四川盆地中部高石梯-磨溪地区F_I9走滑断裂带构造特征与演化

Structural Characteristics and Evolution of No.9 Strike-Slip Fault Zone in Gaoshiti-Moxi Area in Central Sichuan Basin

摘要

四川盆地中部高石梯-磨溪地区已识别出多组走滑断裂，为深化川中地区走滑断裂的构造几何学与运动学特征认识，基于川中地区深钻井及高精度三维地震资料，详细刻画高石梯-磨溪地区F_I9走滑断裂带的构造几何学特征，建立断层三维构造模型.通过构造回剥反演重建其形成演化过程.F_I9走滑断裂带整体为近东西走向，延伸长度60 km，表现为右行张扭性走滑断层.断裂带在平面上发育马尾构造、线性构造、斜列构造、叠覆构造，具有明显的分段特征；剖面上发育高陡线性构造、“Y”字形构造、花状构造等典型走滑构造样式.断裂带由7条主干断层组成，各断层片的规模、展布、倾向以及相互之间的连接方式等存在差异.F_I9走滑断裂带在基底先存断裂的基础上，经历了3期构造叠加活动：晚震旦世-早加里东期的雏形发育阶段、晚加里东期-早海西期的强烈活动阶段以及晚二叠世的局部复活阶段.断层在元古界-下古生界中具有不同的生长模式：（1）断层由基底逐渐向上生长，上下地层断距一致或逐渐减小；（2）断层核部位于下古生界中，断层在活动期逐渐向上、下扩展，在下古生界中断距最大.

关键词

高石梯-磨溪地区 / 走滑断层 / 构造特征 / 三维构造模型 / 构造演化 / 构造

Key words

Gaoshiti-Moxi area / strike-slip fault / structural characteristics / structural model of fault / structural evolution / tectonics

近年来，中国三大克拉通盆地内部均发现小位移、小断距且受控于基底非均一性及先存构造的克拉通内走滑断裂（马德波等，2018；邓尚等，2021）.塔里木盆地的勘探实践证实，此类走滑断裂控制了碳酸盐岩储层的发育与油气的富集（贾承造等，2021）.深反射地震剖面、电阻率反演剖面、航磁及重力异常资料显示四川盆地内发育多个前震旦系裂谷（谷志东和汪泽成，2014；石艳玲等，2016；管树巍等，2017；魏国齐等，2018；刘石磊等，2020；李路顺等，2021；汪泽成等，2022），目前盆内已识别出多组具有走滑特征的高陡断层，这些断层与基底裂谷走向基本一致.

前人关于四川盆地内走滑断裂的识别标志、构造样式、演化期次、形成机制及控储控藏等方面开展了相关研究.通过剖面、平面标志结合及浅层伴生构造对四川盆地走滑断裂进行识别，四川盆地各构造分区内均有走滑断裂发育，以北西向、北北西向和近东西向为主，在四川盆地中部（川中）和南部地区还发育北东向及北北东向走滑断裂，整体具有“纵向分层，平面分段”的特点（李睿宁等，2021；王新岚等，2021；张晨等，2021；管树巍等，2022；邱泽华等，2022；宋玉婷等，2022）.剖面上主要发育线状构造、花状构造及“Y”字型与反“Y”字型等构造样式，平面上表现为线性构造、雁列构造、拉分构造、辫状构造以及马尾构造等.走滑断裂在基底先存构造的基础上，经历了加里东期、海西期和印支期-喜山期的多期形成与演化（李树博，2017；王鹏等，2020）.四川盆地内走滑断裂纵向上沟通源储，对油气运移和聚集的改善作用明显（焦方正等，2021；张旋等，2022）.受限于地震资料的精度问题，四川盆地的走滑断裂研究多集中在川中地区，且目前主要是针对典型现象进行描述，缺少对于走滑断裂带构造几何学特征的详细刻画，关于断裂带的演化期次研究尚存在争议.

川中高石梯-磨溪（高磨）地区发育多组主干走滑断裂带，其中F_I9走滑断裂带（本文采用东方地球物理公司研究院西南物探院命名方式）为一级走滑断裂带，发育规模较大，平面上展布特征清晰明了，剖面上构造样式丰富多样，可作为高磨地区典型走滑断裂带进行研究.因此本文基于川中高磨地区最新高精度三维地震及钻井资料等，精细刻画F_I9走滑断裂带的平面展布特征及剖面构造样式，建立断层三维构造模型.通过构造回剥反演，重建其演化历史，为川中地区走滑断裂的形成演化与油气成藏之间的时空匹配关系研究提供支撑.

