逆冲推覆构造

构造地质学 课程简介 构造地质学是地质学的主要分支学科，是地学类专业的基础课程。它是介绍组成地壳的岩石、地层和岩体
在岩石圈中力的作用下变形形成的各种现象（地质构造）、阐述这些地质构造的几何形态、组合型式、形成机制
和演化进程，探讨形成这些构造的作用力方向、方式和性质的学科。
课程从介绍岩石变形的基础力学与流变学理论出发，重点介绍褶皱、节理、断层、劈理、线理等中小尺度
上发育的构造型式及其形成的力学条件与运动学过程。伸展构造、逆冲推覆构造、走向滑动断层、韧性剪切带
构造等重要构造型式的主要特点作为课程中的主要介绍内容。 第一章、概 述 一、构造地质学及其内涵
在山区高速公路两侧的峭壁上、在基岩出露的地方或在水库旁的悬崖上，我们总可以看到很多自然界的岩
石具有成层性（层理、片理或劈理等），而且这些岩层经常发生变形，弯曲（褶皱）或破裂（断层或节理），
构成奇异的自然景观。这些由自然力（或地应力）作用引起的岩石的成层性以及岩层的弯曲或破裂现象就是地
质构造。构造地质学就是研究这些地质构造，包括地球岩石圈内岩石变形形成的褶皱、断层、节理、劈理、线
理等的几何学特点，产生这些地质构造的运动学和动力学条件，以及这些地质构造形成的基本过程（或形成机
制）与演化规律的科学。
地质构造的规模变化很大，从地壳尺度或全球规模、地区尺度或中比例尺区域规模、露头或手标本规模、
显微乃至亚微尺度。在不同的尺度上，地质构造的表现形式具有一定的差异。传统构造地质学研究多限于对中
比例尺区域规模、露头尺度和手标本尺度地质构造的描述、分析。现代科学技术的发展及其在构造地质学学科
研究中的渗透与应用，却大大地拓宽了构造地质学的研究尺度与研究领域。现代构造地质学的研究领域特点表
现为，在传统构造地质学研究领域的基础上，宏观更宏观，从手标本尺度向区域乃至全球尺度发展；微观更微，
从应用显微镜的微观尺度到利用电子显微镜的亚微尺度的研究。
现代构造地质学的内容包括几个主要方面：地质构造的几何学，主要包括地质构造的几何形态描述、产状
与形体方位分析以及各种地质构造的组合形式和组合规律；地质构造形成的运动学，主要指地质构造形成过程
中物质的运动方式、运动方向与基本规律；地质构造形成的动力学，包括地质构造形成的动力学条件及其变化、
动力来源；地质构造的成因分析，主要讨论地质构造的形成环境、形成条件、岩石变形机制与地质构造的演化
过程。当然，上述几个方面的内容并不是孤立的，彼此之间却是密切相关，相辅相成的一个统一体。

