陈 秀 其
(1.合肥工业大学 资源与环境工程学院,安徽 合肥 230009; 2.安徽省地质调查院,安徽 合肥 230001)
叠加褶皱是构造地质学研究的重要内容之一,研究褶皱构造的复合和叠加关系,可揭示构造复杂地区的构造变形过程[1],因此,其对于探讨构造演化史具有重要意义。变质岩区发育多期面理和线理,叠加褶皱易于发现;而沉积岩区一般缺乏面理和线理,叠加褶皱常被忽视,很多叠加褶皱被描述为简单褶曲或花边褶皱等。实际上,沉积岩区叠加褶皱也较发育[2-6]。汤加富等认为下扬子区东北缘存在叠加变形构造[7],认识到存在早期劈理(S1)、拉伸线理和露头尺度近EW向紧闭同斜等变形构造,但否认其属于加里东期构造。近年来,区内古生代—早中生代盖层发育加里东期褶皱逐渐被认识,主要发育加里东期和印支期褶皱变形[8-11],然而对于是否存在区域尺度叠加褶皱以及叠加样式如何则鲜有报道。上扬子北缘的龙门山和米仓山、大巴山和当阳以及上扬子南缘的雪峰山地区沉积盖层发育3期叠加褶皱构造[12-19],并形成于印支期—燕山早期。在中扬子湘中地区,则存在加里东期、印支早期与晚期、燕山期褶皱变形,王建等认为该区发育的穹隆-盆地型构造是由加里东期和印支期叠加形成的[20]。本次调查发现江南古陆东北缘皖南石台至浙西一带发育穹隆-盆地型叠加构造,佐证了区内盖层可能发育区域尺度的加里东期和印支期叠加褶皱。然而,1∶200 000旌德幅区域调查资料[21]和1∶250 000安庆幅区域调查资料[22]中显示其是地形效应造成的花边褶皱。陈忠大等认为区内东部浙西地区存在两期构造叠加,造成花边褶皱现象[23]。余心起等对古生代—中生代盖层构造属性等方面进行了详细研究[24-31],主要包括:深入探讨了加里东期,区内乃至华南地块北缘是褶皱造山还是抬升造陆运动的问题;研究其造山机制是碰撞型造山还是陆内造山的问题。而前人对区内是否存在叠加褶皱问题没有深入研究。本文基于详细的野外调查研究,以江南古陆东北缘盖层褶皱构造形迹为研究对象,通过野外和室内系统收集构造要素资料,从叠加褶皱几何学和运动学来研究和探讨盖层叠加褶皱特征和构造演化史。
研究区位于扬子陆块东南缘,处于江南古陆东北段(图1)。新元古代浅变质岩系组成江南造山带。区内广泛出露卷入褶皱变形的南华系—三叠系地层,南华系—震旦系由碎屑岩-冰碛岩-碳质泥岩-碳酸盐岩-硅质岩等组成,各组之间为整合或平行不整合接触。南华系休宁组底砾岩角度不整合于基底岩系(溪口群、歙县岩群和历口群)之上。下古生界由碎屑岩-碳酸盐岩-碎屑岩组成,各组之间均为被动大陆边缘的海相连续沉积,均呈整合接触。上古生界上泥盆统—三叠系地层分布于区内北部及东北部,从底向上为陆相碎屑沉积、浅海相碳酸盐岩沉积、陆缘碎屑岩沉积,各组均为整合或平行不整合接触。上泥盆统五通组底砾岩角度不整合于志留系之上[9-11]。侏罗系—白垩系主要分布于区内北部、南部和东部一带,侏罗系以河流相至湖泊相沉积为主,白垩系以冲积扇相至滨湖相沉积为主。朱光等研究表明上三叠统分别与中三叠统及下侏罗统为角度不整合接触[32]。显然,区内盖层沉积旋回是构造旋回的物质记录,分别对应加里东期、海西期—印支期和燕山期构造层。岩浆活动主要以晋宁期和燕山期为主,晋宁期岩浆岩分布于区内歙县许村、黟县北侧和石耳山等地,燕山期花岗岩主要分布于区内中部一带。岩性主要为花岗岩类,区内褶皱和断裂构造发育(图1),其中,多期褶皱构造发生叠加,形成丰富多彩的叠加-干涉样式,成为区内最明显的构造特征。断裂构造主要为葛公镇断裂(F1)、江南断裂(F2)、绩溪断裂(F3)和祁门—歙县断裂(F4)。
