纵弯叠加褶皱地区应力场研究-以川东北地区为例

川东北地区主体构造为北西向大巴山弧形构造带和北东-北东东向川东弧形褶皱带,发育早期北东向纵弯褶皱和晚期北西向纵弯褶皱,两者构成明显的纵-纵复合叠加,形成典型的限制褶皱、横跨褶皱、斜跨褶皱和移褶等。早、晚两期褶皱和共轭“X”节理均反映出早期应力场为北西-南东向水平挤压,晚期应力场为北东-南西向挤压。     

纵弯褶皱叠加机制和类型的研究现状

叠加褶皱的研究是以叠加机制和叠加类型为基础的。从变质岩构造研究中形成的叠加褶皱理论是以剪切褶皱为基础,而沉积岩的纵弯褶皱叠加机制和类型均与之不同。国外有学者分别指出再褶皱时的斜纵弯褶皱机制和早期褶皱枢纽的迁移机制以及四种基本叠加类型。我国有人论述了早期褶皱的枢纽、拐线的迁移是正纵弯再褶皱的一种机制,依此提出了正纵弯叠加褶皱的三种基本类型。本文对这些成果的主要认识和依据予以介绍。     

广义纵弯褶皱叠加机制、类型及其应用

早期褶皱的迁移机制和迁移型叠加类型的发现扩大了对广义纵弯褶皱叠加机制和类型的认识。广义叠加机制有多种,其中包括迁移和位移,褶皱变缓和展平,岩层变陡和变缓等。广义叠加类型中除基本类型外还有限制型、展平残留型、叠加挠曲、共轴重褶等。本文将用几个地质实例予以说明。此外还将讨论叠加褶皱层应变和小构造的多成因和应用问题,其中包括斜纵弯应变和褶皱变缓展平引起的应变和小构造。     

论中国煤矿中的叠加褶皱

中国煤矿中的叠加褶皱发育普遍。形态复杂。类型繁多。根据不同期农构造应力或是一次应力的递进变形作用以及构造叠加的特征和强度,将中国煤矿中发育的叠加褶皱划分为增强型、寄生型、包容型。交接型、镶边型、跨越型、弯褶型和重褶型等8类。其中增强型又分紧闭增强和倒转增强;交接型又分为丁字形组合、新月形组合。菱形组合和分叉形组合;跨越型再分为横跨褶皱与斜跨褶皱。这些褶皱的特征是处于地表浅层次、规模较小、叠加改造的强度相对较弱,并常与断裂构造伴生。在煤矿中进行叠加褶皱的研究,对分析区域构造形变史。查明和预测煤层赋存规律。研究煤的耗散流变以及预防谋与瓦斯突出都具有重要作用。     

黔西南地区叠加褶皱及其对金矿成矿的意义

黔西南地区燕山-喜山运动期间发生过4期褶皱，它们通过跨褶、移褶、限褶、重褶、弯转、加强等方式叠加，在区内形成穹-盆构造，蛇形褶皱、环状褶皱等复杂的露头干涉型式。叠加褶故对金矿田具有重要的控制作用，多数矿田不仅受叠加褶皱形成的穹隆控制，而又大致按15—20km的等间距排列。本区叠加褶皱的深入研究，对基础地质、成矿规律研究及成矿预测等均具重要意义。     

大巴山西北缘叠加褶皱研究

大巴山晚侏罗纪叠加褶皱可能是世界上区域规模或填图规模最典型的褶皱叠加构造之一,具有完美的干涉图像。作者在两期褶皱近乎正交的大巴山西北缘开展1/万填图和构造分析,重点研究露头尺度上的横跨褶皱的几何学、运动学特征。厘定了晚三叠世和晚侏罗世两期构造运动及其两期褶皱变形,确定地壳浅层发育的纵弯褶皱机制,在三维几何形态研究基础上,特别是根据同褶皱层间滑动线理的几何学和运动学及其相互配置关系,基于叠加褶皱力学作用方式和变形干涉图像将区内叠加褶皱划分为3类10种基本样式。研究表明晚侏罗世近南北-北北西向褶皱（F2）近垂直地跨过晚三叠世近东西-北东向褶皱（F1）,是大巴山地区最主要的定型构造,构成大巴山晚侏罗纪弧形前陆褶皱山系主体;而北西向褶皱（F3）与近南北-北北西向褶皱（F2）在其中-西部以小的角度相交,总体具非共轴的旋转应变特征,并主要表现为并置或重褶作用。     

