褶皱—断裂系统的形成和改造

褶皱与断裂构造~

区内褶皱断裂构造，在展布规律上有以二叠纪坳拉槽为界，北部所属构造单元均以近东西和部分北东向展布为主，这也包括大量各类脉岩的产出。南侧除塔里木古陆陆缘裂陷带中的褶皱断裂系统也呈近东西向展布外，处于其间的砂井地区则以北西向断裂和褶皱构造组合为特征。脉岩群除南侧和东侧呈近东西和近南北向外，总体上也呈北西向展布，与帚状构造系统的应力场作用方式大体相一致。
（一）褶皱构造
研究区褶皱构造以古生界地层系统表现最为典型。前寒武纪的古老变质岩系，由于多期构造事件叠加变形，变质改造已无完整的褶皱构造形迹。古生界地层的褶皱形迹相对以砂井和交瑞口布地段保留较完整或可观察追踪。而火石山以北地区，除二叠纪哲斯组地层的褶皱形迹尚较清晰外，早古生界地层的褶皱形迹也因多期断裂构造叠加和逆冲推覆断裂构造的破坏使其残缺不全。各时代地层常以构造块体形式相互叠置拼贴。
在测区内的东天山古陆系统地层的褶皱构造，除由早－中元古界和中－晚元古界间的不整合所反映的前晋宁和晋宁两期构造事件外，主要以加里东和中－晚华力西期的造山褶皱运动为主要峰期时段，而印支期的造山褶皱作用则以二叠系地层的褶皱形迹为代表。
按地层发育、缺失或不整合情况，被卷入地层时段性，以及所伴随的岩浆作用事件等分析，加里东期造山褶皱事件可由平头山－砂井地段内的蓟县系平头山群和震旦系洗肠井群地层间的不整合，地层呈现的短轴背、向斜褶皱，区内有700～550Ma中酸性岩浆侵入事件，以及缺失青白口纪地层沉积等地质现象予以反映。当然，此时段发生的褶皱造山事件，在时限上部分可跨越晋宁期时段内。而作为盛世时段的中－晚华力西期褶皱形迹是以寒武－志留系地层背、向斜复式褶皱形迹，缺少泥盆纪和部分石炭纪地层沉积，岩浆活动以大量超基性－中酸性岩浆侵入事件而代之，明显呈现一种岩浆底侵隆升造山过程，这已在前面讨论过。而印支期的褶皱构造形迹可以区内一些侏罗纪偏碱性S型钾长花岗岩侵入事件提供的时段为依据。不过属性上已完全属一种陆内后碰撞造山演化过程中的地质构造事件。
与东天山古陆系统比较，发育于塔里木古陆系统内褶皱构造形迹主要由一复式向斜褶皱构成。轴向近东西，产状北翼稍缓，南翼稍陡，但由始受一系列近东西向逆冲推覆断裂构造破坏，相关岩石地层单元多呈叠瓦状构造岩片产出，原始褶皱形态已不完整。
据北侧敦煌岩群内有419Ma花岗闪长岩古侵入体变质年龄，南侧塔里木古陆前陆基底带有大量400Ma的中酸性岩浆侵入事件，说明其褶皱造山事件可能主要发生在晚加里东至华力西早期，同东天山古陆系统的褶皱造山事件时限上有些错时。
（二）断裂构造
正如前面所述，研究区主要断裂系统性质，无论在产状、性质还是组合形式上都同所在构造单元的动力学体制相匹配，或者说是这些构造单元形成过程地质事件表征。诸如发育于砂井－平头山地段的北西向帚状构造系统中的断裂系，它们的排列组合、位移方式完全是砂井－平头山张扭性帚状构造或旋扭性应力场和运动学过程的必然仿照。又如发育于塔里木古陆陆缘裂陷带中的一组近东西逆冲推覆断裂，实际上是反映塔里木古陆系统向东天山古陆系统之下俯冲碰撞过程中，由硬基底和软表壳两种不同物性结构层所引起的一种垂向剪切应力作用产物。再如火石山以北地区近东西向褶皱断裂系统，正好是与火石山－牛圈子早古生代裂谷和二叠纪坳拉槽闭合过程相关的构造配置模型。
除上外，具有分割I—Ⅲ级构造单元意义的F3、F14断层，以及可作为火石山－牛圈子早古生代裂谷北界的克力特格下格西格－哈尔根头口布的隐伏断裂，它们在重力、航磁和遥感影像上还明显表现有分界性深大断裂的特性。如：
F3断层：空间上不仅具有高山（北）和河谷冲积平原（南）两种地貌、近东西（北）和北西两组方向褶皱断裂、航磁△T高低异常以及重力梯度的交接分界线，且从近旁有基性超基性岩发育情况表明，它具一种分界深断裂的属性，是区内一条Ⅲ级构造单元的分界断裂。该断裂最早可能发生于早华力西期，即志留纪的隆升造山阶段，并属一种逆冲压扭性断裂。至印支期可能由于受北东向阿尔金断裂系统的影响和复合叠置关系而转变为左行剪切并显示某些韧性剪切断裂性质。
F14断层：为东天山和塔里木的古陆系统的I—Ⅲ级构造单元分界断裂。空间上也具分割高山（北）与低山丘陵（南）两种地貌、重力、航磁异常及近东西和北西两组方向断裂褶皱系统的界面性深大断裂特性。该断裂初始发育时限可能在晋宁期或南华纪，这可由古堡泉一带有857Ma的榴辉岩产出所说明。属一种挤压逆冲属性，并控制着塔里木古陆北缘前陆裂陷盆地的形成和发展演化。其强烈活动时期可能在华力西早期，即在区内逆冲推覆构造的盛世同时，而大体结束于印支期，并以侏罗纪陆相煤系盆地的发育和左行逆冲走滑为其标志。
控制火石山—牛圈子早古生代裂谷北界的克力特格下格西格－哈尔根头口布断裂，除有界面性的航磁、重力梯度异常显示外，测区大部分由于第四系覆盖，地表无明显裸露，属一种隐伏界面断裂，其详情不明。

