1、1第章水平收缩构造李坤2重力扩展模式重力扩展模式在逆冲作用中其主导作用的是地表的坡度，而不是实际的滑动面在逆冲作用中其主导作用的是地表的坡度，而不是实际的滑动面34柳溪断裂带5l基底与盖层一起发生逆冲构造变形基底与盖层一起发生逆冲构造变形l断层面形态可以是高角度，也可以是低角度，可断层面形态可以是高角度，也可以是低角度，可以是铲式，也可以是反铲式，以是铲式，也可以是反铲式，但是在基底构造层但是在基底构造层中一般不会表现为坡坪式中一般不会表现为坡坪式l变质基底卷入的则可以出现在造山带根部，而结变质基底卷入的则可以出现在造山带根部，而结晶基底卷入的通常出现在前陆克拉通内部，可以晶基底卷入的通常出现
2、在前陆克拉通内部，可以形成大型披覆背斜形成大型披覆背斜l可以与薄皮逆冲构造过渡，或上下叠置可以与薄皮逆冲构造过渡，或上下叠置6南侏罗山外阿尔卑斯边界的横剖面（据南侏罗山外阿尔卑斯边界的横剖面（据Beck,1999Beck,1999） 7重力扩展模式重力扩展模式8挤压推覆挤压推覆整体处于挤整体处于挤压状态，自根带至锋压状态，自根带至锋带均表现为压缩形变，带均表现为压缩形变，在一定程度上根带的在一定程度上根带的挤压强度甚至大于中挤压强度甚至大于中带或锋带的挤压强度。带或锋带的挤压强度。重力滑动重力滑动作用引起的滑覆变形，作用引起的滑覆变形，由根带到锋带，由拉伸转化为由根带到锋带，由拉伸转化为挤压，
3、挤压强度趋向锋带增大挤压，挤压强度趋向锋带增大滑覆中的滑动系统为滑覆中的滑动系统为自由滑落自由滑落，不同部分的运动可以彼此无关。不同部分的运动可以彼此无关。最年轻地层往往最先下滑，然最年轻地层往往最先下滑，然而较老地层相继滑动，并盖在而较老地层相继滑动，并盖在先滑岩层之上，形成先滑岩层之上，形成倒序叠置倒序叠置，但但每一滑动岩席内部的层仍保每一滑动岩席内部的层仍保持正常顺序持正常顺序。9l地层层序地层层序 推覆推覆：老地层推覆到年轻地层之上，具有规律性、连老地层推覆到年轻地层之上，具有规律性、连续性较好，地层序列相对容易恢复续性较好，地层序列相对容易恢复 滑覆滑覆：规律性连续性差，规律性连续性
4、差，部分地层缺失部分地层缺失并由于滑覆顺并由于滑覆顺序（新地层先滑），可形成倒序叠置序（新地层先滑），可形成倒序叠置10 挤压推覆：挤压推覆：整体挤压、根带挤压强度大于中带和锋带整体挤压、根带挤压强度大于中带和锋带 重力滑覆：重力滑覆：由根带到锋带，由拉伸转化为挤压，挤压强度趋向锋带增大由根带到锋带，由拉伸转化为挤压，挤压强度趋向锋带增大11l地层层序地层层序 推覆：老地层推覆到年轻地层之上，具有规律性、连续性推覆：老地层推覆到年轻地层之上，具有规律性、连续性较好，地层序列相对容易恢复较好，地层序列相对容易恢复 滑覆：规律性连续性差，部分地层缺失并由于滑覆顺序滑覆：规律性连续性差，部分地层缺失
5、并由于滑覆顺序（新地层先滑），可形成倒序叠置（新地层先滑），可形成倒序叠置l断层根带产状断层根带产状 推覆：变陡，倾向后方推覆：变陡，倾向后方 滑覆：变缓，倾向前方滑覆：变缓，倾向前方l断面形态、倾向断面形态、倾向 推覆：铲状，倾向根带推覆：铲状，倾向根带 滑覆：台阶或平滑弧形，倾向前锋滑覆：台阶或平滑弧形，倾向前锋变形结构对比变形结构对比 挤压推覆：水平挤压引起的垂向伸长挤压推覆：水平挤压引起的垂向伸长 重力滑覆：水平伸长重力滑覆：水平伸长1213Foreland Basin） 形成于收缩造山带与相邻克拉通之间，平行形成于收缩造山带与相邻克拉通之间，平行于造山带呈狭长带状展布的不对称冲断挠曲
6、盆地。于造山带呈狭长带状展布的不对称冲断挠曲盆地。14 它是陆壳上一个长条它是陆壳上一个长条形沉积物丰富的聚集区，位形沉积物丰富的聚集区，位于造山带和克拉通之间，它于造山带和克拉通之间，它的形成与消减带的地球动力的形成与消减带的地球动力学作用和周缘或弧后褶皱冲学作用和周缘或弧后褶皱冲断带活动有关；断带活动有关；它由它由4个单独的沉积带个单独的沉积带组成，即组成，即顶部尖灭带（楔形顶部尖灭带（楔形顶）、前渊、前缘隆起（前顶）、前渊、前缘隆起（前隆）、后缘隆起（后隆）隆）、后缘隆起（后隆）； 前陆盆地延伸长度大前陆盆地延伸长度大约与冲断、褶皱带长度相当约与冲断、褶皱带长度相当15 前陆盆地前陆盆地
7、的发育主要与冲断层带的活动有关，由于冲断带荷载的发育主要与冲断层带的活动有关，由于冲断带荷载使岩石圈挠曲，形成前陆沉降。使岩石圈挠曲，形成前陆沉降。 前陆盆地边缘的逆冲断层可以是基底卷入型的逆冲断层，也可前陆盆地边缘的逆冲断层可以是基底卷入型的逆冲断层，也可以是薄皮的逆冲断层，以是薄皮的逆冲断层，以基底卷入型为主以基底卷入型为主，以向前陆方向逆冲的板以向前陆方向逆冲的板状叠瓦逆冲断层组合为特征。状叠瓦逆冲断层组合为特征。16 逆冲断层系的上盘系统可能包含有从地壳深部逆冲上来的岩石逆冲断层系的上盘系统可能包含有从地壳深部逆冲上来的岩石或经过强烈挤压变形的造山带物质。或经过强烈挤压变形的造山带物质
