长江大学盆地构造分析 - 图文

盆地构造分析

盆地构造分析课程的基本内容 1.盆地的主要类型及特征 2.盆地内构造及其油气意义

3.构造发育史剖面的编制与分析 4.盆地的形成与演化 5.盆地构造的成因机制 绪论

一、盆地构造分析的重要性

二、盆地构造分析的研究内容及意义 三、盆地构造分析的研究思路及方法

一、盆地构造分析的重要性 盆地的概念

朱夏（1965）曾经将盆地定义为“地壳的一定地段在大地构造发展一定阶段的一种洼陷构造”或理解为“在地质发展史一定阶段的一定运动体制下发展 的统一的沉降大地构造单元”

A.G.Fischer(1975)曾指出对于地质学家来说，地球上的盆地为岩石圈表面在三度空间上的凹地，其中充满了水或空气。

R.C.Selly(1976-1985)按三重概念将盆地分为三种，即地貌盆地、沉积盆地和构造盆地。所谓“地貌盆地”是指被天然高地围绕的一块低地。“沉积盆地”是指一个平缓皱曲的沉积层向中心倾斜的地区。“构造盆地”亦称沉积后盆地。

叶连俊（1980）认为“持续的接受沉积的地区称为沉积盆地”。他根据盆地的沉积作用与盆地形成作用的时间配合关系将盆地分为先成盆地、同生盆地和次生盆地等三类。

张文佑（1984）也强调区别前构造期盆地、同构造期盆地和后构造期盆地的意义，并指出许多现存的含油气盆地都是被改造的后构造期盆地。

因此，就“盆地”而言具有三重涵义，即地貌盆地、沉积盆地、和构造盆地。而通常所说的“盆地分析”主要指的是沉积地层组成的；第二是地质时代，即沉积盆地发生在一定的地质时代；第三是空间，即沉积盆地是具有盆状形态的地壳构造单元。

含油气盆地是油气生成、运移、聚集、保存的基本单位。按照含油气性可将含油气盆地分为三级，即具大油气田的盆、只含中小油气田的盆地和仅见油气流的盆地。全球已划定的517个盆地中，其有大油气田的盆地有73个，只含有中小油气田的有138个，仅见油气流的有47个，至今无重要油气发现的有259个。

二、盆地构造分析的研究内容及意义

1. 含油气盆地形成与演化的区域构造背景

（1） 研究盆地形成的区域大地构造位置和动力学环境，如板内、板缘和板缘类型、盆地与周缘造山带或构造单元之间的相互关系以及古地理、古构造应力场等条件的研究；

（2） 研究区域地壳或岩石圈结构、构造及其与盆地形成与演化的关系；

（3） 研究区域深大断裂的形成、演化与分布规律、区域岩浆活动与构造事件。

总之，盆地的形成与演化是在一定的区域尺度上深部壳幔相互作用、岩石圈减薄、变形的过程。 2.盆内构造研究

（1） 研究盆地的沉积鄄构造层序及其纵、横序列、构造旋回和构造事件、盆地形成与演化阶段 （包括盆地的改造期次与型式），建立构造鄄沉积模式；

（2） 分析盆地的构造样式、盆内构造系统的类型及其几何学、运动学和动力学特征（不同时期的应 力场）、分析它们的叠加关系，研究不同层次、不同尺度构造变形的关系、形成与分布规律及其控制因素，划分不同级别的构造单元； （3） 研究盆地的构造鄄岩浆活动、盆地古地温演化史，在恢复沉积古厚度与古剥蚀量的基础上分析盆地的基底沉降史 （埋藏史） 和构造沉降史；

（4）盆地构造的模拟研究，包括在确定各种地质构造参数 （含岩石力学与时间参数） 并在确定本构方程的基础上进行的成盆过程与构造变形史的物理模拟和盆地构造理论模型的正、反演数值模拟等。

以上四方面的分析内容以及对它们在时空分布规律上的研究是含油气盆地构造分析的核心内容。在盆内构造分析时需要从时空上分期恢复盆地原型，即进行不同时期原型盆地构造的动态分析。

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3.盆地构造与油气关系的研究

（1）分析和研究盆地构造与油气的关系，旨在揭示构造发育与油气生、运、聚、保的内在制约关系，直接为油气的勘探与开发的布置提供依据；

（2）盆地构造与油气的关系包括：盆地沉降与生烃凹陷的形成与分布的关系；在构造控制下的沉积特征与排烃、油气运聚的关系；成藏后期构造事件对油气藏保存条件 （或破坏、再分配） 的影响；盆内地层的变形、变位及断层封启性与流体势、油气运聚的关系等等；

