构造地质学第十四章

1、第十四章第十四章 走向滑动断层走向滑动断层 本章重点内容：本章重点内容： 走滑断层的基本结构；走滑断裂的应力状态；走滑断层的走滑断层的基本结构；走滑断裂的应力状态；走滑断层的典型构造形式；拉分盆地；花状构造；雁列式褶皱和牵引式弯典型构造形式；拉分盆地；花状构造；雁列式褶皱和牵引式弯曲；双重构造曲；双重构造 第一节第一节 走滑断层的基本结构走滑断层的基本结构一、走滑断层的基本特点一、走滑断层的基本特点 1、呈带状产出，包括一系列与主断裂相平行或以微小角度相交的次级断层。、呈带状产出，包括一系列与主断裂相平行或以微小角度相交的次级断层。 单条断层延伸不远，各级断层分叉交织，常构成发辫式。单条断层延

2、伸不远，各级断层分叉交织，常构成发辫式。2、伴生有雁行式褶皱、断裂及断块隆起和断陷盆地构造。、伴生有雁行式褶皱、断裂及断块隆起和断陷盆地构造。3、断层两侧地层、断层两侧地层-岩相带呈递进式依次错移，时代越老，移距越大。岩相带呈递进式依次错移，时代越老，移距越大。4、断层带呈直线延伸，甚至穿过起伏很大的地形仍保持直线性，在航、卫片、断层带呈直线延伸，甚至穿过起伏很大的地形仍保持直线性，在航、卫片上显示良好的直线性。上显示良好的直线性。二、走滑断层的伴生构造二、走滑断层的伴生构造 1. R 和和R剪裂隙剪裂隙2. 褶皱褶皱3. 张性破裂张性破裂4. 逆断层逆断层三、走滑断层的组合形式三、走滑断层的

3、组合形式 在雁列式走滑断层系中，除根据两盘相对错移方向分为左行和右行外，还在雁列式走滑断层系中，除根据两盘相对错移方向分为左行和右行外，还根据雁列断裂的相对排列和叠置关系，分为左阶式和右阶式。根据雁列断裂的相对排列和叠置关系，分为左阶式和右阶式。 左阶式：指各次级断裂顺走向依次向左错列。左阶式：指各次级断裂顺走向依次向左错列。 右阶式：指各次级断裂顺走向依次向右错列。右阶式：指各次级断裂顺走向依次向右错列。第二节第二节 走滑断层的应力状态走滑断层的应力状态一、剪切断裂带的应力状态一、剪切断裂带的应力状态 二、走滑断裂带弯曲部和端部的应力状态二、走滑断裂带弯曲部和端部的应力状态 在走滑断裂的中段

4、部位的应力状态和变形结果，与断裂的走滑方向及中在走滑断裂的中段部位的应力状态和变形结果，与断裂的走滑方向及中段部位的弯曲偏向有密切关系。段部位的弯曲偏向有密切关系。 对右行走滑右阶式弯曲的断裂而论，在弯曲的中段部位，将形成两个拉对右行走滑右阶式弯曲的断裂而论，在弯曲的中段部位，将形成两个拉张区，并可能形成两个断陷盆地（图张区，并可能形成两个断陷盆地（图14-7 A）。）。 对右行走滑左阶式弯曲的断裂而论，在弯曲的中段部位将形成两个挤压对右行走滑左阶式弯曲的断裂而论，在弯曲的中段部位将形成两个挤压区域，并可能形成两个断穹构造（图区域，并可能形成两个断穹构造（图14-7 B）。）。三、两条相交走滑

5、断层引起的应力状态三、两条相交走滑断层引起的应力状态如果两条走滑断层以小角度相交且滑向相反，会出现两种情况：如果两条走滑断层以小角度相交且滑向相反，会出现两种情况： （1）当两条走滑断层一致滑向楔尖而引起挤压隆升；）当两条走滑断层一致滑向楔尖而引起挤压隆升； （2）当两条走滑断层一致背离楔尖滑动，则引起拉伸断陷（图）当两条走滑断层一致背离楔尖滑动，则引起拉伸断陷（图14-8）。）。如果两条相交走滑断层滑向相同，聚敛引起挤压，离散引起拉伸（图如果两条相交走滑断层滑向相同，聚敛引起挤压，离散引起拉伸（图14-9）。）。 四、离散型走向滑动和聚敛型走向滑动四、离散型走向滑动和聚敛型走向滑动 受剪切作