8、。 有些逆冲断层则是在褶皱变形基础上形成的，即岩层先挤压褶有些逆冲断层则是在褶皱变形基础上形成的，即岩层先挤压褶皱变形，进一步褶皱紧闭倒转，最后的倒转翼发生逆冲断层。皱变形，进一步褶皱紧闭倒转，最后的倒转翼发生逆冲断层。 在前陆盆地边缘的逆冲褶皱带可有多次逆冲作用叠加的变形。在前陆盆地边缘的逆冲褶皱带可有多次逆冲作用叠加的变形。如果造山楔有较大的逆冲位移，其底部也可发育双重构造。如果造山楔有较大的逆冲位移，其底部也可发育双重构造。 铲式逆冲断层与蛇头构造铲式逆冲断层与蛇头构造 坡坪式（逆冲断层与断弯褶皱）坡坪式（逆冲断层与断弯褶皱） 盲冲断层、断展褶皱、断滑褶皱盲冲断层、断展褶皱、断滑褶皱 双
9、重构造双重构造 冲起构造和三角带构造冲起构造和三角带构造 撕裂断层和逆冲调节带撕裂断层和逆冲调节带17 逆冲断层系统的根带一般位于造山带轴部或靠山脉一逆冲断层系统的根带一般位于造山带轴部或靠山脉一侧的前陆盆地边缘，以强烈挤压作用为主，发育高角度逆侧的前陆盆地边缘，以强烈挤压作用为主，发育高角度逆冲断层甚至发育具轴面劈理的挤压褶皱，显示冲断层甚至发育具轴面劈理的挤压褶皱，显示基底卷入的基底卷入的逆冲构造样式特点逆冲构造样式特点。 根带内由于强烈的挤压作用，往往伴随强烈的隆升和根带内由于强烈的挤压作用，往往伴随强烈的隆升和剥蚀作用、以及岩浆活动和变质作用。剥蚀作用、以及岩浆活动和变质作用。 根带
10、前陆盆地中的逆冲断层系统自山脉向前陆地区大致可分为逆冲断层系统前陆盆地中的逆冲断层系统自山脉向前陆地区大致可分为逆冲断层系统的的根带、中带和前锋带根带、中带和前锋带三部分。三部分。挤压强度逐渐减小，挤压收缩应变由大变小挤压强度逐渐减小，挤压收缩应变由大变小18中带 中带一般位于前陆地区逆冲楔状体，以薄皮逆中带一般位于前陆地区逆冲楔状体，以薄皮逆冲构造样式为特点，发育各式冲构造样式为特点，发育各式双重构造、断弯褶皱双重构造、断弯褶皱和叠瓦状构造和叠瓦状构造等，并显示出近水平的剪切作用等，并显示出近水平的剪切作用19前前锋锋带带 前锋带位于前缘凹陷或前缘隆起内侧斜坡带前锋带位于前缘凹陷或前缘隆起内
11、侧斜坡带上，以弱挤压作用为特点，大部分逆冲断层的位上，以弱挤压作用为特点，大部分逆冲断层的位移量较小，以发育移量较小，以发育蛇头构造、叠瓦逆冲构造、断蛇头构造、叠瓦逆冲构造、断展褶皱和断滑褶皱展褶皱和断滑褶皱为特点。为特点。20前陆冲断带地质结构类型示意图前陆冲断带地质结构类型示意图21Stage 1 - The generation of compressional forces initiate plate movementsshows stage 1 of foreland basin evolution. Compressional stresses generated at lith
12、osphere plate boundaries, (yellow), can cause reverse movement along pre-existing and newly generated crust . This mechanism initiates the over thrusting process.压缩作用区域岩石圈莫霍面前陆盆地形成演化过程前陆盆地形成演化过程22Stage 2 - Thrusting of hanging wall over the footwall creates a thrust anticline structure An uplift str
13、ucture called a thrust anticline is created when reverse movement along the mantle crust causes the hanging wall of the fault to be displaced over the footwall. This process of displacing the hanging wall material onto that of the footwall generates the initial mountain belt and also thickens the cr
14、ust, through over thrusting layers on top of one another.推覆背斜构造 23 Stage 3 - Overlying load creates a flexure by down moving the footwall The thickening of the crust and formation of the mountain belt forces a load upon the lithosphere, which creates down flexing or a flexure force. As a result of t
