走滑盆地分析剖析课件ppt

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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。走滑盆地构造分析1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大主应力轴(σ1)和最小主应力轴(σ3)都是水平的,中间应力轴(σ2)是直立的(图5-1),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。第一节走滑盆地形成的构造环境2走滑盆地分析剖析课件3

1.走滑断层及其分类

Miall和Sylvester曾对走滑断层作过分类,如表5-l和表5-2。1.走滑断层及其分类4

1.走滑断层及其分类

转换断层(transformfault)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(transferfault)是典型的变换带,Dahlstrom(1970)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(tearfault)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。1.走滑断层及其分类5

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5-2)。这也是走滑作用形成走滑盆地的重要机制之一。2.走滑断层的位移6

2.走滑断层的排列

走滑断层常常呈有规律的斜列。如图5-3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)。2.走滑断层的排列73.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左行、左阶右行、右阶右行和右阶左行四种情况(图5-3)。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。3.走滑断层的排列8

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。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。4.纯剪切和简单剪切9

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:①快体间断层线方向的变化;②块体相对于断层线活动的变化(图5-4)。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收缩和伸展位移分量。5.走滑作用方式10

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5-5)。二、板块构造运动产生的走滑作用111.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5-6)。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。1.走滑断层的板块构造环境122.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5-7)。纯剪切发生在滑移线上,两种类型剪切线,即α和β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5-8)。2.走向滑移线场和逃逸构造(挤出构造)132.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α线,而左行的阿尔金断裂大致平行于β线。2.走向滑移线场和逃逸构造(挤出构造)14走滑盆地分析剖析课件152.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5-10)。当印度和亚洲大陆碰撞并挤入时,第一期(距今50~20Ma)东南亚块体被挤出800~1000km,南海也随红河断裂左旋活动而张开。第二期时(距今20~10Ma)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板块的碰撞(距今10Ma前)导致阿纳托利亚地块向西部的爱琴海方向滑移。2.走向滑移线场和逃逸构造(挤出构造)16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。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。第二节走滑构造变形的一般特征走滑构造变形带的应变椭圆中,17

1.走滑应变椭圆

①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.

②共轭里德尔(R’)剪切破裂——反向走滑断层。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60~70o。③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。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。⑤Y剪切。与主位移带平行的断层。⑥局部收缩变形——雁行式褶皱和逆断层组,延伸不长。1.走滑应变椭圆③同向(P)剪切破裂——次级18

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5-12)。

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,而旋转的方向也与主干走滑断层的位移方向一致。2.走滑构造组合19走滑盆地分析剖析课件20二、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5-13)。向上撒开的分支断层可造成“正断层”或“逆断层”位移。二、走滑构造的识别标志212.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5-14)。2.花状构造22

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23走滑盆地分析剖析课件24走滑盆地分析剖析课件25

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5-17)。2.花状构造263.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27走滑盆地分析剖析课件28走滑盆地分析剖析课件294.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现。4.海豚效应和丝带效应305.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)。5.走滑带内部构造和夹块31

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5-23)。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32

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)。

6.走滑断层的基底和盖层活动332)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)基底断裂呈不平直状态342)基底断裂呈不平直状态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)。2)基底断裂呈不平直状态35

第三节走滑盆地及其演化

沿着大型走滑构造带分布、由走滑作用形成的盆地统称为走滑盆地(strike-slipbasin)或扭动盆地(wrenchbasin)。走滑盆地规模可大可小,其形态一般为菱形或长条形。厘定一个沉积盆地是否为走滑盆地,一定要看这个盆地的形成与演化过程是否与走滑作用和走滑位移有关。

一、走滑盆地的类型走滑断层的位移一般或多或少带有一定的正断层或逆断层分量,同时,走滑断层的位移可以转换为其他方向断层的伸展位移或收缩位移,这是走滑盆地形成的主要原因之一。因此,走滑盆地可以分为转换拉张盆地和转换挤压盆地两大类。第三节走滑盆地及其演化36

一、走滑盆地的类型

1.转换拉张盆地(transtensionalbasin)