（3）由上可知，含油气盆地构造的几何学、运动学和动力学特征对油气的生成、运移、聚集、分布与保存等诸方面具有十分重要的理论意义和实际意义。

三、盆地构造分析的研究思路及方法 （1）上世纪60年代板块构造学说问世以来，地质构造的研究视角已扩大为上至宇宙天体的影响下至地幔物质的运动。板块构造的出现标志着过去准静态的地球模式已被抛弃，代之以高度活动的地球观 （马杏垣，1987）。这种活动论的构造观点包括四个方 面 （朱志澄，1990）：①以水平运动为主的活动论以及渗进突变的旋回式发展是认识和分析构造的根本思想；②岩石圈是层圈式的，各分层界面常常是活动性的构造界面，各分层构造是不协调的，横向是不均一的；③构造是多级、多时、多性的；④挤压构造、伸展构造和平移构造共同组成了岩石圈的各级各类构造；

（2）含油气盆地构造的形成与演化不仅表现在不同规模构造和不同级别构造的依存和叠加上，也表现在不同级次应力场的相互影响与转化上。也即，盆地构造的变形、变位具有时间序列和空间层次。因此，对盆地进行整体、动态、综合研究是含油气盆地构造分析的基本原则；

（3）目前常用的方法有：比较构造学方法、解析构造学方法、多学科综合分析法、构造物理模拟和数学模拟法等。但是，很多方法有待于进一步完善和改进，尚需将各学科的新理论、新技术和新方法不断引入到含油气盆地构造的分析和研究中，使盆地构造的整体、动态、综合研究水平和油气勘探与开发水平不断提高，更好地为油气勘探和开发服务。 地质剖面

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含油气盆地的分类 一、盆地分类

1.盆地赋存的大地构造位置

沉积盆地作为一个地壳构造单位，它的形成和发展无疑受控于大地构造环境。板块构造理论问世以后，很多学者根据盆地所处的板块构造位置来划分盆地类型。 按板块构造观点划分为不同类型的板块边缘（如离散型边缘、聚敛型边缘）和板块内部盆地。 2.盆地形成的动力环境

不同的动力学环境中形成的盆地在结构、沉降与沉积充填特点等方面都有差异。因此，盆地形成的地球动力学环境也是划分盆地的一个重要标志。

通常可以依据盆地的形成的动力学环境划分为引张型盆地、挤压型盆地、扭动型盆地和混合型盆地等。 3.盆地的形态和机构

沉积盆地的形态、规模和结构都存在很大差异，也可作为划分依据。

依照规模可分为：超巨型盆地，面积大于100×104km2；巨型盆地，面积为50～100×104km2； 大型盆地，面积为10～50×104km2；中型盆地，面积为1～10×104km2；小型盆地，面积小于1×104km2。 沉积盆地是由两个结构层次组成的，即盆地的沉积岩层和下伏的盆地基底。盆地的基底可以直接是地壳结晶基底，也可以是沉积岩层经过褶皱变质作用形成的基底，甚至是早期的沉积盆地中的沉积岩层经过一定的构造变形而形成的基底。

4.盆地的沉降与充填

根据盆地的下沉和充填补偿的关系可以分为过补偿盆地、补偿盆地和欠补偿盆地等。

根据盆地内发育的主要沉积系统、沉积环境和沉积相特点可以划分为大陆环境、陆缘环境和海洋环境盆地。 5.盆地的含油气性和含矿性

根据沉积盆地的含油气性和含矿情况，可以化定含油气盆地、含煤盆地和含盐盆地等。 按生油层演化程度划分为未成熟、成熟、过成熟等类型的盆地。

6.根据盆地形成和发育的地质时代或沉积作用的时代，将沉积盆地分为中生代盆地、古生代盆地、新生代盆地等。 （一）国外学者提出的盆地分类方案举例 1）Dickinson 的盆地分类

Dickinson 根据板块的开合和盆地的动力环境将形成盆地的环境分为裂谷环境和造山环境，并将扭张性和扭压性盆地分别归属到两种构造环境中。

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2）Blly的盆地分类

他强调盆地与巨型缝合带的关系及B俯冲带和A俯冲带的差异。

3）Klemme的分类

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4）Poulet的分类

M.Poulet依据盆地与板块构造边界性质的关系将盆地分为与扩张带有关的、与造山带有关的和克拉通内部的三大盆地类型，没有专门列出与走滑带有关的盆地类型。

5）picha的盆地分类

picha（1989）将世界上的243个沉积区分为五大类，即克拉通内盆地、离散边缘、洋盆、聚敛边缘、前陆

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6）Ingersoll的盆地分类

沉积盆地的板块构造模式和控制盆地形成、演化的板块构造环境因素，这些因素基本包括基底类型（洋壳、陆壳、过渡壳、异常壳）、距板块边缘的远近（板缘、板内）、板缘类型（离散 、聚敛、转换）。

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（二）国内学者提出的盆地分类方案举例 1.朱夏的盆地分类

