伸展盆地构造几何学、运动学

【摘要】：本文以现代构造地质学、盆地分析理论以及断层转折褶皱理论为指导,以客观的三维地震资料解释为依据,以廊固凹陷为实例,分析研究了伸展盆地的构造几何学与运动学,从而最终解决廊固凹陷的成因机制。 廊固凹陷位于渤海湾盆地冀中坳陷西北部,大兴断层是的廊固凹陷的边界大断层,控制着整个凹陷的沉积和构造演化。本文对大兴断层的三维几何形态进行了分析,通过4个横向轴面与2个垂向轴面将大兴断面分为10个区,每个区都有各自的形态与特征。对大兴断层的活动机制进行了探讨,认为大兴断层初期是以多米诺式(书斜式)运动模式为主,后期在翘倾作用下,发生旋转,从而形成上陡下缓的犁式断层。其上盘地层的运动模式则是初期与断层同时发生旋转,地层陡且直,在上陡下缓的断面形成后,以斜剪切模式运动,形成滚动背斜。 利用平面复原原理对廊固凹陷古近系的断块进行构造平面恢复,发现南部断块主要以顺时针旋转,而北部断块主要以逆时针旋转,由于主应力集中在凹陷中间,向两端应力逐渐减小,导致应力作用不平衡。 我们可以用伸展断层的转折褶皱原理来描述伸展盆地的几何和构造演化史。生长轴面以及活动轴面的特征可以用来判断断层活动的期次。通过剥蚀作用造成的不整合的存在会导致生长轴面发生间断,并且通过对剥蚀作用之前存在的生长轴面的延伸可以计算剥蚀量。 在伸展断层转折褶皱原理下,建立了生长构造楔的基本模型,认为深部伸展构造楔的存在会使得浅层在无明显断层存在的情况下发生变形。并且构造楔的几何形态会影响上部地层的几何形态。廊固凹陷固安一带的局部变形主要受伸展构造楔作用影响,可以用伸展构造楔理论对其变形进行解释。廊固凹陷旧州曹家务构造带的塌陷背斜成因与伸展构造楔相关。 最后认为廊固凹陷是在书斜式(多米诺式)、旋转模式、斜剪切模式三种运动模式作用下并且具有两次幕式裂陷活动而形成的一个复合式凹陷。