叠加褶皱研究进展综述

叠加褶皱作为地壳构造变形中一种常见的地质现象, 对于确定多期变形和构造运动期次, 探讨构造演化历史以及内外生矿床的空间分布、形成与变形特征均有重要研究意义。在回顾叠加褶皱研究历史与近年来取得的主要进展基础上, 系统地总结了叠加褶皱几何学与运动学特征, 指出叠加褶皱主要有纵弯褶皱作用、横弯褶皱作用及剪切褶皱作用3种成因机制。在此基础上, 选取典型的叠加褶皱, 剖析了其构造样式及形成机制, 并探讨了叠加褶皱研究的难点与可行研究方法。      

金沙江溪洛渡地区叠加褶皱及工程地质意义

金沙江溪洛渡地区古—中生代沉积地层中发育复杂的褶皱构造，它们是喜马拉雅运动期间经3期褶皱叠加而成，其叠加方式主要有跨褶、移褶、限褶、重褶等。大比例尺填图及构造解析表明，区内第3期褶皱——箐口复式背斜形成地下分水岭，构成了金沙江溪洛渡水电站库首至下游可能渗漏路径上的挡水墙，岩溶管道式渗漏不会发生。区内第3期褶皱的首次厘定及研究，对溪洛渡巨型水电站库首渗漏研究具有极为重要的意义。     

内蒙古大梁道班地区叠加褶皱构造分析

内蒙古大梁道班地区位于二连-贺根山缝合带和西拉木伦断裂带之间,区内广泛发育大面积浅变质岩和火山岩。该地区横跨叠加褶皱较为典型,通过1:5万区域地质调查和研究横跨叠加褶皱的几何学、运动学特征,并对其形态、组合关系以及产状要素等进行半定量分析,大量统计与不同期次褶皱相配置的线理和面理数据,利用赤平投影,厘定出本区的三期叠加褶皱变形,同时建立本区的构造变形序列。认为第一期褶皱以区域规模的大型紧闭平卧褶皱为特征;第二期褶皱是在第一期褶皱的基础上发生的横跨叠加褶皱;第三期褶皱是以第二期褶皱轴面劈理和面理在走向上的蛇形弯曲为标志形成的宽缓直立褶皱。     

纵弯叠加褶皱地区岩石有限应变特征：以川东北地区典型叠加褶皱为例

纵弯叠加褶皱地区岩石有限应变特征是所受历次变形的综合结果.远离叠加区应变型式的伸长方向与褶皱轴向一致而缩短方向与褶皱轴垂直,叠加区应变型式不规则,且应变椭球伸长量和缩短量之差值较小.     

朝鲜平南盆地叠加褶皱构造特征

对于朝鲜平南盆地沉积盖层内发育的倒转褶皱,过去一般认为是直立褶皱的次级从属褶皱。通过对平南盆地内倒转褶皱发育区详细的地质调查,结合煤炭开发过程中获得的地质及钻探资料,提出平南盆地内叠加褶皱的主要识别标志为：地质平面图上呈现不同类型的两组褶皱脊线的交叉;倒转褶皱的轴面被直立褶皱改造弯曲;直立褶皱的两翼发育的倒转褶皱表现为两组牵引褶皱。查明了平南盆地存在3个阶段的褶皱构造：第一阶段为东西向的倒转褶皱,形成于印支期;第二阶段褶皱为东西向的直立褶皱,形成于早燕山期;第三阶段褶皱为北北东向的直立褶皱,形成于晚燕山期。     

