江南古陸東北緣蓋層疊加褶皺特征

陳 秀 其

(1.合肥工業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，安徽 合肥 230009； 2.安徽省地質(zhì)調(diào)查院，安徽 合肥 230001)

0 引 言

疊加褶皺是構(gòu)造地質(zhì)學(xué)研究的重要內(nèi)容之一，研究褶皺構(gòu)造的復(fù)合和疊加關(guān)系，可揭示構(gòu)造復(fù)雜地區(qū)的構(gòu)造變形過程[1]，因此，其對(duì)于探討構(gòu)造演化史具有重要意義。變質(zhì)巖區(qū)發(fā)育多期面理和線理，疊加褶皺易于發(fā)現(xiàn)；而沉積巖區(qū)一般缺乏面理和線理，疊加褶皺常被忽視，很多疊加褶皺被描述為簡單褶曲或花邊褶皺等。實(shí)際上，沉積巖區(qū)疊加褶皺也較發(fā)育[2-6]。湯加富等認(rèn)為下?lián)P子區(qū)東北緣存在疊加變形構(gòu)造[7]，認(rèn)識(shí)到存在早期劈理(S1)、拉伸線理和露頭尺度近EW向緊閉同斜等變形構(gòu)造，但否認(rèn)其屬于加里東期構(gòu)造。近年來，區(qū)內(nèi)古生代—早中生代蓋層發(fā)育加里東期褶皺逐漸被認(rèn)識(shí)，主要發(fā)育加里東期和印支期褶皺變形[8-11]，然而對(duì)于是否存在區(qū)域尺度疊加褶皺以及疊加樣式如何則鮮有報(bào)道。上揚(yáng)子北緣的龍門山和米倉山、大巴山和當(dāng)陽以及上揚(yáng)子南緣的雪峰山地區(qū)沉積蓋層發(fā)育3期疊加褶皺構(gòu)造[12-19]，并形成于印支期—燕山早期。在中揚(yáng)子湘中地區(qū)，則存在加里東期、印支早期與晚期、燕山期褶皺變形，王建等認(rèn)為該區(qū)發(fā)育的穹隆-盆地型構(gòu)造是由加里東期和印支期疊加形成的[20]。本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)江南古陸東北緣皖南石臺(tái)至浙西一帶發(fā)育穹隆-盆地型疊加構(gòu)造，佐證了區(qū)內(nèi)蓋層可能發(fā)育區(qū)域尺度的加里東期和印支期疊加褶皺。然而，1∶200 000旌德幅區(qū)域調(diào)查資料[21]和1∶250 000安慶幅區(qū)域調(diào)查資料[22]中顯示其是地形效應(yīng)造成的花邊褶皺。陳忠大等認(rèn)為區(qū)內(nèi)東部浙西地區(qū)存在兩期構(gòu)造疊加，造成花邊褶皺現(xiàn)象[23]。余心起等對(duì)古生代—中生代蓋層構(gòu)造屬性等方面進(jìn)行了詳細(xì)研究[24-31]，主要包括：深入探討了加里東期，區(qū)內(nèi)乃至華南地塊北緣是褶皺造山還是抬升造陸運(yùn)動(dòng)的問題；研究其造山機(jī)制是碰撞型造山還是陸內(nèi)造山的問題。而前人對(duì)區(qū)內(nèi)是否存在疊加褶皺問題沒有深入研究。本文基于詳細(xì)的野外調(diào)查研究，以江南古陸東北緣蓋層褶皺構(gòu)造形跡為研究對(duì)象，通過野外和室內(nèi)系統(tǒng)收集構(gòu)造要素資料，從疊加褶皺幾何學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)來研究和探討蓋層疊加褶皺特征和構(gòu)造演化史。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)位于揚(yáng)子陸塊東南緣，處于江南古陸東北段(圖1)。新元古代淺變質(zhì)巖系組成江南造山帶。區(qū)內(nèi)廣泛出露卷入褶皺變形的南華系—三疊系地層，南華系—震旦系由碎屑巖-冰磧巖-碳質(zhì)泥巖-碳酸鹽巖-硅質(zhì)巖等組成，各組之間為整合或平行不整合接觸。南華系休寧組底礫巖角度不整合于基底巖系(溪口群、歙縣巖群和歷口群)之上。下古生界由碎屑巖-碳酸鹽巖-碎屑巖組成，各組之間均為被動(dòng)大陸邊緣的海相連續(xù)沉積，均呈整合接觸。上古生界上泥盆統(tǒng)—三疊系地層分布于區(qū)內(nèi)北部及東北部，從底向上為陸相碎屑沉積、淺海相碳酸鹽巖沉積、陸緣碎屑巖沉積，各組均為整合或平行不整合接觸。上泥盆統(tǒng)五通組底礫巖角度不整合于志留系之上[9-11]。侏羅系—白堊系主要分布于區(qū)內(nèi)北部、南部和東部一帶，侏羅系以河流相至湖泊相沉積為主，白堊系以沖積扇相至濱湖相沉積為主。朱光等研究表明上三疊統(tǒng)分別與中三疊統(tǒng)及下侏羅統(tǒng)為角度不整合接觸[32]。顯然，區(qū)內(nèi)蓋層沉積旋回是構(gòu)造旋回的物質(zhì)記錄，分別對(duì)應(yīng)加里東期、海西期—印支期和燕山期構(gòu)造層。巖漿活動(dòng)主要以晉寧期和燕山期為主，晉寧期巖漿巖分布于區(qū)內(nèi)歙縣許村、黟縣北側(cè)和石耳山等地，燕山期花崗巖主要分布于區(qū)內(nèi)中部一帶。巖性主要為花崗巖類，區(qū)內(nèi)褶皺和斷裂構(gòu)造發(fā)育(圖1)，其中，多期褶皺構(gòu)造發(fā)生疊加，形成豐富多彩的疊加-干涉樣式，成為區(qū)內(nèi)最明顯的構(gòu)造特征。斷裂構(gòu)造主要為葛公鎮(zhèn)斷裂(F1)、江南斷裂(F2)、績溪斷裂(F3)和祁門—歙縣斷裂(F4)。

