平衡剖面实践挤压构造为例ppt课件

1、第四讲第四讲 平衡地质剖面的实际与模拟平衡地质剖面的实际与模拟以挤压构造为例以挤压构造为例一、地震剖面资料的平衡解释一、地震剖面资料的平衡解释 地震资料为构造横剖面提供了大地震资料为构造横剖面提供了大量信息，有利于处理量信息，有利于处理“空白区问题，因此空白区问题，因此对构造复杂地域的分析日益重要。这里将对构造复杂地域的分析日益重要。这里将引见一种易于运用的定量地震资料解释的引见一种易于运用的定量地震资料解释的方法，普通被称为方法，普通被称为“膝折法。膝折法。地震解释的根本方法地震解释的根本方法 地震解释的膝折法，可归纳为以下几个根本步骤：地震解释的膝折法，可归纳为以下几个根本步骤： 等倾角区

2、确实定；等倾角区确实定； 等倾角区之间轴面确实定；等倾角区之间轴面确实定； 轴面终端或分枝处的主要构造不延续面确实定；轴面终端或分枝处的主要构造不延续面确实定； 根据断层迹线解释轴面终止缘由。根据断层迹线解释轴面终止缘由。 现对这些根本步骤分述如下：现对这些根本步骤分述如下：地震解释的根本方法地震解释的根本方法 l l等倾角区确实定：作为地震解释的第一步，就是要确定出每一个等倾角等倾角区确实定：作为地震解释的第一步，就是要确定出每一个等倾角的区段。的区段。 首先，在地震剖面上，确定几组平行的反射层位置。首先，在地震剖面上，确定几组平行的反射层位置。 其方法是：运用两个直角三角形。将一个三角形固

3、定，沿其某一边滑动另其方法是：运用两个直角三角形。将一个三角形固定，沿其某一边滑动另一个三角形。经过这一步骤就可以确定出假设干组平行的反射层，然后可将一个三角形。经过这一步骤就可以确定出假设干组平行的反射层，然后可将它们绘制于铺在地震剖面上面的透明任务薄膜上。其目的是为了在深部发现它们绘制于铺在地震剖面上面的透明任务薄膜上。其目的是为了在深部发现主要断层及其大致的迹线。主要断层及其大致的迹线。地震解释的根本方法地震解释的根本方法 2 2轴面位置确实定：第二步就是在任务薄膜上沿着等倾角区之间的枢纽带轴面位置确实定：第二步就是在任务薄膜上沿着等倾角区之间的枢纽带绘制出轴面。在地质剖面上，轴面通常平

4、分褶皱两翼之间的夹角图绘制出轴面。在地质剖面上，轴面通常平分褶皱两翼之间的夹角图20201a1a；但是，在程度和垂直比例尺不相等的地震剖面上，轴面普通不平分褶皱；但是，在程度和垂直比例尺不相等的地震剖面上，轴面普通不平分褶皱两翼夹角图两翼夹角图20201b1b，c c。为此，轴面必需据假设干个明晰反射层的褶皱枢。为此，轴面必需据假设干个明晰反射层的褶皱枢纽的位置来确定。在未偏移和偏移有误的剖面上，由于产状较陡的反射层并纽的位置来确定。在未偏移和偏移有误的剖面上，由于产状较陡的反射层并未归位到正确的相对位置，轴面定位能够会产生误差图未归位到正确的相对位置，轴面定位能够会产生误差图20201d1d

5、。地震解释的根本方法地震解释的根本方法 3 3轴面分枝和终端确实定。轴面不能够无限延伸，而它们的终止位置轴面分枝和终端确实定。轴面不能够无限延伸，而它们的终止位置是解释构造的重要资料。轴面可以四种方式终止：第一，它们能够在深处是解释构造的重要资料。轴面可以四种方式终止：第一，它们能够在深处终止于构成断弯褶皱或断展褶皱作用的断层图终止于构成断弯褶皱或断展褶皱作用的断层图20202 2。第二，轴面能。第二，轴面能够被上、下的晚期断层截切。第三，它们能够分枝或与其它轴面合并。第够被上、下的晚期断层截切。第三，它们能够分枝或与其它轴面合并。第四，轴面能够延出剖面的顶部。四，轴面能够延出剖面的顶部。地震

6、解释的根本方法地震解释的根本方法 4 4断层迹线的解释。膝折法的最后一步就是利用构造几何方式略图和概念断层迹线的解释。膝折法的最后一步就是利用构造几何方式略图和概念化方式来推断主要构造及层序面的位置，尤其是逆冲断层的位置。这最后一化方式来推断主要构造及层序面的位置，尤其是逆冲断层的位置。这最后一步比前三步带有更多的解释性，已进入讨论与假说的范畴。在这个阶段所作步比前三步带有更多的解释性，已进入讨论与假说的范畴。在这个阶段所作出的解释在相当大的程度上能够反映了解释者的阅历和想像。下面将用详细出的解释在相当大的程度上能够反映了解释者的阅历和想像。下面将用详细实例予以阐明。实例予以阐明。 Sanwa

7、n Sanwan地震测线实例地震测线实例 台湾西部台湾西部SanwanSanwan地震测线是一条较短的测线地震测线是一条较短的测线5km5km，只穿越了一个大构造的一部分；但可显示膝折法对，只穿越了一个大构造的一部分；但可显示膝折法对地震解释的作用。地震解释的作用。 图图20203 3是未加解释的剖面。可留意到，在反射是未加解释的剖面。可留意到，在反射速度小于速度小于1 1秒的浅部，延续的反射面清楚地控制了一个秒的浅部，延续的反射面清楚地控制了一个背斜构造。在背斜构造。在1 1秒到秒到3 3秒之间的深度内出现了分布的、秒之间的深度内出现了分布的、不延续的反射层。不延续的反射层。 图图20-4是

