1、冲断构造学术语解释冲 断构造学 术语解 释 K. R. McClay 著译者：黄智斌何登发塔里木石油勘探开发指挥部 地质研究大队一九九三年七月十九日冲断构造学术语解释K. R. McClay 著该术语汇编旨在于图示并尽可能定义冲断构造学中一些广为应用的术语。它基于 专题研究一单个冲断层及相关构造、冲断系统、冲断层相关褶皱、三维冲断层的几何 学、冲断序列、冲断系统模式与反转构造中的冲断层。首先定义了基本术语，然后按 字母顺序列举了相关构造。也适当地列出了主要参考文献。一些研究较深入的冲断区例如加拿大的落基山、阿帕拉契亚、比利牛斯和莫因冲 断带都是相对强烈的前陆褶皱冲断带，因之冲断构造学中的很多术
2、语必然波及这些带 外带中发现的构造。这些冲断带由典型的台地沉积物构成，由具有断坡断坪轨迹的 冲断层变形改造（Bally）等，1986；Dahstrom，1969，1970；Price，1981；Rich，1934 及其他。上盘冲断面的阶步 上形成几何相关褶皱（图 1）。因此，研究的主要兴趣在于冲断带上盘的形变和解释它 们的概念与几何模式上。该汇编中所用的许多图解都由 FaultII 程序（Wilkerson 及同事）建立，它给出常见 于浅部冲断层中的扭折带几何形态（如 Suppe，1983，1985；Mitra，1986，1990）。当 然，这并不是指扭折带褶皱作用是强烈冲断带所见的唯一几何样
3、式（见 Ramsay，1991 本卷）。本汇编并非穷尽却试图覆盖本卷文章中所用的和冲断构造学文献中常用的术语。 读者将发现，精确地定义冲断构造学的术语相当困难，这在于个人应用及偏爱各不相 同。冲断层冲断层（Thrust fault）：基准面缩短的收缩断层。基准面通常为上地壳岩石的层面 或较高级变质岩的区域性叶理面。本词汇集这一部分定义关于单个冲断层的术语（据McClay，1981；Butler，1982，Boyer 和 Elliott，1982；Diegel，1986）。反冲断层（Backthrust）：与主冲断系统或冲断带倾向相反的冲断层（图 2）。反冲 断层常为指向后陆的冲断层。隐伏冲断层
4、（Blind thrust）：未出露的冲断层即它被埋藏，冲断层的位移由构造1高部位的褶皱作用或劈理发育所补偿（图 3）（对照 Thompson，1981）。分支线（Branch line）：两冲断席的交线（图 4a）。对双重构造，则有尾随分支线 和前缘分支线（见下文双重构造）。关于分支线的详细讨论参见 Diegel（1986）。分支点（Branch point）：分支线与侵蚀面的交点（图 4b）。分支点这个词也用于 横剖面分析中分支线与横剖面的交点也就是它是分支线的二维代表（图 5）。截止线（Cutoff line）：冲断面与地层层面的交线（图 6）。截止点（Cutoff point）：截止线
5、与侵蚀面的交点。截止点这个词也用于横剖面 分析中截止线与横剖面的交点即它是截止线的二维代表（图 5）。出露冲断层（Emergent thrust）：侵蚀面上出露的冲断层。断坪（Flat）：冲断层平行于层面或区域基准面的部分（对照变质岩中的区域性叶 理面）（图 7）。下盘截止线（Footwall cutoff lines）：冲断面与冲断层下盘地层层面的交线（图 6）（Diegel，1986）。下盘截止点（Footwall cutoff point）：冲断层下盘的截止线与侵蚀面的交点。 下盘断坪（Foofwall flat）：冲断层下盘与层面或区域基准面平行的冲断层部分（对照变质岩中的区域性叶理面
