巢湖实习区构造.docx

巢湖实习区构造实习范围位于安徽省巢湖市北部凤凰山地区，出露地层主要为古生界和中生界，其东、南、西 三面均为第四系覆盖，向北止于小罗断层。其构造形态为两个向斜和一个背斜，自西向东依 次为马家山向斜、凤凰山背斜、俞府大村向斜，断裂构造发育。一、大地构造位置本区位于扬子板块的东北部（下扬子台褶带南京坳陷褶皱束滁巢褶断带）、郯庐断裂带的 东侧、半汤复式背斜的西翼。南缘以桥头集一东关断层为界，西缘以夏阁一圣桥断层（滁河断 裂带的一部分）为界。区内位于特提斯构造与太平洋构造的交汇处，中生代以来的构造活动强 烈，并奠定了区内的构造格架.尤其是印支运动在本区表现最为明显，以NNE-SSW向褶 皱为主，伴随有一系列的纵断层、横断层和斜断层。扬子板块的基地形成于晚元古代中期的晋宁运动（约8亿年前），地台盖层发育较全，自晚 三叠世开始大部分地区出现活化。由于中生代期间的印支运动和燕山运动使地台盖层表现为 过渡类型的构造形态，反映出较强的活动性。下扬子台褶带是扬子地台内部一个活动性较强的次级构造单元，位于地台东部长江下游地区， 属古生代一一三叠纪的坳陷带。中生代以来经受印支运动和燕山运动多旋回构造岩浆作用， 形成结构复杂的地台盖层褶皱带。中国地质科学研究院所编中华人民共和国大地构造图（1964）将其进一步划分为大治坳陷褶皱束、修水坳陷褶皱束、南京坳陷褶皱束、皖东南准 地槽型坳陷褶皱束和太湖隆起五个次一级的构造单元。南京坳陷褶皱束，黄汲清称其为南京坳陷。震旦系古生界和三叠系发育较全，厚度较大，侏 罗系覆盖面积也较广，并有白垩系分布，新生界发育，长江沿其流过，是一个继承性的坳陷 地区。由于印支燕山运动，发育了一系列以北东方向为主的褶皱和断裂。其西界是郯庐断裂， 也是扬子地台与华北地台的分界。郯庐断裂的活动对该区的地质发展史有明显的控制作用。滁巢褶断带位于南京坳陷褶皱束的中部，由滁州到庐江呈北东一一南西方向延伸，是一个 次级构造单元。西侧是浮槎山 南将军山隆起，主体由震旦系 三叠系构成的褶皱组成， 自北而南可分为五个带：依次为龙山单斜带、黄山背斜带、半汤复背斜带、银平复向斜带、 严桥复向斜带。该褶断带的构造线方向大致为北东4 0 °左右，地层都较规则的顺构造线方向 分布，褶皱构造十分发育，一般背向斜相间出现，皆呈交互式背向斜复式构造。褶皱形态较 为复杂，多为线状且较紧凑，两翼较陡（南东翼更陡，北西翼稍缓），轴面常为一高角度倾 向北西的倾斜面，说明本区在构造变动中，表现了一定程度的物质运动的水平定向性，即区 域构造应力场是由北西向南东挤压，所见背斜核部、多为志留系高家边组、坟头组砂页岩及 泥盆系五通组砂岩。向斜核部多为二叠系和三叠系灰岩，褶断带中两组断层发育，一组为北 东向纵断层，一组为北西向横断层，而以北东向断层为主，且多为逆断层，规模较大。横断 层主要为正断层或平移断层，甚至穿过褶曲核部，在地貌上表现为低平垭口、山谷或交通要 道。羊汤复背斜位于巢湖市北部地区，被截于夏阁一一盛桥断层和清溪断层之间，范围还可东 延，复背斜形态很不完整，组成地层为震旦系灯影组至中三叠统东马鞍山组。由于各方向断 层错移，破坏后期北北东方向断层伴生的褶皱迭加所致，主轴已分离成两段。西段出露于汤 山附近，轴部被纵向断层（韦家村断层）分成东西两部分。