逆沖推覆構(gòu)造概述

逆沖推覆構(gòu)造、戶.、?刖言：對逆沖推覆構(gòu)造的研究自19世紀晚期以來已有100多年的歷史，期間曾掀起過2次高潮，第一次在19世紀末期，以研究造山帶內(nèi)逆沖推覆構(gòu)造為中心。第二次在20世紀70-80年代，以研究前陸沖斷帶為中心，進入90年代，逆沖推覆構(gòu)造研究已將造山帶內(nèi)結(jié)晶基底逆沖構(gòu)造與造山帶外帶即前陸褶皺沖斷帶結(jié)合起來，不再區(qū)分成并不相關(guān)的2類構(gòu)造帶［1］。逆沖推覆構(gòu)造對于礦床的形成具有重要的控制作用，以不同方式，從不同的構(gòu)造部位控制了礦床主、次礦體的產(chǎn)出和分布，為成礦流體的運移、聚集、沉淀提供了空間，成為某些金、銅、鉛、鋅等礦床的重要控礦要素。區(qū)域性逆沖推覆構(gòu)造是成礦前、成礦期還是成礦后的構(gòu)造，其精細程度如何，是否具有控礦作用，如果是破礦作用，是否造成礦體的重復增大或隱伏、缺失等問題，嚴重影響著地質(zhì)找礦的效果［2］。此外，逆沖推覆構(gòu)造在前陸盆地（含油氣盆地）中發(fā)育普遍，具有較好的油氣聚集及保存條件，在生、儲、蓋層匹配較好的條件下有較好的油氣顯示，是我國未來的油氣的勘探方向［3］。近些年，逆沖推覆構(gòu)造在煤田勘探中應(yīng)用日益廣泛，相繼在安徽、河北、福建、河南及其他一些地區(qū)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)前人在遼西彰武-黑山區(qū)對逆沖推覆構(gòu)造的研究發(fā)現(xiàn)，逆沖斷層和伸展斷層對煤層具有明顯的控制作用，逆沖斷層常將含煤地層壓在老地層之下。逆沖推覆構(gòu)造與伸展構(gòu)造的幾何形態(tài)、分布規(guī)律和組合型式，對尋找新的煤炭資源具有重要意義［4］。因此，逆沖推覆構(gòu)造近年來已成為研究的重點，成為能源礦產(chǎn)找尋取得突破的關(guān)鍵，具有重要的經(jīng)濟意義。1逆沖推覆構(gòu)造的概念逆沖推覆構(gòu)造是由逆沖斷層及其上盤推覆體或逆沖巖席組合而成的大型至巨大型擠壓構(gòu)造。主要產(chǎn)于擠壓構(gòu)造背景下的大陸造山帶與相鄰沉積盆地的邊界過渡地帶，主動大路邊緣弧前盆地構(gòu)造帶也發(fā)育逆沖推覆構(gòu)造。此外，壓型沉積盆地內(nèi)部也不同程度發(fā)育逆沖推覆構(gòu)造，為擠壓或壓縮作用的結(jié)果。逆沖推覆構(gòu)造斷層傾角較?。ㄒ话阈∮?0°），位移在數(shù)千米以上。逆沖推覆構(gòu)造是順層拆離滑脫形成的大型的推覆構(gòu)造，其形成主要包括了斷裂的發(fā)生和斷層的滑動，順層拆離是巖石圈的基本構(gòu)造屬性，地表的逆沖推覆構(gòu)造是巖石圈的圈層性在淺層次的表現(xiàn)。在前陸沖斷帶，根據(jù)斷層是否切入基底，分為基底卷入型（厚皮構(gòu)造）和蓋層滑脫型（薄皮構(gòu)造）［5］。