龙门山前陆褶皱冲断带构造解析与川西前陆盆地的发育

通过详细的野外地质调查和精细的地震剖面构造解析。揭示了龙门山前陆褶皱冲断带的基本构造特征。对比分析了龙门山北段与南段构造变形几何学和运动学的差异。提出龙门山北段主要表现为一系列复杂的逆冲推覆构造,晚三叠纪变形强于新生代;龙门山南段则以基底卷入的叠瓦状冲断为特点,晚白垩纪-早第三纪变形尤为突出。与前陆褶皱冲断带相对应的是,川西晚三叠纪时期的周缘前陆盆地主要表现在整个龙门山褶皱冲断带的前渊地区;而晚白垩纪-早第三纪再生前陆盆地却局限在川西盆地的南部,并且印-藏碰撞的持续挤压作用使得晚新生代构造变形不断向东扩展进入川西盆地南部。     

龙门山南段盐井-五龙断裂磁组构特征及其对几何学、运动学的制约

盐井?五龙断裂是龙门山中央断裂北川?映秀断裂的南延部分,也是龙门山南段的三大控制性主干断裂之一。为了详细认识盐井?五龙断裂的构造几何学、运动学特征,在野外构造研究的基础上,运用磁组构方法对盐井?五龙断裂105块构造岩定向样品进行深入研究。野外构造解析表明断裂至少发生了韧性挤压剪切、脆?韧性逆冲和脆性挤压碎裂三期构造变形。磁组构研究显示构造岩磁组构样品的平均磁化率k_m值具有强磁化率和弱磁化率两种特征。磁组构形状参数T、磁面理F值、磁线理L值和T-P_J图解显示磁化率椭球体主要为压扁型,磁面理较磁线理发育,局部发育较强磁线理,进一步表明盐井?五龙断裂以挤压、剪切为主,伴有拉伸变形的整体特征,样品的P_J整体较大,显示出构造强变形磁组构特征。最小磁化率主轴K_min方位表明盐井?五龙断裂北段和南段分别受到了NW-SE向和NEE-SWW向的挤压作用;K_min方位和倾伏角表明北段晚一期的脆韧性变形主体为自NW向SE的较高角度的挤压逆冲剪切变形,局部伴有极小量的左行走滑特征。断裂南段早期韧性变形整体以自SWW向NEE的挤压逆冲剪切变形为主,上盘(西盘)远离主干断裂表现为左行走滑兼逆冲的运动学特征,下盘变形主要以逆冲剪切变形为主,走滑分量极小,并且自西向东韧性剪切变形具有相对强弱相间的特征。     

龙门山冲断带北段前锋带新生代构造变形

龙门山北段前锋构造的地震剖面解释和前缘盆地内沉积地层的磁组构研究表明前锋构造中发育两期构造挤压作用,即整体强烈的晚三叠世变形和由北向南逐渐减弱的弱新生代构造变形。受这两期构造挤压作用的控制,龙门山北段前锋构造中发育上、下两套构造层,地表构造为晚三叠世时期形成,而深部隐伏构造则形成于新生代。北部的矿山梁和天井山构造几何学上表现为一个双重构造,浅层是一个晚三叠世形成的断层转折褶皱;深层是新生代形成的多个逆冲岩片叠置所构成的隐伏堆垛背斜;南部的青林口和中坝构造主体表现为叠瓦状逆冲,前锋构造是断层转折褶皱和断层传播褶皱。新生代构造冲断位移量以及造成早期构造抬升由北向南逐渐减小,反映新生代变形强度由北向南的减弱。磁组构研究表明新生代变形从龙门山冲断带边缘到盆地内部,磁组构从铅笔状磁组构到初始变形磁组构并逐渐过渡到沉积磁组构。由南向北磁组构由初始变形磁组构转变为铅笔状磁组构,说明应变越来越强,从而进一步证明了龙门山前锋新生代构造的弱变形作用和变形强度的北强南弱分布特征。     

川西地区龙门山前陆地层磁组构与应力研究

四川盆地紧邻龙门山冲断带,研究盆地西部新生代变形,对进一步认识和理解青藏高原隆升具有一定的科学意义。磁化率各向异性对地层应力状态变化非常灵敏。在雅安地区飞仙关镇附近选取9个采点进行岩石磁组构分析,探讨四川盆地西部岩石的构造变形特征。磁组构分析显示出样品具有沉积磁组构和初始变形磁组构特征。磁线理为NE-SW向,与区域褶皱轴方向一致,表明龙门山控制了四川盆地西部的构造变形,并且研究显示该变形发生在新生代。     