郯庐断裂带旁侧主要发育了两套断裂系统,分别为EW—NWW向断裂系统和NE—NNE向断裂系统。它们分别形成于印支造山期的前陆变形阶段和早白垩世初的郯庐左行平移断裂活动阶段。这两套断裂系统对随后断陷盆地的发育具有显著的控制作用。
1.前陆变形阶段断裂系统
华北与华南板块沿着大别-苏鲁造山带发生陆-陆碰撞造山过程中,在附近的华北板块上和扬子板块上发生了显著的前陆变形构造。靠近造山带地带主要出现褶皱与断裂构造,形成前陆褶断带,而远离造山带主要形成逆冲构造。它们主体走向是平行于造山带,都显示了自造山带向外的逆冲方向。由于同时发生了郯庐断裂带的左旋转换断层活动,这些前陆变形构造又显著受到郯庐断裂带的控制与影响(图1-15)。
由于造山期郯庐断裂带造成了苏鲁造山带的向北左旋平移运动,同时发生了逆时针旋转。从而郯庐断裂带东侧的前陆变形构造呈现为NE至NEE走向(图1-15)。在下扬子地区的长江以北,主要呈现为NE—NEE向褶皱及向南东的逆冲构造;在苏鲁造山带北侧为NE向逆冲构造。郯庐断裂带西侧造山期为被动盘,主体前陆变形构造是平行于大别造山带的走向,如合肥盆地内及其北侧的蚌埠、徐淮隆起及鲁西地区。但由于造山期郯庐断裂带平移中仅使苏鲁造山带移至徐淮隆起一带,结果形成了总体南北走向的徐淮弧形逆冲-推覆构造。
总之,由于郯庐断裂带的同造山运动,使其两侧前陆变形中形成的断裂系统具有显著的差异,也显示了郯庐断裂带的显著控制作用。其对两侧前陆变形断裂系统的影响范围向西可达太行山以东,向东涉及整个陆地部分。
2.早白垩世初郯庐左行平移断裂系统
早白垩世初,由于太平洋区大洋板块的高速斜向运动,使中国大陆东部遭受左旋压扭性活动,结果造成了郯庐断裂带的再次左行平移及向北的延伸,同时其旁侧还在同一动力学背景下形成了一系列与郯庐断裂带同方向、同性质的左行平移断裂带。它们与郯庐断裂带同称为郯庐左行平移断裂系(附图11)。
根据郯庐断裂系在空间上的出现范围(附图11),该断裂系在研究区的波及范围涉及到整个太行山以东地区。在郯庐断裂带以东,新形成了一系列NE—NNE向左行平移断裂,它们切割并改造早期的NWW向断裂,使这两套断裂系统呈网状出现在华北板块上。同时在郯庐断裂带旁侧还派生了一系列NW向左行移断裂(R1破裂,如鲁西地区)。而在郯庐断裂带东侧,一方面有新形成的NNE向平移断裂,另一方面使得早期NE—NEE向前陆变形期逆冲断裂转变为左行平移断裂活动(如滁河断裂等),并且后者更为常见。