朱夏（1995，1982，1983）以“两个世代、两种体制”的思想对古生代与中新生带盆地作了“双重分类”。

2.刘和甫的盆地分类

刘和甫（1986）认为从盆地形成的动力学系统来看，主要有三种应力环境：1）裂陷盆地，其最大主应力轴是垂直的；2）压陷盆地，其最大主应力轴是水平的；3）走滑盆地，其最大的主应力轴与最小的主应力轴都是水平的。

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多期盆地叠置

三、盆地成因

a.扭动形成盆地 b.拉张形成盆地 c.挤压形成盆地 d.其它：深部物质喷出、相变引起的密度变化、热作用等。

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热作用、裂陷和压陷盆地（Allen&Allen,1990）

与盐流动或岩浆作用有关的盆地形成

（一）与海底扩张有关的盆地 1）大陆内初始裂谷 2）大陆间裂谷

3）被动大陆边缘和深海平原

大陆内初始裂谷 大陆间裂谷

被动型大陆边缘发育阶段

（二）与俯冲作用有关的盆地 2）弧前体系

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2）与大陆裂开和板块离散运动有关的盆地

大陆内初始裂谷 大陆间裂谷

3）与板块俯冲作用有关的裂陷盆地

四、裂陷盆地构造特征 裂陷盆地正断层形态及组合

正断层的几何学和运动学组合类型（据Wernicke et al., 1982）

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组合形态：地堑与地垒、多米诺式半地堑、滚动式半地堑、复式半地堑。

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裂陷盆地中的变换构造：

构造变换带最早是从逆冲推覆构造提出的，指调节逆冲带推覆位移大小、使收缩应变量保持守恒或有规律变化的构造要素。近年来应用于裂陷盆地研究中，并使用变换构造一词，包括调节带和传递带（传递断层）。

简单的说，变换构造是调节主干断层位移大小和极性的断层。

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裂陷盆地的沉降曲线成下凹型、两段式。早期曲线陡、直、延伸短、斜率大，沉降速率快，晚期曲线平缓、延伸长、斜率小，沉降速率成指数衰减。前期代表地幔上隆，称裂陷阶段沉降、裂谷阶段沉降或初始沉降；后段代表裂陷伸展后，地幔隆起的热收缩松弛引起的地壳缓慢下沉，称为后裂陷阶段沉降（拗陷阶段沉降）或热沉降。这种“开始迅速下沉，而后热指数衰减”反映了由地壳裂开－岩石圈减薄－热流值增加－热冷却的过程。

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五、裂陷盆地演化

1、大陆裂谷-陆间裂谷-新生大洋盆地 埃塞俄比亚-红海-亚丁湾三叉裂谷系

埃塞俄比亚裂谷：古近纪为裂谷前穹隆阶段，渐新世至新近纪开始裂陷，沉积粗碎屑岩和火山岩

红海裂谷：始新世末到渐新世为隆起阶段，古近纪晚期和新近纪初期是裂陷。从演化时间上看，裂陷作用可能是从南东部向北西部扩展。中新世早中期，红海仍然以大陆上的地堑-地垒构造为特征，并开始出现海侵式砂岩。直到上新世晚期在中央海槽出现新洋壳，同位素年龄为3.5Ma。自此开始，一直扩张到现在，已与印度洋的中脊相连。目前热流密度高达90-180mW/m2，地温梯度在28-50℃/km以上 2、大陆裂谷-衰退裂谷-拗拉槽 奥克拉荷马盆地

美国南部的奥克拉荷马盆地就是一个自奥契塔褶皱带向北西伸向北美克拉通内部的拗拉槽，它经历了中-晚寒武纪时期的大陆裂谷、晚寒武世-密西西比纪和宾夕法尼亚纪的变形后保留下来。 3、大陆裂谷-被动大陆边缘

巴西东部被动大陆边缘盆地演化可分为裂谷前克拉通阶段、陆内裂谷阶段、过渡阶段和被动大陆边缘阶段。

⑴早白垩纪之前为裂谷前克拉通阶段。当时巴西与非洲是一体的大型克拉通坳陷。缺乏生油岩，但有良好的储层。 ⑵早白垩世纽康姆期为裂谷阶段，主要为碎屑沉积，厚约5000米。本阶段的典型油田是卡烙巴油田，它由断块组成，通过断块活动，将上侏罗统储集层与下白垩统的生油岩接触。

⑶早白垩世阿普特期为过渡阶段，原先的大陆裂谷部分的裂陷作用基本停止，岩石圈的裂陷作用集中表现为新生洋壳的扩张。这期间巴西盆地发育蒸发岩层系。这期间的底部砾岩可以构成储集层，而局限沉积环境有利于生油岩的形成，蒸发岩可以作为盖层。

⑷早白垩世晚期后的被动大陆边缘阶段，包括浅水台地型边缘海和开阔边缘海的演化。在大西洋裂开和海底扩张的早期，巴西大陆边缘主要是砂、页岩沉积，接着是台地碳酸盐岩沉积，后者构成良好的储集层。细粗粒砂岩以浊流方式沉积在深水中，由于区域性向东倾斜和下沉，大陆供给的大量沉积物产生前积作用，形成厚的碎屑物契状体。深水粗-细砂岩和粉砂岩构成最好的储集层，而相邻的页岩是生油岩，石油地质配置良好。 4、大陆裂谷或裂陷盆地-大陆内坳陷盆地

