安徽宿松地区河塌乡构造窗的厘定及成因探讨
2018-04-08邓佳良王翔吴衡汪雅菲
邓佳良,王翔,吴衡,汪雅菲
安徽宿松地区河塌乡构造窗的厘定及成因探讨
邓佳良,王翔,吴衡,汪雅菲
(安徽省地质调查院,合肥 230001)
河塌乡拗陷区域上呈拉长“卵形”,走向北东。拗陷内中二叠统孤峰组与外围志留系-泥盆系岩石呈断层接触关系,其构造属性一直存在较大争议。野外调查发现,拗陷南、北两条边界断层的几何学、运动学特征基本一致,为同一条低角度逆冲断层,走向北东,倾向北西,是研究区内逆冲推覆构造的主滑脱面。滑脱面上盘发育一系列相互平行的线状褶皱和叠瓦状逆冲断裂带,呈北东向展布;滑脱面下盘构造变形特征表现为北东向褶皱构造被北西西向褶皱构造叠加、改造。上、下两盘岩石构造变形特征迥异,形成机理不同,具有自己独立的构造演化历史。此外,在拗陷西南侧周家屋一带还发现有飞来峰构造。据此厘定河塌乡拗陷为推覆型构造窗,拗陷内孤峰组为原地系统,外围志留系-泥盆系为外来推覆岩片,构造演化开始于印支期初,定位于燕山期末,推覆岩片的根带位于河塌乡北侧吴正湾一带,长岭村北是推覆构造的前峰带。
宿松地区;推覆型构造窗;河塌乡拗陷;孤峰组
“构造窗”源于德文“fenster”,与英文“window”同意。推覆体(岩片)或大型逆掩断层的上盘岩席,在侵蚀作用下蚀穿断面,使下盘岩石局部出露地表,这种由上盘岩席环绕、四周以断层线为界的下盘局部露头,即称构造窗[1]-[2],上盘被侵蚀的推覆体(岩片)或岩席为外来系统,下盘局部圈闭露头为原地系统。Lister等在1989年提出变质核杂岩构造的双层结构构造模式后[3],至1996年杜国云等人将这种因正断剥离断层(非逆掩断层)将地壳深部较老岩石拆离至地表出露的现象划归为构造窗,将构造窗分为推覆型构造窗和剥离型构造窗两种基本模式[4]-[5],其中推覆型构造窗在野外较为常见,是逆冲推覆构造的重要表现形式之一,对逆冲推覆构造的研究具有重要意义。本文利用河塌乡拗陷边界断层(F3和F4)为同一条低角度逆冲断层、拗陷内外岩石构造变形特征迥异以及拗陷内发育飞来峰构造等证据厘定河塌乡拗陷为推覆型构造窗,并对推覆构造的演化历史及上覆推覆岩片(外来系统)的根带等问题进行了初步探讨。
1 构造窗问题提出
研究区位于大别山造山带东段南缘,是扬子陆块与大别山造山带的结合部位(图1)。根据区内岩石地层、构造变形、变质变形程度等特征将其划分为3个构造变形带,由北西向南东分别为:大别山造山带、张八岭构造带及前陆褶冲带。以对桥-金岭断裂带(F1)为界,北西为大别山造山带,由宿松岩群变质岩片组成,出露以酸性岩浆岩为主的变质变形侵入体。发育有一系列相互平行的北西(西)向、规模不等的韧性剪切带,剪切带中强应变带和弱应变域相间带状排列,强应变带在空间上有明显的分支复合现象,在不同尺度上呈现出透镜网络状特征,强应变带中“鞘褶皱”、a型线理、糜棱面理、旋转碎斑系、书斜构造、S–C组构等构造普遍发育;以桐(城)-太(湖)-破(凉亭)断裂带(F2)为界,南东为前陆褶冲带,带内大面积出露下扬子地层分区的志留系-二叠系沉积盖层,以发育一系列北东向线性紧密褶皱和逆冲断裂带为特征,褶皱类型以斜歪-倒转褶皱为主,局部可见平卧褶皱、翻卷褶皱,轴面倾向北西。冲断带集中发育在各级褶皱的前缘或斜歪(倒转)褶皱的倒转翼上,平面上相互平行,呈北东向带状分布,剖面上叠瓦状排列,伴随着晚期北西向、北北东向断层切割及伸展滑覆作用的改造,在构造带内形成了较为复杂的构造图案;两条断裂带之间为张八岭构造带,区域上呈向南凸起的弓形,由青白口系西冷岩组岩石组成,为一套以酸性为主的变质变形火山岩系,该构造带是变质基底与沉积盖层的构造滑脱带,构造变形复杂,以发育一系列北东向、北东东向斜歪-倒转褶皱、同斜褶皱、无根钩状褶皱以及透入性劈理化带为特征,带内折劈理、应变滑劈理、间隔状轴面劈理、褶纹线理等构造普遍发育。
