第四章-走滑构造
走滑构造
当深部的基底发生走滑活动时
，较浅的不能干岩层常形成褶皱 群并伴生断裂。受基底走滑活动 控制的强制褶皱可有两种：披覆 褶皱和牵引褶皱。披覆褶皱与伴 随的断块升降有关，而牵引褶皱 与扭动和旋转作用有关。随着走 滑活动的进行，这两种构造都会 被断层所切割破坏。
三、里德尔剪切的形态特征
单条断裂的应力状态
75 5-10
15 断层走向方向为
D，先形成低角 度R和高角度R1 里德尔共轭剪切 裂隙， 接着形
成晚期的逆向的 里德尔共轭剪切 P和P1。P为
Thrust shear ? 用P 的意思是物 质处于被动的 Rankine状态 （Passive Rankine state）
走滑应变椭圆
走滑构造变形带的应变椭圆 中，剪切方向与走滑构造的 主要位移带方向一致。如图 5－11所示，一对右行力偶 ，产生旋转剪切，有一个挤 压分量和一个拉张分量。变 形前平面上的圆在变形过程 中变为椭圆，而且椭圆的长 轴和短轴在递进变形过程中 相对于剪切方向发生旋转。 在走滑变形中可以发生多个 方向的次级破裂和变形。
1906年旧金山大地震期间，圣安德烈斯断层突然发生4.7米的右行滑 动，向世人证明了走滑断层的现象。
40年代末50年代初，几乎几篇文章同时对世界各地的不同走滑断层 的大规模位移提出证据。
国际上走滑断层研究较好的有：
1 苏格兰大谷断层（Great Glen fault,1946） 2 圣安德列斯断层（San Andress fault,1952、1963） 3 新西兰阿尔平断层（Alpin fault,1956） 4 菲律宾断层（Philippin fault,1956） 5 阿富汗恰曼断层（Chaman fault,1958） 6 加勒比海巴特勒特断层（Bartlett fault,1957） 8 阿拉斯加迪那里断层（Denali fault,1957）
走向滑动断层的几何结构特征
(mm/a) 。JAA-Abdel Aziz山；EFS-幼 发拉底河断层系；NAF-北安纳托利亚
断层；EAF-东安纳托利亚断层。
死海
由20m分辨率卫星图像显示出来的黎巴嫩束缚弯 曲（左行走滑断层的右阶弯曲）处的地形
HB-Hula盆地，MH-Hermon山， TNP-Tyre-Nabatieh高原， ZV-Zebadani谷
双重逆冲构造表现在剖面上走滑双重构造表现在平面上二走滑断层的几何特征泰国西部清迈maeping断造纲要图在清迈左行走滑断层的khlonglhan右阶弯曲处形成猜纳走滑双重构造走滑双重构造猜纳chainat走滑双重构造khlonglhan束缚弯曲据morley等2007常伴生有雁列式褶皱次级断裂以及断块和断陷盆地等构造走滑断层带应力图解此图解可以比较好地解释走滑断层伴生的次级构造图中是岩石内摩擦角二走滑断层的几何结构r剪切里德尔剪切或称同向的或羽状的走滑断层
后缘伸展叠瓦扇
前缘收缩叠瓦扇
收缩双重构造
收缩双重构造的形成
后缘收缩叠瓦扇
走滑双重构造：在走滑断层断面弯曲部位或两条走滑断层叠置部位形成的一套与主 断层斜交的次级雁列式走滑断层的组合形式。
双重逆冲构造表现在剖面上，走滑双重构造表现在平面上
二、走滑断层的几何特征
1. 走滑双重构造
泰国西部清迈 （Mae Ping）断 裂带及其邻区构
相同性质的走滑断层按照左阶式与右阶式斜列会造成不同的应力场环境。
二、走滑断层的几何结构
6. 走滑断层弯曲处具有特征的应力状态与构造
走滑断层弯 曲处可能具 有不同的受 力状态
平面图
拉 伸 拉 伸
平面图
挤压 挤压
构造地质学复习笔记
绪论地质构造：是指组成地壳的岩层和岩体在内、外动力地质作用下发生的变形，从而形成诸如褶皱、节理、断层、劈理以及其他各种面状和线状构造等。
构造尺度的分类：一般分为巨型构造、大型构造、中型构造、小型构造、微型构造、超微型构造。
