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湘鄂西地区的构造特征

时间:2023-01-25 励志故事 版权反馈
【摘要】:3.3 构造演化川东南—湘鄂西地区所处的上扬子地块的形成和演化是在元古代晋宁事件形成的前震旦纪变质基底上发育起来的,对沉积盆地的演化,总体概括为两大演化阶段——原型盆地演化阶段和强烈变形演化阶段。中、晚志留世湘鄂西地区亦为稳定的地台阶段,并开始隆升。川东南—湘鄂西地区总体处于隆起剥蚀状态,缺失泥盆系、石炭系沉积,早二叠世含煤碎屑沉积假整合于志留系之上。
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3.3 构造演化

川东南—湘鄂西地区所处的上扬子地块的形成和演化是在元古代晋宁事件形成的前震旦纪变质基底上发育起来的,对沉积盆地的演化,总体概括为两大演化阶段——原型盆地演化阶段和强烈变形演化阶段。沉积盆地经历的主要构造运动为加里东运动、印支运动、燕山运动和喜马拉雅运动,在经历了这些构造运动后,地层发生了强烈的冲断、褶皱变形和后期的拉张变形改造。

3.3.1 震旦纪—加里东期的构造演化

震旦纪—中奥陶世,川东南—湘鄂西地区处于相对稳定、总体下沉的状态,有条状坳陷和隆起出现,缺乏宽广的剥蚀区,沉积组合在大范围内较均齐,主要为广阔的浅海碳酸盐岩、蒸发岩(白云岩)台地。在上扬子川东南地区,其在晚震旦世—中寒武世沉积幅度大,堆积了近3 000m膏盐沉积,其他地区发育的坳陷一般规模不大,且时有时无,范围也变化。中奥陶世末期,都匀运动发生,在上扬子地块上形成大的隆起、坳陷,为川中隆起、川南坳陷、黔中隆起,但川东南地区则处于川东南坳陷之内,并广泛接受了一套深水盆地相—浅海陆棚相的暗色泥页岩—粉、细砂岩沉积。

志留纪末期的广西运动基本上继承了都匀运动的构造格局,使早期形成的隆起、坳陷进一步发展。同时还使全区地壳上升。造成志留系(尤其是上志留统)的大面积缺失(或剥蚀)。

因此,在川东南地区加里东以来没有表现出明显的褶皱,只是表现为地块的整体抬升,并且出现上志留统的大面积缺失(图3-25)。

中、晚志留世湘鄂西地区亦为稳定的地台阶段,并开始隆升。志留纪末期,南、北古大陆间的拼合以强烈隆升为主的差异升降运动为主,志留系遭到剥蚀(图3-26)。

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图3-25 泥盆纪以前川东南地区构造特征(QJ—2002—1测线)

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图3-26 泥盆纪以前湘鄂西地区构造特征(07-xs2测线)

3.3.2 海西期—印支期的构造演化

海西早、中期,中上扬子地区基本上继承了加里东期的构造面貌。川东南—湘鄂西地区总体处于隆起剥蚀状态,缺失泥盆系、石炭系沉积,早二叠世含煤碎屑沉积假整合于志留系之上。

中、晚三叠世的印支运动使中国南方构造格局和性质发生了巨大变化,基本上结束了海相沉积环境,整个地区出现海陆相转换,全区抬升为陆。同时,在印支运动的作用下,中上扬子板块亦形成大型隆起、坳陷,川东南地区则处于泸州隆起的东侧斜坡上。綦江幅地质图表现为中三叠统与上部地层为假整合接触关系,显示出川东南地区没有出现明显的褶皱(图3-27)。印支运动同样使湘鄂西地区整体抬升,结束海侵历史,中三叠统遭受不同程度的剥蚀(图3-28)。

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图3-27 印支期末川东南地区构造特征(QJ-2002-1)

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图3-28 印支期末湘鄂西地区构造特征(07-xs2线)

3.3.3 燕山期的构造演化

晚侏罗世—早白垩世,因受库拉、太平洋板块北北西向快速向亚洲及我国东部大陆之下俯冲的影响,该时期中国东部地区表现为强烈的冲断构造和左旋走滑。四川盆地及扬子西缘主要表现为持续的压性构造环境,产生强烈冲断、褶皱及抬升剥蚀。