东欧地台上的中俄罗斯盆地、西西伯利亚盆地，北美地台上的密歇根盆地、北海盆地和我国的松辽、渤海湾盆地。

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5、大陆裂陷盆地-伸展造山带

大陆裂陷盆地，特别是发育在拆离断层上盘的裂陷盆地发展到一定程度后，裂陷边缘的主干断层的大规模伸展位移可能使下盘在均衡作用下隆升，使地壳深部由于伸展作用形成的“变质核杂岩”露出地表，成为伸展造山带，其隆升与卸载和地壳深部花岗岩侵入导致的地壳均衡有关。美国西部科迪勒拉“盆岭区”就是裂陷盆地演化成为伸展造山带的实例。

6、与俯冲作用有关的弧间-弧后裂陷盆地及演化

主动裂陷和被动裂陷

六、影响裂陷盆地演化的因素

Morley(1989)认为，大陆岩石圈发生裂陷作用后朝着什么方向发展与大陆岩石圈内部是否发育大规模拆离断层有关。一种循着大陆裂谷－陆间裂谷－新生洋壳途径演化，其中新生大洋盆地边缘部分也是按照大陆裂谷－被动大陆边缘演化；另一种为裂陷盆地－伸展造山带。

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Kusznir等（1987）认为，大陆地壳或岩石圈持续伸展情况下，裂陷盆地向何方向演化与其伸展应变速率及地壳组成有很大关系。在高应变速率下，可能导致裂陷作用在窄的范围内进行，并使大陆裂陷盆地向陆间裂谷－大洋裂谷方向演化；低应变速率伸展则可能导致在更广阔的地壳范围内发生裂陷，并出现低角度或近水平的拆离断层，使大陆裂陷作用继续在大陆地壳内演化，形成一系列的拆离断层上盘的裂陷盆地或演化成为伸展造山带。

Buck（1991）根据已知的不同大陆裂陷盆地的地壳热结构和热流等特征，提出了三种大陆裂陷伸展模式并进行了数值模拟。 当地壳厚度较大（约60km）、热流密度较高（约100mW/m2）时，岩石圈伸展速率较慢（约1－2cm/a），上地壳的伸展集中在较窄的范围内，下地壳和上地幔部分的伸展范围比上地壳更宽广，出现“核杂岩模式”的裂陷。当地壳较薄（约45km）、热流密度较低（约80mW/m2）时，岩石圈伸展速率非常快（约1－10cm/a），岩石圈的地壳部分和上地幔部分都发生大范围的裂陷，出现“宽裂陷模式”。当地壳更薄（约30－35km）、热流密度更低（约60mW/m2）时，岩石圈伸展速率也较小（一般小于1cm/a），岩石圈产生“细颈化”，出现“狭裂陷模式”。

裂陷盆地在演化过程中沿水平方向的伸展变形 平衡地质剖面恢复古构造 （黄骅盆地K85-121剖面）

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压陷（前陆）盆地

压陷（挠曲）盆地

压陷（挠曲）盆地是马杏垣等（1987）年提出的概念，将其视为裂陷盆地的对应物，泛指那些在挤压作用下地壳收缩变形过程中形成的断陷沉积盆地。

“压陷作用”： 将在挤压力作用下地壳或岩石圈发生破裂并致使一部分地壳断块体（或板块）相对上升，而另一些地壳断块体（或板块）相对陷落成为盆地的构造作用。仅限于指尺度较大的地壳断块之间的逆冲作用和挤压引起的地壳中浅部构造层大尺度的褶皱变形。

例如，大洋岩石圈俯冲到大陆岩石圈之下（B型俯冲）、一个大陆地壳断块体（或板块）上冲到另一个地壳断块体（或板块）之上（A型俯冲）以及挤压造成的大尺度的褶皱变形等等。 一、压陷盆地类型及其特征

压陷（挠曲）盆地的形成与板块之间的相互聚敛运动和板内挤压的构造环境有关。依照盆地在板块构造中的位置或板块构造运动的关系。

3种类型前陆盆地

前陆盆地是指位于造山带和稳定克拉通之间的、由造山带冲断席负荷引起挠曲沉降而形成的沉积单元

大洋俯冲 俯冲造山带 弧后前陆盆地 a海沟 弧前盆地 陆壳洋壳 碰撞造山带 b周缘前陆盆地 大陆碰撞

c再生造山带 再生前陆盆地 再生前缘盆地

陆内俯冲

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1、与板块B型俯冲作用有关的压陷（挠曲）盆地

与B型俯冲有关的压陷（挠曲）盆地：海沟、斜坡、弧前地区和弧后地区由挤压作用形成的沉积盆地。

（1）海沟：指两个板块发生B型俯冲作用的地带，堆积物包括来自岩浆弧上的碎屑和B型俯冲过程中刮落下来的大洋地壳及其表层的深海沉积物等。

2）斜坡地带：位于岩浆弧与海沟的斜坡上，盆地基底由俯冲杂岩组成

（3）弧前盆地：位于岩浆弧轴部向海沟方向一侧的盆地，或岛弧—海沟间隙区的盆地，靠俯冲带一侧则发育挤压褶皱和逆冲断层或逆冲走滑断层，靠岩浆弧一侧可以出现正断层，甚至整个弧前盆地都位于伸展的岩浆弧基底之上并进一步发生伸展变形。

