龙门山南段断层相关褶皱磁组构与有限应变研究

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龙门山褶皱冲断带新生代的构造变形是青藏高原东缘地壳缩短作用的直接反映,其新生代变形特征对于认识青藏高原的隆升机制和演化过程有着重要的指示意义。断层相关褶皱是褶皱冲断带中常见的地质构造,研究其应变特征有助于认识褶皱冲断带的发育和演化过程,而磁组构可以用来分析变形岩石的应变特征,因此在构造演化的研究中扮演着重要的角色。本文选取龙门山褶皱冲断带南段作为研究区,在区内邛西断层转折褶皱的中段和北段部位分别选取了一条横穿褶皱的构造剖面,同时在不同构造部位按一定的采样间距共布置了48个磁组构采样点,展开对邛西断层转折褶皱的磁组构与有限应变分析,并据此探讨龙门山南段新生代变形特征和区域应力场的转换。磁性矿物分析表明,邛西地区上白垩统地层中主要载磁矿物为高矫顽力的赤铁矿。邛西断层转折褶皱的磁组构分析共发现了三种类型的磁组构:沉积磁组构、初始变形磁组构以及铅笔状磁组构。通过对不同构造部位磁组构特征的分析,发现邛西断层转折褶皱前翼相对后翼和核部应变较强,且褶皱中部应变较其它部位更强。为了确定断层转折褶皱与断层传播褶皱磁组构及应变特征存在的共性和差异,本文将邛西断层转折褶皱与龙门山南段已发表的飞仙关断层传播褶皱和盐井沟断层传播褶皱的磁组构研究成果进行对比。对比结果表明,在断层转折褶皱和断层传播褶皱中,位于后翼部位岩石的磁组构类型均以初始变形磁组构和沉积磁组构为主,而在前翼发育应变相对较强的铅笔状磁组构,显示了前翼应变均较后翼更强的特征。此外,在断层传播褶皱中三角剪切带是其应变最为集中的区域,而在断层转折褶皱中我们并未发现这种类似的应变集中区。现有研究成果表明,龙门山南段新生代变形明显强于三叠纪晚期的变形,分析邛西断层转折褶皱地震剖面的解析成果,发现褶皱卷入了古近系地层,本文认为该褶皱上白垩统地层中的磁组构反映了龙门山南段新生代的变形作用。统计邛西断层转折褶皱48个采样点的磁组构相关参数并绘制出磁组构Flinn和Pj-T参数图解,分析两种图解中各采样点的分布情况,发现所有采样点均显示出扁圆状的磁化率椭球特征,表明褶皱整体应变较弱,并且未发现较强的变形作用。结合龙门山南段已发表的天全-乐山剖面磁组构与构造变形研究成果,本文认为龙门山南段前锋带现有的磁组构数据显示了该区岩石应变较弱的特点,反映了前锋带上岩层新生代的弱变形特征。为了探讨邛西断层转折褶皱的构造变形机制,对褶皱中除沉积磁组构的采样点,经地层校正后的磁线理产状进行赤平投影统计。各采样点磁线理倾伏向的优势方位显示为近N-S向(N10。E),反映了该褶皱整体近南北向的拉伸应变方向。结合前人对邛西断层系统构造变形时间的分析成果,本文认为邛西断层转折褶皱的形成为晚上新世-早更新世以来近东西向地壳水平缩短作用的结果,对应的区域最大挤压应力方向为近东西向。对比南北向邛西断层转折褶皱与研究区内已发表的北东-南西向新生代构造的磁组构与应力场的研究成果,本文认为龙门山南段磁组构结果反映了新生代期间区域应力场的转换:最大挤压应力方向从新生代早期的北西-南东向转变为晚上新世-早更新世以来的近东西方向。
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