走滑盆地分析

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1、走滑盆地构造分析 如果板块或断块在剪切作用下发生沿板块或断块边界走 向的滑移，这时在垂直于板块或断块边界的剖面上所表现出 来的变形并不造成地壳的伸长或缩短。这种变形称为走滑变 形。在走滑变形过程中形成的盆地统称为走滑盆地。 第一节 走滑盆地形成的构造环境 一、走滑作用与走滑断层 由剪应力引起地壳或岩石圈沿着某些构造边界或特定的构造带 发生走滑变形的构造作用，可以称为走滑作用。其中主要的构造 作用型式，包括沿稳定板块边界的走滑活动和板块内部一些大型 走滑断层的走滑活动。 1走滑断层及其分类 走滑作用产生的各种构造变形组合称为走滑构造。走滑断层是 走滑构造中最重要的构造要素。走滑断层的应力状态是最

2、大主应 力轴（1）和最小主应力轴（3）都是水平的，中间应力轴（2 ）是直立的（图51），断层面通常是近直立的。走滑断层有不 同尺度，产生于板块构造的不同构造部位。 1走滑断层及其分类 Miall和Sylvester曾对走滑断层作过分类，如表5l和表52。 1走滑断层及其分类 转换断层（transform fault）一词由 Wilson（1965）提出，为 重要的板块边界类型，切穿岩石圈或地壳。它不是一般的平移断 层，其活动段位移方向与平移断层错动位移方向相反。 平移断层限于板内，一般指壳内或上地壳内发育的断层。 变换断层（transfer fault）是典型的变换带，Dahlstrom（ 1

3、970）将其概念应用于逆冲推覆构造，现已引伸用于伸展构造中 。变换断层可深切至变质基底，它是联接基底主断层的一些横向 断层。它也连接平行走滑断层和有叠复的雁列断层。 撕裂断层（tear fault）也曾译为捩断层，指发育于浅层次沉积 或变质沉积盖层的横推断层，始用于低角度逆掩断层、辗掩推覆 体上盘，现也用于伸展区。它调节外来体内和边界的差异位移。 2走滑断层的位移 根据走滑断层两盘相对位移的方向可分为左行（左旋，反时 针旋转）和右行（右旋，顺时针旋转）。 一条走滑断层的位移可以沿走向逐渐减小直至在断层两端处 消失，也可能将位移传递到其他方向的断层上。考察单条走滑断 层，如果断层长度的中点处位移

4、最大、向两端逐渐减小为零，不 难发现断层两侧的断决沿断层走向将发生伸展和收缩变形，而且 一盘的伸展区域对应于另一盘的收缩区域。断块的伸展变形可能 导致地面沉降，收缩变形则引起地面隆升，于是断层的走滑位移 就转换成为断层两盘上的升降位移（图52）。这也是走滑作用 形成走滑盆地的重要机制之一。 2走滑断层的排列 走滑断层常常呈有规律的斜列。如图53所示，当沿着断层 走向观测，一条断层尖灭后另一条断层出现在其左侧（即各断层 顺走向观察向左错列）的排列型式称为左阶（步），相反的排列 型式称为右阶（步）。 3走滑断层的排列 因为走滑位移方向可以是左行或右行，因而其几何排列型式和 运动学特征就可能出现左阶

5、左行、左阶右行、右阶右行和右阶左 行四种情况（图53）。斜列的两走滑断层可以部分叠置，其叠 置部分的断块称为岩桥或断层桥。显然，在左阶左行和右阶右行 组合的岩桥区会产生局部的沿断层走向的伸展变形，而在左阶右 行和右阶左行组合的岩桥区会产生局部的沿断层走向的收缩变形 。 4纯剪切和简单剪切 走滑断层可以在纯剪切变形中产生，也可以在简单剪切变形 中产生。挤压作用使地壳在平面上发生纯剪切变形，产生一对共 轭的走滑断层，一条为左行，另一条为右行。两条共轭走滑断层 通常是相交的锐角的平分线方向代表区域挤压应力方向，相应的 一对断块向断层交错中心挤入，并相互切错。而钝角对应的一对 断块在变形中向外逃逸。

6、在区域剪切作用或扭动过程中形成的与剪切作用方向一致的单 一方向的走滑变形带，即是简单剪切形成的走滑构造带。犹如一 叠“纸牌”的剪切滑动。 一条走滑断层带可以是简单剪切变形，同时又可以是更大尺 度上的纯剪切应变产生的共轭剪切带中的一个分支。 5走滑作用方式 走滑作用有三种方式，即平行扭动、聚敛扭动（压扭）和离 散扭动（张扭）。它们的出现主要取决于：快体间断层线方向 的变化；块体相对于断层线活动的变化（图54）。不同方式 的走滑活动决定着扭动组合各要素的出现和特点。 平行扭动形成“真正的”简单剪切走滑构造，而在聚敛扭动（压 扭）和离散扭动（张扭）形成的走滑构造变形中，在垂直于走滑 构造带方向分别有

