第14章-走向滑动构造.ppt

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1、第十四章第十四章 走向滑动断层走向滑动断层n n一、走滑断层概念n n二、走滑断层的几何学和运动学n n三、走滑断层的动力学n n四、走滑断层的地质背景一、走滑断层概念一、走滑断层概念n走滑断层(strike-slip fault)：即走向滑动断层，两盘顺直立或近于直立的断层面做相对水平剪切滑动的构造。n基本特点：基本特点：n1、走滑断层带常由与主断层平行的或微角度相交的次级断层组成；n（2）伴生有雁列状褶皱、断块隆起或断陷盆地；n（3）断层常直线状延伸；n（4）由走滑断层控制的沉积盆地，表现为时代愈老，移距越大。郯庐断裂与郯庐断裂系郯庐断裂与郯庐断裂系遥感图上的遥感图上的郯庐断裂带郯庐断裂带

2、安徽安徽山东山东郯庐断裂带上的郯城大地震郯庐断裂带上的郯城大地震二、走滑断层的几何学和运动学二、走滑断层的几何学和运动学n n1、基本结构n n2、主要型式n n 拉分盆地拉分盆地n n 花状构造花状构造n n 走滑双重构造走滑双重构造n n 雁列式褶皱雁列式褶皱n n 牵引褶曲牵引褶曲n n 雁列式地堑系雁列式地堑系1、基本结构、基本结构阶式阶式左阶式：各次级断层沿走向依次向左错列。左行左阶式。重叠部位为拉伸区域右行左阶式。重叠部位为挤压区域右阶式：各次级断层沿走向依次向右错开。左行右阶式。重叠区域为挤压区域右行右阶式。重叠区域为拉伸区域请判断：？行？阶请判断：？行？阶请判断：？行？阶请判断

3、：？行？阶n n（1）R和和R剪破裂：剪破裂：为与走滑断层半生的、两组共轭的剪切破裂，R为低角度里德尔剪切，与走滑断层运动方向一致，R为高角度里德尔剪切，与走滑运动方向相反。n n（2）褶皱：）褶皱：挤压构造，常呈雁列状和S型。n n（3）张性破裂：）张性破裂：张性构造，常呈雁列状和S型。n n（4）逆断层：）逆断层：挤压构造，与褶皱伴生，产状一致。1、基本结构、基本结构伴生构造伴生构造走走走走向向向向滑滑滑滑动动动动断断断断层层层层的的的的伴伴伴伴生生生生构构构构造造造造T2-T1（主要是Es1和Ed）构造层活动断裂及其断距沿走向的变化（断裂分布基于T1断裂分布）长堤断裂带长堤断裂带长堤断裂

4、带长堤断裂带埕东断裂带埕东断裂带埕东断裂带埕东断裂带2、主要型式、主要型式拉分盆地拉分盆地n拉分盆地(pull-apart basin):由走滑断层系形成的，具有拉伸成因的断陷盆地。n nB.C.Burchfiel 1966研究圣安德列斯走滑断层控制的死谷盆地时提出，后来建立了相应模式。拉分盆地的演化图示（拉分盆地的演化图示（拉分盆地的演化图示（拉分盆地的演化图示（AtillaAtilla AydlinAydlin等，等，等，等，19821982）n n拉分盆地拉分盆地(pull-(pull-apart basin)apart basin)形状与形状与雁列走滑断裂的雁列走滑断裂的位移、间隔和重

5、位移、间隔和重叠、断层长度、叠、断层长度、活动持续时间和活动持续时间和切割深度等密切切割深度等密切相关。相关。n n随着拉分位移的随着拉分位移的不断增加，拉分不断增加，拉分盆地从窄的纺锤盆地从窄的纺锤形形S(Z)S(Z)形菱形菱形地堑槽谷形地堑槽谷(troughs)(troughs)。n n一个复杂的大型拉分盆地内部可能存在次级拉分盆地，形成盆中盆或堑中堑。郯郯郯郯庐庐庐庐断断断断裂裂裂裂和和和和沿沿沿沿江江江江断断断断裂裂裂裂之之之之间间间间的的的的拉拉拉拉分分分分盆盆盆盆地地地地n拉分盆地的特点：拉分盆地的特点：n n（1）发育快，沉降快，沉积厚度大，沉积相变化迅速；n n（2）伸展环境中

