一个褶皱和逆冲断层带中的断层和裂缝系统——来自玻利维亚的一个实例

《构造地貌的形成》褶皱与断层解《构造地貌的形成——褶皱与断层解》在我们生活的这个广袤地球上，有着各种各样奇特而壮观的地貌景观。

从雄伟的山脉到深邃的峡谷，从广袤的平原到起伏的丘陵，这些地貌的形成都与地球内部的力量和地质作用密切相关。

其中，构造地貌的形成是一个极其复杂而又引人入胜的过程，而褶皱与断层则是其中最为重要的两种地质构造。

首先，让我们来了解一下褶皱。

褶皱就像是地球表面的“皱纹”，是由于岩石在受到强大的挤压作用时发生弯曲变形而形成的。

想象一下，一块巨大的橡皮被两只手从两端向中间挤压，它就会弯曲、褶皱起来，岩石的褶皱形成过程与此类似。

褶皱可以分为背斜和向斜两种基本类型。

背斜是岩层向上弯曲拱起的部分，它的岩层形态就像是一个倒扣的碗。

而向斜则是岩层向下弯曲凹陷的部分，如同一个正放的碗。

在地表形态上，有时候背斜会形成山岭，向斜会形成谷地。

但这并不是绝对的，因为在长期的风化、侵蚀等外力作用下，背斜顶部由于受到张力的影响，岩石比较破碎，容易被侵蚀成谷地；而向斜槽部受到挤压，岩石坚硬，反而不容易被侵蚀，从而可能形成山岭。

