逆冲推覆构造的形成模式 逆冲推覆构造的结构

逆冲推覆构造主要发育于汇聚板块边界的俯冲带、造山带及其前陆地区。近几十年的研究发现，在活化了的古老结晶基底及中新生代的盆岭地区也发育推覆构造。由此可见，推覆构造在地壳上分布比较广泛的，其形成主要与地壳缩短构造体制有关。

逆冲推覆构造的形成机制一直是构造地质学家探讨的重大问题，因为其形成涉及诸多问题，如断裂的发生、位移及驱动力源问题等。尽管部分问题的认识近趋一致，但对某些问题的认识仍存在争议。

关于推覆构造的形成机制，目前主要有以下三种认识：

(一)侧向水平挤压说

在逆冲推覆构造研究早期，人们根据褶皱造山带逆冲推覆构造中发育的大规模褶皱，认为逆冲推覆构造发育区显示了在水平方向的强烈缩短，其缩短量达到几万米乃至数十万米。因此有些学者认为，推覆构造的形成是在侧向水平挤压作用下，将推覆构造根带的推覆体抬升到一定高度位置而具有一定势能的情况下，由后方推动力作用使其沿着低缓滑动面，被推覆到造山带前缘形成推覆构造(图7-20)。推覆体从造山带根带被推覆到造山带前缘，如果没有侧向水平挤压作用是难以实现的，这是最早在研究阿尔卑斯推覆构造时就已经提出来的观点。但在造山带中存在这种水平挤压力作用的原因，长期以来并不了解。自从板块构造理论产生以后，才认识到是板块聚合型边界之一的碰撞带提供了巨大的水平挤压的动力源。

图7-20 阿尔卑斯山格拉鲁斯推覆体

(据Г.Д.阿日吉列，1966)

水平挤压作为逆冲推覆构造的成因机制的经典观点，虽然被许多地质学家所接受，但是在揭示某些逆冲推覆构造中也遇到一定的困难。如某些逆冲构造带的变形没有褶皱伴生，尤其是挤压作用力与推覆体所能承受的应力之间存在巨大矛盾，对于一个长、宽、厚以千米以至数万米、数十万米计的大型推覆体，如使其作长距离滑移，作用力是十分巨大的。这样大的作用力已大大超过岩石强度，岩石早在滑移前就已碎裂了。而且一些强烈变形的推覆体在变形过程中处于一种弹塑性状态，很难将应力远距离传递(朱志澄，1999)。

(二)重力滑动说

由于侧向水平挤压说在解释推覆构造形成时遇到难题，因此某些学者提出重力是引起逆冲推覆构造的驱动力源，这种观点早在研究阿尔卑斯构造时就已经提出。重力滑动解释推覆构造的形成，如同地面滑坡一样，滑动体(推覆体)由于本身重量，沿着低缓的滑动面自上而下滑动。当滑动体滑动时，首先必须具有一定的位能，而且滑动必须在软弱层内。由于滑动体在重力作用下滑动，则在滑动体内产生平卧翻卷褶皱。显然，滑动面的主体必须是一个向滑动方向倾斜的低角度正断层。重力滑动形成的推覆体，其前缘出现与重力滑动方向相反倾斜的逆冲断层组合，后缘出现倾向与重力滑动方向相同的伸展断层组合。

一些学者相信阿尔卑斯造山带中的推覆构造就是重力滑动成因的。马杏垣等(1981)在对嵩山地区的研究中也鉴别出一些重力滑动成因的，并称其为滑覆构造。但是，在许多造山带和相邻的前陆地带的推覆构造都难以用重力滑动模式来解释，如推覆构造往往自造山带向前陆推进，而断层面以至整个滑动面都是向造山带方向倾斜的，且并不存在重力滑动所需要的低角度正断层；又如，在这些推覆构造后方，即造山带中并未见到与推覆构造同时形成的伸展正断层系统(俞鸿年等，1986)。因此，Bally(1981)指出，重力滑动的推覆作用在造山带不具有重大的普遍意义。但在地壳伸展地带——被动大陆边缘，确实可以见到重力滑动推覆构造，如非洲尼日尔三角洲的重力滑动就是一例(Mandle＆Grans，1981)。