6、的拉分盆地，地壳相对减薄，热流值较高，常发生火山活动；n n（3）可以产生较好的油气条件；n n（4）也常是地震发育的场所。花状构造花状构造(Flower Structure):一条走滑断层在剖面上自下而上呈花状撒开的现象。正花状构造：正花状构造：聚敛性走滑断层派生的压剪性应力场中形成的构造样式。以逆断层组成背冲构造，断层下陡上缓，凸面向上，向下交汇到主走滑断裂，被切断的地层多成背形。也称为Palm tree structure2、主要型式、主要型式花状构造花状构造 正花状构造正花状构造负花状构造负花状构造正花状构造正花状构造正花状构造正花状构造半正花状构造半正花状构造半正花状构造半正花状构造

7、负花状构造：负花状构造：离散性走滑断层派生的张剪性应力场中形成的构造。由一系列凹面向上的正断层构成地堑式构造，向下交汇到主走滑断裂。也称为tulip structure岩浆岩岩浆岩济阳坳陷桩西地区济阳坳陷桩西地区济阳坳陷桩西地区济阳坳陷桩西地区北西向三维地震剖面反映的花状构造北西向三维地震剖面反映的花状构造北西向三维地震剖面反映的花状构造北西向三维地震剖面反映的花状构造鉴别花状构造应平面、剖面以及区域应力场特征等相结合。花状断层向下汇聚为一条陡立的走滑断层是一个重要的标志。在变形较强烈的大陆内部和造山带中都有花状构造的发育。雪峰山花状构造雪峰山花状构造秦岭造山带中的花状构造秦岭造山带中的花状构

8、造秦岭造山带中的花状构造秦岭造山带中的花状构造济阳坳陷桩西地区济阳坳陷桩西地区济阳坳陷桩西地区济阳坳陷桩西地区北西向三维地震剖面反映的花状构造北西向三维地震剖面反映的花状构造北西向三维地震剖面反映的花状构造北西向三维地震剖面反映的花状构造走滑双重构造走滑双重构造(strike-slip duplex)：在平面上平面上表现出的，由两条走滑断层围限的断块中产出的一套与主断层斜交的雁列式走滑断层。圣安德列斯走滑双重构造圣安德列斯走滑双重构造2、主要型式、主要型式走滑双重构造走滑双重构造走滑断层转弯处形成的伸展式双重构造右行右阶式走滑断层转弯处形成的挤压式双重构造右行左阶式2、主要型式、主要型式雁列式

9、褶皱雁列式褶皱走滑断层派生的，褶皱轴与主走滑断层小角度相交一组褶皱轴相互平行的褶皱构造。锐角指示对盘运动方向。2、主要型式、主要型式牵引式褶曲牵引式褶曲郯郯郯郯庐庐庐庐断断断断裂裂裂裂两两两两侧侧侧侧印印印印支支支支-燕燕燕燕山山山山期期期期的的的的牵牵牵牵引引引引式式式式褶褶褶褶皱皱皱皱死海的牵引式褶皱死海的牵引式褶皱死海的牵引式褶皱死海的牵引式褶皱2、主要型式、主要型式雁列式地堑系雁列式地堑系三、走滑断层的动力学三、走滑断层的动力学n n1、剪切断裂带应力状态n n2、走滑带弯曲部和尾部的应力状态n n3、两条相交走滑断层引起的应力状态PDZRTRSP1 1、剪切断裂带应力状态、剪切断裂带

