（构造地质学专业论文）巢湖北部山区地质构造特征.pdfVIP

导师： 翻厢 j 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解金肥工业太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向 国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金肥工业太 兰兰一可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： ：驯函 签字醐：乃i f 年妒月矽日 电话： 邮编： 磊叼 李 签 沙 糙 矿 文 期 险 巨 位学 签 巢湖北部山区地质构造特征研究 摘要 本文通过对巢湖北部山区野外实地考察研究、测量、搜集相关资料，对样品试验 数据进行整理，运用相关工具软件对测量数据分析研究，以此来开展对巢湖北部山区 地质构造特征的研究。利用计算机辅助绘制褶皱正交剖面，按照r a m s a y 等斜线分类 法则，对平顶山向斜进行了分类。得出结论其中泥盆系( d ) 和石炭系( c ) 属于ic 型，二叠系属于型顶厚褶皱。判断出本区褶皱属于纵弯机制，泥盆系五通组( d 3 w ) 砂岩作为强干层控制着本区的褶皱基本形态。在二叠系( p ) 中存在多个软弱面，在 岩层发生弯曲时，易发生差异性顺层剪切，而形成弯滑褶皱。通过对全区褶皱构造的 研究，提出本区褶皱总体属于不协调褶皱。利用法国巴黎南方大学研制的计算机 程序反演了研究区内古应力场特征及演化过程，通过对断层面上擦痕的观察、测 量，利用计算机来计算主应力轴状态，分析动力学机制。对研究区内的节理产状进行 测量，做出走向节理玫瑰花图分析研究区动力学。在综合前人对该区动力学背景研 究的成果基础上，探讨了巢北山区的构造演化过程及各阶段特征，将所得到的 结论与前人成果相比较对应。 关键词：巢湖北部山区；正交剖面；纵弯机制；主应力轴；构造演化 2 t y p ea n dp e r m i a ns y s t e mb e l o n g st oi i it o pt h i c kf o l d s i ta l s om a k e sd e c i s i o n s t h a tt h eg e n e r a t i o nm e c h a n i s mo ff o l d so ft h er e s e a r c h e da r e aa t t r i b u t e st h e l o n g i t u d i n a lm e c h a n i s mt oi t s e l f m e a n w h i l e ，s a n d s t o n ei nw u t o n gf o r m a t i o n ， d e v o n i a ns y s t e m ( d 3 w ) a st h ei n v e n t i n gl a y e rc o n t r o l st h eb a s i cf o r m so fl o c a l f o l d s t h ew e a ks u r f a c e e x i s t e di np e r m i a ns y s t e m ( p ) i se a s yt ot a k ep l a c e o t h e r n e s sb e d d i n gs h e a rt of o r mt h ef l e x u r a l - s l i pf o l dw h i l er o c ks t r a t u mo c c u r r i n g b e n d i n g a c c o r d i n gt ot h es t u d yo nf o l d i n g t e c t o n i c si nt h ew h o l ea r e a ，t h e v i e w p o i n tt h a tt h eg e n e r a la p p e a r a n c eo ft h el o c a l f o l d sb e l o n gt h ed i s h a r m o n i e f o l di st h r o w no u t m o r e o v e r ，t h ef e a t u r eo ft h eo l d - a g e ds t r e s s f i e l da n d e v o l u t i o n a r yp r o c e s si nt h er e s