(三)重力扩展说

重力扩张说是Bucher(1956)在研究加拿大落基山推覆构造时提出的。他认为岩石在重力作用下，垂向压扁降低高度，并在水平方向上向静岩压力小的方向流动扩展，从而产生水平方向的推动力形成逆冲断层及推覆构造。在重力导致的侧向水平推动力作用下，在板状岩席的后部出现应力集中，从而产生逆冲断层。这一断层产生后，板状岩席的长度缩短，应力重新在其余的板状岩席的后部集中，产生第二个稍远离重力扩张中心的逆冲断层，即较新的断层是向前迁移的。在重力扩张持续作用下，向着推覆构造的前进方向顺次产生越来越新的逆冲断层，从而形成向前破裂序列的叠瓦构造。由于越到后来余下的板状岩席的长度越短，所以越年轻的逆冲断层之间的间距越小。

重力滑动与重力扩展虽然动力源同属重力场的作用，但它们的形成机制不同，所产生的推覆构造特征也不相同，其区别在于：

(1)重力滑动的推覆体后部被正断层所截切，或者被底部滑脱面所截切(图7-21A)；而重力扩展所产生的推覆体后部被更后面的逆冲断层所截切(图7-21B)。

图7-21 重力滑动与重力扩展形成推覆构造的差异

(据M.A.Cooper，1981)

(2)重力滑动的主体断层是向凹陷区倾斜的低角度正断层；而重力扩展作用实际上是由重力导生出来的水平推动力，它只要求地面的足够上隆，由此产生的逆冲断层面向隆起区倾斜。