F1為葛公鎮(zhèn)斷裂；F2為江南斷裂；F3為績溪斷裂；F4為祁門—歙縣斷裂；1～5為殷家匯褶皺帶，其中1為洗馬鋪向斜，2為吳田鋪背斜，3為殷坑塘向斜，4為銅關(guān)里背斜，5為許家坦向斜；6為七都復(fù)背斜，其中6-2為楊美橋背斜，6-3為楊田埂向斜，6-4為老山向斜，6-5為橫北嶺背斜，6-6為胡村向斜，6-7為雍溪背斜；7為太平復(fù)向斜，其中7-1為楊家壟向斜，7-6為章村向斜；8～12為晏公堂褶皺帶，其中8為翟村向斜，9為晏公堂向斜，10為董家向斜，11為銅山向斜，12為白果樹向斜；13為獨(dú)樹街向斜；14為瓦窯鋪背斜；15為花林畈復(fù)向斜；16為績溪復(fù)背斜，其中16-1為浪蕩塢背斜，16-2為梅林向斜，16-3為寧國墩背斜，16-4為南塢口背斜，16-5為島石塢向斜，16-6為馬川向斜，16-7為馬哨向斜；17為蘭田復(fù)向斜；18為臨溪向斜；19為何家山復(fù)向斜；20為芹川復(fù)向斜；21為大茂川向斜；22為方宅背斜；23為淳安復(fù)向斜；圖件引自文獻(xiàn)[10]和安徽省1∶500 000地質(zhì)圖，有所修改

2 疊加褶皺分類

江南古陸東北緣發(fā)育多期褶皺變形構(gòu)造疊加，因其形成的地史時(shí)期不同，故屬復(fù)合疊加[33-36]。疊加褶皺是復(fù)合構(gòu)造中一種重要的表現(xiàn)形式。在地殼淺部，特別是未變質(zhì)或淺變質(zhì)的沉積蓋層，褶皺大多屬縱彎疊加褶皺[3,37]。區(qū)內(nèi)蓋層主要巖性為沉積巖，本次調(diào)查證實(shí)主要發(fā)育縱彎疊加褶皺，局部見有露頭尺度的剪切褶皺。樂光禹等對(duì)疊加褶皺的分類進(jìn)行了詳細(xì)研究[3,38-43]，但分類研究對(duì)象均為縱彎疊加褶皺[38-39]，其前提是假設(shè)多期褶皺過程均為均勻變形，根據(jù)早期和晚期褶皺的軸面與疊加方向的夾角變化，將疊加褶皺樣式和干涉類型分為四大類。實(shí)際上，自然界褶皺作用并非完全均勻變形，往往呈現(xiàn)較為復(fù)雜的干涉樣式。在前人研究的基礎(chǔ)上，Simon將縱彎疊加褶皺進(jìn)行了補(bǔ)充[43]，但其沒有對(duì)兩期褶皺樞紐斜交的情況進(jìn)行劃分[12]。本文根據(jù)實(shí)際情況和孫東等的研究成果[12,43]基礎(chǔ)上，厘定了區(qū)內(nèi)兩期褶皺樞紐斜交疊加類型(圖2)。

圖2 疊加褶皺分類Fig.2 Classifications of Superposed Folds

7-2為西坑背斜；7-3為南山向斜；7-4為售口背斜；7-5為野豬塘向斜

圖4 安徽石臺(tái)地區(qū)構(gòu)造解析圖Fig.4 Map of Structural Analysis in Shitai Area of Anhui

