逆冲推覆构造

逆冲推覆构造研究第一节、基本概念逆冲推覆构造：由逆冲断层和推覆体组成的一种挤压性构造，通称逆冲推覆体系，是造山带中最常见的构造现象。逆冲断层：广义指上盘相对下盘上升，较老的岩层逆冲到较新的岩层之上的断层，由水平挤压作用形成。现一般指低角度（倾角低于30度）的大规模逆断层。推覆体：经远距离位移的规模巨大的近水平或平卧褶皱岩席，也称外来体或逆冲席体。是逆冲断层的上盘。逆冲断层根据形成的深度和产状可分为两大类：厚皮构造：深层高角度并进入基底的逆冲断层。产状受最大有效力矩准则控制，倾角一般高于45°，一般出现在造山带的内部。薄皮构造：浅层低角度只涉及盖层而不影响基底的逆冲断层，产状受摩尔-库伦准则控制，产状一般低于45°，一般出现在造山带的前沿，通常称为前陆褶皱冲断带。第二节、前陆逆冲带的构造特征一、造山带的基本结构二、底部拆离断层（滑脱面）逆冲断层活动时常沿前陆盆地中的软弱岩层、特别是盖层－基底界面滑动，形成的逆冲推覆体系的底部主断层面。底部主断层之上则发育众多叠瓦状断层，称为分支断层。三、阶梯形断层面逆冲断层沿断层面滑动时会使断层上盘的地层缩短，当缩短量达到一定量时，逆冲断层常要切断强硬层向上扩展，遇到新的软弱层再沿其滑动，结果形成阶梯状的断层面。阶梯形断层面的构造要素1.断坪－断坡构造：断坪是断层面与岩层面大致平行的部分；断坡是断层切断岩层面的部分。断坪、断坡一般指断层下盘而言。更严格地可以分为：1)下盘断坪：与下盘岩层平行的部分2)下盘断坡：切割下盘岩层的部分3)上盘断坪：与上盘岩层平行的部分4)上盘断坡：切割上盘岩层的部分（下盘）断坪（上盘）断坪2.前断坡、侧断坡和斜断坡：根据逆冲方向与断坡方位关系划分：1）前断坡：走向与逆冲方向近垂直的断坡，主要特征是断层面发育逆冲擦痕。2）侧断坡：走向与逆冲方向近平行，断层面上发育近走向或斜向擦痕。3）斜断坡：是前断坡与侧断坡的连接部分，斜向擦痕发育。五、位移转移带、叠接区或桥区：断层沿走向不总是一线贯通，常表现为消失和再现。两断层的叠接部位有一桥区，称为位移转移带，即一断层的位移通过该带转移到另一断层上。四、端线与盲断层端线：位移等于零的边界。侵蚀后的平面上表现为两端点。盲断层：未出露原地表的断层，位移消失在地下。盲断层的位移消失在断坪区时，逆冲前缘表现为单斜挠曲。断层消失在断坡部位时，地面表现为一对背、向斜。第三节、断层面对上盘褶皱构造的控制一、断弯褶皱tgθ=sin2α/(2+cos2α)θαα逆冲席体沿阶梯状断层面运动时在断层的弯曲部位被迫发生的弯曲。弯曲的形态被动反映其下断层形态，褶皱翼部位于上、下盘断坡之上，转折端位于断坪之上，常形成平顶的背斜或箱状褶皱，称为褶隆。二、断层扩展褶皱正在形成的逆冲断坡端线部位形成的褶皱。端线以下部分岩层缩短，端线以上未断部分通过褶皱缩短以调节上下的不一致。这类褶皱一般不对称，前翼很陡（直立-倒转）。三、滑脱褶皱（侏罗山式褶皱）直接位于滑脱面（断坪）上的褶皱。这种褶皱机制需要很软弱的滑离层，如膏盐层等。褶皱的主要特征是两翼陡立，平顶或尖顶，核部常为最老的软弱层。五、冲起构造反冲断层与同时形成的逆冲断层所围限的部位，因强烈挤压而上冲，形成变形强烈的隆起构造，表现为断层切割岩层扭曲的背斜形式。