張博譞
摘要:總結歸納了各類褶皺陡坎,以形成機理為分類依據,將褶皺陡坎分為了向斜斷彎褶皺陡坎、背斜斷彎褶皺陡坎、滑脫褶皺陡坎、擠壓構造楔褶皺陡坎、斷展褶皺前翼、后翼褶皺陡坎以及三角剪切斷展褶皺前翼褶皺陡坎,并分別給出了各類褶皺陡坎的相應形成模式圖,以期為今后通過研究褶皺陡坎限定下伏構造提供理論基礎。
關鍵詞:基本分類;褶皺陡坎;理論模型;形成機理
中圖分類號:P542
文獻標識碼:A 文章編號:1674-9944(2017)14-0244-02
1 引言
褶皺陡坎是近期發現的一種與斷層陡坎不同的,與構造作用相關的地貌坎(盧華復等, 2002; Thompson et al. 2002)。這種陡坎是由于下伏斷層的拐折沖斷作用,使得膝折帶遷移造成活動軸面與固定軸面分離而在地表形成的陡坎。它能很好地記錄活動褶皺變形演化的詳細過程,在實際工作中只需根據不同期次地貌面上發育的褶皺陡坎的變形特征,結合地層產狀及野外詳細地地質調查,便能大體限定研究區斷層相關褶皺的運動學模型。
Chen Y G et al.(2007)按照褶皺陡坎與斷層地表跡線的空間位置關系,將褶皺陡坎分為兩種類型:第一種類型的褶皺陡坎常發育在主斷層的地表行跡附近。這種陡坎是由自上次地震以來分散在未變形的沉積地層中的斷層尖端發生同震變形形成的。第二種類型的褶皺陡坎發育在近期形成的平坦沉積面上,與地表出露的斷層陡坎相距較遠,是由于下伏斷層彎折造成地層傾角突然變化形成的陡坎。
隨著對褶皺陡坎了解的深入,這種較為表象的分類方法已不能很好的滿足地質研究的需求。因此本文通過總結歸納各種不同類型的褶皺陡坎,以形成機理為分類依據,將褶皺陡坎進行分類。
2 褶皺陡坎的7種分類
2.1 向斜斷彎褶皺陡坎
Thompson et al.(2002)在研究Alamedin河階地的Issyk-Ata斷層和Djuanarik河階地的Akchop Hills斷層時發現向斜斷彎褶皺陡坎,并以斷彎褶皺理論為指導,畫出了階地變形概略圖(圖1)。這種向斜斷彎褶皺陡坎是由于褶皺下伏斷層在下斷坪、斷坡處發生拐折沖斷作用,使膝折帶發生遷移而形成的陡坎,主要發育于距地表斷層陡坎較遠的上盤處,因活動軸面兩側地層產狀不同,類似向斜構造,固將此類褶皺陡坎命名為向斜斷彎褶皺陡坎。
2.2 背斜斷彎褶皺陡坎
Dolan et al.(2003)在研究朋地山盲逆斷層時(Puente Hills Blind Thrust Fault: PHT),根據鉆孔資料,結合PHT的運動學性質和斷彎褶皺的理論成果,建立了背斜斷彎褶皺陡坎的生長模式圖(圖2)。這種褶皺陡坎以膝折帶遷移的方式進行生長,由于褶皺下伏斷層在斷坡、上斷坪處的拐折作用,使得上覆地層發生變形,形成傾角恒定的褶皺翼,因地層產狀形似背斜構造,所以稱之為背斜斷彎褶皺陡坎。
2.3 滑脫褶皺陡坎
滑脫褶皺是發育在介質力學性質差異較大的沉積層序中的滑脫面或逆斷層(斷坪)之上的褶皺(陳杰等,2005)。陳杰等,2005分別提出了翼旋轉和膝折帶遷移兩種褶皺生長機制下滑脫褶皺形成的褶皺陡坎樣式(圖3、4)。同樣,由于此類褶皺陡坎發育在滑脫褶皺之上而命名為滑脫褶皺陡坎。如圖3,因褶皺以翼旋轉方式縮短,使得背斜翼間角減小,階地被廢棄抬升并同時發生褶皺變形,從而在褶皺兩翼形成褶皺陡坎。如圖4,因褶皺通過膝折帶遷移的方式縮短,致使膝折帶由內向外逐漸遷移,從而在褶皺兩翼形成的褶皺陡坎。
圖5為Ishiyama et al.(2007)參照(Shaw et al. 2002; Dolan et al. 2003)所提出的朋地山擠壓構造楔剖面所畫的褶皺陡坎模式圖,這類褶皺陡坎發育在楔形逆斷層的前緣,陡坎的走向平行于前翼的下伏基巖,由于構造楔的同震抬升而在地表形成褶皺陡坎,由此將此類褶皺陡坎稱為擠壓構造楔褶皺陡坎。
2.5 斷展褶皺前翼、后翼褶皺陡坎
斷展褶皺是逆沖巖席沿斷坪-斷坡運動擴展過程中形成的褶皺,逆沖斷層的斷坡消失在未變形的地層中,斷層滑動量全部被褶皺作用所吸收(陳杰等,2005)。因此對于斷展褶皺,在斷坪-斷坡發生拐折處會有以膝折帶遷移機制生長的褶皺陡坎,而在斷層尖端同樣會有褶皺發生同震變形產生的褶皺陡坎(圖6),根據褶皺陡坎所處褶皺的位置分為斷展褶皺前翼褶皺陡坎和斷展褶皺后翼褶皺陡坎。
2.6 三角剪切斷展褶皺前翼褶皺陡坎
Chen Y G et al.(2007)在研究臺灣1999年集集地震時提了發育在三角剪切斷展褶皺前翼的褶皺陡坎模式圖(圖7),這種褶皺陡坎是由于逆斷層帶來的縮短量很大部分被地層通過三角剪切作用吸收,導致地層增厚形成褶皺陡坎。
3 結論
通過依照褶皺陡坎形成機理將褶皺陡坎分為:向斜斷彎褶皺陡坎、背斜斷彎褶皺陡坎、滑脫褶皺陡坎、擠壓構造楔褶皺陡坎、斷展褶皺前翼、后翼褶皺陡坎以及三角剪切斷展褶皺前翼褶皺陡坎。為將來通過研究褶皺陡坎限定下伏構造提供了理論基礎,在今后的研究工作中,如發現褶皺陡坎的存在,只需再確定與其相關的褶皺類型及地層產狀,便能根據本文的模式圖方便快捷的得到研究區大致的深部構造模型。
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