东部最老地层为灯影组，向东依 次为奥陶系，产状正常，倾角3 0 °4 0 °，西部出露奥陶系，产状正常，倾角15 °2 0 °， 轴迹方向2 0 °，轴面西倾，倾角8 0 °左右，枢纽向北倾没，向南被断层所切，很不完整。 西翼保留三个次级褶皱，自西向东依次为平顶山向斜，凤凰山背斜，俞府大村向斜，褶皱紧 密连续，均为线性褶皱。复背斜整体以北东5 0 °方向延伸，并呈、'$形弯曲，由于构造线、'S 形拐弯，加以后期北北东向断层牵引及伴生褶皱作用迭加和改造，次级褶皱轴向大多为北东 左右，向北东才渐复背斜整体趋于一体，复背斜核部较宽缓，翼部褶皱紧密呈线形，和褶皱 伴生的逆断层发育，规模也大，其他横断层、斜断层也发育，但一般规模不大，多半错断纵 断层。二、褶皱构造本区位于半汤复式背斜西翼，以三个二级褶皱为主要构造形式，自东向西主要由俞府大村 向斜、凤凰山背斜、平顶山向斜组成。出露地层有志留系(S)、泥盆系(。)、二叠系(P)、三 叠系(T)。其中二叠系龙潭组(P21)为俞府大村向斜核部地层，而三叠系殷坑组(Tly)、和龙 山组(Tlh)、南陵湖组(Tin)和东马鞍山组(T2d)地层则构成俞府大村向斜核部，凤凰山背斜 核部由志留系(S)组成。三个褶皱两翼的地层产状基本正常，局部倒转。轴迹方向为 200300,枢纽均向SSW倾伏，倾伏角15°26°不等。由于多期构造运动的影响，轴面 倾斜且弯曲，甚至铰纽。褶皱相互平行排列，加之褶皱枢纽倾伏，在平面上表现为''M形展 布的低山地貌，南端则被EW向桥头集东关断层横切而终止。多期构造运动的叠加，使区 内形成的褶皱大都斜歪，局部倒转，次级小褶皱颇为发育，特别在两个向斜核部尤为明显。 褶皱多被断裂破坏，并有岩浆侵入。1、平顶山向斜位于本区西部，核部为三叠系灰岩，出露在平顶山、马鞍山一带，翼部为石炭系一一二叠 系灰岩、碎屑岩以及志留系一泥盆系碎屑岩。东翼出露在长腰山一带，轴迹方向为北东 25°-30°，枢纽出露长度约8Km，向西南倾伏并被桥头集一东关断层所截。两翼产状南北各 异，平顶山以南两翼均向西倾，西翼倒转，倾角70°以上，东翼正常，倾角50°-60°，轴面 西倾，倾角约60°。平顶山以北两翼产状正常，倾角20°30°，轴面近于直立。在平面上， 北部转折端清楚，五通组底部砾岩绕碾盘山的西、北、东侧而过，产状平缓；石炭系地层在 216垭口附近绕过，西翼较陡，东翼较缓。三叠系南陵湖组在平顶山构成转折端，两翼紧闭。 在马鞍山由于受断层改造，向斜西翼局部变为正常产状。野猪山岩层近于直立，为南陵湖组 和龙山组，推测为向斜西翼，由断层和次级褶皱构成。B4-1 向核山北坡平顼山向斜的辕折端2、凤凰山背斜位于本区中部凤凰山一带。核部地层为志留系高家边组和坟头组，出露在长腰山和大尖山 之间山谷中，属负地形。西翼逐渐向马家山向斜过渡，最新地层为三叠系东马鞍山组，东翼 逐渐向俞附大村向斜过渡，最新地层为二叠系孤峰组。在北部和中部轴迹方向为北东25° 30°，南部向南弯曲近南北向。两翼产状正常，西翼稍缓，倾角约60°，东翼倾角约70°， 轴面西倾，倾角约80°，枢纽向南倾伏，向北仰起，被第四系覆盖，并被断层所截。志留系 高家边组和坟头组的分界位于山腰处，泥盆系五通组底部砾岩沿山脊分布，两者在南部转折 端均能闭合。背斜两翼发育一系列横向断层。以245，七050 M图4-2 马家山地区平项山向斜核部的笈式幅皱1据宋恃中等，2002）马家山3、俞府大村向斜位于本区东部俞府大村、维尼纶厂、试刀山一带，核部出露最新地层为二叠系孤峰组，沿 岠嶂山、大尖山之间的山凹分布。