走滑盆地的形成和基本特征ok精课件

走滑盆地的形成和基本特征刘树根成都理工大学“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室走滑盆地的形成和基本特征刘树根1走滑盆地的形成和基本特征一、走滑构造和走滑盆地的概念二、利用地震资料识别走滑断层的陷阱三、走滑盆地的基本特征四、拉分盆地的形成机制和演化五、走滑盆地与油气的关系走滑盆地的形成和基本特征2一、走滑构造和走滑盆地的概念

走滑构造是指地壳在水平剪切应力作用下产生变形的总和,其最主要的表现形式是走滑断层及其有关的沉积盆地(走滑盆地)。

走滑盆地(Strike-slipbasin)是Mann等(1983)提出的,是指沉积作用与重要的走向滑动相伴随的盆地。走滑盆地可以形成于走滑断裂带内、走滑断裂一侧和走滑断裂带之间。与裂谷盆地、被动边缘盆地及前陆盆地相比,走滑盆地一般比较小、寿命短而且复杂,其规模可从小的凹陷到宽50km的菱形盆地。盆地长宽之比一般为4:1,但可从1:1到10:1(AydinandNur,1982)。

一、走滑构造和走滑盆地的概念3走滑盆地的形成和基本特征ok精课件4走滑盆地的形成和基本特征ok精课件5走滑盆地的形成和基本特征ok精课件6走滑盆地的形成和基本特征ok精课件7(a)与理想右旋走滑断层结合的平面分布图。(b)在PDZ内,适合于轻微离散背景,在该背景上拉分、雁列式正断层和地堑片段占主导地位(b)(a)(a)与理想右旋走滑断层结合的平面分布图。(b)在PDZ内,8二、利用地震资料识别走滑断层的陷阱

花状构造虽然是走滑作用的重要鉴别标志,但在实际资料中往往和其它构造形态混淆。二、利用地震资料识别走滑断层的陷阱9理想化的花状构造与负花状构造的地震剖面特征（a）理想化的花状构造（b）负花状构造理想化的花状构造与负花状构造的地震剖面特征（a）理想化的花状10负花状构造和滑脱正断层和组合形态的对比负花状构造和滑脱正断层和组合形态的对比11正花状构造和其它构造样式在剖面上的形态对比

A.正花状构造;B.收缩断块;C.滑脱型箱状褶皱;D.三角形构造；

E.盐侵入断层;F.正向构造反转。正花状构造和其它构造样式在剖面上的形态对比12二、利用地震资料识别走滑断层的陷阱①主断层(主要位移带)的识别地震剖面上的断层大多显示垂直错动,而不能反映走滑断层平面上的位移。因此,单条地震剖面无法确定走滑断层的性质。主断层必须具备:A.独立的主断层是直立的,并能错开基底和沉积盖层;B.主断层两侧地层不能用旋转作用来解释;C.主断层两侧地层层序不能一一对比。②平面显示与剖面显示相结合,没有平面显示的花状构造是不可靠的③关于雁列式构造问题二、利用地震资料识别走滑断层的陷阱13大曼平移断裂地震剖面大曼平移断裂地震剖面14柴达木盆地85054测线地震反射剖面及解释剖面柴达木盆地85054测线地震反射剖面及解释剖面15拉张应力形成的雁列组合(a)纯拉张一滑脱造成的雁列构造模型图;(b)雁列断裂演化结构模型图。拉张应力形成的雁列组合(a)纯拉张一滑脱造成的雁列构造模型图16(3)利用地震资料识别走滑断层的陷阱④把逆冲断块、地堑、断阶、断背斜、反转构造等当成花状构造来解释⑤平面上的构造组合判别错误,极易当成走滑平移断层来解释(3)利用地震资料识别走滑断层的陷阱17三、走滑盆地的基本特征1、走滑断层引起的垂直运动

没有沉降就没有盆地的形成,走滑盆地的形成决定于走滑断层引起的沉降作用。(1)不同旋向的走滑断层相交而产生的升降运动(2)走滑断层剪切中心附近的升降运动(3)走滑断层的斜列引起的升降运动

三、走滑盆地的基本特征18走滑断层中垂直运动平面示意图U示上升,D示下降走滑断层中垂直运动平面示意图U示上升,D示下降19+U---DU+--D走滑断层剪切中(虚线)所引起地面降的四象限分布D为下降区;U为上升区+U---DU+--D走滑断层剪切中(虚线)所引起地面20走滑断层的斜列引起的升降运动走滑断层的斜列引起的升降运动21三、走滑盆地的基本特征2、走滑盆地的分类

TorH.Nilsen和ArthurG.Sylvester(1995)将走滑盆地分为6种类型:(1)断弯盆地(fault-bendbasins)

断弯盆地通常沿走滑断层的释放弯曲处(releasingbend)发育,也可形成于邻近限制弯曲的地方(restrainingbend)。断弯盆地具有强烈不对称的几何形态,沿主位移带具向上变粗的地层序列,在平面上为透镜状,常发育于张扭环境,后期在压扭环境进行反转。(2)侧接盆地(stepoverbasins)

侧接盆地形成于两条平行到亚平行,并且互不相连的走滑断层之间。在雁行状的排列中,两条断层之间的地带就称为“侧接”(stepover),两条断层之间的拉张作用形成的盆地就称为侧接盆地。这类盆地通常较断弯盆地对称,具有向上变粗的沉积序列。