6、）（图 7）。下盘切截冲断层（Footwall shortcut thrust）：陡倾冲断层下盘发育的低角度冲断层 （图 8）。相应的低角度冲断层轨迹在运动学及力学机制上较高角度断层轨迹更适合于 大的位移（见 Knipe，1985；McClay 和 Buchanan，1991，本卷）。指向前陆的冲断层（Forelandvergent thrust）：指向冲断层未变形前陆的冲断层 （图 9）。前缘断坡（Frontal ramp）：冲断面上垂直于冲断席运动方向的断坡（图 10）。断 坡的角度一般在 1030之间。上盘截止线（Hangingwall cutoff lines）：冲断面与冲断层上盘地层
7、层面的交线。上盘截止点（Hangingwall cutoff point）：冲断层上盘的截止线与侵蚀面的交点。上盘断坪（Hangingwall flat）：冲断层上盘平行于层面或区域基准面的冲断层部分 （对照变质岩的区域性叶理面）（图 7）。指向后陆的冲断层（Hinterlandvergent thrust）：指向造山带后陆（即远离未变2形前陆）的冲断层。飞来峰（Klippe）：冲断推覆体主体或冲断席中由侵蚀作用分离出来的孤立的冲断 推覆体或冲断席（图 11）。侧断坡（Lateral ramp）：冲断面上平行于冲断席运动方向的断坡（图 10）。断坡 角度一般为 1030。（注意，若侧向构造是垂
8、向的，则它成为一个平行冲断层运动 方向的捩或走滑断层，就不再称为侧断坡）。铲形逆冲断层（Listric thrust fault）：上凹的冲断层，其上段为陡倾高角度收缩断 层，中段为中等角度的收缩断层，底部为平行层面的断层（图 12）。斜断坡（Oblique ramp）：冲断面与冲断席运动方向斜交的断坡（图 11）。断坡角 度一般在 1030之间。地堑外冲断层（Out of the graben thrusts）：早期伸展构造收缩和反转引起的地堑 构造向外传播的冲断层（图 13）。（见 McClay 和 Buchanan，1991，本卷）。向斜外冲断层（Out of the syncline
9、thrusts）：在向斜核部形成并向外传播的冲断层 （图 14）。向斜外冲断层由紧闭向斜核部的空间问题引起并不需与其它冲断层连结。外展构造（Popup）：由指向前陆的冲断层与指向后陆的冲断层形成的上盘地层 的隆升部分（图 15）。断坡（Ramp）：冲断层切截层面（或相应基准面见上述）的部分（图 7）。断坡 可分为上盘断坡和下盘断坡（图 7），断坡倾角一般为 1030。域界（Regional）：一特殊地层单元或基准面的海拔，它们未卷入冲断层相关构造 中（图 16）。由于冲断层、收缩断层上盘被抬升到域界之上且发生基准面的缩短致使图 16 中的井重复钻遇层 A。平滑断面冲断层（Smooth traj
10、ectory thrust）：具平滑变化轨迹而非台阶状的冲断层 （图 17）。平滑断面冲断层见于高级变质岩中（Cooper 和Trayner，1986；McClay，1987），其冲断席中发生塑性透入性应变。基底冲断层（Sole thrust）：冲断系统最底部的冲断层（也可定义为底板冲断层 见下文的冲断系统）。分叉断层（Splay）：主干冲断层上出现的次级冲断层（即其规模和位移较小）。 Boyer 和 Elliott（1982）定义了四种分叉断层（图 4）：接合分叉断层（Rejoining splay）（图 4a）、连结分叉断层（Connecting splay）（图 4b）、孤立分叉断层（I
11、solated splay）（图 4c）和离散分叉断层（Divergent splay）（图34d）。冲断推覆体（Thrust nappe）：可能由平卧褶皱形成的较大冲断席，平卧褶皱下翼 断开形成推覆体的底部冲断层（图 18）。冲断推覆体也可由滑脱冲断层和反转构造产生 （对照断坡断坪式拉张断裂系统的反转见 McClay 和 Buchanan，1991，本卷）。冲断席（Thrust sheet）：以冲断层为界的岩体。冲断轨迹（Thrust trajectory）：冲断面穿越地层的路径（常表示在横剖面或复原剖 面上）。在强烈的前陆褶皱冲断带上，冲断层常被描述为具有阶梯状（Staircase）或台