3 蓋層區(qū)域性褶皺解析

與蓋層褶皺特征差異較大的基底褶皺分布于江南古陸東北緣南部的祁門至黟縣一帶，軸跡呈近EW向，主要由新元古界地層組成，因受到后期疊加褶皺改造作用，其構(gòu)造樣式為緊閉倒轉(zhuǎn)褶皺或“Ω”形倒轉(zhuǎn)褶皺，如圖3中剖面D—F段所示。區(qū)內(nèi)蓋層明顯發(fā)育區(qū)域疊加褶皺(圖1)，根據(jù)褶皺卷入的構(gòu)造層、構(gòu)造要素特征和樣式差異特征不同，可明顯識(shí)別出3期褶皺構(gòu)造，分別為軸跡近EW向的第一期褶皺(F1)、NE向或NNE向的第二期褶皺(F2)和近SN向或NNW向的第三期褶皺(F3)[10,44]。

3.1 第一期褶皺

蓋層區(qū)域第一期褶皺主要由早古生代和前寒武紀(jì)地層組成。從西北至東南依次分布七都復(fù)背斜、太平復(fù)向斜、績溪復(fù)背斜、蘭田復(fù)向斜、大茂川復(fù)向斜和淳安復(fù)向斜等。該期褶皺以原始層理(S0)為變形面，由于后期構(gòu)造改造，于皖南七都和烏石等地見有新月形、蘑菇形褶皺發(fā)育，皖南石臺(tái)和寧國地區(qū)見有穹窿-盆地型構(gòu)造組合(圖4)。上述褶皺除蘭田復(fù)向斜卷入的最年輕地層為上寒武統(tǒng)外，其他卷入的最年輕地層均為志留系，故其可能形成于加里東期。上述褶皺均為復(fù)式褶皺，軸跡近EW或NEE向延伸，樞紐向NEE傾伏，褶皺規(guī)模巨大；褶皺長寬比為3∶1～5∶1，為短軸褶皺；褶皺形態(tài)上呈中?！_闊型褶皺特征[10]，其構(gòu)造樣式如圖3中剖面A—C段中老河街—羊棧嶺所示。蘭田復(fù)向斜長寬比為2∶1，故為構(gòu)造盆地。余心起認(rèn)為其是加里東期形成的殘留向斜[24]，盧華復(fù)稱之為加里東早期上疊拗槽向斜盆地[45]。該期褶皺與基底褶皺軸跡近一致，因發(fā)生重褶作用使基底褶皺更加緊閉，并形成倒轉(zhuǎn)褶皺。

3.2 第二期褶皺

蓋層區(qū)域第二期褶皺主要由晚古生代—中三疊世和前泥盆紀(jì)地層組成。軸跡總體呈NE向展布，較為發(fā)育。第二期褶皺由殷家匯褶皺帶、晏公堂褶皺帶和上述復(fù)式褶皺中的NE向次級(jí)褶皺等組成(圖1)，如績溪復(fù)背斜中的次級(jí)褶皺有瓦窯鋪背斜、花林畈復(fù)向斜、浪蕩塢背斜、梅林向斜和寧國墩背斜，包括本次調(diào)查新識(shí)別出的芹川復(fù)向斜、方宅背斜，以及七都復(fù)背斜、太平復(fù)向斜和蘭田復(fù)向斜中發(fā)育的一系列NE向規(guī)模較小褶皺，它們軸跡呈NE向延伸，為中常型褶皺，故均屬第二期褶皺(圖1)。殷家匯和晏公堂褶皺帶卷入的最新地層均為中三疊統(tǒng)，暗示其可能形成于印支早期。各褶皺平行排列，背斜與向斜級(jí)次相同，均為簡單褶皺。殷家匯褶皺帶軸跡呈NE向延伸，樞紐均向SW傾伏(這與其南鄰的七都復(fù)背斜的樞紐傾伏相反，故暗示它們可能屬不同期構(gòu)造)，翼間夾角50°～70°，軸面略向NW傾伏，褶皺長寬比一般大于10∶1，故呈中常型線形特征，其構(gòu)造樣式如圖3中剖面A—B段中的許家坦向斜等。晏公堂褶皺帶規(guī)模較小，軸跡呈NE、NNE向或近SN向延伸，樞紐向NE或NNE傾伏，翼間夾角65°～110°，軸面略向SE傾伏，褶皺長寬比為3∶1～5∶1，平面形態(tài)呈不規(guī)則橢圓狀或扇狀，1∶250 000宣城幅區(qū)域調(diào)查資料[22]中稱之為殘留向斜，或稱之為卵形向斜盆地[45]，因此，晏公堂褶皺帶為短軸狀中?！_闊型褶皺。因第二期褶皺軸向與基底褶皺、第一期褶皺軸向呈60°以上交角，故使上述兩期褶皺軸跡向NE偏轉(zhuǎn)，并使基底褶皺出現(xiàn)扇形特征，且形成L字型或T字型疊加褶皺等組合。