西翼地层分布在大尖山凤凰山一带，向东被第四系覆盖。 核部向南变宽，两翼产状正常，西翼倾角约7 0°,北缓南陡，东翼倾角约3 0°4 0 °。轴 面南部西倾，北部近于直立，枢纽向北仰起，向南倾伏，被第四系覆盖并被清溪断层截断。 孤峰组只分布在力寺林场以南，栖霞组在猫耳洞附近构成转折端，小罗断层以北只有五通组 及以下地层分布。向斜北部转折端受小罗断层和松柯刘西断层的改造而不完整。两翼发育一 系列横向断层。在栖霞组灰岩中发育有多个溶洞，著名的有王桥洞和猫耳洞。图43风凰山背编南倾转折蚱制面图（据宋传中2002）4、层间褶皱本实习区内的褶皱是在纵弯褶皱作用下形成的，参加褶皱的岩层有厚全块状的石英砂岩和 灰岩，也有薄层的砂岩、硅质岩和粘土岩。在褶皱作用下厚全块状的石英砂岩和灰岩出现层 间滑动，而的薄层砂岩、硅质岩和粘土岩常常形成层间褶皱，此种小褶皱在本区多处可见， 在孤峰组硅质岩中最为明显。凤凰山南坡油库北侧的五通组上部中薄层石英砂岩中存在一层间小褶皱，该小褶皱出现在薄 层石英砂岩中，其上下均受中层状石英砂岩的限制，由一个背斜和一个向斜构成。枢纽方向 与该处岩层的总体走向一致近东西向。轴面与上下岩层的锐夹角约60°左右，说明该处层间 滑动为右旋，此处位于凤凰山的东南翼，符合纵弯褶皱作用的层间滑动规律，即相邻上层相 对向背斜转折端方向滑动。平顶山西侧马家山向斜西翼孤峰组硅质岩与页岩中存在一系列层间褶皱。该处西北侧有栖 霞组的块状灰岩，东南侧有大隆组砂岩，由于两者在纵弯褶皱作用下产生相对滑动，使所夹 的孤峰组的薄层硅岩和粘土岩产生一系列的层间褶皱，据褶曲轴面与上下邻层的夹角关系所 判断的层间滑动方向符合纵弯褶皱作用的规律。这种层间小褶皱在俞府大村向斜核部孤峰组 硅岩以及马家山向斜核部附近南陵湖组薄层灰岩和页岩中也较常见。另外，在褶皱形成过程中存在者压扁作用，在压扁作用下，某些岩层被压薄，甚至被拉断成 为构造透镜体。这种现象在狮子口坟头组地层中和马鞍山三叠系地层中也较常见。110罕Q甲而图4-4 马鞋山一炬嶂山向斛示点图三、断层本区由于多期构造活动，特别是郯庐深大断裂带的影响，断层极为发育，性质尤为复杂。 本实习区除南、西、北三面均受断层限制外，区内断层也很发育。断层走向主要有北西西和 北北东两个方向。北西西向的断层数量多，但规模较小，多为横向张性正断层。北北东向的 断层规模相对较大，多为纵向压扭性断层。另外，还有北北西的张扭性断层。现将主要断层 描述如下：1、王乔洞断层位于维尼纶厂西北侧王乔洞附近俞府大村向斜西翼栖霞组地层中，造成下部硅质层缺失， 断层延伸方向为北北东向与地层走向、向斜轴向近于一致，属纵向断层。断层中段王乔洞附 近，由于东盘受剥蚀严重，使断层面裸露地表，形成高达10米的断层崖，显示出断层面起 伏不平呈舒缓波状，此处断层面东倾，倾角大于70°。断层面上擦痕、阶步很发育。断层带 内有断层角砾岩和构造透镜体，断层面和断层带的特征反映出力学性质为压扭性，断层的派 生节理十分发育，多被方解石脉充填，在东盘有一派生的帚状构造（断层），该帚状断层在 剖面上由三条向西撒开向东收敛的小断层组成。小断层附近发育斜列式张节理，小断层面上 见有擦痕和阶步，两者均反映出帚状小断层为左旋，进一步说明主十断层（王乔洞断层）在 剖面上为左旋。