三、走滑盆地的基本特征22走滑盆地的分类图走滑盆地的分类图23小型的断弯盆地小型的断弯盆地24三、走滑盆地的基本特征2、走滑盆地的分类

(3)扭旋盆地(transrotationalbasins)

扭旋盆地是由持续的剪切变形形成的。持续的剪切变形引起张性破裂及其间的地块以相同的方向绕一支近垂直的轴旋转。旋转的速度和幅度取决于剪切变形的速度。三角形的间隙或旋扭盆地沿不规则状的旋转块体形成。(4)扭压盆地(transpressionalbasins)

扭压盆地通常为狭长条状的构造凹陷,平行于区域性的断裂和褶皱,并被下伏的冲断层和翼部的走滑断层或逆断层所限定。成对的压扭性盆地可形成于压扭性隆起的两侧。三、走滑盆地的基本特征25走滑盆地的分类图走滑盆地的分类图26

旋转块体内的间隙或旋扭盆地(黑色区域)旋转块体内的间隙或旋扭盆地(黑色区域)27Ventra压扭性盆地纵向搬运沉积

Ventra压扭性盆地纵向搬运沉积28三、走滑盆地的基本特征2、走滑盆地的分类

(5)复成因盆地(polygeneticbasins)

复成因盆地被定义为在汇聚或离散构造环境中,局部的走滑作用形成的盆地。

(6)多旋回盆地(polyhistorybasins)

多旋回盆地是指纯拉张作用或纯冲断作用与走滑作用交替进行形成的复杂的多旋回盆地。这类盆地大小悬殊、形状各异。

三、走滑盆地的基本特征29走滑盆地的分类图走滑盆地的分类图30三、走滑盆地的基本特征

3、走滑盆地的几何形态特征

控制或影响走滑盆地几何形态特征(长度、宽度和深度)的因素有:(1)主位移带和其它断层面在横向上和垂向上弯曲的程度;(2)地壳中脆-韧性过渡带的深度;(3)主位移带和其它断裂的位移量;(4)主位移带和盆地的相对新老关系;(5)侧接断层间的空间分布特征;(6)侧接断层相互之间的侧接长度。基底类型和深度对走滑盆地的几何特征有巨大的控制作用。若基底埋藏浅、由块状的侵入岩和变质岩组成、其上的沉积盖层薄,则走滑盆地特征明显,并由陡倾的断层限定。若基底由厚的、易变形的沉积岩或层状变质岩构成、盖层厚，则走滑盆地特征不明显,并由缓倾的犁式压扭性断层或张扭性断层限定。

三、走滑盆地的基本特征31三、走滑盆地的基本特征

4、走滑盆地的沉积充填特征走滑盆地沉积充填特征有:(1)盆地最深部位越靠近和平行于同沉积活动走滑断层的边缘,走滑盆地越不对称;(2)盆地的沉积相多样,包括山麓堆积、滑坡沉积、辫状河和曲流河沉积、三角洲沉积、扇三角洲沉积、海岸线沉积、浅湖和深湖沉积、浊流沉积、化学蒸发岩和碳酸盐岩沉积;(3)沉积充填以平行于主位移带的轴向充填为主;(4)盆地边缘的沉积充填特征明显。沿同沉积活动的主位移带形成小型的以碎屑流为主的冲积扇,冲积扇由粗粒的沉积角砾岩和砾岩构成。沿不活动或活动弱的边缘形成大型的迳流为主的冲积扇和河流沉积,该类冲积扇具细粒的砾岩和非常少的角砾岩构成;三、走滑盆地的基本特征32三、走滑盆地的基本特征

4、走滑盆地的沉积充填特征

(5)盆地充填的沉积相突变特征;(6)由于盆地边界断裂的持续活动,在不同时间盆地的物源是不同的;(7)由于物源随时间和空间的变化,盆地充填的岩相特征多变且复杂;(8)与其面积相比,盆地的充填厚度较大;(9)具较大的沉积速率(2.5—3.0mm/y);(10)盆地沉积中心具迁移特征,其迁移的方向通常与轴向沉积物搬运的方向相反;(11)盆地充填物具丰富的同沉积滑塌堆积和变形现象,这可能与沿边界断层发生的地震活动有关。三、走滑盆地的基本特征33走滑盆地的沉积充填特征走滑盆地的沉积充填特征34三、走滑盆地的基本特征

5、走滑盆地的识别标志下列因素使走滑盆地的识别较为困难:(1)走滑盆地的沉积和构造历史复杂;(2)沿主位移带和其它断层的侧向运动使盆地的原始位置发生了滑脱、旋转和移位,从而使古地理的恢复非常困难;(3)沉降和隆升的多旋回幕剥蚀掉了大部分的地层和构造记录;(4)大部分易研究的新生代走滑盆地为非海相的,因此盆内和盆间的地层对比较难;(5)走滑盆地剖面上和平面上的多数特征与裂谷盆地和前陆盆地相似,使它们的识别变得困难。三维和四维的研究非常必要,基于二维地震剖面的研究认识往往不可靠;(6)走滑断层可以多次活动,并表现为正断层、逆断层、斜向断层、冲断层和断裂作用的复杂带。三、走滑盆地的基本特征35三、走滑盆地的基本特征