7、收缩和伸展位移分量。 二、板块构造运动产生的走滑作用 1走滑断层的板块构造环境 转换断层是一种重要的板块边界类型，它不仅连接着离散边界 ，也连接着聚敛边界。Wilson（1965）按其连接情况将其分为六 种类型：洋脊洋脊型、洋脊凹弧型、洋脊凸弧型、凹弧 凹弧型、凹弧凸弧型、凸弧凸弧型。如若考虑到左行和右行 的区别，就共有12种类型（图55）。 1走滑断层的板块构造环境 Reading（1980）和Woodcock（1986）曾分别讨论走滑断层 、走滑盆地的板块构造环境（图56）。 走滑断层分布广泛，在转换边缘、离散边缘、聚敛边缘和缝合 带处都有发育。不仅在板缘，在板内也有发育。 按照走滑断裂走

8、向与板块边缘、区域构造城的关系，通常将走 滑断裂分为三种，即纵向走滑断裂系、横向走滑断裂系和斜交走 滑断裂系。 2走向滑移线场和逃逸构造（挤出构造） Tapponnier和Molnar（1976，1982）分析了亚洲断裂分布和 性质，认为其型式类似于刚性体平面挤入塑性体的剪切滑移线场 的几何图形(图57)。纯剪切发生在滑移线上，两种类型剪切线 ，即和剪切线，在地质上分别代表右行和左行走滑断层。它们 彼此呈直角相交(图58)。 2走向滑移线场和逃逸构造（挤出构造） 由挤入造成的刚塑性体的变形取决于挤入体的形状。平直 刚性体能解释东喜马拉雅的东北部断层，楔形刚性体能解释喜马 拉雅西部和巴基斯坦处断

9、裂。而挤入体为平直三角形时，适合于 解释喜马拉雅东端和缅甸接合处。右行的红河断裂平行于 线， 而左行的阿尔金断裂大致平行于 线。 2走向滑移线场和逃逸构造（挤出 构造） Tapponnier等还模拟了东南亚和华南 构造演化（图510）。当印度和亚洲大 陆碰撞并挤入时，第一期（距今5020 Ma）东南亚块体被挤出8001000 km， 南海也随红河断裂左旋活动而张开。第 二期时（距今2010Ma）使华南地块包 括西藏沿着阿尔金甘肃渭河断层向 东移动达几百公里。 Burke等（1985）将这种由于弧陆 碰撞或大陆碰撞而产生的走滑作用和由 此而产生的地块被挤出的现象称作构造 逃逸。如阿拉伯板块和欧亚

10、板块的碰撞 （距今10 Ma前）导致阿纳托利亚地块向 西部的爱琴海方向滑移。 第二节 走滑构造变形的一般特征 一、走滑构造组合 1走滑应变椭圆 走滑构造变形带的应变椭圆 中，剪切方向与走滑构造的 主要位移带方向一致。如图 511所示，一对右行力偶 ，产生旋转剪切，有一个挤 压分量和一个拉张分量。变 形前平面上的圆在变形过程 中变为椭圆，而且椭圆的长 轴和短轴在递进变形过程中 相对于剪切方向发生旋转。 在走滑变形中可以发生多个 方向的次级破裂和变形。 1走滑应变椭圆 里德尔（R）剪切破裂同向走滑断层。与主位移带呈 小角度（一般小于150）相交，剪切方向与主位移带一致 共轭里德尔（R）剪切破裂反向

11、走滑断层。与主位移 带呈大角度相交并且剪切位移方向相反的次级走滑断层。 R剪 切面与R破裂面共轭，共轭角通常为6070o。 同向（P）剪切破裂 次级同向断层。与主位移带小 角度（一般小于10o）相交， 剪切方向与主位移带一致。 局部张性（T）破裂 与主位移带呈大角度相交的、 延伸不长的正断层组。 Y剪切。与主位移带平行 的断层。 局部收缩变形雁行式 褶皱和逆断层组，延伸不长。 2走滑构造组合 走滑构造组合是指走滑作用形成的各种构造要素的组合，包 括走滑主位移带及各种由于断层走滑位移引起的伴生构造。 （l）主位移带。指与走滑构造带走向一致的、连续的走滑断层 位移带，简称PDZ。在深部，走滑主位移