王乔洞之南约20米处有一酸性侵入体，推测可能属沿断层侵入。王乔洞断 层为一压扭性纵向逆断层。2. 马鞍山断层位于马鞍山南部，马家山向斜的西翼。断层走向北北东与向斜走向近于一致。将三叠系殷 坑组、和龙山组和南陵湖组断开。两盘地层产状明显不同，北西盘西倾层序正常，南东盘走 向北北东近于直立。沿断层发育有破碎带和牵引构造。北西盘产状与区域产状不吻合，应为 马家山向斜西翼次级褶皱的组成部分。推测该断层整体为右旋平移断层，其西盘是由南向北 推挤而来。马家山向斜形成后其南西翼受到自北向南的挤压作用，从而使翼部形成次级褶皱， 同时形成该断层。3、小罗断层位于试刀山北侧，俞府大村向斜北部转折端。断层走向为南东东110°。属横向断层，出露 长度约为2公里，北盘为五通组和坟头组，南盘为五通组、坟头组和石炭系，断层西段五通 组沿走向与石炭系直接接触并有断层角砾岩，东段沿山脊可见五通组底部砾岩被错开，走滑 距约50米。断层两盘地层产状明显不同，南盘因断层的牵引作用和次级断层的破坏，产状 十分紊乱。沿断层有破碎带，冲沟发育，并有泉水。断层面倾向不易直接测量但据断层带的 特征及与向斜的关系可确定其力学性质为张性，推测为正断层。由于断层效应使向斜核部在 北盘变宽，南盘变窄，说明北盘为下降盘，南盘为上升盘，因此断层面应向北倾。4、松柯刘西（猫耳洞）断层沿力寺水库北侧、猫耳洞北侧、试刀山西侧采石场一线穿过，斜切俞府大村向斜北部转折 端。断层走向北西属斜向断层，两端均被第四系覆盖，出露长度约2公里。由于受地形影响， 断层线呈反S形。断层面产状不易直接测量。在北西段南西盘为五通组，北东盘是石炭系， 两者产状不同，沿断层发育冲沟并有多个落水洞，断层中段两盘地层产状基本一致，但同一 地层北盘相对向西平移，南盘栖霞组中有一塌陷的溶洞，洞内角砾岩和方解石巨品十分发育 并发现有动物牙齿化石，据此推测此洞的塌陷与断层活动有关。断层南东段两盘断层明显错 开，并发育冲沟。此断层属张扭性，其活动以平移为主。5、狮子口断层位于临湖机械厂南侧狮子口处，构造位置属凤凰山背斜的南西翼，在地形山属一山垭口， 巢肥公路和通临湖机械厂的铁路沿其穿过。公路东侧为马鞍山的南西坡，其下部出露坟头组 上部地层，上部为五通组，两组地层沿走向不连续。铁路西侧为凤凰山的北东坡，出露五通 组。山垭口东西两侧地层不连续，显然存在断层。对该处断层存在两种不同认识，一是认为 有两条平移断层，东边一条位于东侧山腰处，属左旋，西边一条位于公路与铁路之间，为右 旋。两者使山垭口处地层向北移动，东西两侧地层相对向南移动。另者认为是一条走向近南 北的逆断层，地层面出露于公路东侧山坡半腰处，向东倾，使五通组直接盖在坟头组之上， 沿地层发育破碎带并有角砾岩。S4-6身子口逆神断层素描图6、青苔山逆冲推覆断裂位于实习区西部青苔山一殷家山一带，由震旦系灯影组白云质灰岩推覆体和原地志留系高 家边组页岩组成。主滑脱面发育在能十性与非能十性物理性质反差较大、不同时代岩层界面 上，主滑脱面由震旦系白云岩层形成厚约12米的构造角砾岩和志留系页岩形成的片理化 页岩，构造推覆面及一系列平行逆冲断裂面沿北东4060走向、北西倾向延伸展布，出露 长度约30公里，属区域性大断裂。另外，沿大尖山、马鞍山、长腰山、龟山、小王山、碾盘山发育一系列北西向的横向断层。 