构造变形场可概括为六中：伸展构造、压缩构造、升降构造、走滑构造、滑动构造、旋转构造。
伸展构造：是水平拉什形成的构造，或垂向隆起导生的水平拉伸形成的构造。
压缩构造：是水平挤压形成的构造。
升降构造:是岩石圈或地幔物质垂向运动体现，表现为地壳的上升和下降，区域性的隆起和坳陷。
走滑构造：是顺直立剪切面水平方向滑动或位移形成的构造。
直立剪切面可以是区域剪切扭动形成的走滑断层，也可以是区域压缩引起的两组交叉走滑断裂。
滑动构造：滑动构造主要是重力失稳引起的重力滑动构造，也包括某些大型平缓正断层。
旋转构造：是指陆块绕轴转动形成的构造。
岩石圈可分为大陆岩石圈和大洋岩石圈。
大陆岩石圈包括地壳和软流圈以上的地幔顶部，地壳可分为上地壳、中地壳和下地壳。
上地壳又分为由沉积岩、火山岩和相应中、浅变质岩组成的盖层及结晶基底，后者包含花岗岩类侵入岩和片麻岩、结晶片岩等。
中地壳主要是闪长岩类岩石及物性上相近的片麻岩和部分片岩。
下地壳主要是玄武质的辉长岩类及相应的变质岩等岩石。
根据深度变化引起岩石物性物态的变化将构造层次划分为：表构造层次、浅构造层次、中构造层次和深构造层次。
构造观：是指对全球构造和岩石圈构造的总体结构、形成和演化、铸成构造的构造运动性质和动力来源的基本认识和观点。
构造叠加：指已变形的构造又再次变形而产生的复合现象。
构造置换：是岩石中的一种构造在后期变形中或通过递进变形过程被另一种构造所代替的现象。
构造继承：如果前期构造控制或影响了后期构造的形成和发展，后期构造保留了前期构造的某些主要特点，即为构造继承。
构造新生的两重含义：1、后期构造不受前期构造的影响或制约，形成一套在方位、几何形态、类型和样式上完全不同的构造；2、后期构造改造并使前期构造的一部分或全部卷入到后期构造之中，形成一套完全服从后期变形的全新构造。
大陆走滑构造基本特征和主要类型
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走向滑动构造
走向滑动构造走向滑动断层一般是指大型平移断层，两盘顺直立断层面相对水平滑动。
走滑断层和兼具倾向滑动的走滑断层是相当普遍的，并在区域构造活动中具有重要意义。
基本特征走向滑动断层的基本特征（一）主要特点走滑断层常具以下特点：1、走滑断裂带常由一系列次级断层组成，单条断层一般延伸不远，各级断层分叉交织；2、常常伴生有雁列式褶皱和断裂，断块隆起和断陷盆地等构造；3、长期活动走滑断层两侧地层－岩相带成递进式依次错移，时代愈老，移距愈大；4、断层面平直，在航卫片上显示良好的线性。
左行平移断层断面陡立，断层平直，一侧广泛碎裂岩化；旁侧分支断裂及牵引现象都指示为左行走滑。
（河南信阳，王桂梁等）(二）左阶式和右阶式雁列式走滑断层系中，左阶式指各次级断层顺断层走向观察依次向左错列，右阶式则指各次级断层依次向右错列（右图）。
(三）离散性走向滑动和收敛性走向滑动平移滑动的应力场常具双重力学性质，常常是以剪切为主，同时兼具拉张或挤压，表现为张剪性或压剪性，即拉张－剪切和挤压－剪切。
张剪性走滑断层即离散性走向滑动断层，压剪性走滑断层即收敛性走向滑动断层，相应形成张剪性和压剪性构造。
<回到顶部>内部应力状态和相关构造走向滑动断层的内部应力状态及相关构造(一）走滑断层的应力应变场右图表示右行走滑断层的应力状态和可能发生的构造及其方向。
矢量 C (compresion) 和 E(extension) 表示由剪切力偶派生出来的局部应力场中主应力的方向。
其中C表示主压应力方向；E 表示主张应力方向。
注意沿着椭球长轴方向的褶皱成S型，表示非共轴递进变形的影响。
（二）走滑断层弯曲引起的应力应变场走滑断层沿着断层走向的弯曲，会在弯曲部位产生收敛性的挤压区和离散性的拉张区（图A）。