燕山期构造改造的期次呈现出由东向西逐渐减弱的趋势,以齐岳山断裂为界中上侏罗统—白垩系与下伏地层的接触关系表现出十分明显的分带性。在齐岳山断裂以东的黔中隆起及其周缘地区、湘鄂西地区发生强烈的断褶作用(图3-29)。而上扬子区主要表现为上白垩统与下伏地层呈角度不整合;齐岳山断裂以西主要发生隆坳作用与冲断(从已有的地震和地质资料看,冲断作用至少到下白垩世),表现为假整合且缺失下白垩。

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图3-29 燕山期川东南地区构造特征(QJ-2002-1)

对于湘鄂西地区,印支期后研究区进入构造运动活跃时期,经历了3次大的构造转换作用,即侏罗纪末期早燕山运动主幕产生的强挤压褶皱作用(图3-30),晚白垩纪—古近纪的晚燕山弱拉张改造作用以及喜马拉雅期的弱挤压隆升作用。

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图3-30 湘鄂西地区燕山期的构造样式(07-xs2线)

据方斗山和齐岳山断层岩中方解石晶体光轴等密图分析,湘鄂西地区确实存在方向几乎相同但强度明显不同的两期挤压作用。通过对主干断裂体系、典型节理的断裂岩、胶结物、断层片状矿物、透镜体、滑抹晶体等的同位素年代测试,可以看到:由挤压作用形成的主压性断层发育的时期集中在侏罗纪中、晚期,个别在早侏罗世和三叠纪末期,未见明显的喜马拉雅期强挤压的证据,反映了强挤压作用的主体在燕山早期,且开始于印支末期,而喜马拉雅期则以弱挤压作用为主。

早燕山期受北西向强挤压作用,湘鄂西地区进入褶皱阶段。侏罗纪末期湘鄂西地区发生了强烈的南北陆陆碰撞,产生的强烈挤压应力受慈利-大庸断裂的制约及黄陵古陆核的阻挡,挤压应力在该区的传播方向由南东指向北西,北部受城口-房县断裂的制约,挤压应力由北指向南。由南东指向北西的挤压应力在传播过程中,由于沿途冲断褶皱,沿传播方向挤压应力能量逐渐衰减,传播至川中时,受川中古陆核的阻挡,已是“强驽之末”,无力使川中地层褶皱,该期褶皱至华蓥山止。

3.3.4 喜马拉雅期的构造演化

构造应力环境总体是挤压、地壳收缩的环境,齐岳山断裂以西的四川盆地沉积盖层在早期形变的基础上,进一步褶皱及冲断变形,形成了现今所见的川东南隔挡式(高陡背斜)褶皱带以及川西、川中地区的低缓背斜圈闭(图3-31)。

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图3-31 喜山期川东南地区构造特征(QJ-2002-1)

在湘鄂西地区由于利川、黔江等地白垩系地层平缓,喜马拉雅期构造作用不明显的褶皱运动亦未能形成一定规模的构造形迹,喜马拉雅晚期,因印度板块向亚洲板块俯冲,其产生的强烈挤压应力越过龙门山经过四川盆地弱波及本区,叠加在早燕山期先形成的构造上,使早期构造在强度上得到一定的强化。喜马拉雅期最主要的构造事件在区内表现为垂直隆升作用,并且在横向上具有一定的差异性,在鄂西渝东不同地区导致了差异性的剥蚀作用(图3-32)。

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图3-32 喜山期湘鄂西地区构造形态(07-xs2)

综上所述:川东南—湘鄂西地区总体构造格局以北东—北东东向为主,局部出现东西向构造,从西往东由北东—北东东向过渡到东西向,明显反映了受到江南古陆的作用,由南往北逐步呈弧形分布。

川东南—湘鄂西区块构造格局形成的主要时期为印支期,但主要变形期在燕山早期。印支期以前在沉降为主的构造环境下,形成下古生界台地,为基本的构造形成时期;印支期的差异升降奠定了本区区域构造的基本格架;晚印支期—早燕山运动以来,本区主要发生了两次较大规模的水平挤压构造运动,燕山运动表现为侏罗系与白垩系之间存在本区最大的区域角度不整合面,在湖南石门等地可见,此时大量的北东—北北东向逆冲割沉积盖层;晚燕山期—喜马拉雅期构造环境由挤压成为拉张,在表现为地壳差异性隆升的同时,出现零星分布的白垩纪断陷盆地发育,如恩施盆地,以及南部一些拉张性断层的发育。

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