是在走滑断层作用产生的局部伸展环境下形成的盆地。包括:①在断层走向弯曲时,释压或松开弯曲处形成(图5-27a),这类盆地也称作断弯盆地(fault-bendbasin)。沿着断弯处形成扁长形或透镜状的张性下沉带。②分支断层间的楔形块体,走滑时被拖拉开下沉(图5-27b)。③弯曲和分支断层汇合,所夹的菱形块体,在走滑作用下被拉分(图5-27C)。④右阶右行或左阶左行走滑断层的岩桥区,通常称为拉分盆地pull-apartbasin)或叠接带盆地(stepoverbasin,图5-27d)。⑤走滑断层尾部断盘伸展变形产生沉降(图5-27e)。⑥在挤压背景下,沿走滑断层的逃逸构造使楔形或菱形块体受拉伸下沉(图5-27f)。⑦走滑作用下在网状或辫状断层系中形成断陷(图5-27g)。

⑧走滑带中或带间的块体统一近垂直轴旋转形成引张破裂(图5-27h)。一、走滑盆地的类型37走滑盆地分析剖析课件38断层由平直向弯曲、分支、交叉发展,最后形成复杂的网状或辫状断层系(图5-28)。在各种断层间形成楔形、三角形、正方形、矩形、菱形、豆荚形(扁豆形)等断块。各种断块性质不一,高低不一,高者为物源区,低者为沉积区。各断块和断片多呈雁行排列。断层由平直向弯曲、分支、交叉发展,最后形成复39

1.转换拉张盆地(transtensionalbasin)

走滑拉分盆地常有巨厚沉积,可逾10km,具较高的沉降速率。发育多种沉积相类型,在陆上、海湾、浅海、深海都有拉分盆地形成,通常岩相厚度变化快。沿主边界断层带多发育边缘相砾岩、角砾岩等粗碎屑岩堆积。向盆地中央发育湖相或海相细粒沉积(图5-29)。在欠补偿、还原条件下可以聚集厚的富含有机质的沉积,形成烃源岩。盆地具多物源供应并沿盆地轴部搬运。盆地沉积中心常有明显的迁移性。走滑拉分盆地是冷盆还是热盆,取决于拉伸程度和深度,当强烈拉分时,地壳减薄、火山活动发育,具有高热流和高地温梯度,有利于烃的成熟。在走滑拉分作用下常产生负花状构造,以正断层为主。

拉分盆地如能被拗陷盆地埋藏,则可为油气提供有利的保存条件。走滑拉分作用也会造成一些不利因素,规模小和过于快速堆积的盆地可能造成不成熟、不连续、分选差的碎屑充填,致使生烃层薄,储层差。热流过高可能使烃演化过成熟。构造复杂会使圈闭小而不完整。有些拉分盆地寿命短,盆地反转,对成熟不利。因此,走滑拉分盆地的含油气潜能可能差别很大。1.转换拉张盆地(transtensionalba40走滑盆地分析剖析课件412.转换挤压盆地(transpressionalbasin)

是在走滑构造带的局部挤压环境中形成的沉积盆地。在走滑断层的压紧弯曲处、右阶左行或左阶右行走滑断层带的岩桥区,由于走滑作用可以形成逆断层或断块隆升,走滑断层本身也多表现有逆断层分量,与岩桥区的逆断层一起使公共下降盘成为转换挤压盆地。走滑断层分支断层间也可以造成类似的局部挤压构造环境。走滑断层在聚敛走滑位移过程中也可以使一盘受挤压形成向斜或像压陷盆地一样发生挠曲变形,形成走滑挤压挠曲盆地。

转换挤压盆地多在走滑挤压主位移带或正花状构造隆起边缘发育,盆地形状窄而长。也可能在扭压作用下,产生向斜下弯。引起挤压挠曲的沉降与前陆盆地的机制相似,由逆冲断层的构造负荷作用所引起。快速沉积作用所形成的沉积负荷还可产生附加的沉降(图5-30)。2.转换挤压盆地(transpressionalba42走滑盆地分析剖析课件43

