巢北地區(qū)節(jié)理發(fā)育特征及其對區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場的指示

葉嘉儀 劉婉露 周陽

摘要：構(gòu)造應(yīng)力場分析是區(qū)域地質(zhì)研究的重要方面，本次研究在系統(tǒng)調(diào)研總結(jié)巢北地區(qū)節(jié)理發(fā)育特征的基礎(chǔ)上，利用共軛剪節(jié)理與區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場的關(guān)系，分析了巢北地區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場特征，結(jié)果表明：巢北地區(qū)節(jié)理走向以300?～330?最為發(fā)育，至少經(jīng)歷了兩期構(gòu)造應(yīng)力場，第一期節(jié)理主要形成于褶皺同期的印支期，最大主應(yīng)力方向為276?～353?，平均為 309?；第二期最大主應(yīng)力方向為 24?～75?，平均為 46?，可能是燕山期構(gòu)造運動的結(jié)果。

關(guān)鍵詞：節(jié)理；構(gòu)造應(yīng)力場；巢北地區(qū)

Abstract：Tectonic stress field analysis is an important aspect of regional geological research. Based on the systematic investigation and summary of the joint development characteristics in the northern part of North China， the relationship between the tectonic stress field and the regional tectonic stress field is analyzed. The tectonic stress field results show that the joints in the north of North China developed most from 300 ° to 330 ° and experienced at least two tectonic stress fields. The first stage was mainly formed in the Indosinian period of fold， with the maximum principal stress of 276 °-353 °， and an average of is 309?. The maximum principal stress of the second phase is from 24? to 75? with an average of 46?， which may be the result of Yanshanian tectonic movement.

Key words：Joint； Tectonic stress field； northern Chaohu region

一、引言

巢湖市位于安徽省中部，屬于江淮丘陵區(qū)的南部。巢湖市北部為山區(qū)地貌，主要由平頂山、馬家山、大尖山、碾盤山、岠嶂山、鳳凰山、朝陽山、龜山等組成。該區(qū)各種構(gòu)造十分發(fā)育，因此，研究該地區(qū)的構(gòu)造成因及其應(yīng)力場的關(guān)系具有十分重要的意義[1]。

節(jié)理是多期構(gòu)造演化及構(gòu)造應(yīng)力場作用的產(chǎn)物，節(jié)理的存在也為石油、天然氣和地下水運移提供通道和儲集空間。區(qū)內(nèi)受多期構(gòu)造運動的影響，節(jié)理比較復(fù)雜。同時節(jié)理的發(fā)育與區(qū)內(nèi)構(gòu)造具有密切的成因聯(lián)系。

構(gòu)造應(yīng)力場是控制區(qū)域構(gòu)造演化和裂縫發(fā)育的重要因素，在不同的構(gòu)造應(yīng)力場作用下，形成不同性質(zhì)的構(gòu)造組合和裂縫。結(jié)合研究區(qū)節(jié)理發(fā)育的特點，利用共軛剪節(jié)理對研究區(qū)進行古構(gòu)造應(yīng)力場恢復(fù)。區(qū)域內(nèi)節(jié)理是地層長期多次構(gòu)造活動的產(chǎn)物，在對其進行分析時，要通過分期、配套，利用節(jié)理與主應(yīng)力方位之間的關(guān)系來恢復(fù)古構(gòu)造應(yīng)力場[2]。

二、區(qū)域地質(zhì)背景

巢湖山區(qū)屬揚子地層區(qū)，下?lián)P子地層分區(qū)。巢北山區(qū)出露地層自下而上有上震旦統(tǒng)燈影組（Z2dn），下志留統(tǒng)高家邊組（S1g），上志留統(tǒng)墳頭組（S2f），上泥盆統(tǒng)五通組（D3w），下石炭統(tǒng)金陵組（C1j）、高驪山組（C1g）、和州組（C1h），上石炭統(tǒng)黃龍組（C2h）、船山組（C3c），下二疊統(tǒng)棲霞組（P1q）、孤峰組（P1g），上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M（P2l）、大隆組（P2d），下三疊統(tǒng)殷坑組（T1y）、和龍山組（T1h）、南陵湖組（T1n），中三疊統(tǒng)東馬鞍山組（T2d），下侏羅統(tǒng)象山組（J1-2xn）。