12、阶状（Stairstep）轨迹（图 19），即具有特征的平行层面的较长的断层面（断坡）和 赖以分割它们的切截层面的高角度的较短断层段（断坡）。冲断层指向（Thrust vergence）：冲断层上盘相对于下盘的运动方向。端线（Tipline）：冲断层位移为零的边界（图 4c）。端点（Tip point）：端线与侵蚀面的交点（图 4c）。端点这个词也用于剖面分析中 作为端线与横剖面的交点即端线在二维空间的代表（图 5）。冲断系统冲断系统（Thrust system）：在几何学、运动学及力学机制上密切相关的冲断层带。这一部分主要讨论形成冲断系统的连结冲断层。冲断系统的概念来源于 Dahlstrom
13、（1970）、Boyer 和 Elliott（1982）、Mitra（1986）及 Woodward 等（1989） 的修改。冲断系统包括双重构造、叠瓦状冲断系统及三角区（图 20）。双重构造双重构造（Duplex）：由基底的底板冲断层（即基底冲断层）和顶部的顶板冲断 层围限的一组冲断夹块（图 20 和图 21）。夹块（Horse）的叠置及相应的双重构造的形态取决于断坡倾角、冲断空间以及单 个连结冲断层的位移。双重构造成因的地质模型（Boyer 和Ellinott，1982；Mitra，1986）常假定一“向前破裂”的冲断序列（见下文的冲断序列）。 Mitra（1986）修订了 Boyer 和
14、 Elliott（1987）的双重构造分类，提出三分法分类（图421）。即：1）、独立断坡背斜与倾向后陆的双重构造（图 21a）；2）、真双重构造（图 21b）；3）、叠合断坡背斜（图 21c）。独立断坡背斜冲断层的最终空间比单个冲断层的位移大得多，所形成的构造由被 宽缓向斜分开的独立断坡背斜构成（图 21a），在冲断层初始空间较小，单个冲断层位 移较小的条件下形成倾向后陆的双重构造（图 21a），即在冲断块的接触面上，顶板冲 断层倾向后陆（Mitra，1986）。真双重构造（如 Boyer 和 Elliott（1982）的模拟）形成 于最终冲断空间、断坡倾角与断坡高部位的特殊组合的条件下，即
15、所有连结冲断层及 顶板冲断层的部分平行于双重构造的前缘断坡（图 21b）。叠加断坡背斜形成于部分或 完善至叠加的相继断坡背斜的脊部。完整的叠加断坡背斜系统其尾随分支线一致时， 称之为背形叠加（图 21c）。Mitra（1986）根据真双重构造相对于较大冲断层的位置对 其进一步细分（图 21b）。双重构造可以发生在断坡背斜下盘、断坡背斜上盘及断坡背 斜的前缘（图 21b）。背形叠加（Antiformal stack）：由具有一致的尾随分支线的叠合断坡背斜构成的双 重构造（图 22）。单个的冲断块叠置在顶部而形成背形。撕裂双重构造（Breached duplex）：连结冲断层的“无序运动”撕裂或切
16、穿顶板冲 断层的双重构造（图 23）。Butler（1987）讨论了双重构造的撕裂作用。揉皱或褶曲顶板双重构造（Corrugated or bumpy roof duplex）：顶板冲断层揉皱或 褶皱形成的双重构造（图 24）。底板冲断层（Floor thrust）：双重构造的下部冲断边界（图 21）。前陆倾双重构造（Foreland dipping duplex ）：连结冲断层与地层（或参考基准面） 倾向冲断带前陆的双重构造（图 25）。后陆倾双重构造（Hinterland dipping duplex）：连结冲断层与地面（或参考基准面） 倾向冲断带后陆的双重构造（图 26）。夹块（Hors
