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顺层断层及拆离构造

更新时间:作者:小小条

顺层断层是断层面与岩层面基本一致的断层。在构造作用中,层面常被构造作用力弓起的变形所利用,如纵弯褶皱作用中,总是发生不同程度的层间滑动。当层间滑动达到-定规模并具明显的断层特征时则形成顺层断层。当然很难在层间滑动与顺层断层之间划条明确的界线。

顺层断层还可以是逆冲断层的断坪。此外还有正断层式顺层断层。顺层断层一般顺软弱层发育,但并不一定一直都沿某一个软层或层面滑动。

顺层断层及拆离构造

由于顺层断层的断层面与层面基本一致,很少见切层现象,因而没有地层的重复、缺失和以地层作为标志层对比的断距现象,故断层往往难以查明。例如在煤田中发育的顺层断层,有时可使煤层被切失但却常被误认为是自然尖灭。

顺层断层具有以下特点或标志:

顺层展布的断层岩 顺层断层的层间滑动常常引起岩层的破碎、研磨,形成各种断层岩,如武汉市南望山一带上泥盆统与中志留统之间的平行不整合面上就有因层间滑动而产生的角砾岩。

复杂揉皱和肿缩式构造 顺层断层一般顺软弱层滑动并引起岩层的揉皱。如在湖南邵阳一带,上二叠统龙潭煤系底部的粉砂岩、页岩等软弱岩层,与下伏的下二叠统当冲组顶部强硬的厚层硅质岩互相滑动,在粉砂岩与页岩中形成复杂揉皱,有时这些软弱层还聚集成巨大的半球体或透镜体,构成肿缩构造(图6-45)。

碎屑岩墙 在顺层断层活动中,两盘相互错动引起岩层破碎,有时上覆层的破碎岩屑挤入下伏岩层的次级张裂隙中,形成与砂岩墙类似的碎屑岩墙。如湘中祁东一带的产状平缓的下石炭统石磴子组石灰岩之上或其内,常出现一堆、一片或一条下石炭统测水煤系砂岩,层理扭曲破碎强烈,与产状平缓、层理平直的石灰岩成明显对照。从而清楚说明顺层滑动和上覆层挤入下伏岩层的现象。

地层的重复与缺失 顺层断层有时也造成重复与缺失现象。如果缺层只是一套岩石地层单位中的部分地层,则易被忽略,甚至认为是地层变薄。

隔档式和隔槽式等褶皱反映的基底剪切滑动面 一般认为隔档式和隔槽式褶皱是一种薄皮式构造,是表层岩系在软弱滑动面上顺层滑动引起的变形。欧洲侏罗山隔档式褶皱就是在海西期褶皱基底上顺着三叠系膏盐层滑动的(图6-46)。四川华蓥山的这类构造也是顺层滑动引起的。

我国南方许多地区的上古生界岩层组成的类隔档式类隔槽式褶皱,也在一定程度上反映了顺基底面的剪切滑动。

如果滑润层的塑性很高,或者由于滑动而提高了岩层塑性,引起塑性层的聚集并上拱,有时甚至会刺穿上覆层而形成底辟构造。所以组成底辟核的岩层的底面也常是顺层滑动断层面。

顺层断层的规模可以很大。发育于构造层之间或构造圈之间的大型顺层断层常称为拆离构造。如盖层与基底之间或地球各层圈之间的拆离构造。

根据地球物理学和地质学的研究,地球的岩石圈自表及里在铅直方向上可划为若干层:①沉积盖层;②变质结晶基底或花岗岩质层(上部地壳);③中部地壳层;④玄武岩或辉长岩质层(下部地壳);⑤橄榄岩(或榴辉岩)质层,亦称地盖层。目前的研究已经说明:上述的每一层中又可划分出若干次一级的和更次一级的层。在地球自转、地极移动以及太阳、月球吸引产生潮汐等因素的影响下,这些不同级别的层之间即可发生相对滑动而形成深浅不一、长短不一和断续延伸的顺层滑动断裂。

根据断层与岩层的关系可把断裂分为穿层的和顺层的两个基本类型。这两类断裂之间的关系,可表现为下列两种现象:①穿层断裂倾角自浅部向深部逐渐变缓,最后并人一条滑脱构造带(图6-47A、B)。这一形式的穿层断裂称为铲形断裂这在美国东部的阿巴拉契亚山脉、加拿大的落基山脉、俄罗斯西伯利亚地台南部的涅普带、南美洲火地岛的安第斯中部褶皱带等地都发现。②同一条断裂在穿过不同岩性的岩石组成的地层时表现为阶梯状,即在脆硬岩层中它表现为穿层断裂,具较陡的倾角,而在脆硬岩层间所夹的软弱岩石的薄层中则表现为顺层断裂(图6-47C、D)。Rich曾用断坡(Ramp)和断坪(Flat)来分别称呼阶梯状断层的穿层段和顺层滑动段。阿巴拉契亚山前地带的松树山逆冲断层、谷岭逆冲断层等都是这类巨大的阶梯状断层的实例。它们也可能不出露地表成为不同深度的隐伏断裂。

铲形断裂和阶梯状断裂在本质上是一致的。所谓滑脱构造带,即是一顺层断裂,可相对应于软弱夹层;数个不同构造位上的铲形断裂相连接,即构成贯穿地壳或岩石圈的阶梯状断层,只是由盖层滑动断裂、基底滑动断裂、地壳滑动断裂和岩石圈滑动断裂构成断坪。铲形断裂和阶梯状断裂是断裂构造中最普遍的表现形式,这既反映了铲形断裂和阶梯状断裂的形成受制于统一的区域乃至全球的构造应力场,也反映了变形区的温度、压力条件和介质的物理化学性质对变形的影响。野外的露头观察表明:沉积岩层中发育的断层往下延伸常常终止于层面并转变为层间滑动断裂,那么,为什么不能认为岩石圈断裂、地壳断裂、基底断裂和盖层断裂向下延伸时倾角变缓分别终止于软流圈、莫霍面、康拉德面和花岗岩质层的顶面并转变为岩石圈滑动断裂、地壳滑动断裂、基底滑动断裂和盖层滑动断裂呢?

引起顺层断层的作用力,可以是挤压动力,也可以是拉张动力,或两者共同作用。对于区域性顺层断层,尤其是引起造山带前陆上沉积盖层运移的顺层断层,重力作用至少具有重要意义。

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