海底與沉積盆地構(gòu)造分析:第八章 壓陷盆地與壓縮構(gòu)造樣式_第1頁(yè)
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1、第八章 壓陷盆地與壓縮構(gòu)造樣式 板塊或塊體的聚合形成造山帶,在造山帶一側(cè)或造山帶內(nèi)形成一系列壓陷盆地,這些地區(qū)以擠壓應(yīng)力作用為主,地殼縮短加厚,形成各種收縮構(gòu)造。 板塊構(gòu)造理論認(rèn)為板塊或塊體的聚斂可以形成碰撞造山帶和俯沖造山帶。前者是由于洋盆收縮、封閉,使大陸-大陸、島弧-大陸、島弧-島弧、外來(lái)地塊(地體)-大陸(島弧)間聚斂碰撞焊接形成的造山帶。俯沖造山帶是大洋巖石圈向另一板塊之下俯沖,導(dǎo)致仰沖板塊前緣形成山脈或島鏈。在這些造山帶一側(cè)或造山帶內(nèi)部常形成一系列擠壓撓曲盆地,這些地區(qū)在水平擠壓應(yīng)力作用下,形成各種樣式的收縮構(gòu)造。 收縮構(gòu)造(Contractional tectonics)是在水平

2、擠壓應(yīng)力作用下,造成巖層、地殼或巖石圈縮短的構(gòu)造。其主要形式有:疊瓦沖斷層、雙重構(gòu)造、復(fù)合型沖斷構(gòu)造、三角帶構(gòu)造、多層次滑脫褶皺構(gòu)造等類型。 第一節(jié) 造山帶及前陸盆地 盆地構(gòu)造與造山帶是同一大陸動(dòng)力學(xué)體制和背景下形成的負(fù)向和正向兩種構(gòu)造形式,是巖石圈和大陸動(dòng)力學(xué)研究的兩個(gè)前沿領(lǐng)域和重點(diǎn)對(duì)象。它們存在著密切關(guān)系,在時(shí)間上相互承接,在空間上相互依存和相互作用。將造盆作用與造山作用置于統(tǒng)一的地球動(dòng)力學(xué)背景下整體研究,會(huì)有利于深刻認(rèn)識(shí)盆地形成、演化、分布規(guī)律性和能源潛力,是當(dāng)前固體地球科學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。一、造山帶的基本概念 造山作用又稱造山運(yùn)動(dòng),是19世紀(jì)中葉就使用的術(shù)語(yǔ),原指造成山脈構(gòu)造變形和山脈

3、的作用。造山帶系指造山作用中經(jīng)受強(qiáng)烈變形的地殼的狹長(zhǎng)形山帶。 板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)認(rèn)為造山作用發(fā)生于板塊聚斂邊界,它是板塊俯沖、碰撞作用引起的。造山帶實(shí)際上就是俯沖帶和碰撞帶,它們是地球巖石圈結(jié)構(gòu)和構(gòu)造最復(fù)雜的地帶。 還有些盆嶺區(qū)和裂谷旁側(cè)山系和全球性大洋海嶺系統(tǒng)都是巖石圈伸展作用所致,夏威夷群島是由海底擴(kuò)張、洋底火山活動(dòng)所形成的山脈。因此,不僅擠壓收縮成山,而且擴(kuò)張伸展也可成山。不過(guò),就大陸造山帶而言,主要還是巖石圈或地殼收縮增厚、構(gòu)造變形所造成。 中國(guó)是造山帶最多、類型最全的國(guó)家,深入研究造山帶,圍繞盆地構(gòu)造演化研究造山帶與盆地的關(guān)系將會(huì)豐富大陸動(dòng)力學(xué)的理論。二、造山帶形成的地球動(dòng)力學(xué)背景 一些學(xué)

