川西南地区构造几何学、运动学与成因机制

发布时间：2019-04-19 11:43

【摘要】：川西南地区位于青藏高原东南缘,包括龙门山南段及山前多排构造带,是理解青藏高原向东南扩展变形及其与四川地块相互作用的关键地带,也是探讨2008年“5?12”汶川Mw 8.0级地震和2013年“4?20”芦山Mw 7.0级地震构造变形机制和开展地震风险评估的关键部位,可以说川西南地区构造带作为新生代构造活动的典型,是揭示新构造活动及对老构造改造的窗口。基于此,我们开展了川西南地区构造几何学和运动学的研究。本论文主要以构造地质学、低温热年代学和断层相关褶皱几何学原理为基础,综合应用最新的地表地质、重磁、地震和钻井资料,对龙门山南段及前缘构造带地震剖面进行精细解释,对变形时间进行约束,定量分析不同构造层的变形时间和缩短量,建立构造模型和恢复构造演化,探索成因机制等,以期为川西南地区地质结构的解析提供合理方案。川西南地区构造在平面上成排发育,论文将研究区自北西至南东分为三个构造带进行解析:龙门山山前构造带、熊坡构造带和龙泉山构造带。各构造带以基底韧性剪切层和中下三叠统膏盐层为区域滑脱层为界,发生分层构造变形。(1)龙门山南段山前带走向上构造变形存在差异,高家场-三合场构造带北段中深层以楔形构造样式为主,浅层为复杂断层-褶皱的组合样式,南段深层为双重构造,中-浅层以叠加的楔形构造为特征。南段缩短量远大于北段,中-浅层缩短量大于深层,其中南段中-浅层缩短量最大,达14.5 km,缩短率达38%。磷灰石裂变径迹揭示的高家场-三合场构造带分别在约30 Ma和8-7 Ma发生了快速的隆升。芦山向斜-莲花山构造带表现为以多个滑脱断面为界的多层次冲断作用,中-浅层逆冲断裂呈叠瓦状并归于下盘掩伏构造的顶板滑脱面,而深层掩伏构造则包络于顶板滑脱面和底板滑脱面之间,表现为一系列楔形构造的叠加。芦山向斜-莲花山构造带的复原过程揭示了龙门山南段前缘构造变形带“前展式”破裂的特点,并且总缩短量达24 km,总缩短率达43.64%。(2)熊坡构造带为中下三叠统滑脱层和反冲断层控制的楔形构造,反冲断层切层传播并发生背斜破裂或(高角度)陡翼破裂。构造缩短发生于中浅层,缩短量为6.8-8.5 km。北段和南段隆升历史有差别,北段经历缓慢(晚白垩世-50 Ma)→较快速(50-5 Ma)→快速(5 Ma以来)的隆升过程;南段经历缓慢(晚白垩世-68 Ma)→近平静期(68-30 Ma)→快速(30Ma以来)的隆升过程。(3)龙泉山背斜具有分段-分带构造变形特点,南段为正向冲断构造,断层源于中三叠统滑脱层,构造端元模式为正向前翼突破断层转折褶皱,褶皱运动机制为”翼部旋转“和”膝折带迁移“混合型;中段受控于中三叠统滑脱层和倾向东的反冲断层,褶皱运动机制为“膝折带迁移”型;北段为多层叠加变形构造。不同构造带(段)和不同构造层的缩短表现出明显的差异性,中-深层构造缩短量很小,中-浅层缩短量为背斜缩短的主体,中段地壳缩短量和缩短率最大,南段次之,北段最小。生长地层限定其构造变形起始于中侏罗统千佛崖组沉积期(~175Ma),晚白垩世盆地规模隆升之后,又经历60-42 Ma和20-10 Ma两个阶段的快速隆升,且南、中、北段以及西、东坡带构造变形具有不同步的特点。(4)川西南地区的构造变形经历了晚三叠世的海陆构造转换时期→中侏罗世龙门山南段的崛起和龙泉山断裂带的形成时期→古新世至早始新世熊坡断裂带的形成时期→晚始新世至中新世龙门山南段构造活化期,熊坡断裂和龙泉山断裂发展期→上新世至现今龙门山南段扩展变形期5个阶段的构造演化。(5)类比构造物理模拟给出的变形机制和楔形构造运动学原理,提出了川西南地区一种可能的构造变形方式。
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【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P548

【参考文献】