2.转换挤压盆地(transpressionalbasin)走滑挤压挠曲盆地可形成于深海、浅海和非海相等环境。在深海环境下,走滑挤压盆地常沿转换断层发育,大都为深海和半深海泥岩夹近源滑积物、岩屑流、火山碎屑岩等。靠近较大陆块的深海走滑挤压盆地内可能沉积厚浊积岩。在非海相环境中,最常见的是冲积扇、扇三角洲、冲积三角洲、湖相和浊积相等。大多数沉积物来源于相邻的走滑挤压隆起块体,但来源于更远处的沉积也有可能。单个盆地为多物源沉积,沉积搬运方向以轴向为主。走滑挤压盆地地壳相对增厚,火山活动不及拉分盆地,但走滑挤压隆起区可能发育岩浆侵入活动。通常,不具有高热流和高地温梯度。在走滑挤压作用下,常形成正花状构造,以逆断层为主。此外,沿着走滑挤压主位移带常形成雁列褶皱。

2.转换挤压盆地(transpressionalba44二、走滑盆地的演化Mann等(1983)提出走滑断弯盆地的演化可分5个阶段(图5-31):①在初始的主断层松开弯曲处发生伸展断层作用。②纺锤形盆地核形成,并常被斜滑断层所分开。③进一步拉伸,产生缓“S”形或缓“Z”形盆地。④发展为菱形盆地,常有两个或更多的似圆形深盆。⑤连续地拉伸,在被转换断层错开的扩张中心处形成狭长的洋壳。

从第三阶段开始,玄武质火山作用和侵入作用可能变得重要。许多走滑拉分盆地未能达到最后阶段,而是在长/宽比达到3:l后终止。二、走滑盆地的演化45

二、走滑盆地的演化

拉分盆地有一个发生、发展到消亡的过程。随着走滑作用的进行,单个小的拉分盆地被不断加长,多个小型拉分盆地彼此联合、串通,逐渐发展为一个复合拉分盆地(图5-32)。大型拉分盆地中可包括一些小拉分盆地和隆起(图5-33)。

二、走滑盆地的演化46走滑盆地分析剖析课件47

二、走滑盆地的演化

Dooley等(1997)用沙箱模拟实验再现了拉分盆地的演化过程(图5-34)。

根据盆地的演化的型式可将拉分盆地分为两种类型:①对称式发展的走滑拉分盆地,以萨尔顿盆地为代表(图5-35)。②不对称式发展的走滑拉分盆地,以死海盆地和和泉盆地为代表(图5-36)。二、走滑盆地的演化48走滑盆地分析剖析课件49走滑盆地分析剖析课件50

三、走滑拉分盆地的实例

1.加利福尼亚陆上及近岸的走滑拉分盆地

在北美科迪勒拉褶皱系西部发育着晚期巨型剪切系,这些复杂的剪切系形成了许多小型沉积盆地(图5-37)。大约在29~25Ma前,太平洋板块和北美板块直接接触,导致了圣安得列斯右行走滑断层带的形成,这一剪切带将北美和太平洋分开。这个脊-沟碰撞使得加州新第三纪盆地形成,海侵自早中新世开始,中中新世达到高峰,沉积了深水芒特利组,其中有生油层.圣安得列斯断层南段自15~10Ma以来已有300km的右行滑移。三、走滑拉分盆地的实例51走滑盆地分析剖析课件52

1.加利福尼亚陆上及近岸的走滑拉分盆地

加利福尼亚陆上发育着拉伸量较小的拉分盆地,以脊盆地(ridgebasin)或译为里奇盆地最为著名。该盆地在圣安得列斯弯曲处形成,故认为是断弯盆地的典型代表。它是位于圣安得列斯断裂和圣加布利尔断层间的豆荚断块。块体北部处于释压弯曲处,处于张扭性环境,形成拉分盆地(图5-38),而在其西南部处于压扭环境,形成隆起,向盆地供应沉积物。1.加利福尼亚陆上及近岸的走滑拉分盆地53