8、覆盖在地震剖面上透绘的反映等倾角区的任务薄膜。是覆盖在地震剖面上透绘的反映等倾角区的任务薄膜。按膝折法的根本步骤：按膝折法的根本步骤：1描画出几组清楚的平行区段；描画出几组清楚的平行区段；2暂时暂时确定出轴面的位置；确定出轴面的位置；3标出轴面的终端，轴面标出轴面的终端，轴面C、D和和E显然向下显然向下终止在约终止在约1秒的深度上，轴面秒的深度上，轴面A、B、A和和B向上终止于约向上终止于约1秒到秒到 1.2秒的深度，向下终止在约秒的深度，向下终止在约2秒的深处；秒的深处；4对断层迹线解释。对断层迹线解释。SanwanSanwan地震测线实例地震测线实例 在未经解释的剖面上，最明显的构造不协调

9、出如今在未经解释的剖面上，最明显的构造不协调出如今轴面轴面C C右侧的缓倾斜反射层区，该轴面在约右侧的缓倾斜反射层区，该轴面在约1 1秒的深处终止于一个近程度的反秒的深处终止于一个近程度的反射面；其下的反射层均接近程度。因此，把该不延续面解释为一条与下盘地射面；其下的反射层均接近程度。因此，把该不延续面解释为一条与下盘地层平行的、但切割了上盘的逆冲断层。实践上，这条断层即是西部层平行的、但切割了上盘的逆冲断层。实践上，这条断层即是西部YunghoshanYunghoshan背斜中有名的背斜中有名的LuchukengLuchukeng逆冲断层。当向剖面左侧追踪该断层时，逆冲断层。当向剖面左侧追踪

10、该断层时，可以看到，轴面可以看到，轴面C C是由于该断层从切割上盘岩层转为与上盘岩层平行的变化而是由于该断层从切割上盘岩层转为与上盘岩层平行的变化而导生的。轴面导生的。轴面D D与与E E与下盘中的断层弯曲有关。因此，与下盘中的断层弯曲有关。因此，LuchukengLuchukeng逆冲断层以上逆冲断层以上的这一背斜是由断弯褶皱作用构成的。的这一背斜是由断弯褶皱作用构成的。SanwanSanwan地震测线实例地震测线实例 在在LuchukengLuchukeng逆冲断层以下的反射层既不明晰又不延续，但是，经过倾逆冲断层以下的反射层既不明晰又不延续，但是，经过倾角区的划分，在剖面的左侧南清楚地显

11、示出一个隐伏背斜。该构造很容角区的划分，在剖面的左侧南清楚地显示出一个隐伏背斜。该构造很容易被解释为一个由易被解释为一个由2 2秒左右深处的滑脱面的台阶所引起的断弯褶皱。这条逆冲秒左右深处的滑脱面的台阶所引起的断弯褶皱。这条逆冲断层命名为断层命名为SanwanSanwan逆冲断层。逆冲断层。 至此，膝折法用于至此，膝折法用于Sanwan地震剖面的过程曾经完成。地震剖面的过程曾经完成。 然而，这只是提供了一种不完好的解释，要到达完美的解释必然而，这只是提供了一种不完好的解释，要到达完美的解释必需辅以别的方法进展地层解释，看能否配套图需辅以别的方法进展地层解释，看能否配套图205。Luchuken

12、g逆冲断层以上的地层是由逆冲断层以上的地层是由3Km以外的以外的YSH2控制井控制井所确定的。所确定的。Luchukeng逆冲断层以下的地层是与其它剖面的地层逆冲断层以下的地层是与其它剖面的地层地震反射界面的比较作的解释。地震反射界面的比较作的解释。对比较复杂情况的讨论对比较复杂情况的讨论 这里以台湾西部近海岸的一条地震剖面的平衡这里以台湾西部近海岸的一条地震剖面的平衡解释为例。解释为例。 在运用膝折法对这条地震测线进展分析时图在运用膝折法对这条地震测线进展分析时图2020一一7 7，在任务薄膜上图，在任务薄膜上图2020一一8 8得到的第一个想法得到的第一个想法是，右边向斜的轴面是，右边向斜

13、的轴面610610炮点能够为一与下盘的断坡炮点能够为一与下盘的断坡起点有关的断弯向斜。经过找到该轴面下端最初的近程起点有关的断弯向斜。经过找到该轴面下端最初的近程度层位向上拐折的地方，就可以确定往上变陡的逆冲断度层位向上拐折的地方，就可以确定往上变陡的逆冲断层的位置。由平行层面转变为断层的下盘断坡的切层线层的位置。由平行层面转变为断层的下盘断坡的切层线曾经标在任务薄膜上。该滑脱面深度为曾经标在任务薄膜上。该滑脱面深度为2.72.7秒处。秒处。 对于右边向斜轴面的解释是暂时性的。此外，出现了一些令对于右边向斜轴面的解释是暂时性的。此外，出现了一些令人困惑的问题。中部背斜为什么后倾区会比前倾区宽得

14、多特别人困惑的问题。中部背斜为什么后倾区会比前倾区宽得多特别是在是在1.51.5秒以上和秒以上和2 2秒以下的深度？这一现实或许阐明了断展作秒以下的深度？这一现实或许阐明了断展作用的存在。在滑移量一样的情况下，断展褶皱作用可以产生比断用的存在。在滑移量一样的情况下，断展褶皱作用可以产生比断弯褶皱作用宽得多的后倾区。因此，有理由以为，这里曾发生过弯褶皱作用宽得多的后倾区。因此，有理由以为，这里曾发生过断展褶皱作用。宽的后倾区和陡倾甚致倒转翼这是断展褶皱的典断展褶皱作用。宽的后倾区和陡倾甚致倒转翼这是断展褶皱的典型特征。型特征。 下一步解释集中到下一步解释集中到490号爆破点附近约号爆破点附近约1

15、.3秒深处的一个显著的秒深处的一个显著的正断层的错位上。这阐明存在着一条沿层面的滑脱构造。当向右正断层的错位上。这阐明存在着一条沿层面的滑脱构造。当向右追踪时，可以看到，它与追踪时，可以看到，它与520号爆破点附近背斜前倾翼底部的近程号爆破点附近背斜前倾翼底部的近程度的逆冲断层连在了一同。上、下盘的正断层切层线的明显错位度的逆冲断层连在了一同。上、下盘的正断层切层线的明显错位根本上一样，这样就一定了近程度断层的存在。根本上一样，这样就一定了近程度断层的存在。 这阐明更有能够是断弯褶皱方式，而不是断展褶皱方式。这阐明更有能够是断弯褶皱方式，而不是断展褶皱方式。 进一步的解释就是利用断弯褶皱模型确

