构造样式与运动学分析.docx
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构造样式与运动学分析
第三章构造样式与运动学分析
第一节基干剖面变形特征
研究区的构造特征比较复杂,构造线的展布方向也不尽相同,且在不同地区的构造变形样式也不同。
因此我们选择了能集中反映本区构造特点的几条路线来测制地质构造大剖面(图1-1),以达到基本控制全区构造格架的目的。
一、南丹-天峨地质构造剖面
该剖面长约110km,其中穿越的主要构造为南丹-都安断裂带、南丹-罗富断褶带、天峨箱状褶断区等,从该剖面上不同地段所表现出的构造变形样式的不同,自东向西可大致分为三段(图3-1)。
(一)南丹-罗富断褶带
图3-2S141、S142处褶皱构造素描图
在该段可分为南丹断裂带、南丹倒转背斜、火幕村向斜和罗富背斜三个大的构造单元。
其中南丹背斜核部及东翼因南丹断裂通过,导致了其不完整性,并且在剖面上出露的西翼地层全部倒转、直立,构造变形较强。
由于所处断裂带边缘沉降量最大,接受深水盆地相沉积,所见泥盆纪地层中深灰-黑色泥岩较多。
核部出露最老地层为中泥盆统东岗岭组和上泥盆统地层,完整的西翼地层从石炭到早三叠世,并全部倒转,倒转产状一般在60-80°左右,以沉积碳酸盐岩和砂、泥岩为特征,显示出其沉积环境相对较深;向西为火幕村向斜,核部由三叠系地层组成,出露少许晚三叠统地层,岩性为灰、青灰色细砂岩、粉砂岩、页岩和泥岩,表现为中等褶皱,变形程度较南丹背斜变形程度要弱一些。
可能当时处于斜坡带,在与南丹背斜的共同倒转翼底部可能存在次一级的逆冲断层,使其地势较东侧相比略有抬升;再向西为罗富宽缓背斜段,核部出露中泥盆统纳标、罗富组地层,岩性为一套泥岩、砂岩、砂质泥岩等深水相碎屑岩沉积,该背斜两翼倾角大都在30°以下。
在该段上,所出露岩性均为深水相沉积,尤以罗富一带的纳标、罗富组地层和其东侧的晚二叠世(岩性为燧石灰岩、硅质岩夹砂岩、页岩及煤层)地层为典型,构造变形较强,靠近南丹断裂带上变形最强,向西变形逐渐减弱。
其西侧为两个复向斜和一个复背斜构造,褶皱基本对称,倾角以50-60°为主,变形较强。
其中中间的复背斜核部由晚石炭世的灰岩、白云岩等碳酸盐岩所组成,两翼由二叠系和三叠系地层组成,两侧的复向斜核部则由中三叠统的碎屑岩类组成。
由于处于台地边缘,所以整体上该段构造变形仍较强烈。
在点S141、S142之间的石炭系地层黄龙组和马平组灰岩、白云岩,含燧石灰岩的台地相地层中褶皱构造强烈,表现为倒转背斜、尖棱-圆滑褶皱构造,且有断层发育(图3-2)。
显然此处为次一级台地的边缘,受后期挤压反转构造影响而变形强烈。
(二)天峨凸起弱变形段
其宽度约13km,走向南北,出露石炭系和二叠系碳酸盐岩类,属台地型碳酸盐岩沉积类型。
构成一箱状背斜,核部由早石炭世地层组成,岩层产状平缓,倾角在7-21°之间,翼部则由晚石炭世和二叠系地层组成,倾角变陡,从35-80°不等。
背斜两侧均遭断裂破坏。
东侧与南丹-罗富段之间由天峨断层分隔,该断层表现为逆断层性质(图3-3),但从两侧沉积的地层岩性特征来看,东侧为深水相碎屑岩、硅质岩等沉积,而断裂西侧则沉积浅水相的碳酸盐岩沉积,故推测该断裂在早期为丘台边缘断裂,为正断层性质,后期遭受挤压而成逆断层特征。
箱状背斜的西侧边界为一正断层,也为丘台边缘断裂性质,使其断裂西侧沉积碎屑岩、硅质岩等深水-半深水的沉积。