这是一个具逆冲推覆作用多层次、多阶段发生的地区，由各推覆体相互叠压、堆垛构筑而成，依据内部大型逆冲断层的活动时限、推覆体的物质组成和变形特征的分带性，沿由SW向NE的逆冲推覆方向划分为布拉柯-措交玛、加多措-岗嘎和马社达-鄂果等3个逆冲推覆体系。
1.马社达-鄂果逆冲推覆体系
该体系位于岗嘎逆冲推覆构造的北东缘或东缘，平面上显示向NE凸出的弧形。它由滑脱面、推覆片体及外缘飞来峰等组成。
滑脱断层为岗嘎逆冲推覆构造的主滑脱面，是结合带与义敦岛弧及弧前单元的分界面。在地表浅部主要为向SW（或W）缓倾，倾角一般10°～35°，由于倾角平缓，在平面上呈波状弯曲。断层力学性质以压性为主兼扭性，压扭性特征在整个断层带上都表现明显，断层带中发育同主断面近于平行的挤压透镜体及水平展布的条带状断层擦痕，断层上、下盘均具牵引褶曲和羽状小断裂。从沿断层NE盘的岩层向NW推移分析，断层具反扭性特征。
原地系统，滑脱面之下的岩层为中—晚三叠世的蛇绿混杂岩建造，古生代外来岩块的“泥砾混杂”建造以及少量老第三纪的磨拉石建造等。靠近滑脱面，岩石均产生强烈的挤压变形。
推覆体主要由上三叠统图姆沟组的碳酸盐岩、陆缘碎屑岩、火山沉积地层，老第三系热鲁组（Er）砂砾岩地层及少量燕山期花岗岩组成。推覆体的组成在区域延伸带上有一定变化，尤以推覆体NW段和中段的灰岩不仅与滑脱断层的走向大体一致，而且延伸十分连续，其条带状的影像和地貌特征在航卫片上清晰可见。
飞来峰由上三叠统图姆沟组的角砾状灰岩、砂泥质灰岩及生物碎屑灰岩组成，其内部多处可见因风化剥蚀形成的形态各异的构造窗，显露出下伏原地系统的蛇绿混杂建造岩石。
2.加多措-岗嘎逆冲推覆体系
同马达社-鄂果逆冲推覆体系大致平行，总体上呈SE尖窄、NW较宽的楔形。由逆冲断层、推覆片体及褶皱等组成。
逆冲断层，该断层SW盘上冲时由于受到NE盘灰岩、花岗岩等刚性岩石的阻挡，断层在剖面上呈倒勾状，浅部断面普遍向NE（或E）陡倾，倾角达62°～71°，深部断面向SW缓倾。断层两侧岩层均强劈理化及石香肠化，并发育密集的、系统倒转的次级褶皱。取自马海一带的样品用ESR测年为39.2 Ma（勾永东，2001）。
推覆体及褶皱，推覆体主要由上三叠统喇嘛垭组的陆缘碎屑岩、碳酸盐岩及少量火山岩地层，下第三系（Er）砂砾岩地层和印支晚期的加多措花岗岩等组成，以陆缘碎屑岩为主。地层的系统倒转表明，该推覆体在推覆过程中受到其东部片体的阻挡，已经强烈翻转变位，属一冲断型岩片。
3.布拉柯-措交玛逆冲推覆体系
其NW段被雀儿山滑覆构造局部压盖。它由逆冲断层、推覆体等组成。
逆冲断层，其断层断面总体向S倾，并随位置不同而发生变化，倾角时陡时缓，一般为20°～35°，平面上波状弯曲。断层上盘中常见波状褶曲及小型冲断，下盘地层受逆冲作用影响产生倒转和平卧褶皱。
推覆体包括上三叠统火山岩、火山-沉积岩和措交玛、阿吉森等印支、燕山期花岗岩。
总之，岗嘎逆冲推覆构造是在义敦岛弧燕山期碰撞造山作用基础上，在喜马拉雅早期，区域性的拉张使区内形成的拉分断陷盆地并接受磨拉石沉积。在此之后，由于印度板块的进一步向北漂移，区域挤压应力增强，使甘孜—理塘一带地壳再次沿前述俯冲带下插，义敦岛弧区则向NE逆冲，强烈的推覆作用开始发生，其时间约为中新世。最初的滑脱面继承了特提斯洋壳的俯冲界面。由于逆冲推覆作用的不断发展，推覆体不断东移，直到与结合带NE的巨大复理石扇体相抵触。为消耗由SW向NE不间断发生的水平挤压力，使区内的第三纪盆地等自由空间受到大幅压缩，同时使这一巨大的推覆体内部由NE向SW逐次发生破裂，形成逆冲断层和断块内部地层的进一步褶皱、倒转，并在以后展式扩展和向NE推覆叠置（勾永东，2001）。

逆冲推覆构造主要发生在造山带及其前陆和活动性较强的地台上。板块构造提出后，人们认识到冲断构造（thrust）和推覆构造（nappe）是板块会聚边缘变形作用的关键标志。前陆褶皱冲断系脱胎于早期的冲断-推覆构造，即强调褶皱与断层的密切关系。地层由于吸收了下伏冲断层的位移而形成褶皱，当褶皱已不能完全吸收下伏冲断层上持续增加的位移时，断层将向前或向上扩展，于是新的断层形成。新的断层再形成新的褶皱。这种断层-褶皱之间的转换关系在冲断活动中持续进行。前陆薄皮式冲断推覆构造越趋向于造山带，与中深层次或深层次的韧性剪切带的关系就越接近。一些著名的造山带，如喜马拉雅、阿尔卑斯、秦岭、阿巴拉契亚等造山带，其前陆为脆性冲断推覆构造，到造山带，往往为韧性冲断剪切带。冲断推覆产生的不同类型、不同级别、不同强度的褶皱被称为断层相关褶皱构造。形成机制分为3种主要类型：断层转折褶皱作用、断层褶皱作用和断滑褶皱作用。

冲断构造经常出现一系列被冲断席体分隔的顶底板断层，称为双重构造。冲断构造带中常见有两组倾向前陆的反冲断层。逆冲带内各席片的逆冲顺序研究始于80年代，主要划分为两种方式；一是上叠式（over lap），即前缘下部断层先产生，后陆上覆断层后出现；二是背驮式（piggy back），显示早期构造应力方向与后期的相反，使同一断层的性质随时间发生相反的转变，即前期为正断层的（或逆断层），后期变为逆（或正断层），这就是反（倒）向构造或反转构造。

平衡剖面技术源于50～60年代石油勘探中的油田地质研究。近年来，一系列的断层相关褶皱理论使平衡剖面技术日趋精确和完善，并逐渐应用于挤压性的造山带和张性构造区的研究中。所谓平衡剖面即为“一条能够依据一定原则，复原到未变形状态的合理剖面。”所谓“合理”就是要满足多种资料和条件的制约。

由于冲断推覆构造在其前陆地带的普遍存在，及其在探讨盆山耦合关系、油气勘探、地震活动等方面的重要作用，因此其几何学和运动学特征以及动力学过程仍是研究的重点。