三角剪切断层传播褶皱作用理论与应用

基底断层在沉积盖层中传播所形成的褶皱形态难以用平行膝折褶皱理论进行解释,这在于两者的流变学性质有很大差异。Erslev提出了三角剪切断层传播褶皱理论,认为下伏断层的脆性强破裂变形为向上变宽的三角形分布式剪切所调节,三角形顶点固定于断层端点。Hardy和Ford拓展了这一理论并成功地建立数字模拟模型,Allmendinger进一步建立与完善了三角剪切的正演模型与反演方法。通过运动学模型预测结果与天然构造观察和相似模拟实验结果的对比分析,以及通过一系列力学模型对运动学模型的检验,三角剪切断层传播褶皱理论被证实并获得了广泛应用。对前陆盆地、克拉通盆地和走滑盆地的基底卷入型构造与走滑或斜向滑动构造,都可以应用三角剪切断层传播褶皱理论来分析变形样式及其分布特征。该理论可以有效地预测隐伏断层的初始破裂点、断层传播量与发育部位,已成功地应用于工程地质与地震灾害预报等方面。

伸展断层传播褶皱研究现状

伸展断层传播褶皱是伸展环境中重要的一种褶皱类型,是由于隐伏基底正断层活化向上传播而引起上覆地层发生的弯曲。多年的研究认为这是一种向上变宽的三角形分布式剪切调节过程,断层的上端点限定了三角剪切区的顶点。运用三角剪切的速度模型很好地拟合和描述变形区内物质的运动,三角剪切区的顶角和断层向上传播/断层向下滑移比值(p/s)是控制伸展断层传播褶皱变形过程和几何形态的重要的运动学参数。伸展断层传播褶皱的发育过程可以根据断层是否切穿上覆盖层而划分为两个阶段。在沉积过程中,伸展断层传播褶皱作用对生长地层的几何形态和叠置样式有较强的控制作用。通过对保留的生长地层几何形态的分析,可以确定隐伏基底断层的初始破裂点和断层传播量,并最终重建伸展断层传播褶皱的变形过程。

断层传播褶皱模型及其应用的研究

断层传播褶皱是断层相关褶皱中最重要的类型之一,它一般形成于逆冲断层中。当断面的扩张速度小于滑移速度时,逆冲岩块运动较快,内部聚集应变能,而在断层面扩张的前方就会形成褶皱加以调节,这类褶皱称为断层传播褶皱。经过许多的地质学家研究认为这是沿断层面向上变宽的三角形分布式剪切的调节过程,而三角剪切区主要由断层的上顶点所决定。这种褶皱最早是Hardy和Ford发现并且成功的建立了此种褶皱的几何数字模拟模型。由于断层传播褶皱的形成主要受三角剪切区的控制,因此主要研究三角剪切区。

受盐层影响的前陆褶皱-冲断带构造特征——以库车秋立塔克构造带为例

褶皱-冲断带和盐相关构造均十分发育的秋立塔克地区构造极其复杂,该地区新生界内部存在两套起滑脱层作用的膏盐层。受滑脱层位置变化影响,垂向上和平面上的构造变形特征均具有很大差别。地震剖面识别出的构造样式主要有盐焊接、断层滑脱褶皱、断层传播褶皱、断层转折褶皱、三角带及其混生构造样式和基底卷入型断层相关褶皱等。秋立塔克地区盐相关构造形成的主要动力是挤压应力,其形成过程主要经历了楔状地层、滑脱背斜、滑脱断层和对冲断裂形成4个阶段。

川东南褶皱带西山背斜构造解析与运动学模拟

以高信噪比地震资料为基础,运用断层相关褶皱理论对西山背斜构造变形特征进行几何学构造解析,提取构造特征参数,基于构造三角楔和断层转折褶皱的计算机模拟,对西山背斜的构造几何变形进行运动学模拟。模拟结果表明,西山背斜分为浅层、中层和深层构造,浅层构造受晚燕山运动—喜马拉雅运动的影响,形成于白垩纪至全新世,下三叠统嘉陵江组底部滑脱层之上发育的突破断层控制浅表构造变形;中层构造受印支运动的影响,形成于早三叠世到晚三叠世,发育构造三角楔和断层传播褶皱;深层构造受加里东—海西运动影响,发育滑脱褶皱。印支运动形成的构造楔、反冲断层和晚燕山运动—喜马拉雅运动形成的逆冲断层及后期遭受剥蚀等共同作用下,最终形成现今的构造格局。

塔里木盆地玉北构造带断层特征及其裂缝分析

塔里木盆地玉北构造带形成于加里东中晚期，主要断裂以挤压逆冲为主，早期形成断层传播褶皱样式，断层总体终止于石炭系／奥陶系不整合面之下。该地区奥陶系碳酸盐岩储层易发育断层伴生裂缝和褶皱调节性裂缝，主要分布在膝褶带和断层传播褶皱区。海西晚期玉北地区断裂重新活动，仍以挤压为主形成三角剪切样式，但断层位移量并不大，该时期玉北构造带基本定型，储层裂缝易发育在三角剪切变形区。喜马拉雅期玉北地区存在微弱构造变形，玉北构造带主要受到构造的叠加改造。新生代青藏高原向东的扩张产生北东-南西向的构造应力场，使得北东-南西向的玉北断裂带具有开启性，对玉北地区油气调整和聚集会有一定的影响。

独山子背斜构造演化序列及其对油气成藏的控制

独山子背斜位于准噶尔南缘四棵树凹陷,背斜北翼陡南翼缓,北翼近于直立,造成背斜北翼地震剖面呈现空白区。通过二维地震反射剖面和钻井资料精细构造解析,结合正演以及运动学数值模拟技术,提出独山子背斜构造模型:独山子背斜发育上、下两套滑脱层,下部滑脱层发育断层转折褶皱,上部滑脱层发育三角剪切型断层传播褶皱,构成一个叠加背斜构造。独山子背斜中上组合构造发育喜马拉雅运动期3期构造演化序列,即早期(N2d沉积时期)转折褶皱、中期(Q1沉积时期)传播褶皱及晚期(Q4沉积时期)冲断改造。喜马拉雅运动期3期构造演化序列控制了独山子背斜中上组合油气运聚与油气藏展布特征。