5、走滑盆地的识别标志

走滑盆地的识别应综合考虑盆地的沉积特征、地层序列和充填机制。在沉积特征方面,沉积中心平行于主位移带的迁移是最为有用的。在其它类型的盆地中,沉积中心的迁移多是在横向上远离或靠近主要的边界断层,或在一段时间内保持不变。然而,在走滑盆地中,沉积中心侧向迁移,并平行于主要的边界断层。在这过程中,走滑盆地的长度不断加大,而宽度保持不变,并堆积了巨厚的充填地层,具有沉积相变快和岩相变化大的特征。多旋回的演化史、不断变化的构造背景和不断的迅速沉降和隆升是长寿命的走滑带的典型特征。三、走滑盆地的基本特征36走滑盆地边部地层的叠瓦状排列和侧向迁移走滑盆地边部地层的叠瓦状排列和侧向迁移37三、走滑盆地的基本特征

5、走滑盆地的识别标志

识别走滑盆地的构造、地层和地貌特征有:(1)沉积中心的侧向位移;(2)相匹配的物源区和沉积区的错位;(3)沿盆地的主位移带发育粗粒的冲积扇、扇三角洲、海(湖)下裙及其相关沉积;(4)侧向分布有限的、厚度较大的沉积序列和幕式快速沉降是走滑盆地的突出特征;(5)由局部隆升和剥蚀产生的不整合与同时代的厚层连续沉积充填相邻;(6)发育显著的地形起伏,侧向上相有突变特征;三、走滑盆地的基本特征38三、走滑盆地的基本特征

5、走滑盆地的识别标志

(7)在盆地的一侧或两侧发育走滑断层;(8)全盆地范围内向上变粗序列的发育,这是构造作用使盆地变深的结果;(9)盆地内部和边缘在地质上不协调;(10)盆地在走向及横向上趋于不对称,这是沉积中心随时间迁移的结果;(11)同一地区的不同盆地,在地层厚度、相的几何形态和不整合的出现等方面明显有别。三、走滑盆地的基本特征39部分走滑盆地的构造沉降曲线部分走滑盆地的构造沉降曲线40走滑断层两侧在地质上不协调的实例(加州圣加布利尔断层)走滑断层两侧在地质上不协调的实例(加州圣加布利尔断层)41走滑盆地剖面对比图走滑盆地剖面对比图42四、拉分盆地的形成机制和演化1、拉分盆地的形成机制关于拉分盆地的发育机制有以下四种模型:①走滑断裂的侧接;②离散断层段的滑动;③雁行式断裂或里德尔剪切的集结作用;④相邻的拉接合成较大的系统。四、拉分盆地的形成机制和演化43拉分盆地发育模型(1)拉分盆地位于左侧阶梯和左旋的主走滑断层之间,断层分离作用和盆地宽度随时间保持不变,而断层侧接和盆地长度随走滑位移的增长而增加；(2)拉分是从横过一条斜的中间断层和不平行的主断层开始的,挤压和隆起产生于拉分的一侧,而另一侧发育伸展间隙;(3)根据剪切箱实验,拉分是由伸展破裂集结在一起形成的;(4)Aydih和Nur(1982)提出,拉分盆地是由小型的相似的次级盆地聚合而成的,这就允许随水平断错增加,拉分加宽,而与(1)的情况相反拉分盆地发育模型44四、拉分盆地的形成机制和演化2、侧接的类型与作用(1)侧接的类型侧接是指走滑断层间连接的方向,是大致平行的两条重叠断层之间的一种“不连续性”,它对确定沿走滑系统的沉降区和隆升区的位置有十分重要的作用。与走滑断层相联系的侧接(stepover)可划分为两大类:①沿断层走向发育的侧接;②沿断层倾向发育的侧接。走向侧接是在平面上表现出走滑断层的迹线左右摆动,但断层沿倾向则是连续的现象。当别的连续走滑断层在倾向上出现阶状排列(Step,也译为阶列)时,则产生倾向侧接。四、拉分盆地的形成机制和演化45