3.3 第三期褶皺

蓋層區(qū)域第三期褶皺主要由晚古生代—晚三疊世和前泥盆紀(jì)地層組成。褶皺軸跡呈NNW向或近SN向展布。區(qū)域性褶皺以何家山復(fù)向斜、馬川向斜、石臺(tái)老山向斜等為代表。第三期褶皺翼間夾角一般為65°～120°，褶皺長一般在5～15 km之間，褶皺長寬比為2∶1～5∶1，故規(guī)模一般較小，總體形態(tài)呈短軸狀中?！獙捑徯婉薨櫶卣?。該期褶皺伴生的間隔狀破劈理(S3)走向?yàn)?10°～330°，傾角較陡，主要發(fā)育于泥巖、泥灰?guī)r中。該期褶皺軸向與基底褶皺、第一期褶皺軸向近垂直，故產(chǎn)生橫跨疊加褶皺，形成穹窿-盆地型構(gòu)造組合，與第二期褶皺軸跡交角為45°～60°，故形成斜跨疊加褶皺。

4 區(qū)域疊加褶皺特征

4.1 橫跨疊加褶皺

江南古陸東北緣出現(xiàn)晚期褶皺近垂直跨越早期褶皺形成的疊加干涉樣式，即第二期褶皺近垂直于第一期褶皺，第三期褶皺垂直于第一期褶皺；將其進(jìn)一步細(xì)分為穹窿-盆地型、跨褶型、T字型、L字型、限褶型、蛇型、移褶型、新月型、重褶型等橫跨疊加類型[43](圖2)。從圖1、4可知，第三期褶皺軸跡與第一期、第二期褶皺呈大角度斜跨或橫跨疊加特征。

穹窿-盆地型在淺層地層中(薄殼內(nèi))兩期褶皺波長相似，規(guī)模相近，早期褶皺軸面近垂直，兩翼產(chǎn)狀對(duì)稱、平緩，以穹窿-盆地型干涉樣式為特征[1-2]；在幾何學(xué)上相當(dāng)于Ramsay等提出的1型[39]或Ghsosh等提出的A類疊加類型[41]。該型主要見于研究區(qū)東北部的寧國地區(qū)和西部的石臺(tái)地區(qū)橫渡至七都一帶。在西部的石臺(tái)地區(qū)，該型疊加褶皺發(fā)育于寒武系—志留系中薄層泥灰?guī)r、含白云質(zhì)泥灰?guī)r和中薄層夾中厚層泥質(zhì)細(xì)砂巖夾頁巖中，由多個(gè)波長5～6 km左右、翼間夾角65°～100°的近EW向和近SN向或NNE向兩組褶皺形成的穹窿-盆地型干涉樣式組成(圖4)。兩期褶皺的軸面近垂直。近EW向褶皺橫跨疊加了近NNE向或近SN向褶皺。東北部的寧國地區(qū)績溪復(fù)背斜可解析為兩期褶皺呈穹窿-盆地型樣式疊加，即近EW向褶皺被NE向褶皺橫跨疊加，形成一系列穹隆-盆地型構(gòu)造組合[10]。

跨褶型或稱之為主褶次褶型[1,12]。兩期褶皺波長不等，規(guī)模相差大，形成以第二期褶皺為主導(dǎo)的褶皺系統(tǒng)，在幾何學(xué)上相當(dāng)于Ramsay等提出的1型[39]或Ghsosh等提出的B類疊加類型[41]，為區(qū)內(nèi)最典型和較為發(fā)育的疊加褶皺類型。如在區(qū)內(nèi)美溪一帶的寒武系—志留系地層和寧國南塢口一帶的南華系—奧陶系地層中，發(fā)育一系列緊閉—中常型(波長為3～4 km)NNE向或NE向褶皺，跨過了早期近EW向開闊—寬緩型褶皺(圖1、4)。在區(qū)內(nèi)寧國南塢口[10]和何家山一帶，由于晚期褶皺變形強(qiáng)烈，導(dǎo)致早期近EW向褶皺幾乎被置換殆盡(圖1、5)。Ramsay等研究表明，由于后期褶皺橫跨疊加，使早期或先成褶皺在垂直軸面的伸展作用下變緩展開，形成開闊—寬緩型褶皺[39,43,46-47]。前述區(qū)內(nèi)第一期褶皺呈開闊—寬緩型特征可能證實(shí)上述觀點(diǎn)。

T字型又被張忠義等稱為限褶型[1]，即晚期褶皺拼貼，并置于早期褶皺的軸向一端，平面呈側(cè)倒T字型的疊加干涉樣式，如區(qū)內(nèi)美溪一帶(圖4)和淳安大角尖一帶見及發(fā)育(圖5)。