图1 研究区构造纲要图
K-白垩系;J-侏罗系;T-三叠系;P-二叠系;C-石炭系;D-泥盆系;S-志留系;Z-∈-震旦系-寒武系;Qb-青白口系;Pt3-宿松岩群;P2-中二叠统孤峰组;1-片麻理/片理;2- S0产状/倒转产状;3-角度/平行不整合;4-实测不明性质断层;5-实测逆断层及编号;6-实测正断层;7-实测左行/右行平移断层;8-逆冲推覆断层(带);9-背斜构造;10-向斜构造;11-倒转背斜构造;12-倒转向斜构造;13-构造窗;14-飞来峰;15-构造解译剖面位置;16-大别山造山带宿松构造带;17-大别山造山带张八岭构造带;18-扬子陆块;19-郯庐断裂;20-头破断裂;21-太湖-方咀韧性剪切带;22-水吼-英山韧性剪切带;
河塌乡拗陷位于安徽省宿松地区河塌乡西南侧芝麻岭-横山一带(图1),地处前陆褶冲带内,呈北东-南西向带状展布,在西南侧芝麻岭附近宽约4~5km,并向南西呈弧形圈闭;向北东宽度逐渐变窄,呈“楔形”圈闭;在空间上呈拉长的“卵形”。拗陷内出露中二叠统孤峰组(P2)硅质岩、硅质页岩,拗陷外出露志留系-二叠系,石炭系缺失。拗陷内岩石地层已无争议,但其构造属性争议较大,不同观点较多,尚未形成统一认识。
21世纪初完成的1∶25万太湖幅区域地质调查成果与上世纪70年代完成的1︰20万太湖幅区域地质调查成果对该拗陷认识保持一致,认为在海西期末,构造应力在石炭系软弱层中释放,以顺层挤压或剪切的方式使石炭系缺失,让泥盆系与二叠系直接断层接触;印支-燕山期,南北陆块碰撞造山,界线断层停止活动,断层面与层理面一起接受晚期褶皱变形,形成以中二叠统孤峰组为核的向斜构造[6-7];在此基础上,也有部分地质工作者认为河塌乡拗陷可能为一断陷盆地。褶皱构造变形后,研究区处于拉张的大地构造背景下,早期形成的向斜构造核部相对两翼下降,石炭系没有缺失,只是断陷至地下深处;在1989年完成的1∶5万张家榜、破凉亭幅区域地质调查项目中,发现坳陷北西侧边界断层为一条由北西向南东挤压的低角度逆冲断层,非正断层,坳陷内发育有一系列轴面倾向北西的斜歪-倒转褶皱,褶皱构造与逆冲断层的构造主应力方位基本一致,因此,认为拗陷内孤峰组为断层夹块的观点应运而生,该断块在剖面上向北西楔形尖灭[8];随着研究程度的不断深入,拗陷南东侧边界断层的性质也渐渐明朗,为倾向南东的缓倾断层,“断层夹块”的观点不攻自破,在断层带中发育有密集的透入性劈理、挤压透镜体、断层泥等,为逆冲断层带特征。因此,部分地质工作者认为拗陷北西和南东两侧的边界断层共同组成“对冲构造”,河塌乡拗陷位于对冲构造的对接带上。上述观点都能很好地解释拗陷内中二叠统孤峰组(P2)的位置问题,但是拗陷内、外岩石构造变形特征迥异、构造应力特征不同等构造问题难以解决,构造解释欠合理。
野外调查研究过程中发现,拗陷内孤峰组与外围地层呈断层接触关系,北西和南东两侧边界断层都为 “外倾”的缓倾断层,北西侧表现为低角度逆冲性质,南东侧表现为逆冲挤压断层带特征。根据断层带的几何学、运动学及动力学特征判断,两条边界断层为同一条低角度逆冲断层;北东和南西两侧边界断层被晚期北西向、北北东向断层切割,破坏严重,难以辨别;拗陷内外构造变形特征有明显差异;除此之外,在拗陷南西侧周家屋一带还发现有飞来峰构造。因此笔者提出疑问:河塌乡拗陷是不是构造窗?如果是,那么厘定构造窗证据是否充分?构造窗类型是什么?构造窗能否解释拗陷内孤峰组的构造属性等问题?