2逆沖斷層的組合型式逆沖斷層可以單條產(chǎn)出，更主要是以若干條逆沖斷層呈組、呈束產(chǎn)出，根據(jù)一個構(gòu)造單元中逆沖斷層的排列組合及逆沖方位，逆沖斷層可分為：單沖型、背沖型、對沖型、楔沖型4種組合型式，其中單沖型最具代表性。2.1單沖型由一套產(chǎn)狀相近并向一個方向逆沖的若干條逆沖斷層組成，通常表現(xiàn)為疊瓦狀，斷層面或其下伏巖系常常會出現(xiàn)一些伴生構(gòu)造，如在井岡山逆沖推覆構(gòu)造的主干逆沖斷裂帶斷層面之下伏巖系中常發(fā)育兩翼緊閉，軸面陡立或斜歪的小褶皺，構(gòu)造定向明顯［6］。逆沖斷層面呈低角度產(chǎn)出，剖面上表現(xiàn)為同一方向傾斜的犁式逆沖斷裂，上陡下緩，如西藏謝通門斯弄多逆沖推覆構(gòu)造。2.2背沖型自一個構(gòu)造單元的兩側(cè)分別向外緣逆沖的兩套疊瓦式逆沖斷層，如揚子板塊北緣被動大陸邊緣盆地內(nèi)。背沖型中兩套向相反方向逆沖的逆沖斷層通常是在統(tǒng)一構(gòu)造應(yīng)力場中形成的，但并不一定是在造山階段或其晚期同時形成，只是構(gòu)成型式上背沖。2.3對沖式兩套疊瓦式逆沖斷層對著一個中心相向逆沖，如大巴山逆沖推覆構(gòu)造帶局部。對沖型逆沖斷層常與盆地伴生，自盆地兩緣向盆地中心逆沖。2.4楔沖式產(chǎn)狀相近的一套逆斷層和一套正斷層共同構(gòu)成上寬下窄的楔狀沖斷體。常發(fā)育于盆地內(nèi)部或兩盆地之間。楔狀沖斷體本身由盆地基地較老地層組成，楔狀沖斷體的逆沖斷層的下盤和正斷層上盤由盆地內(nèi)較新地層組成。3逆沖推覆構(gòu)造的模式逆沖推覆構(gòu)造的4種構(gòu)造模式：臺階式逆沖推覆構(gòu)造、雙重逆沖構(gòu)造、沖斷褶隆、反沖斷層［2］。3.1臺階式逆沖推覆構(gòu)造臺階式是逆沖推覆構(gòu)造的基本格架，由長而平的斷坪與其間連接的短而陡的斷坡交替構(gòu)成。斷坪順層發(fā)育，產(chǎn)于巖性較弱的巖層之中或巖性差異顯著的界面之上。斷坡切層發(fā)育，產(chǎn)于較強硬的巖層中。總體上構(gòu)成下緩上陡，凹面向上的鏟狀。臺階式是逆沖斷層發(fā)育之初，巖層處于水平產(chǎn)狀的表現(xiàn)型式。在進一步的構(gòu)造變形中，其初始的臺階式會發(fā)生變化。所以斷坪與斷坡的確定主要是根據(jù)上、下盤巖層產(chǎn)狀與逆沖斷層產(chǎn)狀之間的關(guān)系。上、下盤巖層產(chǎn)狀與逆沖斷層產(chǎn)狀一致的區(qū)段，為斷坪；上、下盤巖層產(chǎn)狀與逆沖斷層產(chǎn)狀交切，其斷層切層部位，為斷坡。根據(jù)斷坡與上、下兩盤巖層產(chǎn)狀的關(guān)系，斷坡可分為上盤斷坡和下盤斷坡。在斷坡部位，斷層面與下盤巖層產(chǎn)狀一致而斜切上盤巖層處，為上盤斷坡；與上盤巖層產(chǎn)狀一致而斜切下盤巖層處，為下盤斷坡。根據(jù)斷坡走向與逆沖斷層位移方位的關(guān)系，斷坡可分為前斷坡、側(cè)斷坡和斜斷坡。