F1为葛公镇断裂;F2为江南断裂;F3为绩溪断裂;F4为祁门—歙县断裂;1~5为殷家汇褶皱带,其中1为洗马铺向斜,2为吴田铺背斜,3为殷坑塘向斜,4为铜关里背斜,5为许家坦向斜;6为七都复背斜,其中6-2为杨美桥背斜,6-3为杨田埂向斜,6-4为老山向斜,6-5为横北岭背斜,6-6为胡村向斜,6-7为雍溪背斜;7为太平复向斜,其中7-1为杨家垄向斜,7-6为章村向斜;8~12为晏公堂褶皱带,其中8为翟村向斜,9为晏公堂向斜,10为董家向斜,11为铜山向斜,12为白果树向斜;13为独树街向斜;14为瓦窑铺背斜;15为花林畈复向斜;16为绩溪复背斜,其中16-1为浪荡坞背斜,16-2为梅林向斜,16-3为宁国墩背斜,16-4为南坞口背斜,16-5为岛石坞向斜,16-6为马川向斜,16-7为马哨向斜;17为兰田复向斜;18为临溪向斜;19为何家山复向斜;20为芹川复向斜;21为大茂川向斜;22为方宅背斜;23为淳安复向斜;图件引自文献[10]和安徽省1∶500 000地质图,有所修改
江南古陆东北缘发育多期褶皱变形构造叠加,因其形成的地史时期不同,故属复合叠加[33-36]。叠加褶皱是复合构造中一种重要的表现形式。在地壳浅部,特别是未变质或浅变质的沉积盖层,褶皱大多属纵弯叠加褶皱[3,37]。区内盖层主要岩性为沉积岩,本次调查证实主要发育纵弯叠加褶皱,局部见有露头尺度的剪切褶皱。乐光禹等对叠加褶皱的分类进行了详细研究[3,38-43],但分类研究对象均为纵弯叠加褶皱[38-39],其前提是假设多期褶皱过程均为均匀变形,根据早期和晚期褶皱的轴面与叠加方向的夹角变化,将叠加褶皱样式和干涉类型分为四大类。实际上,自然界褶皱作用并非完全均匀变形,往往呈现较为复杂的干涉样式。在前人研究的基础上,Simon将纵弯叠加褶皱进行了补充[43],但其没有对两期褶皱枢纽斜交的情况进行划分[12]。本文根据实际情况和孙东等的研究成果[12,43]基础上,厘定了区内两期褶皱枢纽斜交叠加类型(图2)。
图2 叠加褶皱分类Fig.2 Classifications of Superposed Folds
7-2为西坑背斜;7-3为南山向斜;7-4为售口背斜;7-5为野猪塘向斜
图4 安徽石台地区构造解析图Fig.4 Map of Structural Analysis in Shitai Area of Anhui
与盖层褶皱特征差异较大的基底褶皱分布于江南古陆东北缘南部的祁门至黟县一带,轴迹呈近EW向,主要由新元古界地层组成,因受到后期叠加褶皱改造作用,其构造样式为紧闭倒转褶皱或“Ω”形倒转褶皱,如图3中剖面D—F段所示。区内盖层明显发育区域叠加褶皱(图1),根据褶皱卷入的构造层、构造要素特征和样式差异特征不同,可明显识别出3期褶皱构造,分别为轴迹近EW向的第一期褶皱(F1)、NE向或NNE向的第二期褶皱(F2)和近SN向或NNW向的第三期褶皱(F3)[10,44]。
