逆冲断层位移—长度关系解析——以杭锦旗断裂带为例

为了揭示鄂尔多斯盆地北部杭锦旗断裂带在晚石炭世—中三叠世逆冲断层生长的位移模式和位移—长度关系,本文通过地震剖面解释、地层回剥分析和断层古位移测算来厘定古断层的末端位置,明确断裂生长连接历史,并结合幂律关系,探究了断层生长模式以及断裂带岩性组合、运动学、反转和断层系统内在特征等方面的影响。研究表明,杭锦旗断裂带的构造演化受基底断裂的分段性制约。其北东走向的分段(泊尔江海子断裂东段)形成较早;在垂向上,断裂中部的位移大,向两端递减;在平面上,断裂末端与东西走向的分段(泊尔江海子断裂西段)叠覆,导致局部位移增大,最终发生硬连接。东西走向的三眼井断裂形成于晚石炭世,先后经历了断层分段、横向扩展和连接的演化阶段。乌兰吉林庙断裂作为调节带断裂,其活动相对较弱且局部发生反转。根据断层位移—长度剖面的几何形态和断层演化阶段分析,可将杭锦旗断裂带的逆冲阶段的位移模式分为4种类型:①近对称的三角状或椭圆状,代表独立断层;②左右极不对称的锯齿状或双峰状,代表断层之间发生软连接作用;③不规则波状,反映多条小型断层的连接作用;④异常尖峰状,代表大型断裂后期位移的调整。杭锦旗断裂带的D_(max)/L数据集与全球其他地区比较,要低一个数量级,可能与断裂带的后期反转有关。最后,针对杭锦旗断裂带在不同时期的构造演化和D_(max)/L变化特征,提出了断裂带逆冲阶段演化的路径模式。