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挤压构造样式与地震剖面特征

作者:研地科工

挤压构造样式与地震剖面特征

挤压构造主要分布在造山带前缘的挠曲盆地或压陷盆地中,造山带前缘常常成排成带出现冲断褶皱构造。挤压构造在靠近造山带时常有基底卷入而远离造山带时只在盖层中滑脱,因此可分为基底卷入型厚皮构造和盖层滑脱型薄皮构造。本节首先介绍挤压构造的基本要素-逆断层与相关褶皱之后再介绍挤压构造的主要类型,并展示典型的地震剖面。

挤压构造样式与地震剖面特征
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通常基底卷入式的背向斜构造是由于基底区域拾升引起,褶皱的规模大,幅度可达几百到几千米,如四川盆地川东南、川东北地区的大型背斜、塔里木盆地的塔中隆起、巴楚隆起等都属于这种背斜。地震剖面上,大型背、向斜一般表现为大套波组整体大幅度的向上拱起和向下弯曲,两翼波组倾角一般不对称,顶部和翼部常伴有断裂和裙皱。通常在背斜较陡的翼部地震信噪比较低,变形严重的背斜在地震剖面上成像不完整、描述较困难。

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二、逆断层

逆断层主要由水平挤压与重力作用而形成,表现为上盘上升,下盘相对下降。断距和断层面的倾角是描述逆断层形态的两个重要参数,逆断层根据断面的倾角一般可分为逆冲断层(一般为高角度)、逆撞断层(一般为低角度)两种模式。逆断层主要发育在造山带前缘,多条逆断层组成逆断层系或逆冲断裂带。

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三、逆断层相关褶皱

逆断层相关褶皱即为与伴随断层活动形成的褶皱。褶皱与断层是岩层发生构造变形的两种基本形式。根据逆冲推覆带中褶皱与断层的相互关系褶皱分为三类:断弯褶皱(断层弯曲褶作用)、断展(断层扩展作用)、断滑褶(断层滑脱褶作用)。

1.断弯褶皱

断弯褶皱作用是逆冲岩席在爬升断坡过程中引起的褶皱作用,与断坡密切相关。褶皱发生在断坡形成之后,断层转折褶皱的断坡倾角很小,所形成的褶皱两翼倾角也较小,不易被识别。由于变形较弱,岩层完整性较好,容易形成良好的构造圈闭(据W.RJamison,1987 )。

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2.断展褶皱

断展褶皱与下伏逆冲断层的断坡密切有关,断层形成于逆冲断层的终端,而且是与断坡同时形成或近于同时形成的。逆冲断层沿着断坡的位移逐渐消减以致停止。这种褶皱往往由于两个方向的挤压应力不平衡褶皱背斜一翼很陡一翼很缓,其岩层完整性不好,尤其是其核部岩层变形强烈。

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3断滑褶皱

断滑褶皱与断层传播褶皱相似,也产出于断层的终端,所不同的是与下伏逆冲断层的断坡无关,而是顺层滑脱的结果,在褶皱之下顺层滑脱的位移逐渐消减至停止。滑脱面可以是煤系、泥页岩、膏盐岩等。基本类型有堆叠褶皱、逆冲底辟褶皱等样式。

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4.逆断层复合褶皱

实际勘探中,往往发现一些逆断层与相关褶皱的组合,并具有明显特点,如一系列的断展褶皱、断滑褶皱组合形成隔档式构造(又称帐篷构造),断背斜狭窄凸出,断背斜间平坦宽缓。还有一种隔槽式构造,背斜宽缓,向斜狭窄。另一种逆断层复合褶皱的组合是垂向的组合,沿某一滑脱面上、下形成反向断展褶皱。

挤压构造样式与地震剖面特征
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四、挤压构造样式

逆冲断层可以单条或成组,根据逆冲断层的排列方式可以分为背冲型、对冲型、楔冲型等挤压构造样式,其中最具代表的是单冲型。单冲型逆冲推覆构造通常由由一套产状相近的并向一个方向逆冲的若干条断裂组成,表现为叠瓦状,断层面下伏常常会出现一些伴生构造,主要发育在叠瓦冲断带。由于地震资料部署的局限性(复杂山地很难开展地震工作,构造严重变形部位不利于地震成像),所以从现有地需资料上很难见到完整的背冲型对冲型、想冲型挤压构造。最堂见的挤压构造样式是务条逆冲断层组成的单冲型逆冲推覆构造。以及在反向冲断带发育的由两个或两个以上的逆冲脚裂组成的“Y”字形冲起构造、“人”字或“八”字形对冲构造等模式。

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1.冲起构造

在逆冲作用中,反冲断层与同时形成的逆冲断层围限部位,因强烈挤压而上冲,形成变形强烈的隆起构造,两个倾向相向的逆冲断裂组合即为冲起构造,又称背冲构造。地震剖面上两条背冲断裂一般呈“Y”字形。

2.对冲构造

对冲构造是指两条或两条以上背向倾斜、相向逆冲的断层组成的逆断层系,断层的位移将它们各自的上盘断块逆冲到它们的公共下盘断块之上,使他们中间的公共下盘断块相对向下陷落,剖面上形成对冲断层夹持的三角带。地震剖面上,两条夹持断块的逆冲断层一般表现为“八”字形、“人”字形,逆断层的上盘或多条逆冲断裂形成叠瓦构造。

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3逆冲推覆构造

逆冲推覆构造是由单条或成组的逆冲断层及其上盘推覆体组合而成的构造,位移大的低角度逆断层,常作为推覆构造的底面,断层面一般成铲状。大型逆冲推覆构造主要形成于造山带前陆地区,上盘的推覆体呈叠瓦状逐层拾升,沿断层倾向方向,推覆体年龄变老、变形程度大,形成叠瓦构造。

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4双重构造

挤压应力作用下,岩层沿滑脱面向不同的方向滑动变形,顶板逆冲断层和底板逆冲断层在前锋和后缘汇合,构成一个封闭体系,形成双重构造。

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