4、者用板塊聚斂性質(zhì)、方式及造山作用動(dòng)力來(lái)進(jìn)行造山帶分類。Dewey和Bird(1970)將造山帶分為俯沖型和碰撞型兩大類。在板塊構(gòu)造理論運(yùn)用于大陸地質(zhì)過(guò)程中,新技術(shù)、新資料不斷涌現(xiàn),使人們逐漸認(rèn)識(shí)到板塊作用與造山帶的模式過(guò)于簡(jiǎn)化了。先后提出了“地體”說(shuō)、“內(nèi)硅鋁造山作用”、“滑移線場(chǎng)理論”、“碎裂流”說(shuō)等多種造山說(shuō)。Mattauer提出的造山帶分為四類:即俯沖型、仰沖型、碰撞型和陸內(nèi)型。Sengor(1990)提出的造山帶分類包括四大類:即扭壓造山、俯沖造山、仰沖造山、碰撞造山。 三、造山帶的類型四、前陸盆地前陸盆地是指位于造山帶前緣與相鄰克拉通之間的盆地(Dickinson,1974)。 前陸

5、盆地發(fā)育在陸殼上,為沿著造山帶的大陸側(cè)翼分布的沉積盆地。由于造山帶褶皺沖斷作用,導(dǎo)致巖層的構(gòu)造重疊,產(chǎn)生構(gòu)造負(fù)載,造成巖石圈的撓曲下沉。它是一種典型的擠壓撓曲盆地,是在擠壓的地球動(dòng)力學(xué)背景下形成的。 (一)前陸盆地的基本類型1周緣前陸盆地 形成于大陸殼表面向下拖曳與碰撞造山縫合線(帶)相接之處,與陸陸碰撞(A型俯沖)有關(guān)。相鄰造山帶倒向盆地,蛇綠巖縫合線(帶)比巖基巖漿帶和火山巖帶更靠近盆地。如北阿爾卑斯山山前磨拉石盆地和波斯灣第三紀(jì)盆地等。 周緣前陸盆地(據(jù)Dickinson,1976,Bally,1980) 弧后前陸盆地(據(jù)Dickinson,1976,Bally,1980) 2弧后前陸盆

6、地 形成于大陸殼表面向島弧造山帶的后側(cè)方向向下拖曳,與大洋巖石圈的俯沖(B型俯沖)有關(guān)。相鄰造山帶倒向這類前陸盆地,蛇綠巖消減雜巖體比巖基巖漿帶和火山巖帶更遠(yuǎn)離這類盆地。如北美中生代巖漿弧以東落基山山前的海相白堊系,加拿大阿爾伯達(dá)盆地和安第斯山東面的新生代盆地。 扎格羅斯前陸盆地構(gòu)造橫剖面3.陸內(nèi)俯沖型造山帶與陸內(nèi)前陸盆地 亞洲陸內(nèi)造山帶,主要發(fā)育在亞洲中部及中國(guó)西部,是盆地剛性基底俯沖產(chǎn)生造山帶的隆升,或稱為C型俯沖。 (二)前陸盆地的基本特征 1盆地的組成及剖面形態(tài)特征 盆地具明顯的不對(duì)稱性,表現(xiàn)在近造山帶一側(cè)較陡、近克拉通一側(cè)寬緩。由造山帶向克拉通方向,前陸盆地可劃分為三部分: (1)褶

7、皺-沖斷帶(常為薄皮構(gòu)造)構(gòu)成的活動(dòng)翼(Thrust belt)或造山楔形體; (2)緊鄰活動(dòng)翼或位于沖斷帶下盤(pán)的深拗(凹)陷; (3)連接深拗陷進(jìn)一步向克拉通方向延伸的穩(wěn)定前陸斜坡(Stable foreland slope)及前緣隆起(Forebulge)。 a簡(jiǎn)單型(如北阿爾卑斯磨拉石盆地);b復(fù)雜型基底沖斷作用與沉積作用同時(shí)發(fā)生(如意大利北部潘丹(Padan)和亞得里亞(Adriatic)盆地);c復(fù)雜型基底沖斷將前陸盆地分成若干個(gè)小盆地(可以等大,也可以大小相差懸殊),出現(xiàn)披蓋式沉積;d背馱盆地(Piggyback basin)和前淵組合型(如北亞平寧Ligurian沖斷席頂部的衛(wèi)星