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（4）弧后前陆盆地：北美型大陆边缘的岩浆弧后面常发育逆冲断层带，在断层下盘发育挠曲盆地，常与相邻的岩浆弧平行延伸。

2、与板块碰撞有关的压陷（挠曲）盆地

（1）残留洋盆。指碰撞造山带内部或边缘以尚未俯冲消失的洋壳为底的盆地。碰撞作用发生后，沿碰撞带走向可能过渡到B型俯冲带。

（2）周缘前陆盆地：指造山带与克拉通之间的前陆地区发育的挠曲盆地，以瑞士的阿尔卑斯山前的磨拉石盆地最为典型。

（3）山间盆地：指周围被碰撞造山带包围或位于造山带内部的以陆壳（通常是克拉通或早期的褶皱带）为基底的压陷盆地，即以逆断层为盆地边界的断陷盆地。

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3、与克拉通内部挤压环境有关的压陷（挠曲）盆地

克拉通板块内部受到挤压作用可以使原先的地缝合线再次活动，或使统一的克拉通破裂，发生板内造山，这一构造过程中也能形成一些压陷（挠曲）盆地。

（1）板内压陷（挠曲）盆地。指克拉通内部或远离造山带主体的山前地区由逆断层A型俯冲造成的压陷（挠曲）盆地。如美国西部落基山前的克拉通内部的风河盆地。我国西部的中新生代盆地。

陆缘前陆盆地与陆内前陆盆地

? 前陆盆地总是与造山带相伴生,碰撞造山带和陆内造山带控制了陆缘和陆内两类前陆盆地 ? 陆缘前陆盆地－与大陆边缘的演化及碰撞造山带(环太平洋型和特提斯型造山带)有关 ? 陆内前陆盆地－与后碰撞期的陆内造山带或再旋回造山带有关 ? 与陆缘前陆盆地对应的是陆内型前陆盆地

? 陆内前陆盆地－与后碰撞期陆内造山带或再旋回造山带有关 ? 中国西部前陆盆地大都属于陆内前陆盆地

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二、前陆盆地和板内压陷（挠曲）盆地的主要特征

上述各种类型的压陷（挠曲）盆地，有些是短命的，只存在于现代板块构造系统中。例如，与B型俯冲有关的海沟、斜坡和弧前盆地以及发育在介于俯冲与碰撞过渡阶段的残留洋盆，随着洋壳在B型俯冲带全部消减而成为碰撞造山带。在地壳表面被较好地保存下来的压陷（挠曲）盆地是那些以“稳定”克拉通为基底的前陆盆地，弧后前陆盆地、周缘前陆盆地以及克拉通内部的压陷（挠曲）盆地。 1、前陆盆地与板内压陷（挠曲）盆地 “前陆”（foreland）一词在板块构造学说提出以前就已广泛使用，意指被褶皱带逆掩的稳定的陆地，也指地槽褶皱逆冲带物质运动所指的方向，相反的方向则成为后陆或腹陆（hinterland，backland）。

由于造山带的隆升，在造山带与稳定克拉通之间，在克拉通基础上通常发育一个深陷的盆地，在地槽学中被称为“前渊”（foredeep），Bird和Dewey（1970）、Dickinson首先用板块理论解释了“前渊”的形成和演化，并用“前陆盆地”（foreland basin）一词描述这种类型的盆地。

Dickinson（1974）根据前陆盆地在板块构造中的位置将其分为两类：一类是与碰撞造山作用有关、位于A型俯冲作用带中的俯冲大陆地壳之上并与碰撞造山带（缝合带）毗邻的沉积盆地，称为周缘前陆盆地，如位于阿而卑斯北部山前的磨拉石盆地等；

另一类是与弧后造山作用有关、位于陆缘岩浆弧后的沉积盆地，称为弧后前陆盆地或退弧盆地，如北美西部大陆边缘的科迪勒拉山脉东侧山前地带的一些盆地。当发育有弧后前陆盆地的大陆板块与另一个大陆板块碰撞后周缘前陆盆地与弧后前陆盆地可以分别位于造山带（缝合带）的两侧