1.加利福尼亚陆上及近岸的走滑拉分盆地

在加利福尼亚湾,伴随转换断层作用而产生走滑拉分盆地,那里已有洋壳或准洋壳形成。盆地呈对称式发展(图5-39)。

1.加利福尼亚陆上及近岸的走滑拉分盆地54

1.加利福尼亚陆上及近岸的走滑拉分盆地加利福尼亚大陆边陲分支断层和雁列断层造成盆地和隆起相间排列,岸外盆地缺乏物源,为非补偿盆地(图5-40)。1.加利福尼亚陆上及近岸的走滑拉分盆地55

2.日本和泉盆地

日本和泉盆地是沿中央构造线(简称MTL)分布的白垩纪走滑拉分盆地(图5-41)。中央构造线是与弧-沟系有联系的走滑断层,它是划分西南日本内带和外带的界线,由九州向东延伸过1000km。依地质特征及位移史可分四段。中央构造线自早白亚世就已存在,由izanagi板块对欧亚板块斜向俯冲而形成。中央构造线位移史可分为五个阶段:①白垩纪;②晚白垩坎佩尼期;③早第三纪晚期-中新世早期;④中中新世-上新世;⑤第四纪。根据走滑构造分析,第一、二阶段以左行走滑断层作用为主,和泉盆地是在第二阶段由左行走滑断层作用形成的。当时中央构造线为北东向,是沿东亚大陆边缘的主要左行断层之一,是一条与郯庐断裂带平行的断裂。第三、四阶段以倾滑为主。第五阶段晚第四纪时由左行转为右行。2.日本和泉盆地56走滑盆地分析剖析课件57走滑盆地分析剖析课件58

2.日本和泉盆地

中央构造线由几个直段和曲段组成。和泉盆地是中央构造线松弛弯曲处形成的拉分盆地。上白垩统和泉群分布于中央构造线北侧,不整合于流纹岩和花岗岩基底之上。上新世-更新世大阪群不整合于和泉群之上。和泉群由厚浊积相(主相)和非浊积相(边缘相)所组成,累计厚度达2000m。

和泉盆地在几百万年期间,由四国西部向东迁移约300km。盆地古水流向西。岩相和厚度具不对称分布的特点。2.日本和泉盆地59

3.中国的走滑拉分盆地

l)与郯一庐断裂带有关的走滑拉分盆地

郯-庐断裂带切割深,延伸长,位移量大。其山东沂沐断裂段由四条大断层组成“两堑一垒”组合。这四条断裂向下延伸至20km左右变为两条。在下扬子、胶南、沈阳都有NE向断裂与之斜交,构成了以郯-庐断裂为主干的分支走滑断裂系统。郯-庐断裂带具有长期复杂的活动历史。在中生代早期,可能是一条左行转换断层,其活动可能与印支期中朝板块和扬子板块的拼接、碰撞有关。随后在中生代中晚期进一步发生左行走滑,可能与izanagi板块的斜向俯冲作用有关。晚白垩世至新生代表现为右行走滑活动。沿着郯-庐断裂带东侧的分支走滑断裂系统中发育了走滑盆地群,包括胶莱盆地和下扬子区盆地等(图5-42)。3.中国的走滑拉分盆地60

胶莱盆地是一个白垩纪走滑拉分盆地,其发展受郯-庐断裂带左行走滑活动和五莲-荣城断裂带右行走滑活动的控制。在挤压分力作用下,两条走滑断裂带间的楔形断块向NE伸展和逃逸,胶北地块向NE方向移动形成走滑盆地并伴有岩浆活动。白垩纪末,随着郯-庐断裂带转变为右行走滑活动,地块隆起,结束了走滑盆地演化历史。胶莱盆地是一个白垩纪走滑拉分盆地,其发展受郯-庐断61下扬子区晚侏罗世至白垩纪时,在碰撞的背景下,楔形块体逃逸.全区形成一系列小型火山岩盆地群,其中较大者如庐枞、宁芜、怀宁、繁昌、溧水和溧阳等盆地。这些小型拉分盆地形态多为菱形,面积小,厚度大,沉积速率决,以河湖碎屑岩为主。下扬子区晚侏罗世至白垩纪时,在碰撞的背景下,楔形622)与阿尔金断层带有关的走滑拉分盆地