丘台上变形程度很弱,丘台边缘处变形变强。
图3-3天峨县城处断裂素描图
(三)向阳凹陷中等变形段
麻村-井亭中等圆滑褶皱亚段:
该段主要由三叠系的碎屑岩和晚二叠世领薅组深水相的硅质岩组成。
该段褶皱多为中等的圆滑褶皱,倾角在40-50°之间的居多,也有略呈箱状的背斜构造(S193-S191)。
在该段上所见褶皱的规模在2-3km左右,两翼基本对称,变形中等-较强。
靠近该段中部,出露最老地层-领薅组(P2lh),总体上构成一复式背斜构造。
与天峨箱状褶断带之间以天峨台地西侧的同沉积断层分隔开,在该段表现为深水沉积,构造变形中等-较强。
井亭-雁来较宽缓褶皱亚段:
该段出露早三叠世-晚二叠世地层,从其岩性上看,为深水盆地相沉积。
该段变形较弱-中等,总体上由两个背斜夹一向斜构造为特征。
褶皱较宽缓,倾角一般在20-30°之间。
西侧背斜核部由晚二叠世领薅组(P2lh)的硅质岩、泥岩等组成;中间的复向斜构造核部被断层破坏,完整性差;东部的背斜构造核部出露早三叠世地层,东翼倾角略变陡。
与井亭-麻村段之间发育一断层。
雁来西不对称褶皱亚段:
该段出露的地层主要由中三叠统板纳组组成,构造变形中等-较强烈。
构造样式以不对称褶皱和圆滑褶皱为主。
在该段上,向斜构造表现为西翼缓(30-60°之间)、东翼陡(>80°)的特点,背斜构造则正好相反。
二、河池-田阳地质构造剖面
总体为北东-南西向,长近300km,自北东向南西可分为六段(图3-4)。
(一)河池台地型弱变形段
在该段出露石炭系和二叠系台地相碳酸盐岩沉积,褶皱不发育,主要为大型的宽缓背向斜构造,产状一般为10-30°左右。
共有4个大的背向斜构造,其中向斜构造相对要小一些,背斜核部多被断层破坏,断层多具正-走滑性质。
在台地上多发育脆性断层,断层以北东向和东西向为主,如在河池附近发育一条近东西向断层,使其南侧C1地层逆冲到C2地层上,为逆断层,可能兼有走滑性质。
总之该段构造变形比较弱。
(二)南丹-都安断裂带
该段出露地层由泥盆系到三叠系,为深水沉积,为南丹-都安断裂带的主带,分为两支,一支在五圩附近,另一支在九圩附近,由一系列的断层组成,断层走向北西。
在五圩,断裂多以倾向南西为主,显逆断层性质,并导致部分地层倒转;在九圩,断裂多以倾向北东为主,亦有向南西倾的,多显逆断层性质。
两条断裂之间构成一地堑式的复向斜构造-九圩复向斜,核部出露三叠系地层,为变形中等-较强的圆滑褶皱,向两侧变形更强,倾角变大,总体上构成一复式的屉状向斜构造。
五圩断裂东侧为五圩背斜构造,核部出露早泥盆世地层,岩性为灰色、灰黑色、黑色的泥岩、粉砂岩。
两翼均被断层破坏,变形较强。
(三)九圩-凤凰台地型弱变形段
在该段出露石炭系-三叠系地层,其中三叠系地层为小型丘台间相对来说,水体比较深的沉积,岩性以粉砂质泥岩、细砂岩、泥岩等碎屑岩沉积。
二叠系和石炭系地层均为台地相的碳酸盐沉积。
发育大型的背斜构造和小型的向斜构造,构成一隔槽式褶皱构造。
从北东向南西,依次为保安背斜、板升向斜、纳巴背斜、大同向斜和东山背斜。
保安背斜、板升向斜和纳巴背斜的变形稍强,产状在25-40°之间,并且在保安背斜核部发育断层,据观察,点S58的该断层经多期运动、改造,并有走滑性质。
大同向斜自南西翼开始变缓,倾角为17°;保安背斜的变形程度比较弱,倾角均在10°左右。
该段变形较弱,岩层产状在20-40°之间。
(四)巴马-田阳中等圆滑褶皱段
