20-褶皱叠加和断裂再造.ppt

第二十讲 褶皱叠加和断裂再造 褶皱叠加和断裂再造概述 变质岩区的岩石，一般都经历过多期构造变形，即使最年青的造山带中的变质岩，也常在一个大的构造变形旋回中经历过多次变形幕的改造。 结果使不同世代、不同型式、不同变形面的构造相互叠加或复合，造成复杂的交叉干扰的叠加构造。 其中最重要的是叠加褶皱和断面褶皱以及各种再造的古断裂及岩墙群。 叠加褶皱发育的构造背景 叠加褶皱是变质岩区最常见的构造形态之一，其常用同义词有重褶皱、复合褶皱、横褶皱、交叉褶皱等等。 叠加褶皱是一个描述性的术语，它的变形面可以是层理(S0)，也可以是面理(S1或S2、S3……)。但其基本轮廓应通过同一变形面的弯曲来刻画，否则只能称褶皱叠加，如早期顺层掩卧褶皱为后期面理褶皱所包容。 叠加褶皱是后继变形中应变增量性质和方位发生改变的产物，也是任一先存褶皱围绕不同轴向遭受重褶的结果。 叠加褶皱发育的构造背景 1．多期变形变质带 层状变质岩层受到较长时间间隔所分开的叠加变形变质作用，特别是构造作用类型发生重大转化的地区，经常可以发育大规模叠加褶皱。如山西中条山多期复合变形变质带内上玉坡背斜就是在早期北东向冲断推覆片理褶皱基础上，受另一旋回的南北向褶皱叠加干扰而形成，并导致早期紧闭面理褶皱在叠加褶皱翼部呈复杂的几何形态和位态 叠加褶皱发育的构造背景 叠加褶皱发育的构造背景 2．一个造山旋回中的相继变形 主要是形成平行造山带的各式叠加褶皱。 在一次造山旋回中，总的变形通常是由一系列间隔的脉动压缩变形所构成。所产生的叠加褶皱的样式变异也较大，主要取决于局部构造应力场和岩石的变形习性和应变速率的差异。 但各式叠加褶皱之间，在总体上又为同一变形体制所制约，从而显示出某些共同的构造特征。 例如北秦岭宽坪群晚加里东-早华力西期变形，这一旋回的变形以沿S1面理为变形面的一系列由北向南韧性推覆剪切带和大型倒转面理褶皱为特征，并形成该期褶劈理(S21)，但在旋回的晚期，在大型倒转面理褶皱内核部分又叠加了轴面近直立的宽缓扇形褶皱和相关的褶劈理( S22)(张寿广，1991)。 叠加褶皱发育的构造背景 3. 一次简单递进变形中产生的共轴叠加 单剪递进变形中非共轴旋转经常造成褶皱的翻卷和旋卷，也可能导致主从褶皱之间异向叠加。特别是早期流变褶皱系统中，不均匀流动经常造成这一类型叠加。 叠加褶皱发育的构造背景 4．变形过程中同时发生若干不同方向的褶皱相互干扰 岩层遭受复杂揉皱和多向展布，形成多斜褶皱。包括双向收缩产生的叠加褶皱和三向收缩产生的多向褶皱。 叠加褶皱发育的构造背景 5．交叉构造带 主要表现为两个构造体系的褶皱以较大的角度交叉。形成区域性横跨叠加。 李四光称这种叠加为反接复合。 这类现象在我国十分普遍，主要见于三个东西构造带与华夏系和新华夏系的褶皱叠加。 如湖南邵阳一涟源一带北东向褶皱与纬向褶皱的横跨)。 叠加褶皱的干扰型式 一、两个相继褶皱作用产生的干扰型式 在相继褶皱作用产生的叠加褶皱中，由于前、后两期褶皱的构造方位、形态、位态和叠加方式和规模、叠加强度……等因素的不同，干扰的褶皱图像也相应变得复杂多样，要弄清其几何特点。 首先要确定其褶皱叠加的基本变量，J．G．Ramsay提出有如下变量决定了叠加褶皱的基本样式。 叠加褶皱的干扰型式 a2：叠加运动的流动方向； α：早期褶皱轴b1与晚期褶皱延伸方向b2的交角； β：早期褶皱轴面S1的极线与晚期叠加流动方向的交 角 叠加褶皱的干扰型式 几何分析的结果，图中两期褶皱各变量之间大体有如下三种复合方式： 第一种：a2与S1近平行(α等于0以外任何值，β70°)； 第二种：a2与S1高角度相交，b1与b2呈中等或高角度相交(α20°，β70°)； 第三种：a2与S1高角度相交，b1与b2近平行(α接近于0，β70°) 叠加褶皱的干扰型式 据此，Ramsay(1967，1987)以规模近似的两期褶皱叠加为前提，提出了九种二维平面干扰型式和三种基本干扰类型。 不过在b1和b2完全平行时，则出现褶皱完全复合的特殊情况 叠加褶皱的干扰型式 1．第一种干扰型式 由两期褶皱皆为直立水平褶皱，两期褶皱轴呈大角度相交或直交的横跨叠加形成，如 图9—7类型I。通常称正交者为“横跨褶皱”，斜交者为“斜跨褶皱”，其平面上呈穹、盆相间。 叠加褶皱的干扰型式 1．第一种干扰型式 两期背形叠加为穹窿，两期向形叠加形成构造盆地，背形与向形叠加形成鞍状构造。穹窿与构造盆地多呈等间距分布，连接穹窿构造的高点和构造盆地的低点，就能够大体判断两期褶皱的规模和方向。但要鉴别及确定两期褶皱的性质及先后，一般还要通过褶皱体内面理及线理的分析。 叠加褶皱的干扰型式 叠加褶皱的干扰型式 叠加褶皱的干扰型式 叠加褶皱的干扰型式 2．第二种干扰型式 由早期紧