前斷坡位于逆沖巖席前側(cè)，是斷坡走向與逆沖方向直交的斷坡，表現(xiàn)為逆傾向滑動，處于擠壓應(yīng)力狀態(tài)；側(cè)斷坡是斷坡走向與逆沖方向一致的斷坡，表現(xiàn)為走向滑動，處于剪切應(yīng)力狀態(tài)；斜斷坡是斷坡走向與逆沖方向斜交的斷坡，兼具走向滑動與傾向滑動，處于壓剪性應(yīng)力狀態(tài)。3.2雙重逆沖構(gòu)造雙重逆沖構(gòu)造簡稱雙沖構(gòu)造，由頂板逆沖斷層與底板逆沖斷層及夾于其中的一套疊瓦式逆沖斷層和斷夾塊組合而成。雙重逆沖構(gòu)造中的次級疊瓦式斷層向上相互趨近并且相互連接，共同構(gòu)成頂板逆沖斷層;各次級逆沖斷層向下相互連接，構(gòu)成各次級逆沖斷層向下相互連接，構(gòu)成底板逆沖斷層。各次級逆沖斷層圍限的斷塊叫斷夾塊。雙重逆沖構(gòu)造中的頂板逆沖斷層和底板逆沖斷層在前鋒與后緣匯合，構(gòu)成一個封閉的斷塊。如果一套疊瓦式逆沖斷層向上沒有連接成頂板逆沖斷層，則稱其為疊瓦扇。在鄂爾多斯西緣，逆沖推覆構(gòu)造中發(fā)育有典型的雙重逆沖構(gòu)造，主要表現(xiàn)為被上、下兩個平緩的主滑動面所限制，為由相對強硬的巖層的斷片所組成，斷片之間出現(xiàn)大體平行的一組次級剪切破裂面，次級剪切面的性質(zhì)與主滑脫面一致［7］。另外，對金窩子礦田大型逆沖推覆構(gòu)造的控礦系統(tǒng)的研究發(fā)現(xiàn)，頂、底板逆沖主斷裂面發(fā)育的次級疊瓦狀逆斷層具有屏蔽控礦的作用［8］。3.3沖斷褶隆沖斷褶隆簡稱沖隆，主要指在整個逆沖推覆系中在規(guī)模或結(jié)構(gòu)上具穹狀特色的隆起，也指疊瓦式逆沖系經(jīng)變形而形成的穹狀彎曲和逆沖巖席的穹狀褶皺。根據(jù)沖隆各翼部與逆沖指向的關(guān)系，沖斷褶隆餓各翼可劃分為沖隆前翼、沖隆側(cè)翼、沖隆后翼和沖隆斜翼，一般均為單斜形式。沖斷褶隆易受侵蝕，經(jīng)侵蝕后往往顯示深部隱伏構(gòu)造、下伏巖系以及逆沖斷層系的復雜結(jié)構(gòu)。3.4反沖斷層在向一定方向逆沖的逆沖斷層系中，往往出現(xiàn)與總體逆沖方向相反的逆沖斷層，這種反向的逆沖斷層稱為反沖斷層。反沖斷層主要逆沖斷層的前鋒部位和斷坡后側(cè)。在應(yīng)變較弱的斷坪上也發(fā)育反沖斷層。由于反沖作用，會形成沖起構(gòu)造和構(gòu)造三角帶。反沖斷層是因逆沖滑動過程中受斷坡或鋒緣前側(cè)阻抗反向逆沖而形成。4逆沖推覆構(gòu)造的擴展方式逆沖推覆構(gòu)造的擴展方式：①前展式或背馱式，自腹陸向前陸擴展；②后展式或上疊式，自前陸向腹陸擴展。前展式中每一新的逆沖斷層發(fā)育在先存逆沖斷層的下面，各逆沖巖席依次向逆沖方向或前陸擴展，并增生在前進中的逆沖巖席的前鋒。如龍門山中段推覆構(gòu)造呈現(xiàn)前展式擴展方式。后展式中每一新的逆沖斷層發(fā)育在先存逆沖斷層的上面，各逆沖巖席依次向逆沖來源方向或腹陸擴展，并增生在前進中的逆沖巖席的后緣。在前展式擴展形成的逆沖推覆構(gòu)造中，越早形成的逆沖斷層變形也越強烈。早先的臺階式結(jié)構(gòu)被一次次的后期逆沖作用所變形或破壞。