这些断层规模较小，但地层错开明显，断层面倾角不易测量，断层性质不易确定。根据它们 所处构造部位及方向和断层带特征分析，这些断层多数为张性，推测属于正断层。由于所断 断层均为倾斜岩层，在平面上断层效应的结果常出现水平视位移，故常被误认为平移断层。外围有较大规模的桥头集一东关断层、古河一散兵断层、夏阁一胜桥断层、和清溪断层。 这些断层的活动对本区的构造发展都有控制作用。桥头集一东关断层位于本区南西侧，北西西向延伸。在卫星像片上有明显表现，为重力梯 度带，控制者水系的流向，安徽区测队认为：在古生代业已存在，后期又多次活动，断层面 倾向北，为左行平移断层，力学性质压性兼有扭性。古河一散兵断层位于本区北西侧，青苔山东麓，走向北北东，卫星像片上反映较清晰，断层 力学性质压性为主兼有扭性，为逆掩断层，推测该断裂形成于燕山期，喜山期仍有活动。 夏阁一胜桥断层位于本区北西侧，在卫星像片上为明显的特征线。重力图亦处于密集梯度带。 至少震旦晚期业已存在，在印支古生界地层全面褶皱时已有过一个强烈活动，而燕山期北西 侧又下降，控制并破坏了中生界沉积，推测印支期属压性，燕山期先引张后又挤压。际*巨Me；土|祥般<»>?a1，际图4-7 普苔山逆冲断层制而图四、节理本区节理极为发育，大多数发育在泥盆系五通组(D3w)石英砂岩中。主要有两种：一种是 区域性”X节理，在泥盆系五通组(D3w)石英砂岩中最常见，将石英砂岩切成许多极为规则 的平行四边形块体(图3 一 6)。另一种是与断层伴生的各种节理，多相互平行，密集排列。 另外，还有追踪张节理和节理尾端变化的羽裂、节理叉、菱形节环和折尾等。其次，本区节 理还发育在志留系(S)、石炭系(C)、二叠系(P)、三叠系(T)、侏罗系(Jl+2)及岩浆侵入体中。 发育在灰岩中的节理大都被方解石脉充填。王乔洞发育在早二叠系栖霞组（P1q）本部灰岩段（P1q4）近下部黑灰色隧石结核灰岩中。 洞口标高80米，洞宽2.4 - 2.6米，高约2.5 - 3.5米。北侧入口 1300，中段近南北向， 南侧出口 225°，总长45米，为古地下排水通道。从地质构造角度分析，该地下暗河道主 要受走向310°和50°两组“X”性共扼剪节理所控制。这也就是王乔洞成因之所在。洞内可明显见到两层阶地，高分别为1.5米和2.0米。这两层阶地的存在证明了地壳曾 有过两次抬升，每一台阶均说明当时地壳处于相对稳定时，地下水溶蚀灰岩形成地下通道。 洞顶有小型石钟乳分布，洞内还有.地下河的冲积物和沉积物以及崩塌堆积物。由于多期运动的影响，本区节理比较复杂。根据本区节理发育方位和特征，可以分为两期: （一）印支期发育在志留系至三叠系沉积岩中。表现为两组共轭剪节理（X型节理），其力学性质以扭为 主，随着力偶的加强，由扭性变为张性。一组方向大致3300左右，另外一组大致700左右。 这两组产状较稳定，但穿过岩性差别显著的不同岩层时，其产状可能发生变化，反映岩石性 质对剪节理方位有一定程度的控制作用。剪节理面较平直，在泥盆系五通组（D3w）石英砂岩、 砾岩中，可见此剪节理切过砾石，并把石英砂岩切成规则的平行四边形。剪节理在石灰岩中表现为大多数被方解石脉充填。硅质胶接多见，有的剪节理在灰岩中表现为溶蚀成许多的沟槽。两组共轭剪节理有羽裂现象，羽裂小裂面与剪节理错动面的锐 夹角指向代表本盘动向。该节理是SE-NW向应力挤压的产物。