如题所述
在扬子地块东北缘,长期以来,都认为自南华纪至中三叠世盖层系统地层层序正常,构造变形较弱。涂荫玖等(2001)对下扬子北缘-巢湖前陆褶皱冲断带进行了研究。作者等对扬子地块北东缘(图2-7)调查及对和-含-巢地区(图2-8)解剖,确认存在三期褶皱叠加变形,其主要特征如下。
1.早期深层韧性滑脱构造
1)包括新元古界青白口系西冷岩组到中三叠统马鞍山组在内,形成多级组合,褶轴为NW—NWW向紧密平卧褶皱及顺层掩卧褶皱(F1)。在能干性弱的岩层及岩层界面间,如西冷岩组与周岗岩组接触界面,志留系与上泥盆统接触界面,及下石炭统、二叠系及三叠系薄层灰岩、页岩之间,发育顺层滑断剪切,常造成地层间缺失和减薄。这些褶皱变形体及滑断面,又随主期变形而重新褶皱(图2-9)。
2)上述各时代岩层,由于所处深度及岩层能干性差异,以发育不同形式、不同程度的劈理(S1)。如在新元古界西冷岩组、周岗岩组、苏家湾岩组、陡山沱岩组、灯影组中(图版Ⅱ1),发育强烈的连续劈理(S1),并强烈置换层理(S0);在褶皱翼部见S1∥S0;在转折端处见S1交切S0。在古生代灰岩中,则表现为间隔状劈理(S1),多数与S0产生不同形式的交切与置换(图2-10,图2-11,图2-12)。
3)发育拉伸线理与矿物生长线理(L1)。如西冷岩组、苏家湾岩组中的一些火山角砾、集块、气孔等,均被强烈拉伸变形,其定向与代表该期褶皱枢纽的层、片(S0与S1)交线(代表F1枢纽)方位近相垂直(图2-13,图版Ⅱ2)。在西冷岩组中的富镁质细碧岩的劈理面(S1)上,发育以蓝闪石为代表的呈NNE向矿物生长线理(L1),其形成与深层滑脱剪切有关。这类线理徐嘉炜(1980)曾认为与郯庐断裂带左行平移有关。许志琴(1987),认为与印支期深层滑脱剪切有关。更多人将此类线理因与主期褶皱枢纽一致,而误判为“A”型线理和“A”型褶皱,是扬子板块向北俯冲碰撞的产物。但此类线理的走向与造山带走向、主期褶皱枢纽走向近相一致,且其伴生的劈理面(S1)又被主期褶皱所变形,显然应早于主期褶皱变形形成。
图2-7 扬子地块北东缘地质构造简图
1—新太古代华北地块变质基底;2—新太古代-古元古代扬子地块变质基底;3—新太古代-古元古代大别-苏鲁变质杂岩;4—新元古代红安岩群,宿松岩群,海州岩群分布区;5—新元古代火山岩分布区(张八岭岩群,随县岩群);6—华北型新元古代地层;7—扬子型早古生代-中生代地层;8—印支主期褶皱轴迹及倒向;9—Ⅰ华北地块;10—Ⅲ大别-苏鲁造山带;11—Ⅲ1北淮阳构造带;12—Ⅲ2大别变质杂岩-超高压变质岩带;13—Ⅲ3宿松-张八岭构造带;14—Ⅱ扬子地块北缘;15—断层及编号:①确山-固始-六安断裂;②磨子潭-晓天断裂;③英山-水吼岭断裂;④郯庐断裂带;⑤响水-黄破断裂
4)岩层中各类糜棱岩、构造片岩发育。特别是下部西冷岩组中以角斑质为主的岩层中有糜棱岩化岩石、糜棱岩、千糜岩,以及各类显微组构(拔丝、核幔、碎斑、云母鱼等)比比皆是,在灰岩中也出现糜棱岩化灰岩及糜棱条带,向上糜棱岩化程度和劈理化逐渐减弱,仅在能干性弱的薄层状灰岩、页岩中出现劈理化岩石。
