褶皱包络面的研究与运用

在多级组合的褶皱群(系)中,如何研究褶皱形态及其组合规律,以及由此所控制的地层产状和矿层联结,是大比例尺地质测量和变质层状矿床评价中的一个复杂课题。然而通过对褶皱包络面(Fold fatehspiege)的研究,为解决上述问题提供了一个重要途径。     

汶川─理县志留系茂县群无根钩状褶皱构造初步解析

钩状褶皱又称无根钩状褶皱，是区域变质岩中广泛发育的特有构造形态之一，与面状构造置换密切相关。对它的研究，有助于恢复大型褶皱形态和变质岩原岩产状。本文初步探讨了四川汶川─理县志留系茂县群中广泛发育的无根钩状褶皱的形态、产状、成因和与大型褶皱构造的关系。     

米仓山区盖层褶皱构造变形分析

通过１∶５万区域地质调查和构造研究，首次提出米仓山区构造模式是在印支期到喜马拉雅期秦岭造山、四川成盆的山－盆耦合作用动力学和区内岩石力学性质差异分层结构的地质背景下，经历主波长－接触应变褶皱之后，通过断展褶皱作用以先成褶皱包络面和盖层底部角度不整合面为褶皱变形面形成的一个巨型不协调背斜构造。充实并运用主波长理论公式估算了褶皱作用期间的有关参数。建立了区域构造两类四型五阶段演化模式。     

喀麦隆洛比铁矿地质构造特征及找矿方向

喀麦隆洛比铁矿床位于喀麦隆克里比地区强烈变质的太古宙变质岩系之中,区域上位于一向斜两背斜褶皱构造的东侧背斜的西翼。通过野外地质调查、探矿工程及室内资料整理,查明洛比铁矿主矿带长约15 km,宽约400 m,矿体厚度约60 m。主矿体呈一复向斜构造,轴面向西倾斜,脊线北北东向。本文重点对矿区地质构造特征进行了解析,研究表明洛比铁矿控矿构造为多期构造作用叠加形成的复向斜构造,核部为磁铁石英岩,两翼为角闪岩、片麻岩,磁铁石英岩内部也发生了强烈的早期褶皱变形,形成面状构造、线状构造。按照复向斜核部控矿,圈定了最有利的成矿位置,为喀麦隆洛比铁矿床下一步找矿奠定了基础。     

米仓山变质带火地垭群中片内无根褶皱与面理置换

片内无根褶皱是变质岩系中分布广泛的一种小型构造,它的存在是面理置换的重要判据之一(特纳等,1963),对于认识区域性面理的成因,恢复区域构造具有重要意义。本文对四川北部南江上两地区火地垭群中片内无根褶皱进行了研究。     

褶皱构造的曲率分析及其裂缝估算--以江汉盆地王场褶皱为例

曲面曲率的几何意义可以反映曲面一点邻近区域的具体形态和变形特征,因而可以用来研究褶皱层面的变形特征、构造样式及其可展性.褶皱面裂缝发育主要为一组张裂系,张裂隙走向与最大主曲率的方向垂直.褶皱构造的主曲率在一定程度上可以反映与褶皱有关的张裂隙的发育情况.对于圆柱状褶皱可以估算与褶皱有关的裂缝孔隙度和渗透率.以王场褶皱构造面为例,通过计算二次趋势面的特征值和特征向量得到褶皱构造面主曲率的大小和方向,确定该褶皱为圆柱状褶皱,并对与之相关的裂缝孔隙度和渗透率进行了估算.     

“面向”——构造研究中有意义的概念

长期以来,地质学上使用的面向(face)概念多用于地层,指岩层原生的上部表面。后来这个概念被引入到构造研完,成为用来描述一个构造的方位和受这个构造影响的岩层变新方向之间相互关系的术语。构造面向可分为褶皱面向和断层面向。它们已经成为确定地层相对层序或构造研究中的一个有用的术语。褶皱面向指沿褶皱轴面垂直于褶皱轴并指向较新岩层的方向。野外观察到的褶皱可以分为面向上、面向下两大部分,还有一种即非面向上,也非面向下的特殊类型褶皱,称为面向中和褶皱(如轴面水平褶皱)。根据一个世代的褶皱构造都将面向一个相同方向的原则,可以同它来研完褶皱几何形态和区分不同期次的重褶皱。断层面向指断层面内垂直于层理迹线且指出较新岩层的方向。断层面向在构造研究中的用途很多,它可以提供构造成因的一些证据,还可以判断复杂构造中褶皱作用和断裂作用的顺序等问题。     