8、盆地、瑞士阿爾卑斯前陸盆地、北海微復(fù)理石盆地);e沉積后變形型,導(dǎo)致前陸盆地層序的剝蝕(據(jù)Ricci Lucchi,1986)。 2地球物理特征 前陸盆地的地球物理場(chǎng)出現(xiàn)明顯的梯度帶變化:如重力異常在沖斷帶一側(cè)為正異常、等值線密集,向克拉通方向逐漸變?yōu)樨?fù)異常、等值線稀疏;磁異常等值線圖也出現(xiàn)類似變化;大地電流測(cè)深法中也出現(xiàn)類似變化。3變形特征 盆地一側(cè)為褶皺一沖斷帶,有褶皺推覆體、疊瓦推覆體等類型,下部常見(jiàn)雙重構(gòu)造。前緣隆起部位常發(fā)生撓曲應(yīng)力產(chǎn)生的張性或扭張斷裂,在后期可能出現(xiàn)反轉(zhuǎn),盆內(nèi)構(gòu)造樣式以臺(tái)階狀逆斷層及斷彎褶皺、斷展褶皺等為特征,沖斷方向自造山帶指向克拉通。由于盆地發(fā)育在被動(dòng)大陸邊緣之

9、上,被動(dòng)大陸邊緣層序中的正斷層等在前陸盆地發(fā)育期可能反轉(zhuǎn),向上穿切前陸盆地層序。盆內(nèi)可發(fā)育同構(gòu)造漸近不整合。前陸隆起的遷移極性與盆地發(fā)育時(shí)間及板塊性質(zhì)有關(guān)。 4沉降特征 前陸盆地的沉降幅度向克拉通方向逐漸減少,同時(shí)沉積中心也逐漸向克拉通方向遷移,這是總的趨勢(shì)。但在連續(xù)粘彈性巖石圈情況下,前陸盆地的前緣隆起(forebulge)則不斷向構(gòu)造負(fù)荷方向遷移,從而在造山帶附近產(chǎn)生較深和較狹的沉降中心。沉降中心遷移常與沖斷作用有關(guān),如在阿爾卑斯山北緣前陸盆地中“復(fù)理石”階段,遷移速率為79mma,而在磨拉石階段遷移速率下降到2mma左右,沉降速率則為0.060.1mma。 5巖漿活動(dòng)特征 前陸盆地位于陸

10、殼上,一般缺乏巖漿作用事件,但下伏被動(dòng)大陸邊緣層序中可能出現(xiàn)巖漿活動(dòng),成對(duì)大陸邊緣(Paired continental margin)中一被動(dòng)陸緣也可能出現(xiàn)巖漿巖。 6礦物成分特征 前陸盆地的巖石學(xué)特征在下部層序以灰、灰綠色石英砂巖組合為主,上部以紅、雜色巖屑砂巖為主。礦物成分成熟度由下而上明顯降低。反映早期物源以克拉通為主,而后期物源來(lái)自造山帶。 7沉積特征 大陸殼相撞形成縫合帶時(shí)不是各點(diǎn)同時(shí)碰在一起,常呈剪刀式閉合。在未完全碰撞之處老洋盆繼續(xù)存在,這種在板塊消減作用下形成的收縮洋盆被稱作殘留洋盆。 當(dāng)碰撞造山帶發(fā)育時(shí),形成前陸盆地山麓磨拉石相。沿著縱向追蹤,在未碰撞殘留洋盆中形成大型三角