该段出露石炭-三叠系地层,为深水盆地相沉积。
二叠系表现尤为明显,早二叠世的四大寨组(P1sd)和晚二叠世的领薅组(P2lh)均为深水盆地相的硅质岩夹灰岩、泥岩等。
在玉凤东的四大寨组地层中发现大量的沥青油苗,颗粒较大,是该区勘探目标的良好目的层之一。
该段变形程度中等-较强,以发育褶皱构造为主,断层次之。
其中褶皱多为中等圆滑褶皱,也有箱状褶皱、尖棱褶皱。
两翼多表现出对称,倾角一般在30-70°之间。
巴马背斜表现为箱状,核部倾角较缓,两翼较陡,略有不对称。
该段所发育的断层多在背斜核部,走向与褶皱走向基本一致,倾向南西或北东,既有正断层,亦有逆断层。
(五)百色盆地段
在该段主要出露第三系的地层,其岩性为砾岩、粉红色砂岩,胶结程度比较低,因多处被覆盖,露头较差。
总体上该段变形比较弱,由右江断裂带构成的地堑型盆地(将在右江断裂带中详细论述)。
(六)多敬-坡洪台地型中等-弱变形段
该段出露泥盆-三叠系地层,为台地相碳酸盐沉积。
褶皱不发育,主要为大型宽缓的背向斜构造,其上断层发育,多为脆性,既有逆冲断层,亦有正断层,并均兼有不同程度的走滑性质。
推测属于马关隆起的一部分。
三、罗甸-富宁地质构造剖面
总体为北北东-南南西向,该剖面长约400km,按其构造形变特征,由北向南可大致分为八段(图3-5)。
(一)盘石-羡塘台地型弱变形段
该段主要出露台地相碳酸盐沉积,以石炭系和二叠系地层为主,在盘石附近出露的少许三叠系地层。
变形程度较弱,以发育大型的宽缓褶皱构造为主,倾角多在10°左右。
断层不发育,仅在西混发育一条近东西向断层,向北倾,显正断层性质。
(二)拉强-盘石褶断带
在该段出露二叠系和三叠系地层,为深水盆地相沉积。
该段变形程度较强,以褶皱和断裂带的发育为特征,属南盘江断裂带范畴。
主要的断裂带分布于盘石、里刷、拉强等地,如里刷冲断带(图2-10)。
从南盘江断裂带的分析中,不难发现,在罗甸断裂带通过处与相变线的展布方向一致,在渡邑-八茂一线,为断裂带的另一分支,控制岩浆岩带的出露与展布,这些与该剖面上所显示的一致,尽管该剖面上并未出露岩浆岩。
其内的褶皱构造变形程度较强,在油顶-里刷南一段变形较弱,倾角一般在30°左右。
(三)乐业-凤亭圆滑褶皱段
在该段出露以深水相的三叠系地层为主,在红水河两侧出露以二叠系地层为核部的背斜构造。
在红水河以北以出露二叠系地层为主,为两个背斜和两个向斜构造,可能由于靠近南盘江断裂带的缘故,所以变形很强。
从红水河向南到乐业出露三叠系地层,变形中等-较强,以圆滑褶皱为主,两翼基本对称。
断层不甚发育,多以逆断层和走滑断层为主。
从中可以看出,该段是一个水体很深的盆地相沉积,因受南盘江断裂的早期伸展和乐业丘台的阻挡而挤压变形,表现为一系列的褶皱构造。
(四)浪平-乐业台地型弱变形段
该段出露台地相地层,剖面上出露从石炭-二叠系地层,均为碳酸盐岩。
褶皱构造不发育,表现为褶皱宽缓,变形较弱,产状一般在20°左右。
断层发育,以脆性断层为主,多具正断层、正-走滑断层和逆-走滑断层,断距不大。
在其两侧发育乐业断层和浪平断层,构成该丘台的边界断裂。
(五)田林-浪平中等圆滑褶皱段
该段出露深水盆地相的二叠-三叠系地层。
其中晚二叠世地层岩性为硅质岩夹灰岩、砂泥岩,并在浪平南出露二叠纪玄武岩;三叠系地层的岩性以碎屑岩沉积为主。
褶皱构造发育,两翼基本对称。
变形中等-较弱,在中段,变形相对较弱,倾角在二十度左右。