e a r c h a r e ai si n v e r t e db yt h ec o m p u t e rp r o g r a m d e v e l o p e d b ys o u t h e r nu n i v e r s i t yi np a r i s ，f r a n c e i tu t i l i z e s t h ec o m p u t e rt o c a l c u l a t et h es t a t eo fp r i n c i p a la x e so fs t r e s s e sa n da n a l y s e sd y n a m i c a lm e c h a n i c s b ym e a n so fo b s e r v i n ga n ds u r v e y i n gs t r i a t i o nf a u l ts u r f a c e t h er e s e a r c h a l s o m e a s u r e sjo i n t sa n do c c u r r e n c eo fr e s e a r c h e da r e aa n dm a k e st h er o s ed i a g r a mo f s t r i k ejo i n tt oa n a l y z et h ed y n a m i c so ft h er e s e a r c h e da r e a b a s e do na c h i e v e m e n t s a b o u tt h ed y n a m i cb a c k g r o u n ds t u d i e db yp r e d e c e s s o r s ，t h i sp a p e rd i s c u s s e st h e p r o c e s so ft h e s t r u c t u r a le v o l u t i o na n df e a t u r e si ne a c hp h a s e so ft h en o r t h m o u n t a i n o u sa r e ao fc h a o h u i na d d i t i o n ，i tc o m p a r e st h ec o n c l u s i o ns u m m a r i z e d f r o mt h ev i e w p o i n to ft h i sp a p e rw i t ht h a tg e n e r a t e db yp r e d e c e s s o r s k e y w o r d s ：n o r t h e r n m e c h a n i s m ；p r i n c i p a l m o u n t a i n si nc h a o h u ； a x e so fs t r e s s e s ，；s t r u c t u r a l 1 o r t h o g o n a ls e c t i o n ；l o n g i t u d i n a l e v o l u t i o n 致谢 时光飞逝，转眼间硕士学习即将结束。在此要特别感谢我的导师刘国生教 授，刘老师不仅在我的学习道路中为一位良师，而且在我的生活中亦为一益友。 研究生3 年时间内刘老师在学习上给予了我极大的帮助。从课堂到实践，从野 外到室内，刘老师严谨的工作态度，诚信宽厚的为人处世，精益求精的科研作 风，无不给我树立起学习的榜样。在写作毕业论文阶段，每遇我有所求，刘老 师便会放下繁忙的工作不厌其烦地指点我，这样我在求学、求知的路上才不致 迷失方向。在生活中，刘老师善良、诚恳、热情，待我如亲人一般，照顾我的 生活、开导我的思想，使我在合肥工业大学渡过了充实、快乐、自信的三年。 桃李无言，下自成蹊，感念吾师，祈望今后能有结草衔环之机会以报涌泉之恩。 感谢我的父母为我提供了如此好的学习机会与学习条件，并在我的生命中 给予如此之多的帮助与关怀。还有在我三年研究生学习期间，给予我很多帮助 的宋传中老师、朱光老师、牛漫兰老师、喻根老师、石永红老师、王勇生老师， 请接受本人最崇高的敬意与最真挚的感谢! “手浇桃李千行绿，点缀春光满上 林。 一批又一批的学生来了又走了，不变的是老师们无怨无悔承担起的育人树 人之责、传道授业解惑之任，在此真诚的祝福老师们一生平安幸福。 硕士学习期间得到许多同学的帮助，三年的同学之情亦是我宝贵的财富与 美好的记忆。