16、定断层的去向。经过对进一步的解释就是利用断弯褶皱模型确定断层的去向。经过对比横过该构造的地震地层，能确定出一个位于构造上部的清楚的比横过该构造的地震地层，能确定出一个位于构造上部的清楚的标志层的存在部位图标志层的存在部位图20一一8。剖面右侧的标志层虽近于程度，。剖面右侧的标志层虽近于程度，但是其高程却比较低，留意到这一景象是有重要意义的。由于这但是其高程却比较低，留意到这一景象是有重要意义的。由于这阐明，在挤压变形作用以前，这个背斜区内曾经存在某种构造，阐明，在挤压变形作用以前，这个背斜区内曾经存在某种构造，能够是一条正断层。检查附近背斜构造不明显地域的层序可以证能够是一条正断层。检查附近背

17、斜构造不明显地域的层序可以证明这一猜测。实践上，在该剖面和附近剖面上，几条正断层是十明这一猜测。实践上，在该剖面和附近剖面上，几条正断层是十清楚显的现实上剖面右侧上下各标志层均越来越低于左侧。清楚显的现实上剖面右侧上下各标志层均越来越低于左侧。 当试着用当试着用Super(1983)量板和丈量的褶皱断层形状参数拟合前量板和丈量的褶皱断层形状参数拟合前倾部分的标志层时，就会发现，前倾角太陡，背斜顶部标志层也倾部分的标志层时，就会发现，前倾角太陡，背斜顶部标志层也太高了，我们或许希望有一条逆断层往上切穿前倾区，但两侧地太高了，我们或许希望有一条逆断层往上切穿前倾区，但两侧地层似乎并未明显错断，也许

18、有更好的解释？假设只是将前倾部分层似乎并未明显错断，也许有更好的解释？假设只是将前倾部分的两段标志反射层衔接起来，就会看到，一个褶皱轴面将平分这的两段标志反射层衔接起来，就会看到，一个褶皱轴面将平分这个夹角。所以，可以以为，地层是简单褶皱，只是倾角过大。个夹角。所以，可以以为，地层是简单褶皱，只是倾角过大。 如今我们可以根据近如今我们可以根据近60的轴角的轴角Y来计算断层弯角褶皱必需是来计算断层弯角褶皱必需是简单的台阶式的，简单的台阶式的，见图，见图112。所得断层弯角约为。所得断层弯角约为 30。假设将断层从下盘切层线处假设将断层从下盘切层线处530号爆破点的断层弯曲向右侧延号爆破点的断层弯

19、曲向右侧延伸，将发现伸，将发现30倾角的断层无法经过反射层延续性良好的地域。所倾角的断层无法经过反射层延续性良好的地域。所以，断弯褶皱的预测与实践资料不符。我们必需用别的想象来试以，断弯褶皱的预测与实践资料不符。我们必需用别的想象来试一试。一试。 可以看到有一条很能够是正断层的陡倾断层从下盘切层线处向可以看到有一条很能够是正断层的陡倾断层从下盘切层线处向下、向右延伸。这条正断层也许在更新世曾再活化为逆断层，因下、向右延伸。这条正断层也许在更新世曾再活化为逆断层，因此产生了断弯褶皱。然而，断层倾角大于此产生了断弯褶皱。然而，断层倾角大于30的简单的台阶式断弯的简单的台阶式断弯褶皱，假设在逆冲席内

20、没有前翼地层的减薄作用或剪切作用是不褶皱，假设在逆冲席内没有前翼地层的减薄作用或剪切作用是不可思议的。结果如图可思议的。结果如图209所示，这些地层可以绕弯相连。这个剪所示，这些地层可以绕弯相连。这个剪切断层的解释显然是正确的，由于在右边切断层的解释显然是正确的，由于在右边 540号和号和 570号爆破点处号爆破点处的轴面显示了实践存在的、重要的、层间性质的剪切作用。的轴面显示了实践存在的、重要的、层间性质的剪切作用。 如今，我们曾经识别出了一条出如今大约如今，我们曾经识别出了一条出如今大约1.31.3秒处的上滑脱构秒处的上滑脱构造和约造和约2.72.7秒处的下滑脱构造。下滑脱面以约秒处的下滑

21、脱构造。下滑脱面以约1010多的倾角向上升多的倾角向上升高，而上滑脱面那么向下成为一条陡倾的高，而上滑脱面那么向下成为一条陡倾的6060逆断层，后者能逆断层，后者能够是一条经过再活化的正断层。这两条断层能否相连？假设相连够是一条经过再活化的正断层。这两条断层能否相连？假设相连的话，又是如何相连的？的话，又是如何相连的？ 剖面显示两条断层相连，假设该构造只是一个断弯褶皱，就剖面显示两条断层相连，假设该构造只是一个断弯褶皱，就会出现一个预期的高角度的反倾区，即岩层向上爬过这条正断层会出现一个预期的高角度的反倾区，即岩层向上爬过这条正断层时所发生的地层向斜褶皱区。根据该构造右侧延续的地震反射层时所发

22、生的地层向斜褶皱区。根据该构造右侧延续的地震反射层来看，显然不是这种情况，所以，必然存在其它的情况。来看，显然不是这种情况，所以，必然存在其它的情况。 由于该构造宽阔而又后翼平缓反倾，作者最初曾提出它是一由于该构造宽阔而又后翼平缓反倾，作者最初曾提出它是一个断展褶皱的想象刚开场就疑心过？。然而，他们想象的构个断展褶皱的想象刚开场就疑心过？。然而，他们想象的构造不同于图造不同于图202中表示的断展褶皱。假设一条先存的正断层对中表示的断展褶皱。假设一条先存的正断层对该构造起了隔档作用，那么断层左边的地层就不会卷入褶皱作用该构造起了隔档作用，那么断层左边的地层就不会卷入褶皱作用。 假设将正断层下盘看