6、用控制下的走滑断层，往往叠加有拉张作用和挤压作用，其产受剪切作用控制下的走滑断层，往往叠加有拉张作用和挤压作用，其产出应力场则具有双重力学性质。甚至同一走滑断层带的不同部位在以剪切为出应力场则具有双重力学性质。甚至同一走滑断层带的不同部位在以剪切为主中，又具有拉张或挤压，表现为张剪性或压剪性，即剪性拉张和剪性挤压。主中，又具有拉张或挤压，表现为张剪性或压剪性，即剪性拉张和剪性挤压。张剪性走滑为离散型走向滑动断层，压剪性走滑为聚敛型走向滑动断层。相张剪性走滑为离散型走向滑动断层，压剪性走滑为聚敛型走向滑动断层。相应形成张剪性和压剪性两类构造。应形成张剪性和压剪性两类构造。 第三节第三节 走滑断层

7、的相关构造走滑断层的相关构造一、拉分盆地一、拉分盆地 形似菱形，是走滑断层拉伸形成的断陷盆地。形似菱形，是走滑断层拉伸形成的断陷盆地。拉分盆地的几何特点：拉分盆地的几何特点： 1. 形状似菱形，曾称菱形断陷。形状似菱形，曾称菱形断陷。2. 盆地两侧长边为走滑断层，两短边为正断层。盆地两侧长边为走滑断层，两短边为正断层。3. 盆地规模变化很大，大者达百余公里，宽数十公里；小者长数百米，宽仅盆地规模变化很大，大者达百余公里，宽数十公里；小者长数百米，宽仅数十米。其长宽比大约为数十米。其长宽比大约为3 :1。拉分盆地的演化特征：拉分盆地的演化特征：1. 拉分盆地一般窄而长。在形成演化过程中，宽度相对

8、稳定，决定了两条边拉分盆地一般窄而长。在形成演化过程中，宽度相对稳定，决定了两条边界走滑断层的间隔。初始长度决定于两条边界走滑断层的重叠距，随着走滑界走滑断层的间隔。初始长度决定于两条边界走滑断层的重叠距，随着走滑断层的持续滑动而不断增长，一般长宽比达到断层的持续滑动而不断增长，一般长宽比达到3：1即停止发育。即停止发育。2. 拉分盆地发育的控制因素为：雁列状断裂的间隔，重叠距，断层长度，活拉分盆地发育的控制因素为：雁列状断裂的间隔，重叠距，断层长度，活动持续时间和切割地壳的深度等。动持续时间和切割地壳的深度等。拉分盆地的地质特点：拉分盆地的地质特点： 与其他成因的盆地比较，具有发育快，沉降快

9、，沉积厚度大，沉积相变与其他成因的盆地比较，具有发育快，沉降快，沉积厚度大，沉积相变化迅速等。化迅速等。 常发生火山活动常发生火山活动 是具有重要意义的油气远景区和盐类矿产的聚集产出地是具有重要意义的油气远景区和盐类矿产的聚集产出地 地震多发场所地震多发场所A.“S”型；型；B.“Z”型；型； 二、花状构造二、花状构造 在剖面上，一条走滑断层自下而上由分支断层呈花状散开的现象。在剖面上，一条走滑断层自下而上由分支断层呈花状散开的现象。 按照其结构和性质细分为正花状构造和负花状构造。按照其结构和性质细分为正花状构造和负花状构造。1. 正花状构造正花状构造：是骤敛性走滑断层派生的在压扭性应力状态下

10、形成的构造。：是骤敛性走滑断层派生的在压扭性应力状态下形成的构造。其派生的分支断层是压扭性的，剖面上形成似地垒式构造。其派生的分支断层是压扭性的，剖面上形成似地垒式构造。 2. 负花状构造负花状构造：是离散性走滑断层派生的在张扭性应力场中形成的构造。：是离散性走滑断层派生的在张扭性应力场中形成的构造。其派生的分支断层是张扭性的，剖面上形成似地堑式构造。堑内地层平缓。其派生的分支断层是张扭性的，剖面上形成似地堑式构造。堑内地层平缓。即便成为向斜形态，也不具弯滑褶皱性质。即便成为向斜形态，也不具弯滑褶皱性质。 三、雁列式褶皱和牵引式弯曲三、雁列式褶皱和牵引式弯曲 1雁列式褶皱雁列式褶皱 2. 牵引

11、式弯曲牵引式弯曲 四、双重构造四、双重构造 表现为两条走滑断层围限的断块中形成一套与主断层斜交的次级雁列式表现为两条走滑断层围限的断块中形成一套与主断层斜交的次级雁列式走滑断层的现象。走滑断层的现象。第四节第四节 走滑断层的发育背景走滑断层的发育背景 及成因分析及成因分析一、走向滑动断层发育的构造背景一、走向滑动断层发育的构造背景(一一)大陆与大洋的转换带大陆与大洋的转换带走向滑动断层主要发育在如下三种大地构造环境：走向滑动断层主要发育在如下三种大地构造环境：(二二)大陆造山带与沉积盆地的转换带大陆造山带与沉积盆地的转换带(三三)大陆造山带或高原的内部大陆造山带或高原的内部二、走向滑动断层的形

