08 第8章 走滑构造系统与转换板块边界

(b) Stepovers between two offset fault systems produce either pullapart basins for releasing stepovers or popups and uplifts for restraining stepovers.
海原断裂带 干盐池拉分盆地
断层弯曲时的次生构造组合平面图
走滑断层系中的 伴生构造类型
拉分盆地与断块隆起 拉分盆地（新西兰 Hope Fault) 拉分盆地(San Jacino Fault, CA) 横断山脉(Transverse Range, CA) 斜列褶皱与次级断裂构 造 (Ricorada Fault, CA)
走滑断裂弯曲与叠接部位的 伴生构造组合
断块隆起与断块凹陷 拉分盆地 走滑双重构造（Strike-slip duplexes）
次级断层叠接部位几何学特征
Figure 1. General characteristics of strike-slip fault systems in plan view. (a) Bends in the fault surface produce localized zones of extension and subsidence, whereas restraining bends produce localized zones of contraction and uplift.
伴生构造
走滑构造伴生构造类型与方位
五、走滑构造系统伴生构造
——拉分盆地与横向隆起
重要参考文献
Woodcock N. H. and Fischer M., 1986, Strike-slip duplexes. Journal of Structural Geology, 8(7):725-735 Mark T. Swanson, 1989. Sidewall ripouts in strike-slip faults. Journal of Structural Geology, 11(8):933-948 Aydin A. and Nur A., 1982, Evolution of pull-apart basins and their scale independence. Tectonics, 1: 91-105
八、大型走滑构造系统 与板块构造边界
直接构成板块边界的走滑断裂
San Andereas Fault Alpine Fault in New Zealand Dead Sea Fault
与板块相互作用相关的走滑断裂
中国阿尔金断裂，红河断裂等
San Andereas Fault
伴生构造
San Andreas Fault
二、 在构造演化中的地位和作用
认识到断层的走向滑动活动是在 1888年的新西兰地震，以及于 1906年发生在美国旧金山的大地 震。
San Francisco Earthquake，1906, California
Louis Agassiz
San Andreas fault
牧场围栏被错断（1906）
六、 斜压与斜拉走滑断裂系统
Transpression and Transtension
W. B. Harland, 1971, Tectonic transpression in Caledonian Spitsberg. Geological Magzine, 108: 27-42 Harding T. P. and Lowell J. D. ,1979, Structural styles, their platetectonic habitats, and hydrocarben traps in petrolum provinces. AAPG Bulletin, 63: 1016-1058 Sanderson, D. J. & Marchini, R. D. 1984. Transpression. J. Struct.Geol. 6,449--458.
Strike-slip Fault System （走向滑动断层）
泛指断层两盘的相对运动平行于断层走 向的断层。规模可以很大，也可以露头 或者更小尺度的断层。 目前使用最为广泛的术语
Wrench Fault System（平移断层）
形成于较深构造层次、产状近于直 立、具有区域尺度、涉及岩浆及变 质结晶基底以及上地壳盖层沉积岩 的走向滑动断层 （Moody and Hill,1956)
San Andreas Fault 切割深度
跨越圣安德列斯断裂的地震分布
GPS观测所显示的 San Angreas断裂现今地壳运动
Where will Los Angeles be heading for?