23、作一个硬壁，就会出现图假设将正断层下盘看作一个硬壁，就会出现图20一一10所示的所示的构造。但它需求相反的层间剪切作用，这种解释显然不能令人称构造。但它需求相反的层间剪切作用，这种解释显然不能令人称心。这里，我们希望下部大的程度位移量能转换成上部较小的垂心。这里，我们希望下部大的程度位移量能转换成上部较小的垂直位移量；同时，在逆冲席下部发生程度位移时，需求一种能包直位移量；同时，在逆冲席下部发生程度位移时，需求一种能包容断展褶皱紧闭部分以上的程度缩短分量的机制，使之不出现反容断展褶皱紧闭部分以上的程度缩短分量的机制，使之不出现反向剪切作用。向剪切作用。 简易的处理方法是使正断层的相应部分发生顺

24、层剪切，以保证简易的处理方法是使正断层的相应部分发生顺层剪切，以保证层长平衡。图层长平衡。图2011就是把地震剖面的有关部分的断层及角度作就是把地震剖面的有关部分的断层及角度作了这样解释的要同时思索地震剖面上的反射波能否相符。此了这样解释的要同时思索地震剖面上的反射波能否相符。此图表现的是断展褶皱构成的早期阶段，由逆冲断层经过断展褶皱图表现的是断展褶皱构成的早期阶段，由逆冲断层经过断展褶皱的倒转翼转移到正断层上的垂直位移。因此，正断层下盘中遭到的倒转翼转移到正断层上的垂直位移。因此，正断层下盘中遭到剪切的部分也就是断展褶皱倒转翼上方冲击的部分。剪切的部分也就是断展褶皱倒转翼上方冲击的部分。 将

25、上述方式和讨论运用于该地震剖面解释中图将上述方式和讨论运用于该地震剖面解释中图20201212。其它小的变形是由一条下部逆冲断层的滑动产生的，该逆冲断层其它小的变形是由一条下部逆冲断层的滑动产生的，该逆冲断层在断展褶皱的左侧以台阶状延伸。这条逆冲断层及其伴生的断弯在断展褶皱的左侧以台阶状延伸。这条逆冲断层及其伴生的断弯褶皱作用的细节在地震剖面中不甚清楚。褶皱作用的细节在地震剖面中不甚清楚。 上述讨论阐明，编制准确的几何方式剖面，确实有助于人上述讨论阐明，编制准确的几何方式剖面，确实有助于人们以严谨的方式探求一个复杂构造的合理的解释。们以严谨的方式探求一个复杂构造的合理的解释。二、利用地质资料编

26、制平衡剖面的实例二、利用地质资料编制平衡剖面的实例 一一 绘制非饼状地层的平衡剖面的实例绘制非饼状地层的平衡剖面的实例 图图2525l l是横穿爱达荷怀俄明犹他逆冲带的是横穿爱达荷怀俄明犹他逆冲带的MoxaMoxa穹隆北端的剖面。该横剖面与构造运动方向平行，并向穹隆北端的剖面。该横剖面与构造运动方向平行，并向东延伸到了东延伸到了“未变形的前陆部分。地形、地表地质资料未变形的前陆部分。地形、地表地质资料和钻井资料已标绘在剖面上。和钻井资料已标绘在剖面上。绘制非饼状地层的平衡剖面的实例绘制非饼状地层的平衡剖面的实例 根据地表产状，将地面附近的构造投影在剖面的地下部分根据地表产状，将地面附近的构造投

27、影在剖面的地下部分图图2525一一2 2。在剖面的东半部，由钻井确定了密西西比系的深度。在剖面的东半部，由钻井确定了密西西比系的深度。据附近的钻井或据上覆的逆冲席可以确定出寒武系至密西西比系据附近的钻井或据上覆的逆冲席可以确定出寒武系至密西西比系地层的剖面厚度，从而可以计算出地层的剖面厚度，从而可以计算出MoxaMoxa穹隆基底的深度。穹隆基底的深度。绘制非饼状地层的平衡剖面的实例绘制非饼状地层的平衡剖面的实例 基底面的西延可用两种方法确定：基底面的西延可用两种方法确定：l l假设有地震资料，可假设有地震资料，可以经过运用平均速度将基底反射层转换为深度近似地确定基底面以经过运用平均速度将基底反

28、射层转换为深度近似地确定基底面；2 2假设没有地震资料，可用假设一套协调的地层组合确定寒假设没有地震资料，可用假设一套协调的地层组合确定寒武系的深度武系的深度, ,估算剖面西端基底的最小深度。估算剖面西端基底的最小深度。 地表填图阐明，地表填图阐明， Commissary Commissary和和 Absaroka Absaroka逆冲断层都与逆冲断层都与 一一个滑脱层有关，该滑动层把二叠宾夕法尼亚系及更新的地层与个滑脱层有关，该滑动层把二叠宾夕法尼亚系及更新的地层与下伏的泥盆密西西比系及更老的地层拆分开了。那么，在密西下伏的泥盆密西西比系及更老的地层拆分开了。那么，在密西西比系的碳酸盐岩顶部

29、必定存在一个相应的下盘断坪。西比系的碳酸盐岩顶部必定存在一个相应的下盘断坪。绘制非饼状地层的平衡剖面的实例绘制非饼状地层的平衡剖面的实例 利用断片地层厚度，可将利用断片地层厚度，可将DarbyDarby逆冲断层延伸到据地震资料测逆冲断层延伸到据地震资料测出的基底深度处图出的基底深度处图25253 3。留意：。留意：DarbyDarby逆冲断层弯曲的位置逆冲断层弯曲的位置是经过将地表膝折面位于是经过将地表膝折面位于AbsarokaAbsaroka逆冲断层的上盘延伸到深逆冲断层的上盘延伸到深部的方法来确定的。部的方法来确定的。 在 没 有 地 表 控 制 资 料 的 情 况 下 ， 可 假 设 在