走滑断层间侧接类型示意图A:走向侧接;B:倾向侧接;C:表示走向侧接(顶视)和倾向侧接(侧视)以及两种类型相互作用的理想立体图走滑断层间侧接类型示意图A:走向侧接;B:倾向侧接;C:46四、拉分盆地的形成机制和演化2、侧接的类型与作用(1)侧接的类型走滑断层发生和发展有两种基本机制:①剪切断裂作用;②在先存断裂面(例如节理和高角度倾滑断层)上的水平滑动。两条不在同一直线上的走滑断层在横向上的扩展可出现两种可能:①如果两条断层之间间距足够大,相邻的断层末端将超越对方向前扩展,结果形成平行断层;②如果两条断层紧密相邻以致彼此影响,两断层的发育就互相制约,从而形成雁列几何形态。四、拉分盆地的形成机制和演化47A-不在同一线上的剪切断层在横向上的扩展;B、C-侧接和拉分盆地的形成。斜向正断层与雁列走滑断层之间的夹角随重叠量的增加而增加;D-雁列节理;E-沿雁列节理发生初始水平滑动,形成连接两断层的斜向节理;F-随水平滑动的增加,拉分张裂开始;G-在邻近雁列节理端点处,雁列节理被两斜向节理连接;H-水平滑动产生两个张裂;I-雁列倾滑断层;J-雁列倾滑断层被一较短的倾滑断层或走滑(横推)断层连接;K-由于倾滑断层作为走滑断层重新活动,形成拉分盆地。剪头指示运动的方向,毛剌边表示正断层的下降盘。(+)和(-)号分别表示倾滑断层的上升盘和下降盘走滑断裂作用的机制和侧接组合A-不在同一线上的剪切断层在横向上的扩展;B、C-侧接和拉48四、拉分盆地的形成机制和演化2、侧接的类型与作用(2)侧接的成因侧接的成因有:①初始平直断层的弯曲;②方向上略偏离局部破裂面的薄弱带;③断层迹线弯曲;④沿先存伸展断裂或倾滑断层的水平滑动。四、拉分盆地的形成机制和演化49初始平直断层的弯曲导致沿走滑断层形成阶状几何形态初始平直断层的弯曲导致沿走滑断层形成阶状几何形态50偏离破裂面的薄弱带(点区)内形成雁列走滑断层δ1---最大主压应力;α--薄弱带与最大主压应力方向间的夹角;θ--断层角,或破裂面与最大主压应力方向间的夹角偏离破裂面的薄弱带(点区)内形成雁列走滑断层δ1---最大主51土耳其北安纳托利亚右行走滑断层弯曲迹线的侧接具右行方向土耳其北安纳托利亚右行走滑断层弯曲迹线的侧接具右行方向52四、拉分盆地的形成机制和演化3、拉分盆地的演化

拉分盆地的演化与下列因素有关:(a)释放弯曲的几何学特征,主断层不侧接但与倾斜的中间走滑断层相连;(b)不平行的主断层。平缓的受限弯曲产生较窄的拉分盆地。相反地,急剧的受限弯曲产生多样而曲折的拉分盆地。四、拉分盆地的形成机制和演化53拉分盆地发展的连续模型(a)拉分从放开断层弯曲开始,弯曲的大小控制拉分盆地的宽度;(b)纺缍形盆地,继续的水平错断产生平缓S形盆地;(c)紧接其后是菱形盆地发育;(d)最后是长形的,具洋壳的伸长槽形盆地;(e)多数拉分盆地达不到该阶段,而代之的是当盆地长度达到了三倍放开弯曲(或断裂分离度)的原始宽度时,盆地发育终止。拉分盆地发展的连续模型(a)拉分从放开断层弯曲开始,弯曲的大54五、走滑盆地与油气的关系1、走滑作用对含油盆地演化的控制

Moody认为某些大型含油气盆地实际上是受控于走滑作用。例如,非洲的几内亚湾,其海岸线受三组断裂控制,一组NNW向从加蓬的让蒂尔港(PartGentil)到安哥拉,平行于Mayumba山脉;另一组为NWW向,平行于利比里亚,塞拉利昂和几内亚海岸;第三组为NEE向断裂,平行于加纳、多哥和达荷美海岸,并向内陆延伸,成为尼日尔盆地和贝努埃盆地的边界断裂。著名的尼日尔三角洲含油盆地正处于NEE向和NNE向两组走滑断裂的30。交角处。五、走滑盆地与油气的关系55五、走滑盆地与油气的关系2、走滑断裂和油气圈闭的形成

与走滑断层有关的构造圈闭主要有三类具产油能力:①主位移带内的断片;②与主位移带上盘平行的强制褶皱;③位于主位移带一侧或两侧的雁列断块。强制褶皱对提供有效而丰富的圈闭具有最大的可能性。五、走滑盆地与油气的关系56安达曼海下中新统构造图A-A’和B-B’表示被右行错开的可能相关的褶皱。1-具正离距的平移断层;2-正断层线;3-逆断层线;4-背斜脊安达曼海下中新统构造图A-A’和B-B’表示被右行错开的可能57五、走滑盆地与油气的关系2、走滑断裂和油气圈闭的形成走滑断裂造成的最有利的构造圈闭是雁列背斜。此外,还有雁列式正断层构成的断块,逆冲断层遮挡甚至花状构造的背形也均可构成圈闭,但是圈闭条件较差。总的看来,这类构造圈闭的好坏和走滑断裂的发育阶段以及位移量(断裂强度)有关。早期发育的扭断裂断距小,变形弱,形成的背斜褶皱面积大而完整。随着断裂的加强,位移量增大,走滑断层带上隆、剥蚀,圈闭遭受破坏。但离开走滑断裂带向盆地方向可能出现变形不太强烈的褶皱、良好的生油层、储油层和封闭条件。五、走滑盆地与油气的关系58五、走滑盆地与油气的关系2、走滑断裂和油气圈闭的形成

(1)小规模位移的扭动构造圈闭。理想的小规模走向滑动造成轻微水平错断的雁列式狭长褶皱,这些背斜圈闭斜列在早期扭断层之上,断层的断距小,没有把背斜以及其中的相带完全错开,因比,油气基本上产自断层两盘同一层位。

(2)中等强度的扭动构造圈闭。由于断距增大,雁列背斜被水平错开而成为半背斜,但断面可以作为圈闭的遮挡面。这种强烈的扭动构造带上除去断层附近的复杂的半背斜以外,在离开主走滑断层带以外一定距离,可能发育另外一排构造不太复杂的雁列背斜。五、走滑盆地与油气的关系59五、走滑盆地与油气的关系2、走滑断裂和油气圈闭的形成