1 地质背景

四川盆地构造上属于扬子板块，是一个在前震旦系变质岩基底上发育了震旦纪-中三叠世（或晚三叠世早期）的海相沉积和晚三叠世（晚期）-第四纪的陆相沉积的大型叠合盆地.现今四川盆地是一个四周被山系环抱的构造盆地，根据区域性大断裂和构造变形差异，可将盆地划分为 5个构造单元：川东高陡断褶带、川南低陡褶带、川中平缓褶带、川西坳陷带以及米仓山-大巴山前缘褶皱带（图1a）.

高磨地区位于川中平缓构造带，地层起伏较小.根据钻井及地震资料揭示，研究区沉积盖层累计厚度为5 000~6 000 m，自下而上发育了震旦系、寒武系、奥陶系、下志留统、二叠系、中三叠统的碳酸盐岩地层，岩性以白云岩、灰岩为主；上三叠统-中下侏罗统为碎屑岩，岩性以砂岩、泥岩为主，缺失石炭系、泥盆系.川中地区发育多套弱能干性地层，如下震旦统陡山沱组、上震旦统灯影组灯三段、下寒武统麦地坪组、筇竹寺组发育泥、页岩，上二叠统龙潭组发育煤层，中下三叠统嘉陵江组和雷口坡组发育膏盐岩（图1c）.

四川盆地经历多期构造演化过程，包括晋宁期、加里东期、海西期、印支期、燕山期以及喜山期，具有多旋回叠加改造的特点.四川盆地所在的上扬子克拉通于晋宁期（约830 Ma）固结之后，在南华纪进入裂谷发育阶段（何登发，2022）.随后经历了地壳的隆升和剥蚀后，上扬子地块于早震旦世陡山沱组沉积期（635 Ma）开始沉降并被克拉通内坳陷盆地的沉积物所覆盖.研究区在晚震旦世-早寒武世的弱伸展背景下发育绵竹-长宁裂陷槽，并伴随有3幕桐湾运动的发生（李伟等，2015），早寒武世沧浪铺组沉积期裂陷槽被填平补齐.加里东期受寒武纪末的郁南运动、奥陶纪末的都匀运动和志留纪末的广西运动影响（陈宗清，2013），研究区发育乐山-龙女寺古隆起.加里东晚期-海西早期四川盆地整体发生抬升，地层遭受大规模剥蚀，形成下古生界与二叠系之间的大型不整合.进入二叠纪，开江-梁平海槽在强烈的拉张背景下发育（邓莉等，2021）.印支期以来，盆地周缘持续造山，川中地区处于相对稳定的状态.

2 断裂带构造几何学特征

基于川中地区高精度三维地震资料的解释结果，平面上识别出多条NWW-SEE（或近E-W）走向的一级走滑断裂带，以及若干NE-SW走向的次级走滑断裂（图1b）.一级走滑断裂带在走向上延伸长度均超过50 km，其中F_I7达170 km以上.F_I5、F_I8和F_I9走滑断裂带走向自西向东存在明显变化，断裂带迹线表现为“波浪形”.剖面上高石梯-磨溪地区整体的构造形态较为平缓，走滑断裂具有显著的伸展变形特征，以北倾为主，多数断层终止于P/AnP不整合面，部分走滑断层突破至二叠系（图2）.

川中地区基底表现为一系列垒-堑相间结构，高石梯构造区和磨溪构造区之间发育有NEE走向的新元古代裂谷（高磨裂谷），受两条北倾的基底断裂控制，裂谷内充填约6 km厚的沉积物，火成岩体沿着基底断裂或层面侵入至裂谷底部以及前震旦纪沉积物中，表现出“穿层”现象（钟勇等，2013；杨志如等，2014；Hu et al.，2022）（图2，图3）.高磨地区灯影组底相对平缓，表明裂谷阶段在灯影组沉积前结束.高磨裂谷上覆沉积盖层在平面和剖面上表现为凹陷形态，裂谷的边界断层向上切穿了震旦系-下古生界，指示其在震旦纪之后再次活动.