研究表明，絕大多數(shù)逆沖推覆構(gòu)造以前展式擴展。5.逆沖推覆構(gòu)造的主要特征與區(qū)域構(gòu)造單元相關(guān)的逆沖推覆構(gòu)造帶可劃分為:①與B型俯沖和A型俯沖有關(guān)的逆沖推覆構(gòu)造；②與碰撞造山作用和地體拼貼相關(guān)的逆沖推覆構(gòu)造；③地臺蓋層中的逆沖推覆構(gòu)造④地臺基地中韌性逆沖推覆構(gòu)造。5.1B型俯沖及其相關(guān)的逆沖推覆構(gòu)造B型俯沖是大洋板塊在島弧或山弧外側(cè)的海溝中向大陸板塊中的俯沖作用。其表現(xiàn)為從海溝向島弧或大陸下震源深度的增加，構(gòu)成一條面狀震源傾斜帶，即貝尼奧夫帶,在構(gòu)造上是一條巨大的俯沖斷裂帶。相應(yīng)地自大陸板塊向大洋板塊的逆沖，可稱為仰沖或仰沖作用。當兩板塊相向移動俯沖和仰沖時，海溝中的濁積巖和蛇綠巖套等不同性質(zhì)、不同時代的巖石混雜在一起，構(gòu)成混雜堆積。與B型俯沖有關(guān)的逆沖推覆構(gòu)造的主要特點是逆沖巖片中夾有洋殼組成的蛇綠巖套。5.2A型俯沖及相關(guān)的逆沖推覆構(gòu)造A型俯沖是指大陸板塊內(nèi)的地臺向褶皺造山帶俯沖，褶皺造山帶向地臺仰沖而形成的前陸逆沖推覆構(gòu)造。A型俯沖引起的前陸褶皺逆沖帶，是全球逆沖推覆構(gòu)造系中最典型的構(gòu)造型式。與A型俯沖有關(guān)的逆沖推覆構(gòu)造的主要特點是斷層面呈上陡下緩凹面向上的鏟狀，構(gòu)造上以擠壓變形為主，主要包括層間滑脫、背斜以及逆沖推覆構(gòu)，逆沖推覆作用是在造山后的陸殼上進行的，屬陸內(nèi)構(gòu)造作用。5.3與碰撞造山作用和地體拼貼相關(guān)的逆沖推覆構(gòu)造5.3.1碰撞造山帶的逆沖推覆構(gòu)造大陸-大陸碰撞是造山作用之一，碰撞型造山構(gòu)造的特點表現(xiàn)為大型至巨型逆沖推覆構(gòu)造。主要逆沖推覆構(gòu)造包括剛性基底推覆體以及根帶活化的基底推覆體、蓋層逆沖推覆體以及蓋層與基底的滑脫帶。喜馬拉雅造山帶是碰撞的典型，其主要特征是形成一條寬闊復雜的構(gòu)造帶，具體表現(xiàn)為一套大規(guī)模的逆沖推覆構(gòu)造。自造山帶內(nèi)部向前陸自北向南一次發(fā)展，由活化基底韌性逆沖推覆構(gòu)造帶轉(zhuǎn)變成脆性蓋層逆沖推覆構(gòu)造帶。5.3.2地體拼貼的逆沖推覆構(gòu)造地體是一些海山、島弧、海底高原、微大陸塊和各種板塊碎片，經(jīng)過漂移等構(gòu)造運移，最終到達某一大路邊緣，并與大陸板塊拼貼粘連在一起。在地體拼貼過程中，總是發(fā)生不同程度的水平擠壓，以致地體之間不僅存在斷層，而且一般表現(xiàn)為逆沖推覆。有時逆沖推覆規(guī)模巨大,使一個地體或地體的一部分推覆到另一地體之上。在已經(jīng)拼貼的地體外側(cè),如果又有新地體到來再拼貼時，不僅新來地體與已拼貼的地體之間會因碰撞而發(fā)生擠壓逆沖推覆，而且已經(jīng)拼貼了的地體接觸帶也會再活動,并進一步擠壓，地體之間以逆沖斷層為界。