L字型(或倒廠字型)疊加褶皺為弧形聯(lián)合的一種[24,42]。區(qū)內(nèi)該型疊加樣式發(fā)育，如西坑背斜本身表現(xiàn)為NE向與近EW向，呈馬鞍狀翹起，或呈倒廠字型特征(圖1、4)。芹川復(fù)向斜和大茂川向斜等組成L字型組合(圖5)。

限褶型為形成較早的一組褶皺限制形成較晚的褶皺。第一期褶皺的波長小于第二期褶皺的波長。兩期褶皺軸面近垂直，但第二期褶皺規(guī)模小、強(qiáng)度弱，匯入而不能穿越第一期褶皺[43]，發(fā)育在第一期褶皺的一側(cè)，形成鼻狀褶皺，平面上呈T字型的疊加干涉樣式，如七都一帶見有該型干涉樣式(圖4)。另一種表現(xiàn)為第二期褶皺發(fā)育在第一期褶皺軸的側(cè)向終止端，平面上呈T字型或倒T字型，如區(qū)內(nèi)寧國墩一帶的早期寧國墩背斜與晚期馬川向斜疊加組成了T字型干涉樣式(圖1)。

圖5 浙江淳安地區(qū)構(gòu)造解析圖Fig.5 Map of Structural Analysis in Chun’an Area of Zhejiang

移褶型也稱軸面屈服型[1]。兩期褶皺應(yīng)力場近垂直，但第一期褶皺樞紐、軸面均屈服彎折，第二期褶皺和第一期褶皺不垂直，沿彎曲的第一期褶皺樞紐形成，且軸面兩側(cè)的第二期褶皺不對(duì)稱，即第二期褶皺在第一期褶皺兩翼構(gòu)成背斜對(duì)向斜及向斜對(duì)背斜的變形樣式[1]。該型疊加褶皺被稱之為移褶型[33,37]，如太平復(fù)向斜的石臺(tái)七都段受印支期NE向褶皺疊加后，形成軸跡呈近EW向NE偏轉(zhuǎn)，軸面彎曲變形。楊美橋背斜受到近SN向晚期褶皺疊加，形成軸跡呈近EW向延伸并向NE偏轉(zhuǎn)，其軸面彎曲變形(圖1、4)。

新月型兩期褶皺軸垂直相交。當(dāng)晚期褶皺軸面傾斜，兩翼產(chǎn)狀相反，傾角不等時(shí)，形成弓形干涉樣式；當(dāng)早期褶皺軸面傾斜，一翼正常，另一翼倒轉(zhuǎn)時(shí)，則形成新月型干涉樣式[2]。比如，區(qū)內(nèi)七都、售口東以及大茂川西北部均見有新月型疊加褶皺發(fā)育(圖1、4、5)。

圖6 疊加褶皺構(gòu)造剖面Fig.6 Structural Sections of the Superposed Folds

圖7 重褶型兩期疊加褶皺構(gòu)造圖解Fig.7 Tectonograms of Two Types of Refold Superposed Folds

重褶型，指兩期褶皺軸平行時(shí)的相互干涉樣式。區(qū)內(nèi)見有該型區(qū)域性疊加褶皺發(fā)育，如績溪復(fù)背斜的次級(jí)褶皺馬哨向斜和梅林向斜，1∶200 000旌德幅區(qū)域調(diào)查資料[21]中將其定性為印支期褶皺，其均由早期近東向的斜臥或平臥褶皺被晚期NNE向褶皺重褶疊加而成[圖6(b)、(c)]。太平復(fù)向斜近核部的安徽省石臺(tái)縣腳下和黟縣美溪見有重褶型露頭尺度疊加褶皺發(fā)育(圖7)。該向斜南翼的下志留統(tǒng)霞鄉(xiāng)組上段粉砂質(zhì)泥巖中發(fā)育重褶型疊加褶皺[圖6(a)]，早期緊閉型小褶皺發(fā)生重褶作用，出現(xiàn)彎頭特征，且見有以早期劈理面作為變形面發(fā)生再次褶皺作用，疊加形成了晚期開闊型褶皺。早期劈理走向波狀起伏，但其走向近EW，故可能為第一期褶皺；第二期褶皺發(fā)育軸面劈理構(gòu)造。

4.2 斜跨疊加褶皺

江南古陸東北緣出現(xiàn)晚期褶皺斜跨早期褶皺形成的疊加干涉樣式，即第二期褶皺軸不垂直于第一期褶皺軸；將其進(jìn)一步細(xì)分為斜褶型、偏轉(zhuǎn)型、斜限型等斜跨疊加褶皺(圖2)。

斜褶型，為區(qū)內(nèi)發(fā)育大量的斜跨疊加褶皺樣式。比如，績溪復(fù)背斜可解體為兩期構(gòu)造(圖1)，即軸跡呈近EW向的早期褶皺(南塢口背斜)被軸跡呈NE向的晚期褶皺(浪蕩塢背斜、梅林向斜)斜跨疊加；芹川復(fù)向斜可解體為3期構(gòu)造，即近EW向的早期大茂川褶皺被NE向晚期褶皺(芹川復(fù)向斜、方宅背斜)斜跨疊加，最后，兩者又被NW向何家山復(fù)向斜斜跨疊加(圖1、5)[10]。