麻花状S型褶皱及其模拟实验——以铜官山背斜为例

麻花状S型褶皱系作者之一从S状构造型式中划分出的一种亚类;对于这类构造式的变形特征过去研究甚少。通过对铜官山S状背斜观测揭示了这种构造型式的变形特点,并据此进行了模拟实验。从而提出了在地质构造中存在类似多层薄壁管扭转变形的地质体的变形;文中还指出旋卷构造应分为平板旋卷与圆柱扭转两种类型。     

逆冲地体中褶皱发育过程的几何分析

断层弯曲褶皱作用、断层增生作用和拆离(或滑脱)褶皱作用,是在逆冲地体中褶皱一冲断层相互作用的三种不同的类型。用简单的膝状枢纽模式可以确定每一种褶皱所固有的几何关系。在这类模式中,除褶皱前翼可以无限制的变厚或变薄外,其他部分地层厚度保持不变,这类模式只表达各个褶皱,以及计算出的褶皱几何特征满足平衡构造。褶皱一冲断层相互作用的每一种模式,都具有一组特殊的几何关系。最终褶皱的几何特征,足以鉴别许多断层弯曲褶皱。对于断层增生褶皱和拆离褶皱情况不是这样。后两种褶皱形式具有十分相似的几何学关系。为了区分它们,通常需要一些有关下伏冲断层或滑脱带性质的认识。褶皱的几何特征,往往通过上部断坡枢纽的位移和平行断层的剪切作用,来预测所发生的变化。剪切作用产生一种较紧闭褶皱,而通过断坡枢纽的位移产生一种较开阔的褶皱。这种几何分析方法的良好效果是把它应用到加拿大科迪勒拉山脉的一对拆离褶皱的分析,而得到了验证.这种几何分析也被用来判断地下构造的横断面。在Turner谷油田中,这种分析说明如何解释才能使横断面平衡.这种分析揭示了一些被人们忽视的假说和暴露了一些构造解释上的特殊矛盾。     

论中国南部的大地构造

显生宙期间,中国南部的构造属性曾几经转化。加里东旋回,那里有扬子准地台、华南加里东褶皱带、印支—南海准地台3个单元,其中华南加里东褶皱系并不是一个碰撞造山带,而是一个向滇越呈剪刀状张开的拗拉槽型冒地槽褶皱系;印支旋回,华南处于特提斯构造域的范畴,但那里并不存在深海洋盆;晚三叠世以来,特别是燕山造山阶段,华南属亚洲东部滨太平洋大陆边缘活化带的一部分。中国南部大陆内部并不存在阿尔卑斯式造山带。     

山西五台地区系舟山逆冲推覆构造地质特征

系舟山逆冲推覆构造带位于中生代燕山造山带的西南端,分布于系舟山掀斜向斜的北西翼,形成于晚侏罗世晚期,空间上由一系列近平行排列的逆冲断裂组成,剖面上表现为侧幕展布的犁式逆冲断裂所构成的前陡、后缓的单冲式叠瓦状构造.主体由北西向南东方向逆冲,逆冲扩展方式为前展式,运移距离大于5.8 km.推覆构造中应力状态在横、纵向上呈现有规律的变化,根带以挤压为主的高角度逆冲断裂及复杂多级褶皱为主;中带以单剪为主,形成叠瓦状构造;锋带挤压作用增强,发育反冲断层和不对称褶皱.随着挤压应力的松弛减弱,山前形成规模较大的正断层.     

“西康式”褶皱及其变形机制——一种新的造山带褶皱类型

在松潘—甘孜造山带的三叠系西康群复理石岩系中,普遍发育着一种特殊的同劈理直立褶皱,作者称为“西康式”褶皱。这类褶皱的特点是:其褶皱枢纽倾状角是变化的;具有圆滑—同心褶皱、尖楞褶皱及过渡型褶皱等多种复合褶皱形式;由不同类型劈理构成复杂的折射劈理图形;在流劈理面上发育有垂直的拉伸线理。根据微构造分析和有限应变测量表明,这类褶皱是由压扁、纯剪切、纯剪切+简单剪切等三种变形机制的产物。其动力学基础是在三个板块和近于垂直的南北及东西方向挤压应力作用下,形成的叠加褶皱,推测形成深度为10～15km“西康式”褶皱的构造特征、形成机制及壮观程度上,完全可与世界著名的“侏罗山”型、“彭尼内”型造山带褶皱相比美,它是造山带中一种新的褶皱类型。     

天津蓟县高于庄组微亮晶(MT)碳酸盐岩的沉积环境及成因初探

MT(微亮晶)碳酸盐岩是具有复杂肠状褶皱构造的特殊碳酸盐岩,自从Bauerman将发育在加拿大-美国边界Montana西部的Belt超群中具有类似大象臼齿构造的碳酸盐岩,命名为臼齿碳酸盐岩(Molar-Tooth carbonates)以来已有130多年.     