2 构造窗厘定证据
在野外调查研究基础上,结合前人成果资料认为河塌乡拗陷为推覆型构造窗。并提出3点证据:①拗陷的边界断层为同一条低角度逆冲断层;②拗陷内外构造变形特征迥异;③发育飞来峰构造,分别阐述如下:
2.1 边界断层为同一条逆冲断层证据
如果用推覆型构造窗的观点来解释河塌乡拗陷的构造属性问题,那么圈闭拗陷的边界断层就应为同一条低角度逆冲断层,断层面在晚期重力滑覆、风化剥蚀等因素影响下,使断层下盘岩石在地表圈闭出露。但是笔者在野外调查研究过程中发现,拗陷北东和南西两侧边界断层被晚期北西向和北北东向断裂构造叠加、改造,不便于观察(图2)。因此,本文主要对北西侧(F3)和南东侧(F4)两条边界断层进行构造变形特征对比研究。
北西侧边界断层(F3):上盘为志留系-泥盆系,下盘为中二叠统孤峰组(P2)。该断层呈北东-南西向带状展布,以发育有8~10m的断层破碎带为特征,破碎带由一系列相互平行的“铲式”逆冲断层组合而成,剖面上呈叠瓦状排列。带内构造变形十分强烈,发育密集的透入性劈理、挤压构造透镜体、牵引褶皱及各种揉皱等构造。强劈理化带是断层带的主要构造现象,以破劈理为主要劈理类型,劈理域多呈带状、交织网状,宽约20~40cm,出现频率30~50cm/条,劈理域趋势产状340°∠35°,可视为断层面产状,微劈石域是能干性较强的岩屑石英砂岩、石英砂岩等岩石,呈似层状、透镜状;断层带中挤压透镜体发育,长轴趋势产状335°∠43°,空间上呈雁列状排列(图2-a),部分透镜体在挤压剪切作用下发生弯曲变形,呈“N”、“月牙形”等,是牵引褶皱的另一种表现形式,在透镜体边部摩擦镜面发育,镜面上阶步、擦痕线理清晰,擦痕侧伏向40°~45°,侧伏角>75°,显示出断层上盘由北西向南东运动的运动学性质;断层上盘节理折射现象十分明显,可视为小型逆冲断层,断坪、断坡清晰,总体趋势产状为345°∠40°,其断层形态及产状与边界断层(F3)基本一致;上盘牵引褶皱附近轴面劈理发育,呈扇形,局部构造置换较强,透入性面理S1与S0小角度相交,甚至完全置换,根据层劈关系可判断牵引褶皱局部有倒转现象,牵引褶皱构造变形强度由北西向南东逐渐增强,褶皱类型由北西至南东分别为:斜歪褶皱→倒转褶皱→同斜褶皱,褶皱类型多变,但轴面走向较为稳定,呈北东-南西走向,倾角变化较大,由北西向南东轴面倾角渐渐减小。根据断层带中构造变形特征判断,北西侧边界断层(F3)为一条低角度逆冲断层带,主要表现为由北西向南东的运动学特征,带有左行平移性质,但平移距离较小。
南东侧边界断层(F4):上盘为志留系-泥盆系,下盘为中二叠统孤峰组(P2g)。发育有宽约20~50cm的强劈理化带,趋势产状160°∠35°,可视为断层带产状。带内构造变形十分强烈,露头尺度上“域构造”不清晰,仅见有劈理域,岩石呈薄片状,劈理面上丝绢光泽明显,矿物生长线理、擦痕线理清晰,线理侧伏向约250°,侧伏角>70°,擦痕线凹槽特征显示出断层上盘由北西向南东的运动学特征,伴随有右行平移特征;挤压透镜体也是带内重要构造之一,长轴产状与劈理面产状基本一致,透镜体较小,一般介于3~5cm之间,在剖面上呈雁列状排列,透镜体在挤压剪切作用下有明显的弯曲现象,呈“N”型褶皱(图2-b),褶皱形态显示出断层上盘向南东运动;透镜体边部摩擦镜面发育。根据断层带特征判断F4边界断层是一条压性断层,向南东缓倾,但是断层带的运动学特征却是上盘向南东滑动的正断层运动学性质,构造应力特征与断层的运动学特征不匹配。因此将F4断层带构造变形特征、构造应力特征以及运动学特征等与北西侧边界断层(F3)进行综合对比,发现F3和F4的几何学、运动学特征都具有惊人的相似性。判断F3和F4是同一条低角度逆冲断层(图2),该断层为逆冲推覆构造的主滑脱面,表现出由北西向南东推移的运动学特征,伴有左行平移性质,但平移距离较小。
图2 主滑脱面(F3、F4)实测构造剖面及断层带特征图
P2-中二叠统孤峰组;P2-中二叠统栖霞组;C2P1-上石炭-下二叠统船山组;D3-上泥盆统擂鼓台组; D3-上泥盆统观山组;S1-下志留统坟头组;S13-下志留统高家边组三段;F3/F4-北西/南东侧边界断层