哈尔滨
天津 上海
旧金山 洛杉矶
0Ma
5Ma
洛杉矶 哈尔滨 洛杉矶 天津 上海 旧金山 旧金山 天津 上海 哈尔滨
在造山带形成过程中存在三种构造位移分量：
几公里到数十公里的垂向位移； 由逆冲推覆构造造成的垂直造山带方向 的数十到数百公里的水平运动； 由平行造山带走向的走滑运动造成的数 百至数千公里的水平位移。
三、 走滑断裂的结构
平面结构 剖面结构
平面上的斜列式排列
雁行排列（en echelon）——最重要的平面结构型式
第八章 走滑构造系统与 转换型板块边界
一、基本概念 二、在地壳演化中的地位和意义 三、断裂内部结构（平面排列特征、剖面结构） 四、走滑构造系统（伴生构造成分及其分布） 五、拉分盆地与横向隆起 六、斜压（压扭）与斜拉（张扭）走滑断裂 七、走滑断裂与转换断层 八、大型走滑断裂与转换板块构造边界
一、基本概念
与板块之间相互作用 相关的走滑断层
Example 4
Plate Collision Related Strike-slip Fault
尽管早在板块构造学说诞生之前，沿着地震断 层的观测表明，在一次强烈的地震活动中就可 以产生数米、十数米甚至数十米的数量级的走 向滑动位移， 但是，直到60多年后板块构造理论假说产生以 后，人们才逐渐认识到走滑断层的重要性。
走滑运动的重要性
A. Vauches and A. Nicolas, 1991, Mountain-building: strikeparallel motion and mantle anisotropy. Tectonophysics, 185:183-201
A——加长 B——缩短 C——不变
海底扩张速率与洋脊转换断层特征
慢速扩张
扩张速率中等
快速扩张
保存在陆地上的转换断层实例
格陵兰西部
转换断层的演化过程
陆内裂谷阶段的转换断层
新生大洋裂谷阶段的转换断层
连接成熟大洋中脊的转换断层
转换断层概念的拓展
大陆地区的类似运动 学性质的构造
与原始转换断层实质 含义相似的走滑断层 与其尾部构造形式
Transpression=压扭，斜压 不应该译为“ 转换挤压” Transtension=张扭，斜拉 不应该译为“转换拉伸”
Stress Field for Transpression
七、走滑断层与转换断层
走滑断层与转换断层：相似性与重要区别 (Strike-slip Fault and Transform Fault)
Woodcock, N.H., 1986. The role of strike-slip fault systems at plate boundaries. Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A 317, 13–29. AYDIN, A., and NUR, A., The types and role of stepovers in strike-slip tectonics. In Strike-slip Deformation, Basin Formation, and Sedimentation (eds. Biddle, K. T. and Christie-Blick, N.) (Spec.Publs. Soc. Econ. Paleont. Miner. 37, 1985) pp. 35–44.
5Ma
20Ma
50Ma
Example 2
Alpine Fault, New Zealand
Example 3
死海断层(Dead Sea Fault)
Arabian Plate/Africa Plate
Plate Tectonics Settings for Major Strikeslip Fault
San Andreas断层系中的横断山脉
断层叠接部分的局部拉张与
拉分盆地形成机制平面图
拉分盆地平面图
拉分盆地的主要特征 形成于走滑断层系中 平面上常呈现为菱形 或者平行四边形 两长边为走滑断裂、 短边为正断层 沉降速率比较快 经常具有工业价值的 能源矿产
渤海湾－ 华北盆地 可能是一 个拉分盆 地
陆内或者板内转换断层（intraplate transform fault)
Transform fault(转换断层)
切割了整个岩石圈、直接构成了板块的部分边界并调 节整个岩石圈板块尺度的相对运动的走向滑动断层。 其中包括： 连接海岭的转换断层 直接构成板块边界（可以出现在大陆地区）的走向滑 动断层，如San Andreas断层 连接海沟的走向滑动断层，如日本的中央构造线
Strike-slip Fault System（走向滑动断层系）; Wrench Fault System（平移断层系）; Transcurrent Fault System（横推断层系） Transform fault（转换断层） 基本概念及认识演变
重要参考文献
Arthur G. Sylvester, 1988, Strike-slip faults. Geological Society of America Bulletin, Vol.100, 1666-1703
Transcurrent Fault System （横推断层）
切割深度仅涉及地壳层次的走向滑动断 层。包括：
捩断层（tear fault):调整外来地质体内部或相邻外来体之间
差异性位移的横向（与总体构造方向垂直）断层
转移断层（transfer fault):沿着大型走向滑动断层将水平滑
动从一部分转 Harding T. P. and Seely D. R., 1973, Basic wrench tectonics. AAPG Bulletin, 57:74-96.
Harding, T. P. 1974. Petroleum traps associated with wrench faults. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 58, 1290-1304.
左列（左阶）
左列
右列（右阶）
右列
运动学特征
左行（左旋） 右行（右旋）
左行 右行
剖面结构
呈现出的花状构造
正花状构造
负花状构造
花状构造立体图解
正花状构造 负花状构造
Ardmore Basin, Oklahoma
四、走滑断裂构造系统
伴生构造的方位和性质
伴生断裂构造：方位、性质与组合 型式 伴生褶皱构造 ：方位与组合型式
类似构造的其他表述方式
W. B. Harland, 1971
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Convergent wrenching Divergent wrenching
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Transpression, Transtension
大洋中脊附近的转换断层
大洋脊转换断层构造－地貌特征
穿越转换断层 的构造-地貌特 征：老的岩石 圈一侧相对较 低。
连接两个汇聚板块边 界的转换断层
连接两段洋脊 的转换断层
不同类型的转换断层及其长度变化
连接洋脊和俯冲带 的转换断层
A－加长 B－长度变化取决于 扩张速率与俯冲速率 相对大小。
连接俯冲带的转换断层