津巴布韦绿岩带中构造型铁矿成矿特征

津巴布韦铁矿层分布普遍,是组成太古界津巴布韦克拉通绿岩带地层常见岩性单元,其岩石特征类似于"硫化物相"含铁建造层,实际上是一种伴有硅化和硫化物矿化的剪切带.过去这种构造成因的铁矿层被认为是一种原始沉积岩层,但从野外露头上可明显辨别出呈交织状分布的片理化带、褶皱变形带、石香肠构造和糜棱岩带;区域上铁矿层与层理或片理相交切,岩层呈交织状分布,同一岩层单元会重复出现.在花岗岩底辟上升作用导致岩石发生变形之前,一系列逆推断层使得原始火山沉积岩单元层产生水平伸展、叠瓦状构造推覆以及岩层重复出现.因此绿岩带地层中这种包含有构造型铁矿层的"馅饼状"岩层模式,愈来愈成为地质工作者研究的焦点.     

变形对变质作用压力—温度径迹的影响

以褶皱和逆冲断层为主构造区的压力-温度(P－T)径迹可能是复杂的,在一个变质带内可能变化很大.P—T径迹的复杂变化,是由于褶皱作用和逆冲作用造成的热水平对流、变形期间及变形后发生的热传导,以及褶皱和逆冲断层内相对短时间的热驰豫所造成的.在褶皱区,可以观察到背斜与邻近向斜具有不同的P－T径迹,背斜内是冷却径迹,而向科内是加热径迹,这些不同P—T径迹是由于变形期间发生等温线的褶皱作用,变形后又发生等温线验豫所造成的.在多期变形褶皱区,非共轴褶皱作用造成变形带短距离(＜15km)内复杂的P－T径迹,这是因为在每个褶皱作用事件中,重复发生等温线的褶皱作用以及驰豫过程.在逆冲断层为主的构造区,大型逆冲席体的P一T径迹之间存在差异,因为在变形期间从较热的逆掩席体向较冷的下盘发生热传递.逆冲作用期间的热传递引起上盘冷却,下盘加热.在发育多重逆冲席体的地区,P－T径迹可能是复杂的,它将取决于逆冲席体间的热传递速率与逆冲断层发育的相对同步性.本文讨论的褶皱和逆冲断层地区所观察到的P一T径迹,记录了10~5~10~6年的相对短时间间隔.由于小尺度的热扰动会引起矿物平衡,在一个变质带的短距离内,P－T径迹可能变化很大.因此,将P－T径迹用于恢复构造历史之前,必须进行构造及岩石学的双重研究.     

枕、球—枕构造：地层中的古地震记录

枕状构造(pillow)与球—枕构造(ballandpillow)、负载构造(load))是地层中的软沉积物变形构造,它们在形态、产状、变形机制等方面是不同的。枕状构造是砂层中一组呈“凹”形弯曲的变形沉积体,它的原始层平行于枕状体的底面,顶面则是一个平直的截切面。枕状构造是由于层状砂层强烈液化向上覆软沉积砂层流动、穿刺,使之弯曲褶皱,在原地固定位置形成,因此枕状构造在一个层内是沿岩层走向呈现一系列相间隔的向形和很窄的背形。形成球—枕构造与负载构造的软沉积层包括细砂单元与上覆粗砂单元。他们的变形机制与砂层的液化作用有关。下伏细粒砂单元具强的液化变形而上覆粗砂单元为弱变形层。上覆粗砂单元（比重大）在下伏细砂单元（比重小）之上形成一个不稳定重力驱动系统,地震发生时的剪切力使重的粗砂（弱液化）陷落下沉至下伏细粒单元（强液化）中成负载构造和球—枕构造。球—枕体位于细砂层的不同位置,表明他们是下沉穿越细砂层单元为异地沉积体。形成枕、球—枕及负载体的软沉积物液化变形机制不同,但液化作用的触发机制是强地震。这些液化变形构造在实验室砂层的振动液化模拟实验中也已得到证实。地层中的枕状构造及球—枕、负载构造代表一次Ms>5的古地震灾变事件。古地震往往是沿着某些古地震断裂分布,是古地震断裂活动的表现。本文将举例讨论我国古老地层中的某些枕状构造、球—枕与负载构造,并简述当时发震的构造背景。     