褶皱的规模大小不一，小到在一块岩石上就能看到的微小褶皱，大到绵延数百甚至数千公里的巨大褶皱山脉。

比如，著名的阿尔卑斯山脉、喜马拉雅山脉等都是由大规模的褶皱构造形成的。

这些山脉不仅是地球地质历史的见证，也为人类提供了壮丽的自然景观和丰富的资源。

接下来，我们再说说断层。

断层是岩石在受到强大的压力或张力作用时发生断裂，并沿断裂面发生明显位移而形成的。

断层可以分为正断层、逆断层和平移断层。

正断层是指上盘相对下降，下盘相对上升的断层。

这种断层通常是由于地壳受到张力作用而形成的。

比如，在一些地区，由于地壳的拉伸，地层会沿着断层断裂，上盘下降形成谷地或低地。

逆断层则与正断层相反，是上盘相对上升，下盘相对下降的断层。

它通常是在地壳受到挤压作用时产生的。

逆断层常常会导致地层的重叠和加厚，在地表形成隆起的山脉或高地。

结构地质学中的褶皱与断裂演化过程褶皱与断裂是结构地质学中非常重要的概念，它们揭示了地壳在长时间尺度下的演化过程。

褶皱和断裂现象通常与构造运动有关，地质学家通过研究褶皱和断裂的演化过程，可以了解地球内部的构造变动和岩石形成的原因。

在结构地质学中，褶皱是地壳中岩石层弯曲的现象。

它们通常形成于地球的大地构造运动中，如板块碰撞或山脉的形成过程中。

褶皱的形成是由于岩石受到构造力的作用，导致地层发生变形。

通过研究褶皱的形状、方向和尺度，我们可以了解到地球内部的构造运动和岩石变形的方式。

褶皱的演化过程可以分为几个阶段。

首先是形成褶皱的推力阶段，这是由构造力作用于地壳引起的。

在这个阶段，地壳的岩石层受到推力的挤压，产生了褶皱的初始形态。

随着构造力的不断作用，褶皱逐渐加深和加宽，形成了更加复杂的形态。

接着是褶皱的调整阶段，也称为凸起和坍塌。

在这个阶段，褶皱的顶部会发生变形，可能出现断裂和变形带。

这是由于构造运动的不均匀性导致的，不同部位的地壳承受的应力不同，从而产生了较大的变形。

最后是褶皱的稳定阶段，这是褶皱演化的最后阶段。

在这个阶段，褶皱逐渐达到平衡状态，地壳受到的构造力达到平衡，并保持了相对稳定的形态。

褶皱的稳定阶段可能会持续较长的时间，形成了山脉等地貌特征。

除了褶皱，断裂也是结构地质学中的重要概念。

断裂是地壳中岩石层发生断裂的现象，它通常与构造运动有关。

断裂可以由构造力引起，也可以是地震活动或其他因素造成的。

地质学家通过研究断裂的演化过程，可以了解地壳的应力状态和岩石断裂的原因。

断裂的演化过程可以分为几个阶段。

首先是断裂的形成阶段，这是由于地壳受到应力的作用而发生的。

在这个阶段，地壳中的断层开始发生位移，形成了初步的断裂带。

接着是断裂的扩展阶段，这是断裂演化的重要阶段。

在这个阶段，断裂带逐渐扩大，断层发生较大的位移。

断裂带的扩展会导致地壳发生断裂，形成大的断裂带。

最后是断裂的稳定阶段，这是断裂演化的最后阶段。

斜向逆冲断层相关褶皱的正演模型与实例分析张猛;贾东;王毛毛;李志刚;李一泉【期刊名称】《地质论评》【年(卷),期】2013(59)6【摘要】斜向逆冲作用在自然界普遍存在,研究斜向逆冲断层相关褶皱的构造几何学特征,识别断层相关褶皱是否存在斜向逆冲有重要意义.文章采用Trishear 4.5、Gocad以及Trishear3D软件构建一系列不同滑移量的断层转折褶皱和断层传播褶皱的二维正演剖面,通过连接一系列不同排列方式的二维剖面建立了三种不同逆冲滑移方向的断层转折褶皱和断层传播褶皱的假三维模型,通过不同假三维模型的比较分析来探讨斜向逆冲断层相关褶皱的构造几何学特征.研究发现,斜向逆冲断层相关褶皱区别于正向逆冲断层相关褶皱的特征主要有两点:①正向逆冲断层相关褶皱层面等高线图上的最高点与后翼等高线中点的连线以及水平切面上的核心点与后翼中点的连线方向均与断层走向垂直,而斜向逆冲断层相关褶皱的最高点以及核心点与后翼中点的连线方向均与断层走向斜交,并且最高点与后翼等高线中点的连线方向或者核心点与后翼中点的连线方向均与逆冲滑移方向一致;②在褶皱平行断层走向纵剖面上,正向逆冲断层相关褶皱各个层面最高点的连线是直立的,而斜向逆冲断层相关褶皱各个层面最高点的连线发生倾斜.通过这两个特征可以判别褶皱是否存在斜向逆冲以及逆冲的方向.将模型分析结果运用到四川盆地西南部三维地震勘探资料所覆盖的邛西背斜和大兴西背斜的实例中.研究结果表明,两个背斜均存在右旋斜向逆冲,逆冲方向与各自断层走向的夹角均为70°左右,邛西背斜和大兴西背斜的逆冲方向分别是NE79°和NE77°左右,这与龙门山南段晚上新世以来的主应力方向以及反演的汶川地震最大主应力方向一致.【总页数】11页(P1207-1217)【作者】张猛;贾东;王毛毛;李志刚;李一泉【作者单位】南京大学地球科学与工程学院,南京,210046;南京大学地球科学与工程学院,南京,210046;南京大学地球科学与工程学院,南京,210046;南京大学地球科学与工程学院,南京,210046;南京大学地球科学与工程学院,南京,210046【正文语种】中文【相关文献】1.断层相关褶皱的磁组构与有限应变:川西岷江冲断构造的实例分析 [J], 贾东;陈竹新;罗良;胡潜伟;贾秋鹏;李一泉2.准南逆冲褶皱带逆冲断层构造活动与油气运聚 [J], 杨庚;李伟;李本亮3.一个褶皱和逆冲断层带中的断层和裂缝系统——来自玻利维亚的一个实例 [J], Juan;-;Mauricio;Florez;-;Nino;郑建清（译）;陈钦保（校）4.逆冲断层相关褶皱模型及其在四川盆地大池干构造解释中的应用 [J], 李军;尹宏伟;张洁;徐士进5.准南逆冲褶皱带超压与逆冲断层持续活动 [J], 杨庚;李伟;李本亮;王晓波因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

褶皱相关断裂构造形成条件与发育机制-燕山中部露头尺度变形研究为例褶皱和断层是地壳变形中两种最重要的构造形迹，其相互关系与形成发育过程是构造地质学家关注的重要基础理论问题之一。

然而，实际研究表明，在收缩变形体制下，除了研究程度相对较高逆冲断层控制褶皱变形的情形外，还有另一种类型的褶皱－断裂相互关系，即断裂构造是从属于褶皱构造，为了调节褶皱不同部位应变的差异而产生的。