15、he down flexing, a foreland basin is generated ahead of the mountain belt within the depression . The basin reaches its maximum depth where the greatest flexure is applied, which is usually immediately beside the mountain, but occasionally the nature of the surrounding subsurface sediments may dicta
16、te basin morphology. 弯曲凸起单斜挠曲 24Stage 4- Infilling of basin through erosionThe rate and magnitude of foreland basin evolution is controlled by the complex interaction of several geological processes .Some of these include erosion rates and magnitude and ease of thrust faulting. As a mountain belt is
17、 eroded this material will be deposited in the foreland basin, generating further loading and enhancing the depth of the basin. The combination of thrust and sediment loads causes subsidence of the crust, and forms a deep flexural basin . 剥蚀沉积25Stage 5 - Evolution of numerous basins as thrust propag
18、atesForeland basin evolution is a dynamic and somewhat destructive process . In general thrust movement propagates further and further onto the foreland . The dynamic nature of thrusting creates the stacking of multiple thrust anticline structures on top of each other . This enhances the size of the
19、 mountain belt. Similarly, the foreland basin structure is continually modified as older sections, are incorporated into new uplift structures, while new basin development occurs further onto the foreland. The thrust faulting also causes changes to occur within the lithosphere as can be seen on the
20、figure as the overloading weight causes the downward flexing of the crust-mantle boundary (Moho). 背驮式盆地前缘2627前陆盆地与大油气田前陆盆地与大油气田盆盆 地地时时 代代规规 模模储储 量量西加拿大盆地西加拿大盆地中侏罗世至白垩纪中侏罗世至白垩纪东西宽东西宽160km160km，南北长，南北长1200km1200km；延伸总长度大于延伸总长度大于6000km6000km，面积约面积约1.91.910106 6kmkm2 27.847.8410108 8t t（油）（油）2.12.110108
21、 8t t液化石油气液化石油气1.91.910101212m m3 3天然气天然气2380238010108 8t t重油重油4811481110108 8m m3 3（煤层气）（煤层气）扎格罗斯盆地扎格罗斯盆地晚始新世至今晚始新世至今长长1800km1800km，宽，宽250250300km300km，面积为面积为4545545410104 4kmkm2 221021010108 8t t（油）（油）16.9816.9810101212m m3 3（气）（气）东委内瑞拉盆地东委内瑞拉盆地早始新世至今早始新世至今面积面积210000km210000km2 2；瓜里科次盆地瓜里科次盆地480 k
