褶皱相关断裂构造形成条件与发育机制:燕山中部露头尺度变形研究为例

总结了褶皱相关断裂发育机制的3个构造几何学模型:同心圆褶皱模型、膝折带褶皱模型和弯流褶皱模型。基于燕山中部中、新元古界地层中发育的5个露头尺度褶皱及其中、小型断裂构造的实例剖析,探讨了收缩变形过程中褶皱与断裂构造发育时序与褶皱相关断裂构造的产生机制。研究指出,规模与所在褶皱构造相当或略小的断裂构造当中,既有形成时间早于褶皱变形的断层,也有在褶皱变形过程中调节褶皱不同部位应变差异的褶皱相关断裂构造,而且卷入后期变形的早期断裂可能成为制约褶皱成核位置的影响因素,以及成为枢纽叠覆楔构造的形成方式之一。断层位移-距离曲线特征和断层与褶皱变形几何学、运动学关系分析,可用来判断断层、褶皱变形发生相对时序。认为影响褶皱相关断裂构造发育的机制主要有3种:(1)纵弯滑褶皱作用中,翼部顺层滑动受到限制而无法持续时,将通过断层向上切层的方式予以调节,从而形成翼部或转折端揳入逆冲断裂以及背离向斜和指向背斜逆冲断层;(2)各种因素导致的褶皱曲率变化是褶皱相关断裂产生的重要机制之一,褶皱曲率变化可由褶皱轴面的合并和新生直观反映,轴面合并引起褶皱曲率变化的层位,可能是诱发褶皱相关断裂,如背离向斜和指向背斜逆冲构造开始产生的重要部位;(3)能干性差异和强硬层之间距离较大的岩层组合发生纵弯褶皱变形时,软弱岩系在褶皱核部的聚集和逃逸,是迫使递进收缩的强硬层产生褶皱相关断裂构造的重要机制。