西藏南部聂拉木地区前寒武纪岩石磁组构及其构造意义

通过对西藏南部聂拉木地区前寒武纪岩石磁组构进行研究表明:该区岩石磁化率百分率的各向异性H值较高,均大于10%,这说明岩石曾经历了较强烈的韧性变形。根据岩石最小磁化率从主轴K3方向推断的岩石变形期,最大的主压应力方位主要有SN向、NE-SW向、NW-SE向。岩石磁组构费林(Flinn)图解表明,大部分岩石磁组构具有磁面理发育、磁线理不发育,岩石磁化率量值椭球体呈压扁状的特点。部分岩石磁组构还具有磁线理发育、磁面理不发育,岩石磁化率量值椭球体呈拉长形的特点。因此,该区域构造应变型式具有压缩应变和拉伸应变二种型式。岩石磁组构研究还表明,该区具有SN向挤压、NW-SE向挤压、NW-SE向伸展滑脱三期构造应力。这说明高喜马拉雅结晶基底岩石曾经历了SN向逆冲推覆构造作用,NW-SE向逆冲推覆构造作用和NW-SE向伸展滑脱构造作用过程。构造应力场的转变及其构造作用,为印度板块与欧亚板块之间,自白垩纪末~始新世晚期发生的弧~陆、陆~陆碰撞,和始新世晚期以来,强烈的陆内汇聚造山与青藏高原剧烈隆升,及区域伸展滑脱构造作用过程的响应。     

河南西南部典型白垩纪剖面的岩石磁组构特征及其构造意义

对河南西南部西峡盆地阳城-丹水上白垩统岩石磁学、磁组构的研究表明,该陆相沉积地层磁性矿物以及特征剩磁载体以赤铁矿为主,并含少量磁铁矿,且磁铁矿与赤铁矿相对含量比例随剖面由老到新显示出逐渐增加的趋势。岩石磁组构主要受顺磁性矿物以及反铁磁性矿物的控制。全剖面磁化率椭球结果显示在原生沉积组构基础上叠加了最早期阶段的弱变形组构;同时,全剖面以及各岩石地层单元磁化率椭球体主轴方向的变化揭示了两个不同方向及大小的构造挤压作用导致磁化率最大轴从NNW-SSE向转至NW-SE向,后又到NNW-SSE向的变化模式,一方面是由于华南、华北板块NE-SW向的构造挤压导致;另一方面是由两板块构造挤压而引起的桐柏-大别造山带上地壳物质相对下地壳发生东向构造逃逸和挤出过程中与东部块体物质间发生的挤压作用引起,这两种不同的挤压应力作用在盆地发展的不同阶段各占主要地位。     

龙门山南段邛西断层转折褶皱磁组构及其有限应变

龙门山南段位于四川盆地以西,其新生代构造变形特征对于认识青藏高原东缘的变形机制具有一定的指示意义。磁组构是一种灵敏的应变指示计,在变形微弱的沉积岩地区尤为适用。在龙门山南段邛西断层转折褶皱不同构造部位选取48个采样点开展磁组构研究,分析断层转折褶皱的有限应变特征及区域构造变形机制。实验结果表明,邛西地区上白垩统中主要载磁矿物为高矫顽力的赤铁矿,背斜整体应变较弱,且存在3种类型的磁组构,以沉积磁组构和初始变形磁组构为主,铅笔状磁组构少见,主要存在于靠近褶皱中段的前翼部位,说明断层转折褶皱前翼较后翼和核部应变强,且中段地层应变较其他部位更为强烈。此外,各采样点磁线理的优势方位为近南北向(N10°E),表明邛西断层转折褶皱的形成与龙门山南段晚新生代近东西向的地壳水平缩短有关,暗示龙门山南段的最大主压应力方向在晚新生代存在转变的可能。     