盖层区域第一期褶皱主要由早古生代和前寒武纪地层组成。从西北至东南依次分布七都复背斜、太平复向斜、绩溪复背斜、兰田复向斜、大茂川复向斜和淳安复向斜等。该期褶皱以原始层理(S0)为变形面,由于后期构造改造,于皖南七都和乌石等地见有新月形、蘑菇形褶皱发育,皖南石台和宁国地区见有穹窿-盆地型构造组合(图4)。上述褶皱除兰田复向斜卷入的最年轻地层为上寒武统外,其他卷入的最年轻地层均为志留系,故其可能形成于加里东期。上述褶皱均为复式褶皱,轴迹近EW或NEE向延伸,枢纽向NEE倾伏,褶皱规模巨大;褶皱长宽比为3∶1~5∶1,为短轴褶皱;褶皱形态上呈中常—开阔型褶皱特征[10],其构造样式如图3中剖面A—C段中老河街—羊栈岭所示。兰田复向斜长宽比为2∶1,故为构造盆地。余心起认为其是加里东期形成的残留向斜[24],卢华复称之为加里东早期上叠拗槽向斜盆地[45]。该期褶皱与基底褶皱轴迹近一致,因发生重褶作用使基底褶皱更加紧闭,并形成倒转褶皱。
盖层区域第二期褶皱主要由晚古生代—中三叠世和前泥盆纪地层组成。轴迹总体呈NE向展布,较为发育。第二期褶皱由殷家汇褶皱带、晏公堂褶皱带和上述复式褶皱中的NE向次级褶皱等组成(图1),如绩溪复背斜中的次级褶皱有瓦窑铺背斜、花林畈复向斜、浪荡坞背斜、梅林向斜和宁国墩背斜,包括本次调查新识别出的芹川复向斜、方宅背斜,以及七都复背斜、太平复向斜和兰田复向斜中发育的一系列NE向规模较小褶皱,它们轴迹呈NE向延伸,为中常型褶皱,故均属第二期褶皱(图1)。殷家汇和晏公堂褶皱带卷入的最新地层均为中三叠统,暗示其可能形成于印支早期。各褶皱平行排列,背斜与向斜级次相同,均为简单褶皱。殷家汇褶皱带轴迹呈NE向延伸,枢纽均向SW倾伏(这与其南邻的七都复背斜的枢纽倾伏相反,故暗示它们可能属不同期构造),翼间夹角50°~70°,轴面略向NW倾伏,褶皱长宽比一般大于10∶1,故呈中常型线形特征,其构造样式如图3中剖面A—B段中的许家坦向斜等。晏公堂褶皱带规模较小,轴迹呈NE、NNE向或近SN向延伸,枢纽向NE或NNE倾伏,翼间夹角65°~110°,轴面略向SE倾伏,褶皱长宽比为3∶1~5∶1,平面形态呈不规则椭圆状或扇状,1∶250 000宣城幅区域调查资料[22]中称之为残留向斜,或称之为卵形向斜盆地[45],因此,晏公堂褶皱带为短轴状中常—开阔型褶皱。因第二期褶皱轴向与基底褶皱、第一期褶皱轴向呈60°以上交角,故使上述两期褶皱轴迹向NE偏转,并使基底褶皱出现扇形特征,且形成L字型或T字型叠加褶皱等组合。
盖层区域第三期褶皱主要由晚古生代—晚三叠世和前泥盆纪地层组成。褶皱轴迹呈NNW向或近SN向展布。区域性褶皱以何家山复向斜、马川向斜、石台老山向斜等为代表。第三期褶皱翼间夹角一般为65°~120°,褶皱长一般在5~15 km之间,褶皱长宽比为2∶1~5∶1,故规模一般较小,总体形态呈短轴状中常—宽缓型褶皱特征。该期褶皱伴生的间隔状破劈理(S3)走向为310°~330°,倾角较陡,主要发育于泥岩、泥灰岩中。该期褶皱轴向与基底褶皱、第一期褶皱轴向近垂直,故产生横跨叠加褶皱,形成穹窿-盆地型构造组合,与第二期褶皱轴迹交角为45°~60°,故形成斜跨叠加褶皱。
江南古陆东北缘出现晚期褶皱近垂直跨越早期褶皱形成的叠加干涉样式,即第二期褶皱近垂直于第一期褶皱,第三期褶皱垂直于第一期褶皱;将其进一步细分为穹窿-盆地型、跨褶型、T字型、L字型、限褶型、蛇型、移褶型、新月型、重褶型等横跨叠加类型[43](图2)。从图1、4可知,第三期褶皱轴迹与第一期、第二期褶皱呈大角度斜跨或横跨叠加特征。