5)在大别造山带南缘张八岭地区,经滁州、和县至巢湖一带,普遍出现由旱期紧密平卧褶皱与主期褶皱非共轴叠加的褶皱形式。由于主期褶皱十分发育而强烈,以及后期滑覆逆冲构造的掩盖和改造,此类叠加褶皱被误认为由晚期“逆冲推覆构造”所形成。通过典型的露头构造解剖和区域构造追索,早期褶皱的存在并被主期褶皱叠加变形仍然可以被确定。在滁州一带见有早期褶皱枢纽(L1)和轴面(S1)被主期褶皱(F2)弯转和再褶(图2-14)。在和县昭关一带,早期平卧褶皱(F1)被近于直交的主期褶皱(F2)弯转和再褶(图2-15)。在巢湖银屏山至开城桥一带,早期平卧褶皱的倒翼被再褶,形成区域性一系列背形向斜和向形背斜(F2)构造(图2-16)。显然这些褶皱不是“扇形褶皱”,更不是由逆冲推覆构造形成的“翻卷褶皱”(夏木林,1989),上述由露头尺度到填图尺度的叠加褶皱存在,是确定区内存在早期褶皱变形的主要依据。
图2-8 扬子地块东段北缘和县-含山-巢湖地区地质构造简图
1—第四系;2—白垩系;3—下侏罗统;4—中三叠统;5—上泥盆统—下三叠统;6—上泥盆统—石炭系;7—志留系;8—寒武系—志留系;9—寒武系—奥陶系;10—寒武系;11—震旦系;12—南华系;13—新元古代张八岭岩群西冷岩组;14—新元古代肥东岩群;15—晚太古代—早元古代阚集杂岩;16—中生代花岗岩;17—实测及推测断裂;18—滑覆逆冲断层;19—印支早期褶皱轴迹;20—印支主期褶皱轴迹;21—解剖区及编号;22—解剖点及编号
图2-9 卷入褶皱的拆离断层(F)平面图
(引自1∶5万巢湖幅)
Sg—志留系高家边组;Sf—志留系坟头组;Ch—石炭系和州组;D3-C1—上泥盆统—下石炭统五通组;Cj—石炭系金陵组
图2-10 巢湖市苏家湾岩组灰岩紧密同斜褶皱
图2-11 和县洼里裴震旦系陡山沱组硅质条带褶皱
图2-12 含山县仓银凹上寒武统琅玡山组条带状微晶灰岩褶皱
图2-13 滁州市施家集周岗岩组中拉伸线理与F1型褶皱枢纽关系
图2-14 巢湖银屏山至开城桥地质构造略图
1—白垩系;2—下侏罗统;3—侏罗系;4—中三叠统;5—三叠系;6—二叠系;7—上泥盆统至二叠系;8—上泥盆统至三叠系;9—上泥盆统至石炭系;10—志留系;11—奥陶系;12—寒武系;13—寒武系至奥陶系;14—震旦系;15—印支主期线状褶皱;16—印支主期线状斜歪褶皱;17—印支主期背、向形褶皱;18—印支早期倒卧褶皱;19—飞来峰及构造窗;20—实测及推测断层;21—剖面;22—解剖区;23—印支早期轴迹;24—印支主期轴迹;25—地层变新方向
图2-15 含山县北尹山老至天鼓山F1/F2叠加褶皱图
1—第四系;2—下侏罗统;3—中三叠统;4—下中三叠统;5—下三叠统;6—二叠系;7—石炭系—二叠系;8—上泥盆统—石炭系;9—上泥盆统—二叠系;10—中志留统;11—下志留统;12—寒武系—奥陶系;13—寒武系;14—地质界线;15—不整合界线;16—断层;17—滑覆逆冲断层;18—印支主期褶皱轴迹;19—印支早期褶皱轴迹;20—地层产状;21—倒转地层产状;22—剖面线
6)早期褶皱形成的倒翼,薛虎(1992)认为是“薄皮构造”的表现形式。如宁镇山脉出露的地层序列,是倒序和叠置的地层序列,不是正常地层序列,其褶皱变形不是“三背两向”,而是三个向曲和两个背曲(可称向形背斜、背形向斜,作者注),即“三向两背”构造(图2-17)。其下的滑脱界面,作者认为应是早期,或早期又被晚期复活的滑断界面,但界面之下应有正常地层序列存在。在江苏茅山地区也有类似情况。另在湖北黄梅地区,黄梅铁矿勘探资料表明“五里墩倒转背斜”并不存在(薛虎,1992),而应是由倒序地层构成的背形向斜构造(图2-18),后又被晚期构造推覆在侏罗系之上。