龙门山南段邛西断层转折褶皱磁组构及其有限应变

龙门山南段位于四川盆地以西,其新生代构造变形特征对于认识青藏高原东缘的变形机制具有一定的指示意义。磁组构是一种灵敏的应变指示计,在变形微弱的沉积岩地区尤为适用。在龙门山南段邛西断层转折褶皱不同构造部位选取48个采样点开展磁组构研究,分析断层转折褶皱的有限应变特征及区域构造变形机制。实验结果表明,邛西地区上白垩统中主要载磁矿物为高矫顽力的赤铁矿,背斜整体应变较弱,且存在3种类型的磁组构,以沉积磁组构和初始变形磁组构为主,铅笔状磁组构少见,主要存在于靠近褶皱中段的前翼部位,说明断层转折褶皱前翼较后翼和核部应变强,且中段地层应变较其他部位更为强烈。此外,各采样点磁线理的优势方位为近南北向（N10°E）,表明邛西断层转折褶皱的形成与龙门山南段晚新生代近东西向的地壳水平缩短有关,暗示龙门山南段的最大主压应力方向在晚新生代存在转变的可能。     

龙门山飞仙关断层传播褶皱磁组构特征及构造意义

沿龙门山南段冲断前锋带飞仙关断层传播褶铍剖面钻取了270个磁组构定向岩芯样品,对其进行了磁性矿物与磁组构分析。通过等温剩磁和三轴热退磁实验确定了样品中的主要载磁矿物为赤铁矿。磁组构测试结果显示27个采样点的磁组构为中间组构与构造组构两种类型。通过对各点磁组构特征及各项磁组构参数进行详细分析,再结合断层传播褶皱运动学模型,得出断层传播褶皱形成过程中岩石应变及磁组构演化：断层扩展前的平行层缩短作用把原始的沉积组构改造成为中问组构;在断层扩展过程中,两翼地层的旋转抬升产生的简单剪切作用对地层磁化率各向异性产生影响,使得校正的磁化率各向异性度Pj值局部升高,以及在剪切变形强烈的区域形成构造磁组构。     

川西北磁组构演化及其揭示的应变特征

对龙门山褶皱冲断带北段前锋带至四川盆地边缘的川西北地区进行了磁组构研究.在江油和广元之间,沿着垂直于龙门山构造走向的4条采样路线,在18个采样点钻取了173个定向样品,样品采自侏罗纪和白垩纪砂岩及粉砂质泥岩.综合分析表明川西北磁组构反映的是新生代的变形,并在研究区域内总结出了3类磁组构:沉积磁组构、初始变形磁组构和铅笔状磁组构.除沉积磁组构之外的所有采样点样品的K1优势方向都是NE-SW向,说明研究区域的最大主压应力方向为NW-SE向,主要来源于龙门山褶皱冲断带.在垂直于龙门山褶皱冲断带构造走向上,从四川盆地到龙门山前锋,磁组构由沉积磁组构逐渐变为初始变形磁组构,直至铅笔状磁组构,说明盆地内部应变十分微弱,靠近造山带应变逐渐增强,且侏罗纪、白垩纪以来研究区的构造变形主要集中在造山带边缘或者还未传递到盆地内部.     

柴达木盆地西部新生界磁组构特征及其构造意义

柴达木盆地西部狮子沟一带新生代沉积岩磁组构分析结果显示, 岩石磁组构具有磁面理发育、磁线理不发育、磁化率量值椭球呈压扁状的特点; 磁化率各向异性度P值不大, 反映总体构造变形相对较弱。岩石磁组构反映的应力状态总体为以NE向挤压为主, 与轴向NW的背斜构造发育相一致。该区岩石磁组构大多具有原始沉积磁组构特征, 磁面理产状大体上反映沉积岩层的层理, 同时也记录了受NE向挤压作用的痕迹。根据岩石磁组构与地层层理之间的关系分析, 柴西地区两翼不对称的狮子沟背斜具有断展褶皱性质, 其形成与下部的花土沟逆冲断层向南西方向的仰冲有关。      

西昆仑山前晚新生代沉积岩磁组构及构造意义

西昆仑山前晚新生代沉积岩磁组构特征表明，沉积岩原生磁组构受后期构造活动改变。磁组构测试结果表明晚新生代沉积岩生较明显变形，岩石磁化率椭球体指示磁面理较发育，反映岩石受压扁型变形为主。磁化率椭球体最小轴方向为NW，指示该区最大主压应力为NW，与区域构造分析结果相一致。     