阿尔金断层带是我国西部大型左行走滑断层带,由一系列左行断层组成。断层带长度不少于1800km,断层平直,倾角约700。断层带西部和东部倾向东南,中部倾向西北,总体呈丝带状。自新生代早期的印度次大陆和欧亚板块碰撞以来,阿尔金断裂发生明显走滑活动,其总位移量可达400km。沿阿尔金走滑断层有一系列小型新生代拉分盆地形成,如索尔库里盆地等,其新生界厚达4500m(图5-43)。2)与阿尔金断层带有关的走滑拉分盆地63

3)与滇西断裂带有关的走滑断裂拉分盆地

滇西地区走滑断裂带也十分发育,滇西剑川-大理和宾川等第四纪裂陷盆地群是走滑断裂尾瑞拉分作用的产物(图5-44)。3)与滇西断裂带有关的走滑断裂拉分盆地64四、转换挤压盆地的实例

1.加州中部圣华金盆地

圣华金盆地位于大谷南部,是一个深12km的新生代盆地。

其南缘和西南缘都是以右行走滑的圣安得列斯断层为界,是一个走滑挤压区。盆缘沿着多条冲断层或隐蔽冲断层向北和西北逆冲到盆地之上,因构造负荷而产生挠曲坳陷。四、转换挤压盆地的实例651.加州中部圣华金盆地

由于走滑挤压作用,该盆地在晚渐新世一早中新世开始快速沉降。中中新世继续沉降,大约在距今16Ma时,沉积了磷质层和硅薄层,形成主要烃源岩。在距今12~7Ma时,圣安得列斯断层西南的块体隆起,向深盆中提供岩屑,形成扇三角洲和浊积系统。

沿着盆地西缘,走滑挤压作用使雁列褶皱生长。至今,那里的背斜和冲断层仍在继续发展。这些雁列背斜为油气藏提供了丰富的圈闭(图5-45)。

1.加州中部圣华金盆地662.中国的走滑挤压挠曲盆地

下扬子区中生代早期发育走滑挤压挠曲盆地,是在扬子板块和中朝板块聚敛时沿郯-庐断裂带东侧形成的(图5-47)。中晚三叠世为走滑挤压挠曲盆地的初始阶段,大别造山带强烈隆起并遭受剥蚀,为湖相紫红色碎屑岩,底部为砾岩,厚达2000m(图5-48)。早中侏罗世走滑挤压挠曲盆地继续发展,大别造山带仍是主要物源区,下扬子盆地相对于大别山继续向东北移动。下部为含煤碎屑岩,上部为杂色碎屑岩,厚约2000m。2.中国的走滑挤压挠曲盆地67走滑盆地分析剖析课件68

五、多因的走滑盆地

有些走滑盆地实际上是多因盆地。在离散环境中,走滑盆地可能沿着大型伸展区之间的传递带(变换带)发育;在聚敛环境中,走滑盆地可沿着较大冲断层及其变换带(或撕裂断层)发育。如维也纳盆地为一个菱形盆地,它沿着喀尔巴阡带的两个冲断席间的左行左阶撕裂断层发育(图5-49)。盆地长约200km,宽约60km,由中新世浅海-半咸水碎屑岩充填,厚达6km。上新世和第四纪冲积层覆于上,厚200m。最北部断层的新生代左行累计滑距约80km。五、多因的走滑盆地69谢谢!谢谢!70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。走滑盆地构造分析71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大主应力轴(σ1)和最小主应力轴(σ3)都是水平的,中间应力轴(σ2)是直立的(图5-1),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。第一节走滑盆地形成的构造环境72走滑盆地分析剖析课件73

1.走滑断层及其分类

Miall和Sylvester曾对走滑断层作过分类,如表5-l和表5-2。1.走滑断层及其分类74

1.走滑断层及其分类

转换断层(transformfault)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(transferfault)是典型的变换带,Dahlstrom(1970)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(tearfault)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。1.走滑断层及其分类75

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5-2)。这也是走滑作用形成走滑盆地的重要机制之一。2.走滑断层的位移76

