地震资料解释基础(王英民)第8课——地震构造解释

地震资料解释基础第8课王英民2005年5月18日（2）薄皮（盖层滑脱）伸展构造的主要构造样式1.基本特征2.共生构造基本特征薄皮伸展构造是指主要由沉积盖层卷入伸展变形的构造。铲式正断层系统和多米诺断层系统是薄皮伸展构造的两种主要构造样式。在剖面上，铲式正断层和旋转平面式正断层一般是在盖层中的软弱岩层（泥岩、盐岩等）中消失，或在盆地基底顶面的不整合面上滑脱在大陆伸展半地堑斜坡上、被动大陆边缘、大型三角洲、大陆斜坡等不同的构造环境中都可能发育薄皮伸展构造共生构造重力滑动构造底辟构造伸展与拆离薄皮铲式正断层地震剖面薄皮铲式正断层及其圈闭样式铲式正断层地震剖面—1铲式正断层地震剖面—23.4.3水平收缩构造逆冲断层的基本特征逆冲断层的相关褶皱(1)逆冲断层的基本特征按照库仑—摩尔破裂准则和安德森断层模式，逆冲断层形成时的应力状态是主压应力轴为水平方向且与逆冲断层走向垂直相交、主张应力轴为垂直方向、中间应力轴为水平方向且与断层走向一致，逆冲断层角度一般为30°±。由于岩层能干性的差异、地层中孔隙流体对局部应力状态的影响等原因，逆冲断层角度并非总是呈30°±。坡坪式逆冲断层断坡断坪断坡断坡断坪断坪上盘断坡上盘断坡上盘断坡上盘断坪上盘断坪下盘断坪下盘断坪下盘断坪下盘断坡下盘断坡上盘断坪断层切割能干岩层时断层角度较大，称为断坡；断层切割软弱岩层时断层解毒较小，称为断坪；逆冲断层产状变化引起上盘岩层发生褶皱变形角度断坡断坪断坡断坡断坪断坪上盘断坡上盘断坡上盘断坡上盘断坪上盘断坪下盘断坪下盘断坪下盘断坪下盘断坡下盘断坡上盘断坪断层切割能干岩层时断层角度较大，称为断坡；断层切割软弱岩层时断层解毒较小，称为断坪；逆冲断层产状变化引起上盘岩层发生褶皱变形角度铲式逆冲断层“铲式逆冲断层（listricthrust），即断层面在剖面上呈上陡下缓的产状，向深部逐渐变为近水平的拆离或滑脱逆冲断层铲式逆断层平面式高角度逆冲断层和反铲式逆冲断层断层与岩层面夹角大于60°的逆冲断层,断层面为平面状或反铲式（向上变缓）通常是一些结晶基底卷入的逆冲断层双重构造双重构造是由顶板逆冲断层（roofthrust）、底板逆冲断层（floorthrust）以及夹持在中间的连接逆冲断层（linkedthrust，或分支断层branchthrust）和逆冲断片（马石horse,或断片sheet）组成。逆冲双重构造ｄ＝∑di顶板断层底板断层连接断层断片反冲断层（back-thrust）逆冲断层一般是自后陆向前陆方向逆冲的，但是也有些逆冲断层是向前陆方向倾斜、向后陆方向逆冲的，称为“反冲断层（back-thrust）”冲起构造逆冲三角带构造在反冲断层与逆冲断层之间,往往形成冲起构造或逆冲三角构造冲起构造（pup-up）逆冲三角构造（trianglezone）3.4.4水平走滑构造走滑断层构造变形的一般特征走滑构造的识别标志薄皮走滑构造基底卷入的走滑构造(1)走滑断层变形的一般特征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走滑断层位移过程中也会进一步引起两盘断块或走滑断层上覆地层的变形，所有这些与这些变形与位移矢量近水平的剪切作用有关的构造变形统称为走滑构造走滑断层的位移方向位移矢量向左的断层称为右旋走滑断层（right-lateralstrike-slipfault，right-slipfault）或右旋平移断层（dextre），位移矢量向右的断层称为左旋走滑断层（left-lateralstrike-slipfault，left-slipfault）或左旋平移断层（senestre）左旋走滑断层右旋走滑断层走滑断层的位移方向