作为基底先存断裂重新活化所产生的走滑断裂，F_I9走滑断裂带为高磨地区规模最大的一级走滑断裂带之一，其与北侧的F_I8断裂作为分界断层分隔了南部的高石梯和北部的磨溪两个构造区（图2，图3）.F_I9断裂带在平面上整体走向为近东西向，沿走向延伸长度约60 km，局部略有转折，走向变为北西西向，断裂带呈“波浪”形.断裂带宽度较小，介于80~300 m.平面上可以识别出马尾构造、线性构造、斜列构造以及侧列叠覆构造等多种构造样式，具有明显的分段特征.剖面上断裂带主要在元古界-古生界中发育，断层纵向延伸长度为3~4 km，在不同地层中的构造样式具有明显差异.多数断层其上端点均终止于P/AnP不整合面之下，且上覆地层无明显变形，指示了断裂在加里东期-早海西期的活动并定型；马尾段和叠覆段的部分断层则断穿了该不整合面，并扩展至二叠系内，不整合面上下地层的断距具有明显差异，指示了断层具有后期活化的多期活动特征.断层大多呈现出正断层的特点，断距最大可达120 m，断层倾角大于70°.

2.1　断层平面展布特征

F_I9走滑断裂带在不同地层中的平面展布特征存在差异.本文选取高磨地区震旦系灯影组底、寒武系底以及二叠系底高精度相干切片来刻画F_I9走滑断裂带的平面分布特征.

根据灯影组底的相干属性图可以发现，F_I9走滑断裂带在平面上具有明显的分段特征，从西向东可划分为马尾段、线性段、叠覆段、弱变形段以及线性段，属于典型的走滑断裂构造组合模式（图4）.A₁马尾段由E-W走向的主干断层和NWW-SEE（NW-SE）走向的分支断层组成，分支断裂位于主干断裂北部，规模较小，向西北方向呈马尾状延伸，指示该断裂存在右行走滑运动分量.最西侧的断层在剖面上发育高陡线状构造样式，断层断穿基底，向上终止于二叠系与寒武系不整合面.断层向北东倾，倾角70°（图5a）.向东出现主干断层和分支断层的组合样式，断层近乎直立（图5b~5e）.随着分支断层向主干断层收敛，A₁马尾段向东逐渐演变为A₂线性段（图4）.该段断裂走向由E-W向朝NWW-SEE向偏转，沿着走向，西部表现为近乎直立的线状断层（图4f），向东断层倾角和断距有所减小（图4g~4j）.A₃叠覆段整体走向为NWW-SEE，在平面上表现为两条主干断层叠接变形，剖面上表现为负花状构造样式，揭示了断裂形成于张扭的构造环境（图4k，4l）.A₄段为弱变形段，走向由近E-W向向NWW-SEE向偏转，延伸长度为12 km，该段在地震剖面上仅造成震旦系轻微起伏（图3和图4m、4n）.最东侧为NW-SE走向的A₅线性段，发育单一高陡断层，断层的倾向在该段发生变化，由北倾转为向西南倾（图4o，4p）.

F_I9走滑断裂带在寒武系底相干属性图上的平面展布特征与灯影组底的相似，断裂带从西向东可将其划分为马尾段、斜列段、叠覆段、弱变形段和线性段5段（图6）.B₁马尾段的分支断裂在寒武系底界的变形强度明显弱于灯影组底，该段在灯影组底界和寒武系底界的断距略有差异（图5b，5c，5e）.马尾段以东的B₂斜列段由一系列斜向分布的小型断裂组成，该段寒武系底界断距大于灯影组断距，局部发育次级断裂与主干断裂组合成的“Y”字形构造（图5j）.B₃叠覆段在平面上表现为主干断裂与北侧一系列小型次级断裂的组合样式.B₄弱变形段和B₅的线性段与断裂带在灯影组底界面的平面展布特征一致（图4、图6）.

F_I9走滑断裂带在二叠系底的平面展布特征同样表现出明显的分段特征，但与其在下古生界的展布具有明显差异（图7）.最西侧C₁段表现为马尾构造，北部的分支断层较为发育，多数断层造成二叠系褶皱变形，地层构造形态比下伏地层中复杂（图5a~5d）.C₂段为线性段，与断裂带在下古生界中的展布一致.C3段内出现一系列小型斜列断层组合，C4段表现为弱变形段.最东侧C5段在平面上表现为3条断裂的斜向组合.