(3)强烈位移的扭动构造圈闭:由于断裂的强烈活动,扭断裂带伴生的背斜隆起不断增高、加宽,使得断裂带附近的褶皱遭受强烈的破坏和侵蚀。如果扭断裂穿过盆地内部或作为盆地的边界断层,则盆地的这部分地区随着上隆剥蚀,沉积边界将向背离断裂的方向移动。向着盆地方向倾伏的雁列褶皱,在其上倾方向为沉积边界切过的部分,可能出现很好的地层和构造的联合圈闭。(4)走滑断裂交切构成的“天窗式”(Trap-door)构造圈闭。不同走向的扭断裂相交,如果夹持断块的运动趋势向着交角方向,则会造成断块抬升,从而造成“天窗式”断块,常称之为“墙角”。五、走滑盆地与油气的关系60与大型走滑断层相伴生的构造组合及引起油气圈闭变化的演变阶段示意图与大型走滑断层相伴生的构造组合及引起油气圈闭变化的演变阶段示61得克萨斯州Todd油田构造图得克萨斯州Todd油田构造图62五、走滑盆地与油气的关系2、走滑断裂和油气圈闭的形成

(5)“花状构造”核部的背形,也常可形成圈闭,但往往由于破坏强烈,圈闭条件不好。

(6)扭断裂造成的裂隙带是有利的储集空间。扭断裂在脆性地层中通过,由于强烈的剪切,造成的裂隙显然强于其它性质的断裂,从而构成良好的储层。

五、走滑盆地与油气的关系63

加利福尼亚洛杉矶盆地日落滩油田构造浅层的南北向雁列断块向南因有贯通的北西走向断层而相互靠拢,向西则因有正断层而相互靠拢。英格莱乌德断层是区域性的纽波特一英格莱乌德扭动带的一部分。根据中新统顶部附近的构造标准层。此带的最大右旋滑动为760m。加利福尼亚洛杉矶盆地日落滩油田构造64(a)从奥陶系Trenton组顶部等高线圈定的油田中北部构造图,该组直接覆在产油层之上;(b)由构造等高线确定的凹陷轴线式样密执安州密执安盆地Scipio-Albion构造线的构造图和位置图(插图)(a)从奥陶系Trenton组顶部等高线圈定的油田中北部构造65走滑盆地的形成和基本特征刘树根成都理工大学“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室走滑盆地的形成和基本特征刘树根66走滑盆地的形成和基本特征一、走滑构造和走滑盆地的概念二、利用地震资料识别走滑断层的陷阱三、走滑盆地的基本特征四、拉分盆地的形成机制和演化五、走滑盆地与油气的关系走滑盆地的形成和基本特征67一、走滑构造和走滑盆地的概念

走滑构造是指地壳在水平剪切应力作用下产生变形的总和,其最主要的表现形式是走滑断层及其有关的沉积盆地(走滑盆地)。

走滑盆地(Strike-slipbasin)是Mann等(1983)提出的,是指沉积作用与重要的走向滑动相伴随的盆地。走滑盆地可以形成于走滑断裂带内、走滑断裂一侧和走滑断裂带之间。与裂谷盆地、被动边缘盆地及前陆盆地相比,走滑盆地一般比较小、寿命短而且复杂,其规模可从小的凹陷到宽50km的菱形盆地。盆地长宽之比一般为4:1,但可从1:1到10:1(AydinandNur,1982)。

一、走滑构造和走滑盆地的概念68走滑盆地的形成和基本特征ok精课件69走滑盆地的形成和基本特征ok精课件70走滑盆地的形成和基本特征ok精课件71走滑盆地的形成和基本特征ok精课件72(a)与理想右旋走滑断层结合的平面分布图。(b)在PDZ内,适合于轻微离散背景,在该背景上拉分、雁列式正断层和地堑片段占主导地位(b)(a)(a)与理想右旋走滑断层结合的平面分布图。(b)在PDZ内,73二、利用地震资料识别走滑断层的陷阱

花状构造虽然是走滑作用的重要鉴别标志,但在实际资料中往往和其它构造形态混淆。二、利用地震资料识别走滑断层的陷阱74理想化的花状构造与负花状构造的地震剖面特征（a）理想化的花状构造（b）负花状构造理想化的花状构造与负花状构造的地震剖面特征（a）理想化的花状75负花状构造和滑脱正断层和组合形态的对比负花状构造和滑脱正断层和组合形态的对比76正花状构造和其它构造样式在剖面上的形态对比