三、節(jié)理發(fā)育特征

本著盡量使節(jié)理測量點分布于全區(qū)，且選取點的節(jié)理出露要明顯的原則。在研究區(qū)優(yōu)選定 11 處節(jié)理密集發(fā)育的地點為測量點，主要分布在平頂山向斜、鳳凰山背斜和俞府大村向斜的兩翼，每處測量 40～70 組節(jié)理，共計 589組。

為探討本地區(qū)構(gòu)造變形史和構(gòu)造應(yīng)力場特征，必須進行節(jié)理的分期與配套。節(jié)理分期配套主要依據(jù)節(jié)理組之間交切關(guān)系。在對節(jié)理進行力學(xué)性質(zhì)的觀察和分析基礎(chǔ)上，將同一地點、同一時期和同一應(yīng)力作用下的節(jié)理組合在一起[3]。

通過對589組節(jié)理產(chǎn)狀統(tǒng)計（圖1），結(jié)果顯示：節(jié)理走向以300?～330?最為發(fā)育，其次為270?～300?，30?～60?及60?～90?，反映了研究區(qū)多方向、多期次的構(gòu)造應(yīng)力場特征。

四、區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場解析

構(gòu)造應(yīng)力場是控制區(qū)域構(gòu)造發(fā)育和演化的重要因素之一，不同構(gòu)造應(yīng)力場作

用下產(chǎn)生不同性質(zhì)的構(gòu)造及其組合[4]。結(jié)合巢北地區(qū)構(gòu)造特征，利用共軛剪節(jié)理系對古構(gòu)造應(yīng)力場進行分析。

野外實測節(jié)理產(chǎn)狀為后期地層發(fā)生構(gòu)造變形之后形成的，需要對其進行層面校正。利用軟件，對野外實測節(jié)理數(shù)據(jù)進行層面校正，比較校正后的共軛節(jié)理發(fā)育情況，根據(jù)共軛剪節(jié)理的交線平行于中間主應(yīng)力軸□2，最大主應(yīng)力軸□1和最小主應(yīng)力軸□3分別平行于其銳夾角和鈍夾角角平分線，確定主應(yīng)力的方向。

通過對共軛節(jié)理應(yīng)力恢復(fù)結(jié)果分析，認(rèn)為共軛節(jié)理主要形成于 2 期構(gòu)造運動。第 1 期最大主應(yīng)力□1方向為 276?～353?，平均為 309?，發(fā)育最為普遍，顯示其作用的廣泛性；第 2 期最大主應(yīng)力□1方向為 24?～75?，平均為 46?，較為局限，部分節(jié)理點可見（圖2）。表示該地區(qū)至少經(jīng)歷兩個期次不同方向構(gòu)造應(yīng)力的作用。

五、結(jié)論

本次研究利用共軛剪節(jié)理與區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場的關(guān)系，分析了巢北地區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場特征，結(jié)果表明：巢北地區(qū)節(jié)理走向以300?～330?最為發(fā)育，至少經(jīng)歷了兩期構(gòu)造應(yīng)力場，第一期最大主應(yīng)力方向為276?～353?，平均為 309?，結(jié)合褶皺等其他構(gòu)造特征，推測該期應(yīng)力場為印支期構(gòu)造運動的結(jié)果；第二期最大主應(yīng)力方向為 24?～75?，平均為 46?，推測可能是燕山期構(gòu)造運動。

參考文獻：

[1]于鵬，宋傳中. 巢湖地區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場研究及動力分析[J]. 合肥學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2010，20（02）：78-81

[2]高偉，張戈. 安徽巢湖北部中生代以來構(gòu)造應(yīng)力場探討[J]. 中山大學(xué)研究生學(xué)刊（自然科學(xué).醫(yī)學(xué)版），2012，33（01）：72-85

[3]王浩清，陳家治. 巢湖地區(qū)中生代以來構(gòu)造應(yīng)力場探討[J]. 安徽師大學(xué)報（自然科學(xué)版），1993，（04）：32-36

[4]朱勇，袁雷雷，陳江湛，宮云鵬，汪吉林. 安徽巢北地區(qū)古構(gòu)造應(yīng)力場恢復(fù)[J]. 地質(zhì)學(xué)刊，2014，38（01）：25-29

作者簡介：葉嘉儀（1995-），女，廣東省湛江市人，民 族：漢 職稱：，學(xué)歷：本科在讀。研究方向：地質(zhì)工程。