三年来，给我帮助的人太多太多，令我感动的时刻数不胜数，岁 月的脚步依然匆匆，我会把每一份关怀，每一份勉励都铭记、珍藏。在此，要 特别感谢在我论文创作期间，给予我极大帮助的6 3 3 实验室的兄弟姐妹们，谢 谢你们! 衷心感谢在百忙之中抽出时间评议、审阅我论文的专家教授，感谢答辩委 员会和各位专家们，感谢您们的辛勤劳动和对本文提出的宝贵建议。 最后，谢谢合肥工业大学资源与环境工程学院对我的大力栽培。 l 作者：黄磊 2 0 1 1 年4 月1 0 日 目录 第一章前言1 1 1 课题来源1 1 2 该课题在国内外的研究现状1 1 3 目的意义2 第二章研究区自然地理概况：j 4 2 1 自然地理概况4 2 2 地形地貌5 2 3 气象与水文5 2 4 矿产资源6 第三章区域大地构造背景j 7 3 1 大地构造背景7 3 2 区域地层及岩性特征8 3 2 1 区域地层8 3 2 2 区域岩性特征1 1 第四章研究区地质构造特征1 3 4 1 巢北山区褶皱构造基本特征及样式1 3 4 1 1 褶皱变形特征1 3 4 1 2 绘制正交剖面1 7 4 1 3r a m s a y 分类，2 3 4 1 4 巢北山区褶皱形成机制2 4 4 1 5 褶皱动力学分析及演化3 l 4 2 巢北山区断裂构造特征及应力分析3 4 4 2 1 基本工作原理3 4 4 2 2 基本步骤3 5 4 2 3 应力分析3 5 4 3 巢北山区节理统计分析4 7 第五章研究区构造演化特征5 2 5 1 研究区构造特征和演化历史5 2 5 2 各演化时期的应力场5 8 第六章结论；6 2 参考文献6 3 插表清单 表3 1 研究区主要地层一8 表4 1 本区岩石能干性排序表2 5 表4 2 所测擦痕数据表3 8 表4 3 应力场分析结果3 8 表4 4 所测擦痕数据4 0 表4 5 应力场分析结果4 0 表4 - 6 所测擦痕数据4 1 表4 7 应力场分析结果4 1 表4 8 所测擦痕数据4 2 表4 9 应力场分析结果4 2 表4 1 0 所测擦痕数据4 3 表4 1 1 应力场分析结果4 3 表4 1 2 所测擦痕数据4 6 表4 1 3 应力场分析结果。4 6 表4 1 4 所测擦痕数据4 7 表4 1 5 应力场分析结果4 7 表4 1 6 节理观测记录表一4 8 表4 17 节理统计表4 9 表4 1 8 节理观测记录表5 0 表4 1 9 节理统计表5 0 4 。5 7 1 3 1 5 图4 3 褶皱平、剖面之间的关系1 8 图4 - 4 计算机辅助绘制褶皱正交剖面程序1 9 图4 5 巢湖北部山区平顶山向斜石炭系转折端地质图2 0 图4 6 平顶山向斜石炭系转折端层面极点等密图2 1 图4 7 平项山向斜石炭系转折端正交剖面编绘过程2 1 图4 - 8 平项山向斜正交剖面2 2 图4 9 俞府大村向斜石炭系转折端正交剖面2 3 图4 1 0 平顶山向斜东翼褶皱层ta 曲线2 4 图4 1l 大理寺水库北东侧d 3 w 薄层砂岩层间剪切褶皱2 7 图4 1 2 小型弯滑褶皱2 7 图4 1 3 麒麟山东坡d 3 w 劈理带2 8 图4 1 4 大理寺水库北东侧d 3 w 薄层砂岩层间剪切褶皱2 9 图4 15 麒麟山东坡d 3 w 顺层剪切2 9 图4 1 6 麒麟山东坡和州组灰岩层间劈理3 0 图4 1 7 麒麟山东坡d 3 w 层面擦痕3 0 图4 18 平顶山向斜枢纽3l 图4 1 9 平项山向斜核部3 2 图4 2 0 平顶山向斜核部次级褶皱3 2 图4 2 1 巢北山区地质图3 3 图4 2 2 断层面上有关数据测量( 引自j m e c r e i e r 等，1 9 9 2 ) 3 5 图4 2 3 巢北山区所测断层3 6 图4 2 4 鹅头崖逆断层3 7 图4 2 5 鹅头崖逆断层擦痕3 7 图4 2 6 断层擦痕应力分析图3 8 图4 2 7 鹅头崖南侧逆断层擦痕3 9 图4 2 8 鹅头崖南侧逆断层3 9 图4 2 9 断层擦痕应力分析图4 0 图4 3 0 断层擦痕应力分析图4 2 图4 3 1 断层擦痕应力分析图4 3 图4 3 2 断层擦痕应力分析图4 4 图4 3 3 大尖山东坡断层4 5 图4 3 4 大尖山东坡断层擦痕4 5 图4 3 5 断层擦痕应力分析图。4 6 图4 3 6 断层擦痕应力分析图4 7 图4 3 7 节理走向玫瑰花图4 9 图4 3 8 节理走向玫瑰花图。