7)这类褶皱构造,在扬子地块北部的皖南地区,有吴有林(1994)、许卫(1996)、张开钧(1997)、储东如(1998)等报道,都将其划为早期伸展构造体制下深层韧性滑脱剪切构造。其主要特征是发育顺层掩卧褶皱和顺层劈理等(S1)。储东如(1998)则明确提出在皖南宁国一带古生代地层中,印支期有二期变形,早期为伸展构造体制下形成的顺层掩卧褶皱,并被第二期、第三期(相当于作者划属的主期)褶皱变形叠加,而早期拉伸线理走向呈N70°E,与第二期挤压褶皱枢纽(NE)向相一致(图2-19)。
图2-16 和县、含山、巢县叠加褶皱(F1/F2)构造解剖图
1—中三叠统;2—南陵湖组;3—和龙山组;4—龙潭组;5—孤峰组;6—五通组;7—坟头组;8—高家边组;9—奥陶系;10—观音台组;11—炮台山组;12—幕府山组;13—琅玡山组;14—杨柳岗组;15—黄栗树组;16—寒武系;17—寒武-奥陶系;18—震旦系;19—地层产状;20—倒转地层产状;21—实测断层;22—推测断层;23—滑覆逆冲断层;24—第二期褶皱轴迹;25—第一期褶皱轴迹;26—图件编号及位置,参见图28
图2-17 宁镇山脉龙潭至伏牛山构造示意剖面
(引自薛虎,1992)
T3-J2—上三叠统至中侏罗统;C-T2—石炭系至中三叠统;S-D—志留系至泥盆系;S-T—志留系至三叠系(原地系统)
图2-18 湖北黄梅铁矿区构造剖面图
(引自薛虎,1992)
S-D—志留系至泥盆系;C—石炭系;P—二叠系
综上所述,在扬子地块东北缘地区,自东向西、由北而南,普遍存在早期伸展构造体制下,由深层韧性滑脱剪切构造所导致的早期褶皱变形及与其伴生的构造形迹。由于研究刚刚开始,且多数地区被掩盖,深部资料不多,构造细节还不十分清楚,但通过一些典型地区构造解剖,根据线理矢量及褶皱倒覆方向,其总体运动方向自NE向SW滑脱拆离逆冲。
图2-19 宁国市鸭子坑构造略图
(引自储东如,1998)
1—下寒武统荷塘组;2—上震旦统皮园村组;3—上震旦统蓝田组;4—早期拉伸线理;5—早期褶皱枢纽;6—主期褶皱轴迹;7—地层产状;8—F2轴面劈理
2.主期线型紧密褶皱带区内发育由印支主期形成的线型紧密褶皱带,自北而南,由东而西,在长江北岸除张八岭褶皱带外,有滁州褶皱带、巢湖褶皱带、怀宁-宿松褶皱带;在长江南岸有宁(南京)镇(江)褶皱带、繁(昌)贵(池)褶皱带、茅山-狸桥褶皱带、无锡-宜兴-郎溪褶皱带、泾县-青阳褶皱带,以及与皖南晋宁期褶皱带相毗连的东至-黄山褶皱带,宁国-绩溪褶皱带等。据其所处构造部位,自北而南可划分为北带、中带、南带,其主要变形特征如下。
1)北带。区内褶皱带处大别造山带南缘,除张八岭褶皱带主要由新元古代青白口纪岩层组成外,滁州褶皱带由南华纪至志留纪地层组成一系列紧密背、向斜构造,属相似褶皱(F2),轴向向NE至NNE,轴面向NW倾斜,向SE倒转,发育轴面劈理并置换层理(S0)。在西冷岩组及苏家湾岩组内,局部可见S2∥S1∥S0,形成劈理岩化带。在倒转翼常见逆冲断层。