穹窿-盆地型在浅层地层中(薄壳内)两期褶皱波长相似,规模相近,早期褶皱轴面近垂直,两翼产状对称、平缓,以穹窿-盆地型干涉样式为特征[1-2];在几何学上相当于Ramsay等提出的1型[39]或Ghsosh等提出的A类叠加类型[41]。该型主要见于研究区东北部的宁国地区和西部的石台地区横渡至七都一带。在西部的石台地区,该型叠加褶皱发育于寒武系—志留系中薄层泥灰岩、含白云质泥灰岩和中薄层夹中厚层泥质细砂岩夹页岩中,由多个波长5~6 km左右、翼间夹角65°~100°的近EW向和近SN向或NNE向两组褶皱形成的穹窿-盆地型干涉样式组成(图4)。两期褶皱的轴面近垂直。近EW向褶皱横跨叠加了近NNE向或近SN向褶皱。东北部的宁国地区绩溪复背斜可解析为两期褶皱呈穹窿-盆地型样式叠加,即近EW向褶皱被NE向褶皱横跨叠加,形成一系列穹隆-盆地型构造组合[10]。
跨褶型或称之为主褶次褶型[1,12]。两期褶皱波长不等,规模相差大,形成以第二期褶皱为主导的褶皱系统,在几何学上相当于Ramsay等提出的1型[39]或Ghsosh等提出的B类叠加类型[41],为区内最典型和较为发育的叠加褶皱类型。如在区内美溪一带的寒武系—志留系地层和宁国南坞口一带的南华系—奥陶系地层中,发育一系列紧闭—中常型(波长为3~4 km)NNE向或NE向褶皱,跨过了早期近EW向开阔—宽缓型褶皱(图1、4)。在区内宁国南坞口[10]和何家山一带,由于晚期褶皱变形强烈,导致早期近EW向褶皱几乎被置换殆尽(图1、5)。Ramsay等研究表明,由于后期褶皱横跨叠加,使早期或先成褶皱在垂直轴面的伸展作用下变缓展开,形成开阔—宽缓型褶皱[39,43,46-47]。前述区内第一期褶皱呈开阔—宽缓型特征可能证实上述观点。
T字型又被张忠义等称为限褶型[1],即晚期褶皱拼贴,并置于早期褶皱的轴向一端,平面呈侧倒T字型的叠加干涉样式,如区内美溪一带(图4)和淳安大角尖一带见及发育(图5)。
L字型(或倒厂字型)叠加褶皱为弧形联合的一种[24,42]。区内该型叠加样式发育,如西坑背斜本身表现为NE向与近EW向,呈马鞍状翘起,或呈倒厂字型特征(图1、4)。芹川复向斜和大茂川向斜等组成L字型组合(图5)。
限褶型为形成较早的一组褶皱限制形成较晚的褶皱。第一期褶皱的波长小于第二期褶皱的波长。两期褶皱轴面近垂直,但第二期褶皱规模小、强度弱,汇入而不能穿越第一期褶皱[43],发育在第一期褶皱的一侧,形成鼻状褶皱,平面上呈T字型的叠加干涉样式,如七都一带见有该型干涉样式(图4)。另一种表现为第二期褶皱发育在第一期褶皱轴的侧向终止端,平面上呈T字型或倒T字型,如区内宁国墩一带的早期宁国墩背斜与晚期马川向斜叠加组成了T字型干涉样式(图1)。
图5 浙江淳安地区构造解析图Fig.5 Map of Structural Analysis in Chun’an Area of Zhejiang
移褶型也称轴面屈服型[1]。两期褶皱应力场近垂直,但第一期褶皱枢纽、轴面均屈服弯折,第二期褶皱和第一期褶皱不垂直,沿弯曲的第一期褶皱枢纽形成,且轴面两侧的第二期褶皱不对称,即第二期褶皱在第一期褶皱两翼构成背斜对向斜及向斜对背斜的变形样式[1]。该型叠加褶皱被称之为移褶型[33,37],如太平复向斜的石台七都段受印支期NE向褶皱叠加后,形成轴迹呈近EW向NE偏转,轴面弯曲变形。杨美桥背斜受到近SN向晚期褶皱叠加,形成轴迹呈近EW向延伸并向NE偏转,其轴面弯曲变形(图1、4)。
新月型两期褶皱轴垂直相交。当晚期褶皱轴面倾斜,两翼产状相反,倾角不等时,形成弓形干涉样式;当早期褶皱轴面倾斜,一翼正常,另一翼倒转时,则形成新月型干涉样式[2]。比如,区内七都、售口东以及大茂川西北部均见有新月型叠加褶皱发育(图1、4、5)。