22、m480 km260km260km马图林盆地马图林盆地520 km520 km170km170km282810108 8t t（油）（油）1.871.8710101212m m3 3（气）（气）1680168010108 8t t（重油）（重油）阿拉斯加阿拉斯加北坡盆地北坡盆地中侏罗世至新近纪中侏罗世至新近纪面积面积240000km240000km2 21000km1000km（5050350350）kmkm14014010108 8t t（油）（油）113.2113.210108 8m m3 3（气）（气）美国落基山盆地美国落基山盆地中侏罗世至新近纪中侏罗世至新近纪1000km1000km1
23、400km1400km面积约面积约1.41.410106 6kmkm2 222.2622.2610109 9t t（油）（油）沃希托盆地盆地沃希托盆地盆地早宾夕法尼亚世早宾夕法尼亚世至早二叠世至早二叠世长长2250km2250km70070010108 8t t（油）（油）0.280.2810101212m m3 3（气）（气） 在在2121个前陆盆地中发现大油气田个前陆盆地中发现大油气田150150个，占世界大油气田总数个，占世界大油气田总数的的34.29%34.29%。探明的常规石油储量达。探明的常规石油储量达30230210108 8m m3 3以上，探明天然气储以上，探明天然气储量为量
24、为23.623.610101212m m3 3, ,探明重油、油砂和沥青等储量探明重油、油砂和沥青等储量4600460010108 8m m3 3，占全，占全球探明油气总储量的绝大部分。球探明油气总储量的绝大部分。28前陆盆地与大油气田前陆盆地与大油气田l 东北部为狭长的东北部为狭长的“逆冲断裂带逆冲断裂带” l 西南为西南为“叠瓦状叠瓦状”构造带构造带l 更西南为更西南为“简单褶皱带简单褶皱带”，由大型背斜和向斜组成，由大型背斜和向斜组成中东扎格罗斯前陆盆地构造横剖面图中东扎格罗斯前陆盆地构造横剖面图阿拉伯海湾阿拉伯海湾 阿拉伯大陆架阿拉伯大陆架（前缘斜坡）（前缘斜坡） 扎格罗斯前陆坳陷扎格
25、罗斯前陆坳陷扎格罗斯扎格罗斯山冲断带山冲断带阿拉伯地盾阿拉伯地盾（前缘隆起）（前缘隆起）海拔海拔NE探明石油238亿吨，天然气181012m329前前陆陆盆盆地地演演化化前前陆陆盆盆地地演演化化1 1. .中中西西部部油油气气资资源源潜潜力力大大中中西西部部六六大大盆盆地地中中西西部部六六大大盆盆地地油油、气气资资源源量量油油、气气资资源源量量2 27 74 42 27 74 4亿亿亿亿t t t t和和和和2 22 2. .5 54 42 22 2. .5 54 4万万亿亿万万亿亿m m m m3 3 3 3 ，占占股股份份公公司司占占股股份份公公司司5 56 6% %5 56 6% %、8
26、 89 9% %8 89 9% %；探探明明率率仅仅；探探明明率率仅仅9 9. .4 4% % 9 9. .4 4% % 、6 6. .4 4% %6 6. .4 4% %- - - -8 8 8 8，勘勘探探潜潜力力大大勘勘探探潜潜力力大大前前陆陆盆盆地地是是极极重重前前陆陆盆盆地地是是极极重重要要组组成成部部分分：准准噶噶要要组组成成部部分分：准准噶噶尔尔西西北北缘缘、尔尔西西北北缘缘、 准准南南、准准南南、吐吐哈哈北北部部、库库车车、吐吐哈哈北北部部、库库车车、塔塔西西南南、柴柴北北缘缘、塔塔西西南南、柴柴北北缘缘、柴柴西西南南缘缘、鄂鄂尔尔多多柴柴西西南南缘缘、鄂鄂尔尔多多斯斯西西缘缘
27、、川川西西斯斯西西缘缘、川川西西前前陆陆盆盆地地及及其其冲冲断断带带分分布布30库车库车4.3万万km2北天山前，与库车坳陷具有相似北天山前，与库车坳陷具有相似的大地构造环境和石油地质条件的大地构造环境和石油地质条件博格达山前，博格达山前，P烃源烃源岩发育、推覆构造下岩发育、推覆构造下盘具有大型构造盘具有大型构造准噶尔西北缘，成准噶尔西北缘，成熟油气勘探区熟油气勘探区鄂尔多斯西缘北段，鄂尔多斯西缘北段，已有良好油气发现已有良好油气发现龙门山前，龙门山前，4.5万万km2，P、T、J均具有有利成藏条件，推覆均具有有利成藏条件，推覆体下盘存在巨型构造体下盘存在巨型构造楚雄盆地楚雄盆地柴北缘，柴北缘
28、，1.5万万km2，侏罗系烃源岩分布好侏罗系烃源岩分布好柴达木西部昆仑山前柴达木西部昆仑山前大巴山前大巴山前吐哈台北缘塔东南鄂尔多斯鄂尔多斯西缘南段西缘南段祁连山前塔西南塔西南14.1万万Km231龙门山造山带龙门山造山带-川西前陆盆地系统地质构造川西前陆盆地系统地质构造 相对于龙门山推覆带以及川西前陆盆地，前缘隐伏构造带同相对于龙门山推覆带以及川西前陆盆地，前缘隐伏构造带同时具有较好的油气封盖能力以及较储层裂缝发育条件，是龙门山前时具有较好的油气封盖能力以及较储层裂缝发育条件，是龙门山前最有利含气构造带，川西中坝、邛西、平落坝、大邑含气构造位于最有利含气构造带，川西中坝、邛西、平落坝、大邑含气构造位于隐伏构造带内，具有很好勘探潜力隐伏构造带内，具有很好勘探潜力3233