雪峰山—湘东南地区现存的褶皱—断裂系统和大量局部构造，除有些明显产生于前印支期外，大都形成于中生代的印支期—燕山期，各期古隆坳都卷入了这些褶皱—断裂系统之中，其原来的面貌悉被掩盖。

晚三叠世—早侏罗世，雪峰山西北缘——浏阳一线之北的武陵山区为升降运动；界线之南卷入的中泥盆统—下三叠统等地层全面褶皱变形，基底亦受影响，产生叠加应变。该期构造运动，在雪峰隆起区表现了继承性和改造性并举的特点：①早期韧性剪切带均为后期断层继承性活动地段，具有由东向西断裂带拓宽迁移之特点；②顺山脉纵向逆断层发育，具有东向西挤压逆冲运动兼右行平移之特点；③前泥盆纪褶皱地层由东向西的逆冲—再褶皱作用较为强烈，使雪峰隆褶加剧并持续上升；④沿黔阳断裂前缘凹陷沉积的上古生界地层产生向西弧形弯曲褶皱带。在邵阳块体区，构造变形具有过渡型色彩，一系列南北走向弯曲的褶皱和纵向断层构成疏密带，即宽疏处褶皱以侏罗山式为表现特征，紧密处以逆冲推覆褶皱——飞来峰的构造形式出现，两者间广泛发育多层次滑脱，加里东褶皱基底整体卷入，并以与之相适应的穹隆表现；在涟邵块体，以颇具规模的向西凸出的“祁阳弧”为主体；在衡耒块体，以耒阳—桂阳褶皱带为代表，呈南北走向S形伸展；在湘东南块体则以北北东向走滑断裂带及走滑山链等为基本表现形式，并以立交桥式横跨在由东西向武陵—雪峰山造山带和华南加里东造山带组成的拼合褶皱基底上。

中侏罗世—早白垩世的燕山运动，影响面广、强度大，它使湘西北地区武陵褶皱基底上的巨厚块体全面褶皱；湘中南等地区加里东褶皱基底上的构造变形产生分化，北北东向隆起与凹陷相间排列，与之相适应的等间距大型滑覆断裂带形成，以强烈的壳熔岩浆活动和多金属成矿活动为基本表现特征。中白垩世后，受东亚壳体陆缘扩张所产生的向西水平挤压力的影响，一方面使印支期以来的挤压盆地变形向西迁移；另一方面，无论属隆起区或坳陷区的盖层都继承性向西逆冲推覆滑脱，形成不同规模的推覆构造和滑覆构造，终以现今构造格局展示。同时，在山脉隆起带内或山脉之间，从西北到湘东南产生局部的引张或出现块断性的隆升，形成晚白垩世红盆。雪峰山区的山间盆地、衡阳盆地、湘东南的诸多盆地等都与晚白垩世至新生代的拉张有关，但这并未改变基本格局。

印支期—燕山期的构造变形决定了中新生代构造变形格局和变形块体区块划分，大量局部构造虽然与新生代构造变形有关，但是主要构造线方位和变形块体区块的划分，则是在加里东期奠定的各期古构造的基础上，由中生代构造运动的继承改造和演变的结果。

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