正构造反转的地震特征及其鉴别

正反转构造(positive inverted structures)是一种特殊的变形方式。过去很多地质工作者描述过这种构造,特别是对西北欧地区和几个东南亚盆地。这些地区,正构造反转造成了一些重要的油气圈闭。南苏门答腊Rambutan油田是一个典型的正反转构造,这种正向的构造反转,在浅部形成一个复背斜,并使下伏地堑一部分受到抬升。这些构成地堑的断层在深部保持正断层性质,但在浅部则变为逆断层。这种断层性质随深度而发生变化似乎是走向滑动造成的。但是对于那些剖面上呈铲形的断层组以及附近呈断块状走向延伸的断层来说,断层性质的变化是倾向滑动造成的。在反射层对比关系不明确的部位,或者在深部得不到反射的部位,这种正反转构造也可能与收缩断块、滑脱正断层组以及某些负反转构造(negative inverted structures)相混淆。最近,Eubank和Makki(1981)等根据地震反射剖面阐述了这种构造反转。可是这种构造可以由几种不同的变形方式形成,因此,还需要有一个准则来鉴别构造样式形成中的不同的构造作用。本文首先讨论正反转构造的构造背景,然后描述剖面上观察到的构造特征,并分析其形成机制,最后,总结该构造与其它构造样式的识别准则。     

大采深地质构造复杂矿井应力集中模拟预测研究

断层与褶皱在煤岩体中广泛分布,构成了煤层开采过程中失稳的主要因素,是煤层中地应力集中的地方,煤矿灾害的多发区域,是煤矿开采等地下工程围岩变形与破坏的重要原因。随着煤矿开采深度的不断增加,加之断层褶曲构造,地应力越来越大,井下应力环境发生了很大变化,导致巷道大变形、冲击地压、煤与瓦斯突出及突水等灾害越来越严重。因此,对大安山煤矿+400m水平的断层、褶皱地质构造应力场进行数值模拟研究,充分了解应力场分布特征、煤岩体性质与结构特征,进行合理的、切合实际的围岩稳定性、围岩变形与破坏分析,为合理的支护设计与灾害防治,特别是冲击地压的防预提供了有力的依据。模拟显示:(1)主应力方向在断层附近有明显扰动;(2)远离断层端部区域煤岩体最大水平主应力一般水平,断层端部的局部区域出现应力集中;(3)向斜最大主应力在褶皱轴处最大,向两翼逐渐变小;(4)背斜最大主应力从褶皱轴部向两翼逐渐增大,轴部值达到最小。与工程实际有很好的吻合。     

前陆褶皱造山带箱状褶皱变形特征:基于砂箱构造物理模拟研究

箱状褶皱是侏罗山式褶皱一种典型的组合样式,广泛发育于褶皱造山带的前陆中,其特征为顶平箱状产出,常以伴生形式与其他褶皱组合。传统观点认为,侏罗山式褶皱是刚性岩体之上有一层软弱岩层,在软弱层之上的岩层发生"台布式"滑脱而形成隔挡式、隔槽式褶皱。文章通过砂箱构造物理模拟试验方法,模拟前陆褶皱造山带挤压变形过程得出,地表浅层,岩性相同(或地层能干性差异小)地层中也可形成箱状褶皱样式。     

变质核杂岩中大规模低角度正断层作用的古地磁证据

对于沿低角度主剥离断层(正断层)是否出现大规模伸展变形还普遍存在争论.西部盆岭区出现的大量的新生代伸展变形以及与其有关的主剥离断层被普遍描述为沿地壳穹窿(即变质核杂岩)分布的近水平构造(MCCs).一类模式认为,MCCs代表由倾斜到近水平产状的原始高角度正断层圈定的地壳尺度的断块.较多的动力学模式指出,初始近水平断层由于均衡补偿而导致弯曲,到活动期的高角度正断层,最后转为近水平构造;这些模式均要求,MCCs主剥离层及其下盘具30°～60°的倾斜.我们认为,变质核杂岩剥离断层初始为近水平或低角度构造.我们利用南山未变形部分和南部盆岭区的标准新生代变质核杂岩(MCC)的古地磁资料对这些模式进行检验.对比均分时间间隔内古地磁场方向未能获得下盘倾斜的证据.因此,我们推断南山主剥离断层是以10°倾角的低角度伸展构造活动的.     