12、成机制二、走向滑动断层的形成机制第五节第五节 区域剪切应力场引发的雁列构区域剪切应力场引发的雁列构造和陆块旋转造和陆块旋转 雁列式构造和陆块旋转是剪切扭动引起的特征性构造。可是这类构造发雁列式构造和陆块旋转是剪切扭动引起的特征性构造。可是这类构造发育区的地表并未发现走滑断层，是因该区深部存在大型走滑断层或走滑性韧育区的地表并未发现走滑断层，是因该区深部存在大型走滑断层或走滑性韧性剪切带，或是因该区整体处于区域性剪切作用。性剪切带，或是因该区整体处于区域性剪切作用。 (一一) 区域性雁列褶皱群区域性雁列褶皱群 一、区域性雁列构造一、区域性雁列构造 柴达木盆地冷湖区反柴达木盆地冷湖区反“S”型雁列

13、褶皱群是这类构造的一个典型实例，褶型雁列褶皱群是这类构造的一个典型实例，褶皱系规模大，以背斜为主并伴有压剪性断层，充分显示区域性剪切扭动作用皱系规模大，以背斜为主并伴有压剪性断层，充分显示区域性剪切扭动作用 (二二) 区域性雁列地堑系区域性雁列地堑系 汾渭地堑系位于华北地台内部，由一系列地堑组成，规模宏大，汾渭地堑系位于华北地台内部，由一系列地堑组成，规模宏大，“S”型展型展布，显示出区域剪切扭动的特征。至于其形成机制还涉及更深层次的原因。布，显示出区域剪切扭动的特征。至于其形成机制还涉及更深层次的原因。地地堑堑系系破破裂裂形形成成方方式式示示意意图图 二、菱格式构造二、菱格式构造 两组走滑断

14、层常共轭交叉构成棋盘格式或菱格式构造。这种棋盘格式构两组走滑断层常共轭交叉构成棋盘格式或菱格式构造。这种棋盘格式构造在产状平缓或水平岩层发育区及新构造区产出明显，如我国地震活动与现造在产状平缓或水平岩层发育区及新构造区产出明显，如我国地震活动与现代棋盘格式破裂网络具有相关性。我国西部各大盆地，如塔里木、柴达木等代棋盘格式破裂网络具有相关性。我国西部各大盆地，如塔里木、柴达木等盆地的轮廓显示的菱形格架也预示边界断层的走滑属性。塔里木盆地的东南盆地的轮廓显示的菱形格架也预示边界断层的走滑属性。塔里木盆地的东南缘的阿尔金断层以左行走滑断层闻名中外。缘的阿尔金断层以左行走滑断层闻名中外。 三、旋转陆块

15、构造三、旋转陆块构造 大陆壳尤其是脆性表壳，是一种有不用级别的块体拼贴镶嵌的地质体；大陆壳尤其是脆性表壳，是一种有不用级别的块体拼贴镶嵌的地质体；各块体之间总是处于相互运动和相互作用的活动状态。在区域剪切扭动及相各块体之间总是处于相互运动和相互作用的活动状态。在区域剪切扭动及相应的压剪或张剪作用下常发生转动。马杏垣应的压剪或张剪作用下常发生转动。马杏垣(1983)曾指出曾指出“青藏亚板块在其东青藏亚板块在其东北角沿六盘山断裂带向华北亚板块运动，并整体具有顺时针旋转的趋势。北角沿六盘山断裂带向华北亚板块运动，并整体具有顺时针旋转的趋势。”关于块体旋转可通过现代应力场的测定和古地磁测量确定。关于块

16、体旋转可通过现代应力场的测定和古地磁测量确定。 单单剪剪情情况况下下弯弯曲曲和和旋旋转转的的机机制制示示意意图图 走滑断层是一种重要的构造。在区域构造上，走滑断层系既作为独立体走滑断层是一种重要的构造。在区域构造上，走滑断层系既作为独立体系活动，又作为区域构造中的一个组成单元，对区域构造进行构造转换和调系活动，又作为区域构造中的一个组成单元，对区域构造进行构造转换和调整。例如，印度亚板块与欧亚板块碰撞俯冲过程中，印度亚板块东西两侧的整。例如，印度亚板块与欧亚板块碰撞俯冲过程中，印度亚板块东西两侧的走滑断层通过走滑调整了碰撞俯冲和构造缩短，并使区域构造发生了转换。走滑断层通过走滑调整了碰撞俯冲和构造缩短，并使区域构造发生了转换。北美西部科迪勒拉山系一系列右行走滑断层，也对区域构造的发育起了类似北美西部科迪勒拉山系一系列右行走滑断层，也对区域构造的发育起了类