偏轉(zhuǎn)型(如太平復(fù)向斜)表現(xiàn)最為明顯，其軸跡自西向東逐漸偏轉(zhuǎn)(圖1)。比如，七都復(fù)背斜的次級(jí)褶皺楊美橋背斜西段呈近EW向，而東段(黃柏嶺背斜)呈NE向延伸，東、西兩段呈倒廠字型組合特征，均表明存在后期疊加構(gòu)造(圖1)。

斜限型，如太平復(fù)向斜七都段幾乎限制該段東南側(cè)的安徽省黟縣美溪一帶的NE向褶皺和東北側(cè)翟村向斜等后期構(gòu)造的發(fā)育。在浙西地區(qū)也見有早期近EW向大茂川向斜限制了NE向方宅背斜和NNW向何家山復(fù)向斜等晚期構(gòu)造發(fā)育(圖1、5)。早期與晚期褶皺軸跡交角在45°～60°之間。

4.3 疊加褶皺的統(tǒng)計(jì)學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)特征

江南古陸東北緣發(fā)育的縱彎疊加褶皺在運(yùn)動(dòng)學(xué)上是主動(dòng)的[48]，組成早期褶皺的面理或線理強(qiáng)烈影響和控制著疊加褶皺作用的發(fā)生[1，49-50]。本次于區(qū)內(nèi)皖南七都、寧國墩和浙西何家山地區(qū)進(jìn)行褶皺面組構(gòu)(原始層理)的π圖式探討，分別在上述地區(qū)測得褶皺卷入的不同層位的層理產(chǎn)狀數(shù)量(N)為128、121和112，進(jìn)行等面積下半球統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果顯示：兩期褶皺近正交，形成替叉環(huán)帶[51](圖8)，表明區(qū)內(nèi)主要發(fā)育兩期疊加褶皺，即軸跡近EW向、NE向褶皺，次為晚期近SN向褶皺。

圖件均為等面積下半球赤平投影；N為組構(gòu)數(shù)；P為面組構(gòu)

圖件均為等角下半球赤平投影

區(qū)內(nèi)第一期褶皺的軸面產(chǎn)狀赤平投影顯示總體傾向S或SSE[圖9(a)]，第二期褶皺的軸面產(chǎn)狀總體傾向SE[圖9(b)]，第三期褶皺的軸面產(chǎn)狀傾向近E向[圖9(c)]。因褶皺的軸面產(chǎn)狀是由地層褶皺過程中遭受區(qū)域性擠壓作用形成的，所以可以通過軸面產(chǎn)狀大致估算出褶皺的最大主應(yīng)力方向[34，48]。其中，第一期褶皺是遭受近SN向擠壓形成的，第二期褶皺是遭受SE—NW向擠壓形成的，第三期褶皺是遭受近EW向擠壓形成的。江南古陸北緣蓋層第一期褶皺強(qiáng)烈，主褶皺軸向?yàn)榻麰W—NEE向，依據(jù)其長、短翼及軸面產(chǎn)狀，判定其由南向北運(yùn)動(dòng)[8]，與本次統(tǒng)計(jì)的第一期褶皺主應(yīng)力場結(jié)論一致。王孔忠等認(rèn)為浙西一帶印支期區(qū)域主應(yīng)力場方向?yàn)镹W—SE向[52]，與前述統(tǒng)計(jì)的第二期褶皺主應(yīng)力場方向一致。

5 褶皺演化序列和形成時(shí)代

從疊加褶皺形成的組合特征和改造變形先后關(guān)系，基本得出江南古陸東北緣褶皺演化序列[53]。褶皺演化序列還可通過各期褶皺與卷入構(gòu)造層的關(guān)系以及不同構(gòu)造層之間接觸關(guān)系特征加以確定[1]。區(qū)內(nèi)近EW向或NEE向褶皺卷入了加里東期和晉寧期構(gòu)造層，被NE向或NNE向褶皺疊加改造，形成多種樣式的疊加組合類型，故其為第一期褶皺；NE向或NNE向褶皺卷入了最新地層中三疊統(tǒng)，且被晚期的近SN向或NNW向褶皺疊加改造后，其軸跡向NEE偏轉(zhuǎn)，故其為第二期褶皺；NNW向或近SN向褶皺形成最晚，故其為第三期褶皺。