三李煤矿二1煤层底板形态与断裂构造特征

采用三维地震勘探技术方法,经过勘探设计、野外采集、资料解释等工作,得出三李煤矿二1煤层的底板形态总体上为一走向近NW,倾向NE的单斜构造,倾角10°～16°,浅部陡,深部相对较缓;以DF,断层为界西部较陡,东部较缓。所解释的断层均为正断层,大于100m的断层1条,即三李断层;落差小于100m、大于30m的1条,即DF5;落差小于30m（包括30m）、大于10m的2条,即DF3、DF6;落差小于10m（包括10m）、大于5m（包括5m）N2条,即DF1、DF2;其余为落差小于5m的断层5条,即DF4、DF7、DF8、DF9、DF10。     

拆离断层系统和核杂岩的模拟模式

伸展的脆-韧性地壳内的拆离断层系统的模拟实验表明,韧性层内穹状核杂岩的抬升,要求剪切必须位于一个侧向不均匀的韧性层内的柔软内核之上。盖在韧性硅酮上的侧向均匀砂层模型的重力扩展,形成了掀斜断块的均匀变形。我们的模式系统再现了在自然界观察到的拆离断层的经典特征。伸展系统主要由一个凸面向上的主拆离断层和至少一个犁式调节断层组成,在核杂岩上升期间,该犁式断层促使下盘连续变陡。所有断层在初始都是高角度正断层,在伸展作用期间旋转而成为低角度断层。     

变形对变质作用压力-温度轨迹的影响

受褶皱和逆冲断层控制的构造地体中,压力-温度轨迹在单个变质带内是复杂且多变的.压力-温度轨迹复杂性和变化性的原因有褶皱和断层引起的热对流、变形过程中及变形后的热传导及褶皱和断层体内的相对短时间的热衰减.褶铍地体中,从背斜和相邻的向斜之间能观察到明显不同的压力-温度轨迹.在背斜中观察到的是冷却轨迹,而在向斜中观察到的是加热轨迹.这些不同的压力-温度轨迹是变形过程中等温的褶皱作用、紧随着变形之后的等温应力松弛作用的结果.在多期变形的褶皱地体中,由于褶皱过程的反复作用和每个褶皱事件的等温应力松弛,非共轴褶皱造成了一个变质带中短距离范围内(小于15公里)具有复杂的压力-温度轨迹.在由逆冲断层控制的构造地体中,因为变形过程中热是从较热的仰冲地块向较冷的下伏地块运移,使主要推覆体之间有不同的压力-温度轨迹.这样,变形过程中热传导使上覆地块变冷而使下伏地块变热.在发育有多期推覆体的地体中,压力-温度轨迹是复杂的,并与逆冲断层发育的相对定时性及热从一个推覆体运移到下一个推覆体的速率有非常密切的关系.这里所讨论的在褶皱和逆冲断层地体中所观察到的压力-温度轨迹所持续的时间相对较短,其间隔为10~5或10~6年.因为矿物的平衡与小尺度的热扰动相对应,而变质带中在短距离内压力-温度有较宽的变化.所以,在把压力-温度轨迹用于重建构造历史之前,必须完成构造和岩石的调查工作.     

北智利弧前构造与新生代板块运动学

智利北部大陆弧前区遭受了同时性的伸展和挤压作用。本文介绍了穿过弧前区建立的横剖面,这些剖面揭示,自最初的缩短作用以来,在两个构造性质不同的地区发生弧前的变形作用。这两个地区即内弧前和外弧前地区由应变不连续的阿塔卡马断层系和构造上处于中性的中央坳陷所分开。外弧前带,即海岸科迪勒拉山,表现为伸展构造,保存有大的(高达300m)正断层崖。这些断层切割了曾使海岸侏罗系岩石升至其区域高程之上的早期逆冲断层。在萨拉尔格兰德,这些正断层重新活动,使第四纪盐沉积变位。这种基底断层的重新活动,可能起因于具有异常厚度的大洋地壳的俯冲作用,导致外弧前带中产生重力均衡的不平衡。在内弧前带,从穿过Medio山和Domeyko科迪勒拉山的横剖面上可以看到,前科迪勒拉山的构造可以用厚皮逆冲断层系进行最好地说明,局部发育受蒸发岩滑脱层控制的薄皮构造。现今弧前区的变形特征说明俯冲带几何学与弧前区构造之间具有很强的相关关系。新生代构造作用的时间也与已建立的板块运动参量很好地配套,而且,整个新生代时期弧前区的应力状态在空间上和时间上的变化,显示出与俯冲的纳兹卡板块的运动学和形态有着紧密联系。     