51 图5 1 大别一苏鲁造山带的总体构造格局5 3 图5 2 下扬子前陆区逆冲推覆构造系统分带示意剖面图5 3 图5 3 郯庐断裂系左行平移5 5 图5 - 4 下扬子地区的构造格架5 6 图5 5 晚三叠早侏罗世褶皱前和同褶皱期的挤压缩短应力场特征5 8 图5 - 6 早白垩世早期的走滑作用所计算的应力场特征5 9 图5 7 早白垩世中晚期古近纪的伸展作用特征6 0 图5 8 新近纪的挤压作用特征6 1 2 第一章前言 1 1 课题来源 本项目是在得到教育部国家基金资助项目：巢湖野外实习基地建设：野外 实验室、构造和地层古生物( 批准号：j 0 8 3 0 5 2 2 ) 支持下完成。 1 2 该课题在国内外的研究现状 地质构造是地壳或岩石圈各个组成部分的形态及其相互结合方式和面貌特 征的总称。地质构造的规模，有大有小，大的需要通过地质和地球物理资料的 综合分析和遥感资料的解译才能识别，如岩石圈板块构造。小的需要借助于光 学显微镜或电子显微镜才能观察到，如矿物晶粒变形、晶格的位错等。地质构 造特征主要是研究组成地壳的岩石、岩层和岩体在岩石圈中力的作用下变形形 成的各种现象( 构造) 。研究这些构造的几何形态、组合型式、形成机制和演化 过程，探讨产生这些构造的作用力的方向、方式和性质。 如何研究构造，认识其基本面貌，揭示其发展过程和形成原因，一直是构 造地质学家不懈探索的课题，并从不同视角提出了各种研究方法和思路。马杏 桓基于构造研究的丰富实践，综合有关论述，以辩证唯物论做指导，提出了研 究构造的解析原则，为观察、分辨、分析和处理构造树立了一条正确的构造观 和方法论。他指出( 19 8 3 ) ：“它( 解析) 包括几何学的、运动学和动力学的解 析三个方面。而所谓解析是一种把整体分解成部分，把复杂的事物分解成 简单的要素加以研究的思维方法。解析的目的在于透过现象掌握本质，因此， 需要把构造现象的各个方面放在矛盾双方中去，放到构造的运动、演化中去， 看看它们在地壳、岩石圈的整体结构中的地位和作用。地质构造是地质演化至 今的一个画卷，而且是一个残破的画卷。构造地质学家的任务就是从现状重塑 原态，从现今再现历程。 安徽巢湖北部山区位于皖中明珠一巢湖湖畔，在地质上该区隶属于扬子板 块，出露地层为扬子型，地层发育完整，地质构造内容丰富且出露连续完整， 各种褶皱、断裂现象丰富，是进行科研、教学、地质旅游的良好地区。自上世 纪中期就被合肥工业大学开辟为野外地质教学基地，至今包括南大等3 0 多所 院校在此实习。在教学实习中对某些专题进行了研究，取得了一些重要成果， 如合肥工业大学发现了青苔山推覆构造( 宋传中等，1 9 9 9 ) ，并根据地层特征和 构造特征分析，建立了巢北地区“两向一背”的主体地质构造格局，指出了本 区褶皱、断裂的形成是印支期形成的大一级尺度的巢北褶皱，燕山运动对其进 行了改造等。近十年来，张开均等( ，1 9 9 4 ) 、徐家聪等( 2 0 0 0 ) 、刘文灿等( 2 0 0 1 ) 、 涂荫玖等( 2 0 0 1 a ，2 0 0 1 b ) 、董树文等( 2 0 0 5 ，2 0 0 7 ) 对涉及到该区逆冲推覆构 造研究等。尚彦军等( 1 9 9 7 ，1 9 9 9 ) 、周立宏等( 2 0 0 3 ) 、刘建忠等( 2 0 0 4 ) 等， 1 并提出晚中生代逃逸构造，取得系列成果。这些成果为工作区的深入研究提供 了参考。对于巢湖北部山区的地质构造研究已有较长的历史，但对于本区的研 究成果多是从区域构造尺度上入手，缺少对本区地质构造的详细研究，对本区 的构造尚停留在几何学形态描述和定性分析阶段。与国家倡导的创新型和卓越 工程师人才培养，尚有差距。 1 3 目的意义 如前所述，研究区位于扬子板块的西北缘、郯庐断裂带的东侧近旁，北部 为大别一苏鲁超高压造山带，南缘为桥头集一东关断层，西缘以青苔山逆冲断 层( 滁河断裂带的一部分) 为界。隶属于巢湖一含山断褶带，半汤复式背斜的 西翼。由于本区所处的特殊构造部位，中生代以来的构造活动强烈，尤其是印 支运动在本区表现最为明显，南象幕强烈的褶皱造山运动奠定了区内的构造格 架，形成了以n n e s s w 向为主的两向一背，平面上呈“m 型褶皱为主，伴 随有一系列的纵断层、横断层和斜断层的构造格局。 虽然前人在本区已做过大量工作，但笔者觉得对巢湖北部山区的地质构造 特征研究还是不够全面，系统。对实习区内的地层褶皱定量构造解析、“横向 和“纵向断裂的形成的应力分析以及节理的优选性等仍没有建立起清晰的轮 廓。如对该区褶皱构造的认识，现还只是停留在“两向( 斜) 夹一背( 斜) 一 直观描述，书本上所学到的r a m s a y 等倾斜线对褶皱的分类、正交剖面的编制 及其在研究地质构造时的应用，褶皱形成机理等，在实际当中几乎较少涉及， 以至于不能深刻、正确认识地质构造。尤其是在国家倡导科技创新的今天，对 地质构造研究而言，有限的定量构造解析都不能实现，创新更无从谈起。构造 图面显得非常零散、不系统，实习学生怀疑、甚至难于正确理解自己的观察结 果。 