图3 外来系统构造应力场解析
据断层面+牵引褶皱综合应力场分析(下半球投影) GPS:30°14′36″N,116°12′15″E;
图4 外来系统构造应力场解析
据断层面+擦痕综合应力场分析(下半球投影;n=4)GPS:30°14′37″N,116°12′41″E;
图5 原地系统褶皱构造应力场解析 (下半球投影)
GPS:30°13′38″N,116°09′17″E GPS:30°13′38″N,116°09′17″E;
图6 原地系统褶皱构造应力场解析(下半球投影)
GPS:30°13′10″N,116°09′40″E; GPS:30°13′10″N,116°09′40″E
2.2拗陷内外构造变形特征迥异证据
拗陷外志留系-泥盆系位于主滑脱面上盘(F3和F4),是逆冲推覆构造的推覆岩片,为准外来系统;拗陷内孤峰组位于主滑脱面下盘,为准原地系统;两者受不同方向、不同期次的构造影响,构造变形特征迥异,具有各自独立的构造演化历史,不属于同一构造体系。坳陷内外构造变形特征分别阐述如下:
准外来系统构造变形特征:
准外来系统中构造变形较为简单,发育一系列相互平行的褶皱构造和叠瓦状逆冲断裂带,为一褶皱冲断推覆岩片。褶皱类型以斜歪-倒转褶皱为主,偶见有平卧、翻卷褶皱,虽然褶皱类型多样,但枢纽产状基本一致,利用赤平投影方法得出枢纽产状240°~250°∠5°~10°;轴面总体倾向北西,但倾角变化大,由北西向南东倾角渐渐变陡,变形强度减弱,褶皱类型由斜歪-倒转褶皱→斜歪紧闭褶皱→宽缓褶皱转变,构造应力由北西向南东衰减,反应出受到北西→南东的挤压特征;在褶皱构造形成过程中,构造应力并没有得到完全释放,继续向南东挤压,在背斜构造的倒转翼或背、向斜构造的转换处发生断裂,形成一系列与褶皱轴迹走向基本一致的逆冲断层,产状与主滑面产状基本一致,上陡下缓,呈“铲状”,在剖面上呈叠瓦状排列;断层上、下两盘岩石都有不同程度的牵引现象,尤其是上盘牵引褶皱极为发育,轴迹走向北东-南西向,轴面向北西陡倾,褶皱类型以斜歪褶皱为主,利用赤平投影方法将断层面和牵引褶皱进行综合分析,求得最大主应力σ1优势产状为160°∠7°(图3);除此之外,断层面上擦痕线理清晰,利用断层面和面上的擦痕线理产状进行赤平投影分析,求得最大主应力σ1优势产状为154°∠3°(图4),构造应力分析结果基本一致。由此可知,准外来系统主要受北西-南东向的构造应力影响,且应力由北西→南东渐渐衰减,构造变形较为简单。准原地系统构造变形特征:
准原地系统在空间上呈拗陷地貌(河塌乡拗陷),北东-南西向展布,呈拉长“卵形”。褶皱构造是拗陷内主要的构造变形特征,主要发育有北东向和北西西向两组。北东向褶皱最为发育,类型多样,直立紧闭褶皱、斜歪褶皱、同斜-倒转褶皱等褶皱类型都有出露,褶皱枢纽波状弯曲,趋势产状50°~65°∠10°~20°,轴面走向北东-南西向,倾向北西,倾角变化较大(介于40°~90°之间)。由于孤峰组(P2)中硅质岩刚性较强,褶皱过程中易破碎,“膝折”现象较普遍,硅质泥岩、硅质页岩中褶皱波长、振幅较小,皱纹状、波状褶皱极为发育;虽然在北东向背斜构造的倒转翼或背、向斜构造交汇处有断裂现象,但是断距较小,规模不大。利用赤平投影方法对北东向褶皱进行构造解析,求得最大主应力σ1优势产状为331°∠2°(图5),反应出准原地系统受北西-南东向构造应力影响。北西西向褶皱发育较晚,对早期褶皱有明显的叠加、改造作用,表现为北东向褶皱枢纽、轴面及轴面劈理(S1)都有明显的褶皱弯曲现象。褶皱类型以直立褶皱为主,其次为斜歪褶皱,枢纽产状100°~110°∠5°~10°,轴面走向北西西,倾角近于直立。利用赤平投影方法对北西西向褶皱进行构造解析,求得最大主应力σ1优势产状为12°∠11°(图6),反应出准原地系统还受到北北东-南南西向构造应力影响。
综上所述,准原地系统主要受两期构造应力影响,先后分别为北西-南东向和北北东-南南西向,构造变形特征表现为北东向褶皱被晚期北西西向褶皱叠加、改造;准外来系统中北北东-南南西向构造应力作用表现不强烈,主要受北西-南东向一组构造应力影响,以发育一系列相互平行的北东向褶皱构造和叠瓦状逆冲断裂带为构造变形特征,为一褶皱冲断推覆岩片,其构造变形特征、变形机制及构造演化历史较准原地系统简单,两者不属于同一构造体系。
