褶皱陡坎的基本分类

2017-08-22 06:39张博譞
绿色科技 2017年14期
关键词:理论模型形成机理

张博譞

摘要:總结归纳了各类褶皱陡坎,以形成机理为分类依据,将褶皱陡坎分为了向斜断弯褶皱陡坎、背斜断弯褶皱陡坎、滑脱褶皱陡坎、挤压构造楔褶皱陡坎、断展褶皱前翼、后翼褶皱陡坎以及三角剪切断展褶皱前翼褶皱陡坎,并分别给出了各类褶皱陡坎的相应形成模式图,以期为今后通过研究褶皱陡坎限定下伏构造提供理论基础。

关键词:基本分类;褶皱陡坎;理论模型;形成机理

中图分类号:P542

文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2017)14-0244-02

1 引言

褶皱陡坎是近期发现的一种与断层陡坎不同的,与构造作用相关的地貌坎(卢华复等, 2002; Thompson et al. 2002)。这种陡坎是由于下伏断层的拐折冲断作用,使得膝折带迁移造成活动轴面与固定轴面分离而在地表形成的陡坎。它能很好地记录活动褶皱变形演化的详细过程,在实际工作中只需根据不同期次地貌面上发育的褶皱陡坎的变形特征,结合地层产状及野外详细地地质调查,便能大体限定研究区断层相关褶皱的运动学模型。

Chen Y G et al.(2007)按照褶皱陡坎与断层地表迹线的空间位置关系,将褶皱陡坎分为两种类型:第一种类型的褶皱陡坎常发育在主断层的地表行迹附近。这种陡坎是由自上次地震以来分散在未变形的沉积地层中的断层尖端发生同震变形形成的。第二种类型的褶皱陡坎发育在近期形成的平坦沉积面上,与地表出露的断层陡坎相距较远,是由于下伏断层弯折造成地层倾角突然变化形成的陡坎。

随着对褶皱陡坎了解的深入,这种较为表象的分类方法已不能很好的满足地质研究的需求。因此本文通过总结归纳各种不同类型的褶皱陡坎,以形成机理为分类依据,将褶皱陡坎进行分类。

2 褶皱陡坎的7种分类

2.1 向斜断弯褶皱陡坎

Thompson et al.(2002)在研究Alamedin河阶地的Issyk-Ata断层和Djuanarik河阶地的Akchop Hills断层时发现向斜断弯褶皱陡坎,并以断弯褶皱理论为指导,画出了阶地变形概略图(图1)。这种向斜断弯褶皱陡坎是由于褶皱下伏断层在下断坪、断坡处发生拐折冲断作用,使膝折带发生迁移而形成的陡坎,主要发育于距地表断层陡坎较远的上盘处,因活动轴面两侧地层产状不同,类似向斜构造,固将此类褶皱陡坎命名为向斜断弯褶皱陡坎。

2.2 背斜断弯褶皱陡坎

Dolan et al.(2003)在研究朋地山盲逆断层时(Puente Hills Blind Thrust Fault: PHT),根据钻孔资料,结合PHT的运动学性质和断弯褶皱的理论成果,建立了背斜断弯褶皱陡坎的生长模式图(图2)。这种褶皱陡坎以膝折带迁移的方式进行生长,由于褶皱下伏断层在断坡、上断坪处的拐折作用,使得上覆地层发生变形,形成倾角恒定的褶皱翼,因地层产状形似背斜构造,所以称之为背斜断弯褶皱陡坎。

2.3 滑脱褶皱陡坎

滑脱褶皱是发育在介质力学性质差异较大的沉积层序中的滑脱面或逆断层(断坪)之上的褶皱(陈杰等,2005)。陈杰等,2005分别提出了翼旋转和膝折带迁移两种褶皱生长机制下滑脱褶皱形成的褶皱陡坎样式(图3、4)。同样,由于此类褶皱陡坎发育在滑脱褶皱之上而命名为滑脱褶皱陡坎。如图3,因褶皱以翼旋转方式缩短,使得背斜翼间角减小,阶地被废弃抬升并同时发生褶皱变形,从而在褶皱两翼形成褶皱陡坎。如图4,因褶皱通过膝折带迁移的方式缩短,致使膝折带由内向外逐渐迁移,从而在褶皱两翼形成的褶皱陡坎。

图5为Ishiyama et al.(2007)参照(Shaw et al. 2002; Dolan et al. 2003)所提出的朋地山挤压构造楔剖面所画的褶皱陡坎模式图,这类褶皱陡坎发育在楔形逆断层的前缘,陡坎的走向平行于前翼的下伏基岩,由于构造楔的同震抬升而在地表形成褶皱陡坎,由此将此类褶皱陡坎称为挤压构造楔褶皱陡坎。

2.5 断展褶皱前翼、后翼褶皱陡坎

断展褶皱是逆冲岩席沿断坪-断坡运动扩展过程中形成的褶皱,逆冲断层的断坡消失在未变形的地层中,断层滑动量全部被褶皱作用所吸收(陈杰等,2005)。因此对于断展褶皱,在断坪-断坡发生拐折处会有以膝折带迁移机制生长的褶皱陡坎,而在断层尖端同样会有褶皱发生同震变形产生的褶皱陡坎(图6),根据褶皱陡坎所处褶皱的位置分为断展褶皱前翼褶皱陡坎和断展褶皱后翼褶皱陡坎。

2.6 三角剪切断展褶皱前翼褶皱陡坎

Chen Y G et al.(2007)在研究台湾1999年集集地震时提了发育在三角剪切断展褶皱前翼的褶皱陡坎模式图(图7),这种褶皱陡坎是由于逆断层带来的缩短量很大部分被地层通过三角剪切作用吸收,导致地层增厚形成褶皱陡坎。

3 结论

通过依照褶皱陡坎形成机理将褶皱陡坎分为:向斜断弯褶皱陡坎、背斜断弯褶皱陡坎、滑脱褶皱陡坎、挤压构造楔褶皱陡坎、断展褶皱前翼、后翼褶皱陡坎以及三角剪切断展褶皱前翼褶皱陡坎。为将来通过研究褶皱陡坎限定下伏构造提供了理论基础,在今后的研究工作中,如发现褶皱陡坎的存在,只需再确定与其相关的褶皱类型及地层产状,便能根据本文的模式图方便快捷的得到研究区大致的深部构造模型。

参考文献:

[1]陈 杰,Sharer KM,Burbank DW,等.利用河流阶地限定活动褶皱的类型和生长机制:运动学模型[J].地震地质,2005, 27(4):513~529.

[2]卢华复,王胜利,贾 东,等.天山中段南麓的第四纪褶皱作用[J].科学通报,2002, 47(21):1675~1679.

[3]Chen Y G, Lai K Y, Lee Y H, et al. Coseismic fold scarps and their kinematic behavior in the 1999 Chi-Chi earthquake Taiwan[J]. Journal of geophysical research, 2007(112),DOI:10.1029/2006JB004388.

[4]Dolan J F, Christofferson S, Shaw J H. Recognition of paleoearthquakes on the Puente Hills blind thrust fault, Los Angeles, California[J]. Science, 2003(300):115~118.

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[6]Shaw John H, Plesch Andreas, Dolan James F, et al. Puente Hills blind-thrust system, Los Angeles, California[J]. Bulletin of the Seismological Society of America, 2002(92): 2946~2960.

[7]Thompson S, Weldon R, Rubin C. Late Quaternary slip rates across the central Tien Shan, Kyrgyzstan, central Asia[J]. Journal of Geophysical Research, 2002(107).

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