30、 剖 面 西 端在 没 有 地 表 控 制 资 料 的 情 况 下 ， 可 假 设 在 剖 面 西 端CommissaryCommissary逆冲断层的上盘卷入了寒武系地层。这一假设不一定逆冲断层的上盘卷入了寒武系地层。这一假设不一定是现实，但它是合理的，由于该上盘地层厚度大且是现实，但它是合理的，由于该上盘地层厚度大且DarbyDarby逆冲断层逆冲断层的上盘中就包含了寒武系地层。的上盘中就包含了寒武系地层。绘制非层饼状地层的剖面的实例绘制非层饼状地层的剖面的实例 由西部的地表和钻井资料可知，寒武系至侏罗系地层的合理厚由西部的地表和钻井资料可知，寒武系至侏罗系地层的合理厚度为度为1414，0

31、00ft000ft。在。在MoxaMoxa弯隆上，该套地层的厚度为弯隆上，该套地层的厚度为8 8，000ft000ft，而，而在紧邻其西的在紧邻其西的DarbyDarby逆冲断层的上盘中，该套地层厚度变为逆冲断层的上盘中，该套地层厚度变为8 8，500ft500ft。 因此得知，古生代中生代地层向东急剧变薄。因此得知，古生代中生代地层向东急剧变薄。 在在AbsarokaAbsaroka逆冲断层的下盘，经过平均东侧逆冲断层的下盘，经过平均东侧8 8，500ft500ft和西侧和西侧的的14,000ft14,000ft厚度近似得出该处的古生界中生界的厚度为厚度近似得出该处的古生界中生界的厚度为11

32、11，250ft250ft。结合地震资料分析，最终确定的厚度为。结合地震资料分析，最终确定的厚度为1212，300ft300ft。因此。因此，DarbyDarby逆冲断层上盘的地层向西逐渐增厚，直至符和这一估算厚逆冲断层上盘的地层向西逐渐增厚，直至符和这一估算厚度。度。绘制非饼状地层的平衡剖面的实例绘制非饼状地层的平衡剖面的实例 如何确定如何确定AbsarokaAbsaroka逆冲断层的西部根带呢？现已确定，在二逆冲断层的西部根带呢？现已确定，在二叠宾夕法尼亚系的底部存在一个滑动带；因此，其西部的密西叠宾夕法尼亚系的底部存在一个滑动带；因此，其西部的密西西比系顶部必然存在一个断坪。所以，可利用

33、区域地层产状将西比系顶部必然存在一个断坪。所以，可利用区域地层产状将DarbyDarby逆冲断层上盘的密西西比系向西延伸，并使逆冲断层上盘的密西西比系向西延伸，并使CommissaryCommissary和和AbsarokaAbsaroka逆冲断层弯曲而与其相连。逆冲断层弯曲而与其相连。 显然，这一方法并非如此简单。需求多次拟合。例如，在第显然，这一方法并非如此简单。需求多次拟合。例如，在第一次拟合中，向西延伸的密西西比系的顶板或许与向西延伸的一次拟合中，向西延伸的密西西比系的顶板或许与向西延伸的AbsarokaAbsaroka及及CommissaryCommissary逆冲断层不相符。它能够

34、太高或太低，在逆冲断层不相符。它能够太高或太低，在这种情况下，就需将基底面降低或升高。这种情况下，就需将基底面降低或升高。绘制非饼状地层的平衡剖面的实例绘制非饼状地层的平衡剖面的实例 最后，需求处置最后，需求处置DarbyDarby逆冲席尾缘的空白部分图逆冲席尾缘的空白部分图2525一一4 4。与。与AbsarokaAbsaroka逆冲断层一样，逆冲断层一样，CommissaryCommissary逆冲断层也是沿二叠一逆冲断层也是沿二叠一密西西比系底界滑动的。这就需求在剖面西段下盘的密西西比系密西西比系底界滑动的。这就需求在剖面西段下盘的密西西比系的顶部确定出一个相应的断坪。这就可以证明，在的

35、顶部确定出一个相应的断坪。这就可以证明，在CommissaryCommissary逆逆冲断层的下盘存在一个断片，而且其中卷入的地层不会新于密西冲断层的下盘存在一个断片，而且其中卷入的地层不会新于密西西比系。寒武一奥淘系地层能否卷入那么是两可的。为了填满空西比系。寒武一奥淘系地层能否卷入那么是两可的。为了填满空白区，本例已将其包括在内。在这个问题上可试用各种各样的方白区，本例已将其包括在内。在这个问题上可试用各种各样的方法，并思索一切能到达平衡的方法。法，并思索一切能到达平衡的方法。绘制非层饼状地层的剖面的实例绘制非层饼状地层的剖面的实例CommissaryCommissary和和Absarok

36、aAbsaroka逆冲断层之间的小叠瓦断层亦延伸到剖面逆冲断层之间的小叠瓦断层亦延伸到剖面深部。本例中我们假定这个小叠瓦断层构成于寒武一奥陶系的上深部。本例中我们假定这个小叠瓦断层构成于寒武一奥陶系的上盘切层线附近。盘切层线附近。 为了对剖面进展调整和填满剩余的空白区，在为了对剖面进展调整和填满剩余的空白区，在AbsarokaAbsaroka逆冲逆冲断层的断坡区夹进了一个由二迭至侏罗系地层组成的小叠瓦片。断层的断坡区夹进了一个由二迭至侏罗系地层组成的小叠瓦片。 最后，丈量和比较不同断片中地层顶、底的线条长度，即可最后，丈量和比较不同断片中地层顶、底的线条长度，即可检查平衡的程度。检查平衡的程度

37、。二加拿大落基山的实例图二加拿大落基山的实例图2727l l，2727一一2) 2) ： 第一步：测出全部倾角。第一步：测出全部倾角。 第二步：将倾角组合成有代表性的倾角组，在本实第二步：将倾角组合成有代表性的倾角组，在本实例中为例中为10101818；25253333；4040一一4444。 第三步：选择一个具有代表性的根本切层角，并由第三步：选择一个具有代表性的根本切层角，并由此得出相应的前倾角和后倾角。本例只需后倾角：根本此得出相应的前倾角和后倾角。本例只需后倾角：根本切层角选为切层角选为1515。所以，。所以，1515为第一组，为第一组，2929为第二组，为第二组，4242为第三组。为

