正断层是地球表层伸展背景下最显著的构造现象之一，在控制裂谷形成、断陷盆地演化、油气运移等方面起着重要作用。近几十年来学术界对正断层的生长模型、断层的平面/剖面几何学结构以及正断层的扩展方式等一直存有争议。铲式正断层作为正断层的一种常见类型，剖面表现为上陡下缓的形态。由于地震分辨率问题，断层的精细几何结构在地震反射图像上难以得到很好的反映，以往模型中通常将铲式正断层看作一个简单的连续面，但实际却具有更复杂的结构，可形成厚度达上百米的断层带。
狼山山前断层带位于阿拉善地块东北缘（图1），是河套断陷西缘的大型控盆正断层。该断层是一条活动正断层，近年来在断层带下盘基岩裂缝中发现潜山型油气藏，成为油气勘探的重要突破地区之一。同时，油气开发也会影响断层稳定性，尤其是对活动断层而言影响更大，因此对断层带结构进行详细研究十分重要。中国地质科学院地质研究所构造地质研究室张进研究组在1:50000构造试点填图基础上，对狼山山前正断层带开展研究，取得成果如下：
1. 狼山山前正断层带在平面上和剖面上具有分段特征。正断层通过多条断层连接，沿走向方向形成阶区构造(relay structures)，在倾向方向上形成伸展双重构造(extensional duplexes)。
2. 正断层围岩内北东走向基底构造和北西-南东方向伸展控制正断层带演化。基岩的先存面理和脆性断层在正断层演化中起到主控作用，影响正断层的发育位置、产状、阶区形态以及伸展双重构造的发育（图2）。
3. 铲式断层和平板断层是正断层的两个端元，本文建立起两种断层之间的联系，即铲式断层可以由多条平板断层连接而成。平板断层受基底先存构造控制，相邻平板断层之间通过伸展双重构造连接，山前正断层带中发育不同尺度的伸展双重构造，具有自相似性特征（图2，3）。这种断层连接方式既解释了断层面跃迁现象(图4)，也揭示出断层活动的应变局部化行为。
图1 狼山山前正断层带分布位置图
图2 狼山山前正断层发育不同尺度的伸展双重构造
图3 狼山山前断层带内双重构造符合幂律关系，具有自相似性特征
图4 狼山山前正断层伸展双重构造成因演化模式图
以上研究为铲式正断层的成因机制提供了一种新的解释，对在非均质介质下正断层物理模型具有启示意义。同时该断层模型中伸展双重构造在盆地内是十分有利的流体运移通道，也为油气勘探提供了新思路。本研究得到国家重点研发计划深地资源勘查开采重点专项项目（编号2017YFC0601301）、国家自然科学基金项目（编号41572190，41972224）、中国地质调查局项目（编号12120115069601，DD20190004）的资助，研究成果发表在《Journal of Structural Geology》上：Zhao, H., Zhang, J., Qu, J., Zhang, B., Yun, L., Niu, P., Hui, J., Zhang, Y. 2020. Formation of listric normal faults by extensional duplexing: A case study from the active Langshan piedmont fault, NW China. Journal of Structural Geology, 140, 104158. 链接：https://doi.org/10.1016/j.jsg.2020.104158