康北煤田地质特征及找煤研究

用现代沉积学理论及综合勘探方法对康北地区地层、构造、古生物化石和煤系分布规律等进行了综合分析研究,确定了该区为滨浅湖沉积类型．分析了该区沉积环境的演化过程提出康北地区内的其它隆起地区以及凹陷的边缘地区也具备类似的沉积环境,这些区域均可能有煤系的赋存。此外,在本区北侧经勘察已发现煤层和丰富的油气资源;西南侧受同沉积断层的影响,煤层位于正断层的上盘,煤层应较厚,但埋藏较深。     

石炭井焦煤公司2874工作面机巷过断层期间加固方案研究

石炭井焦煤公司在2874工作面机巷掘进时揭露DF5断层,该断层从上组煤一直发育到下组煤,断层落差18m,受DF5正断层及其派生构造影响,2874工作面机巷围岩极为破碎,围岩整体的抗拉、抗压强度极弱,而且由于受到DF5断层形成的构造高构造应力影响,巷道内围岩变形强烈,巷道底鼓两帮内缩变形严重,经常发生顶部锚索被剪应力剪短,如不采取新的有效支护技术措施,围岩塑性破裂区还会在构造应力的严重影响下,继续剪切扩容,严重影响工作面掘进及安全生产。     

瑞士赫尔维特褶皱-逆冲断带发育中剪切的作用

阿尔卑斯赫尔维特推覆休的几何特征表明,强烈的内部变形主要是在推覆体运移过程中由简单剪切引起的。推覆体以软弱层为界,并且在构這运移方向上切过强硬层向上举移,地层的层理与推覆体界面斜交。冲断面继发育在下伏的前三叠纪的片麻岩基底中的韧性剪切帶而形成。随着变形增大,较宽的剪切带向下变窄形成强烈剪切带,并最终成为冲断层。顺着与剪切面针交的强层的压缩产生了纵弯褶坡。这些褶皱的几何形态由于受进一步的剪切而被改造,如当它们的正常翼位在简单剪切应变椭圆的伸张区内时导致了正断层。     

亚利桑那州Picaho变质核杂岩中与第三纪糜稜岩化作用和滑脱断裂作用有关的流体运动——以~(18)O/~(16)O同位素为据

在亚利桑那州南部Picaho变质核杂岩内的第三纪地壳滑脱断层的构造剖面上,展示了三个构造层.自下而上分为未遭受变形的花岗岩基底、糜稜岩化层和角砾状、热液蚀变层.底部滑脱断层构成了下层的顶面,并伴有糜稜岩和绿泥石角砾岩;其上为蚀变程度不均的碎裂花岗岩中层,中层的顶部为上滑脱断层,其面上叠加了中新世外来的强烈氧化及钾化的火山岩.在这个过程中,δ~(18)O增加了10‰.,温度下降了400℃.下层未变形的Oracle花岗岩(δ~(18)O≈7.8)保留了似岩浆岩的矿物分馏特征,但在环境温度约为520℃,δ~(18)O_(H2O)≈4‰的水与岩石低比率占主导的情况下,这种分馏在温度下降300℃,以及在水与岩石高比率的条件下,δ~(18)O_(H2O)=3‰±1‰的流体渗入时,绿泥石化角砾岩记录了全岩变化值为+8‰.在强烈氧化和钾交代的上层火山岩温度下降到150℃时,上滑脱断层为一明显的同位素不连续面.下部的两个层和上层的蚀变作用分别与两个不同的流体层有关.在构造剖面上自下而上地记录了温度从高到低、水与岩石的比率从低到高、并以塑性蠕变到脆性破裂的变化规律,以及展示了深部"交换"流体与浅部表层氧化含水层之间的界面.     