南侧靠近右江断裂处,褶皱构造和岩层产状变陡,倾角在50°以上。
(六)渭洋-田林褶断带
该段出露深水盆地相沉积,以三叠系地层为主,构成北西向的右江断裂带。
在渭洋出露泥盆纪地层,并出露大面积的辉绿岩,与地层多以断层方式相交,或呈侵入接触关系。
在该段,构成右江断裂带的断裂主要由区域上的田林断裂、八渡-高龙断裂和驮娘江断裂组成。
该处断裂均呈北西-南东向,为逆-走滑断层和正-走滑断层,根据对右江断裂带的研究,推测其可能形成于晚古生代,后经多次构造运动,形成现今构造格局。
该段上的褶皱构造变形中等-较强,以圆滑褶皱为主,两翼基本对称;在靠近断裂带处,褶皱的规模较小,局部地段表现为柔皱构造,挤压强烈。
(七)富宁-渭洋中等褶皱段
在该段出露泥盆系-三叠系的盆地相深水沉积,未出露石炭系地层。
以圆滑褶皱为主,尖棱褶皱次之,变形较强,倾角均在40°以上,以50-60°为主,该处的褶皱轴向不很规则,如在剖面上皈朝南西一段,岩层倾角也较大,但由于褶皱轴向的改变而与剖面线间夹角变小,则视倾角变小。
断层亦较发育,多发育于背向斜的核部,既有正断层,亦有逆断层。
(八)里达-那坡断褶带
在该段出露的地层有二叠系、泥盆系,另外出露大量的岩浆岩,使该段的构造表现得比较凌乱。
断裂亦较发育,主要的断裂为富宁-那坡断裂带,由一系列北西向的断层组成,倾角均倾向南西。
主断裂的破碎带宽约200m,劈理化、柔皱及断层角砾岩发育,并因动力变质作用而糜棱岩化,断层岩有压扁、拉长现象。
另外其他断层多位于地层与岩浆岩之间。
四、通州-平塘地质构造剖面
该剖面位于黔南坳陷内,总体走向为近东西向,长约50km。
按其构造变形特征,自西向东可大致分为四段(图3-6)。
(一)通州中等变形段:
在该段出露石炭系地层,构成一复式背斜-通州复背斜构造,核部出露早石炭世的岩关组地层,岩性为灰黑色厚层致密灰岩,含少量燧石结核及团块,两翼地层为早石炭世的大塘组地层,岩性以灰色砂岩、粘土岩夹劣质煤层为主,岩层倾角一般在20-30°之间,变形弱-中等。
核部靠近东翼处因断层作用而不甚完整。
该段上的地层岩性显示当时可能处于斜坡-半深水的盆地相沉积环境,在大塘组地层中可见含煤系地层。
(二)平里河断裂带:
由一系列的断层组成,其中断层面以倾向西为主。
在断裂带内部可见直立岩层带和倒转褶皱,倒转翼倾向西。
所卷入的地层为石炭系-早三叠世,变形强烈,岩层倾角直立或倒转,并于早三叠世地层中发育倒转的背向斜构造。
该断裂带造成了两侧的沉积相不同,西侧可能为斜坡-半深水的盆地相沉积环境;东侧则为碳酸盐岩的台地相沉积环境。
显然与该断裂的早期拉张作用有关。
而在地表上所见的断裂则表现出逆冲性质,可见该断裂具有挤压-正反转性质。
(三)平里河-平塘中等褶皱段:
在该段主要以褶皱构造为主,其中包括平火坝背斜、平塘复向斜和马坡背斜三个大型褶皱构造。
平火坝背斜核部出露最老地层为晚石炭世的灰岩等台地相沉积,岩层倾角在10-30°之间。
在平里河东岩层倾角较陡,最大可达65°,使该背斜略具膝折构造特征。
在克麻塘西可见一南北向断层通过,使背斜不甚完整。
该断层挤压强烈,断层角砾岩发育,可观察到两期构造即早期的挤压逆冲和晚期的拉伸。
平塘复向斜由三叠系和晚二叠世地层组成,变形中等-较强,倾角在35-65°之间,褶皱多圆滑,两翼基本对称。
马坡背斜变形最强,核部的石炭系黄龙组地层近于直立,倾角达86°,岩性为白云岩、白云质灰岩等,两翼倾角也均在60°以上。
