巢北地区节理发育特征及其对区域构造应力场的指示

叶嘉仪 刘婉露 周阳

摘要：构造应力场分析是区域地质研究的重要方面，本次研究在系统调研总结巢北地区节理发育特征的基础上，利用共轭剪节理与区域构造应力场的关系，分析了巢北地区构造应力场特征，结果表明：巢北地区节理走向以300?～330?最为发育，至少经历了两期构造应力场，第一期节理主要形成于褶皱同期的印支期，最大主应力方向为276?～353?，平均为 309?；第二期最大主应力方向为 24?～75?，平均为 46?，可能是燕山期构造运动的结果。

关键词：节理；构造应力场；巢北地区

Abstract：Tectonic stress field analysis is an important aspect of regional geological research. Based on the systematic investigation and summary of the joint development characteristics in the northern part of North China， the relationship between the tectonic stress field and the regional tectonic stress field is analyzed. The tectonic stress field results show that the joints in the north of North China developed most from 300 ° to 330 ° and experienced at least two tectonic stress fields. The first stage was mainly formed in the Indosinian period of fold， with the maximum principal stress of 276 °-353 °， and an average of is 309?. The maximum principal stress of the second phase is from 24? to 75? with an average of 46?， which may be the result of Yanshanian tectonic movement.

Key words：Joint； Tectonic stress field； northern Chaohu region

一、引言

巢湖市位于安徽省中部，属于江淮丘陵区的南部。巢湖市北部为山区地貌，主要由平顶山、马家山、大尖山、碾盘山、岠嶂山、凤凰山、朝阳山、龟山等组成。该区各种构造十分发育，因此，研究该地区的构造成因及其应力场的关系具有十分重要的意义[1]。

节理是多期构造演化及构造应力场作用的产物，节理的存在也为石油、天然气和地下水运移提供通道和储集空间。区内受多期构造运动的影响，节理比较复杂。同时节理的发育与区内构造具有密切的成因联系。

构造应力场是控制区域构造演化和裂缝发育的重要因素，在不同的构造应力场作用下，形成不同性质的构造组合和裂缝。结合研究区节理发育的特点，利用共轭剪节理对研究区进行古构造应力场恢复。区域内节理是地层长期多次构造活动的产物，在对其进行分析时，要通过分期、配套，利用节理与主应力方位之间的关系来恢复古构造应力场[2]。

二、区域地质背景

巢湖山区属扬子地层区，下扬子地层分区。巢北山区出露地层自下而上有上震旦统灯影组（Z2dn），下志留统高家边组（S1g），上志留统坟头组（S2f），上泥盆统五通组（D3w），下石炭统金陵组（C1j）、高骊山组（C1g）、和州组（C1h），上石炭统黄龙组（C2h）、船山组（C3c），下二叠统栖霞组（P1q）、孤峰组（P1g），上二叠统龙潭组（P2l）、大隆组（P2d），下三叠统殷坑组（T1y）、和龙山组（T1h）、南陵湖组（T1n），中三叠统东马鞍山组（T2d），下侏罗统象山组（J1-2xn）。

三、节理发育特征

本着尽量使节理测量点分布于全区，且选取点的节理出露要明显的原则。在研究区优选定 11 处节理密集发育的地点为測量点，主要分布在平顶山向斜、凤凰山背斜和俞府大村向斜的两翼，每处测量 40～70 组节理，共计 589组。

为探讨本地区构造变形史和构造应力场特征，必须进行节理的分期与配套。节理分期配套主要依据节理组之间交切关系。在对节理进行力学性质的观察和分析基础上，将同一地点、同一时期和同一应力作用下的节理组合在一起[3]。

通过对589组节理产状统计（图1），结果显示：节理走向以300?～330?最为发育，其次为270?～300?，30?～60?及60?～90?，反映了研究区多方向、多期次的构造应力场特征。

四、区域构造应力场解析

构造应力场是控制区域构造发育和演化的重要因素之一，不同构造应力场作

用下产生不同性质的构造及其组合[4]。结合巢北地区构造特征，利用共轭剪节理系对古构造应力场进行分析。

野外实测节理产状为后期地层发生构造变形之后形成的，需要对其进行层面校正。利用软件，对野外实测节理数据进行层面校正，比较校正后的共轭节理发育情况，根据共轭剪节理的交线平行于中间主应力轴□2，最大主应力轴□1和最小主应力轴□3分别平行于其锐夹角和钝夹角角平分线，确定主应力的方向。

通过对共轭节理应力恢复结果分析，认为共轭节理主要形成于 2 期构造运动。第 1 期最大主应力□1方向为 276?～353?，平均为 309?，发育最为普遍，显示其作用的广泛性；第 2 期最大主应力□1方向为 24?～75?，平均为 46?，较为局限，部分节理点可见（图2）。表示该地区至少经历两个期次不同方向构造应力的作用。

五、结论

本次研究利用共轭剪节理与区域构造应力场的关系，分析了巢北地区构造应力场特征，结果表明：巢北地区节理走向以300?～330?最为发育，至少经历了两期构造应力场，第一期最大主应力方向为276?～353?，平均为 309?，结合褶皱等其他构造特征，推测该期应力场为印支期构造运动的结果；第二期最大主应力方向为 24?～75?，平均为 46?，推测可能是燕山期构造运动。

参考文献：

[1]于鹏，宋传中. 巢湖地区构造应力场研究及动力分析[J]. 合肥学院学报（自然科学版），2010，20（02）：78-81

[2]高伟，张戈. 安徽巢湖北部中生代以来构造应力场探讨[J]. 中山大学研究生学刊（自然科学.医学版），2012，33（01）：72-85

[3]王浩清，陈家治. 巢湖地区中生代以来构造应力场探讨[J]. 安徽师大学报（自然科学版），1993，（04）：32-36

[4]朱勇，袁雷雷，陈江湛，宫云鹏，汪吉林. 安徽巢北地区古构造应力场恢复[J]. 地质学刊，2014，38（01）：25-29

作者简介：叶嘉仪（1995-），女，广东省湛江市人，民 族：汉 职称：，学历：本科在读。研究方向：地质工程。