加利福尼亚San Joaquin谷南东Lost Hills的生长断层-板曲褶皱

同沉积变形造成了加利福尼亚San Joaquin谷西侧复杂的构造和地层关系。对Lost Hills背斜这一实例的研究说明一个简单的构造作用,即断弯褶皱作用为何引起了复杂的生长地层。Lost Hills背斜是一个在Lost Hills逆冲断层上一个断阶引起的断-弯褶皱。该逆冲断层从第三纪底面的下滑脱面沿北东27°方向爬升到Reef Ridge组中上滑脱面。下和上沿脱面分别位于6km和4km处。下滑脱面的位移约6.5km,断弯褶皱作用缩减了2km,余下的4.5km向北东方向延伸到San Joaquin谷之下。褶皱前翼和后翼的倾角分别为42°和2°,与断-弯褶皱理论相符。     

根据岩浆弧内各种作用速率推断深成岩体侵位和围岩变形的时限和性质

岩浆弧建造和大多数深成岩体侵位主要发生在构造活动区.因此,要想了解岩浆弧及相伴的深成岩体-围岩系统的发展演化历史,关键是估算构造和岩浆作用速率.对地壳浅部到中等深度岩浆弧的各种作用持续时间和平均速率的最佳估算结果如下:(1)岩浆晶体生长速率为10~(-4)cm/a;(2)变质变斑晶的生长速率在10~(-5)～10~(-2)cm/a之间;(3)岩浆长期补给率10~(-1)km~3/a,短期补给率350km~3/a;(4)铁镁质深成岩体底辟上升速率1～3m/a;(5)深成岩体冷却到围岩的温度需10~5～10~6a;(6)深成岩体在短期内最终结晶需要完全冷却;(7)断层位移速率3cm/a;(8)在断裂带内产生劈理需小于10~6a的时间、10~(-13)s~(-1)或更高的应变速率;(9)产生区域劈理需要10~6a、10~(-14)s~(-1)的应变速率.从这些速率看出,出现在岩浆弧内的各种作用进行的相对较快:深成岩体侵位、劈理发育等仅用了几万年到几百万年的时间.然而,地壳浅部深成岩体的上升和结晶速率一般小于断裂大位移或普遍发育劈理所需的速率.在地壳深部或在经历了快速应变的带内,各种作用的时间间隔相接近.因此,侵位于经历过快速应变的地区或较深地壳层次的深成岩体与侵位于地壳浅层次或经历过缓慢应变地区的深成岩体相比,虽然在其它方面具有类似的特征,但构造型式则完全不同.对比这些资料发现,如果不考虑快速应变率或复杂变形机制,围岩交形速率是深成岩体侵位期间其它构造作用速率的控制因素.我们赞同岩浆在10~5～10~6a内缓慢迁移的侵位机制,但需要进一步考虑.最后,我们证明了深成岩体-围岩系的构造和其它特征与包含的各种作用速率有关,而这些速率对我们和他人共同提出的定时性准则影响很小或不影响.     

十矿构造发育特征及其影响

十矿区内构造较发育,以断裂构造为主,褶皱为辅，其中北西西向高角度正断层为主导构造，对煤田构造起控制作用，李口向斜是煤田的主体构造。构造对煤层、矿井涌（突）水及瓦斯赋存等有不同程度的影响,因此对区内构造进行详细的分析和研究具有重大的现实意义。     

薄皮构造带的应变和构成史——穿过苏格兰西北部阿辛特区的莫因逆冲断层带上的几个实例

穿过阿辛特区的莫因逆冲断层带是个向前陆扩展的薄皮逆冲断层带的典型实例,对于研究与逆冲断层有关的褶皱、变形作用产生的结构和应变,以及研究复杂的增量应变的历史是理想的实例。离散的运动方向、斜向褶皱、双重构造(duplex)带和垂直于主要运动方向的拉伸应变等,全都可以用逆冲断层的扩展来解释,扩展结果引起了斜断坡至断坡的发育。大多数逆冲断层都沿运动方向从基底往上切断盖层,但是还有逆冲席体的局部的拉伸性塑流与变薄。在阿辛特北部,此逆冲断层带包括有一条宽阔的、直立的左旋剪切带,这个剪切带范围内前逆冲断层、后逆冲断层以及伴生的褶皱、劈理等都与总的运动方向斜交。本文提出,在该剪切带以北,那些逆冲断层都运动得更远,很可能是盖在较厚层的下面,而在此剪切带以南。则运动是更加断断续续的,很可能是盖在较薄盖层的下面。这种变化很可能归因于逆冲断层的几何特征。在莫因逆冲断层带以东的莫因系地层里的改变,导致了整个莫因逆冲断层线上重力位能的变化。     