17、e）：完全由冲断层围限的岩体（图 27）。连结冲断层（Link thrust）：双重构造中连结底板冲断层和顶板冲断层的叠瓦状冲 断层（图 28）。连结冲断层一般呈 S 形（McClay 和 Insley，1986）。被动顶板双重构造（Passive roof duplex）：顶板冲断层为被动顶板冲断层的双重 构造（图 28），即顶部层序向前陆没有位移而被双重构造所底冲（Banks 和5Warburton，1986）。被动顶板冲断层（Passive roof thrust）：一顶板冲断层，其上部的层序没有发生位 移（如仍与前陆接触）但被底冲（图 29）。被动顶板冲断层通常发育在构造剥离或楔入 作
18、用发生区（见下文三角区）。板状顶板双重构造（Planar roof duplex）：除后缘断坡和前缘断坡褶皱外，顶板冲 断断层呈平板状的双重构造（图 30）。Groshong 和 Usdansky（1988）证明这种几何形 态是双重构造冲断层间距与位移特殊组合的结果。顶板冲断层（Roofthrust）：双重构造的顶部冲断层面（图 30）。顶板冲断层或平 滑或因下伏双重构造的冲断层的运动而褶皱。平滑顶板双重构造（Smooth roof duplex）：顶板冲断层面平滑变化的双重构造 （图 31）（见 McClay 和 Insley，1986；Tanner，1991，本卷）。平滑变化的冲断层的几
19、何形态可解释为同期冲断层活动的迹象（McClay 和 Instey，1986）。削顶双重构造（Truncated duplex）：被无序冲断层削顶或削截的双重构造（图 32）。叠 瓦 状 冲 断 系 统叠瓦状冲断系统（Imbricate thrust system）：密切相关的冲断层分支组合，冲断席 象房瓦一样叠加（图 20）。如图 33 所示，叠瓦状冲断系统可由一断层传播褶皱的叠加系统构成（端线褶皱 见后文的断层相关褶皱和褶皱作用）。叠瓦扇也可由具前缘分支线的双重构造侵蚀而成 （图 20）。Boyer 和 Elliott（1982）指出困难在于区别由具前缘分支线的双重构造经侵 蚀而成的叠瓦系
20、统与那些消失于端线其后被侵蚀的冲断层分支组合构成的叠瓦系统 （图 20）。隐伏叠瓦复合体（Blind imbricate complex）：被埋藏的叠瓦扇，下部叠瓦状断层 的位移可由构造高部位的褶皱作用、劈理发育或具有不同样式的其它类型的构造来补 偿（图 20）（也见 Thompson，1981）。叠瓦扇（Imbricate fan）：从基底冲断层（或底板冲断层）向上发散开的相互连接 的出露冲断系统（图 33）。前缘叠瓦扇（Leading imbricate fan）：最在位移在前缘（最低部）冲断层上的叠6瓦扇（图 20）。尾随叠瓦扇（Trailing imbricate fan）：最大位移在
21、后缘（最高）冲断层上的叠瓦扇 （图 20）。三角区“三角区”这个术语最先用于描述加拿大落基山南部冲断带的边界（如Price，1981）。在此它是冲断带外缘或时常轴部发育双重构造或背形叠加的反向冲断层 下倾的区域。更确切地，它被描述为被动顶板双重构造（图 29）。“三角区”基本上就 是表层间的楔形体（Price，1986）。“三角区”的第二种用法是指具同一底部滑脱面但 指向相反的两条冲断层的组合，它们构成一三角形区域（见后）。表层冲断楔形体（Intercutaneous thrust wedge）：底部由基底或底板冲断层、顶部 由被动顶板冲断层为界的冲断封闭楔形体（见 Price，1986）。三