11、洲體系,向海盆發(fā)育海底扇濁積巖和遠(yuǎn)洋沉積。這種濁積巖的性質(zhì)就是前造山期的復(fù)理石。由此出現(xiàn)構(gòu)造和沉積環(huán)境的側(cè)向變化和穿時(shí)相的發(fā)育。 隨著俯沖、碰撞繼續(xù)發(fā)育,殘留洋盆逐漸縮小、最終封閉、前陸盆地不斷擴(kuò)大,磨拉石依次覆于復(fù)理石及三角洲體系之上。 前陸盆地與下伏被動(dòng)邊緣層序間、前陸盆地不同階段發(fā)育層序間常為不整合面。 (三)前陸盆地的形成及演化 前陸盆地是在擠壓條件的動(dòng)力學(xué)背景下形成的,與板塊俯沖、碰撞有成生關(guān)系。其形成可用橫梁側(cè)向擠壓變形模式來(lái)解釋。由于巨大的側(cè)向壓力,橫梁產(chǎn)生縱向彎曲上拱,在上拱彎曲核部產(chǎn)生引張形成斷裂,隨著擠壓進(jìn)行沿?cái)嗔寻l(fā)生逆沖作用。由于逆沖巖片的負(fù)荷作用,產(chǎn)生前陸撓曲盆地。 縱

12、觀前陸盆地的形成、發(fā)展,其演化可分為兩大階段,即早期的復(fù)理石建造階段和晚期的磨拉石建造階段。 在前陸盆地發(fā)育的早期(即同造山期)以形成典型的陸源復(fù)理石建造為特征。在前陸盆地形成早期,由于板塊碰撞造山作用導(dǎo)致被動(dòng)大陸邊緣地區(qū)處于強(qiáng)烈的擠壓狀態(tài),使得巖石圈及被動(dòng)大陸邊緣上的沉積建造體發(fā)生彎曲和部分上隆,形成微突起和下凹地形的雛形,并伴隨一系列不整合的出現(xiàn),形成一組對(duì)稱或不對(duì)稱的海峽山鏈帶,形成前陸海槽,發(fā)育陸源復(fù)理石建造。且由于海平面相對(duì)變化、構(gòu)造山鏈和海槽沉降周期性的變動(dòng),形成多旋回復(fù)理石沉積韻律。 復(fù)理石 是由海相沉積所構(gòu)成的韻律系,是一種濁流沉積,但不是濁積巖的同義語(yǔ)。其韻律厚度由數(shù)厘米至數(shù)

13、十厘米,但層系厚度極大,且罕見(jiàn)化石。主要由泥灰質(zhì)和細(xì)砂巖組成,周期性的出現(xiàn)礫巖、粗砂巖和硬砂巖的夾層。復(fù)理石一詞的使用常與構(gòu)造相聯(lián)系,它代表在造山以前的各個(gè)不同的槽部所沉積的一套沉積建造。前陸盆地形成的早期階段,盆地較深,多為海相沉積。 磨拉石 磨拉石一詞出自瑞士,用來(lái)描述發(fā)育在阿爾卑斯造山帶前淵中一種特征的碎屑沉積。在現(xiàn)代板塊構(gòu)造理論中,磨拉石被定義為造山帶的一個(gè)構(gòu)造相即磨拉石是造山帶的一個(gè)特定的組成部分,特指那些發(fā)育在造山帶前陸和山間盆地的沉積。隨著仰沖作用的持續(xù),盆地逐漸向俯沖大陸一側(cè)遷移,盆地變淺,沉積演化為淺海濱岸相和山前沖洪積或湖相。仰沖作用還使得靠近造山帶前緣早磨拉石沉積發(fā)生變形

14、、變質(zhì)作用,并推覆到晚期磨拉石沉積沉積之上。由于同沉積構(gòu)造作用,因此在磨拉石沉積中可發(fā)育有多個(gè)不整合。該盆地的基底為俯沖的被動(dòng)大陸板塊邊緣,兩者之間多為不整合。 磨拉石是一個(gè)構(gòu)造相,是碰撞造山帶的重要組成部分;磨拉石沉積可以是海相,也可以是陸相或海陸交互相;如果以大陸板塊發(fā)生碰撞這一時(shí)刻作為標(biāo)志將一個(gè)連續(xù)的造山作用過(guò)程劃分為洋-陸俯沖造山和陸-陸碰撞造山兩個(gè)造山作用階段的話,磨拉石則是陸-陸碰撞造山階段的沉積,它記錄著該階段造山作用與盆地的形成、演化以及構(gòu)造改造的全部過(guò)程;前陸磨拉石沉積的出現(xiàn)標(biāo)志著陸-陸碰撞造山作用的開(kāi)始,因此其底部的不整合可作為推測(cè)陸-陸碰撞事件發(fā)生的時(shí)代上限的依據(jù)之一,其