六、构造三角带在反向逆冲断层与其后侧的逆冲断层汇聚部位，形成以反冲断层、分支逆冲断层和底部拆离断层限定的三角带，其构造变形十分强烈。四、背（反）冲断层逆冲席体沿拆离面运动受阻、沿断坡上升要求很大的侧向挤压力，应力超过岩石强度时，可形成与断坡共轭的背冲断层，因其与总体逆冲方向相反，故又称反冲断层。一、逆冲序列：逆冲断层沿底部拆离断层运动，并切断强硬层向上扩展，这种的向上切断强硬层并与底部拆离断层相连的断层称为分支断层，断层活动中往往是依次发育许多分支断层，形成逆冲断层系。逆冲断层中分支断层形成的先后顺序称为逆冲序列，可分为三类：1.背驮式或前展式：每一新的逆冲断层发育在先存逆冲断层的下面，各逆冲岩席依次向逆冲方向或前陆扩展，并增生在前进中的逆冲岩席的前锋。第四节、逆冲断层系前展式中位置最高或最后侧的逆冲席发生最早，后展式中位置最高的逆冲岩席发生最晚。根据野外观察及模拟实验和理论分析，确证绝大多数逆冲推覆构造均以前展式扩展2.后展或上叠式：每一新的逆冲断层发育在先存逆冲断层的上面，各逆冲岩席依次向逆冲来源方向或腹陆扩展，并增生在前进中的逆冲岩席的后缘。3.违序式。判别：变形强度；平面形态二、逆冲断层系由上述逆冲断层序列产生的由主断层和分支断层形成逆冲断层构造称为逆冲断层系。最常见的为叠瓦状构造和双重构造。1.叠瓦状构造：由一个底部拆离断层分支出多个分支断层，并形成一个不对称扇形构造，这样的构造称为叠瓦状构造。2.双重构造由底部主断层分支出若干分支断层形成叠瓦状断层，每个分支断层向上再次合并于一个主（断层）滑动面，底部主断层称为底板断层，上部主断层称为顶板断层，这种由顶、底板及其间叠瓦状断层形成的构造称为双重构造。底板断层、顶板断层、分支断层、马石（断夹块）根据分支断层的产状，双重构造还可分为：1)前倾式双重构造－腹地倾向双重构造2)后倾式双重构造－前陆倾向双重构造3)背形堆垛式双重构造盲断层被动顶板双重构造：前陆逆冲带前沿部分常出现的一种特殊的双重构造。为叠瓦断层堆垛在盲逆冲前沿的双重构造，特征是顶板断层是由于下盘的挤入所致，顶板处于被动地位。3.背冲式和对冲式断层系4.飞来峰和构造窗逆冲断层上盘被剥蚀，使下盘岩石出露，如果上盘岩石被剥蚀成孤岛状，则称为飞来峰；如果下盘岩石以天窗式出露，周围被上盘岩石封闭则称为构造窗。第五节、平衡剖面平衡剖面：将剖面中的变形构造通过几何原理和方法全部复原的剖面。也就是将变形（褶皱、断层）的剖面恢复到变形前的原始状态。基本原则是沉积岩原始状态为水平产状。一、编制平衡剖面的基本原则1.体积守恒原则：2.面积守恒原则：造山带为平面应变，沿造山带走向无长度变化，所以在垂直于造山带走向的剖面上变形前后面积不变。A=L1*t1=Lo*toLo=A/to3.长度守恒原则：A=d(Lo-L1)4.剖面中各层长度一致原则：一、编制平衡剖面的步骤和方法1.剖面线的选择和运动方向的判别：剖面线和断层运动方向一致、和褶皱枢纽方向垂直。2.测制剖面。3.长度平衡：将褶皱的岩层展平，并沿断层面将其依次相连。4.面积平衡：如果经常长度平衡后的剖面厚度有变化（通过与邻区同一岩层系列对比），则要进行面积平衡，即Lo=A/to