前人對(duì)上述3期構(gòu)造的形成時(shí)代認(rèn)識(shí)分歧較大。1∶200 000安慶、旌德、祁門、屯溪、建德等幅區(qū)域調(diào)查[21，54-55]，1∶250 000安慶幅區(qū)域調(diào)查資料[22]和浙江、江西、安徽省區(qū)域地質(zhì)志[56-58]均認(rèn)為南華紀(jì)—早中生代蓋層只發(fā)育印支期褶皺，其原因?yàn)槲匆娂永飽|期構(gòu)造角度不整合接觸，從而推斷區(qū)內(nèi)震旦系—中三疊統(tǒng)地層構(gòu)成印支期褶皺系統(tǒng)。儲(chǔ)東如將上述第一期褶皺定性為印支第一期[59]，朱光等將上述第一期、第二期褶皺定性為印支期，第三期褶皺定性為燕山早期[60]。直至20世紀(jì)末，前人將區(qū)內(nèi)蓋層第一期褶皺均定性為印支期。21世紀(jì)以來，根據(jù)1∶50 000橫船渡等17幅區(qū)域調(diào)查資料[61]和1∶250 000宣城幅區(qū)域調(diào)查資料[22]，加里東期褶皺構(gòu)造逐漸被認(rèn)識(shí)。戴圣潛等認(rèn)為區(qū)內(nèi)露頭尺度的近EW向褶皺形成于加里東期，區(qū)域性主干褶皺形成于印支期[9,52]；余心起等認(rèn)為浙贛皖相鄰區(qū)近EW向第一期褶皺形成于加里東期，NE向第二期褶皺形成于印支期[8]；陳秀其等認(rèn)為近EW向第一期褶皺形成于加里東期，NE向第二期褶皺形成于印支早期，NW向第三期褶皺形成于印支晚期[10,44]。本文提出的疊加褶皺顯然至少構(gòu)成兩個(gè)明顯的褶皺系統(tǒng)，即近EW向第一期褶皺和NE向第二期褶皺，兩者褶皺軸面和樞紐夾角為45°～50°，故主要構(gòu)成斜跨疊加褶皺；另外，還存在NW向或NNW向第三期寬緩褶皺，第三期褶皺與第一期、第二期褶皺的軸面和樞紐夾角分別為50°～65°、70°～85°，故對(duì)第一期褶皺主要形成斜跨疊加褶皺，而對(duì)第二期褶皺主要形成橫跨疊加褶皺。

AP1為第一期褶皺軸面；AP2為第二期褶皺軸面；AP3為第三期褶皺軸面

顯然，區(qū)內(nèi)存在上述3期褶皺構(gòu)造。其中，第一期褶皺近年來已被證實(shí)為加里東期構(gòu)造，因?yàn)榘不帐巼型粝屠匣⑸?、涇縣桃花鎮(zhèn)和東翟、宣城市蔡家以及黃山市舉坑和板橋等多處剖面見有上泥盆統(tǒng)與下伏層志留系呈角度不整合接觸[8-11]，且第一期褶皺卷入的最年輕地層均為志留系唐家塢組或茅山組。前人對(duì)于第二期褶皺屬于印支期構(gòu)造分歧不大。區(qū)域上，朱光等已經(jīng)證實(shí)其存在印支早期角度不整合接觸[60]，且第二期褶皺卷入最新地層均為中三疊統(tǒng)，故進(jìn)一步可確定第二期褶皺形成于印支早期。然而，前人對(duì)于第三期褶皺構(gòu)造性質(zhì)的認(rèn)識(shí)存在較大分歧：王孔忠等認(rèn)為其屬于印支第三期構(gòu)造[52]；朱光等認(rèn)為其屬于印支晚期—燕山早期構(gòu)造[60]；陳秀其等認(rèn)為其屬于印支晚期構(gòu)造[10]。區(qū)域上，朱光等已經(jīng)證實(shí)存在印支晚期角度不整合接觸[32]，其卷入最年輕地層為上三疊統(tǒng)(根據(jù)北側(cè)鄰區(qū)1∶200 000太湖幅區(qū)域調(diào)查資料[62])。另外，本次調(diào)查及區(qū)域地質(zhì)資料表明第三期褶皺沒有卷入侏羅系—白堊系，故可排除第三期褶皺為燕山早期褶皺的可能性，顯然第三期褶皺可能為印支晚期構(gòu)造[10]。Shi等對(duì)華南的雪峰山、大巴山和當(dāng)陽等地區(qū)印支期褶皺進(jìn)行了年代學(xué)研究[16-19]，從構(gòu)造形跡和卷入的地層等方面對(duì)比得出，大巴山地區(qū)前兩期褶皺分別與研究區(qū)第二期、第三期褶皺形成時(shí)代相當(dāng)，即分別形成于中三疊世—晚三疊世初和早侏羅世初；此外，華南早白堊世初期褶皺在區(qū)內(nèi)表現(xiàn)微弱，只形成近EW向或NEE向?qū)捑徯⌒婉薨橻10]。