2.2　断层剖面构造样式

F_I9走滑断裂带在地震剖面上主要发育高陡线性、“Y”字形构造、花状构造等典型走滑构造，断层向下断穿至基底，大多数断层终止于P/AnP不整合面之下（图5），而马尾段和叠覆段的部分断层向上突破至二叠系内.不同地层中构造变形特征具有差异，二叠系内断层强度明显较弱.

高陡线状构造是F_I9走滑断裂带内主要发育的构造样式，主要分布在线性段、斜列段和弱变形段.断层倾角大于70°，在元古界-下古生界中产生的断距可大可小，断层上下盘落差最大可达120 m（图5a，5g），或仅表现为轻微的层位错动，以褶皱形式出现（图5m，5n）.二叠系内的走滑作用相对较弱，线状构造主要以地层扰动为主，部分位置可产生30 m左右的断距（图5d，5e，5n，5o）.

“Y”字形构造在F_I9走滑断裂带内也较为常见，在马尾段、斜列段和叠覆段均有发育（图5i，5j）.“Y”字形与反“Y”字形构造在剖面上表现为倾向相反的主干断层和分支断层组成的地堑结构，断层下部断距较为明显，向上延伸断距减小，或仅造成地层褶皱变形.在主干断层和分支断层的共同作用下，地层下沉，产生的断距大多分布在10~30 m，分支断层错断层位较少，仅在寒武系-奥陶系中发育.

花状构造作为走滑断裂最典型的识别标志，在F_I9走滑断裂带的马尾段内发育.该类构造的主干断裂在基底表现为高陡直立，向上因应力释放而逐渐发散，形成“花状”.F_I9走滑断裂带内的花状构造顶部地层呈下凹形态，整体表现为负花状构造，反映了研究区处于张扭性的构造环境.断层在灯影组底部断距明显，在寒武系-奥陶系内仅造成地层褶皱变形（图5b）.

2.3　断层三维构造模型

通过前述F_I9走滑断裂带的几何学特征，断层走向自西向东发生多次偏转.断裂带各段在平面上表现为断裂的差异组合，在剖面上也表现为不同的构造样式.本文基于对过F_I9走滑断裂带各地震剖面的精细解释，在三维空间中对各断层进行组合，建立了F_I9走滑断裂带各断层的三维构造模型（图8）.

从模型上可以看出（为展示F_I9断裂带北侧的分支断裂，在北侧观察断层模型），F_I9走滑断裂带从西向东共由7条主干断层组成，不同断层片的延伸特征、倾向方向、主干断层之间的连接方式以及与分支断层的交切关系等均存在差异（图8）.最西侧的F_I9-1断层，属于F_I9走滑断裂带的马尾段，走向为NW45°，局部出现小幅转折，延伸长度为4 km.该段断层均表现为北东倾，断层核部切穿基底，由核部向两侧断层规模变小.F_I9-1与其南侧的F_I9-2之间没有明显的连接关系，F_I9-2断层规模较小，走向为NW10°，断层长度为2 km，倾向以北北东倾为主，局部近乎直立，北侧发育与其平行，但倾向相反的分支断层.F_I9-3断层为马尾段断层，走向为NW20°，断层规模较大，延伸长度为8 km.该段可以明显看到沿走向方向断层倾向发生变化，从东向西，断层倾向由南西倾，逐渐变为直立，最后向北东倾，表现出“丝带效应”.该断层核部与F_I9-2断层呈交切接触，与F_I9-4断层之间表现为明显的硬连接关系.F_I9-4断层为F_I9走滑断裂带中规模最大的断层片，该段走向较为稳定，整体为近东西向，延伸长度达到15 km.该段断层为北北东倾向，北侧发育一系列延伸较短、与其倾向相反的次级破裂.断层切穿震旦系，进入基底，向东断层规模逐渐变小，与东侧的F_I9-5断层呈交切接触.F_I9-5断层位于F_I9走滑断裂带的叠覆段，断层走向为NW30°，向东逐渐过渡为近东西向.该段断层与F_I9-4相似，整体为北东倾，其北侧分支断层为南西倾，两条断层之间表现为非对称地堑结构（图3、图5l）.F_I9-5断层仅核部切穿至基底，两侧向下的延伸深度有所减小.向东逐渐过渡为倾向相反的F_I9-6的弱变形段，该段断层走向为NE5°，整体为南倾，仅在古生界发育，剖面上造成的断距较小，在东部仅使得地层发生褶皱变形.F_I9-7断层发育在F_I9走滑断裂带最东段，走向为NW30°，延伸长度为6 km，与其他断层不同，该断层片整体均为西南倾，断层切穿古生界.

