王云 湯立方
[摘要]蟠龍向斜位于貴州省六枝特區(qū),為六枝礦區(qū)的一個主要構造單元,臨近水城礦區(qū)。該構造單元以煉焦用煤為主,且儲量大,但由于成煤期后改造明顯,構造復雜程度屬復雜類型,煤田地質勘探和煤礦建設開采受到極大制約,對蟠龍向做進一步深入研究其地質構造特征具有重要意義。通過對以往地質資料的分析、研究,在對蟠龍向斜區(qū)域構造背景闡述的基礎上,總結了研究區(qū)內斷層、褶皺等構造特征,并根據(jù)地質力學、構造力學原理進一步分析了展布規(guī)律和構造的區(qū)域性成因。
[關鍵詞]向斜 構造特征 構造變動 規(guī)律
[中圖分類號] P613 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-8-76-2
1區(qū)域構造背景
蟠龍向斜在大地構造單元上屬揚子準地臺(Ⅰ級)黔北隆起(Ⅱ級)六盤水斷陷(Ⅲ級)威寧北西向構造變形區(qū)(Ⅳ級)構造單元內。從斷裂角度來說,蟠龍向斜位于紫云—埡都斷裂帶(走向NW—SE)和石阡—安順斷裂帶(走向NE—SW)交叉斷裂帶的北西向,更臨近紫云—埡都斷裂帶。蟠龍向斜東南緣為郎岱向斜、西南緣為中營向斜、東側比德向斜、西側楊梅向斜、北西緣格木底向斜、北北西緣為大河邊向斜和土地亞向斜(圖1)。
蟠龍向斜南北走向上長約34km,東西傾向上寬約16km,面積約121km2。軸部出露地層為三疊系中統(tǒng)法郎組(T2f)和關嶺組(T2g),向斜兩翼依次為三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組(T2yn)、飛仙關組(T1f)、二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P3l)、峨眉山玄武巖組(P3β)和二疊系下統(tǒng)茅口組(P2m)。北盤江支流打把河貫穿區(qū)內,地勢北高南低,一般高差300m左右,最低標高+735m,最高標高約+2000m。上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M(P3l)含煤地層形成槽谷地貌形態(tài)。
2構造特征
2.1褶皺
蟠龍向斜實為一復向斜。南段為法郎向斜南延部分;北段為小河邊向斜南延部分。于蟠龍附近為蟠龍向斜相隔,組成復向斜。向斜南端地層傾角為了30°—40°。東西兩翼產狀由南向北逐漸變陡至直立,東翼地層并有倒轉。
法郎向斜西北與格木底向斜相接,近南北走向自南延伸,于蟠龍北側,軸向轉為北西60°向西南方向延伸。由蟠龍至木城北面一段長約4km2范圍內,遭橫向斷層連續(xù)破壞。蟠龍以北向斜軸部為宣威煤組,以南為三疊系關嶺組。
小河邊向斜,軸部走向近南北方向,南延至以那大寨附近。向斜北部被瀾壩——茨壩兩斜交大斷層錯開成階梯狀,分成三段落。北段為小河測區(qū),中段與南段屬于蟠龍測區(qū)。其中段稱為蟠龍向斜北端。
蟠龍向斜,位于兩向斜之間,南至以那大寨,軸走向為南東南北30°;北經法那與威水背斜聯(lián)接。(圖2)
2.2斷層
為便于分析斷層與褶皺的關系,依據(jù)斷層走向與褶皺軸向之間的幾何關系來對研究區(qū)內的斷層進行分類。研究區(qū)內共發(fā)育各類斷層87條,其中縱斷層18條(走向正斷層9條、走向逆斷層10條);斜斷層20條(斜交正斷層15條、斜交逆斷層5條);橫斷層21條。其中,走向逆斷層多為高角度逆斷層。(表1)
從斷層延伸長度統(tǒng)計,延伸長度在5000m以上的有逆斷層3條,走向正斷層2條。(表1)
3構造特征的規(guī)律性
3.1南寬北窄、向斜不連續(xù)的構造形態(tài)
蟠龍向斜屬于縱彎褶皺,總體走向(NW—SE)與最大主壓應力(NE—SW)σ1垂直,而與最小主應力σ3平行。從向斜東、西兩翼來看,東、西兩翼產狀由南向北逐漸變陡至直立,東翼地層并有倒轉。由此分析可知,向斜東翼為直接受力面,西翼為間接受力面,由南向北所受主壓應力逐漸增大。在靠近茨沖附近,地層無法承受最大主壓應力,由韌性變形轉為脆性破裂,即F73斷層。F73斷層切割了整個蟠龍向斜,發(fā)生了平行方向錯動,北東盤地層往北西方向位移,而南西盤地層相對往南東方向位移,斷層傾角接近直立。構造形態(tài)表現(xiàn)出,木城以南為寬緩的復向斜,以北為窄陡的單一向斜,地層錯斷不連續(xù)。
3.2斷層的方向性、分區(qū)性和分帶性
蟠龍向斜區(qū)內的斷裂具有明顯的性質、方向、分區(qū)和分帶。①區(qū)內斷層方向多為NW—SE和NE—SW方向,尤其以NW—SE方向為主,基本與地層走向和褶皺軸向一致。②區(qū)以木城以南和以北分為一區(qū)和二區(qū)。一區(qū)內斷層主要以縱斷層(走向正斷層和走向逆斷層)為主,尤其以高角度走向逆斷層為主。二區(qū)內斷層主要以橫斷層為主。③在一區(qū)以南和二區(qū)以北區(qū)域主干斷裂密集成帶并相互切割。主干斷裂伴生或派生出力學性質更加復雜的次一級斷裂,次一級斷裂又密集成帶相互切割。
3.3斷層和褶皺的關系探討
蟠龍向斜區(qū)內斷裂作用與褶皺作用關系密切,特別在褶皺與走向逆斷層之間,但內在生成關系復雜而有爭論。以往資料認為該區(qū)內褶皺和走向逆斷層發(fā)育于同一造山期,但斷裂作用要略晚于褶皺作用。但根據(jù)流行的“斷層相關褶皺”的理論,褶皺的產生、發(fā)育都與斷層的活動密切相關,任何復雜的褶皺都可以由斷層轉折褶皺、斷層傳播褶皺和滑脫褶皺組合而成。若解決這一問題,需要對研究區(qū)內關鍵部位如向斜核部、向斜起始端、復向斜轉為單一向斜的部位作高分辨率的地震剖面,同時用鉆探工程驗證,能否發(fā)現(xiàn)蓋層下基底中有無與褶皺發(fā)育有關的盲斷層,特別是逆沖斷層。此觀點共探討。
4構造的區(qū)域性成因
局部應力場的復雜性和多樣性的總和恰恰反應了區(qū)域應力場的統(tǒng)一性。在區(qū)域應力場總體不變的情況下,由于次級斷塊的存在,就會產生不同的塊內應力組合形式(張文佑,1984)。
蟠龍向斜所受最大主壓應力σ1的方向NE—SW;最小主應力σ3的方向NW—SE,基本與燕山期的紫云—埡都斷裂帶(走向NW—SE)和石阡—安順斷裂帶(走向NE—SW)的方向一致。分析可知,不僅蟠龍向斜、中營向斜和郎岱向斜均受燕山期的紫云—埡都斷裂帶(走向NW—SE)和石阡—安順斷裂帶(走向NE—SW)所形成的“X”形交叉斷裂帶控制,并主要受紫云—埡都斷裂帶(走向NW—SE)影響,并經多期改造。
參考文獻
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