38、第三组。 加拿大落基山图加拿大落基山图2727l l，2727一一2) 2) 第四步：然后可以算出在第四步：然后可以算出在O OI I、。O O、O O 、这些倾角组转换处的准确的轴面产状。这些倾角组转换处的准确的轴面产状。为了便于在建立剖面中运用，可将这些轴面产状制成玫瑰为了便于在建立剖面中运用，可将这些轴面产状制成玫瑰图置于剖面上方。用双三角形法可迅速划出平行线，或者图置于剖面上方。用双三角形法可迅速划出平行线，或者把轴面产状从玫瑰图转绘到剖面中的任一位置。把轴面产状从玫瑰图转绘到剖面中的任一位置。 第五步：在剖面各部分的地形线上方标出倾斜角组的第五步：在剖面各部分的地形线上方标出倾斜角组

39、的组别，然后在这些组之间画出分开它们的轴面产状。组别，然后在这些组之间画出分开它们的轴面产状。 加拿大落基山图加拿大落基山图2727l l，2727一一2) 2) 第六步：倾角组的每一个组可以阐明，在到达零度倾第六步：倾角组的每一个组可以阐明，在到达零度倾角组区域性产状之前要穿过多少个具不同倾角的断片角组区域性产状之前要穿过多少个具不同倾角的断片。即，假设一个地域的倾角属第二组，那么在它与倾角为。即，假设一个地域的倾角属第二组，那么在它与倾角为零的地域之间必然存在一个具有第一组倾角的区域。零的地域之间必然存在一个具有第一组倾角的区域。 第七步：倾角组只需在经过断层或轴面时才发生变化第七步：倾角

40、组只需在经过断层或轴面时才发生变化。任何倾角变化都是由深部倾斜岩片的添加或减少引起的。任何倾角变化都是由深部倾斜岩片的添加或减少引起的。 第八步：当每一轴面遇到一条断层时，它或者中第八步：当每一轴面遇到一条断层时，它或者中止或者改动产状，从而平分下面不同倾角地层之间的夹角止或者改动产状，从而平分下面不同倾角地层之间的夹角。 加拿大落基山图加拿大落基山图2727l l，2727一一2) 2) 阐明：阐明： a aCostiganCostigan逆冲席的倾角变化轴逆冲席的倾角变化轴-指示了指示了McConnellMcConnell逆冲断层上盘的地层变化轴、逆冲断层上盘的地层变化轴、McConnel

41、lMcConnell逆冲断逆冲断层下盘的切层线位置。层下盘的切层线位置。b b在在 Exshaw Exshaw逆冲席内的逆冲席内的-倾角变化轴阐明，其下的倾角变化轴阐明，其下的 Costigan Costigan逆冲席的地层倾角必逆冲席的地层倾角必需发生相应的降低变化；且在需发生相应的降低变化；且在 McConnell McConnell逆冲断层之下的逆冲断层之下的下部剖面中应存在一个下盘断坡。下部剖面中应存在一个下盘断坡。c c有必要在有必要在 Exshaw Exshaw逆逆冲席下盘中加上冲席下盘中加上 - - O O组的轴面，由于所绘制的组的轴面，由于所绘制的 ExshawExshaw逆冲

42、断层上盘在长间隔内画得与逆冲断层上盘在长间隔内画得与RundleRundle组平行组平行; ;所所以，在以，在ExshawExshaw逆冲断层下盘的逆冲断层下盘的BanffBanff组的顶界需求有一条组的顶界需求有一条较长的断坪。较长的断坪。 三怀俄明区域性横剖面三怀俄明区域性横剖面 如何开场编制一条区域性的平衡剖面呢？在怀俄如何开场编制一条区域性的平衡剖面呢？在怀俄明州的这个实例中，我们首先检查已发表的地质横剖明州的这个实例中，我们首先检查已发表的地质横剖面面RubeyRubey， 1973b 1973b图图2828l l，确定出，确定出ProspectProspect、 Darby Dar

43、by和和AbsarokaAbsaroka三个重要的区域性逆冲岩席及区三个重要的区域性逆冲岩席及区域地层剖面，它们涉及的地层时代从寒武纪到白垩纪域地层剖面，它们涉及的地层时代从寒武纪到白垩纪。整套地层可进一步分为五个次级单位寒武系泥。整套地层可进一步分为五个次级单位寒武系泥盆系盆系A A，密西西比系二叠系，密西西比系二叠系B B，三叠系和侏罗系，三叠系和侏罗系C C，下白垩统，下白垩统D D和上白垩统和上白垩统E E。怀俄明区域性横剖面怀俄明区域性横剖面在地表可以识别出九个主要的倾角域图在地表可以识别出九个主要的倾角域图2828一一2 2，假设，假设这些倾角域均与下伏的逆冲断层上盘或下盘的断坡构

44、造有这些倾角域均与下伏的逆冲断层上盘或下盘的断坡构造有关。用铅笔画出由倾角区倾角区边境限定的褶皱轴面关。用铅笔画出由倾角区倾角区边境限定的褶皱轴面。基底的深度是根据沿走向的区域地震剖面和实测的地层。基底的深度是根据沿走向的区域地震剖面和实测的地层剖面确定出来的。显然，基底的深度至少要相当于整套地剖面确定出来的。显然，基底的深度至少要相当于整套地层的厚度剖面前陆一侧的地层层的厚度剖面前陆一侧的地层A A一一E E。 怀俄明区域性横剖面怀俄明区域性横剖面并非在每一个逆冲席中一切的地层单元均有出露。并非在每一个逆冲席中一切的地层单元均有出露。E E层的层的厚度是由剖面东段前陆部分的地震资料得出的。厚

45、度是由剖面东段前陆部分的地震资料得出的。D D层在三层在三个区域性逆冲席中是最年轻的地层。逆冲断层均向上切割个区域性逆冲席中是最年轻的地层。逆冲断层均向上切割剖面，并于首缘切穿了下伏的剖面，并于首缘切穿了下伏的D D层。为了较容易地建立一层。为了较容易地建立一个初步的横剖面，可将原始剖面的资料作一些简化。在第个初步的横剖面，可将原始剖面的资料作一些简化。在第一条剖面中，可忽略次级逆冲断层一条剖面中，可忽略次级逆冲断层Z Z、一些次要的伸展断、一些次要的伸展断层层W W、X X和和Y Y以及以及W W处的小型褶皱。像处的小型褶皱。像W W、X X和和Y Y这样的铲形伸这样的铲形伸展断层经常出如今