在右行右阶走滑断层的弯曲部位可形成拉张盆地；右行左阶走滑断层的弯曲部位可导致挤压隆起（图B，C）。
<回到顶部>走向滑动断层伴生褶皱走向滑动断层伴生的褶皱走滑断层两侧的地层在剪切作用下常形成一系列褶皱构造。
05- 走滑构造研究
走滑断层与转换断层的区别 走 滑 断 层
6 7 8 9 常由几条平行断层构成一组，各 条位移方向均一致。 运动方向与标志层的错移方向一 致。 整个带上均有剪切活动。 两侧均有断层岩或动力变质。
转 换 断 层
转换断层常单条出现，如有另一条平行产出，其 位移方向可以一致也可以相反。 运动方向与标志层的错移方向相反。 只有一段有剪切滑动并有地震 只有一侧有断层岩或动力变质。
4.压剪裂(P)，逆冲-同向剪切断裂，与主干断层交角约 -15°,与R断裂近对称； 5.反向走滑断裂(X)，与主干断层交角约-75°, 与R’断裂 近对称； 6.平行主干断层的同向走滑断层
第二节、 挤压性走滑与拉张性走滑
走滑断层是不同取向的相关断裂，特别是R和P断裂的 沟通、连接而成，断层面常常弯曲，因而走滑运动过 程中，在这些断层弯曲部位或叠接部位（桥区）形成 局部的挤压和拉张区。
走滑断层研究
圣•安德列斯断层
第一节、 走滑断层的基本特征和结构
一、一般特征
走滑断层产状一般近直立，断层面较平直，两盘总体沿 断层走向相对滑动。按所处的构造背景可分为两类：一类规 模较小，延伸一般不超过几十公里，深度一般不超过几公里， 限于地壳上部；走向与造山带主要褶皱轴向斜交(30-45°) 或垂直(撕裂断)，常共轭出现。另一类走滑断层呈单组出现， 规模巨大，延伸几百到上千公里，向下贯穿整个地壳，位移 高达几百公里。其中许多构成古、今板块的边界和强烈的地 震带。常伴有雁列状褶皱和断裂、拉分盆地、和花状构造等。 二、左行和右行走滑断裂
走滑断层与转换断层的区别 走 滑 断 层 转 换 断 层
1 2 3 4 5 位于大陆板块内部，构成板内应 变型式的一部分。 终止于分支断层或弯向一盘的断 弯。 位移量变化，中段大，向终点方 向递减至零。 位移量小于断层长度20%。 标志层间的距离不断加大。 分隔不同的板块，构成板块边界。 突然终止于特殊的伸展或缩短构造上。 位移沿断层全长相等。 位移量无限制。 错断的标志层之间的距离稳定不变。
高等构造地质学-7走滑构造
右行右阶－拉伸、 右行左阶－挤压、
拉分盆地
断块隆起，pop up
自 行 分 析 转 弯 处 的 应 力 状 态
思考转弯处应力 状态和相应构造 类型
走滑断层的应力状态(三)
交切走滑断层引起的应力状态(1)：以小角度相交 且滑向相反，会出现两种情况：两条走滑断层一 致滑向楔尖引起挤压隆升；一致背离楔尖滑动， 则引起拉伸断陷。
走滑断层与转换断层
走滑与块体旋转
•常伴生由褶皱、断裂及断块隆起和断陷盆地 等构造；
•断层两侧地层－岩相带呈递进式依次错移， 时代越老移距越大；
•断裂带常呈直线延伸，甚至穿过起伏很大的 地形仍保持直线型，航、卫片上显示清楚。
走滑断层的阶式（一） 左阶式：各次级断层沿走向依次向左错列。
左行左阶 式。重叠 部位为拉 伸区域
右行左阶 式。重叠 部位为挤 压区域
走滑造
走滑断层(strike-slip fault)即走向滑动断层，一般 指大型平移断层，两盘沿直立或近于直立断层面 相对水平剪切滑动。走滑断层和兼具倾向滑动的 大型走滑断层相当普遍，并在区域构造活动中具 有主要意义。
基本特点
•走滑断裂带包括一系列与主断裂带相平行或 以微笑角度相交的次级断层，单条断层一般延 伸不远，各级断层分叉交织，构成发辫式；
交切走滑断层引起的应力状态(2)：两条相交且滑 向相同的走滑断层，聚敛者(压剪)引起挤压、隆 升，离散者(张剪)引起拉伸、沉降。
离散
聚敛
拉分盆地(一)