另外，1∶200 000旌德幅區(qū)域調(diào)查資料[21]和1∶250 000安慶幅區(qū)域調(diào)查資料[22]認(rèn)為區(qū)內(nèi)構(gòu)造疊加現(xiàn)象是花邊褶皺或褶皺分叉問題，從而否認(rèn)存在疊加褶皺構(gòu)造?；ㄟ咇薨櫂?gòu)造指由于褶皺樞紐波狀起伏造成的褶皺形態(tài)有規(guī)律對(duì)稱擺動(dòng)的地質(zhì)現(xiàn)象，其兩翼呈裙邊狀。如陳忠大等將區(qū)內(nèi)皖南績溪至浙西一帶南華系—下古生界地層中發(fā)育的有規(guī)律波動(dòng)褶皺定性為花邊褶皺[23]，主要源自對(duì)蓋層褶皺歸屬問題認(rèn)識(shí)，其根本原因是沒有發(fā)現(xiàn)加里東運(yùn)動(dòng)角度不整合證據(jù)，導(dǎo)致將蓋層褶皺形成時(shí)代歸為印支期，只能用花邊褶皺來解釋構(gòu)造疊加現(xiàn)象。事實(shí)上，花邊褶皺由近EW向加里東期褶皺(第一期褶皺)被NE向印支期褶皺(第二期褶皺)或NW向褶皺(第三期褶皺)呈斜跨疊加形成，如浙江省淳安縣何家山地區(qū)的南華系—寒武系地層中發(fā)育一系列花邊褶皺(圖5)，其成因?yàn)榻麰W向大茂川向斜被后期NE向和NW向褶皺疊加復(fù)合而成。同時(shí)，前人認(rèn)為區(qū)內(nèi)蓋層褶皺存在分叉現(xiàn)象,如區(qū)內(nèi)復(fù)式褶皺確實(shí)存在不同方向的眾多分叉現(xiàn)象，圖1中的七都復(fù)背斜分叉為次級(jí)老山向斜和胡村向斜，績溪復(fù)背斜分叉為浪蕩塢背斜、寧國墩背斜和南塢口背斜。綜上所述，分叉現(xiàn)象實(shí)質(zhì)上是不同期次褶皺疊加現(xiàn)象的反映。

6 褶皺構(gòu)造演化

綜合江南古陸東北緣褶皺構(gòu)造的形態(tài)、展布、疊加改造關(guān)系以及地層接觸關(guān)系和方法，可建立本區(qū)褶皺構(gòu)造的演化序列(圖10)：第一期褶皺為區(qū)域性近EW向開闊褶皺，為近SN向構(gòu)造應(yīng)力場擠壓作用下形成；第二期褶皺是在第一期褶皺的基礎(chǔ)上發(fā)生的斜跨疊加褶皺，受到SE—NW向主應(yīng)力擠壓作用，形成了中常型線形褶皺；第三期褶皺是以第二期褶皺軸面劈理和面理為變形面，在NE—SW向主應(yīng)力擠壓作用下發(fā)生橫跨疊加作用，形成寬緩直立褶皺。區(qū)內(nèi)疊加褶皺的發(fā)現(xiàn)及其演化特征的研究為區(qū)內(nèi)蓋層構(gòu)造期次厘定和構(gòu)造格架重建提供了新的資料。綜上所述，區(qū)內(nèi)南華紀(jì)—古生代地層中發(fā)育3期疊加褶皺，顯示了除印支期褶皺外還存在加里東期褶皺。

7 結(jié) 語

(1)江南古陸東北緣南華紀(jì)—早中生代蓋層主要發(fā)育加里東期、印支期褶皺構(gòu)造，即近EW向或NEE向褶皺(第一期褶皺)、NE向或NNE向褶皺(第二期褶皺)和近SN向或NNW向褶皺(第三期褶皺)，且發(fā)育區(qū)域尺度疊加褶皺。

(2)區(qū)內(nèi)疊加褶皺主要有橫跨和斜跨兩種類型，呈多種多樣的幾何學(xué)干涉樣式。

(3)疊加褶皺的形成機(jī)制主要為縱彎疊加褶皺。第一期、第二期、第三期褶皺分別由近SN向、SE—NW向和NE—SW向擠壓作用形成。

(4)通過疊加褶皺的研究，揭示了區(qū)內(nèi)構(gòu)造變形演化史，對(duì)區(qū)內(nèi)構(gòu)造格架重建具有重要意義。

合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院宋傳中教授和周濤發(fā)教授對(duì)本文進(jìn)行了審閱，并提出了寶貴的修改意見,野外工作中得到合肥工業(yè)大學(xué)張達(dá)玉博士和安徽省地質(zhì)調(diào)查院戴圣潛教授、儲(chǔ)東如教授、夏軍教授、吳雪峰高工、夏立元高工、劉家云高工以及王俊濤、吳衡、胡召齊、徐錦龍、陳忠良、張晉喆、侯克斌、沈仕豪、吳昊、王朝、汪雅菲、葛海影等同志諸多幫助與支持，在此一并致謝!