7条主干断裂在断层片形成的初始阶段，仅在各自的核部发育，随后经历生长演化，由断层核向周围生长扩展，并逐渐连接，组成F_I9走滑断裂带.

3 F_I9走滑断裂带的形成演化

基于上述的平面、剖面构造解析，F_I9走滑断裂带在不同地层中的构造变形特征可以总结如下：（1）多数断层终止于P/AnP不整合面，部分则突破该不整合面，向上传播；（2）垂向上，断层在灯影组、寒武系、奥陶系以及二叠系内产生的断距也存在明显差异，上述现象揭示了F_I9走滑断裂带具有多期活动特征.因此，在对F_I9走滑断裂带断距统计的基础上，进一步对典型剖面进行构造回剥分析，以恢复F_I9走滑断裂带的形成演化期次，建立断层生长过程的模型.

3.1　剖面演化过程

垂向断距分析可以定量反映断层的活动强度（卢异等，2010；周铂文等，2022）.沿F_I9走滑断裂带的走向对各层断距（断层上下盘中各地层断点之间的垂向距离）进行统计，可以看出断距在走向上呈现分段性，其分布对应F_I9走滑断裂带的7个断层片（图8）.其中灯影组与寒武系的断距差异较小，断距分布在20~100 m；二叠系整体断距较小，分布在20~30 m.同一断层片灯影组底、寒武系底的断距明显大于其二叠系底断距，这种垂向上断距急剧减小的现象揭示了由震旦系-下古生界中延伸至二叠系内的断层是多期活动所造成的，每期断层的活动强度不同，二叠纪之前断层的活动要明显强于二叠纪后断层的活动强度（马德波等，2018）.

构造样式及断距分析结果表明F_I9走滑断裂带由多条断裂组合而成，具有明显的分段差异特征，本文于马尾段、线性段以及叠覆段分别选取典型剖面进行构造回剥反演分析，揭示F_I9走滑断裂带的形成演化过程.

本文选取了过马尾段的剖面a（图5a，图4）进行构造回剥反演分析，该剖面接近川中古隆起核部，缺失奥陶系-石炭系，震旦系-寒武系被断层明显错断，断距由下向上逐渐减小，断层终止于二叠系/下古生界不整合面.二叠系及上覆地层较为平缓，没有明显变形.通过其深度域剖面进行构造回剥反演，逐层进行去褶皱、去断距以及层拉平（图10）.三叠系及以上地层没有断层发育且变形较弱，整体向北略微倾伏（图10a），对三叠系底界面进行去褶皱，消除三叠系及以上地层的变形后，新元古界-中生界向北倾伏的现象消失，但整体构造形态没有发生明显变化（图10b），说明三叠系沉积以来，周缘的构造事件对该段断层的影响较小，断层没有发生活化.依次对上二叠统和二叠系的底界面进行去褶皱处理，二叠系下伏地层形态和断层断距基本没有变化，表明该段断层形成于二叠纪沉积前，在二叠纪沉积期断层并无明显活动（图10c，10d）.断层两盘寒武系厚度有明显差异，北侧大于南侧，推测在寒武纪沉积期可能受断层影响导致两盘沉积差异或寒武纪沉积后，断层导致两盘的剥蚀差异.进一步将寒武系底界面去断距和层拉平，震旦系断距明显减小，但仍存在部分断距（图10e），揭示了该段断层在震旦纪沉积期已开始活动，且导致现今断层北侧的震旦系厚于南侧.综上所述，过马尾段的典型剖面a的演化过程为：震旦纪沉积期四川盆地处于弱伸展的构造环境下，受基底断裂影响，震旦系内产生初始破裂，此时断层具有明显的伸展变形特征，断层下降盘的灯影组沉积厚度大于上升盘，随后经历了灯影期末的桐湾运动，灯影组顶部遭受剥蚀，断层在灯影组底界面产生32 m断距；断层在二叠纪沉积前再次活动，并经历了加里东运动的风化剥蚀，断层两盘残余的寒武系出现明显的厚度差，灯影组底界面断距增大至98 m；二叠纪沉积期后，该段断层不再发生活动，地层仅产生微弱褶皱变形.