22、角区（Triangle zone）：具同一底部滑脱面但指向相反的两条冲断层的组合，它 们形成的一三角形区域（图 35）。冲断层相关褶皱和褶皱作用这一部分主要讨论冲断层相关褶皱作用，也包括褶皱、冲断作用形成的推覆构造。 不同作者对冲断层相关褶皱的几何学作过详尽分析断层转折褶皱（Suppe，1983；Jamison，1987）、断层传播褶皱（Suppe，1985；Jamison，1987；Mitra，1990；Mosar 和 Suppe，1991，本卷）和滑脱 褶皱（Jamison，1987，Mirta 和 Namson，1989）。Suppe（1991）分析了生长褶皱。滑脱褶皱（Detachme
23、nt fold）：滑脱褶皱（Jamison，1987）是发育于平行层面的 滑脱面或冲断层上的褶皱（即冲断层为一断坪，褶皱作用毋需断坡）（图 36）。滑脱褶7皱需要一塑性滑脱层（如盐岩或泥岩），它能充填褶皱底部产生的空间（图 36）。滑脱 褶皱无根且常不协调。断层转折褶皱（Faultbend fold）：冲断席沿断坡运动形成的褶皱（图 37）（详细 分析见 Suppe，1983）。断层传播褶皱（Fault propagation fold）：终止于断块的冲断层，在未变形地层中 传播形成的褶皱（图 38）。也即端线褶皱。褶皱推覆体（Fold nappe）：下翼强烈减薄的大平卧倒转褶皱形成的推覆体（
24、对照 郝尔维希亚（Hoelvetic）推覆体，Ramsay，1981；Dietrich 和 Casey，1989）。下盘向斜（Footwall syncline）：发育于断坡之下的冲断席下盘的向斜。下盘向斜 可由冲断层下面的摩擦拖曳形成，也可由断层传播褶皱形成。生长褶皱（Growthfold）：沉积地层中与沉积伴生的褶皱（图 40）（见 Suppe 等， 1991，本卷）。生长褶皱（生长背斜）也可发育在冲断层端线之上，冲断层向上传播至 同沉积的地层剖面上。在生长背斜背部地层明显减薄。生长地层（Growth strata）：生长褶皱系统发育时所沉积的地层（图 40），因此它 们记录了褶皱的演化（
25、见 Suppe，1991，本卷）。发散褶皱（Liftoff fold）：发散褶皱是滑脱褶皱，因之地层和滑脱层在背斜核部 被等斜褶皱（图 41）。发散褶皱要求存在盐岩或泥岩之类的塑性滑脱层，它能沿褶皱核 部流动。逆掩剪切（Overthrust shear）：用于描述推覆体运动方向上发生总体剪切应变的冲 断层或褶皱推覆体的术语。见 Ramsay 等（1983），Dietrich 和 Casey（1989）及 Roman 和 Kligfield（1991，本卷）关于逆掩剪切和推覆侵位的论述。断坡背斜（Ramp anticline）：冲断席通过下盘断坡运动在冲断层上盘形成的背斜 （图 30）。断坡向斜
26、（Ramp syncline）：冲断席通过下盘断坡运动在冲断层上盘形成的向斜 （图 37）。断坡背斜和断坡向斜在几何学和运动学上均是成对出现的前缘背斜向斜 偶及尾随背斜向斜偶（图 37）。冲断推覆体（Thrust nappe）：通常具有相当位移的大冲断席（如莫因推覆体）。冲 断推覆体可由平卧褶皱形成，其下翼被断开以形成推覆体的底部冲断层（图 18）。迁移断层传播褶皱（Trasported faultpropagation fold）：由断至上部断坪的冲断 层迁移形成的断层传播褶皱（图 42）。8平移（或迁移）滑脱褶皱（Translated（or transported）detachment f
27、old）：彻底由 冲断层传替的滑脱褶皱，以致从其形成点发生位移（如下盘断坡顶）（图 43）。 Mitra（1990）讨论了平移（迁移）断层传播褶皱与平移（迁移）滑脱褶皱的区别。三 维 冲 断 构 造冲断席沿着揉皱面的运动将产生平顶的背斜和穹隆，被命为褶皱（Dahlstrom，1970；Butler，1982），这些构造的翼部称之为褶隆壁。褶隆（Culmination）：冲断席沿下伏断坡运动形成的四周闭合的背斜和穹隆。 位移传递带（Displacement transfer zone）：位移由一个冲断层传递至另一个冲断层的地带（Dahlstrom，1970）。位移传递带可以冲断层简单的雁列叠合（