地體間逆沖構(gòu)造的特點為:①規(guī)模大、變形強、形態(tài)復雜甚至卷曲；②逆沖指向不像前陸逆沖推覆構(gòu)造具有穩(wěn)定的方向；③產(chǎn)狀上一般上陡下緩。5.4地臺蓋層中的逆沖推覆構(gòu)造5.4.1盆緣型逆沖推覆構(gòu)造地臺蓋層中常有一些斷裂控制的大型斷陷槽。在斷陷槽形成和發(fā)育過程中,尤其在早期和中期，主控斷裂常常是高角度的正斷層。但在晚期或斷陷槽形成后，主控斷裂有時甚至常常轉(zhuǎn)化為指向坳陷中心的逆斷層。5.4.2隆緣型逆沖推覆構(gòu)造隆緣型逆沖推覆構(gòu)造是發(fā)育于隆起邊緣，并向隆起外側(cè)逆沖的推覆構(gòu)造，隆起一側(cè)的沉降區(qū)并不是一條帶狀斷陷槽。5.4.3隆側(cè)滑覆構(gòu)造大型隆起在伸展作用的影響下，常發(fā)生拆離滑脫，形成滑覆構(gòu)造。江漢盆地東南側(cè)為幕阜山一九嶺隆起，北側(cè)為大別山一桐柏山隆起。在中生代時期，幕阜山一九嶺隆起北側(cè)蓋層和大別山一桐柏山隆起南側(cè)蓋層，分別自南、北向盆地蠕滑，并在紙坊一大冶以褶皺式對接,向東南至黃石一廣濟一帶以對沖式斷層對接。5.4.4盆內(nèi)型楔沖構(gòu)造大型盆地內(nèi)的楔狀沖斷體，或產(chǎn)于一個盆地之內(nèi),或夾在兩個盆地之間。前者如衡陽盆地內(nèi)的楔狀沖斷體，后者如江蘇茅山楔狀沖斷體。楔狀沖斷體是在基底斷裂控制下發(fā)生的?；讛嗔言跀D壓作用下活化并迫使被其切割的斷塊上沖。如上沖到地表（顯露式），則推覆在盆地中年輕地層之上，如未達地表（隱伏式），則插在盆地巖層之中，成為年輕地層中的一大夾塊。5.4.5隆內(nèi)斷陷盆緣的逆沖斷層地臺隆起單元上常因伸展形成一些中小型盆地。這類中小型盆地邊緣，常常產(chǎn)出指向盆地中心的逆沖斷層。這類逆沖構(gòu)造的運移均自盆緣隆起指向盆內(nèi)。我國中西部前陸盆地逆沖推覆構(gòu)造具有以下特點：①蓋層中逆沖推覆構(gòu)造廣泛發(fā)育，形式多樣；②逆沖推覆構(gòu)造主要發(fā)育在盆地等坳陷單元中，大多指向盆地中心：③逆沖推覆構(gòu)造的規(guī)模與坳陷或盆地的規(guī)模成正相關(guān)。5.5地臺基底中韌性剪切推覆構(gòu)造由古老變質(zhì)巖系組成的地臺基底，除后期疊加的脆性斷裂外，均為韌性剪切帶或韌性流變剪切帶。按產(chǎn)狀和構(gòu)造性質(zhì)可分為2類:一類是高角度應(yīng)變韌性剪切帶，與其弱應(yīng)變域共同構(gòu)成網(wǎng)結(jié)狀構(gòu)造；另一類為低角度或順層滑脫式韌性剪切推覆構(gòu)造。地臺基底中也同樣存在許多低緩角度和近水平的韌性逆沖推覆構(gòu)造。