断层的两盘相对位移矢量通常是斜向的，当走滑断层位移矢量中有较大的倾向位移分量时可分别称为“正走滑断层”（倾向位移分量为正断层）或“逆走滑断层”（倾向位移分量为逆断层）断层走向线逆断层正断层左旋走滑断层右旋走滑断层断层走向线断层倾斜线正断层逆断层左旋走滑断层右旋走滑断层正左旋走滑断层逆左旋走滑断层正右旋走滑断层逆右旋走滑断层左旋走滑逆断层左旋走滑正断层右旋走滑逆断层右旋走滑正断层断层倾斜线(2)走滑构造的识别标志剖面标志花状构造走滑带内部构造和夹块剖面上的地层不连续现象平面标志线性延伸或带状展布走滑带两侧地质界线的水平错开斜列的盖层褶皱(3)薄皮走滑断层通常与薄皮收缩构造、薄皮伸展构造共生(4)基底卷入的走滑构造基底卷入的走滑构造中的盆地基底与沉积盖层一起发生走滑构造变形。基底卷入的走滑构造并不意味着主干走滑断层一定要从盖层岩层切入到基底岩层中。通常盆地基底岩层中发育主干走滑断层，主干走滑断层可以向上直接切割所有盖层岩层，也可以在基底顶面或盖层岩层内部尖灭。基底走滑断层与盖层之间也可以产生滑脱，但是这种滑脱并为破坏基底与盖层在走滑构造变形方面的统一性。基底与盖层关系对走滑构造的影响基底走滑位移量愈大，盖层走滑变形也愈强烈。盖层厚度愈大，基底走滑位移引起的走滑变形带的宽度愈大。盖层岩层中发育有较厚的软弱岩层时，基底走滑位移引起的盖层走滑变形宽度愈大。盖层岩层中发育有较厚的软弱岩层也容易发育雁列的滑脱褶皱，而盖层褶皱变形宽度一般比盖层走滑断层带的宽度更大。3.4.5垂直升降构造(底辟构造,diapiricstructure）底辟构造的一般特征（以盐底辟为例）盐底辟构造的形成条件和演化过程底辟构造概念地壳深部的塑性物质向上运移及其对上覆岩层的构造作用，称为底辟作用（diapirism），底辟作用形成的构造变形称为底辟构造。底辟构造包括岩浆底辟形成的构造、变质岩底辟形成的构造和低密度沉积岩层底辟形成的构造。沉积盆地中常见的底辟构造是盐岩、膏盐岩、泥岩底辟作用形成的，其中又以盐岩形成的底辟构造也普遍、最复杂。底辟构造类型根据底辟核与核上岩层的关系，可以将底辟构造分为隐刺穿底辟构造和刺穿底辟构造两大类。底辟核核下岩层核上岩层隐刺穿底辟刺穿底辟盐底辟核构造样式由盐类岩石底辟形成的构造也称为“盐穹”（saltdome，也译为盐丘）盐底辟核的形态：盐底辟核可表现为枕状、丘状、陀螺状、柱状、脊状、墙状、蘑菇状、鸭头状、瓶塞状、塔松状等不同的形态在平面上，底辟核多为圆形、椭圆形，沿断裂底辟的墙状底辟则表现为长条形常见的盐底辟核样式A.枕状底辟B.丘状（钟状）底辟C.柱状（墙状）底辟D.蘑菇状底辟E.鸭头状底辟F.瓶塞状底辟G.泪滴状底辟H.塔松状底辟I.驼峰状底辟J.脊状底辟“悬挂体”（overhang）：盐底辟核向上运移的同时可以侧向扩展，同时盐岩底辟的通道部分受围压的影响可以发生收缩，使底辟核象屋檐一样伸入到核上岩层中，并导致盐岩层覆盖在形成时代比它更晚的沉积岩层之上。“泪滴体”（teardrop）：底辟核的盐岩向上运移甚至可以与盐源部分脱离，底辟核成为一个无根的悬挂体。“盐帽”：深层的盐岩底辟核上升至浅层地层中时还会受到地下水的溶蚀、淋漓，一些难溶的或不溶残渣残留在底辟核顶部形成一层外壳，称为“盐帽”。盐帽主要由硬石膏、石膏和方解石组成，厚度差别较大，从几米到几十米、甚至几百米。一般可以分为三个带：底部主要由硬石膏组成，厚度也相对较大；中间为石膏层；上部为方解石和石灰岩。有时盐帽中还含有天然硫。如果盐岩底辟核顶面为平面状，盐帽的分布范围通常比底辟核顶面的主题范围还大。核上岩层的变形样式塑性的底辟核向上运移对核上岩层施加的构造力相当于垂直层面的差异挤压力或剪切力，迫使岩层发生水平方向的伸展，因此核上岩层主要表现为“局部的”水平伸展构造变形。