安徽巢湖北部构造应力场探讨

【摘　要】对巢湖地区地质构造的展布规律进行了分析和研究。通过大各种观测资料，利用各种地质构造形变痕迹，反推变形作用时期的古应力场方向。在此基础上，对该地区的构造形成机制及其动力学背景进行分析，指出该区的主要应力场方向。

【关键词】巢湖地区；构造应力场

巢湖市位于安徽中部，巢湖之滨，该区各种构造发育良好，是多所高等院校的选定的地质实习基地。前人研究表明，安徽的构造行迹以NE、NNE、NW、EW、SN 为主。区内大多构造已经研究透彻，但对细节上仍没有统一的结论，为教学带来了不便。因此本文利用在巢湖地区实习期间得到的野外数据进行分析，对区内的构造形成机制进行讨论。

一、区域构造

本区位于特提斯构造与太平洋构造的交汇处， 中生代以来的构造活动强烈。本区地质发展大体经历三个阶段， 前震旦纪为地槽发展时期，经皖南运动二幕结束了地槽的历史。震旦纪至中三叠世进入准地台发展阶段。中生代以来，进入了大陆边缘活动阶段。印支和燕山期地壳运动，在本区表现空前强烈，对基本构造格架的形成和形变起着决定性的作用。因此，本区构造形变主要是中生代形成的褶皱断裂构造。

二、应力场特征及成因探讨

本文根据研究区内地层出露情况较好，各种地质构造形变痕迹分布较多的特点，以断裂构造的统计研究为基础。利用两组共扼剪节理的空间组合和切错关系进行分期、配套，恢复构造应力场方向，来判断构造应力场。

（1）利用断层确定古应力场的方向。该地区内发现有若干反映构造应力场方向的断层，大多以“X”形出现。麒麟山东坡“X”形小断层。此点位于麒麟山东坡采石场内，其坐标: N31°37. 952’，E117°51.054’。为石炭系和周组顶部姜块状灰岩，其内发育有大量的“X”形小断层，断层规模较大，主要有3组: ①359°∠56°；②127°∠29°；③40°∠86°。在这3组断层中，①和②组断层组成“X”节理。第③组断层明显表现为张性小断层， 断层带中有若干小断层组成宽约1m的断层带，该组断层基本上成为①②两组断层的角平分线方位，由此可知第③组小断层指示了本区的主压应力方向。而利用赤平投本影确定的主压应力方向为δ1 = 2520∠780 ，与③基本方向一致，从而说明此处所求的应力方向的可靠性。点应力场方向为δ1 = 337°∠12°，δ2 = 77°∠ 18°，δ3 = 252°∠78°。区内应力场方向与本地区方向一致。

由上所述，在所研究区域内，利用断裂的共轭关系、断面和擦痕等，选取不同位置的观测点求出构造应力场方向，可以发现各点的应力场方向基本一致，反映了该研究区的应力场方向。

（2）利用共轭“X”节理确定古应力场方向。现有理论认为：张节理与最小主压应力方向(δ3)垂直，与最大主压应力方向(δ1)和中间主应力(δ2)方向相平行。在应力作用下形成的剪节理也与主应力方向有着密不可分的关系，一般利用共轭剪节理来判断主应力的方向。最大主压应力轴(δ1)和最小主压应力轴(δ3)位于共轭的两组剪节理的角平分线上。最大主压应力轴(δ1)在压缩区的等分线上(即在锐角平分线上)，最小主压应力(δ3)在伸张区的等分线上(即在钝角平分线上)，由此可以确定应力场的方向。

从表中不难看出， 本区应力场方向最大挤压应力方向为NNW-SEE，与断层判别出的应力场方向基本一致， 且与整体地区布局相吻合， 表明了本区的应力场分布特点。

（3）利用褶皱确定古应力方向。现有理论认为，在纵弯褶皱地区在褶皱形态简单、轴面几乎直立的情况下，其轴面即压性结构面。轴面与最大主压应力轴(δ1)垂直；褶皱枢纽线即相当于中间主应力轴(δ2)；最小主应力轴(δ3)则必定包含在轴面内，并与轴线垂直。研究区内褶皱资料显示：

（1）平顶山向斜：平顶山南坡山脚下东翼277°∠52°，西翼132°∠83°；山顶东翼261°∠51°，西翼150°∠44°。平顶山北坡转折端产状：东翼235°∠46°，西翼146°∠44°。

（2）耙子山小向斜从东翼经转折端至西翼地层产状分别为254°∠45°。

（3）200°∠59°，146°∠86°，为一向北东扬起南西倾伏的不对称向斜。

（4）平顶山向斜核部扇形背斜其产状东翼280°∠54°，西翼135°∠78°，转折端产状为196°∠41°。

上述四组数据经过赤平投影后，得出δ1倾向在100°~140°，倾角3°~30°范围。由此可见， 利用褶皱确定的古应力场方向为NNW-SEE，与前面所测的区域应力场方向保持一致。

三、巢湖古构造应力场分析

综合研究，巢湖地区古构造应力场分布有以下几个特点：本区区域应力场以NNW-SEE向为主。这期应力场发生于中生代印支晚期，以近水平挤压为主，形成了区内NNE向压性构造，如NNE-SWW向褶皱，以及NNE、NEE向剪切构造，从而形成了巢湖地区“M”地貌构造格局。第一期中生代时期构造应力场在中国大陆东部普遍存在，具有区域性规模，其地球动力学背景是太平洋——拉板块与中国大陆板块之间的相互作用。由此向板内传递逐渐衰减的侧向挤压应力。巢湖地区位于新华夏系第二隆起带与秦岭——昆仑纬向构造带的交汇处，印支期由于扬子板块相对于华北板块的俯冲碰撞，本区受到强烈构造活动的影响，从而产生了当地独特的山体地貌及构造特征。

由于本区东西向挤压力作用，产生南北向张应力，与张应力作用相互平行形成东西向正断层或张节理，当东西向侧压力进一步挤压时，则沿东西向正断层面发生平移，从而造成平移断层。

参考文献:

[1]于鹏，宋传中．巢湖地区构造应力场研究及动力分析[J].合肥学院学报( 自然科学版)，2010(2)

[2]宋传中，牛漫兰.巢湖北部青苔山推覆构造的特征及其成因[J].合肥工业大学学报：自然科学版，1999(6)

[3]王浩清，陈家治.巢湖地区中生代以来构造应力场探讨[J］.安徽师大学报(自然科学版)，1993(4)

作者简介：

戴娜娜（1986～），女，2008年南京大学本科毕业，学士，长江大学工程技术学院助教，主要从事地质学理论与实践教学研究。