(四)卡蒲断褶带:
在该段主要由三叠系地层组成,断层、直立劈理化带和褶皱构造发育形成一断褶带。
从其岩性特征来看,该处为深水相沉积,与马坡背斜之间早期发育一张性断裂(多期反转),倾向东。
第二节构造样式特征及其展布
一些局部构造往往在剖面形态、平面展布、排列、应力机制上相互间有着密切的联系,形成特定的构造形态组合,即所谓的构造样式,它是对构造几何学认识的基础。
从上述几条基干构造剖面的构造变形特征中,不难看出,该地区的构造变形强烈,构造样式亦比较多样。
现根据该地区几条地质构造剖面的构造变形特征可将构造样式分为挤压构造、伸展构造、反转构造和走滑构造。
(一)挤压构造
(1)挤压逆冲-褶皱构造
挤压构造是南盘江坳陷东部地区的主体构造。
现代构造地质学认为,挤压褶皱的发育往往是与逆断层作用相伴出现的,褶皱不可能无限制地褶向深部,它往往是由下部或深部的逆断层作用加以调节。
与挤压逆冲断层作用有关的褶皱主要有三种基本的类型,即断弯褶皱、断展褶皱和断滑褶皱(图3-7)。
断弯褶皱是逆冲断层在断坪-断坡式断层上滑动而产生的褶皱,随着断面形态不同和发
图3-7与冲断作用有关的褶皱(据McClay,1992)
a-断弯褶皱;b-断展褶皱;c-断滑褶皱
展程度不同,最常见的是形成箱状褶皱,也可形成圆滑褶皱。
在边外河等地可清楚地见到在三叠系地层中由断弯作用形成的箱状褶皱,另外在雁来东可见到箱状褶皱,推测其与断弯褶皱作用有关。
图3-8罗甸县盘石三叠系中褶皱构造素描图
断展褶皱是逆冲断层由断坪向断坡方向扩展的过程中在断层扩展前端形成的褶皱,最常见的是形成尖棱褶皱,随着发展程度不同,当变形程度低时可形成箱状褶皱,而当递进变形强烈时可形成倒转褶皱甚至平卧褶皱以及复杂柔皱。
在剥隘三叠系地层中可见到十分完整的平卧褶皱;在罗甸盘石附近的三叠系许满组地层中,可见到一系列的褶皱(图3-8),既有逆冲断层,也有倒转褶皱,推测它们可能均与断展褶皱作用有关。
另外雁来西中三叠统地层中发育一系列的不对称褶皱,陡翼倾角在76-89°之间(图3-9),推测它们可能均与其下部隐伏的叠瓦状逆冲断层作用有关。
断滑褶皱是发育在顺层滑脱面上或冲断面上的褶皱,也产生于断层终端,常常可形成箱状褶皱、尖棱褶皱、圆滑褶皱及挤压柔皱。
在下老乡南的三叠系板纳组(相当于许满组第三段)地层中,可见到一系列的圆滑褶皱、箱状褶皱以及挤压柔皱,推测它们由断滑褶皱作用引起。
(2)逆冲-推覆构造
本区逆冲断层十分发育,组成多种逆冲-推覆构造样式。
最简单的形式是单条逆冲断层;由一系列近于平行的逆冲断层及其间夹持的冲断岩席则可组成叠瓦状冲断系;一个由底面冲断层向上散开、连续出露的冲断层系常称作叠瓦扇;由多条或多组逆冲断层逆冲的方向相对或相背可组成对冲构造和背冲构造;当逆冲断层的水平冲断距离较大时(通常大于1km)则可形成推覆构造、飞来峰和构造窗。
上述这些冲断构造样式在本区也可见到。
例如,南丹县东的南丹断裂带逆冲推覆构造就十分发育(图2-1),其以一条主要断层逆冲,使泥盆纪逆冲到石炭纪之上,其前锋带可见到飞来峰构造。
九圩、五圩一带南丹-都安断裂带呈对冲构造样式,表现为地层的直立、倒转和逆冲断层发育(图2-2)。
(3)隔槽式褶皱组合
图3-9雁来西不对称褶皱示意图
研究区内隔槽式褶皱组合样式较发育,凤山-保安凸起和旧城凸起以及平塘一带发育隔槽式褶皱。
其中月里-保安隔槽式褶皱为台地相内的褶皱构造(图3-10)。