根据该区的定位特点一巢湖实践教学基地( 地学实习场所) ，笔者认为其最 基本功能是，在此真正地能够把书本上、课堂上所学理论知识，在实践当中加 以运用。从这一点出发，通过笔者的亲身实习经历，深感该基地的教学功能尚 有待进一步开发，一定要一改以往对地质构造的定性描述，使之逐步定量化。 否则令人总感到地质工作的粗糙和不够严密性。 为此，笔者选题巢湖北部山区地质构造特征研究，旨在通过对巢湖北部 山区的实地考查，对其区内的地质构造特征进行详细的研究测量，取得全面系 统的测量数据。通过测量的数据进行系统的研究，在详细的野外构造填图基础 上，对各种褶皱、断层及节理的成因进行分析，对研究区内的宏观构造格局、 所处的大地构造背景和动力学演化机制进行了系统探讨，以期待给未来到此实 习的学生一个较为清晰的构造时空演化概念。力图培养学生将观察到的所有露 头尺度构造与区域尺度构造相结合，培养学生将野外观察到的现象，不仅去与 2 教科书一一对号入座，更期望他们能够将书本上所学到的知识融会贯通。 另外，通过对研究区的构造变形以及构造演化和动力学机制的研究，正确 认识了下扬子地区的地质构造。同时可以将本区所研究的结果与郯庐断裂系的 构造动力学演化机制相对应，乃至对探索中国东部构造特征与演化特征也具有 重要的指导意义。 3 第二章研究区自然地理概况 2 1 自然地理概况 巢湖市位于安徽省江淮之间，巢湖之滨，属于江淮丘陵区的南部，距安徽 省省会合肥约7 0 k i n ( 图2 1 ) 。工作区位于巢湖市郊北部山区，其范围是东经 1 1 7 。4 77 “7 。5 47 ，北纬3l 。3 6 3 1 。4 27 。区内东、北、西三面环山， 一面( 南面) 紧邻巢湖。山脉走向为北东3 5 。 - - 4 0 。，平面图上呈一个向右倒 伏的斜体英文字母“m 形，由西向东主要由龟山、马家仙平顶山、朝阳山 碾盘山、凤凰山麒麟山大尖山、炬幛山等组成。最高山峰大尖山海拔3 5 0 m ， 一般山峰海拔高程1 0 0 , - 一3 0 0 m ，最低处狮子口海拔高程仅2 0 m 。工作区西南为 巢湖我国五大淡水湖之一，东南为裕溪河及其冲积平原，地势平坦，水系 发育，系长江流域。裕溪河是巢湖水注入长江的通道，也是沟通省会合肥市与 长江沿岸芜湖等城市的水上通道。 工作区交通十分便捷，淮南线贯穿境内，向东南可与皖赣线相连，向西北 经合肥可与京沪线、京九线、合九线以及即将建成通车的宁西线相接；合芜高 速公路途经巢湖市，与合宁高速、合徐高速、合安高速、沪蓉高速相连；此外， 尚有省道、县道、等支线与合肥、安庆、芜湖、马鞍山和江苏省南京市相连； 以巢湖为中心，水上运输可通往合肥及长江沿岸各城市，可谓铁路、公路、水 路交通纵横交错，直达全国各地。 图2 - 1 巢湖地理交通位置图 4 2 2 地形地貌 研究区位于江淮丘陵南部低山丘陵区，区内山系走向呈北东向3 5 。 4 0 。，属巢湖状盆地，为四周渐向巢湖倾斜的地势。地势由江淮分水岭向沿长 江倾斜，形成低山丘陵、岗( 台) 地和圩畈平原三个地貌单元，它们占全市土地 总面积的比重分别为1 2 3 、4 8 9 、3 8 8 ( 2 0 0 3 2 0 1 0 安徽省巢湖市土地利 用总体规划) 。根据区域地貌地形、成因及构造侵蚀特征，将本区地貌概括为以 下几个类型：侵蚀、剥蚀构造低山区，冲积平原区、新构造运动。根据中国 地震动参数区划图g b l 8 3 0 6 2 0 0 1 ，本区地震动峰值加速度为0 1 0 9 ，相应区 域地震基本烈度为7 度。下图可见巢湖研究区地形地貌水系图( 图2 2 ) 。 图2 - 2 研究区地形、地貌水系图( 据，屠清瑛，1 9 9 0 ) 2 3 气象与水文 巢湖市属于北亚热带湿润季风气候区。气候特征是：气候温和，雨量适中， 光照充分，热量条件较好，无霜期长，全年在2 3 2 2 4 7 天，梅雨显著，夏雨集 中；季风气候显著，冬寒夏热，四季分明。全市年平均气温在1 5 7 1 6 1 ， 最热月( 7 月) 平均气温2 8 2 - 2 8 4 1 2 ，最冷月( 1 月) 2 4 c 2 8 ；年均 s 最低气温在一7 5 左右。从地域分布看，巢湖沿岸气温明显偏高，中庙多年平 均达1 6 。 全市年降水量在1 0 0 0 一 1 1 5 8 m m ，年均降水日数为1 2 3 5 日，地域分布为北 部偏少南部偏多。一年内7 月降水最多，1 2 月最少。年均蒸发量为1 4 6 9 - - - 1 6 2 9 m m 。年际变化上，极值比达1 ：4 左右；年内分配上，7 月最多，1 2 月最 少，主要集中在适宜农作物生长的4 l0 月。