A.正花状构造;B.收缩断块;C.滑脱型箱状褶皱;D.三角形构造；

E.盐侵入断层;F.正向构造反转。正花状构造和其它构造样式在剖面上的形态对比77二、利用地震资料识别走滑断层的陷阱①主断层(主要位移带)的识别地震剖面上的断层大多显示垂直错动,而不能反映走滑断层平面上的位移。因此,单条地震剖面无法确定走滑断层的性质。主断层必须具备:A.独立的主断层是直立的,并能错开基底和沉积盖层;B.主断层两侧地层不能用旋转作用来解释;C.主断层两侧地层层序不能一一对比。②平面显示与剖面显示相结合,没有平面显示的花状构造是不可靠的③关于雁列式构造问题二、利用地震资料识别走滑断层的陷阱78大曼平移断裂地震剖面大曼平移断裂地震剖面79柴达木盆地85054测线地震反射剖面及解释剖面柴达木盆地85054测线地震反射剖面及解释剖面80拉张应力形成的雁列组合(a)纯拉张一滑脱造成的雁列构造模型图;(b)雁列断裂演化结构模型图。拉张应力形成的雁列组合(a)纯拉张一滑脱造成的雁列构造模型图81(3)利用地震资料识别走滑断层的陷阱④把逆冲断块、地堑、断阶、断背斜、反转构造等当成花状构造来解释⑤平面上的构造组合判别错误,极易当成走滑平移断层来解释(3)利用地震资料识别走滑断层的陷阱82三、走滑盆地的基本特征1、走滑断层引起的垂直运动

没有沉降就没有盆地的形成,走滑盆地的形成决定于走滑断层引起的沉降作用。(1)不同旋向的走滑断层相交而产生的升降运动(2)走滑断层剪切中心附近的升降运动(3)走滑断层的斜列引起的升降运动

三、走滑盆地的基本特征83走滑断层中垂直运动平面示意图U示上升,D示下降走滑断层中垂直运动平面示意图U示上升,D示下降84+U---DU+--D走滑断层剪切中(虚线)所引起地面降的四象限分布D为下降区;U为上升区+U---DU+--D走滑断层剪切中(虚线)所引起地面85走滑断层的斜列引起的升降运动走滑断层的斜列引起的升降运动86三、走滑盆地的基本特征2、走滑盆地的分类

TorH.Nilsen和ArthurG.Sylvester(1995)将走滑盆地分为6种类型:(1)断弯盆地(fault-bendbasins)

断弯盆地通常沿走滑断层的释放弯曲处(releasingbend)发育,也可形成于邻近限制弯曲的地方(restrainingbend)。断弯盆地具有强烈不对称的几何形态,沿主位移带具向上变粗的地层序列,在平面上为透镜状,常发育于张扭环境,后期在压扭环境进行反转。(2)侧接盆地(stepoverbasins)

侧接盆地形成于两条平行到亚平行,并且互不相连的走滑断层之间。在雁行状的排列中,两条断层之间的地带就称为“侧接”(stepover),两条断层之间的拉张作用形成的盆地就称为侧接盆地。这类盆地通常较断弯盆地对称,具有向上变粗的沉积序列。

三、走滑盆地的基本特征87走滑盆地的分类图走滑盆地的分类图88小型的断弯盆地小型的断弯盆地89三、走滑盆地的基本特征2、走滑盆地的分类

(3)扭旋盆地(transrotationalbasins)

扭旋盆地是由持续的剪切变形形成的。持续的剪切变形引起张性破裂及其间的地块以相同的方向绕一支近垂直的轴旋转。旋转的速度和幅度取决于剪切变形的速度。三角形的间隙或旋扭盆地沿不规则状的旋转块体形成。(4)扭压盆地(transpressionalbasins)

扭压盆地通常为狭长条状的构造凹陷,平行于区域性的断裂和褶皱,并被下伏的冲断层和翼部的走滑断层或逆断层所限定。成对的压扭性盆地可形成于压扭性隆起的两侧。三、走滑盆地的基本特征90走滑盆地的分类图走滑盆地的分类图91

旋转块体内的间隙或旋扭盆地(黑色区域)旋转块体内的间隙或旋扭盆地(黑色区域)92Ventra压扭性盆地纵向搬运沉积

Ventra压扭性盆地纵向搬运沉积93三、走滑盆地的基本特征2、走滑盆地的分类

(5)复成因盆地(polygeneticbasins)

复成因盆地被定义为在汇聚或离散构造环境中,局部的走滑作用形成的盆地。

(6)多旋回盆地(polyhistorybasins)

多旋回盆地是指纯拉张作用或纯冲断作用与走滑作用交替进行形成的复杂的多旋回盆地。这类盆地大小悬殊、形状各异。

三、走滑盆地的基本特征94走滑盆地的分类图走滑盆地的分类图95三、走滑盆地的基本特征

3、走滑盆地的几何形态特征

控制或影响走滑盆地几何形态特征(长度、宽度和深度)的因素有:(1)主位移带和其它断层面在横向上和垂向上弯曲的程度;(2)地壳中脆-韧性过渡带的深度;(3)主位移带和其它断裂的位移量;(4)主位移带和盆地的相对新老关系;(5)侧接断层间的空间分布特征;(6)侧接断层相互之间的侧接长度。基底类型和深度对走滑盆地的几何特征有巨大的控制作用。若基底埋藏浅、由块状的侵入岩和变质岩组成、其上的沉积盖层薄,则走滑盆地特征明显,并由陡倾的断层限定。若基底由厚的、易变形的沉积岩或层状变质岩构成、盖层厚，则走滑盆地特征不明显,并由缓倾的犁式压扭性断层或张扭性断层限定。