Mitra将这类断裂构造叫做调节褶皱构造变形的断裂构造（fold－accommodationfaults ）。

这是一种与断层相关褶皱相对应的褶皱－断裂关系类型，因此我们将其称为褶皱相关断裂。

尽管Mitra、Wrede和邓洪菱等分别从褶皱相关断裂的分类、识别标志、发育部位、断层发育与变形岩层力学性质、岩层厚度／褶皱曲率半径比率、褶皱岩层翼间角之间的关系进行过探讨。

但是，有关收缩变形过程中褶皱变形与断裂变形形成时序及褶皱相关断裂构造形成条件和发育机制研究的工作尚不多见。

因此，本文作者在总结前人有关褶皱相关断裂构造发育的几何学模型基础上，通过燕山中部露头尺度褶皱相关断裂构造变形实例剖析，总结和讨论了褶皱构造中断裂构造的形成时序与褶皱相关断裂构造形成的条件及其可能的变形机制。

第一部分介绍了3种褶皱相关断裂形成机制的几何学模型，①De sitter的同心褶皱模型②Mitra的膝折带褶皱模型③Ramsay的弯流褶皱模型。

第二部分为露头尺度褶皱相关断裂构造实例，为了探索褶皱相关断裂的形成条件与发育机制，本文在华北克拉通北缘的燕山板内造山带中部，选取了5个露头尺度的褶皱及相关断裂实例进行分析。

区内构造变形主要发生在中生代，以基底卷入的大型逆冲推覆构造和基底为核的大型纵弯褶皱构造为主要特征。

发育主要大型断裂3条，均呈东西走向，自北往南分别是丰宁—隆化断裂带（FLF）、古北口—平泉断裂带（GPF）、密云—喜峰口断裂带(MXF）。

主要大型褶皱2条,大体呈东西向展布，自北往南分别是承德向斜(CDS)和马兰峪背斜（MLYA）。

断层相关褶皱理论的发展概要自从Rich(1934)研究阿巴拉契亚前陆冲断褶皱带以来，在70多年的时间里，人们对冲断推理构造及断层相关褶皱进行了大量的理论研究与实践，发现地壳浅部的褶皱变形与下伏断层的滑移有关。

Suppe(1983)发表的《断层转折褶皱的几何学与运动学》一文，详细地阐述了断层转折褶皱的几何学特征，提出了上盘褶皱与下伏相关断层滑移之间的定量关系，为前陆冲断褶皱带的几何学与运动学分析奠定了基础。

随后断层相关褶皱理论被广泛应用在前陆褶皱冲断带构造研究中。

经过多年的努力，人们相继总结了断层转折褶皱、断层传播褶皱和滑脱褶皱的构造模型和成因机制，为定量化分析和研究前陆褶皱冲断带构造几何学和运动学提供了理论依据(Suppe和Medwedeff，1990；Jamison，1987；Shaw等，2005)。

本次报告在课堂学习以及查阅前人文献的基础之上，概要的阐述断层转折褶皱、断层传播褶皱和断层滑脱褶皱的几何学特征以及运动学特征，并简要的说明如何利用断层相关褶皱的角度参数关系图和滑移图来解译地震反射图中的断层相关褶皱。

