具有长期复杂的活动历史。在中生代早期，可能
3）与滇西断裂带有关的走滑 断裂拉分盆地
滇西地区走滑断裂带也十分发育 ，滇西剑川－大理和宾川等第四纪 裂陷盆地群是走滑断裂尾瑞拉分作 用的产物（图5－44）。
五、花状构造
花状构造是走滑断 层系中又一种特征 性构造。剖面一条 走滑断层自下而成 花状散开称为花状 构造，花状构造包 括正、负花状构造。 正花状构造：收敛 性（压扭）；负花 状构造：离散性 （张扭）。
胶莱盆地是一个白垩纪
走滑拉分盆地，其发展受郯 －庐断裂带左行走滑活动和 五莲－荣城断裂带右行走滑 活动的控制。在挤压分力作 用下，两条走滑断裂带间的 楔形断块向NE伸展和逃逸， 胶北地块向NE方向移动形成 走滑盆地并伴有岩浆活动。 白垩纪末，随着郯－庐断裂 带转变为右行走滑活动，地 块隆起，结束了走滑盆地演 化历史。
Burke等（1985）将这种由于弧－陆 碰撞或大陆碰撞而产生的走滑作用和由 此而产生的地块被挤出的现象称作构造 逃逸。如阿拉伯板块和欧亚板块的碰撞 （距今10 Ma前）导致阿纳托利亚地块向 西部的爱琴海方向滑移。
八、斜向构造
擦痕
阶步
滑抹晶体
长期以来，关于断裂的研究，一直比较重视正向 运动（挤压、拉伸），和平移运动，而忽视了斜 向运动。
④局部张性（T）破裂——与
主位移带呈大角度相交的、延 伸不长的正断层组。
⑤Y剪切。与主位移带平行 的断层。 ⑥ 局 部 收 缩 变 形 —— 雁 行 式 褶皱和逆断层组，延伸不长。
四、拉分盆地
拉分盆地（Pull-apqrt basin） 是走滑断层系中拉伸形成的断 陷 盆 地 。 1960 年 伯 菲 尔 （ a.c.Burchfiel ） 研 究 圣 安 德列斯山后提出。拉分盆地形 似菱形，曾称菱形断陷。盆地 两侧长边为走滑断层。两短边 为正断层。规模变化很大，大 者长逾百公里，小者长达百米。 拉分盆地与其它成因的盆地比 较，发育快、沉降快，沉积相 迅速。
1906年旧金山大地震期间，圣安德烈斯断层突然发生4.7米的右行滑 动，向世人证明了走滑断层的现象。
40年代末50年代初，几乎几篇文章同时对世界各地的不同走滑断层 的大规模位移提出证据。
国际上走滑断层研究较好的有：
1 苏格兰大谷断层（Great Glen fault,1946） 2 圣安德列斯断层（San Andress fault,1952、1963） 3 新西兰阿尔平断层（Alpin fault,1956） 4 菲律宾断层（Philippin fault,1956） 5 阿富汗恰曼断层（Chaman fault,1958） 6 加勒比海巴特勒特断层（Bartlett fault,1957） 8 阿拉斯加迪那里断层（Denali fault,1957）
七、挤出构造
Tapponnier和Molnar（1976，1982）分析了亚洲断裂分布和 性质，认为其型式类似于刚性体平面挤入塑性体的剪切滑移线场 的几何图形。纯剪切发生在滑移线上，两种类型剪切线，即α和 β剪切线，在地质上分别代表右行和左行走滑断层。它们彼此呈 直角相交。
变换断层（transfer fault）是典型的变换带， Dahlstrom（1970）将其概念应用于逆冲推覆构 造，现已引伸用于伸展构造中。变换断层可深切 至变质基底，它是联接基底主断层的一些横向断 层。它也连接平行走滑断层和有叠复的雁列断层
。
撕裂断层（tear fault）也曾译为捩断层，指发 育于浅层次沉积或变质沉积盖层的横推断层，始 用于低角度逆掩断层、辗掩推覆体上盘，现也用 于伸展区。它调节外来体内和边界的差异位移。
聚敛角度15时，断层倾角大于70；当斜向聚敛角度 >30时，断层倾角小于40。
斜压运动学理论方面已得到广泛研究（Sabderson and
Marchini,1984;Fossen and Tikoff,1993,1998;Fossen,1004;Tikoff and teyssier,1994;krantz,1995，Dutton,1997；Jones et al,1997，Merle and
侧百度文库角
实质上，斜向断裂在自然界更为普遍。
如果断裂面运动矢量与断层面走向线之间斜交（代表断 层面运动矢量与断层面走向夹角，即侧伏角），根据侧伏
角大小将断层运动学命名进一步分为如下：
0<<10（图１－３右图１区） 断层运动主要沿断层走 向方向运动的，命名为平移断层（大规模称之为走滑断层 ； 10<<45（图１－３右图２区） 沿断层走向方向运动 为主的，但兼有走滑运动，命名为正（逆）—平移断层； 45<<80（图１－３右图３区） 沿断层倾向方向运动 为主的，但兼有正向运动，命名为平移—逆（正）断层； 80<<90
Tapponnier等还模拟了东南亚和华南
构造演化（图5－10）。当印度和亚洲大 陆碰撞并挤入时，第一期（距今50～20 Ma）东南亚块体被挤出800～1000 km， 南海也随红河断裂左旋活动而张开。第 二期时（距今20～10Ma）使华南地块包 括西藏沿着阿尔金－甘肃－渭河断层向 东移动达几百公里。
A.M.Casas等（2001 ）提出在脆性/韧性下三套斜向挤压模 拟模型：（1）简单斜向挤压；（2）斜压与变形上盘的隆 升剥蚀区结合；（3）斜压与上盘剥蚀及在隆起根带沉积
的结合。
在一系列实验中，不同聚敛的角度，从0（纯平移）到 90（纯逆冲作用）的模型应用显示，15 (斜压平移占 主导)与30（斜压逆冲推覆）之间形成的构造具有明显 的差别。小角度聚敛（015）形成的构造是一个典型 的走滑特点（R和Y断裂）。显示断展褶皱几何学和弯曲， 为逆冲—平移断裂。断层倾角也显示明显的变化，当斜向
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15 断层走向方向为
D，先形成低角 度R和高角度R1 里德尔共轭剪切 裂隙， 接着形
成晚期的逆向的 里德尔共轭剪切 P和P1。P为
Thrust shear ? 用P 的意思是物 质处于被动的 Rankine状态 （Passive Rankine state）
走滑应变椭圆
走滑构造变形带的应变椭圆 中，剪切方向与走滑构造的 主要位移带方向一致。如图 5－11所示，一对右行力偶 ，产生旋转剪切，有一个挤 压分量和一个拉张分量。变 形前平面上的圆在变形过程 中变为椭圆，而且椭圆的长 轴和短轴在递进变形过程中 相对于剪切方向发生旋转。 在走滑变形中可以发生多个 方向的次级破裂和变形。