南盘江盆地赖子山穹隆构造样式及沙箱模拟研究

贵州南盘江盆地发育一系列不同样式的穹隆状构造,其控制着低温矿床的分布,位于黔西南控制烂泥沟超大型金矿床的赖子山穹隆是其典型代表。在统计赖子山穹隆地层产状的基础上,通过π圆图解确定出轴迹分别为NW和NE向的稳定变形亚区,并依据亚区构造横剖面和几何投影解析得到亚区褶皱位态类型均为直立水平背斜。通过统计分析区内劈理并依据劈理与亚区褶皱轴面的平行关系筛选出轴面劈理,基于轴面劈理的切割关系、卷入变形的地层及前人获得的相关构造岩浆岩年代推断出组成赖子山穹隆亚区褶皱的发育时序,即NWSE向背斜发育于燕山早期,NNESSW向背斜发育于燕山晚期。基于地质构造分析,结合该地区地层岩石能干性强弱、地层缩短量和变形边界条件建立两个沙箱模型进行4组实验,通过改变软弱层材料、变形同时性模拟构造复合叠加和构造联合叠加的变形过程及样式,讨论影响叠加变形的因素。根据模拟结果,我们认为赖子山穹隆是NW向和NNE向纵弯直立水平褶皱经移褶性复合叠加形成的穹隆状构造,两期褶皱分别对应燕山早期雪峰山隆起对南盘江盆地的侧向挤压作用和燕山晚期黔西南由NW向SE的大型逆冲推覆作用;岩层能干性差异和构造变形的强弱是影响叠加褶皱构造样式和叠加类型的关键因素,当岩层能干性差异较大时,相对软弱的岩层起到分层变形作用,使得软弱层上下强硬层构造样式不同;后期变形较弱时,形成限制性、移褶性叠加褶皱,后期变形较强时,形成斜跨、横跨式叠加褶皱,分阶段变形形成复合叠加构造,同时变形或变形速度差较小时,形成弧形的联合叠加构造。     

直交纵弯褶皱叠加地区早期裂隙产状恢复

用正演的方法研究了直交纵弯褶皱叠加地区早期裂隙产状变化规律，并用两次褶皱后地层产状作一次复平所得早期裂隙产状与原始产状进行对比，查明了地层一次复平引起的早期裂隙产状变化误差影响因素，并提出了校正的方法。     

贵州境内扬子准地台燕山期叠加褶皱特征

贵州扬子准地台燕山期形成的褶皱主要由东西向、南北向、北西向、北东向和北北东向的褶皱先后叠加而成。不同地区,各方向褶皱表象明显程度不同,各方向褶皱主体形成的先后顺序依次为东西向,北西向、南北向和北北东向、北东向。叠加褶皱存在跨褶和推褶两大类。跨褶中横跨、斜跨和重褶三种形式都有。推褶中也有斜推和横推两种形式。     

造山过程重力塌陷与褶皱作用——面理弯切轴与褶皱轴面数据对比研究

提要：美国东部阿巴拉契亚造山带北端缅因州Rangeley地区志留—泥盆纪中温低压片岩测得的面理弯切轴与褶皱轴面数据有很好的对应关系。西部科迪勒拉造山带落基山脉南端科罗拉多州阿肯色河地区Texas Creek 以东高温低压前寒武纪堇青石片岩中测得的褶皱轴面方向和片理走向数据与该地区堇青石、斜长石变斑晶内测得的5期面理弯切轴也表现出很好的一致性。而在Rangeley北东200 km的佛蒙特州Chester Dome地区奥陶—泥盆纪中温中压片麻岩中测得的类似褶皱轴面数据却只反映了该地区5期面理弯切轴中较晚的北北西-南南东走向和北北东-南南西走向的两期面理弯切轴,未测得与其余3期面理弯切轴对应的褶皱轴面数据。通过对变质峰期温度相近、压力不同的两个造山带内3个典型变质岩区面理弯切轴、褶皱轴面方向和片理走向数据的对比分析认为,造山作用发生的地壳深度差异是早期褶皱经历多期造山运动后能否保存下来的主要影响因素。重力形成的去褶皱作用使得早期形成的规模较小褶皱经历复杂造山过程后难以保存。区域内早期形成的规模较大褶皱和造山过程晚期形成的褶皱由于受到重力塌陷作用影响较小,所以能够较好保存下来。     

东大别罗田地区纵弯式褶皱及其地质意义

野外调查研究发现,东大别罗田片麻岩区广泛发育了轴面倾向SE的纵弯式褶皱,这些褶皱近平行于片麻理。整个罗田地区的片麻理显示它在区域上是一个SE-NW方向上的倒转背斜。三维有限应变分析发现,罗田片麻岩区在核部、翼部的不同位置既有挤压、也有拉伸变形,显示为纵弯式褶皱的成因机制。石英C轴组构显示,罗田片麻岩区主要遭受SE-NW方向上的挤压作用,并在中等温度的中上地壳环境下形成了纵弯褶皱。由片麻理显示的轴面SE倾向的褶皱形成于罗田穹隆形成之后,表明自罗田穹隆开始形成后,罗田地区乃至整个东大别又发生了一次较深层次的挤压作用。这次挤压作用促进了穹隆在早白垩世中晚期的快速隆升。     