二、断层相关褶皱的基础理论1.断层相关褶皱的分类我们将形成机制与断层活动有成生关系的褶皱称之为断层相关褶皱。

根据断层性质可将断层相关褶皱分为与逆断层相关的断层相关褶皱和与正断层相关的断层相关褶皱。

在自然界中，断层相关褶皱按照形成机制可分为三种类型：断层转折褶皱、断层传播褶皱、断层滑脱褶皱。

而且这三种类型都已经建立了较为成熟的几何学与运动学模型。

①断层转折褶皱：由于断层转折弯曲，断层上盘岩石在下伏断层转折部位发生运动时形成的褶皱。

②断层传播褶皱：由于断层产状改变，逆冲断层由深部层位向浅部层位扩展时，由于应力的减弱，断裂变形被褶皱变形所取代，在其前锋断层端点处形成传播褶皱。

③断层滑脱褶皱：也称为滑脱褶皱，与断层传播褶皱相似，形成于断层端点，但与断坡无关，是发育在平行层面的滑脱面或冲断层之上的褶皱。

褶皱-冲断体系双层滑脱构造变形物理模拟实验刘玉萍;尹宏伟;张洁;徐士进;解国爱【摘要】褶皱冲断带是造山带-前陆盆地系统的重要组成部分,滑脱层在其形成和发展过程中起了显著作用.应用物理模拟实验方法,在模型中设置2套滑脱层,并改变其厚度和位置,研究了褶皱冲断带的几何学和运动学特征.实验结果表明,在双滑脱层褶皱冲断带中,主要形成自底部滑脱层向上传播的正向逆冲断层,断层以前展式发展,岩层在上部滑脱层以上弯曲形成断层相关褶皱.当2个滑脱层距离相近时,作为一个整体对断层起控制作用,形成的正向逆冲断层数目少,有利于反向逆冲断层形成;与2个滑脱层距离较远时,下部滑脱层对逆冲断层起主要控制作用,形成较多的正向逆冲断层和较少的反向逆冲断层.【期刊名称】《石油实验地质》【年(卷),期】2008(030)004【总页数】5页(P424-428)【关键词】物理模拟;滑脱层;断层相关褶皱;褶皱冲断带【作者】刘玉萍;尹宏伟;张洁;徐士进;解国爱【作者单位】南京大学,地球科学系,南京,210093;南京大学,地球科学系,南京,210093;南京大学,地球科学系,南京,210093;南京大学,地球科学系,南京,210093;南京大学,地球科学系,南京,210093【正文语种】中文【中图分类】P542.21 研究现状褶皱冲断带是由逆冲断层及断层上盘沿断面滑动而形成的褶皱所组成的，自造山带向前陆方向，变形强度和构造样式各有不同。

由于断层和褶皱发育，褶皱冲断带是油气聚集与运移的优良场所，故而作为重要的油气勘探目标而成为研究热点[1～5]；另一方面，褶皱冲断带的发展同造山带隆起和前陆盆地沉降密切相关，从而有助于对盆山耦合以及上地壳构造变形的研究[6～8]。

物理模拟实验用于地质构造变形研究已有两百多年的历史。

近年来，由于在选择实验材料方面取得的进展[9～11]，使得实验模型和自然原型之间的比例愈加精确，物理模拟实验从而被广泛应用于盆地、造山带规模[12～18]和板块碰撞规模[19～21]的地质构造变形与演化历史研究中。

库车褶皱冲断带克拉苏三角带的位移转换构造库车褶皱冲断带是指在地质构造过程中发生的一种褶皱和冲断现象，通常发生在板块运动较为活跃的区域。

这种构造特征在地质勘探和工程勘察中有着重要的应用价值。

库车褶皱冲断带与克拉苏三角带是两种常见的地质构造，下面将介绍它们的位移转换构造。

库车褶皱冲断带：库车褶皱冲断带中存在着大量的褶皱和断层，其位移转换构造主要有以下两种：1. 褶皱带位移转换构造在库车褶皱冲断带中，褶皱带的形成主要是由于板块运动引起的地球表面应力作用。

在过程中，地层因应力而发生挠曲，从而形成了褶皱。

而褶皱带的位移转换构造指的是褶皱在地质时间中的变形过程，包括褶皱的平移和旋转。

在实际应用中，褶皱带的位移转换构造是关键的地质参数，需要对其进行准确的测定，以便更好地理解和研究地质构造过程。

2. 断层带位移转换构造断层带如同褶皱带一样，常常在库车褶皱冲断带中存在着大量的断层。

断层带的位移转换构造指的是断层平面的位移。

断层带的位移转换构造与褶皱带的位移转换构造互相影响，二者通常结合起来考虑，以便更好地理解和研究地质构造。

克拉苏三角带：克拉苏三角带是一种典型的逆冲断层，逆冲断层是指断层面以压缩作用为主，将原本上伸向地面的岩层向下推动，主要发生在板块之间相互挤压的区域中。

克拉苏三角带的位移转换构造主要有以下两种：1. 逆冲带位移转换构造逆冲带位移转换构造指的是断层面的变形过程，包括断层面的平移和旋转。

逆冲断层面的位移转换构造特点是复杂、多变的，需要结合地质勘探的实际情况进行测量和分析。

而克拉苏三角带的变形特征常常被用来研究板块运动和地震等地质活动。

2. 三角带位移转换构造克拉苏三角带的名称来自于它的形状，因为其断层面的变形方式往往呈现出三角形的形态。

三角带位移转换构造指的是克拉苏三角带的整体变形过程，包括三角带的平移、旋转和扭曲等。

克拉苏三角带的三角形断层面通常结合逆冲层面一起进行研究，以便更好地理解和揭示板块运动和地震等地质活动的变形机理。