2)南带。区内褶皱带处皖南晋宁期褶皱带北缘,主要为泾县—青阳、黄山—东至、宁国—绩溪一带,由寒武系至志留系组成的背、向斜构造。轴向NE,呈45°~60°的弧形弯转,轴面陡倾,或向SE微倾,褶皱枢纽呈10°~15°波状起伏,总体向NE倾伏。在褶皱转折端处见有间隔状轴面劈理,转折端岩层加厚不明显,属等厚褶曲。还需指出的是,在这些褶皱带中,普遍见有早期层内褶皱及顺层剪切现象,及叠加在早期褶皱倒翼所形成的背形向斜、向形背斜构造,以及被晚期构造变形改变早期枢纽方位或轴面再褶而形成的不同方向叠加褶皱。
3)中带。区内褶皱带,分布于巢湖、怀宁、宿松及宁镇、茅山、繁昌、贵池一带。主要由上古生界和中三叠世马鞍山组组成。在背斜核部主要出露志留系,少数出现寒武系及奥陶系。向斜轴部主要为二叠系至下三叠统,局部出现中三叠统马鞍山组。轴向总体呈NE或NNE向弧形延伸,以直立至斜歪等厚到相似褶皱为主。在茅山、贵池一带以北轴面主要向NW倾斜,以南轴面向SE微倾,构成著名的“对冲褶皱带”。即劈理(与褶皱轴面一致)呈倒扇形展布,在区内也广泛发育与早期褶皱叠加形成的区域性背形向斜、向形背斜褶皱,但未被前人所重视,或被看成是由“逆冲推覆”形成的“翻卷褶皱”。
上述褶皱带在区内总体显示向NE倾伏开阔,向SE抬升收敛的趋势,反映区内变质基底总体向NE倾没。在北部自桐城至宿松一线,滁州、巢湖一带褶皱向SW延伸,明显与大别山体南缘相截,并倾没于潜山盆地及大别山体之下,表明晚白垩世前大别山体的强烈抬升和向南滑覆逆冲作用。在南部宁国、黄山、东至一带褶皱与皖南晋宁期褶皱带明显交切,前者呈NE向,后者呈近EW向,由新元古代葛公镇组、休宁组与中元古代上溪群间的不整合面(多数已为韧性滑断面所破坏)及其下伏的上溪群呈支叉状向NE倾伏的背斜褶皱所展现,清楚反映印支主期褶皱与晋宁期褶皱带叠加现象。由于上述早期及主期褶皱变形均使中三叠统东马鞍山组卷入褶皱,并被下侏罗统磨山组不整合覆盖(图2-20),表明其形成时代为中三叠世末至早侏罗世前。
图2-20 含山县褒山水库北J1m不整合于T1-2之上J1m—下侏罗统磨山组;T1-2—中下三叠统
3.晚期滑覆逆冲构造
滑覆逆冲构造在扬子地块东北缘东段地区甚为发育,极大地破坏或改造了印支早期与主期形成的叠加变形带。由于合(肥)宁(南京)高速公路的修建,将肥东至巢湖一带的山体劈开,使原认为“逆冲推覆构造”的全貌得以展现。作者等通过多次详细考察,证实这些逆掩断面具有浅陡深缓,后缘滑覆,前缘逆冲的特点,并将印支早期及主期形成的褶皱及叠加褶皱沿滑脱面不断向前滑移逆冲,但未造成区域性完全倒序的地层序列。
据徐家聪等(2000)资料,在巢湖一带有香泉推覆体和半汤推覆体。香泉推覆体处含山县龙王尖至和县香泉一带,呈NE向,向南凸出的弧形延伸,长约40km。由昭关-吃儿山片体、青山-缩山片体,龙王尖-狮碾潘片体及昭关飞来峰、昭关煤矿构造窗等组成。滑断面上的片体,由志留纪—中三叠世地层组成的斜歪一倒转褶皱或为背形向斜、向形背斜。滑断面常处于志留系高家边页岩并推覆在早侏罗世磨山组之上(图2-21)。断面总体向NW缓倾,且西缓东陡,断面呈20°~50°起伏(图2-22,图2-23),总体显示由NNW向SSE滑覆,形成后展式滑覆逆冲构造。半汤推覆体处无为县龙骨山、巢湖市半汤一带,呈NE向并向南凸出的弧形延伸,长约70km。由半汤-龙骨山片体、散兵-草鞋岭片体及黄牛背飞来峰,构造窗等组成。滑断面上的片体,由震旦纪灯影组至奥陶纪地层组成的一系列线状紧密斜歪—倒转褶皱,及由倒序地层组成的背、向形构造。滑断面常处高家边页岩及早三叠世南陵湖组中泥质灰岩中。断面倾向NW,波状起伏、西缓东陡,总体由NW向SE滑覆逆冲。