15、內(nèi)部的不整合則是同沉積的構(gòu)造作用的記錄,不應(yīng)作為造山期或造山幕的劃分標(biāo)志。 Flysch Vs Molasse復(fù)理石 Vs. 磨拉石 在前陸盆地發(fā)育晚期,隨著擠壓和造山作用的不斷進(jìn)行,導(dǎo)致褶皺-沖斷帶向前陸方向推覆,陸源碎屑物近源快速堆積于盆地中,形成典型的磨拉石建造。前陸盆地磨拉石建造的物源主要是活動(dòng)邊緣造山帶的風(fēng)化產(chǎn)物經(jīng)山系水系網(wǎng)的搬運(yùn)而進(jìn)入前陸盆地的,這些物質(zhì)都是造山前期復(fù)理石建造改造而來(lái)的,因此其物源為造山再旋回類型。另外還有少量從克拉通來(lái)的物質(zhì),這部分物源由高成熟度的石英顆粒組成,空間上主要分布在前陸盆地平坦的淺海區(qū)和平原區(qū)。這套磨拉石沉積包括從陸相到海相的一系列沉積體系,如沖積扇礫

16、巖相、辮狀河流相、泥石流相、蛇曲河流相、三角洲相、潮坪相、渴湖相、生物礁相等。 前陸盆地磨拉石建造在其形成過(guò)程中具有多旋回結(jié)構(gòu),如北阿爾卑斯磨拉石建造由四個(gè)旋回組成,自下而上依次為:早中新世的下部海相磨拉石組合旋回,晚漸新世早中新世下部陸相磨拉石組合旋回,中新世的上部海相磨拉石組合旋回和晚中新世一早上新世上部陸相磨拉石組合旋回。且每一個(gè)磨拉石組合都由若干個(gè)相似的從淺海相至陸相沉積系列組成 。最后盆地因擠壓而發(fā)生強(qiáng)烈褶皺,前陸盆地發(fā)育結(jié)束。 圖27 由碰撞山鏈復(fù)活形成的前陸盆地結(jié)構(gòu)模式A 鄂爾多斯盆地;b 四川盆地Orogenic Wedge FrontThrust Front鄂爾多斯、四川、塔

17、里木盆地結(jié)構(gòu)剖面圖 受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)差異性影響,四川、塔里木盆地從震旦世到古近紀(jì)連續(xù)沉積,地層發(fā)育完整,而鄂爾多斯盆地不發(fā)育晚古生代海相沉積。四川盆地、鄂爾多斯盆地海相以氣為主,塔里木油氣兼有。1 造山帶形成直接影響到盆地沉積形成和分布規(guī)律2 造山帶隆升形成了適宜油氣富集的區(qū)域3 盆地間有緊密聯(lián)系,有著類似的沉積特征前陸盆地油氣分布具有有序性的特點(diǎn)J依奇克里克克拉2庫(kù)車坳陷油氣的有序分布第二節(jié) 中國(guó)中新生代沉積盆地構(gòu)造模型裂陷型盆地裂陷-裂陷型裂陷-坳陷型壓陷盆地裂陷-單沖壓陷型裂陷-對(duì)沖壓陷型裂陷-對(duì)沖壓陷-坳陷第三節(jié) 收縮構(gòu)造 收縮構(gòu)造主要分布在造山帶前緣的撓曲盆地或壓陷盆地中,造山帶前緣常