图6 叠加褶皱构造剖面Fig.6 Structural Sections of the Superposed Folds
图7 重褶型两期叠加褶皱构造图解Fig.7 Tectonograms of Two Types of Refold Superposed Folds
重褶型,指两期褶皱轴平行时的相互干涉样式。区内见有该型区域性叠加褶皱发育,如绩溪复背斜的次级褶皱马哨向斜和梅林向斜,1∶200 000旌德幅区域调查资料[21]中将其定性为印支期褶皱,其均由早期近东向的斜卧或平卧褶皱被晚期NNE向褶皱重褶叠加而成[图6(b)、(c)]。太平复向斜近核部的安徽省石台县脚下和黟县美溪见有重褶型露头尺度叠加褶皱发育(图7)。该向斜南翼的下志留统霞乡组上段粉砂质泥岩中发育重褶型叠加褶皱[图6(a)],早期紧闭型小褶皱发生重褶作用,出现弯头特征,且见有以早期劈理面作为变形面发生再次褶皱作用,叠加形成了晚期开阔型褶皱。早期劈理走向波状起伏,但其走向近EW,故可能为第一期褶皱;第二期褶皱发育轴面劈理构造。
江南古陆东北缘出现晚期褶皱斜跨早期褶皱形成的叠加干涉样式,即第二期褶皱轴不垂直于第一期褶皱轴;将其进一步细分为斜褶型、偏转型、斜限型等斜跨叠加褶皱(图2)。
斜褶型,为区内发育大量的斜跨叠加褶皱样式。比如,绩溪复背斜可解体为两期构造(图1),即轴迹呈近EW向的早期褶皱(南坞口背斜)被轴迹呈NE向的晚期褶皱(浪荡坞背斜、梅林向斜)斜跨叠加;芹川复向斜可解体为3期构造,即近EW向的早期大茂川褶皱被NE向晚期褶皱(芹川复向斜、方宅背斜)斜跨叠加,最后,两者又被NW向何家山复向斜斜跨叠加(图1、5)[10]。
偏转型(如太平复向斜)表现最为明显,其轴迹自西向东逐渐偏转(图1)。比如,七都复背斜的次级褶皱杨美桥背斜西段呈近EW向,而东段(黄柏岭背斜)呈NE向延伸,东、西两段呈倒厂字型组合特征,均表明存在后期叠加构造(图1)。
斜限型,如太平复向斜七都段几乎限制该段东南侧的安徽省黟县美溪一带的NE向褶皱和东北侧翟村向斜等后期构造的发育。在浙西地区也见有早期近EW向大茂川向斜限制了NE向方宅背斜和NNW向何家山复向斜等晚期构造发育(图1、5)。早期与晚期褶皱轴迹交角在45°~60°之间。
江南古陆东北缘发育的纵弯叠加褶皱在运动学上是主动的[48],组成早期褶皱的面理或线理强烈影响和控制着叠加褶皱作用的发生[1,49-50]。本次于区内皖南七都、宁国墩和浙西何家山地区进行褶皱面组构(原始层理)的π图式探讨,分别在上述地区测得褶皱卷入的不同层位的层理产状数量(N)为128、121和112,进行等面积下半球统计分析。结果显示:两期褶皱近正交,形成替叉环带[51](图8),表明区内主要发育两期叠加褶皱,即轴迹近EW向、NE向褶皱,次为晚期近SN向褶皱。
图件均为等面积下半球赤平投影;N为组构数;P为面组构
图件均为等角下半球赤平投影
区内第一期褶皱的轴面产状赤平投影显示总体倾向S或SSE[图9(a)],第二期褶皱的轴面产状总体倾向SE[图9(b)],第三期褶皱的轴面产状倾向近E向[图9(c)]。因褶皱的轴面产状是由地层褶皱过程中遭受区域性挤压作用形成的,所以可以通过轴面产状大致估算出褶皱的最大主应力方向[34,48]。其中,第一期褶皱是遭受近SN向挤压形成的,第二期褶皱是遭受SE—NW向挤压形成的,第三期褶皱是遭受近EW向挤压形成的。江南古陆北缘盖层第一期褶皱强烈,主褶皱轴向为近EW—NEE向,依据其长、短翼及轴面产状,判定其由南向北运动[8],与本次统计的第一期褶皱主应力场结论一致。王孔忠等认为浙西一带印支期区域主应力场方向为NW—SE向[52],与前述统计的第二期褶皱主应力场方向一致。