28、图 44）或平 行构造迁移方向的捩断层形式出现（见后文的捩断层）。后褶隆壁（Dorsal culmination wall）：发育于褶隆后断坡上的、倾向与构造迁移方 向相反（180）的一翼（图 45）。前褶隆壁（Frontal culmination wall）：发育于前缘断坡运动形成的褶皱（图 45）。 侧褶隆壁（Lateral culmination wall）：发育了侧断坡上的、倾向与构造迁移方向直交的褶隆壁（图 45）。侧断坡褶坡（Lateral ramp fold）：冲断席沿侧断坡位移形成的褶皱（图 46）。 斜褶隆壁皱（Oblique culmination wall）：发育于斜断
29、坡上的、倾向与构造迁移方向斜交的褶隆翼。斜断坡褶（Oblique ramp fold）：冲断席沿斜断坡位移形成的褶皱（图 46）。 捩断层（Tear fault）：平行于冲断层运动方向的走滑断层，它分离了具有不同位移的冲断席的两部分（图 47）。构造窗（Window）：冲断席上盘发生侵蚀而使下伏构造出露的空洞，构造窗常形 成于褶隆的侵蚀，致使下伏冲断系统（常为叠瓦构造或双重构造）出露。Boyer 和 Elliott（1982）图示了各种样式的双重构造发生侵蚀所形成的不同类型的构造窗。冲断序列冲断序列（Thrust sequence）：新冲断层发育的顺序。9冲断带或冲断系统中冲断层的发育顺序对于
30、解释冲断带的几何学和运动学演化为 一重要参数。它对于平衡剖面和复原剖面的建立是必需的（Boyer 和Elloitt，1982；Boyer ，1991，本卷；Butler，1987；Morley，1988；Suppe，1985；Woodward 等，1989）。关于冲断构造一 个早被接受的实例就是，在前陆褶皱冲断带，冲断层是按向前破裂序列发生并指向前 陆的顺序发展的（Dahlstrom，1970；Bally 等，1966；Boyer 和Elliott，1982；Butler，1982）。迄今关于冲断构造的这些基本“规则”已有异议（Boyer，1991，本卷；Tanner，1991，本卷）。开裂作
31、用（Breaching）：开裂作用发育在后期冲断层切割早期冲断层部位 （Butler，1987 ）（图 48）。它是描述冲断层之间局部几何关系的术语。该词也用于连结 冲断层不与顶板冲断层相接或网结而切割它并发生位移的开裂双重构造（图 23）。向后破裂序列（Breakback sequence）：新冲断层在老冲断层上盘发生并与老冲 断层倾向一致的冲断序列（图 49）。向前破裂序列（Forwardbreaking sequence）：新冲断层在老冲断层下盘发生并 与老冲断层倾向一致的冲断序列（图 50）。有序冲断作用（In sequence thrusting）：在一个方向上逐渐地、规律性地发生的
32、冲 断次序（即向前破裂序列或向后破裂序列）。图 49 和图 50 表示有序冲断作用。无序冲断作用（Outofsequence thrusing）：与“有序冲断作用”相反。按非有 序序列发育的冲断作用（图 51）。冲断层的向后破裂序列常被称为无序冲断层，但这个 名词最好用于既不遵守逐渐向前破裂序列也不遵守向后破裂序列的冲断序列（图 51）。 无序冲断层通常切割并取代早期冲断层。Morley（1988）和 Butler（1987）讨论了无序 冲断作用。背驮式冲断序列（Piggyback thrust sequence）：背驮式冲断序列发生在地势较高 且早期冲断层被下伏新生断层驮运的条件下（图 50）。它基本上与向前破裂冲断序列一 致。同期冲断作用（Synchronous
