逆断层成因分析

逆断层成因分析

(一)高角度逆断层的成因

(1)造山带中与褶皱同时发育的高角度逆断层。在一些造山带中一系列轴面陡倾的紧闭同斜褶皱的倒转翼,常发育有很多同造山期的、但比褶皱形成略晚的高角度逆断层,它们的倾向与褶皱轴面倾向一致,甚至倾角也一致。它们是在水平侧向挤压下,造山带物质垂向差异塑性流动的一种表现(图7-33)。

图7-33 萨拉伊尔山梁与同斜褶皱同时发育的高角度逆断层

图7-33 萨拉伊尔山梁与同斜褶皱同时发育的高角度逆断层

(2)造山带中与深成岩浆活动有关的高角度逆断层。在许多造山带的主要褶皱构造形成之后,往往有剧烈的岩浆活动。当岩浆从深部楔入地壳时,常形成高角度逆断层(图7-34)。

图7-34 堪培拉地区与花岗岩侵入有关的高角度逆断层

图7-34 堪培拉地区与花岗岩侵入有关的高角度逆断层

(3)差异升降运动造成的高角度逆断层。在侧方受限,差异升降运动造成挠曲时,由上下剪切作用导生的一组状级同旋向剪裂面,可进一步发展成为高角度逆断层(图7-35)。

哈弗奈模式中的第二种附加应力状态可解释这种断层的形成。

在隆起区与下降区的交替部位,原来在隆起区的一组正断层变成了隆起区倾斜的高角度逆断层。

(二)低角度逆断层的成因

低角度逆断层的形成符合安德生的逆断层模式。若考虑到水平应力的侧向和垂向变化,它们与哈弗奈的第一种附加应力模式相符,与第二种附加应力模式中一组在浅部向水平应力高的一侧倾斜的逆断层也相符。

图7-35 上下剪切作用导致的高角度逆断层

图7-35 上下剪切作用导致的高角度逆断层

(1)由褶皱进一步发展而成的延伸逆断层。在水平挤压甚强并向一侧减弱的情况下,褶皱发生倒转。倒转翼在持续变形的过程中,会逐渐被拉薄,最后沿剖面X剪裂面中的一组断开而成逆断层(图7-36a)。这种成因的逆断层常见于造山带边缘强烈不对称褶皱的地带。

(2)与褶皱同时发育的破裂逆断层。脆性岩层在水平挤压作用下可以形成开阔褶皱,同时也很快出现破裂,形成一系列在剖面X剪裂面基础上发育起来的破裂逆断层(图7-36b)。破裂逆断层与延伸逆断层的区别在于前者形成过程中不伴有褶皱翼部岩层的减薄现象,而是与同心褶皱相联系。

(3)早于褶皱形成的剪开逆断层。剪开逆断层发生之前并无明显褶皱现象,它是在水平地层的背景上发展起来的,是水平挤压作用的结果(图7-36c)。

图7-36 逆断层与褶皱的关系

图7-36 逆断层与褶皱的关系