从叠加褶皱形成的组合特征和改造变形先后关系,基本得出江南古陆东北缘褶皱演化序列[53]。褶皱演化序列还可通过各期褶皱与卷入构造层的关系以及不同构造层之间接触关系特征加以确定[1]。区内近EW向或NEE向褶皱卷入了加里东期和晋宁期构造层,被NE向或NNE向褶皱叠加改造,形成多种样式的叠加组合类型,故其为第一期褶皱;NE向或NNE向褶皱卷入了最新地层中三叠统,且被晚期的近SN向或NNW向褶皱叠加改造后,其轴迹向NEE偏转,故其为第二期褶皱;NNW向或近SN向褶皱形成最晚,故其为第三期褶皱。
前人对上述3期构造的形成时代认识分歧较大。1∶200 000安庆、旌德、祁门、屯溪、建德等幅区域调查[21,54-55],1∶250 000安庆幅区域调查资料[22]和浙江、江西、安徽省区域地质志[56-58]均认为南华纪—早中生代盖层只发育印支期褶皱,其原因为未见加里东期构造角度不整合接触,从而推断区内震旦系—中三叠统地层构成印支期褶皱系统。储东如将上述第一期褶皱定性为印支第一期[59],朱光等将上述第一期、第二期褶皱定性为印支期,第三期褶皱定性为燕山早期[60]。直至20世纪末,前人将区内盖层第一期褶皱均定性为印支期。21世纪以来,根据1∶50 000横船渡等17幅区域调查资料[61]和1∶250 000宣城幅区域调查资料[22],加里东期褶皱构造逐渐被认识。戴圣潜等认为区内露头尺度的近EW向褶皱形成于加里东期,区域性主干褶皱形成于印支期[9,52];余心起等认为浙赣皖相邻区近EW向第一期褶皱形成于加里东期,NE向第二期褶皱形成于印支期[8];陈秀其等认为近EW向第一期褶皱形成于加里东期,NE向第二期褶皱形成于印支早期,NW向第三期褶皱形成于印支晚期[10,44]。本文提出的叠加褶皱显然至少构成两个明显的褶皱系统,即近EW向第一期褶皱和NE向第二期褶皱,两者褶皱轴面和枢纽夹角为45°~50°,故主要构成斜跨叠加褶皱;另外,还存在NW向或NNW向第三期宽缓褶皱,第三期褶皱与第一期、第二期褶皱的轴面和枢纽夹角分别为50°~65°、70°~85°,故对第一期褶皱主要形成斜跨叠加褶皱,而对第二期褶皱主要形成横跨叠加褶皱。
AP1为第一期褶皱轴面;AP2为第二期褶皱轴面;AP3为第三期褶皱轴面
显然,区内存在上述3期褶皱构造。其中,第一期褶皱近年来已被证实为加里东期构造,因为安徽省宁国市汪溪和老虎山、泾县桃花镇和东翟、宣城市蔡家以及黄山市举坑和板桥等多处剖面见有上泥盆统与下伏层志留系呈角度不整合接触[8-11],且第一期褶皱卷入的最年轻地层均为志留系唐家坞组或茅山组。前人对于第二期褶皱属于印支期构造分歧不大。区域上,朱光等已经证实其存在印支早期角度不整合接触[60],且第二期褶皱卷入最新地层均为中三叠统,故进一步可确定第二期褶皱形成于印支早期。然而,前人对于第三期褶皱构造性质的认识存在较大分歧:王孔忠等认为其属于印支第三期构造[52];朱光等认为其属于印支晚期—燕山早期构造[60];陈秀其等认为其属于印支晚期构造[10]。区域上,朱光等已经证实存在印支晚期角度不整合接触[32],其卷入最年轻地层为上三叠统(根据北侧邻区1∶200 000太湖幅区域调查资料[62])。