其特點是:①由產(chǎn)狀近水平的糜棱面理和新生面理構(gòu)成的糜棱巖帶，其中可以包括各類糜棱巖和變晶糜棱巖，甚至出現(xiàn)多世代糜棱巖；②變形強化帶，包括復雜的多級疊加褶皺、斜臥褶皺，尤其是鞘褶皺；③韌性剪切帶邊緣變形微弱，圍巖中的面狀構(gòu)造因韌性牽引而發(fā)生規(guī)律性彎曲；④剪切帶內(nèi)面理常與圍巖面理成一定角度；⑤常位于巖性組合或變質(zhì)程度截然不同的巖系之間；⑥有時表現(xiàn)為退化變質(zhì)帶、混合巖化帶?？傊?，是一條高應(yīng)變韌性一流變剪切帶。6逆沖推覆構(gòu)造的分帶、分層、分段由于應(yīng)力狀態(tài)、運動學狀態(tài)和流變學狀態(tài)的差異，產(chǎn)于擠壓構(gòu)造背景之下的逆沖推覆構(gòu)造顯示出變形的分帶、分層、分段特征。逆沖推覆構(gòu)造的分帶主要表現(xiàn)在自根帶至鋒帶的變形特征，在逆沖方向上分為根帶、中帶、鋒帶三個主變形帶，以及相關(guān)的后緣帶和外緣帶。后緣帶和外緣帶不屬于逆沖推覆構(gòu)造的主體，但受逆沖推覆作用的影響，留下逆沖推覆作用的變形烙印。根帶：逆沖作用起始發(fā)育部位，通常表現(xiàn)為強烈擠壓，面理、小褶皺軸面和小斷層等構(gòu)造產(chǎn)狀陡峻一致直立；變形性狀上塑性增高，有時出現(xiàn)韌性剪切帶，如西藏北部唐古拉山地區(qū)新生代大型逆沖推覆構(gòu)造中根帶（各拉丹東-鄂碎瑪構(gòu)造帶）構(gòu)造變形以逆沖剪切變形為主；劈理尤其是流劈理和褶劈理相對發(fā)育；結(jié)構(gòu)上常出現(xiàn)菱形體與擠壓面構(gòu)成的網(wǎng)結(jié)式結(jié)構(gòu)。自根帶向中帶，斷層開始出現(xiàn)分叉，且產(chǎn)狀變緩。中帶：自根帶進入中帶，斷層常常分叉構(gòu)成疊瓦扇或雙沖構(gòu)造;應(yīng)力狀態(tài)以單剪為主，次級斷層和褶皺產(chǎn)狀相對穩(wěn)定，傾向根帶。整個中帶中，近根帶變形強，中帶變形稍弱，趨向鋒帶脆性變形增強。表現(xiàn)為韌脆性變形特征。鋒帶:擠壓作用增強，特別是脆性變形加強。巖層傾角增大，包括臨近斷層面的下伏巖系中常發(fā)育兩翼緊閉、軸面陡立的小褶皺；巖石破碎，有時形成破碎帶，發(fā)育碎裂巖、構(gòu)造角礫巖、構(gòu)造透鏡體，劈理發(fā)育，斷層面附近出現(xiàn)斷層泥；次級斷層發(fā)育。表現(xiàn)為脆韌性變形特征。逆沖推覆構(gòu)造的分層表現(xiàn)為垂向上各推覆體覆疊式的變化。逆沖推覆構(gòu)造可由一個或數(shù)個推覆體組成，前者稱為單層式推覆體構(gòu)造，后者稱為疊覆式推覆體構(gòu)造。區(qū)域性逆沖推覆體構(gòu)造一般是由長期多次活動形成的，在一次次的逆沖作用中形成的推覆體相互疊置而構(gòu)成推覆體垛或推覆體堆柱。逆沖推覆構(gòu)造的分段表現(xiàn)為逆沖系的地層組成、變形強度、變形性狀和變形結(jié)構(gòu)等方面的差異。7逆沖推覆構(gòu)造的驅(qū)動力與力源發(fā)育于不同構(gòu)造背景中的逆沖推覆構(gòu)造，其驅(qū)動力和力源不盡相同，碰撞造山帶的逆沖推覆構(gòu)造是碰撞擠壓的結(jié)果。在板塊匯聚帶，大洋板塊向大陸板塊俯沖，