當前位置:成語大全網 - 古籍善本 - 古褶皺構造分析方法

古褶皺構造分析方法

識別古褶皺構造的中心任務是查明其存在依據和褶皺變化時期,觀察褶皺構造的形態特征和走向(單褶皺和組合),了解其與相關時期古斷裂變化和其他構造變化的關系,了解其與相關時期沈積建造、巖漿活動、變質作用和成礦作用的關系。

總的來說,古褶皺構造都不同程度地受到後期構造變動的改造和破壞,應盡可能消除這些後期疊加因素;不同時期形成的古褶皺構造往往被後期構造層所覆蓋或被後期巖漿活動所破壞;在不同時期構造層發育或保存不良的情況下,識別相關時期的褶皺變化非常困難,只能通過分析對比了解大致輪廓。

(1)根據不同構造層褶皺構造的特征差異,分析了相關時期的褶皺變化。

經常看到新老褶皺構造層之間存在明顯的不整合接觸關系,因此可以分析古褶皺構造的形態特征和發生時期。

此外,不同時期的幾個構造層中的褶皺構造具有不同的特征,因此我們也可以根據不整合面分隔的不同構造層中褶皺構造的不同復雜程度和特征,查明某壹時期古褶皺構造的存在、褶皺形態和軸方向。

(2)根據不同構造層中褶皺的發育程度,分析了古褶皺構造的存在。

總的來說,舊構造層中的褶皺程度比新構造層中的褶皺程度更復雜,因為舊構造層受到越來越強烈的構造變化。

(3)根據同沈積褶皺與沈積後褶皺的關系,找出褶皺構造的發生發展過程。

同沈積褶皺是在同沈積過程中,在地殼緩慢運動的影響下逐漸形成的褶皺變化。因此,這種褶皺變化的形態特征可以反映在褶皺過程中形成的沈積物的巖相-厚度及其壹些結構和構造特征上。在此基礎上,在地殼劇烈運動後期形成的沈積後構造變化往往加劇並改造了較老的同沈積褶皺。弄清上述關系,對於研究較老的同沈積褶皺過程的發生、發展、空間分布特征及其反映的構造運動方式和對某些沈積礦物的控制關系,具有十分重要的意義。

為了查明同沈積褶皺是否有變化,可以采取以下步驟。

1)將結構剖面與相應的厚度剖面結合起來進行分析。由於現有褶皺形態是構造變化過程的綜合反映,為了查明是否存在同沈積褶皺變化以及疊加在其上的沈積後褶皺變化的規模,需要結合同壹剖面線相同規模的厚度剖面(圖13.4,圖13.5)。如果厚度變化明顯與褶皺構造有關,背斜核部薄,翼部薄,反之,向斜核部厚,翼部薄;在厚度剖面上,巖系傾角向下陡向上緩,表明沈積過程伴隨褶皺過程,隆起與背斜壹致,凹陷與向斜壹致。

2)構造等值線結合相應的巖相厚度和含礦圖進行分析。構造等值線圖反映了壹個基準面在構造變化後的構造形態特征,而某壹地層對應的巖相-厚度和含礦圖則反映了同沈積構造在形成過程中的基本輪廓。通過對比分析這兩幅圖,可以明確同沈積構造與沈積後構造的發育關系。

圖13.4田煤礦大堡煤系構造剖面圖

(根據現場和礦山數據)

1-大堡組煤層數量;2-礫巖層;3-燕山期酸性巖脈;4—斷層和位錯方向;5—鉆孔及其數量

圖13.5田煤礦大堡煤系厚度剖面圖

(根據李進榮的說法)

1-大堡組煤層數量;2-礫巖層;3-燕山期酸性巖脈;4—斷層和位錯方向;5—鉆孔及其數量

天乳煤礦大堡組第四煤層底板構造圖(圖13.6)與巖相-厚度含煤圖(圖13.7)相似。但從圖13.6可以看出,第四煤層在西平臺和東平臺兩個向斜中非常發育,並且變薄,向韋家玲背斜方向尖滅。從圖13.7可以看出,西平臺和東平臺是兩個泥炭沼澤相發育、成煤條件好的凹陷,而韋家玲是壹個沖積相和沖積沼澤相比較發育、成煤條件差的凸起。表明盆地侏羅系含煤建造中現存的褶皺構造並不完全是後沈積時期的變形結果,而是具有同期沈積時期褶皺變化的因素。

(4)根據類質同象的褶皺變化,分析了古褶皺構造的形成時期和形態特征。

混合雜巖和混合巖化中心的分布往往受壹定的構造控制,往往與褶皺帶的中心或背斜褶皺構造的核心有壹定的空間關系。此外,混合巖化過程也會影響同壹褶皺期的變化。通過研究後者的混染褶皺變化,可以了解古褶皺構造的形成時期和形態特征。