还有一些与造山带不相邻，但也是大陆地壳压陷—挠曲作用形成的盆地，称为“挠曲类前陆盆地”或“类前陆盆地”。这种盆地属于克拉通内部的压陷（挠曲）盆地。三种构造背景

a、前陆地区的基底拆离（或基底滑移）作用以及伴生的基底卷入式冲断层系统的构造负荷作用，使下盘系统形成压陷（挠曲）盆地；

b、由于前陆盆地的前缘隆起进一步受挤压隆升造成的构造负荷作用，使前陆盆地前缘隆起外测（向克拉通方向）凹陷成为一个相对独立的压陷（挠曲）盆地，这种盆地也被称为“破裂前陆盆地”；

c、早期的克拉通边缘的夭折裂谷在大陆碰撞造山过程中演化成为拗拉槽，由于拗拉槽层序的构造反转形成褶皱—冲断带造成的构造负荷作用，使拗拉槽肩部及外侧地带形成压陷（挠曲）盆地。 2、前陆盆地系统

前陆盆地系统（foreland basin system）的涵义包括三方面内容：a、前陆盆地系统是指在收缩造山带与毗邻的克拉通之间的大陆地壳之上的沉积物堆积的潜在地区；b、前陆盆地系统由四个分隔的构造沉积带组成，根据这些沉积带与逆冲带的几何关系将它们分别称为逆冲楔顶部带（wedge-top）、前渊带（foredeep）、前隆带（forebulge）和隆外凹陷带（backbulge）；c、前陆盆地系统的延伸长度大致与褶皱带的长度相等。并非所有的前陆盆地系统的四个构造沉积带都发育完整。

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三、压陷（挠曲）盆地中的构造样式

1.铲式逆冲断层与蛇头构造、叠瓦扇构造 2.坡坪式逆冲断层与断弯褶皱

3.盲冲断层、断展褶皱与断滑褶皱

4.双重构造和楔状双重构造

5.冲起构造与逆冲三角带

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6.撕裂断层与逆冲调节带

共同点：以薄皮逆冲构造为特点

逆冲构造带的结构

根带

逆冲断层系统的根带一般位于造山带轴部或靠山脉一侧的前陆盆地边缘，以强烈挤压为主，发育高角度逆冲断层（板状逆冲断层）甚至发育有轴面劈理的挤压褶皱，显示基底卷入的逆冲构造样式特点。

根带内，由于强烈的挤压作用，往往伴随强烈的隆升和剥蚀作用、以及岩浆活动和变质作用。

中带

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前锋带

四、前陆盆地的演化

1.造山楔的演化与前渊的迁移

前陆盆地的宽度和深度与造山带构造负荷的大小和前陆区岩石圈的挠曲刚度有关。但是大陆地壳并不是一个弹性的板块，而与粘弹性模型更加接近。而对于粘弹性模型，即使载荷的大小不变，随着时间的推移，发生了挠曲变形的岩石圈板块也会产生应力松弛（relaxation），导致挠曲凹陷（盆地）进一步加深，前缘隆起进一步抬升并向载荷方向迁移。

前陆盆地的演化与造山带的演化有密切关系 变形与前缘隆起的迁移方向 （A）向后陆

造山带收缩作用增强，会使造山楔坡度和质量增大，从而使前陆挠曲度增大，前陆盆地则变得窄而深，使前缘隆起向造山带方向迁移 （B）向前陆

造山带收缩作用减小而剥蚀作用使造山楔坡度和质量减小，则前陆盆地变得宽而浅，前缘隆起向前陆方向迁移

陆缘前陆盆地包括周缘前陆盆地和弧后前陆盆地,其发展演化均与碰撞造山带有关

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? ? ? ? 周缘前陆盆地与被动大陆边缘的发育有关 构造上位于碰撞造山带缝合线附近

花岗岩岩基和火山岩带位于缝合带的外侧，远离周缘前陆盆地 前陆盆地 缝合带 花岗岩带和火山岩带

周缘前陆盆地发展演化:①裂谷型被动边缘阶段 ②早期深水复理石阶段 ③晚期陆源碎屑磨拉石阶段等 ? 在前陆盆地的成因研究中，Dickinson (1976)提出了周缘前陆盆地、弧后前陆盆地和破裂前陆盆地的划分方案并得到广泛应用