皖南地区汤口断裂带磁组构特征及地质意义

断裂带的区域构造应力特征是研究其活动性的重要依据。在应变指示较少的地区,磁组构是研究区域构造应力的有效手段。在安徽1∶5万后山幅区域地质调查的基础上,对汤口断裂带进行系统的岩石磁组构特征研究。结果表明:该断裂带沉积地层的磁性矿物以磁铁矿为主,岩石磁化率椭球体以"扁球形"为主,显示其在原生沉积组构的基础上叠加了弱变形组构。磁化率椭球体的最大轴Kmax沿NEE-SWW向、最小轴Kmin沿NNWSEE向,反映汤口断裂带晚期受NNW-SEE向的挤压应力,兼较弱的NEE-SWW向拉张应力作用,说明喜山期汤口断裂带为近EW向正断拉张,兼具左行平移,时限为中新世—早更新世。     

青藏高原东缘鲜水河断裂带磁组构特征及构造意义

为了探究鲜水河断裂带的几何学、运动学特征,在野外构造、显微构造分析基础上,研究了鲜水河断裂带296块构造岩定向样品的磁组构特征和热磁特征,结果显示样品的平均磁化率km值总体较小,属微弱磁性到弱磁性;热磁实验及其显微构造表明顺磁性的页硅酸盐(如黑云母)等矿物对糜棱岩类样品磁化率贡献较大;磁化率各向异性度PJ总体较大,表明鲜水河断裂带构造变形强烈;磁化率椭球体形状参数T总体大于0,扁率E总体在1附近分布,说明鲜水河断裂带磁化率椭球体以扁圆形为主,整体上磁面理较磁线理发育,进一步显示出鲜水河断裂带构造变形样式以剪切、压扁为主,伴有拉伸的构造变形,同时也反映出鲜水河断裂带多次变形的综合特征;最小磁化率主轴Kmin方位表明鲜水河断裂带北段和南段分别受近EW向和NE-SW向主压应力控制;同时Kmin方位及其倾伏角特征显示鲜水河断裂带总体以左行走滑剪切为主,北段两侧块体在鲜水河断裂带两次不同的构造活动时期,各自有一定的相对抬升,但抬升幅度均不大;南段则是SW块体相对NE块体抬升,抬升幅度较大;整个断裂带特征显示出鲜水河断裂带在向南发展逐渐转化为挤压构造,这可能与青藏高原物质的向东逃逸受阻以及鲜水河断裂带与龙门山断裂带在此交接的地质背景不无关系.     

龙门山前陆褶皱冲断带的平衡剖面分析

对龙门山前陆褶皱冲断带形成的正反转构造过程有过许多分析 ,但明显缺乏直接的证据和定量的分析。本文在地层资料分析的基础上 ,借助平衡剖面分析验证龙门山形成的正反转构造过程 :志留纪至中三叠世受多条倾向北西的同沉积断裂控制 ;晚三叠世以来遭受北西—南东向挤压、抬升和剥蚀 ,形成逆冲推覆构造。在晚三叠世和新生代的两期板块碰撞的影响下 ,龙门山产生了两期褶皱冲断作用 ,但在南、北两段表现出显著不同的变形过程。龙门山北段表现为复杂的逆冲推覆构造 ,能明确划分出两期构造变形 ,晚三叠世的变形强烈 ,缩短率达 31.7% ;而新生代的变形较弱 ,缩短率仅为 10 .5 %。南段则表现出基底卷入的叠瓦状冲断的特点 ,主要体现新生代的构造变形 ,晚三叠世的构造变形基本上被改造 ,南段整体缩短率达 2 6 .2 %。     

南秦岭金池院与张家坝岩体磁组构特征和构造意义

秦岭造山带勉略(勉县—略阳）缝合带北侧的金池院和张家坝岩体的磁组构特征显示,其平均磁化率Km低于1000μSI,校正磁化率各向异性度PJ小于11,为流动磁组构特征。磁化率椭球体形态参数T反映两岩体总体分别以挤压和拉伸应变为主,而又明显观察到两岩体边部近平行于岩体边界、内部相对混乱的磁面理分布特征。这些磁组构特征反映了岩体形成时勉略缝合带闭合的NNE—SSW向挤压作用仍然存在,但相对主造山期已较弱,其磁组构主要形成于岩体侵位时的侧向挤压作用。本文认为,金池院与张家坝岩体形成于印支期勉略缝合带闭合之后的后碰撞环境,是后造山过程由挤压向伸展体制转化时期的产物。     