18、常成排成帶出現(xiàn)沖斷褶皺構(gòu)造。 收縮構(gòu)造的各種構(gòu)造樣式是由逆沖斷層(Thrust)組合而成。Thrust原譯為沖斷層,意指高角度逆斷層;Overthrust譯成逆掩斷層,意指低角度逆斷層。但這個(gè)術(shù)語(yǔ)一直有爭(zhēng)議,因?yàn)榻嵌鹊南薅ㄊ遣缓侠淼?,一條逆沖斷層的傾角常常是變化的。 實(shí)際上,許多逆沖斷層的斷層面并不是一規(guī)整的面,而是呈階梯狀,由一系列斷坡和斷坪構(gòu)成,即軟弱巖層中沿層理面緩傾的逆沖斷層和穿切強(qiáng)硬巖層陡傾的逆沖斷層組成一種階梯狀幾何形態(tài)。 圖34是美國(guó)懷俄明州愛(ài)達(dá)荷的一條地震剖面,圖中的豬背沖斷層即為一典型的階梯狀逆沖斷層,古生界碳酸鹽巖、納吉特砂巖中斷層傾角較陡,而希里阿德頁(yè)巖中斷層基本上與基準(zhǔn)

19、面一致,顯示了階梯狀結(jié)構(gòu)。 逆沖斷層一般具有階梯狀結(jié)構(gòu),由斷坪(Ramps)、斷坡(Flata)組成。 階梯形斷層面 逆沖斷層沿?cái)鄬用婊瑒?dòng)時(shí)會(huì)使斷層上盤(pán)的地層縮短,當(dāng)縮短量達(dá)到一定量時(shí),逆沖斷層常要切斷強(qiáng)硬層向上擴(kuò)展,遇到新的軟弱層再沿其滑動(dòng),結(jié)果形成階梯狀的斷層面。逆沖斷層根據(jù)形成的深度和產(chǎn)狀可分為兩大類:厚皮構(gòu)造:深層高角度并進(jìn)入基底的逆沖斷層。產(chǎn)狀受最大 有效力矩準(zhǔn)則控制,傾角一般高于45,一般出現(xiàn)在造 山帶的內(nèi)部。薄皮構(gòu)造:淺層低角度只涉及蓋層而不影響基底的逆沖斷, 產(chǎn)狀受摩爾-庫(kù)倫準(zhǔn)則控制,產(chǎn)狀一般低于45.一般 出現(xiàn)在造山帶的前沿,稱為前陸褶皺沖斷帶。逆沖斷層上盤(pán),即沖斷面之上的構(gòu)

20、造單元稱之為(逆)沖斷席(T-hrust shect)。這個(gè)單元沿著主要的近水平逆沖斷層滑動(dòng),其滑移距離可大可小,規(guī)模大者稱之為推覆體,或稱之為納布構(gòu)造(Nappe)。收縮構(gòu)造的滑移活動(dòng)多是沿沖斷層斷面進(jìn)行的,但大多數(shù)逆沖斷層多發(fā)育在塑性較強(qiáng)的地層中,如煤系地層、膏鹽層、頁(yè)巖層等。祁連山北麓的酒泉盆地,上石炭統(tǒng)太原組是一套煤系地層,含煤層達(dá)十余層,煤層與黃綠色砂、頁(yè)巖間互,為良好的滑脫層。 收縮構(gòu)造的樣式 在水平擠壓應(yīng)力作用下,地層發(fā)生沖斷、褶皺,形成樣式繁多的收縮構(gòu)造。據(jù)目前從地震資料所揭示的樣式來(lái)看,主要可分如下類型。 一、疊瓦沖斷構(gòu)造組合 疊瓦沖斷系是指沖斷作用依次發(fā)育,形成的疊瓦狀沖斷