46、怀俄明逆冲断层带中主要的下盘断坡上展断层经常出如今怀俄明逆冲断层带中主要的下盘断坡上面。面。怀俄明区域性横剖面怀俄明区域性横剖面AbsarokaAbsaroka逆冲席逆冲席 在开场建立剖面时，应首先给出地形线在开场建立剖面时，应首先给出地形线1 1和基底面和基底面2 2图图 28 28一一3 3。一旦限定了这些边境。一旦限定了这些边境和未变形的前陆，就给绘制剖面内部构造提供了重要的控和未变形的前陆，就给绘制剖面内部构造提供了重要的控制条件。然后，先绘制后陆逆冲席的倾斜层面制条件。然后，先绘制后陆逆冲席的倾斜层面3 3、4 45 5。在由前述的倾角域所限定的主轴面处使层面倾角改动。在由前述的倾角

47、域所限定的主轴面处使层面倾角改动。在绘制过程中，可以进展适当的技术性处置，在原始剖。在绘制过程中，可以进展适当的技术性处置，在原始剖面上许多上古生代地层的褶皱具有较圆滑的弯曲形状，但面上许多上古生代地层的褶皱具有较圆滑的弯曲形状，但我们把它们简化为三个倾斜的板片在最后的剖面上，再我们把它们简化为三个倾斜的板片在最后的剖面上，再使它们的弯曲褶皱款式恢复；最后以线使它们的弯曲褶皱款式恢复；最后以线 6 61111完成完成 AbsarokaAbsaroka逆冲席底板的绘制。逆冲席底板的绘制。怀俄明区域性横剖面怀俄明区域性横剖面DarbyDarby逆冲席逆冲席 首先，完成层面和断面的地表产状的绘制首先

48、，完成层面和断面的地表产状的绘制12121616图图2828一一4)4)。在限定了地表构造以后，就可以绘。在限定了地表构造以后，就可以绘制剖面的后陆一端的深部地层。线制剖面的后陆一端的深部地层。线1717、1818、1919代表代表A A、B B、C C和和D D四个地层分界面的深度，并阐明，正好有相当厚的四个地层分界面的深度，并阐明，正好有相当厚的D D层可延至层可延至AbsarokaAbsaroka冲逆冲席之下。冲逆冲席之下。 在在DarbyDarby道冲席尾缘给定道冲席尾缘给定A A、B B、C C层的厚度之后，即可层的厚度之后，即可较容易地绘出线较容易地绘出线20203030，以完成该

49、岩席尾缘至寒武系基底，以完成该岩席尾缘至寒武系基底沿脱层的这部分地层的绘制。线沿脱层的这部分地层的绘制。线1010与与2121和线和线1111与与1212均大致均大致平行。这个倾向后陆板片确定了一个下盘断坡的位置在平行。这个倾向后陆板片确定了一个下盘断坡的位置在DarbyDarby逆冲断层之下。最后绘出线逆冲断层之下。最后绘出线31313333便完成了便完成了DarbyDarby逆冲席。逆冲席。前陆前陆 在这一步，可以用许多方法绘出在这一步，可以用许多方法绘出DarbyDarby逆冲席的下盘及逆冲席的下盘及ProspectProspect逆冲断层的上、下盘图逆冲断层的上、下盘图2828一一5

50、5。在前陆钉线处，主要。在前陆钉线处，主要地层地层A-EA-E界面的深度可以用铅笔在逆冲带下面向后延伸界面的深度可以用铅笔在逆冲带下面向后延伸34-3734-37。ProspectProspect逆冲断层必然向深处变陡，使较老的地层冲出逆冲断层必然向深处变陡，使较老的地层冲出，并使线，并使线1515变陡；所以，选用变陡；所以，选用CDCD边境线边境线1515作为它能够的倾角。作为它能够的倾角。假设将假设将ProspectProspect逆冲断层向深部平行于线逆冲断层向深部平行于线15153838延伸，延伸，ProspectProspect逆冲席内的倾角变化就会切断逆冲席内的倾角变化就会切断D

51、DE E边境线边境线3737。不能一定。不能一定ProspectProspect逆冲断层延伸的深度，但至少应该延伸到逆冲断层延伸的深度，但至少应该延伸到DarbyDarby逆冲席的逆冲席的前缘轴面处。线前缘轴面处。线3434、3535和和3636可以不断向后延伸至可以不断向后延伸至 Darby Darby逆冲断层面逆冲断层面。ProspectProspect逆冲席逆冲席 Darby Darby逆冲断层面线逆冲断层面线3232与基底之间的这个与基底之间的这个空间非常接近于空间非常接近于A A、B B、C C三个地层厚度的两倍图三个地层厚度的两倍图28285 5。因此，。因此，可以推断，在可以推断

52、，在DarbyDarby逆冲席下盘的逆冲席下盘的C C层顶界平行于原始倾角存在层顶界平行于原始倾角存在一拆离面，即线一拆离面，即线3939。线。线3939与与DarbyDarby逆冲席前缘的轴面交切处大致与逆冲席前缘的轴面交切处大致与线线3838及该轴面交切部位一致，并使及该轴面交切部位一致，并使ProspectProspect逆冲断层继续向深处延逆冲断层继续向深处延伸。由于线伸。由于线3939的定位，即可绘出的定位，即可绘出4040、4141和和4242三条地层界面，线三条地层界面，线3939、4040、4141和和4242与区域性滑脱面平行。进而能完成底部沿滑脱面和与区域性滑脱面平行。进而