逆冲推覆构造的形成模式~

关于逆冲推覆构造的形成机制，目前有以下三种认识。
1.侧向水平挤压说
在逆冲推覆构造研究早期，人们根据褶皱造山带逆冲推覆构造中发育的大规模褶皱，认为逆冲推覆构造发育区显示了在水平方向的强烈缩短，其缩短量达到几十千米乃至上百千米。因此有些学者认为，推覆构造的形成是在侧向水平挤压作用下，在推覆构造根部位置发育的高角度逆断层把推覆体抬升到一定高度位置，在推覆体具有一定位能的情况下，再沿着低缓滑动面，在后方推动力作用下被送到造山带前缘，从而形成逆冲推覆构造。推覆体从造山带的根部被送到造山带前缘，没有侧向水平挤压的后方推动是难以实现的，这是在最早研究阿尔卑斯推覆构造时就已经提出来的观点。但是在褶皱造山带的边缘存在着这种水平挤压的原因，长期以来并不了解。自从板块构造理论产生以后，板块聚合型边界之一的碰撞带提供了巨大的水平挤压的动力源。
水平挤压作为逆冲推覆构造的成因机制的经典观点，虽然被许多地质学家所接受，但是在揭示某些逆冲推覆构造中也遇到一定的困难。如某些逆冲构造带的变形没有褶皱伴生，尤其是挤压作用力与推覆体所能承受的应力之间存在巨大矛盾，对于一个长、宽、厚以千米以至数十、数百千米计的大推覆体，如使其长距离运移，作用力是十分巨大的。这样大的作用力已大大超过岩石强度，岩石早在运移前就已碎裂了。而且一些强烈变形的推覆体在变动中处于一种弹塑性状态，很难将应力远距离传递。
2.重力滑动说
由于侧向水平挤压解释推覆构造形成时遇到的难题，因此某些学者提出重力是引起推覆构造的驱动力源，这种观点在研究阿尔卑斯构造时就已经提出了。重力滑动解释推覆构造形成，如同地面滑坡一样，滑动体（推覆体）由于本身重量，沿着低缓的滑动面自上而下滑动。当滑动体滑动时，首先必须有一定的位能，而且滑动必须在软弱层内。由于滑动体在重力作用下滑动，则在滑动体内产生平卧翻卷褶皱。显然，滑动面的主体必须是一个向滑动方向倾斜的低角度正断层。重力滑动形成的推覆体，其前缘出现与重力滑动方向相反倾斜的逆冲断层组合，后缘出现倾斜与重力滑动方向相同的伸展断层组合。
马杏垣等（1981）在对嵩山构造研究中，根据重力滑动理论来解释嵩山推覆构造的形成，并称之为推覆构造。但是，在许多造山带和相邻的前陆地带的推覆构造都难以用重力滑动模式来解释，如推覆构造往往自造山带向前陆推进，而断层面以至整个滑动面都是向造山带方向倾斜的，而且并不需要重力滑动所需要的低角度正断层；又如，在这些推覆构造后方，即造山带中并未见到与推覆运动同时形成的伸展正断层系统。因此，Bally（1981）指出，重力滑动的推覆作用在造山带不具有重大的普遍意义，但在地壳伸展地带—被动大陆边缘，确实可以见到重力滑动推覆构造，如非洲尼日尔三角洲的重力滑动就是一例。
3.重力扩展说
重力扩展说是W.H.Bucher（1956）在研究加拿大落基山推覆构造时提出的。他认为岩石在重力作用下，垂向压扁降低高度，并在水平方向上向静岩压力小的方向流动扩展，从而产生水平方向的推动力形成逆掩断层及推覆构造。在重力导生的侧向水平推动力作用下，将在板状岩体的后部集中出现应力集中，从而产生逆掩断层。这一断层产生后，板状岩体的长度缩短，应力重新在其余的板状岩体的后部集中，产生第二个稍远离重力扩张中心的逆掩断层，即较新的断层是向前迁移的。在重力扩张的持续作用下，向着推覆构造前进的方向顺次产生越来越新的逆掩断层，从而形成前列式叠瓦断层构造。由于越到后来余下的板状岩体长度越短，所以越年轻的逆掩断层之间的间距越小。
4.推覆构造形成中孔隙液压作用
大规模推覆构造上盘岩块被推移数十千米，一直令地质学家们所费解。如阿尔卑斯的格拉鲁斯推覆体长为30km位移距离竟达40km。这么大的岩块，能够推移这么远的距离，其所需要的动力是巨大的。这样大的动力，恐怕在岩块发生位移之前，已经使岩块破碎。但事实是岩块基本完整，并位移了几十千米，这究竟是什么原因呢？Hubbert 和Rubey（1959）提出用孔隙液压理论来解释这种现象。该理论自提出以来，得到了许多地质学家的支孔隙液压持，而且应用越来越广泛。
Hubbert和 Rubey（1959）认为，岩石和岩层中总是具有一定的流体压力，超出正常的流体压力为异常或高孔隙液压，这种高孔隙液压可在任何深度出现，一般多在1.5～3km。高孔隙液压，可以对岩石起着浮力作用，从而降低上覆推覆岩块的重力，并起着减小推覆体与下伏岩块之间的摩擦力。因此，较小的动力也能推动上覆推覆体沿着低缓断层面位移很大距离。