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五、前陆盆地的演化与地层层序

典型前陆盆地演化与沉积特征 前陆盆地前 前陆盆地 盆 地 时 代 岩 相 时 代 厚 度 岩 相 ·浅海和非海相泥岩，·密西西比至泥盆纪 ·被动边缘碳酸盐岩，·中侏罗世至早第三·西部厚5000m 纪 砂岩和砾岩 ·三叠纪至早侏罗 少量碎屑岩 西加拿大盆地 ·寒武－奥陶和志留纪 ·元古代 ·被动和裂谷边缘碎屑 前造山期：浅水碳酸 中生代为被动边缘碳·晚始新世至今 ·达到12000m；同造山··寒武纪到中始新世 ·盐岩与蒸发岩、中新世酸盐岩 沉积4000～7000m 的深海泥灰岩夹石岩 ·古生代为碎屑岩 扎格罗斯盆地 质砂岩 ·同造山期：上新世至 第四纪的磨拉石 东委内瑞拉盆·晚侏罗世至始新世 ·河流三角洲砂岩和页·早始新世至今 ·瓜里科次盆地早大厚度·深水海相页岩，浊积 地： 岩；浅水海相页岩和灰 5km，平均3～4km 岩，三角洲和浅海砂岩 ·瓜里科次盆 质泥岩，浅水至深水碳 ·马图林次盆地 酸盐岩 8.5~14km厚。 地 ·马图林次盆 地 ·前晚泥盆世 ·轻度变质的沉积岩 ·深海盆地相、斜坡、·密西西比至宾夕法尼·中侏罗（？）至晚 阿拉斯加北坡 ·被动边缘碳酸盐岩 ·400～7000m 浅海和非海相泥岩、砂亚纪 第三纪 ·被动边缘碎屑岩 岩和砾岩 ·二叠纪至侏罗纪 ·美国落基山·前寒武纪晚期至中侏·被动边缘碳酸盐岩和·中侏罗世至早第三·浅海和非海相泥岩、 罗世 碎屑混杂沉积 纪 砂岩；湖相沉积 盆地 ·早宾夕法尼亚至早 沃希托 ·早、中古生代 ·被动边缘碳酸盐岩 ·冲积至深海碎屑岩 二叠世

六、前陆盆地沉积充填与物源区的剥蚀

Dickinson和Suczek（1979）研究发现，在一般情况下碎屑物源区类型与盆地类型之间有一定的关系。他们根据构造背景把物源区分为三大类九种类型：

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经统计分析得出以下一些基本规律：

（1）来源于克拉通地区的碎屑，石英含量非常高，岩屑非常少。

（2）来源于岩浆弧的砂岩是典型的不成熟砂岩，砂岩中岩屑含量很高。

（3）再旋回（或旋回性）造山带供给的碎屑以丰富的石英和沉积岩—变质火山岩的岩屑碎块为特征。

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走滑盆地

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。这种变形称为走向滑移变形,在走向滑移变形过程中形成的盆地统称为走滑盆地. 走滑作用：由扭应力或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。 走滑构造：走滑作用产生的各种构造组合。走滑断层(Strike-slip fault)与扭动断层(wrench fault)是同义词。 转换断层（transform fault）：为重要的板块边界，是切穿岩石圈的走滑断层，横切洋中脊或俯冲带的一种巨型水平剪切断裂。

平移断层（transcurrent fault）：一般指壳内或上地壳内的断层，其两盘顺断层面走向相对移动，而无上下垂直移动，规模巨大的平移断层通常称为走向滑动断层。 变换断层（transfer fault）：一种调节构造，作用类似小型的转换断层。 撕裂断层（tear fault）：发育于浅层次沉积或变质沉积盖层中的横推断层，现用于伸展区。它调节外来体内和边界的差异位移。

走滑断层与转换断层：相似性与重要区别 (Strike-slip Fault and Transform Fault)

平移断层与转换断层的区别

转换断层具平移剪切断层性质，但与平移断层不同，后者在全断层线上均有相对运动。但转换断层只在错开的两个洋中脊之间有相对运动；在洋中脊外侧因运动的方向和速度均相同，断层线并无活动特征。由于洋底岩石圈背离洋中脊向两侧推移，转换断层另一端最终与边界或消亡边界相遇而中止。

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一、走滑作用与走滑断层

由扭应力或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。主要的构造作用形式，包括沿稳定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（strike-slip fault）与扭动断层（wrench fault）是同义词，是指沿断层面走向一盘相对于另一盘做水平运动。

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2、走滑断层的位移

根据走滑断层两盘的相对位移的方向可分为左行和右行。当观察者站在断层的一盘而观测到另一盘向自己左侧的位移时称为左行或左旋，反之称为右行或右旋。左旋也称为逆时针旋转，右旋也称为顺时针旋转。

断层两侧的断块沿断层走向将发生伸展和收缩变形。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的升降位移。

3、走滑断层的排列

走滑断层常常呈有规律的斜列。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的排列形式称为左阶（步），相反的排列称为右阶（步）。

对于走滑断层而言，因为走滑位移方向可以是左行或右行，其几何排列形式和运动学特征就可能出现左阶左行、左阶右行、右阶右行和右阶左行四种情况

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4、纯剪切和简单剪切 5、走滑作用方式

走滑作用有三种方式，既平行扭动、聚敛扭动（压扭）和离散扭动（张扭）。出现主要取决于（1）块体间断层线方向的变化；（2）块体相对于断层线活动的变化。

二、板块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。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。

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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相当于简单剪切变形形成的应变椭圆，剪切方向与走滑构造的主要位移带方向一致。