2.走滑断层的排列

走滑断层常常呈有规律的斜列。如图5-3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)。2.走滑断层的排列773.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左行、左阶右行、右阶右行和右阶左行四种情况(图5-3)。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。3.走滑断层的排列78

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。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。4.纯剪切和简单剪切79

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:①快体间断层线方向的变化;②块体相对于断层线活动的变化(图5-4)。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收缩和伸展位移分量。5.走滑作用方式80

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5-5)。二、板块构造运动产生的走滑作用811.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5-6)。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。1.走滑断层的板块构造环境822.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5-7)。纯剪切发生在滑移线上,两种类型剪切线,即α和β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5-8)。2.走向滑移线场和逃逸构造(挤出构造)832.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α线,而左行的阿尔金断裂大致平行于β线。2.走向滑移线场和逃逸构造(挤出构造)84走滑盆地分析剖析课件852.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5-10)。当印度和亚洲大陆碰撞并挤入时,第一期(距今50~20Ma)东南亚块体被挤出800~1000km,南海也随红河断裂左旋活动而张开。第二期时(距今20~10Ma)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板块的碰撞(距今10Ma前)导致阿纳托利亚地块向西部的爱琴海方向滑移。2.走向滑移线场和逃逸构造(挤出构造)86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。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。第二节走滑构造变形的一般特征走滑构造变形带的应变椭圆中,87

1.走滑应变椭圆

①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.

②共轭里德尔(R’)剪切破裂——反向走滑断层。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60~70o。③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。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。⑤Y剪切。与主位移带平行的断层。⑥局部收缩变形——雁行式褶皱和逆断层组,延伸不长。1.走滑应变椭圆③同向(P)剪切破裂——次级88

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5-12)。

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,而旋转的方向也与主干走滑断层的位移方向一致。2.走滑构造组合89走滑盆地分析剖析课件90二、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5-13)。向上撒开的分支断层可造成“正断层”或“逆断层”位移。二、走滑构造的识别标志912.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5-14)。2.花状构造92

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93走滑盆地分析剖析课件94走滑盆地分析剖析课件95

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5-17)。2.花状构造963.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97走滑盆地分析剖析课件98走滑盆地分析剖析课件994.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现。4.海豚效应和丝带效应1005.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)。5.走滑带内部构造和夹块101

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5-23)。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102

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)。

6.走滑断层的基底和盖层活动1032)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)基底断裂呈不平直状态1042)基底断裂呈不平直状态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)。2)基底断裂呈不平直状态105

第三节走滑盆地及其演化

沿着大型走滑构造带分布、由走滑作用形成的盆地统称为走滑盆地(strike-slipbasin)或扭动盆地(wrenchbasin)。走滑盆地规模可大可小,其形态一般为菱形或长条形。厘定一个沉积盆地是否为走滑盆地,一定要看这个盆地的形成与演化过程是否与走滑作用和走滑位移有关。

一、走滑盆地的类型走滑断层的位移一般或多或少带有一定的正断层或逆断层分量,同时,走滑断层的位移可以转换为其他方向断层的伸展位移或收缩位移,这是走滑盆地形成的主要原因之一。因此,走滑盆地可以分为转换拉张盆地和转换挤压盆地两大类。第三节走滑盆地及其演化106

一、走滑盆地的类型

1.转换拉张盆地(transtensionalbasin)

是在走滑断层作用产生的局部伸展环境下形成的盆地。包括:①在断层走向弯曲时,释压或松开弯曲处形成(图5-27a),这类盆地也称作断弯盆地(fault-bendbasin)。沿着断弯处形成扁长形或透镜状的张性下沉带。②分支断层间的楔形块体,走滑时被拖拉开下沉(图5-27b)。③弯曲和分支断层汇合,所夹的菱形块体,在走滑作用下被拉分(图5-27C)。④右阶右行或左阶左行走滑断层的岩桥区,通常称为拉分盆地pull-apartbasin)或叠接带盆地(stepoverbasin,图5-27d)。⑤走滑断层尾部断盘伸展变形产生沉降(图5-27e)。⑥在挤压背景下,沿走滑断层的逃逸构造使楔形或菱形块体受拉伸下沉(图5-27f)。⑦走滑作用下在网状或辫状断层系中形成断陷(图5-27g)。