53、能完成底部沿滑脱面和ProspectProspect逆冲席之间的地层界面的绘制线逆冲席之间的地层界面的绘制线4343一一4747。由于。由于A A层表层表现为各逆冲席的底部滑脱层，将它延至现为各逆冲席的底部滑脱层，将它延至ProspectProspect逆冲席底面看来是逆冲席底面看来是合理的。线合理的。线4343与底部滑脱面之间的轴面应在与底部滑脱面之间的轴面应在ProspectProspect逆冲断层下盘逆冲断层下盘切过切过A A、B B层的断坡处的这一合理位置上。层的断坡处的这一合理位置上。怀俄明区域性横剖面怀俄明区域性横剖面由此可见，由此可见，AbsarokaAbsaroka逆冲席倾向后

54、陆的断片确定了逆冲席倾向后陆的断片确定了DarbyDarby逆冲断层下盘断坡的位置。而逆冲断层下盘断坡的位置。而DarbyDarby逆冲席倾向后陆的板逆冲席倾向后陆的板片确定了片确定了ProspectProspect逆冲断层下盘断坡的位置。假设回到原逆冲断层下盘断坡的位置。假设回到原始剖面，这些地方就是小型伸展断层发育的部位。始剖面，这些地方就是小型伸展断层发育的部位。 最后，在最后，在ProspectProspect逆冲席前缘绘出平行于逆冲席前缘绘出平行于CDCD界面的线界面的线4848和和4949。一旦绘制出简化剖面并进展了复原，就可以根据。一旦绘制出简化剖面并进展了复原，就可以根据此地域

55、发育的园滑的褶皱型式将该剖面改绘得更加符后实此地域发育的园滑的褶皱型式将该剖面改绘得更加符后实践图践图28286 6。三、计算机运用三、计算机运用 目前的计算机运用集中于两个方面，即正向模拟和目前的计算机运用集中于两个方面，即正向模拟和复原程序。复原程序。 正向模拟正向模拟: :正向模拟的程序不直接地把剖面进展平衡，正向模拟的程序不直接地把剖面进展平衡，而是采用地质学家关于剖面所应包括的原始条件，并根而是采用地质学家关于剖面所应包括的原始条件，并根据这些条件建立起变形剖面；然后将计算机编制的剖面据这些条件建立起变形剖面；然后将计算机编制的剖面图图2424l l与所用的地质资料进展比较，以决议它

56、能否与所用的地质资料进展比较，以决议它能否适用。适用。计算机运用计算机运用 在正向模拟程序中运用的主要变量是断坡的角度和在正向模拟程序中运用的主要变量是断坡的角度和高度、地层的厚度、逆冲断层的数目以及逆冲断层的间高度、地层的厚度、逆冲断层的数目以及逆冲断层的间距和位移量。距和位移量。 正向正向“方式的优越性在于，它可以快速提出假设干方式的优越性在于，它可以快速提出假设干个构造方式以检验一个地域能够存在的几种不同的构造个构造方式以检验一个地域能够存在的几种不同的构造假说。假说。 对于新研讨者来说，正向方式是极好的教学工具，对于新研讨者来说，正向方式是极好的教学工具，由于它们可以用不同的构外型式进

57、展快速实验。例如，由于它们可以用不同的构外型式进展快速实验。例如，在延续的模拟中，经过递增逆冲断层的位移量，可以对在延续的模拟中，经过递增逆冲断层的位移量，可以对一个构造演化不同阶段的几何特征进展检验。一个构造演化不同阶段的几何特征进展检验。 正向模拟正向模拟:正向模拟不具有复原变形剖面的功能，但在平衡任务正向模拟不具有复原变形剖面的功能，但在平衡任务中它们可以起到中它们可以起到“型式识别的作用，这些方式为给我们分析地质型式识别的作用，这些方式为给我们分析地质资料时提供了能够的构外型式。资料时提供了能够的构外型式。 正向模拟程序完全以算法为根底，这些算法可以产生出典型逆冲正向模拟程序完全以算法

58、为根底，这些算法可以产生出典型逆冲构造的几何形状。有些算法根据的是已发表的逆冲构造的规律，如构造的几何形状。有些算法根据的是已发表的逆冲构造的规律，如断弯、断展褶皱的规律。断弯、断展褶皱的规律。1989年以后已陆续出现了各种程序。年以后已陆续出现了各种程序。 复原剖面程序复原剖面程序:复原程序可以一次处置整个变形剖面；或者可以复原程序可以一次处置整个变形剖面；或者可以分步，一次只复原一部分。一次复原可以指出一条剖面能否平衡分步，一次只复原一部分。一次复原可以指出一条剖面能否平衡，但是矫正任务需求手工操作，尔后必需反复整个复原步骤。，但是矫正任务需求手工操作，尔后必需反复整个复原步骤。 想象：假

59、设复原程序的展平方法非常灵敏，操作者可以进入程序想象：假设复原程序的展平方法非常灵敏，操作者可以进入程序并分段复原、分段矫正各个线段，而不影响剖面中其它的数值，并分段复原、分段矫正各个线段，而不影响剖面中其它的数值，这将加快下一步复原。这样的分步式的计算系统允许在变形剖面这将加快下一步复原。这样的分步式的计算系统允许在变形剖面中加进另一恣意线段并进展复原。这一功能也将允许在编制剖面中加进另一恣意线段并进展复原。这一功能也将允许在编制剖面的过程中进展修正任务，因此非常有用，但软件编制难度大，至的过程中进展修正任务，因此非常有用，但软件编制难度大，至今无成熟软件。因此，没有任何东西可以替代地质学者

60、的直觉和今无成熟软件。因此，没有任何东西可以替代地质学者的直觉和阅历，计算工具对于行家来说才是最有用的。阅历，计算工具对于行家来说才是最有用的。讨论讨论 用于平衡剖面的输入数据，取自数字化用于平衡剖面的输入数据，取自数字化板，或据变形剖面将数据列成表格，然后以数字板，或据变形剖面将数据列成表格，然后以数字方式输入计算机。方式输入计算机。 输出的结果普通为打印的复原剖面图，输出的结果普通为打印的复原剖面图，或者是将变形剖面图与复原剖面图一同打印出来或者是将变形剖面图与复原剖面图一同打印出来。输出的质量直接取决于输入数据的质量。输出的质量直接取决于输入数据的质量。 Depaor Depaor198