21、層組合。這些沖斷層一般是上陡下緩、斷面下凹的犁式逆沖斷層,剖面上相鄰的幾條斷層向下匯合于順層滑脫帶中。滑脫帶實(shí)際上是主干逆沖斷層,犁式?jīng)_斷層是分支斷層。據(jù)其分支逆沖斷層發(fā)育的順序,可分為前展式疊瓦沖斷系和后展式疊瓦沖斷系。 1前展式疊瓦沖斷組合 前展式疊瓦沖斷系研究最早的是酒泉盆地老君廟背斜帶。老君廟背斜是一個(gè)基底卷入型疊瓦沖斷系,由廟北I號(hào)、廟北號(hào)沖斷層組成?;搶訛樯鲜拷y(tǒng)太原組煤系,其上為外來(lái)系統(tǒng),其下為原地系統(tǒng)。在沖斷層上盤(pán)斷坡部位由于斷層擴(kuò)展作用形成了老君廟背斜構(gòu)造和廟北背斜構(gòu)造,稱之為斷展背斜。 吐魯番盆地東部紅臺(tái)地區(qū),博格達(dá)山南緣向盆地內(nèi)發(fā)育一系列疊瓦沖斷系。北部靠近博格達(dá)山石炭

22、系變質(zhì)巖已經(jīng)出露地表,逆沖斷層構(gòu)成了與吐魯番盆地的分界線,向南依次出現(xiàn)二疊系逆掩在三疊系、侏羅系之上,其次是侏羅系內(nèi)部逆沖斷層。整個(gè)疊瓦沖斷系均在侏羅系煤系地層中滑脫位移,煤系構(gòu)成了本區(qū)重要的滑脫面(圖311)。 克拉瑪依沖斷帶是一個(gè)隱伏的沖斷構(gòu)造組合。它形成時(shí)間較早,可能形成于海西末期。但經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期剝蝕,上侏羅統(tǒng)、白堊系超覆其上??死斠罌_斷系逆沖斷層上部斷面傾角7080,下部變緩,約40,底部變平。石炭系逆沖在二疊系、三疊系之上。沖斷帶后緣發(fā)育有和什托洛蓋侏羅系斷陷(圖312)。 2后展式疊瓦沖斷組合 后展式疊瓦沖斷系是由盆地內(nèi)向造山帶方向依次發(fā)育形成的沖斷組合,雖然這種類型并不多見(jiàn),但在某

23、些特定的條件下也能發(fā)現(xiàn)。 這說(shuō)明榆木山南側(cè)的逆沖斷層是由盆地內(nèi)向南側(cè)的祁連山方向演化的,是后展式疊瓦沖斷組合的實(shí)例 。二、復(fù)合沖斷構(gòu)造組合 復(fù)合沖斷組合是指兩種或多種沖斷構(gòu)造樣式的復(fù)合體。就目前中國(guó)發(fā)現(xiàn)的構(gòu)造樣式而言,主要是下部為楔狀的雙重構(gòu)造與上部呈疊瓦沖斷系的構(gòu)造復(fù)合體。 雙重構(gòu)造由頂板沖斷層和底板沖斷層所圍限的疊瓦沖斷夾塊組合而成。它多分布于造山帶前緣,形似楔狀,楔入沉積層中使其上覆地層被動(dòng)變形,或因重力滑動(dòng)進(jìn)而發(fā)育為疊瓦沖斷系或沖斷一褶皺系。這兩種構(gòu)造類型重疊,組成復(fù)合沖斷構(gòu)造組合。 通過(guò)上述三條剖面顯示,霍吐瑪構(gòu)造下部為統(tǒng)一的楔形體及雙重構(gòu)造,頂?shù)拙换撁嫠?,而它通過(guò)天山隆升的側(cè)