⑧走滑带中或带间的块体统一近垂直轴旋转形成引张破裂(图5-27h)。一、走滑盆地的类型107走滑盆地分析剖析课件108断层由平直向弯曲、分支、交叉发展,最后形成复杂的网状或辫状断层系(图5-28)。在各种断层间形成楔形、三角形、正方形、矩形、菱形、豆荚形(扁豆形)等断块。各种断块性质不一,高低不一,高者为物源区,低者为沉积区。各断块和断片多呈雁行排列。断层由平直向弯曲、分支、交叉发展,最后形成复109

1.转换拉张盆地(transtensionalbasin)

走滑拉分盆地常有巨厚沉积,可逾10km,具较高的沉降速率。发育多种沉积相类型,在陆上、海湾、浅海、深海都有拉分盆地形成,通常岩相厚度变化快。沿主边界断层带多发育边缘相砾岩、角砾岩等粗碎屑岩堆积。向盆地中央发育湖相或海相细粒沉积(图5-29)。在欠补偿、还原条件下可以聚集厚的富含有机质的沉积,形成烃源岩。盆地具多物源供应并沿盆地轴部搬运。盆地沉积中心常有明显的迁移性。走滑拉分盆地是冷盆还是热盆,取决于拉伸程度和深度,当强烈拉分时,地壳减薄、火山活动发育,具有高热流和高地温梯度,有利于烃的成熟。在走滑拉分作用下常产生负花状构造,以正断层为主。

拉分盆地如能被拗陷盆地埋藏,则可为油气提供有利的保存条件。走滑拉分作用也会造成一些不利因素,规模小和过于快速堆积的盆地可能造成不成熟、不连续、分选差的碎屑充填,致使生烃层薄,储层差。热流过高可能使烃演化过成熟。构造复杂会使圈闭小而不完整。有些拉分盆地寿命短,盆地反转,对成熟不利。因此,走滑拉分盆地的含油气潜能可能差别很大。1.转换拉张盆地(transtensionalba110走滑盆地分析剖析课件1112.转换挤压盆地(transpressionalbasin)

是在走滑构造带的局部挤压环境中形成的沉积盆地。在走滑断层的压紧弯曲处、右阶左行或左阶右行走滑断层带的岩桥区,由于走滑作用可以形成逆断层或断块隆升,走滑断层本身也多表现有逆断层分量,与岩桥区的逆断层一起使公共下降盘成为转换挤压盆地。走滑断层分支断层间也可以造成类似的局部挤压构造环境。走滑断层在聚敛走滑位移过程中也可以使一盘受挤压形成向斜或像压陷盆地一样发生挠曲变形,形成走滑挤压挠曲盆地。

转换挤压盆地多在走滑挤压主位移带或正花状构造隆起边缘发育,盆地形状窄而长。也可能在扭压作用下,产生向斜下弯。引起挤压挠曲的沉降与前陆盆地的机制相似,由逆冲断层的构造负荷作用所引起。快速沉积作用所形成的沉积负荷还可产生附加的沉降(图5-30)。2.转换挤压盆地(transpressionalba112走滑盆地分析剖析课件113

2.转换挤压盆地(transpressionalbasin)走滑挤压挠曲盆地可形成于深海、浅海和非海相等环境。在深海环境下,走滑挤压盆地常沿转换断层发育,大都为深海和半深海泥岩夹近源滑积物、岩屑流、火山碎屑岩等。靠近较大陆块的深海走滑挤压盆地内可能沉积厚浊积岩。在非海相环境中,最常见的是冲积扇、扇三角洲、冲积三角洲、湖相和浊积相等。大多数沉积物来源于相邻的走滑挤压隆起块体,但来源于更远处的沉积也有可能。单个盆地为多物源沉积,沉积搬运方向以轴向为主。走滑挤压盆地地壳相对增厚,火山活动不及拉分盆地,但走滑挤压隆起区可能发育岩浆侵入活动。通常,不具有高热流和高地温梯度。在走滑挤压作用下,常形成正花状构造,以逆断层为主。此外,沿着走滑挤压主位移带常形成雁列褶皱。