三、走滑盆地的基本特征96三、走滑盆地的基本特征

4、走滑盆地的沉积充填特征走滑盆地沉积充填特征有:(1)盆地最深部位越靠近和平行于同沉积活动走滑断层的边缘,走滑盆地越不对称;(2)盆地的沉积相多样,包括山麓堆积、滑坡沉积、辫状河和曲流河沉积、三角洲沉积、扇三角洲沉积、海岸线沉积、浅湖和深湖沉积、浊流沉积、化学蒸发岩和碳酸盐岩沉积;(3)沉积充填以平行于主位移带的轴向充填为主;(4)盆地边缘的沉积充填特征明显。沿同沉积活动的主位移带形成小型的以碎屑流为主的冲积扇,冲积扇由粗粒的沉积角砾岩和砾岩构成。沿不活动或活动弱的边缘形成大型的迳流为主的冲积扇和河流沉积,该类冲积扇具细粒的砾岩和非常少的角砾岩构成;三、走滑盆地的基本特征97三、走滑盆地的基本特征

4、走滑盆地的沉积充填特征

(5)盆地充填的沉积相突变特征;(6)由于盆地边界断裂的持续活动,在不同时间盆地的物源是不同的;(7)由于物源随时间和空间的变化,盆地充填的岩相特征多变且复杂;(8)与其面积相比,盆地的充填厚度较大;(9)具较大的沉积速率(2.5—3.0mm/y);(10)盆地沉积中心具迁移特征,其迁移的方向通常与轴向沉积物搬运的方向相反;(11)盆地充填物具丰富的同沉积滑塌堆积和变形现象,这可能与沿边界断层发生的地震活动有关。三、走滑盆地的基本特征98走滑盆地的沉积充填特征走滑盆地的沉积充填特征99三、走滑盆地的基本特征

5、走滑盆地的识别标志下列因素使走滑盆地的识别较为困难:(1)走滑盆地的沉积和构造历史复杂;(2)沿主位移带和其它断层的侧向运动使盆地的原始位置发生了滑脱、旋转和移位,从而使古地理的恢复非常困难;(3)沉降和隆升的多旋回幕剥蚀掉了大部分的地层和构造记录;(4)大部分易研究的新生代走滑盆地为非海相的,因此盆内和盆间的地层对比较难;(5)走滑盆地剖面上和平面上的多数特征与裂谷盆地和前陆盆地相似,使它们的识别变得困难。三维和四维的研究非常必要,基于二维地震剖面的研究认识往往不可靠;(6)走滑断层可以多次活动,并表现为正断层、逆断层、斜向断层、冲断层和断裂作用的复杂带。三、走滑盆地的基本特征100三、走滑盆地的基本特征

5、走滑盆地的识别标志

走滑盆地的识别应综合考虑盆地的沉积特征、地层序列和充填机制。在沉积特征方面,沉积中心平行于主位移带的迁移是最为有用的。在其它类型的盆地中,沉积中心的迁移多是在横向上远离或靠近主要的边界断层,或在一段时间内保持不变。然而,在走滑盆地中,沉积中心侧向迁移,并平行于主要的边界断层。在这过程中,走滑盆地的长度不断加大,而宽度保持不变,并堆积了巨厚的充填地层,具有沉积相变快和岩相变化大的特征。多旋回的演化史、不断变化的构造背景和不断的迅速沉降和隆升是长寿命的走滑带的典型特征。三、走滑盆地的基本特征101走滑盆地边部地层的叠瓦状排列和侧向迁移走滑盆地边部地层的叠瓦状排列和侧向迁移102三、走滑盆地的基本特征

5、走滑盆地的识别标志

识别走滑盆地的构造、地层和地貌特征有:(1)沉积中心的侧向位移;(2)相匹配的物源区和沉积区的错位;(3)沿盆地的主位移带发育粗粒的冲积扇、扇三角洲、海(湖)下裙及其相关沉积;(4)侧向分布有限的、厚度较大的沉积序列和幕式快速沉降是走滑盆地的突出特征;(5)由局部隆升和剥蚀产生的不整合与同时代的厚层连续沉积充填相邻;(6)发育显著的地形起伏,侧向上相有突变特征;三、走滑盆地的基本特征103三、走滑盆地的基本特征

5、走滑盆地的识别标志

(7)在盆地的一侧或两侧发育走滑断层;(8)全盆地范围内向上变粗序列的发育,这是构造作用使盆地变深的结果;(9)盆地内部和边缘在地质上不协调;(10)盆地在走向及横向上趋于不对称,这是沉积中心随时间迁移的结果;(11)同一地区的不同盆地,在地层厚度、相的几何形态和不整合的出现等方面明显有别。三、走滑盆地的基本特征104部分走滑盆地的构造沉降曲线部分走滑盆地的构造沉降曲线105走滑断层两侧在地质上不协调的实例(加州圣加布利尔断层)走滑断层两侧在地质上不协调的实例(加州圣加布利尔断层)106走滑盆地剖面对比图走滑盆地剖面对比图107四、拉分盆地的形成机制和演化1、拉分盆地的形成机制关于拉分盆地的发育机制有以下四种模型:①走滑断裂的侧接;②离散断层段的滑动;③雁行式断裂或里德尔剪切的集结作用;④相邻的拉接合成较大的系统。四、拉分盆地的形成机制和演化108拉分盆地发育模型(1)拉分盆地位于左侧阶梯和左旋的主走滑断层之间,断层分离作用和盆地宽度随时间保持不变,而断层侧接和盆地长度随走滑位移的增长而增加；(2)拉分是从横过一条斜的中间断层和不平行的主断层开始的,挤压和隆起产生于拉分的一侧,而另一侧发育伸展间隙;(3)根据剪切箱实验,拉分是由伸展破裂集结在一起形成的;(4)Aydih和Nur(1982)提出,拉分盆地是由小型的相似的次级盆地聚合而成的,这就允许随水平断错增加,拉分加宽,而与(1)的情况相反拉分盆地发育模型109四、拉分盆地的形成机制和演化2、侧接的类型与作用(1)侧接的类型侧接是指走滑断层间连接的方向,是大致平行的两条重叠断层之间的一种“不连续性”,它对确定沿走滑系统的沉降区和隆升区的位置有十分重要的作用。与走滑断层相联系的侧接(stepover)可划分为两大类:①沿断层走向发育的侧接;②沿断层倾向发育的侧接。走向侧接是在平面上表现出走滑断层的迹线左右摆动,但断层沿倾向则是连续的现象。当别的连续走滑断层在倾向上出现阶状排列(Step,也译为阶列)时,则产生倾向侧接。四、拉分盆地的形成机制和演化110

