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当代构造地质学进展与前沿(研究生课程)(罗金海)
当代构造地质学进展与前沿;罗金海;本多媒体主要为内部教学使用,其中使用了他人尚未出版的资料,不可出版和翻印。
如果出现任何违反知识产权事件,责任由非法使用者承担。;一、构造地质学的发展趋势
二、 断层相关褶皱理论
三、生长地层与构造变形速率
四、伸展断层相关褶皱
五、前陆基底卷入型构造
六、平衡地质剖面技术
以上是中-小尺度构造地质学的主要进展;一、当代构造地质学的主要发展趋势;一、当代构造地质学的主要发展趋势;断层相关褶皱理论是揭示褶皱与断层之间相互关系的理论,主要包括断层转折褶皱作用(fault-bend folding)、断层传播褶皱作用(fault-propagation folding)和滑脱褶皱作用(detachment folding)三种端元模型。;断层相关褶皱理论的三种端元模型;断层转折褶皱作用
上盘断块沿非平板状断面滑动时发生弯曲而形成褶皱的过程。
由于岩石的强度不允许上盘断块与断面之间存在较大的空洞,上盘在滑动时必与断面紧密接触,从而使上盘断块在断层转折处(断坡)上方发生扭曲变形而形成褶皱。
由这种方式形成的褶皱往往呈具平顶的宽缓褶皱。;一个简单断坡上断层转折褶皱的运动学演化
活动轴面:相对于下盘固定,上盘物质通过其向前陆方向运动
不活动轴面(固定轴面):相对于上盘固定,同上盘物质一起向前陆方向运动;一个简单断坡上断层转折褶皱的运动学演化
褶皱随着膝折带变宽而生长。;龙门山前茂县正河地区石炭系灰岩中的断层转折褶皱;由地震剖面揭示的断层转折褶皱;多转折断层转折褶皱模型(据Medwedeff等,1997);多转折断层转折褶皱:在断面发生多次转折的情况下,断面的每一次转折都会在上盘岩层中形成相应的褶皱构造,由不同断面转折端形成的褶皱构造必然会发生相互干扰,由此将导致褶皱形态复杂化。;在多转折断层转折褶皱作用(multi-bend folding)理论中,褶皱轴面数(m)与断面转折点数(n)之间具有如下关系(Medwedeff等,1997):
可见轴面数是断面转折次数的四次方函数,说明褶皱构造的总体形态将极大地受到断面转折次数的影响。;2. 断层传播褶皱作用
正在向上扩展的冲断层前端上方地层由于吸收了下伏冲断层的位移量而形成褶皱的过程。;稳定层厚断层传播褶皱作用(据Suppe,1983);简化的厚度不变模型(据Suppe,1983); 断层传播褶皱的形成过程
厚度不变模型;在厚度不变的情况下断层传播褶皱的形成过程
相同位移量不同断层转折角断层传播褶皱的形态对比
可见断面转折角度明显地影响着断层传播褶皱的形态;断层传播褶皱;突破断层对断层传播褶皱的改造
在断层传播褶皱形成之后,如果断层的位移量继续增加,则断层可能成为突破断层(breakthrough fault),对先期形成的断层传播褶皱进行改造。;经典的断层传播褶皱模型;突破断层沿背斜轴面突破;突破断层沿前翼高角度突破;突破断层沿向斜轴面突破; 美国Elk盆地中Greybull砂岩油藏剖面
具有突破构造的特点; 美国Elk盆地中的突破构造剖面;3. 滑脱褶皱作用
强硬岩层由于下伏塑性层中的断层滑动而形成褶皱的过程。;瑞士侏罗山经典的滑脱褶皱;塔里木盆地地震剖面揭示的滑脱褶皱;生长提离褶皱;秘鲁东部乌卡亚利盆地Cashiriari背斜和圣马丁背斜地震剖面
(据Shaw等,1999)
断层传播褶皱和断层转折褶皱;秘鲁东部乌卡亚利盆地Istmo背斜地震剖面
(据Shaw等,1999)
断层转折褶皱与反冲断层;4. 断层相关褶皱的组合型式;二、断层相关褶皱理论 4.断层相关褶皱的组合型式 (1)构造楔;二、断层相关褶皱理论 4.断层相关褶皱的组合型式 (1)构造楔;二、断层相关褶皱理论 4.断层相关褶皱的组合型式 (1)构造楔;二、断层相关褶皱理论 4.断层相关褶皱的组合型式 (2)干涉构造;二、断层相关褶皱理论 4.断层相关褶皱的组合型式 (2)干涉构造;二、断层相关褶皱理论 4.断层相关褶皱的组合型式 (2)干涉构造;二、断层相关褶皱理论 4.断层相关褶皱的组合型式 (2)双重构造;二、断层相关褶皱理论 4.断层相关褶皱的组合型式 (2)双重构造;二、断层相关褶皱理论 4.断层相关褶皱的组合型式 (2)双重构造;二、断层相关褶皱理论 4.断层相关褶皱的组合型式 (2)双重构造;生长地层是在冲断层活动的同时沉积的地层,又称同沉积地层。
由于褶皱的生长主要是通过膝折带(翼宽)迁移的方式生长的,褶皱的翼长将随着褶皱的生长而增加,同时翼倾角保持不变。
如果在褶皱生长期间有沉积作用发生,则在生长地层范围内,褶皱的翼长将向上减小(因为下部地层的增加幅度比上部地层的增加幅度大),因而形成一个三角形的生长地层区域,称为生长三角(g
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