10、应力状态剪切断裂带的应力状态剪切断裂带的应力状态剪切断裂带的应力状态剪切断裂带的应力状态里德尔剪切，R，R；压剪性剪切，P；张裂，T；挤压构造，S派生的挤压应力派生的挤压应力派生的伸展应力派生的伸展应力PDZRTRSP请判断各请判断各种构造要种构造要素可能产素可能产生的位置生的位置PDZRTRSP请判断各请判断各种构造要种构造要素可能产素可能产生的位置生的位置济阳坳陷桩西潜山T6三维可视化图及潜山形成的应力状态长堤断裂长堤断裂长堤断裂长堤断裂埕东断裂埕东断裂埕东断裂埕东断裂压性构造区压性构造区压性构造区压性构造区该时期山头正式形成2 2、走滑带弯曲部和尾部的应力状态、走滑带弯曲部和尾部的应力状

11、态在平直剪切带的终端，主断裂往往分叉为一套马尾状次级断裂，一般在滑动指向的终端形成压性断裂扇；在滑动指向的背离端形成张性断裂扇。走滑断层四象限应力状态示意图走滑断层四象限应力状态示意图弯曲部的应力状态：弯曲部的应力状态：弯曲部位的应力状态也受走滑的左、右行和平直段的左、右阶的组合关系控制。因此可形成四种弯曲和相应的四种应力场。左行剪切带的左向弯曲部和右行剪切带的右向弯曲部，引起拉伸和断陷；右行剪切带的左向弯曲部和左行剪切带的右向弯曲部，引起挤压和断隆。请判断不同转折部位的应力场请判断不同转折部位的应力场请判断不同转折部位的应力场请判断不同转折部位的应力场同同同同一一一一条条条条断断断断裂裂裂裂

12、不不不不同同同同部部部部位位位位的的的的应应应应力力力力场场场场3 3、两条相交走滑断层引起的应力状态、两条相交走滑断层引起的应力状态交切走滑断层引起的应力状态交切走滑断层引起的应力状态(1)：以小角度相交且滑向相反，会出现两种情况：两条走滑断层一致滑向楔尖引起挤压隆升；一致背离楔尖滑动，则引起拉伸断陷。交切走滑断层引起的应力状态交切走滑断层引起的应力状态(2)：两条相交且滑向相同的走滑断层，聚敛者(压剪)引起挤压、隆升，离散者(张剪)引起拉伸、沉降。聚敛离散形成于一个走滑断裂带中的不同类型盆地示意图（据形成于一个走滑断裂带中的不同类型盆地示意图（据MontenatMontenat等，等，19

13、991999）张扭性盆地：1拉分盆地或菱形地堑；2正弦曲线状菱形地堑；3前缘楔地堑；4侧向脱逸地堑；5沿着扭断裂的伸展地堑；6在一条走滑断层端部的伸展“马尾”压扭性盆地：在两条扭断层之间的“槽状向斜”；沿着一条走滑断层的“槽状向斜”；在一个负花状构造 之上的走滑纵长凹陷带；沿着正花状构造两侧的沉降区；由一套宽扭动走廊中的块体旋转或掀斜产生的盆地；在两条扭断层交汇处的沉降块体；与松弛张开有关的沉降区；在挤压转换带或扭断层端部的倾斜状向斜；“雁行”同沉积褶皱走滑断层发育的构造位置传递带传递断层被传递断层被传递断层传递带（传递断层）主要表现为走滑断裂带传递带（传递断层）主要表现为走滑断裂带传递带（传递断层）主要表现为走滑断裂带传递带（传递断层）主要表现为走滑断裂带和走滑断层和走滑断层和走滑断层和走滑断层断距沿走向的变化传递带内部的两种基本构造T2-T1（主要是Es1和Ed）构造层活动断裂及其断距沿走向的变化（断裂分布基于T1断裂分布）长堤断裂带长堤断裂带长堤断裂带长堤断裂带埕东断裂带埕东断裂带埕东断裂带埕东断裂带长堤断裂的性质第一级S形分形特征第二级S形分形特征第三级S形分形特征第四级S形分形特征第五级S形分形组特征思考题思考题n n概念：走滑断层、拉分盆地、花状构造。n n简述走滑断层的主要几何学型式。n n走滑断层的主要发育位置。