图2-21 含山县严家构造窗剖面示意图
Z-∈—震旦系—寒武系;S1g—下志留统高家边组;J1m—下侏罗统磨山组
图2-22 含山县龙王尖滑覆逆冲构造剖面图
(引自徐家聪等,2000)
S1g—下志留统高家边组;∈3-O1—上寒武统—下奥陶统观音台组;∈2p—中寒武统炮台山组;∈1m—下寒武统幕府山组;Z3d—上震旦统灯影组
图2-23 含山县祁门站滑覆逆冲构造剖面图
(据徐家聪等,2000)
E—第三系;K1—下白垩统;T—三叠系;C—石炭系;D3-C—上泥盆统—下石炭统五通组;sf—志留系坟头组;
Sg1-3—志留系高家边组;O—奥陶系;∈3-O1—上寒武统—下奥陶统观音山组;∈—寒武系;Z—震旦系
李自堃等(1986)描述了除香泉、银屏山推覆体外的张家山(怀宁县洪镇北部)、河西山(宿松)、火龙岗(芜湖)、九连山(宣州市狸桥)等推覆构造。河西山处大别山东南缘,发育一系列向SE方向凸出的弧形逆冲断面,断面西缓东陡,倾向NW,由NW向SE滑断逆冲于上侏罗统之上。火龙岗推覆构造,断面倾向SE,西陡东缓,倾角15°~30°,由SE向NW滑覆逆冲。九连山推覆构造处茅山推覆体的SW延伸部分,断面倾向SE,向SE深部变缓,呈5°~35°,显示由SE向NW滑覆逆冲。据上述资料分析,滑覆逆冲构造发生于晚侏罗世到早白垩世间,并在宣州市南(狸桥)至贵池一带构成滑覆逆冲“对冲带”。
在江苏,薛虎(1992)描述了苏州、宜兴,宁镇山脉、茅山等地区的薄皮构造。即由倒序或叠序地层序列组成的褶皱片体,以能干性弱的岩层为滑脱界面,并推覆在中生代地层或岩浆岩之上,形成一系列飞来峰、构造窗。因此,宁镇、茅山山脉均是一些无根的山体。徐学思等(2001)深入研究了茅山山脉的推覆构造,认为是由3个异地岩片(P2-T1、C-P、S-D),3个润滑层(P2,C1,S1),三个主滑覆面(F1,F2,F3),且其中3个岩片为反序叠置(老叠新),单个岩片为正常地层序列所组成。异地岩片沿滑断界面,由SE向NW依次滑移向上叠覆,总体叠覆在原地系统J2—K1地层之上,其下伏地层后期又发生新的褶皱和断裂。
此外,在扬子地块北缘的中段(宿松至武汉)及西段(湖北黄陂—神农架以北)地区,据安徽、湖北两省地质志资料,在与秦岭造山带、大别造山带相邻地区,仍发育一系列与造山带主体方向一致的主期线状褶皱。如在神农架北部出现一系列呈“S”形扭曲向南倒转的线状褶皱和向南逆冲断片,呈叠瓦状排列的逆冲推覆构造系统。在神农架、大洪山及其以南地区,褶皱变形简单,为开阔型穹隆状构造。在武汉至宿松地段,亦呈NWW—NEE向线状褶皱,并随大别造山带向南突出的弧形弯转被其相截,或隐伏于大别山向南突出的山体之下。其褶皱形态在武汉以南呈紧闭同斜并向南倒转。局部褶皱呈“S”形弯曲。在黄石至宿松,褶皱形态比较复杂,主要呈紧闭线状,并与同方向冲断层伴随,以及一系列构造窗出现。褶皱呈现EW—NE向弯转,局部呈“S”形扭曲,并向北东或北西方向倒覆。上述地区,褶皱主要形成于晚三叠世,褶皱枢纽呈“S”形弯曲,可能由多期褶皱叠加变形所致,但尚需经详细构造调查才能确定。