日本列岛弧形弯曲的原因——新第三纪日本海张开引起的弯滑褶皱作用

日本前中新世的构造走向,在九洲岛和中日本是弯曲的.陆上地质构造,诸如同变质期侏罗系线理走向,纽康姆阶(K_1)盆地的走向和晚白垩纪走滑断层的方向因日本海中新世的张开而弯曲.日本中部弯曲的加强可能是因为上新世一第四纪日本与Izu中脊的碰撞,故提出一种日本裂开前的再造.九州岛和中日本的弯曲构造和新第三纪断裂运动均可用大规模弯滑褶皱的二维样式解释.     

挪威西部Sunnfjord Staveneset地区加里东期挤压构造和造山晚期伸展构造

研究区位于挪威西部,是Kvamshesten伸展剥离断层带(KDZ)上盘的一部分。KDZ下盘为含榴辉岩的下地壳岩石,上盘是一套前寒武纪基底-盖层对组合。盖层由志留纪大陆边缘沉积物,一套志留纪仰冲混杂岩和一套晚奥陶世蛇绿岩以及泥盆纪Kvamshesten盆地沉积物组成。盆地沉积岩系与前泥盆纪岩石为不整合沉积接触关系。蛇绿岩仰冲和加里东期Scandian造山运动发育一套绿片岩相条件下的倒向SE的挤压构造。随着造山垮塌的开始,中上地壳形成了伸展剪切带,使挤压剪切带与组构重新活化,继承性组构的运动方向逆转,从上盘向SE运动转为向NW向运动,区域伸展构造叠加在挤压构造之上。Staveneset地区造山垮塌早期阶段的主要构造特征是,不对称向西倾倒褶皱使主期挤压叶理发生反向褶皱作用,和混杂岩带中沿软弱岩层的NW和W向剪切和半韧性断裂。挤压组构与最早伸展组构之间不存在变质间断,然而,伸展构造发育在脆性逐渐增强的条件下。泥盆系沉积在Kvamshesten剥离断层上盘的一套岩石之上,该剥离断层在晚志留世—早泥盆世时就已经历了显著的伸展变形和构造剥露。直到现在,在讨论泥盆系盆地形成的构造控制作用时,大多忽略了西挪威伸展剥离断层上盘伸展变形的作用。     

神木北地区上古生界断裂构造分析及其影响

神木北地区位于鄂尔多斯盆地的东北部,富集油气资源,其在上古生界太原组、山西组和石盒子组上发育小型正断层、逆断层、个别切割能力较强的走滑断层及高角度裂缝,由构造作用产生的断层、裂缝及后期由烃源岩内部异常高压使泥岩破裂所形成的裂缝都影响油气运移和油气田分布。该文利用地震资料、钻井资料、测井资料和成像资料结合人工地震合成记录标定法、野外露头调查法等对地震资料处理、解释和结合野外露头调查法、岩心观察法,镜下薄片鉴定法和成像测井方法等识别裂缝构造、发育类型和发育基本规律,上述方法对神木北地区的油气资源勘探,具有重要的研究意义和具体的应用价值。     

浅析沿河-坪坝地区地质构造特征——以岔溪口-张家湾剖面为例

沿河-坪坝地区位于重庆城口县与四川万源县的交界处。通过地质资料查阅及野外实地调查,在说明该地区区域构造位置、出露地层特征的基础上,对岔溪口-张家湾剖面的主干构造特征作详细说明。研究表明:沿河-坪坝地区构造上位于南大巴山弧形构造带上,该区形成了一系列北西-南东走向的线状紧闭褶皱和纵向逆断层,褶皱两翼倾角较陡且局部发生倒转;张家湾逆冲断层规模巨大,其上盘南华系代安河组板岩上升至地表与二叠纪地层接触,张家湾背斜和岔溪口向斜向南东方向延伸与其相交,夹角分别为6°和9°,岔溪口向斜核部被断层错断,断距约270米。