2.3飞来峰构造证据
河塌乡拗陷西南侧周家屋一带,在中二叠统孤峰组(P2)之上有小面积志留系-泥盆系出露,在平面上呈圈闭椭圆状,长轴走向北东-南西向。四周与孤峰组呈断层接触关系,边界断层都是“内倾”的缓倾断层,在剖面上呈“勺状”,为同一条压性断层,断层上盘的志留系-泥盆系在空间上呈无根状。断层带宽约3~5m,发育有密集的强劈理化带,带中“域构造”清楚,劈理域呈带状、交织网状,宽约10~20cm,出现频率30~50cm/条,在劈理面上见有擦痕线理、阶步、反阶步等微构造,擦痕线理侧伏向约220°~230°,侧伏角>70°;微劈石域呈似层状、透镜状;带中挤压透镜体发育,多呈雁列状展布。断层带构造变形特征反应出上盘的志留系-泥盆系由北西向南东推移的运动学特征,伴有左行平移性质,但平移距离较小。上盘志留系-泥盆系岩石构造变形简单,表现为单斜构造;下盘孤峰组岩石中波状、皱纹状、“膝折”状褶皱构造极为发育,构造变形特征迥异,不属于同一构造体系;除此之外,该处的边界断层与主滑脱面断层的几何学、运动学特征基本一致;因此笔者认为断层上盘的志留系-泥盆系岩石为推覆岩片(准外来系统)的一部分,是主滑面断层(F3和F4)上盘岩席(推覆岩片)经过后期风化剥蚀后残留在地表的孤立岩石,为飞来峰构造(图7),那么该处的“勺状”边界断层与主滑面断层为同一条低角度逆冲断层。飞来峰构造的确立为构造窗的厘定提供了有力的证据。
图7 周家屋一带飞来峰构造解析剖面示意图
P2-中二叠统孤峰组;D3-上泥盆统擂鼓台组;D3-上泥盆统观山组;S1-下志留统坟头组;S13-下志留统高家边组三段;S12-下志留统高家边组二段;S11-下志留统高家边一段;F3/F4-北西/南东侧边界断层;
图8 河塌乡西南侧坳陷内孤峰组构造窗解译剖面示意图
J-K-侏罗系-白垩系;P-T-二叠系-三叠系;P2g-中二叠统孤峰组;S-志留系;D-泥盆系;∈-寒武系;Qb-青白口系;
综合上述,北西和南东两条边界断层(F3和F4)的几何学、运动学及动力学特征基本一致,为同一条低角度逆冲断层,该断层是区内逆冲推覆构造的主滑脱面;滑脱面上、下两盘岩石受不同的构造应力影响,活动期次不一样,构造变形特征迥异,拥有自己独立的构造演化历史,属于不同的构造体系;除此之外,在拗陷西南侧周家屋一带还发现有志留系-泥盆系的飞来峰构造;因此,笔者厘定河塌乡拗陷为构造窗(图8),拗陷内孤峰组为原地系统,拗陷外志留系-泥盆系为外来推覆岩片(外来系统)。因为河塌乡构造窗的主滑脱面是一逆冲推覆构造,所以河塌乡构造窗属于推覆型构造窗。
3 推覆构造及构造窗的形成演化
河塌乡构造窗的厘定,可以很好地解释拗陷内孤峰组的出露位置及其与上覆推覆岩片的构造变形特征迥异等问题。但是推覆岩片从何而来、位于何处以及其构造演化历史等问题有待解决。笔者通过野外调查研究,结合已有地质资料综合分析认为:推覆构造演化开始于印支期初,定位于燕山期末,其根带位于河塌乡北侧吴正湾一带(F2),前缘断裂带位于长岭村北侧一带(F5),对其构造演化历史初步探讨如下(图9):
图9 河塌构造窗构造演化图
J-侏罗系;J-K-侏罗系-白垩系;P-T-二叠系-三叠系;D-C-泥盆系-石炭系;S-志留系;∈-寒武系;Pt3-新元古代变质变形侵入体(变质基底);
1)为了对构造窗演化历史的研究方便,暂假定前印支期岩石地层没有构造变形,处于水平状态。早三叠世初,南北陆块开始碰撞[9],大别山地区进入陆内造山构造演化阶段,大别山地区强烈隆升,构造应力北西-南东向[10]-[12],在河塌乡-吴正湾一带发育有一系列相互平行的逆冲断裂带,北东-南西走向,倾向北西(图9-a),断裂带的发育拉开了河塌乡构造窗构造演化历史的序幕。