2.转换挤压盆地(transpressionalba114二、走滑盆地的演化Mann等(1983)提出走滑断弯盆地的演化可分5个阶段(图5-31):①在初始的主断层松开弯曲处发生伸展断层作用。②纺锤形盆地核形成,并常被斜滑断层所分开。③进一步拉伸,产生缓“S”形或缓“Z”形盆地。④发展为菱形盆地,常有两个或更多的似圆形深盆。⑤连续地拉伸,在被转换断层错开的扩张中心处形成狭长的洋壳。

从第三阶段开始,玄武质火山作用和侵入作用可能变得重要。许多走滑拉分盆地未能达到最后阶段,而是在长/宽比达到3:l后终止。二、走滑盆地的演化115

二、走滑盆地的演化

拉分盆地有一个发生、发展到消亡的过程。随着走滑作用的进行,单个小的拉分盆地被不断加长,多个小型拉分盆地彼此联合、串通,逐渐发展为一个复合拉分盆地(图5-32)。大型拉分盆地中可包括一些小拉分盆地和隆起(图5-33)。

二、走滑盆地的演化116走滑盆地分析剖析课件117

二、走滑盆地的演化

Dooley等(1997)用沙箱模拟实验再现了拉分盆地的演化过程(图5-34)。

根据盆地的演化的型式可将拉分盆地分为两种类型:①对称式发展的走滑拉分盆地,以萨尔顿盆地为代表(图5-35)。②不对称式发展的走滑拉分盆地,以死海盆地和和泉盆地为代表(图5-36)。二、走滑盆地的演化118走滑盆地分析剖析课件119走滑盆地分析剖析课件120

三、走滑拉分盆地的实例

1.加利福尼亚陆上及近岸的走滑拉分盆地

在北美科迪勒拉褶皱系西部发育着晚期巨型剪切系,这些复杂的剪切系形成了许多小型沉积盆地(图5-37)。大约在29~25Ma前,太平洋板块和北美板块直接接触,导致了圣安得列斯右行走滑断层带的形成,这一剪切带将北美和太平洋分开。这个脊-沟碰撞使得加州新第三纪盆地形成,海侵自早中新世开始,中中新世达到高峰,沉积了深水芒特利组,其中有生油层.圣安得列斯断层南段自15~10Ma以来已有300km的右行滑移。三、走滑拉分盆地的实例121走滑盆地分析剖析课件122

1.加利福尼亚陆上及近岸的走滑拉分盆地

加利福尼亚陆上发育着拉伸量较小的拉分盆地,以脊盆地(ridgebasin)或译为里奇盆地最为著名。该盆地在圣安得列斯弯曲处形成,故认为是断弯盆地的典型代表。它是位于圣安得列斯断裂和圣加布利尔断层间的豆荚断块。块体北部处于释压弯曲处,处于张扭性环境,形成拉分盆地(图5-38),而在其西南部处于压扭环境,形成隆起,向盆地供应沉积物。1.加利福尼亚陆上及近岸的走滑拉分盆地123

1.加利福尼亚陆上及近岸的走滑拉分盆地

在加利福尼亚湾,伴随转换断层作用而产生走滑拉分盆地,那里已有洋壳或准洋壳形成。盆地呈对称式发展(图5-39)。

1.加利福尼亚陆上及近岸的走滑拉分盆地124

1.加利福尼亚陆上及近岸的走滑拉分盆地加利福尼亚大陆边陲分支断层和雁列断层造成盆地和隆起相间排列,岸外盆地缺乏物源,为非补偿盆地(图5-40)。1.加利福尼亚陆上及近岸的走滑拉分盆地125

2.日本和泉盆地

日本和泉盆地是沿中央构造线(简称MTL)分布的白垩纪走滑拉分盆地(图5-41)。中央构造线是与弧-沟系有联系的走滑断层,它是划分西南日本内带和外带的界线,由九州向东延伸过1000km。依地质特征及位移史

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THE END
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