年际变化上，极值比达1 ：4 左右； 年内分配上，7 月最多，1 2 月最少，主要集中在适宜农作物生长的4 1 0 月。 每年六七月间，常出现一段较长的阴雨天，湿度大、日照少、风力小、降水多 而频，俗称“梅雨 。市内平均入梅期为6 月1 6 日，出梅为7 月1 2 日，梅雨期 平均2 7 天，降水量2 8 0 毫米。最早为5 月3 0 日( 1 9 7 1 年) ，最迟为7 月3 0 日( 1 9 5 4 年) 。最长为5 7 天( 19 5 4 年) ，共发生四场大暴雨，降水9 0 0 毫米；最短为1 0 天( 1 9 6 1 年) ，个别年份如1 9 5 8 、1 9 7 7 、1 9 7 8 年，出现“空梅 。 区内属于季风气候区，风向有明显的季节性变化。夏季以偏南风为主，冬 季以偏北风为主。年平均风速3 0 3 4 m s e e ，春季最大为3 4 3 7 m s e e ， 秋季最小，为2 6 3 2 m s e c 。 本市河流属于长江流域，巢湖一裕溪河水系、滁河水系。研究区内灰岩分 布面积很广，岩溶比较发育，较典型的有王乔洞、紫薇洞、金银洞等地下暗河。 区内虽然没有大型泉水出露，但仍然有许多小型的泉水。 2 4 矿产资源 区内主要为沉积作用有关的沉积矿产。矿产有煤、白云石、化工石灰岩、 熔剂石灰岩、水泥石灰岩、硅石、萤石、耐火粘土、陶用粘土等，其中石灰岩、 白云岩的储量均属大型，在安徽省占有重要位置，是华东地区水泥、化工、溶 剂、建材原料的重要基地之一。区内主要开采矿种为石灰岩、砂岩、粘土。 6 带 冲 构 造格架，产生了n n e s s w 向褶皱，并伴有一系列的纵断层、横断层和斜断层。 岩浆活动很微弱，区内仅见几个小的花岗闪长斑岩岩脉、岩枝。 图3 - 1 研究区大地构造位置图 7 3 2 区域地层及岩性特征 3 2 1 区域地层 巢北山区属扬子地层区，下扬子地层分区，六合一巢县地层小区。以古生 界发育为特点，其中尤以上古生界和下、中三叠统发育最为完整( 表2 1 ) 。巢 北山区初露地层自下而上有上震旦统灯影组( z 2 d n ) ，下志留统高家边组( s l g ) ， 中志留统坟头组( s 2 f ) ，上泥盆统五通组( d 3 w ) ，下石炭统金陵组( c 1 j ) 、高 骊山组( c 1 9 ) 、和州组( c l h ) ，上石炭统黄龙组( c 2 h ) 、船山组( c a c ) ，下二 叠统栖霞组( p i q ) 孤峰组( p l g ) ，上二叠统龙潭组( p 2 1 ) 、大隆组( p z d ) ，下三 叠统殷坑组( t l y ) 、和龙山组( t l h ) 、南陵湖组( t i n ) ，中三叠统东马鞍山组 ( t 2 d ) ，下侏罗统象山群( j i - 2 x n ) 。见下表3 1 。 表3 - 1 研究区主要地层 界系 统 组( 阶)代号厚度( m )岩性描述 粉质亚粘土，粉质重亚 全新统 0 4 1 0 粘土，粉质轻粘土，砂 + 及砂砾层。 新 第 含铁锰结核粉质轻粘 上更新统q 3 ) 1 - 9 土，钙质结核。 生 四 含砂粉质轻粘土，粉质 界 系中更新统 q 2 5 1 5重亚粘土，含砾重亚粘 土砂砾。 含砾中重亚粘土夹砂， 下更新统q i 0 4 - 2 含亚粘土洞穴堆积。 灰紫、砖红色砂砾岩与 白 上 细粒岩屑、长石砂岩： 垩 宣南组 k 2 x n 9 8 含砾长石岩屑、细粒砂 中 统 系 岩夹泥质粉细砂岩、粉 生 砂岩。 上 粗安质沉凝灰质角砾 侏 黄石坝组 j a h 9 2 岩夹凝灰质粉细砂岩、 界 统 罗 粉砂岩。 系 中 砂砾岩与细粒岩屑、长 下 象山群 j 1 2 x n 9 1 5 统 石砂岩，泥岩及煤。 8 中 东马鞍山 岩溶，膏溶角砾状灰 t 2 d 9 6岩、白云质灰岩，含石 统 组 膏假晶灰质白云岩。 上段：薄层灰岩夹炭质 页岩。中段：薄层瘤状 链状灰岩、后曾灰岩、 南陵湖组 t i n 1 6 0 2 5 8 钙质页岩。下段：厚层 灰岩，中薄层瘤状灰岩 夹钙质泥岩。 上部：薄层灰岩夹黄绿 色薄层似瘤状泥质灰 叠 下 岩、泥岩。下部：灰绿 和龙山组 t z h 2 1 3 6 色紫色薄层似瘤状灰 统 岩、泥质微晶白云质灰 系 岩。 上部：钙质页岩夹薄层 泥质灰岩及白云质灰 岩。中部：粉砂质泥岩 殷坑组 t z y 8 5 夹灰色中薄层似瘤状 灰岩。下部：泥岩、粉 砂质泥岩夹似瘤状灰 岩。 硅质炭质泥岩夹灰质 大隆组 p 2 d 2 0 2 4 白云质泥岩、硅质页 上 岩、泥质粉砂岩、页岩。 上段：粉砂岩、泥岩夹 二 统 煤线，顶部透镜状白云 古 龙潭组 p 2 1 3 6 7 4 生叠 质灰岩。下段：细粒岩 界 屑长石石英砂岩。 