由碳酸盐岩组成的背斜核部平缓开阔,两翼较陡,呈箱状;向斜则紧闭且发育完整,变形较强。
位于平塘一带的通州-平塘剖面也反映出隔槽式褶皱构造的特点:
背斜宽平,变形微弱;向斜窄长,变形复杂,并常有巨大的断裂切割,其形成显然与深部存在的巨大断裂带活动有关,这与坳陷内凸起上的变形略有不同。
图3-10月里-保安隔槽式构造剖面图
(二)伸展构造
伸展构造是在区域性引张作用下形成的一套构造系统。
在伸展构造区,以正断层为主构成以下组合类型:
地堑和地垒、阶梯状断层、箕状构造(半地堑)。
其中地堑主要由两条走向基本一致的相向倾斜的正断层构成,两条正断层之间是一个共同的下降盘。
地垒主要由两条走向基本一致的反向倾斜的正断层构成,两条正断层之间是一个共同的上升盘;阶梯状构造是由若干条产状基本一致的正断层组成,各条断层的上盘依次向同一方向断落,构成阶梯状;箕状构造(半地堑)是如果地堑中一侧断层发育,形成一侧由主干正断层控制的不对称构造。
研究区内,伸展构造在右江地区较为发育。
右江断裂带内发育控制新生代盆地的正断层,由这些正断层构成的伸展构造样式多种多样(图3-11),从图中可以看出,位于盆地北侧的正断层为主断层,形成半地堑构造;在主断层附近发育一些次级正断层,构成断阶式构造;在盆地的南侧发育着两条次级的正断层,走向基本一致、相向倾斜,形成一小型的地堑式构造。
图3-11百色盆地内伸展构造示意图
a-百色西侧剖面;b-四塘剖面;c-田阳西侧剖面
(三)反转和多期反转构造
反转构造可分为正反转和负反转构造,其中正反转构造是指先存的伸展构造系统形成一系列正断层及半地堑系、地堑系组合,然后再受到后期挤压再活动,形成褶皱和逆冲构造。
这种先伸展、后挤压的叠加或复合构造称作正反转构造。
正反转构造的组合类型可以是多样的,由简单到复杂,包括复式褶皱、叠瓦冲断系、对冲和背冲组合、双重冲断层系等。
沿冲断层还常常有与断层相关的褶皱构造伴生,如断弯褶皱和断展褶皱。
研究区内的正反转构造较发育,主要位于控盆断裂带上。
南盘江断裂带(东段)在早期控盆作用明显,为同生正断层,在深水盆地与浅水台地之间的相变明显,向南伸展形成半地堑构造;在后期构造运动影响下,沿早期断裂的伸展部位向北逆冲,形成一系列的逆冲断层(图2-9),为正反转构造,负反转构造不强或没有。
巴马断裂带以及都安断裂带正反转构造均很发育。
多期反转构造是正反转构造和负反转构造相组合的复合构造。
本区在晚古生代发生了多幕伸展裂陷作用,其中较晚一次发生于二叠世-早三叠世,与此相对应,裂陷盆地边缘的控盆断层发生了明显的同生正断层活动,这些同生正断层活动的地方现今主要表现为同沉积的滑塌角砾岩或砾屑灰岩,如乐业、凌云、天峨等地。
以天峨凸起西侧的同沉积伸展正断层为例,在印支晚期-燕山期,与裂陷盆地一起发生了强烈反转,因而形成了正反转构造。
后又发生负反转构造,表现为正断层性质,而在其边缘的盆地相沉积则表现为强烈挤压褶皱的正反转构造样式,推测经历了多期反转构造(图3-12)。
上述发生多期反转构造的构造线走向均为北北东向和近南北向。
图3-12天峨凸起西侧断层的多期反转构造示意图
(四)走滑构造
走滑构造主体由走滑断层组成,其典型特征包括了辫状、网状、分枝、交叉等断层组合于一体,并形成豆荚状(扁豆状)、菱形等各种断块或断片,雁列式平面构造组合是其常见特征。