塔西南新生代前陆盆地东段盆山结构与冲断带变形特征

塔西南新生代前陆盆地受西昆仑山造山带南北向挤压和帕米尔弧形构造带向北突进的影响,导致盆山结构与盆地冲断带构造变形在平行造山带方向表现出明显差异。本文通过地震资料解释,系统研究了塔西南新生代前陆盆地东段盆山结构与冲断带的构造变形特征,认为塔西南新生代前陆盆地东段盆山结构表现为西昆仑造山带向北大规模冲断,盆地区挠曲沉降,前陆地区发育宽的褶皱冲断带,冲断带前锋已扩展至捷得背斜一线,褶皱冲断带与前渊坳陷存在大范围重叠。盆地东段的褶皱冲断带在纵向上可以分为基底卷入变形带、滑脱变形带。山前第一排变形带受多期构造叠加影响,产生横向变形的分异:西段柯东段早期为构造楔形体变形形成的背斜构造,后期被甫沙–克里阳右行走滑断裂改造,剖面呈现复杂的变形特征;东段克里阳段构造变形以早期的逆冲推覆为主。结合生长地层与磁性地层分析,冲断带的变形总体表现出前展式的构造变形特征,上新世阿图什组沉积期开始形成柯东构造带;随后变形向北传播,在上新世早中期形成柯克亚构造带;至早中更新世晚期,构造变形扩展至固满–合什塔格构造带。     

龙门山南段推覆构造与前陆盆地演化

龙门山南段推覆构造带可划分为四个亚带,陇龙褶皱推覆构造带,宝头冲断推覆构造带,中林－双薄皮推覆构造带,前陆褶皱构造带,依据龙门山南段推覆构造样式,变形特征及前陆盆地的沉积特征,论述了在龙门山南段推覆构造和前陆盆地的同步演化历史。     

构造叠加弱应变沉积岩地区的磁组构研究——以川西北盆地为例

磁组构是一种灵敏的应变指示计。单一方向应力作用下,在平行层缩短的初始阶段,磁线理与地层走向是一致的。然而,在构造叠加背景下弱变形的沉积岩地区,另一个（多个）不同方向的应力使得已经产生定向排列的磁性矿物发生旋转,表现为磁线理和与地层走向斜交。川西北盆地在新生代是一个典型的构造叠加区域,来自龙门山和米仓山的变形在此相互作用。本文在川西北盆地分3条剖面在18个采样点中采集了172个样品进行了磁组构研究。研究区内观察到3种弱变形的磁组构类型：沉积磁组构、初始变形磁组构和铅笔状磁组构。由于应变的叠加,由盆地内部向造山带前缘没有出现应变由弱到强的变化趋势,同时磁线理的方向也不一致。由盆地向造山带,来自米仓山的变形逐渐增强,磁线理从与地层走向一致转变成与地层走向斜交。     

拉萨地块保吉地区晚侏罗世——早白垩世地层磁组构特征

拉萨和羌塘地块拼合形成了青藏高原的核心,但迄今对两者的具体拼合时间仍存在激烈的争论。为进一步寻找约束两者碰撞时限的地质证据,对拉萨地块晚侏罗世—早白垩世地层的磁组构特征进行研究。结果显示:晚侏罗世地层磁组构特征显示其遭遇过较强的构造应力,吐卡日组地层磁化率主轴k_1方位与地层面斜交,但经地层校正后,k_1方位与区域褶皱方向一致,表明应力方位为北北东—南南西向;萨波直不勒组地层k_1方位在地层校正前平行于层面,指示了垂直于主压应力的方向,推断晚侏罗世地层磁组构记录了同一期应力,应力方向均为北北东—南南西向。早白垩世多尼组地层磁组构显示其后期遭受的构造应力场强度弱,且与晚侏罗世应力并非同一期。因此,通过对比晚侏罗世与早白垩世地层的磁组构特征,认为保吉地区晚侏罗世地层磁组构记录了北北东—南南西向较强的构造应力,推断该期应力来源于拉萨-羌塘地块的碰撞拼合事件,而多尼组地层并未受该期应力场的影响,仅记录了区域褶皱隆起时的应力场。