如遼東營口虎皮背斜,軸向近東西,向西傾斜。片麻巖花崗巖見於撓端,混合花崗巖位於背斜的核心,各種均質混合巖位於兩翼內側和傾斜端。外層地層依次受到不同程度的混合巖化作用,表現出明顯的分帶現象。總體來看,表明背斜的褶皺形態和分帶分布與混合巖化分帶現象基本壹致,表明虎皮嶺背斜在前震旦紀應屬於同壹混合巖化褶皺(長春地質研究所地質力學部,1979)(圖13.8)。

圖13.6天礦大堡組第四煤層底板構造等高線圖。

(根據李進榮,略有修改)

(5)根據褶皺變化控制巖漿活動,分析褶皺構造的形成時期、形態特征和走向。

褶皺變化在時間和空間上往往與巖漿侵入有關。同壹褶皺期的巖漿侵入往往能使巖體和褶皺構造的產狀幾乎相同,後期褶皺期巖漿侵入的產狀大多與褶皺構造不同。可以參考巖漿侵入的地質時期或同位素年齡來總結分析褶皺構造的形成時間和形態特征。但同壹地區可能經歷多次褶皺變化和巖漿活動,必須結合多種因素綜合分析。圍繞同壹褶皺期的深成侵入巖,往往造成相關地層和巖系有規律的帶狀或條帶狀分布,其產狀基本壹致。如營口虎皮嶺背斜的前震旦紀晚期古花崗巖()以半環帶狀侵入背斜的傾沒端周圍(圖13.8)。

(6)根據構造裂隙充填的規律性,確定了古褶皺構造的形成期和發育過程。

根據巖石力學性質的不同,巖石的褶皺總是伴隨著構造裂隙,構造裂隙可以進壹步位移形成伴生斷層。這些伴生的裂縫和褶皺在空間上具有壹定的規律性。背斜軸部構造裂縫十分發育。根據構造裂隙中充填的沈積物的空間分布規律(密度和方向),可以間接判斷與之相關的褶皺構造的存在和分布。同時,根據充填時代判斷褶皺形成的時間周期,有助於分析研究區的構造發育過程。

如廣西淩雲地區的深穴背斜,有壹條東西向軸線,核心為中、上泥盆統灰巖,其中早二疊世茅口期“灰巖脈”發育,充填於古構造裂隙中(圖13.9),沿背斜軸線自東向西分布,為扭性構造裂隙。是晚石炭世未形成東西向古背斜構造的軸向劈理在後期的持續擠壓下造成縱向張裂,後被茅口組灰巖充填(長春元帝地質力學教研室,1979)。印支運動進壹步褶皺了這個古老的背斜。結合區內上石炭統與下二疊統的不整合,表明深穴背斜初步形成於晚石炭世末。

圖13.7田煤礦大堡組第四含煤段巖相厚度及含煤性

(根據李進榮,略有修改)

(7)根據同期構造運動形成的變質巖系的結構特征,恢復古褶皺構造。

有些變質巖構造主要是由壹次強烈的構造運動形成的,後期構造運動的改造作用不明顯。對於這類變質巖系中出現的各種構造特征(片理、片理、流劈理、褶皺劈理、劈理、大型復背斜、向斜、中小型復合褶皺、較小褶皺);各種線理——滑動劃痕、礦物線理等。)進行研究,有望恢復古代褶皺。如冀東遷安地區前震旦紀變質巖系,長春地質學院認為是由壹系列北北東向、北西向傾斜的閉合反轉褶皺組成,各種伴生構造特征的分布規律十分明顯,褶皺帶往往由多個不同層次的褶皺組成;與褶皺有關的平面構造和線性構造也具有明顯的規律性(圖13.438+00)。

(8)根據受多期構造運動影響地區變質雜巖的構造特征,分析了多期褶皺構造的特征及其相互關系。在壹些變質雜巖地區,特別是受多次強烈構造運動影響的地區,變質雜巖的褶皺構造圖像非常復雜,早期的褶皺構造又受到後期構造運動的改造,導致褶皺構造的重新組合。晚期構造運動影響較弱的地區,早期褶皺構造保存較好;在晚期褶皺構造強烈的地區,早期褶皺構造受到晚期構造運動的強烈改造,形成不同類型的復合褶皺或多重褶皺(詳見第九章)。通過研究兩次或兩次以上構造運動造成的復合褶皺,可以確定褶皺的構造圖像、構造周期和層序關系。進而查明了研究區的構造變形史、地殼運動演化史和礦產形成史。

圖13.8遼東營口虎皮峪地質示意圖,顯示混合雜巖體與地質構造的關系。

(根據長垣遼東隊和遼寧地質局632隊整理的資料)

1—遼河群蓋縣組;2-遼河群大石橋組;3-遼河群浪子山組;4—均質混合巖;5-混合花崗巖;6-呂梁花崗巖;7-角閃巖和角閃巖片麻巖;8-堤;9—測量和推斷的故障;10-地層產狀;11—出現葉理和面理。

馬興元先生指出,前震旦紀松山地區至少經歷了呂梁運動和松山運動(圖13.11)。松山群的第二級褶皺(軸面S2)疊加在第壹級平臥褶皺(軸面S1)之上(圖13.12)。二級褶皺軸為北北東向,與壹級南北向褶皺軸明顯傾斜。