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构造地质学研究进展 学院：沉积院 专业：沉积学 导师： 学号：2014010137 姓名： 断层相关褶皱理论与应用研究新进展 一 断层相关褶皱基本理论 自从Rich（1934）研究阿巴拉契亚前陆冲断褶皱带以来，在70多年的时问里，人们对冲断推覆构造及断层相关褶皱进行了大量的理论研究与实践，发现地壳浅部的褶皱变形与下伏断层的滑移有关。Suppe（1983）发表的《断层转折褶皱的几何学与运动学》一文，详细地阐述了断层转折褶皱的几何学特征，提出了上盘褶皱与下伏相关断层滑移之问的定量关系，为前陆冲断褶皱带的几何学与运动学分析奠定了基础。随后断层相关褶皱理论被广泛应用在前陆褶皱冲断带构造研究中。经过多年的努力，人们相继总结了断层转折褶皱、断层传播褶皱和滑脱褶皱的构造模型和成因机制，为定量化分析和研究前陆褶皱冲断带构造几何学和运动学提供了理论依据（Suppe和Medwedeff，1990；Jamison，1987；Shaw等，2005）。 随着前陆盆地沉降，造山带冲断构造向前陆盆地推进，使前陆盆地沉积地层发生变形，形成各种褶皱与冲断样式，而且可以观察到褶皱与冲断层之问的连锁关系，如双层构造、叠瓦构造和三角带等。这种关系在断坪或断坡情况都可发育。在前陆褶皱冲断带中，褶皱与断层作用是密切相关的，是脆性与韧性变形作用的综合表现形式（Strayer和Hudleston，1997）。 断层 岩层受地应力作用后发生破裂，在力的继续作用下沿破裂面两侧岩块发生显著相对位移的断裂构造，称为断层。断层的规模大小不一，其形态和类型繁多，分布广泛，是地壳中最重要的构造之一。大型断层常构成一个地区的构造格架，不仅控制区域地质的结构和演化，而且影响区域成矿作用和煤田的分布；一些中小型断层直接决定矿床和矿体的形态和产状，对石油、天然气、地下水的分布、运移、储聚也有重要影响。现代活动性断层则直接影响水文工程建筑，甚至引发地震。因此，研究断层具有重要的理论意义和实践意义。 褶皱 褶皱是指岩石受力发生的弯曲变形，它是由岩石中各种原来近于平直的面变成了曲面而表现出来的，形成褶皱的变形面绝大多数是沉积岩的层面，而变质岩的劈理、片理或片麻理以及岩浆岩的原生流面、岩层和岩体中的节理面、断层面或不整合面，受力后也可变形而形成褶皱面。因此，褶皱是地壳中一种最常见的、最基本的地质构造。褶皱形象地反映地壳中岩石发生了连续塑性变形。褶皱的形态千姿百态，复杂多样。褶皱的规模差别极大，从卫星照片上巨大的褶皱系和 构造盆地到出现在个别露头上或手标本上的褶皱，以至显微镜下的微型褶皱。研究褶皱的形态、产状、分布和组合特点及其形成方式和时代，对于揭示一个地区的地质构造的形成规律和发展史具有重要意义。许多矿产在成因、矿体产状和空间分布上都与褶皱有密切关系。褶皱构造还程度不同地影响水文地质和工程地质条件。因此，研究褶皱具有重要的理论意义和实际意义。 断层相关褶皱 在自然界野外露头上常常看到断层和褶皱相伴而生。我们知道，断层属脆性破裂，而褶皱属于塑性变形，这种脆性和韧性构造在空间并存的现象看起来有些矛盾。岩石怎么能脆性破裂的同时发生韧性形变呢？关于断层和褶皱空间并存的一种解释是，构造是在不同的时期，在不同的压力和温度下形成的。比如说野外露头看到的褶皱形成于5亿年前地壳15公里深的地下，后来包含褶皱的岩体由于地壳运动隆升剥蚀至浅表，再遭受到另一次构造运动而形成断层。很明显，在这个例子中断层切割了早期形成的褶皱，而与褶皱没有几何关系。但是在自然界中有很多例子表明断层和褶皱是存在空间几何关系的，这两种构造的形成是相互关联的。我们把这种形成机制与断层活动有生成联系的褶皱称为断层相关褶皱。 断层相关褶皱理论是20世纪80年代以来构造地质学取得的最重要的进展之一。普林斯顿大学Suppe教授是这一理论的奠基人。1934年，Rich在研究阿巴拉契亚山低角度逆掩断层时提出的断层转折褶皱的概念，半个世纪以后，Suppe（1983）将其定量化，建立了断层形态与褶皱之间的几何关系，以及断层滑动与褶皱发育的运动学模型。这种定量关系成为前陆褶皱-冲断带构造解释以及正演与反演模拟技术中平衡剖面方法的重要基础。 根据断层性质可以将断层相关褶皱分为与逆断层相关的断层相关褶皱和与正断层相关的断层相关褶皱。自然界中，断层相关褶皱按形成机制主要可以分为三种类型：断层转折褶皱、断层传播褶皱和断层滑脱褶皱。对这三种褶皱类型都已经建立了较为成熟的几何与运动学模型。 一. 与逆（冲）断层相关的褶皱 在前陆地区，褶皱和逆（冲）断层常常紧密伴生，关于褶皱和逆（冲）断层的关系即褶皱作用和冲断作用何者居于主导地位，地学界有两种观点。第一种观点认为在褶皱和逆冲断层的形成中，褶皱作用占主导地位，褶皱变形由弱变强直至形成断裂，如Hein（1921）