24、壓力傳遞給博爾通溝楔形體再使雙重構(gòu)造楔人地層之中,其上地層被動(dòng)褶皺,形成薄皮的疊瓦沖斷系,組合而成復(fù)合沖斷構(gòu)造組合。 在塔里木盆地北緣,天山南麓的庫(kù)車撓曲盆地北緣也發(fā)現(xiàn)了類似的復(fù)合沖斷構(gòu)造組合。 這是塔里木盆地庫(kù)車山前的構(gòu)造橫剖面下部為一楔形雙重構(gòu)造,而上部第三系為被動(dòng)褶皺形成疊瓦沖斷系,因此它是個(gè)復(fù)合沖斷構(gòu)造組合。據(jù)夏義平等(1995)研究,B83-D4測(cè)線中生界縮短率為19,下第三系一中新統(tǒng)縮短率為13,上新統(tǒng)一第四系縮短率為4。 下部雙重構(gòu)造頂、底滑脫斷層所限的沖斷系由中生界組成,其上部第三系發(fā)育較厚的石膏、鹽巖,是良好的滑脫層。在楔狀雙重構(gòu)造的楔人下,上覆地層沿滑脫面向南滑動(dòng),形成沖斷

25、層及相關(guān)的褶皺。 三、多層次滑脫構(gòu)造組合 滑脫構(gòu)造又稱拆離構(gòu)造、脫頂構(gòu)造。這類構(gòu)造在相當(dāng)大的范圍內(nèi)存在一個(gè)大的近水平的底部滑脫面,滑脫面上部地層受到擠壓力作用時(shí),便順著滑脫面發(fā)生獨(dú)立的變形運(yùn)動(dòng),形成一些不對(duì)稱的褶皺和一系列小型逆沖斷層。這些斷層的傾角隨著深度的增大而變緩,形成犁狀形態(tài),最后消失在較軟弱層(如頁(yè)巖、泥巖、石膏、鹽巖、煤系等)中。由于上述斷層不延續(xù)到滑脫面以下,因而造成上、下巖塊或地層間截然脫節(jié)現(xiàn)象,故稱滑脫構(gòu)造。歐洲侏羅山的滑脫構(gòu)造就是一典型實(shí)例。 四、三角帶構(gòu)造組合 三角帶(Triangle zones)是發(fā)育在逆沖斷裂帶前緣的一種構(gòu)造樣式,即由雙重構(gòu)造與反沖斷層組合而成。底部

26、為一向造山帶方向緩傾的逆沖斷層,其上為一系列傾向造山帶的疊瓦沖斷系,頂部為向盆地傾斜的反沖斷層,構(gòu)造剖面形態(tài)恰似三角形。 反沖斷層(Back-thrust)與沖起構(gòu)造(突發(fā)構(gòu)造pop up ) 海拔(m)30000-3000-6000-9000-12000N五、對(duì)沖斷裂帶組合 靠近造山帶的撓曲盆地邊緣,由于造山帶向盆地內(nèi)方向推擠形成了山前的逆沖褶皺系、薄皮構(gòu)造及厚皮構(gòu)造等。在盆地的另一側(cè)則處于被動(dòng)邊緣,于是產(chǎn)生了對(duì)沖斷裂系。這類斷層的斷面與山前沖斷帶斷面傾向相反;同時(shí)也常常能控制部分沉積,斷層上盤(pán)沉積較薄,下盤(pán)沉積較厚,具逆生長(zhǎng)斷層的性質(zhì)。最典型的例子是酒泉盆地西部的北部單斜帶的白楊河南斷層(簡(jiǎn)稱白南斷層),它形成于喜馬拉雅期,白楊河油田就發(fā)育在斷層下盤(pán),斷層對(duì)油氣起著封堵和運(yùn)移通道的作用(圖332)。 背沖型與逆斷層有關(guān)的褶皺一、斷彎褶皺tg= sin2/(2+cos2) 逆沖席體沿階梯狀斷層面運(yùn)動(dòng)時(shí)在斷層的彎曲部位被迫發(fā)生的彎曲。彎曲的形態(tài)被動(dòng)反映其下斷層形態(tài),褶皺翼部位于上、下盤(pán)斷坡之上,轉(zhuǎn)折端位于斷坪之上,常形成平頂?shù)谋承被蛳錉铖薨?,稱為褶隆。二、斷層擴(kuò)展褶皺 正在形成的逆沖斷坡端線部位形成的褶皺。端線以下部

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