图6-48 A—逆冲推覆可能引起的异常孔隙压力区；B—原地岩块中形成的新的逆冲断层，老逆冲断层变形弯曲（据Gretener，1972）

逆冲作用引起地层重叠和构造加载，肯定会在适当部位引起异常高压（图6-48）。这些部位常常是软弱岩层尤其是蒸发岩产出部位。巨大逆冲岩席的掩覆也为封闭状态提供了有利条件。同时逆冲断层面上摩擦生热，又促进了水热增压作用。
一种很简单的分析，根据λ＝P/Sz，式中P为孔隙压力，Sz为上覆层的全部压力。当P＝Sz或λ＝1时，上覆层处于漂浮状态。
在逆冲断层以下任何深部都不可能由纯负荷产生λ≈1 的情况，因此上覆层漂浮的条件只能援引其他压力机制。格霍泰纳接受了巴克尔水热增压观点，他引述了奥克斯伯格（E.B.Oxburg）等研究成果，在逆冲岩席占位后约0.5～1 Ma，会出现所需温度，就是说在逆冲岩席占位后约1～2 Ma后，下伏层才能进入漂浮状态。所以大型逆冲断层的运动是间歇式进行，受热活动后要停顿很长时间以便升温。随着后期加热，下伏层中又产生了有利于逆冲扩展的条件。较深部的逆冲断层背驮着老岩席向前陆推进，正如南加拿大落基山逆冲断层带所见到的构造现象。
孔隙液压不仅与逆冲推覆作用有密切关系，而且与正断层、滑脱和大型拆离断层的关系也不容忽视。

1.双重逆冲构造
双重逆冲构造，是逆冲推覆构造中具有普遍性的结构形式。双重逆冲构造是由顶板逆冲断层与底板逆冲断层及夹于其中的一套次级叠瓦式逆冲断层和断夹块组合而成（图6-44）。顶板逆冲断层常由次级叠瓦式逆冲断层向上趋近并相互联结构成。底板逆冲断层又各段逆冲断层向下相互联结构成。各次级逆冲断层围限的断夹块常呈透镜状，为断层所包围。双重逆冲构造的顶、底板逆冲断层在前锋和后缘汇合，构成一个封闭系统。顶底冲断层的上覆及下伏岩层常由变形相对较弱的某一特定岩层组成，其产状相对平缓。

图6-44 双重逆冲构造（据朱志澄、宋鸿林，1991）

断夹块中岩层成膝折弯曲
2.冲断褶隆
冲断褶隆是指逆冲作用过程中形成的穹状隆起。冲断褶隆常见于逆冲岩席经断坡爬升至上一滑动面于断坡上形成的背形式构造（图6-45）。

图6-45 冲断褶隆（据朱志澄，宋鸿林，1991）


图6-46 反冲断层

A—反冲断层和冲起构造；B—冲起构造和构造三角带
3.反冲断层
在向某一方向逆冲的逆冲断层系中，常出现与总体逆冲方向相反的逆冲断层，它主要发育于逆冲断层的前锋部位和断坡后侧。在应变弱的断坪上也可以发育反冲断层。有些反冲向下产状变陡，甚至再转为与逆冲方向一致。由于反冲作用，会形成冲起构造和构造三角带。
冲起构造是逆冲断层与反冲断层构成背冲式构造的汇合部位，它是在两条冲断层围限的岩层因强烈挤压而上冲形成的构造（图6-46）。
构造三角带是逆冲断层、反冲断层和底板逆冲断层三向围限的部位，即构成变形强烈的构造三角带。

逆冲推覆构造的形成模式
答：因此有些学者认为，推覆构造的形成是在侧向水平挤压作用下，在推覆构造根部位置发育的高角度逆断层把推覆体抬升到一定高度位置，在推覆体具有一定位能的情况下，再沿着低缓滑动面，在后方推动力作用下被送到造山带前缘，从而形成逆冲推覆构造。推覆体从造山带的根部被送到造山带前缘，没有侧向水平挤压的...

逆冲推覆构造的结构
答：1.双重逆冲构造 双重逆冲构造，是逆冲推覆构造中具有普遍性的结构形式。双重逆冲构造是由顶板逆冲断层与底板逆冲断层及夹于其中的一套次级叠瓦式逆冲断层和断夹块组合而成（图6-44）。顶板逆冲断层常由次级叠瓦式逆冲断层向上趋近并相互联结构成。底板逆冲断层又各段逆冲断层向下相互联结构成。各...