剖面f过F_I9走滑断裂带的线性段（图5f，图4），震旦系-奥陶系被该段断层错断，断距较小（不超过20 m），断层终止于二叠系/下古生界不整合面.断层南侧地层较为平坦，断层北侧地层表现为凹陷形态，由下向上褶皱幅度逐渐减弱.二叠系内发育两条相向倾斜的正断层，仅造成二叠系错断，断层没有突破三叠系底部.三叠系及上覆地层较为平缓，没有明显变形.首先对三叠系底界面进行去褶皱，消除三叠纪以来的变形影响，结果显示二叠系及下伏地层略微北倾的现象消失（图11a，11b）；随后对上二叠统的底界面进行去断距，拉平后将剖面回剥至上二叠统沉积前，此时下伏地层出现局部的褶皱变形（图11c），结合二叠系底界面的去褶皱结果分析，震旦系-下古生界构造形态恢复至三叠纪沉积前，且断距无明显变化（图11d），因此二叠系内发育的断层在二叠纪晚期（晚海西期）形成，仅造成二叠系发生相应的错断变形，并未对前二叠系产生影响.二叠系沉积前，该段断层已将震旦系-奥陶系错断，表明断层在奥陶系沉积后发生活动.对下奥陶统湄潭组底界面进行去断距和层拉平，断层两侧寒武系存在明显厚度差异，此时震旦系-寒武系断距进一步减小（图11e）.寒武系沉积前的剖面结构表明，该段断层已无明显断距，但北侧灯影组厚度同样大于南侧（图11f）.综上所述，剖面f的构造演化过程为：在震旦纪-寒武纪沉积期，控制下伏新元古代裂谷的基底断裂在该段产生薄弱带，导致断层两侧出现同沉积构造变形，并在寒武纪末期出现较小断距.二叠纪沉积前，断层再次发生活动，造成奥陶系错断.二叠纪晚期，断层在二叠系内发生扩展，并未与下古生界断层贯通.三叠纪以来，断层没有发生明显活动.

剖面l过F_I9走滑断裂带的叠覆段（图5l，图4），该段断层错断震旦系-奥陶系，震旦系和寒武系底界面断距较大（120 m），下奥陶统湄潭组底界面断距较小（65 m），北侧发育次级断层，在震旦系和寒武系底界面有明显断距（小于20 m），两条断层均终止于二叠系/下古生界不整合面.二叠系及上覆地层具有较小幅度的褶皱变形.因此在回剥反演过程中，首先依次消除三叠纪、晚二叠世和二叠纪以来该剖面的变形，结果显示二叠系下伏地层形态基本没有变化（图12a~12d），而奥陶系内的断距指示断层在奥陶纪之后发生活动.奥陶系沉积前，该段主断层断距较小，且断层北侧寒武系明显厚于南侧（图12e）.寒武系沉积前，断层两侧灯影组厚度基本相同，断距消失（图12f）.因此剖面l的回剥反演结果揭示了该段断层在震旦纪并未发育，或仅在灯影组内发育薄弱带，随后在寒武纪沉积期经历了弱拉张变形，并发育同沉积构造，导致断层两盘寒武系沉积厚度差异.奥陶系沉积后至二叠系沉积前，断层再次发生活动，断层扩展至奥陶系，经历了加里东运动的剥蚀作用，断层两盘残余不同厚度的奥陶系.进入二叠纪以来，该段处于构造活动的平静期，没有明显构造变形发生.

剖面p过F_I9走滑断裂带东部的线性段（图5p，图4），该段断层南倾，切穿震旦系-奥陶系，并终止于二叠系/下古生界不整合面.回剥至三叠系沉积前，现今状态下地层整体略微北倾的现象消失（图13a，13b）.依次对上二叠统和二叠系底界面去褶皱，二叠系下伏地层构造形态没有明显变化（图13c，13d）.二叠系沉积前，断层两侧残余的奥陶系具有明显的厚度差异.将下奥陶统湄潭组底界面去断距后拉平，灯影组底界面断距消失，寒武系底界面存在断距，但断层两侧寒武系厚度相同（图13e）.回剥至寒武系沉积前，断层两侧灯影组厚度无明显差异（图13f）.因此该段在震旦纪-奥陶纪沉积期，尚无断层发育，奥陶系沉积后（晚加里东期-早海西期），断层切穿震旦系-奥陶系，推测因断层核部位于寒武系内，导致震旦系和奥陶系断距一致，寒武系断距较大.二叠系以来，该段无明显构造活动发生.