（1）里德尔（R）剪切破裂—同向走滑断层。

（2）共轭里德尔（R`）剪切破裂—反向走滑断层。 （3）同向（P）剪切破裂—次一级同向断层。 （4）局部张性（T）破裂。 （5）Y剪切。

（6）局部收缩变形。

? 如图5-11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。

? 在走滑变形中可以发生多个方向的次级破裂和

变形，将它们表现在应变椭圆中有助于对走滑变形的理解：

①里德尔（R）剪切破裂（Riedel shear）--同向走滑断层（synthetic strike－slip fault）。与主位移带呈小角度（一般小于15°）相交，剪切方向与主位移带一致，角顶指向本盘断块位移方向。

②共轭里德尔（R’）剪切破裂(conjugated Riedel shear)--反向走滑断层(antithetic strike－slip fault)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60°-70°。 ③同向(P)剪切破裂--次级同向断层（secondary synthetic fault）。与主位移带呈小角度(一般小于10°)相交，剪切位移方向与主位移带一致，角顶指向对盘断块位移方向。 ④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。断层走向与应变椭圆中的局部伸展方向垂直。 ⑤Y剪切。与主位移带平行的断层。

⑥局部收缩变形--雁行式褶皱（en echelon folds）和逆断层组。褶皱和断层只在构造带中发育且延伸不长，断层走向与应变椭圆中的局部收缩方向垂直。

? 其中①、③、⑤的剪切方向一致，在走滑构造递进变形过程中可相互沟通连接，组成交织的走滑断层带。R′

剪切在剪切旋转中可以不发育。

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2、走滑构造组合

所谓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。

（1）主位移带（principal displacement zone）。与走滑构造带走向一致的、连续的走滑断层位移带，称为主位移带，简称PDZ。 （2）伴生构造（associated structures）。指走滑构造带内部或主要走滑位移带附近区域，由于走滑位移引起的各种伴生构造变形。

二、走滑构造的识别标志 1、线型延伸或带状展布

大型的走滑构造带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布（而伸展构造和收缩构造有时是面状展布的）。

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2、花状构造

横切走滑构造带的剖面上，常可以见到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。由于走滑构造常是一种基底卷入的构造变形，陡倾的、切入基底的走滑断层可以使基底面平移，而使不同类型的基底拼接在一起。

花状构造可以分为正花状构造和负花状构造两种。正花状构造是在压扭作用下产生的，其大多数断层具逆断距，个别为正断距，组成地形总体表现为背形特征，断层间为地垒断片。

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负花状构造是在张压作用下产生的，其大多数断层具正断距，个别具逆断距，组成地形总体表现为向形特征，断层间为地堑断片。

类似的花状构造可在其它情况下产生，如挤压、伸展、抬斜、盐拱、泥拱和岩体拱起等(图5－17)，因此,需建立个以平剖面结合的多种鉴别标志为依据的走滑断层的综合解释方法。

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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5-18、5-19、5-20)。

3、走滑带两侧地质界线的水平错开

4、海豚效应和丝带效应

海豚效应（dolphin effect）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，而在另一个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（ribbon effect）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现,断面倾向的摆动现象。

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5、走滑带内部构造和夹块

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。 6、走滑断层的基底和盖层活动

深部的基底发生走滑活动时，较高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，这取决于基底断块或板条活动的方式。

披覆褶皱与抬斜有关，而牵引褶皱与扭动和旋转作用有关(图5-23)。两者的成因和方向不同。

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:

1）基底断裂基本呈平直状态;

①基底断裂在平行扭动下，盖层为雁列褶皱，它们首尾相叠。基底错移越大，盖层叠加距离越近，并呈“S”形。在后期常伴生断裂（图5－24a）

②基底断裂在压扭作用下，盖层雁列褶皱呈紧闭状态，构造轴与基底断裂方向呈很小的交角。在后期单个褶皱常被断裂切割，并呈反“S”形（图5－24b）。

③基底断裂在张扭作用下，盖层雁列褶皱呈松弛状态，构造轴与基底断裂方向呈大角度。在后期常被伴生断裂切割(图5-24c)。

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2）基底断裂呈不平直状态。

①基底断裂呈锯齿状，扭动时转折部可呈张性或压性。前者盖层构造为张性凹陷区，后者盖层构造为紧闭褶皱并伴有逆断层(图5－25)。

②基底发育平直的交叉断裂，在扭动下盖层常形成弧形构造。大体可分为三类：a．山字型构造，弧内为压性脊柱；b、边缘弧构造，弧内为刚硬地块；c、岛弧构造，弧后为伸展盆地（图5-26）。

一、走滑盆地的类型

1、拉分盆地 （pull-apart basin） 2、转换伸展盆地 （transtensional basin） 3、转换挤压盆地 （transpressional basin）

1、拉分盆地 （pull-apart basin）

是指产生在两个走滑断层羽列重叠部位的拉张区的盆地。 例：（里奇盆地、死海）

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