走滑断层间侧接类型示意图A:走向侧接;B:倾向侧接;C:表示走向侧接(顶视)和倾向侧接(侧视)以及两种类型相互作用的理想立体图走滑断层间侧接类型示意图A:走向侧接;B:倾向侧接;C:111四、拉分盆地的形成机制和演化2、侧接的类型与作用(1)侧接的类型走滑断层发生和发展有两种基本机制:①剪切断裂作用;②在先存断裂面(例如节理和高角度倾滑断层)上的水平滑动。两条不在同一直线上的走滑断层在横向上的扩展可出现两种可能:①如果两条断层之间间距足够大,相邻的断层末端将超越对方向前扩展,结果形成平行断层;②如果两条断层紧密相邻以致彼此影响,两断层的发育就互相制约,从而形成雁列几何形态。四、拉分盆地的形成机制和演化112A-不在同一线上的剪切断层在横向上的扩展;B、C-侧接和拉分盆地的形成。斜向正断层与雁列走滑断层之间的夹角随重叠量的增加而增加;D-雁列节理;E-沿雁列节理发生初始水平滑动,形成连接两断层的斜向节理;F-随水平滑动的增加,拉分张裂开始;G-在邻近雁列节理端点处,雁列节理被两斜向节理连接;H-水平滑动产生两个张裂;I-雁列倾滑断层;J-雁列倾滑断层被一较短的倾滑断层或走滑(横推)断层连接;K-由于倾滑断层作为走滑断层重新活动,形成拉分盆地。剪头指示运动的方向,毛剌边表示正断层的下降盘。(+)和(-)号分别表示倾滑断层的上升盘和下降盘走滑断裂作用的机制和侧接组合A-不在同一线上的剪切断层在横向上的扩展;B、C-侧接和拉113四、拉分盆地的形成机制和演化2、侧接的类型与作用(2)侧接的成因侧接的成因有:①初始平直断层的弯曲;②方向上略偏离局部破裂面的薄弱带;③断层迹线弯曲;④沿先存伸展断裂或倾滑断层的水平滑动。四、拉分盆地的形成机制和演化114初始平直断层的弯曲导致沿走滑断层形成阶状几何形态初始平直断层的弯曲导致沿走滑断层形成阶状几何形态115偏离破裂面的薄弱带(点区)内形成雁列走滑断层δ1---最大主压应力;α--薄弱带与最大主压应力方向间的夹角;θ--断层角,或破裂面与最大主压应力方向间的夹角偏离破裂面的薄弱带(点区)内形成雁列走滑断层δ1---最大主116土耳其北安纳托利亚右行走滑断层弯曲迹线的侧接具右行方向土耳其北安纳托利亚右行走滑断层弯曲迹线的侧接具右行方向117四、拉分盆地的形成机制和演化3、拉分盆地的演化

拉分盆地的演化与下列因素有关:(a)释放弯曲的几何学特征,主断层不侧接但与倾斜的中间走滑断层相连;(b)不平行的主断层。平缓的受限弯曲产生较窄的拉分盆地。相反地,急剧的受限弯曲产生多样而曲折的拉分盆地。四、拉分盆地的形成机制和演化118拉分盆地发展的连续模型(a)拉分从放开断层弯曲开始,弯曲的大小控制拉分盆地的宽度;(b)纺缍形盆地,继续的水平错断产生平缓S形盆地;(c)紧接其后是菱形盆地发育;(d)最后是长形的,具洋壳的伸长槽形盆地;(e)多数拉分盆地达不到该阶段,而代之的是当盆地长度达到了三倍放开弯曲(或断裂分离度)的原始宽度时,盆地发育终止。拉分盆地发展的连续模型(a)拉分从放开断层弯曲开始,弯曲的大119五、走滑盆地与油气的关系1、走滑作用对含油盆地演化的控制

Moody认为某些大型含油气盆地实际上是受控于走滑作用。例如,非洲的几内亚湾,其海岸线受三组断裂控制,一组NNW向从加蓬的让蒂尔港(PartGentil)到安哥拉,平行于Mayumba山脉;另一组为NWW向,平行于利比里亚,塞拉利昂和几内亚海岸;