当代构造地质学进展与前沿研究生课程

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1、当代构造地质学进展与前沿2004年10月罗金海E-mail:luojh@nwu.edu.cn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。作者声明一、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主要内容一、当代构造地质学的主要发展趋势从定性向定量有限应变测量、古地磁测量、古应力测量、生长地层测定、遥感遥测、卫星定位、重磁

2、测量、地震测量、层析成像技术和超深钻技术，等2.研究范围从岩石圈上部向岩石圈下部、地幔，甚至地核扩展一、当代构造地质学的主要发展趋势从宏观到微观从微观尺度考察地质构造的运动学4.新构造运动与全球环境变化地质灾害（地震、地裂缝、地面沉降、滑坡）与工程地质等；青藏高原的隆升与全球环境、气候变化，等5.盆地与造山带耦合动力学研究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-bendfolding)、断层传播褶皱作用（fault-propagationfolding）和滑脱褶皱作用

3、（detachmentfolding）三种端元模型。二、断层相关褶皱理论断层相关褶皱理论的三种端元模型二、断层相关褶皱理论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。二、断层相关褶皱理论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

4、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二、断层相关褶皱理论1.断层转折褶皱作用由地震剖面揭示的断层转折褶皱二、断层相关褶皱理论1.断层转折褶皱作用多转折断层转折褶皱模型（据Medwedeff等，1997）二、断层相关褶皱理论1.断层转折褶皱作用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

5、态复杂化。二、断层相关褶皱理论1.断层转折褶皱作用在多转折断层转折褶皱作用（multi-bendfolding）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。二、断层相关褶皱理论1.断层转折褶皱作用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。二、断层相关褶皱理论稳定层厚断层传播褶皱作用（据Suppe，1983）二、断层相关褶

6、皱理论2.断层传播褶皱作用简化的厚度不变模型（据Suppe，1983）二、断层相关褶皱理论2.断层传播褶皱作用断层传播褶皱的形成过程厚度不变模型二、断层相关褶皱理论2.断层传播褶皱作用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二、断层相关褶皱理论2.断层传播褶皱作用断层传播褶皱二、断层相关褶皱理论2.断层传播褶皱作用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（breakt

7、hroughfault），对先期形成的断层传播褶皱进行改造。二、断层相关褶皱理论2.断层传播褶皱作用经典的断层传播褶皱模型二、断层相关褶皱理论2.断层传播褶皱作用突破断层沿背斜轴面突破二、断层相关褶皱理论2.断层传播褶皱作用—突破断层突破断层沿前翼高角度突破二、断层相关褶皱理论2.断层传播褶皱作用—突破断层突破断层沿向斜轴面突破二、断层相关褶皱理论2.断层传播褶皱作用—突破断层美国Elk盆地中Greybull砂岩油藏剖面具有突破构造的特点二、断层相关褶皱理论2.断层传播褶皱作用—突破断层美国Elk盆地中的突破构造剖面

8、二、断层相关褶皱理论2.断层传播褶皱作用—突破断层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。二、断层相关褶皱理论瑞士侏罗山经典的滑脱褶皱二、断层相关褶皱理论3.滑脱褶皱作用塔里木盆地地震剖面揭示的滑脱褶皱二、断层相关褶皱理论3.滑脱褶皱作用生长提离褶皱二、断层相关褶皱理论3.滑脱褶皱作用秘鲁东部乌卡亚利盆地Cashir