另外,本次调查及区域地质资料表明第三期褶皱没有卷入侏罗系—白垩系,故可排除第三期褶皱为燕山早期褶皱的可能性,显然第三期褶皱可能为印支晚期构造[10]。Shi等对华南的雪峰山、大巴山和当阳等地区印支期褶皱进行了年代学研究[16-19],从构造形迹和卷入的地层等方面对比得出,大巴山地区前两期褶皱分别与研究区第二期、第三期褶皱形成时代相当,即分别形成于中三叠世—晚三叠世初和早侏罗世初;此外,华南早白垩世初期褶皱在区内表现微弱,只形成近EW向或NEE向宽缓小型褶皱[10]。
另外,1∶200 000旌德幅区域调查资料[21]和1∶250 000安庆幅区域调查资料[22]认为区内构造叠加现象是花边褶皱或褶皱分叉问题,从而否认存在叠加褶皱构造。花边褶皱构造指由于褶皱枢纽波状起伏造成的褶皱形态有规律对称摆动的地质现象,其两翼呈裙边状。如陈忠大等将区内皖南绩溪至浙西一带南华系—下古生界地层中发育的有规律波动褶皱定性为花边褶皱[23],主要源自对盖层褶皱归属问题认识,其根本原因是没有发现加里东运动角度不整合证据,导致将盖层褶皱形成时代归为印支期,只能用花边褶皱来解释构造叠加现象。事实上,花边褶皱由近EW向加里东期褶皱(第一期褶皱)被NE向印支期褶皱(第二期褶皱)或NW向褶皱(第三期褶皱)呈斜跨叠加形成,如浙江省淳安县何家山地区的南华系—寒武系地层中发育一系列花边褶皱(图5),其成因为近EW向大茂川向斜被后期NE向和NW向褶皱叠加复合而成。同时,前人认为区内盖层褶皱存在分叉现象,如区内复式褶皱确实存在不同方向的众多分叉现象,图1中的七都复背斜分叉为次级老山向斜和胡村向斜,绩溪复背斜分叉为浪荡坞背斜、宁国墩背斜和南坞口背斜。综上所述,分叉现象实质上是不同期次褶皱叠加现象的反映。
综合江南古陆东北缘褶皱构造的形态、展布、叠加改造关系以及地层接触关系和方法,可建立本区褶皱构造的演化序列(图10):第一期褶皱为区域性近EW向开阔褶皱,为近SN向构造应力场挤压作用下形成;第二期褶皱是在第一期褶皱的基础上发生的斜跨叠加褶皱,受到SE—NW向主应力挤压作用,形成了中常型线形褶皱;第三期褶皱是以第二期褶皱轴面劈理和面理为变形面,在NE—SW向主应力挤压作用下发生横跨叠加作用,形成宽缓直立褶皱。区内叠加褶皱的发现及其演化特征的研究为区内盖层构造期次厘定和构造格架重建提供了新的资料。综上所述,区内南华纪—古生代地层中发育3期叠加褶皱,显示了除印支期褶皱外还存在加里东期褶皱。
(1)江南古陆东北缘南华纪—早中生代盖层主要发育加里东期、印支期褶皱构造,即近EW向或NEE向褶皱(第一期褶皱)、NE向或NNE向褶皱(第二期褶皱)和近SN向或NNW向褶皱(第三期褶皱),且发育区域尺度叠加褶皱。
(2)区内叠加褶皱主要有横跨和斜跨两种类型,呈多种多样的几何学干涉样式。
(3)叠加褶皱的形成机制主要为纵弯叠加褶皱。第一期、第二期、第三期褶皱分别由近SN向、SE—NW向和NE—SW向挤压作用形成。
(4)通过叠加褶皱的研究,揭示了区内构造变形演化史,对区内构造格架重建具有重要意义。
合肥工业大学资源与环境工程学院宋传中教授和周涛发教授对本文进行了审阅,并提出了宝贵的修改意见,野外工作中得到合肥工业大学张达玉博士和安徽省地质调查院戴圣潜教授、储东如教授、夏军教授、吴雪峰高工、夏立元高工、刘家云高工以及王俊涛、吴衡、胡召齐、徐锦龙、陈忠良、张晋喆、侯克斌、沈仕豪、吴昊、王朝、汪雅菲、葛海影等同志诸多帮助与支持,在此一并致谢!