基于以上各段典型剖面的回剥反演结果可知，F_I9走滑断裂带的断层共经历3期构造叠加活动：晚震旦世-早加里东期的雏形发育阶段、晚加里东期-早海西期的生长定型阶段以及晚二叠世的部分复活阶段.震旦纪基底先存断裂在灯影组内扩展成破裂带（F_I9-1）或仅形成薄弱带（F_I9-4、F_I9-5），在早加里东期持续活动，此时断层以伸展性质为主，因此造成断层两盘震旦系-奥陶系的厚度差异.“走滑和伸展”的复合变形在二叠系沉积前（晚加里东期-早海西期）发生，主干断层和分支断层在该阶段定型，此时各断层片组合成了F_I9走滑断裂带.随后在晚二叠世，马尾段与线性段部分断层发生复活，再次叠加“伸展和走滑”变形，但规模小于上一期.此后断层的活动进入相对平静期，不再发生明显的扩展和生长.

3.2　断层生长过程

通过典型剖面的构造回剥反演揭示了F_I9走滑断裂带经历的多期构造叠加变形历史.而断距的分析表明，加里东期-早海西期断层的生长和扩展对震旦系-奥陶系造成的断距存在差异，如F_I9-1、F_I9-2和F_I9-3断层片的灯影组底断距明显大于寒武系底断距；而F_I9-4、F_I9-5和F_I9-7断层片则表现为相反的情况（图9）.这种现象指示了F_I9走滑断裂带中存在不同的断层生长模式.

在震旦系沉积之前，基底发育先存断裂（图14a①），F_I9-1、F_I9-2和F_I9-3断层在灯影组沉积时期出现破裂，此时断层规模较小，仅造成地层产生微小断距（图14a②）.进入寒武纪，断层持续向上生长，但此时活动强度较低，断距仍然较小（图14a③）.在奥陶系沉积后，断层于加里东晚期进入其强烈活动期，在震旦系-下古生界内产生较大断距（图14a④）.断层在该模式下生长，其核部位于先存断裂的位置，使得震旦系-奥陶系中的断距保持一致，或灯影组内的断距比寒武系-奥陶系内的断距略大.与此生长模式不同，F_I9-4、F_I9-5和F_I9-7该类断层其断层核部位于寒武系-奥陶系中，震旦纪灯影组沉积期先存断裂在这些段活动强度较弱，没有扩展至灯影组内（图14b①，14b②）.该断层在加里东期开始由核部向上、下扩展（图14b③），随后在晚加里东期的强烈活动期，断层定型，并与下伏基底断裂连接.该模式下，断层在寒武系-奥陶系的断距要大于灯影组内的断距（图14b④）.

4 结论

F_I9走滑断裂带为高磨地区规模最大的一级走滑断裂带之一，其走向与控制高石梯-磨溪新元古代裂谷的基底断裂走向基本一致，在基底先存断裂的基础上继承性发育.本文基于川中地区最新三维地震及深钻井资料，详细刻画高石梯-磨溪地区F_I9走滑断裂带的构造几何学特征，建立其断层三维构造模型.通过构造回剥反演恢复其形成演化过程.具体结论如下.

（1）F_I9走滑断裂带整体为近东西走向，延伸长度60 km，表现为右行张扭性走滑断层.断裂带在平面上发育马尾构造、线性构造、斜列构造、叠覆构造，具有明显的分段特征；剖面上发育高陡线性构造、“Y”字形构造、花状等典型走滑构造样式.断裂带由7条主干断层组成，各断层片的发育规模、倾向以及连接方式等存在差异.

（2）F_I9走滑断裂带在基底先存断裂的基础上，经历了3期构造叠加活动：晚震旦世-早加里东期的雏形发育阶段、晚加里东期-早海西期的强烈活动阶段以及晚二叠世的局部复活阶段.

（3）断层在元古界-下古生界中具有不同的生长模式：①断层由基底逐渐向上生长，上下地层断距一致或逐渐减小；②断层核部位于下古生界中，断层在活动期逐渐向上、下扩展，在下古生界中断距最大.

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基金资助

三大克拉通位置的恢复复原与相互关系及裂解-聚合过程、构造热体制项目(U19B6003-01-01)