2)伴随着大别山造山运动的持续进行,河塌乡-吴正湾一带的逆冲断裂带继续活动,因构造应力的持续叠加,在推覆岩片内继续发育有一系列相互平行的次级逆冲断裂带,其产状与主断裂带产状基本一致,在剖面上呈叠瓦状排列。致使上覆推覆岩片继续向南东运动,将地下深处较老地层继续向地表浅部逆冲,使寒武系-志留系出露地表。早侏罗世初-早白垩世末,大别山地区构造活动较弱,处于一个相对稳定的构造背景下[13]-[14],碰撞期形成的一系列北东-南西向逆冲断裂带停止活动,在前陆盆地内接受陆源碎屑物沉积,局部地段碎屑沉积物覆盖在逆冲断裂带之上(图9-b)。
3)晚白垩世初,大别山地区构造活动再次活跃[15]。先前停止活动的逆冲断裂带再次活动,推覆岩片内较老地层继续向地表逆冲,断层上盘以岩席的形式覆盖在前陆地层之上。前缘断层向南东继续推进,并在长岭村北侧一带就位,表现出前缘断裂带特征。逆冲推覆构造的后缘断裂带在河塌乡北侧吴正湾一带集中,表现出逆冲推覆构造的根带断裂带特征(图9-c)。
4)晚白垩世末,逆冲推覆构造再次停止活动,进入伸展构造体系下的陆内构造演化阶段,大别山地区因重力失衡而进一步隆升,早期不同性质的断层转变为正断层[16],并对早期形成的外来推覆岩片及原地系统岩石进行叠加、改造,伴随着强烈的物理、化学及生物等风化作用,最终形成了区内复杂的构造图案(图9-d)。
4 结论
1) 制约河塌乡拗陷内中二叠统孤峰组(P2)岩石空间展布的边界断层(F3和F4)为同一条低角度逆冲断层,该断层是区内逆冲推覆构造的主滑脱面。在区域上,孤峰组被主滑脱面圈闭呈“卵形”,且边缘界线断层均表现为“外倾”特征;上盘志留系-泥盆系岩石(外来系统)主要受北西-南东向构造应力影响,发育一系列相互平行的褶皱构造和叠瓦状逆冲断裂带,构造迹线走向北东,构造变形较为简单;下盘孤峰组(P2)岩石(原地系统)主要受北西-南东向和北北东-南南西向两组构造应力影响,构造变形特征表现为北东向褶皱被北西西向褶皱叠加、改造;两者构造变形特征迥异,具有各自独立的构造演化历史,属于不同的构造体系。据此,厘定河塌乡拗陷是主滑脱面上覆推覆岩片因风化作用蚀穿断面而形成的推覆型构造窗,西南侧周家屋一带发现的飞来峰构造为构造窗的厘定也提供了有力的证据。
2)印支初期,南北陆块开始碰撞造山,区内进入陆内造山构造演化阶段,河塌乡-吴正湾一带发育的北东-南西向逆冲断裂带为河塌乡构造窗的演化历史拉开了序幕;早侏罗世初-早白垩世末,区内处于相对稳定的大地构造背景下,构造活动较弱,在前陆盆地内接受陆源碎屑物沉积;至晚白垩世初,构造活动再次活跃,上覆推覆岩片继续向南东推移,推覆构造的前缘断裂在长岭村北侧一带就位,是逆冲推覆构造的前峰带,后缘断裂在吴正湾一带集中,是逆冲推覆构造的根带;晚白垩世末,主要表现为伸展滑覆、风化剥蚀等地质作用对区内岩石地层、构造迹线的叠加和改造。总之,区内逆冲推覆构造及构造窗的形成开始于印支期初,定位于燕山晚末,吴正湾一带是外来推覆岩片(外来系统)的根带,长岭村北是推覆构造的前峰带。
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Determination and Genesis of the Tectonic Window at Heta, Susong, Anhui
DENG Jia-liang WANG Xiang WU Heng WANG Ya-fei
(Anhui Institute of Geological Survey, Hefei 230001)
The Heta depression is located in the Zhimaling-Hengshan area, southwest of Heta Country, Susong, Anhui. It exhibits a NE-trending elongated oval. The Middle Permian Gufeng Formation with the Silurian-Devonian is fault contact in the depression. There has been controversy on its tectonic property. The study indicates that the geometrical and kinematic