拉分盆地(pullapart basin):走 滑断层系中拉 伸形成的断陷 盆地。B.C. Burchfiel 1966 圣安德列斯走 滑断层控制的 死谷盆地时提 出，后来建立 了相应模式。
走滑断层的阶式（二） 右阶式：各次级断层沿走向依次向右错开。
平移构造及走向滑动构造
(5)转换断层常单条出现，如有另一条平行产出，其位移方向可以一直也 可以相反，而平移断层由几条平行断层构成一组，各条位移方向均一 致。
列式褶皱带的雁列轴延长方向与下伏岩系中平移断层走
向基本一致。
5.走向滑动断层特征
许多巨大走向滑动断层具有以下特点： (1)走向滑动断层常成直线状延伸，断层产状陡峻以至直立。
它的次级断层多而复杂，各级各类断层分叉交织构成发辫 式或一套平行的断裂组合。 (2)在走向滑动断层两盘中，常派生一系列雁列式断层和褶皱 ，靠近断层常表现地层一构造的巨大弯转。 (3)走向滑动断层带两侧的地层一岩相常成有规律的错移，地 层一岩相带的时代愈老，平移距离也愈远。 (4)走向滑动断层带上常出现构造凹陷和构造凸起，表现为拉 张性断陷盆地和挤压性冲断一褶皱拱起。
• 另一种情况是平移断层带由两条主平移断层组成，派 生褶皱主要产出于两条平移断层之间；
• 第三种情况是平移断层并未露出地表，下伏岩系中平 移断层两盘的相对运动在上覆岩层中引起系列派生褶 皱，这些派生褶皱的特点是在褶皱中部多发生横切褶 皱的高角度正断层或张节理带(图6-42)。
上述三种情况下产生的派生褶皱均呈雁列式，这个雁
(2)平移断层端部应力状 在平直剪切带的终端，主断
裂往往分叉为一套马次级断裂， 在一般滑动指向的终端；形成压 性断裂扇；在滑动指向的另一端 形成张性断裂扇从而使整
在圣安德烈斯断层带及其旁侧，出现一些断陷盆地。通过研究认 为 ：在平移断层活动中，由于断层走向的局部弯转，会在断块的一端引 起岩块的拉伸和陷落(图6-36B处)，形成盆地和坳陷；在另一端引起挤 压和重叠，形成褶皱或逆冲断层(图6-36A处)。
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走滑应变椭圆
同向（P）剪切破裂：与主 位移带相交夹角一般＜10o
局部张性（T）破裂：—与 主位移带大角度相交的、 延伸不长的正断层组 Y剪切：与主位移带平行的 断层。 局部收缩变形：雁行式褶 皱 （ en echelon folds ） 和逆断层组
走滑构造组合
所谓走滑构造组合是指走滑作用形成的各种构造要素 的组合，包括走滑主位移带及各种由于断层走滑位移 引起的伴生构造。
走滑应变椭圆
走滑应变椭圆
里德尔共轭剪切破裂 （Riedel shear）
（ R ）同向走滑断层：与 主位移带小角度（一般＜ 15o 相 交 、 剪 切 方 向 与 主 位移带一致、角顶指向本 盘断块位移方向 （ R ＇）反向走滑断层： 与主位移带呈大角度相交、 并且剪切位移方向相反的 次级走滑断层
主位移带（principal displacement zone）：与走 滑构造带走向一致的、连续的走滑断层位移带，简称 PDZ。 伴生构造（associated structures）：走滑构造带 内部或主要走滑位移带附近区域，由于走滑位移引起 的各种构造变形。伴生构造的局部应变轴方向与走滑 构造带的变形椭圆中的应变方向是基本一致的。
基底与盖层关系对走滑构造的影响
基底走滑位移量愈大，盖层走滑变形也愈强烈。
盖层厚度愈大，基底走滑位移引起的走滑变形 带的宽度愈大。 盖层岩层中发育有较厚的软弱岩层时，基底走 滑位移引起的盖层走滑变形宽度愈大。
盖层岩层中发育有较厚的软弱岩层也容易发育 雁列的滑脱褶皱，而盖层褶皱变形宽度一般比 盖层走滑断层带的宽度更大。
斜列走滑断层破裂实验
六、走滑构造的解释陷阱
正花状构造与冲起构造、底辟构造 负花状构造与正断层牵引构造、断陷
边界断阶带