(二)燕山期主要发育在侏罗系象山群(Jl+2xn)和岩浆侵入体中。中生界的地层中也有发育，主要为 追踪前期形成的共轭剪节理一追踪张节理，发育较弱。五、褶皱、断裂成因形成分析巢北地质构造的主体是俞府大村向斜、凤凰山背斜、平顶山向斜及相应的断裂。根据地层 特征和构造特征分析，本区褶皱断裂的形成并非单一构造运动所为，主要是两期构造运动的 结果。从地层接触关系看，下侏罗统磨山组与下伏地层为明显的角度不整合接触，该不整合在铸造 厂中学北山包和小山村两地点可观察到，说明印支运动在本区是一次较强烈的褶皱运动。外 围地区在上侏罗统与中侏罗统之间、白垩系与中侏罗统之间以及新生界与白垩系之间均为角 度不整合，但不整合面上下岩层产状变化较小，说明燕山运动存在多个较弱的褶皱幕。从地层的分布和产状看，中三叠统及以下地层在本区内大面积出露，参与了巢北褶皱，地 层走向为北东一南西向，说明印支运动在本区为北西一南东向挤压，侏罗系分布于本区南部， 在巢湖市北郊地层倾向南，在南郊倾向北，受清溪等断层的控制，组成轴向近东西的向斜构 造，说明燕山运动早期为近南北向拉张，后期为近南北向挤压，形成了侏罗纪近东西向的断 陷和侏罗系组成的向斜。从巢北褶皱的形态看，轴向北东一南西向的巢北褶皱，其枢纽向南西倾伏；凤凰山背斜南 部转折端向东扭动，马家山向斜西翼发育次级褶皱。说明本区褶皱变形是两期构造应力场作 用的结果，即前期北西一南东向挤压和后期近南北向挤压。铸造厂中学北山包处的石炭二叠 系位于凤凰山北西南部转折端，现今产状为120°/45°，若消除后期构造运动的影响，即将 磨山组变为水平，则石炭二叠系产状变为49°/40°，应位于凤凰山背斜的东翼，也就是说 在侏罗系沉积前，凤凰山背斜继续向南延伸。同样，若将小山村处的五通组恢复到侏罗系沉 积前，则其产状由现今的273°/55°变为304°/41°，尽管均位于俞府大村向斜的东翼， 但岩石产状的变化必将导致褶皱形态的改变。即印支运动形成了巢北褶皱，燕山运动对其进 行了改造。从断层的发育情况看，野猪山断层为北西倾纵向逆断层，王乔洞断层为纵向逆断层，猫耳 洞断层为左旋斜向平移断层，均与褶皱相协调，由印支运动所致。近南北向的马鞍山断层为 平移断层，其伴随马鞍山向斜内次级褶皱的发育而形成，应为燕山运动所致。本区内发育一 系列的横向正断层，除小罗断层外，常常规模较小。燕山运动早期为近南北向拉张，可直接 导致横向正断层的发育，如小罗断层等规模较大者。燕山运动晚期为近南北向挤压，使褶皱 枢纽发生起伏变化，同样可派生出横向正断层，往往规模较小。综上所述，巢北地区褶皱和断裂的形成和演化经历了印支和燕山两期构造运动。印支运动 形成了巢北褶皱和猫耳洞、野猪山、王乔洞等断层。燕山运动对其进行了改造，使巢北褶皱 向南西倾伏，凤凰山北西南部转折端向东偏转，马家山向斜内部产生次级褶皱，并形成了众 多的横向正断层和马鞍山断层等。印支运动为北西一南东向挤压，应力由北西向南东推挤，使马家山向斜西翼发生倒转，此应 力来源于郯庐断裂的左旋平移活动。燕山运动的构造应力场早期为近南北向引张，晚期为近 南北向挤压，分别来源于郯庐断裂在侏罗纪的左旋平移和白垩纪的右旋平移。思考题1、如何判断、确定青苔山逆冲断层的主断裂面？其主要依据是什么？2、如何判断狮子逆断层的性质？确定上、下两盘运动方向的依据是什么？3、分析巢北地区褶皱构造与断裂构造体系的动力学机制及空间格局与展布规律。