西秦岭泥盆纪西汉水群、三叠纪隆务河群叠加褶皱的存在证据及地质意义

在西秦岭泥盆纪、三叠纪地层中普遍存在着叠加褶皱,由于覆盖和两期褶皱的近共轴特征,使得这种叠加褶皱的识别和填绘长期未能得到合理解决。多期面理的识别和空间关系、小褶皱枢纽和轴面产状统计,为叠加褶皱的存在提供了依据。地质体平面形态的透镜化和走向弯曲,是两期叠加褶皱干涉图象的平面特征。有效解析叠加褶皱,合理建立构造模型,不仅对区域构造发展的历史具有重大意义,在指导地质填图工作的进行方面也具有不可替代的作用。甘肃西秦岭地区大面积分布的泥盆纪西汉水群和三叠纪隆务河群,以浅变质和砂板岩夹灰岩的沉积建造为特点,地质填图中厚度巨大的假象是叠加褶皱构造叠置所成,是构造复合的结果。多期面理关系的研究和小褶皱枢纽产状的统计分析,认为有两期近共轴、小角度的褶皱叠加。     

东昆仑造山带前陆盆地的叠加褶皱及其变形机制

在东昆仑造山带的三叠纪洪水川群复理石岩系中,发育着两组斜歪－倒转褶皱：一组轴迹方向为北西向,与造山带主体构造线近一致;另一组为新发现的北东向,与造山带主体构造线近垂直,形成叠加褶皱．每一组褶皱均是压扁、纯剪切、纯剪切＋简单剪切三种变形机制的产物．北西向褶皱轴面的南西倒和北东向褶皱轴面的北西倒,与国内外典型的前陆盆地中的褶皱形态不尽相同,反映了动力基础是板块碰撞之后的近于垂直的北东及北西方向挤压应力相继作用下形成的叠加褶皱．北东向褶皱的发现,揭示了造山带中构造应力场的转换．     

鄂西弧形构造变形特征及成因机制

对川东-湘鄂西断褶带内鄂西地区的弧形构造,从构造剖面特征、叠加褶皱样式和断裂性质入手进行几何学和运动学分析。结果发现鄂西弧形构造具有多期变形特征:早期普遍为北东东向的直线型褶皱,随着弧形带扩展,在东、西两翼分别发育右行和左行的逆冲-走滑断裂,同时分别形成北北东向和北西西向的弧形褶皱。晚期弧形带中部发育北北东向构造并叠加改造了早期北东东和北西西向褶皱,同时在黄陵背斜以西还发育交切早期构造的北北西向仙女山右行走滑断裂。根据弧形带扩展的几何学-运动学分类原则,并结合前人的古地磁研究结果,推测鄂西弧形构造应属于构造弯曲形成的弯曲弧。区域滑脱层和黄陵隆起阻挡可能是控制弧形样式的主要原因。区域滑脱层控制了拆离滑脱褶皱的构造样式; 黄陵基底隆起的阻挡作用使弧形带东翼进一步弯曲变形,并导致了构造应力场方向发生改变,造成了晚期北北东向与早期北东东向构造的叠加。由此恢复的鄂西弧形构造变形过程对于揭示川东-湘鄂西断褶带构造演化具有重要的指示意义。     

石碌群的“W”型的叠加褶皱及大型组构解析

海南岛昌江县石碌是我国著名的富铁(钴、铜)矿区。我们对矿区以大比例尺的专门构造地质填图为基础,从石碌群中筛选出普遍发育的四种构造要素,两类褶皱样式群;结合大量剖面、化探及钻孔资料等的综合分析研究。认为石碌群的基本构造格架,主要是由两期褶皱变形叠加组成的“W”型叠加褶皱。本文重点论述石碌群的基本格架及大型组构解析。一、石碌群的“W”型叠加褶皱“W”型叠加褶皱是指:当先存褶皱为轴面陡倾的紧闭线性褶皱,受到后期与其轴向