走滑断层的位移分布
水平位移变换称为垂直升降的4象限位移分布
沉降（－） 断尖点 隆升（＋） 最大走滑位移部位 隆升（＋） 断尖点 沉降（－）
垂直位移量
走滑位移量
隆升
隆升
沉降
沉降
走滑断层的排列型式
右阶 斜列
岩桥 轴线
左阶 斜列
岩桥
岩桥
岩桥
走滑拉分盆地与走滑推挤隆起
右阶右旋走滑断层带 左阶左旋走滑断层带
H L H L H L L H
三、薄皮走滑断层
通常与薄皮收缩构造、薄皮伸展构造共生
四、基底卷入的走滑构造
基底卷入的走滑构造中的盆地基底与沉积盖层一起 发生走滑构造变形。 基底卷入的走滑构造并不意味着主干走滑断层一定 要从盖层岩层切入到基底岩层中。通常盆地基底岩 层中发育主干走滑断层，主干走滑断层可以向上直 接切割所有盖层岩层，也可以在基底顶面或盖层岩 层内部尖灭。 基底走滑断层与盖层之间也可以产生滑脱，但是这 种滑脱并为破坏基底与盖层在走滑构造变形方面的 统一性。
走滑断层的位移方向
位移矢量向左的断层称为右旋走滑断层（rightlateral strike-slip fault，right-slip fault）或右旋平移 断层（dextre），位移矢量向右的断层称为左旋走滑 断层（left-lateral strike-slip fault，left-slip fault）或 左旋平移断层（senestre）
五、走滑构造的演化趋势
盖层走滑变形带的宽度在走滑构造演化过程中也会发 生变化。 基底走滑断层发育早期，盖层发育较宽的雁列褶皱带。 随着走滑位移量的增大，盖层雁列褶皱宽度加大并在 递进变形过程中出现各种次级破裂。
走滑递进变形使基底走滑断层与盖层走滑断层连接起 来之后，盖层的走滑变形带的宽度又变窄，走滑位移 相对集中在贯穿基底与盖层的主干走滑断层上。
剖面标志
花状构造 海豚效应和丝带效应 走滑带内部构造和夹块 剖面上的地层不连续现象
平面标志
线性延伸或带状展布 走滑带两侧地质界线的水平错开 斜列的盖层褶皱
网状走滑断层系统
走滑断层依次发展和形成和网状断层：H-高断 块；L-低断块
① ②
分叉 分叉
③
左 旋走 滑 断层 右 旋走 滑 断层
走滑断层的位移方向
断层的两盘相对位移矢量通常是斜向的，当走滑断 层位移矢量中有较大的倾向位移分量时可分别称为 “正走滑断层”（倾向位移分量为正断层）或“逆 走滑断层”（倾向位移分量为逆断层）
断层倾斜线 左旋走滑 正断层 右旋走滑 正断层 正断层 正左旋 正右旋 走滑断层 走滑断层
第四章 走滑构造
走滑断层构造变形的一般特征 走滑构造的识别标志
薄皮走滑构造
基底卷入的走滑构造
走滑构造的演化趋势
走滑构造的解释陷阱
一、走滑断层变形的一般特征
走滑断层是指两盘断块体以相对走滑位移 为主要运动特征的断层 走滑断层位移过程中也会进一步引起两盘 断块或走滑断层上覆地层的变形，所有这 些与这些变形与位移矢量近水平的剪切作 用有关的构造变形统称为走滑构造
拉
分
盆地拉来自分盆地
右阶左旋走滑断层带
左阶右旋走滑断层带
隆起
推挤
推挤
隆起
斜压走滑盆地
斜压走滑盆地多是在走滑挤压主位移带或正花状构 造隆起边缘发育，盆地形状窄而长。也可能在扭压 作用下，产生向斜下弯。
平面 示意图 剖面 示意图
A B A
背 驮式 小 盆地 斜 压走 滑 盆地
B
二、走滑构造的识别标志
断层倾
斜线
逆断
层
层
右旋
走滑 断
断层
走向
线
滑 左 旋走
断层
左旋 断层走向线 走滑断层 逆左旋 走滑断层 左旋走滑 逆断层
右旋 走滑断层 逆右旋 走滑断层 逆 断 层右 旋 走 滑 逆断层
正断 层
走滑断层的形成力学条件
按照安德森断层模式，在σ 2直立、σ 1和σ 3水平的应 力状态下的两个共轭破裂面分别相当于左旋走滑断层 和右旋走滑断层。因此，走滑断层相当于位移矢量近 水平的剪切破裂