板内逆冲推覆构造规律
答：本区的逆冲推覆构造以薄皮构造为主,部分兼具厚皮构造,薄皮构造是指沉积盖层在基底之上发生变形,基底没有同时卷入变形,盖层变形的范围一般终止于一条巨大的滑脱面上,盖层变形与基底构成显著的构造不协调关系;与此对应,如果基底与其盖层同时变形,则称之为厚皮构造。 本区的逆冲推覆构造主要表现为薄皮构造特点,它们主要...

逆断层是什么意思?是什么形成的?
答：逆冲断层常常显示出强烈的挤压破碎现象,形成构造角砾岩、碎粒岩和超碎裂岩等断层岩,沿逆冲断层还常常出现劈理化、节理化、剪切带或各种复杂揉皱,这些构造常呈带状排列,或呈交织穿插状。逆冲断层以前也称“逆掩断层”。推移距离在数千米(通常为5km)以上的大逆冲断层可称为推覆断层或逆冲推覆断层(图6-17)。推覆...

区域断裂构造简介
答：逆冲推覆构造或推覆构造是由逆冲断层及其上盘推覆体或逆冲岩席组合而成的构造。逆冲推覆构造主要产出于造山带及其前陆,一般是挤压或压缩作用的结果。它有两种主要的形成机制。一种是褶皱推覆体和冲断推覆体,海穆 (A. Heim,1921) 等认为,挤压引起的岩层褶皱,由直立→斜歪发展成为倒转→平卧。在倒转平卧褶皱的倒...

逆冲-推覆构造
答：在高黎贡山弧形推覆体南翼,沿怒江断裂、龙陵-瑞丽断裂、龙川断裂、大盈江断裂发生强烈右行平移剪切作用,形成大规模糜棱岩带。由于重力的作用,高黎贡山推覆带内部早期冲断裂又转化为反滑正断层,腾冲一带新生代盆地可能正是由于这一后缘反滑伸展作用形成的盆岭构造。 三江地区正是由于西侧高黎贡山及其前缘逆推带与东侧...

逆冲推覆构造的扩展方式
答：逆冲推覆构造一般呈叠瓦扇或双重逆冲构造。叠瓦扇或双重逆冲构造中的各条逆冲断层是一次构造作用中同时形成的？还是以一定顺序发育的？扩展的方式如何？这些问题一直是构造地质学家探讨的课题之一。褶皱造山带前陆中的逆冲推覆构造，总是自造山带或腹陆向前陆运移。其中各条逆冲层或各个推覆体的扩展...

逆冲推覆构造的型式
答：逆冲推覆构造的几何学特征是研究逆冲推覆构造的基础。近年来，对逆冲推覆构造的单体型式和组合型式都提出了各种模式。除了在前面介绍的断层转折褶皱、断层传播褶皱和滑脱褶皱(见第四章)等断层相关褶皱以外，还包括突发(冲起)构造、双重构造、叠瓦逆冲系统、构造三角带等，下面分别予以介绍。(一)突发构造 ...

逆冲推覆构造的基本特征
答：(1)逆冲推覆构造是由低缓的逆冲断层面(倾角＜30°)及上盘推覆体或逆冲席体构成的外来岩块(推覆距离＞5km)组成的构造。(2)推覆体为远处推来的岩块(岩片)，它可以与根带相连，也可以与根带脱离。飞来峰：推覆体经剥蚀之后，呈孤岛状分布在原地岩块之上，即为断层圈闭的外来岩块，称为飞来峰(图...

逆冲推覆构造的组合型式
答：叠瓦式：由产状相近并向一个方向逆冲的数条断层构成单冲式逆冲断层。它们表现为一系列断层从底板向上分支形成扇状构造，称为叠瓦式构造（图6-40，6-41）。背冲式：自一个构造单元的中部分别向外缘逆冲的两套叠瓦式逆冲断层，构成背冲式逆冲断层系。背冲式两套逆冲断层一般是同一构造应力场中...