系 以深灰色粉砂质泥岩、 银屏组 p l y 2 0 下 页岩为主。 硅质泥岩、薄层放射虫 统 孤峰组 p z g 2 8 5 3 硅质岩，底部：粉砂质 页岩，含磷结核。 9 上段：含燧石团块含泥 质灰岩、白云质灰岩。 下段：薄一一中层状含 栖霞组 p t q 2 0 9 沥青质好、臭灰岩及含 生物碎屑灰岩，底部碎 屑岩夹劣质煤。 亮晶生物碎屑灰岩、球 船山组 c 2 c 7 8 上状灰岩、微晶灰岩。 亮晶生物碎屑灰岩，生 统 黄龙组 c 2 h 2 7 物碎屑泥晶与亮晶灰 岩。 上部：中一一厚层亮晶 石 生物碎屑灰岩，顶部炉 和州组 c l h 2 7渣( 姜状或蜂窝状) 状 炭 灰岩：下部：生物碎屑 下 白云质灰岩、泥岩。 系 杂色砂质、粉砂质页 岩，项部灰白色石英砂 高骊山组 c 培 1 3 2 3 统 岩，底部夹褐铁矿，豆 状赤铁矿。 含生物碎屑粉晶、微晶 金陵组 c 1 j 9 1 4 灰岩，底部铁质粉砂 岩。 上段：粉砂质泥岩夹石 泥 上 英砂岩、粘土页岩。下 盆 五通组 d 3 w 1 7 7 段：石英砂岩、含砾砂 统 系 岩。底部中厚层状砾 岩。 上部：粉砂岩、泥岩。 中 中部：粉砂质泥岩、石 坟头组 s 2 f 2 0 5 2 1 0 志 统 英砂岩。下部：石英细 砂岩。 留 上段：石英细砂岩夹粉 系 下 1 2 1 砂质泥岩。中段：黄绿 高家边组 $ 1 8 统 3 2 4 色页岩、薄层长石细砂 岩。下段：灰黑色页岩。 五峰组 0 3 w 2 5 岩。 亮晶微晶灰岩、砂质灰 红花圆组 0 1 h 4 8 统 岩夹硅质岩。 细晶白云岩夹硅质条 仑山组 0 l l 1 2 2带，底部夹灰岩透镜 体。 含硅质团块细晶白云 中 岩、微晶粉质白云岩、 上 山凹丁群 e 2 - 3 5 3 0 9 寒 统 砂屑白云岩，底部白云 质细粒岩。 武 泥晶粉晶白云岩与白 系 下 半汤组 e l b 1 5 6 云质泥灰岩互层。 统 粉晶白云岩夹硅质条 冷泉王组 e l l 1 0 5 带，底部含砾砂岩。 兀震 含燧石条带、沥青质微 上 晶白云岩，葡萄状蓝藻 古旦 灯影组 z 2 d n 2 9 0 统微晶白云岩夹硅质条 界系 带。 3 2 2 区域岩性特征 巢北山区岩石岩性以沉积岩为主，碎屑岩、碳酸岩、硅质岩都比较发育。 碎屑岩包括砂岩、砾岩、泥岩、煤层等。碳酸盐岩类包括了灰岩、白云岩、泥 灰岩等。另外在二叠系还发育有硅质岩层夹有燧石结核。 下志留统高家边组( s l g ) ，为青灰色泥、页岩，夹薄层泥质粉砂岩：中志 留统坟头组( s 2 f ) ，下段为黄绿色泥岩、泥质粉砂质泥岩，上段则以厚层状长 1 1 石石英粉砂岩和砂岩；上泥盆统五通组( d 3 w ) ，由底部向顶部依次出露了砾 岩、石英砂岩、粘土岩；下石炭统金陵组( c d ) ，灰黑色块状生物屑灰岩；高 骊山组( c l g ) ，下段为杂色泥质页岩，上段为石英砂岩；和州组( c l h ) ，底部 为一套浅肉红色致密块状白云质灰岩、中段泥质灰岩与钙质泥岩互层。上段为 姜粒状泥质灰岩；上石炭统黄龙组( c 2 h ) ，厚层状白云质灰岩；上石炭统船山 组( c 3 e ) ，厚层状球藻灰岩；下二叠统栖霞组( p i q ) ，含沥青质灰岩和含隧石 结核( 条带) 灰岩；孤峰组( p l g ) ，薄层硅质岩和微紫色薄层泥页岩互层，底部含 磷结核页岩；上二叠统龙潭组( p 2 1 ) ，长石石英粉砂岩、砂岩、泥岩夹煤线； 大隆组( p 2 d ) ，下段为灰紫色硅质页岩、泥岩，上段为泥质粉砂岩；下三叠统 殷坑组( t y ) ，钙质泥、页岩、粉砂质泥岩夹薄层瘤状泥质灰岩；和龙山组( t l h ) ， 灰绿色钙质泥岩、紫色薄层似瘤状泥质灰岩；南陵湖组( t l n ) ，深灰色薄一中 厚层状灰岩夹钙质页岩；中三叠统东马鞍山组( t 2 d ) ，灰色、灰黄色厚层膏溶 角砾岩。上述地层间多以平行不整合接触关系为主，与上述地层角度不整合的 为下侏罗统象山群( j 1 2 x n ) ，砂砾岩与细粒岩屑、长石砂岩，泥岩及煤层。 在上述岩石中，属于强干性岩层的有，泥盆系五通组砂岩层，志留系坟头组 下段砂岩层，石炭系高骊山组上段砂岩层，石炭系金陵组、和州组灰岩，二叠 系栖霞组灰岩，三叠系南陵湖组灰岩层；软弱层有泥盆系五通组上段粘土岩层， 石炭系高骊山组杂色页岩层、二叠系栖霞组梁山煤线、孤峰组硅质岩层、龙潭 组泥质粉砂岩层、大隆组硅质岩，三叠系和龙山组泥质灰岩层、殷坑组泥质灰 岩层。它们存在为本区褶皱变形起到控制作用。 第四章研究区地质构造特征 4 1 巢北山区褶皱构造基本特征及样式 4 1 1 褶皱变形特征 巢北山区位于半汤复式背斜的西翼，以三个二级褶皱整体呈m 型展布，分 别为平顶山向斜、凤凰山背斜、俞府大村向斜。