在剖面上,走滑构造常具有花状构造样式,包括正花状构造和负花状构造两种类型,这主要是由于走滑断层在不同地段因岩性差异、走向变化或发生弯曲导致出现走滑-挤压或走滑-拉张作用而形成的(图3-13)。
负花状构造往往是走滑兼有拉张作用形成的,多条断层呈向上、向外分支和向下变窄、变陡特征,主断层通常切割基底,断层常有正断距,形成狭长的负向或盆地地形;正花状构造往往是由走滑兼有挤压作用形成,多条断层也具有向上、向外分支和向下变窄、变陡的特征,断层常见有逆断距,常形成地垒状或线状背形构造和正地形。
图3-13与走滑作用有关的花状构造示意图(据Harding,1985)
a-正花状构造;b-负花状构造
研究区内,右江断裂带所呈现的构造特征则可能反映了早期具有走滑兼挤压的特点,在走滑挤压带附近地层强烈变形并变为直立甚至倒转,同时还发育具有特色的轴线直立的杆状褶皱和轴线平缓的箭鞘褶皱,总体显示出一定的正花状构造特征。
其主要的挤压-走滑活动期可能在印支-燕山期,但新生代仍有活动,如百色、田阳、田东、平果等地的新生代地层中也可见断层活动。
该断裂带的断面及延伸总体比较平直,但局部有一定的舒缓波状,反映了挤压-走滑的双重特征,走向在310°左右,倾角陡立,倾向一般与大型走滑断层面类似,可发生变化,倾向北东或南西。
该断裂从其所切割的地层来看应形成于印支-燕山期,到新生代再次活动。
在巴马东保安一带,由走向为北西向和北东向的两组走滑断层构成了网格状构造,其走滑断距不大,在台地相区这种构造较发育。
第三节平衡剖面与构造运动学分析
平衡剖面源于50-60年代的石油工业,加拿大的Calgary是它重要的发源地。
所谓平衡剖面是指可以把剖面上的变形构造通过几何原则全部复原的剖面(Elliott,1983)。
剖面的平衡与否关系到地质或地震解释的正确与否,一条不平衡的剖面其地质解释肯定是错误的,其错误的主要原因是断层形态及其组合方式的错误和地层标定方面的错误等。
而一条平衡的地质剖面更容易接近真实的地质内容、更有可能作出合理的、让人接受的地质解释。
通过制作盆地内或造山带上关键部位的平衡剖面可以直观而较真实地反映其构造样式及发育演化史。
另外,复原剖面和变形剖面必须同时建立。
如果一条剖面能够被复原至未变形的状态,那么它就是一条合理的剖面。
一条平衡的剖面能够反映真实的地质构造,绘制一条平衡的地质构造剖面,需要以下几点:
①选择剖面线:
剖面的平衡方法要求剖面线平行于逆冲运动的方向,因此第一步就是确定构造运移的方向构造运移的方向通常是用区域构造线的平均走向来确定。
一般所选择剖面线要垂直于主要断层的走向、主体褶皱的走向和与逆冲断层的断坡及褶皱相伴生的犁式正断层的走向。
②计算基底深度:
剖面的下部边界是在最下面的逆冲席之下的未变形原地基底。
基底的深度可用地球物理方法、出版的资料、钻井资料或逆冲席中地层柱的地表厚度计算出来。
由于该地区对深部构造的研究程度较低,所以只能根据地表所出露的岩层厚度来确定。
根据Dahlstrom平衡剖面的原则,确定本区的工作原则为:
(1)剖面中主要标志层(强硬层)的长度保持一致,若标志层的长度不一致,则其中必有断层或滑脱面;
(2)断层一盘中的地层应在另一盘地层中找到对应层,并沿同一断层的断距应相等;(3)断层向上切割地层,一般是老地层逆冲于新地层之上,断面一般向下变缓,最终交会于主滑移面上。
因此,
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