底辟构造的发育是一个较长的地质时期，因而沉积盆地中的底辟构造通常也是同沉积构造。底辟作用时期的同沉积岩层在底辟核顶部明显减薄或局部被剥蚀。底辟核形态和垂直位移幅度随着盆地的演化而发生变化，对上覆同沉积地层的厚度甚至岩性分布有重要影响。常见的盐底辟构造样式A.盐枕上覆岩层的横弯褶皱B.“V”型正断层组C.“X”型正断层组D.“A”型正断层组E.半“A”型正断层F.龟背式褶皱构造盐底辟形成的龟背式构造盐底辟核内部变形底辟核内部一般都有复杂的柔流褶皱或肠状褶皱，主要表现为盐岩层向上位移过程中引起单层盐岩的拉薄和折叠加厚，一般单层盐岩并不因为强烈褶皱变形而被拉断，但盐岩底辟核内可能发育有韧性断层。盐岩层内部的标志层面不能在地震剖面上形成反射界面，所以底辟核内的褶皱变形样式也显示不出来。3.5构造活动时期分析方法3.5.１基本概念3.5.2构造活动时期分析的基本原则3.5.3地层接触关系分析3.5.4地层厚度变化分析3.5.１基本概念沉积前构造：指相对于一地层层序而言，在其沉积作用之前形成的构造，亦即其原始沉积表面的构造形态。同沉积构造：指相对于一地层层序而言，与其沉积作用同时形成的构造。沉积后构造：指相对于一地层层序而言，在其沉积作用之后形成的构造。3.5.2构造活动时期分析的基本原则(１)不整合面上、下构造形态和性质的不协调，意味着分别为不同构造活动的产物。(２)构造层底界的最老年代为该构造层产生构造变形的最早时期。(３)如果构造层内有成因联系的断层、褶皱具在构造层顶界终止，则上覆构造层的最老年代为该构造层产生构造变形的最晚时期。(４)不整合面上、下构造形态和性质的协调，意味着同为晚期构造活动的产物。(５)对下覆构造层的构造变形应采用剥皮法逐层消除后期构造活动的影响。露出冲断层、埋藏冲断层和盲冲断层露出冲断层盲冲断层埋藏冲断层地表面角度不整合面沉积盖层准沉积基底3.5.3地层接触关系分析沉积前构造：以在层序底界面上发育上超为特征，反应了沉积前的原始构造形态。同沉积构造:地层厚度的楔状增厚以及伴生的上超是同沉积构造的重要标志。沉积后构造：沉积后的构造抬升在层序顶界面造成地层削蚀3.5.4地层厚度变化分析人们常常利用地层等厚图来分析古构造特征，并在分析时假定任一时期的沉积表面是水平的。这种方法如不与地层接触关系分析和古水深分析相结合，有时会产生很大误差。沉积前构造：在沉积之前可能具有较大的原始地形高差，如大陆坡或未夷平的山谷等。这时地层厚度横向变化系因原始地形高差引起，与上超相对应，应将这一厚度变化排除。同沉积构造：地层厚度横向变化系因不同构造部位的沉降速率不同引起。如箕状断陷、前陆盆地中的地层厚度变化。同沉积隆起也会引起地层厚度的横向变化。沉积后构造：地层厚度横向变化系因剥蚀作用引起，与削截相对应。应对剥蚀掉的地层加以恢复。铲式正断层地震剖面—4同沉积逆冲断层第三章地震构造分析(小结)3.1概述3.2复杂构造形态地震响应的形成机制3.3断层解释3.4典型构造样式的地震识别3.5构造活动时期分析方法3.1概述3.1.1地震构造分析的主要任务3.1.2地震构造形态解释的核心内容3.2复杂构造形态的地震响应3.2.1时间剖面与深度剖面的区别3.2.2褶皱地质模型及其地震响应3.2.3断层地质模型及其地震响应3.3断层解释3.3.1断层在地震剖面上的一般标志3.3.2断层平面组合3.4典型构造样式的地震识别3.4.1构造样式的概念与意义3.4.2水平伸展构造3.4.3水平收缩构造3.4.4水平走滑构造3.4.5垂直升降构造3.5构造活动时期分析方法3.5.１基本概念3.5.2构造活动时期分析的基本原则3.5.3地层接触关系分析3.5.4地层厚度变化分析