12、带往往是一条走向稳定 、线性延伸的走滑主干断层，向上发散可能与浅层的上述走滑变 形中的各种破裂面连接在一起构成网状交织的破裂带。 （2）伴生构造。指走滑构造带内部或主位移带附近区域，由于 走滑位移引起的各种伴生构造变形。走滑构造应变椭圆中的上述 六种构造要素都可以视为走滑伴生构造。此外还包括位于构造带 中的一些断块体差异升降形成的地垒地堑构造、局部拉分盆地 和推挤隆起构造等（图512）。 走滑伴生构造常常沿走滑构造带有规律地排列，如在右行走滑 构造带中出现右阶的R剪切破裂、右阶的张节理或正断层、左阶 的短轴招皱或逆断层等。渐进的走滑变形还会使走滑构造带中的 伴生构造及断块体发生旋转变形，而旋转

13、的方向也与主干走滑断 层的位移方向一致。 二、走滑构造的识别标志 1线性延伸或带状展布 大型的走滑构造带中的主位移带往往在平面上是线性延伸的， 所形成的走滑构造组合都只分布在主位移带附近有限的区域内， 使整个走滑构造在平面上呈带状展市(而伸展构造和收缩构造有 时是面状展布的)。单条走滑断层多近直立，且产状稳定。 2花状构造 走滑构造带的剖面上常见主干走滑断层向上近对称的分支，构 成下窄上宽的貌似“花朵”的破裂带，称为花状构造(图513）。 向上撒开的分支断层可造成“正断层”或“逆断层”位移。 2花状构造 花状构造，也称棕榈树构造。由于走滑构造常是一种基底卷入 的构造变形，陡倾的、切入基底的走滑

14、断层可以使基底面平移， 而使不同类型的基底拼接在一起，并产生剖面的错位。构造物理 模拟证实这种构造变形与基底走滑位移有关(图514)。 2花状构造 花状构造可分为正花状构造和负花状构造两种。正花状构造是 在压剪作用下产生的，其分支断层的大多数具逆断距，个别为正 断距，组成地层总体表现为背形特征，断层间为地垒断片。而负 花状构造是在张剪作用下产生的，其大多数断层具正断距，个别 具逆断距，组成地层总体表现为向形特征，断层间为地堑断片。 2花状构造 单凭地震剖面上花状外 形来确定地下主走滑位移 带是不充分的，类似的花 状构造可在其他情况下产 生，如挤压、伸展、抬斜 、盐拱、泥拱和岩体拱起 等（图51

15、7）。 3走滑带两侧地质界线的水平错开 走滑断层两侧的各种地质界线和地质体被错开是重要的依据 。这些特征包括地层界线、不整合、尖灭线、等厚线、相带、超 覆线、特征层位、礁带、古河道、侵入体、岩脉（群）、火山岩 体、变质带、构造带、构造单元、断层线、褶皱轴、地震特征、 矿带（体）和地貌标志等（图518、519、520）。 4海豚效应和丝带效应 海豚效应系指在走滑断层面倾 斜方向相同的情况下，在一个横 切剖面上显示为正断层，而在另 一剖面上显示为逆断层，即相邻 剖面的相对升降盘、滑距类型和 方向不同。 丝带效应指走滑断层总的看来 是近于直立的，但沿其走向，其 倾向有变化，造成有正断层和逆 断层的表

16、现。 5走滑带内部构造和夹块 地震测线上所见的空白区的存在，可能是由于剧烈变化的断裂 带内复杂构造或构造岩带存在所致。 夹于走滑带中的各种凸镜状或杏仁状夹块，在剖面上呈垂直分 布，在平面上呈带状延伸。其中可包括从深层而来的块体（图5 22）。 6.走滑断层的基底和盖层活动 有些走滑断层是显露的；而有些是 隐蔽的。后者只能靠地球物理资料综合 解释和基底与盖层关系来判断。 当深部的基底发生走滑活动时，较浅 的不能干岩层常形成褶皱群并伴生断裂 。受基底走滑活动控制的强制褶皱可有 两种：披覆褶皱和牵引褶皱。披覆褶皱 与伴随的断块升降有关，而牵引褶皱与 扭动和旋转作用有关（图523）。随 着走滑活动的进行，这两种构造都会被 断层所切割破坏。 6.走滑断层的基底和盖层活动 张文佑（1984）总结了基底扭动控 制盖层构造的不同情况。 l）基底断裂基本呈平直状态 基底断裂在平行扭动下，盖层为雁 列褶皱，它们首尾相叠。基底错