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。

梨树断陷控陷断层的动态活动特征

桑树台断层是梨树断陷唯一一条控制断陷结构的一级断层,其动态活动特征、位移量以及对梨树断陷的控制作用等问题制约着层序地层格架和沉积体系的建立。根据该断层的生长模式,用位移—长度关系法分析其在火石岭、沙河子、营城、登娄库等地在坳陷期位移量的变化特征,定量计算不同时期断层最大位移量,分析了桑树台断层的复合式动态生长模式后认为,桑树台断层早期分南、中、北三段独立活动,控制了桑树台主洼、苏家屯次洼、金山次洼的沉积,到沙河子组后期拼合成一条断层。

帕米尔北缘木什背斜第四纪滑脱褶皱作用与北翼逆断裂的生长

发育在帕米尔弧形推覆构造带最前缘的木什活动背斜是一南缓北陡的第四纪滑脱褶皱,背斜的最小地壳缩短量为0.7km,构造隆升幅度可达1.5km。木什背斜北翼逆断层由一系列坡向北的反向断层陡坎组成,不同断坎间垂直位移分布呈现此消彼长的特征,不论是整个北翼逆断层西段还是单条断坎,其垂直位移均呈东高西低的不对称分布,位移梯度东高西低,这可能反映了背斜西段晚第四纪褶皱作用的东强西弱。该断层可能是背斜生长过程中为了调节褶皱逐渐紧闭时不断减小的核部空间形成的浅部、无根的前翼次级剪切逆冲断层,本身不会产生中强地震。该断层晚第四纪平均水平缩短速率为0.8mm/a,仅吸收了该区现今GPS地壳缩短速率的1/5。木什背斜和背斜北翼逆断层的生长均遵从根据全球断层数据获得的断层长度>100m的标度律。木什背斜北翼逆断层西段陡坎的幂律回归标度指数n=1.37(R2=0.88),其断层最大位移(Dmax)与断层长度(L)的比值(k)远小于木什背斜的约4.3%,但比全球地震地表破裂带的k值(10-4～10-5)要大1～2个数量级,这表明木什背斜北翼断裂陡坎可能是数个中强震的派生产物,但尚处于断层发育的早期。

北部湾盆地北部坳陷新生代断裂发育过程研究

北部湾盆地北部坳陷是北部湾地区重要的油气产区,其新生代沉积盆地演化以及坳陷发育过程受边界断层发育的控制。为了阐明新生代断裂系统发育及其对沉积的控制作用,结合构造应力场研究分析了盆地断裂系统的动力学成因,利用正断层位移-长度法研究了几条边界断层的发育过程,编制不同时期沉积厚度图印证了凹陷沉降中心的迁移过程及其与断裂发育的匹配关系。认为四条主干断层分别具有不同的活动时期和各自的活动中心,同时控制了不同的沉积凹陷的发育。