characteristics of the boundary faults (F3 and F4) are basically the same. They are the same one low angle thrust, showing the NE-trending veins with NW-dip and being the major detachment surface of the thrust nappe structure. The Silurian and Devonian in the hanging wall of the detachment surface is mainly affected by NW-SE direction tectonic stress field (σ1:150°-160°∠5°-10°). A series of parallel folds and stacking thrust faults are developed. Structure traces to the NE; The Gufeng Formation in the footwall of the detachment surface was influenced by the NW-SE (σ1:331°∠2°) and NNE-SSW(σ1:12°∠11°) tectonic stress field. The tectonic deformation is characterized by NE fold structure and superimposed and modified by the NWW fold structure. The rocks in the hanging wall and footwall have the different tectonic deformation characteristics and forming mechanism as well as independent structural evolution history, does not belong to the same tectonic system. In addition, a klippe structure is exposed in Zhoujiawu on the southwest side of the depression. Accordingly, the Heta depression is a nappe type tectonic window. The Gufeng Formation within the depression is autochthonous system, the peripheral Silurian-Devonian is an externally nappe silver exotics system). It is considered that the nappe structure began at early Indo-Chinese epoch, located at the end of Yanshanian, rand the root zone of nappe silver was located in the Wuzhengwan area, north Heta. The north of Changling Village is the pre-tectonic belt.
Susong area; Nappe; tectonic window; Heta depression; Gufeng Formation
2017-05-12
国家自然科学基金项目(12120114012301)
邓佳良(1987-),男,四川广安人,硕士,工程师,主要从事区域地质构造研究工作
P542
A
1006-0995(2018)01-0012-07
10.3969/j.issn.1006-0995.2018.01.003