鄂东黄石地区三叠纪岩层中发育的重力滑动构造——重力不稳定性在控制构造变形和地质灾害过程中的作用

位于湖北省东部黄石地区制图尺度的近东西向黄荆山向斜和桐梓堡背斜是在印支期造山作用时形成的,主要由古生代及三叠纪沉积岩层序列组成。其中的下、中三叠统包括页岩、泥灰岩、石灰岩、白云质灰岩和白云岩等层状岩系。从构造地质学的观点出发,由下而上可划分为3个力学分层单位或组合,相互间存在有不同的黏度比或相对强度。在大型褶皱翼部,发育一系列中小型褶皱(其振幅从几米至上百米),如屋顶和墙壁状构造、膝状褶皱、平卧褶皱、翻转及叠褶构造等,覆于层理面及低缓角度正断层面之上。详细的三维空间构造解析指出,这些复杂的中小型构造产状和组合样式,与通常的寄生牵引褶皱和大的褶皱关系是相反的,即上层的相对运动或流动指向向斜的槽部,显示重力导致的滑动构造特征。这种滑动构造只是一类继发性的独立构造现象,可以解释为是在重力不稳定性影响下,部分沉积岩层沿着先存的倾斜层理面或拆离剪切带向下坡有限滑动的结果。所发育的特征性构造取决于涉及的岩层及力学分层单位的能干性或相对强度。在大型褶皱翼部岩层向下滑动的尺度、速度及可行性,与层理面的倾斜度及拆离带的厚度、黏度等因素相关。类似的重力滑动构造在中上扬子地区的沉积岩层中常可观察到,同时,地表的滑坡、岩崩及山体垮塌...     

大别-苏鲁超高压和高压变质带构造演化

大别—苏鲁是世界上超高压 (UHP) ( >2 .7GPa)和高压 (HP)变质岩石出露最为广泛的地区。通过区域研究 ,尤其是在选择的 30多个关键位置上不同尺度构造记录的深入观察 ,结合已有的可利用的变质、热事件及同位素年代学资料分析 ,揭示出它们曾遭受过一个复杂的从深俯冲到折返构造演化历程 ,识别出 5个主要的构造变质事件 :( 1)由块状榴辉岩中发育的微弱面理和线理所代表的第 1期变形变质事件 (D1) ;( 2 )面状榴辉岩中发育的含拉伸线理的透入性主面理、中小型鞘状褶皱及网络状韧性剪切带 ,代表第 2期构造变质事件 (D2 ) ;( 3)第 3期变形事件主体发生于麻粒岩 /角闪岩相后成合晶形成之后 ,主要构造记录是区域性陡倾斜面理及不均一置换的成分层、榴辉岩透镜体及布丁群、面理内褶皱、网状韧性剪切带系统以及减压部分熔融作用形成的混合岩和含榴花岗质岩石组构 ;( 4)区域性的碰撞期后地壳韧性薄化及剪张作用 (D4)形成缓倾斜角闪岩相主面理及线理、穹状及弧形构造和多层韧性拆离带 ,它们主导了现今观察到的大别—苏鲁超高压和高压变质带的区域构造几何图像 ;( 5 )第 5期构造热事件 (D5)表现为不均一断块抬升、红色沉积盆地发育及大规模的岩体和岩脉就位 ,代表造山晚期的构造揭顶及坍陷作用 ,该期构造控制着造山带     

复杂变质带褶皱形态判定新方法——变斑晶包裹物迹线应用研究

经历了复杂多期变形的片岩和片麻岩地区,褶皱形态及形成时代的判定是变质岩构造地质过程研究的难点之一。变斑晶内包裹物迹线记录了区域变质变形作用历史过程,可为通过野外露头观测难以确定的复杂褶皱形态判定提供新的研究途径。本文以美国科罗拉多州阿肯色河Texas Creek地区为例,尝试运用垂直于5期面理弯切轴的定向薄片中叠加面理(变斑晶包裹物迹线)由水平到竖直和由竖直到水平的几何形状变化,确定研究区内一个存在争议的复杂褶皱形态为背形,并推断该褶皱形成于区域内第1期变斑晶生长过程(约为1 500 Ma)中。     

塔里木盆地北缘库车前陆褶皱──冲断构造分析

库车前陆褶皱－冲断带是以断坪－断坡式的台阶状逆断层作为滑动机制的盖层薄皮推覆构造，它们在剖面上形成一个向南变薄尖灭的推覆构造楔，底部沿脱面在北侧深南侧浅，推覆变形也是自北向南传递。依据其构造形态和变形特点可分为五个构造亚带：（1）南天山前缘楔状构造带；（2）库姆格列木－依奇克里克断层扩展褶皱构造带：（3）吐格尔明－吉迪克断层弯曲褶皱构造带：（4）秋里塔格断层扩展褶皱与断层弯曲褶皱叠加构造带；（5）库车－亚肯生长断层弯曲褶皱构造带。