区内形成的褶皱轴面大都斜歪， 局部倒转，次级小褶皱颇为发育，特别在两个向斜核部尤为明显。褶皱多被断 层错切，并有岩浆侵入。褶皱岩层由志留系、泥盆系、石炭系和二叠系和三叠 系组成，其中三叠系只在平顶山向斜作为核部出露，俞府大村向斜核部为二叠 系，凤凰山背斜则由志留系组成。在平顶山向斜西翼地层发生倒转，其余都属 正常。褶皱轴面倾向北西，褶皱轴迹为n n e 方向，枢纽皆为s s w 向倾伏。 本文以三个褶皱为单元，分别对其分析论述。主要方法是通过野外对区内 褶皱不同部位的产状进行了大量测量与统计，在此基础上通过层面极点等密图 ( 图4 1 ) 分析各个部位的产状特征、枢纽、轴面等变化，然后对每个褶皱进 行区段划分。以扬起端、中间区段、倾伏端为三个基本区段由部分到整体的对 褶皱的形态加以分析研究。 平预山向斜凤凰山背斜俞府大村向斜 扬 ( 熬蒌圣三蜮鼍蚕耋 誓耋 未了 也 端 中 黧i 囊 孽霎 i 间 区 段 倾 戥篓圆溺i 嚣 伏 端 图4 - 1 褶皱区段划分一层面极点等密图 俞府大村向斜 位于本区东北部，分布于俞府大村一炭井村一大理寺一猫耳洞一带，规模 较大，总体构造线的方向为n n e - - s s w 。向斜核部由二叠系大隆组( p 2 d ) 、龙 潭组( p 2 1 ) 、孤峰组( p l g ) 、栖霞组( p l q ) 的地层组成，两翼分别由石炭系船 山组( c 2 c ) 、黄龙组( c 2 h ) 、和州组( c 2 h ) 、高骊山组( c l g ) 、金陵组( c d ) 、 泥盆系五通组( d 3 w ) 、志留系坟头组( s 2 f ) 、高家边组( s l g ) 的地层组成。该 向斜大部分直立并且局部倒转，甚至铰纽，特别是在其核部大隆组( p 2 d ) 、龙 潭组( p 2 1 ) 、栖霞组( p l q ) 地层发生强烈揉皱，枢纽起伏，向s s w 倾伏，轴 面倾向n w ，倾角变化很大。该向斜n n e 端在石刀山北部转折，并且扬起，s s w 端被本区南部近e w 向的桥头集一东关断层切断而倾伏终止。 在3 0 5 高地以北，由石炭系( c ) 构成的褶皱转折端西翼地层直立，局部 甚至倒转，北端扬起。转折端附近测得西翼地层产状1 3 3 。z 7 4 。，东翼2 6 5 。么3 8 。，枢纽产状2 l5 。l 2 7 。，轴面产状2 9 6 。z 7 2 。扬起端发育大量的 放射状小断层和节理发育。 俞府大村向斜存在多条断层，主要为n w w s e e 向的横断层和n n e s s w 向的纵断层，造成地层的错动和重复，且核部地层多被第四系( q ) 松散 沉积物覆盖。在石炭系( c ) 转折端西侧，即3 0 5 高地n w 侧，可见三条走向 近7 0 。方向的断层，断层面倾向西北，由于重力作用，使地层沿断层面滑动坍 塌，形成三个阶梯，并且石炭系黄龙组( c 2 h ) 、船山组( c 2 e ) 地层重复出现， 并可见金陵组( c l j ) 、高骊山组( c 培) 与和州组( c l h ) 的地层夹在其中。沿 1 7 7 高地一王乔洞一7 4 1 0 工厂一线有岩浆侵入，出露的岩体受n w w s e e 向 断层控制。在巢湖地区石油公司油库附近采石场边，二叠系孤峰组( p l g ) 地层 中发育有大量不协调的小褶皱。 扬起端： 位于本区力士林场一2 8 8 高地以北，两翼出露地层主要为泥盆系五通组 ( d 3 w ) 砂岩和石炭系( c ) 灰岩，核部以二叠系( p ) 岩石为主。此段由于五 通组( d 3 w ) 粘土岩层倾向较缓，故初露范围自2 8 0 高地向北延伸很远。 此区段褶皱西翼岩层倒转，东翼正常。该段西翼的优势产状为1 2 2 。2 8 4 。，东翼为2 5 2 。么3 4 。，枢纽产状为2 1 0 。z 2 6 ，褶皱轴面产状为2 8 7 。l 6 59 。 中间区段： 马鞍山一维尼纶厂以北，此段初露长度约为2 公里，宽度1 8 2 公里。两 翼地层为泥盆系五通组( d 3 w ) 砂岩，石炭系( c ) 灰岩，核部为少量二叠系地 层，大部分为第四系( q ) 。本段西翼优势产状为1 4 2 。z 7 2 。，东翼的优势产 状为2 8 5 。么4 4 。枢纽产状2 2 3 。么2 4 。，轴面产状为3 0 8 。么7 7 。 倾伏端： 本段为马鞍山一金庭洞以南，初露长度1 5 2 公里，宽度约3 公里。核部 为第四系( q ) 地层，两翼与上述区段相似，尤为不同的是在两翼初露有侏罗 系( j ) 地层，其仅在四康医院和风凰山脚东侧有露头。西翼的优势产状为1 3 2 。么5 2 。，东翼的优势产状为2 8 0