研究亮点

杨文心:华南南盘江印支期前陆褶皱-逆冲带和前陆盆地的形成与扩展【Tectonics, 2021】
发布:科技处 2021-07-06 阅读:

造山带的前沿科学问题之一是如何实现其向陆内的大规模水平生长。在造山过程中,前陆褶皱-逆冲带会以前展式、后展式或者混合式等形式扩展,形成包含双重逆冲构造和逆冲叠瓦扇等典型构造样式在内的薄皮或厚皮逆冲推覆构造。前陆盆地也会逐渐卷入变形,并发生向稳定克拉通方向的迁移。前陆褶皱-逆冲带的扩展配合前陆盆地的迁移,这样的前陆系统活动形成了造山带大规模的水平生长。

受古特提斯洋东支闭合的影响,华南地块与印支地块之间发生在中-晚三叠世的俯冲和碰撞过程被称为“印支运动”。在华南地区,其主要表现为一系列以逆冲断层、断层相关褶皱等为代表的指向NE-NNE方向的挤压构造。南盘江地区属于印支造山带的前陆带,经历了前陆盆地的形成、生长以及其被前陆褶皱-逆冲带卷入、叠加和改造过程(图1)。然而,对这一过程中前陆褶皱-逆冲带的扩展、前陆盆地的迁移以及二者的运动学关联仍缺乏深入的研究。

针对“印支造山带前陆系统的演化过程”,我校地球科学与资源学院博士生杨文心在岩石圈构造求真研究群体颜丹平教授、邱亮副教授的指导下,联合内华达大学和合肥工业大学学者,在前人研究的基础之上,通过野外数据采集、贯穿南盘江地区的地表构造剖面解析、深部地震剖面解释和恢复以及碎屑锆石测年等研究方法,分析前陆系统的构造样式、厘定变形序列,并取得以下主要认识:

1. 研究区以南盘江断裂带和右江断裂带为界,划分为以厚皮构造为主的南部褶皱-逆冲带和以薄皮构造为主的北部褶皱-逆冲带。其中前者可进一步划分为都龙、西畴、广南-富宁、西林-八渡圩和安然五个构造带;后者则主要包括龙头山褶皱、乐业背斜和赖子山背斜。

2. 通过对地震剖面和深部构造剖面的解释和构造平衡恢复,识别出南盘江地区前陆褶皱-逆冲带的构造样式在深部主要表现为一系列统一指向NE-NNE的逆冲断层以及他们所组成的双重逆冲构造和逆冲叠瓦扇构造。南部逆冲断层多切穿盖层发育于前寒武变质基底之中,北部逆冲断层则发育与盖层之内。在浅部,前陆褶皱-逆冲带的构造样式则表现为一系列受逆冲断层控制的相关褶皱。上述构造在NNE-SSW方向产生的缩短率约为36.2%(图2)。

3. 各构造带中主要背斜或穹隆中卷入变形的最老和最年轻的地层、出露于地表的最老地层、以及控制背斜或穹隆的主逆冲断层的断端线所在的层位由SSWNNE大致呈现出逐渐变年轻的趋势,暗示了逆冲断层的前展式扩展顺序和前陆褶皱-逆冲带逐渐向NNE扩展并减弱的趋势。

4. 综合年代学测试结果,可将南盘江前陆系统的变形详细划分为四阶段连续变形:D11,研究区南部卷入指向NNE的厚皮构造变形,以新元古代变质基底的出露为最主要的特征。此时,南盘江地区的中部接受广泛的前陆盆地沉积;D12,由都龙至南部褶皱-逆冲带的中北部,前陆盆地逐步卷入前陆褶皱-逆冲带,形成了指向NNE的前展式厚皮逆冲推覆系统,前陆盆地随前陆褶皱-逆冲带的前展式扩展向北部迁移;D13,逆冲推覆系统以薄皮构造的形式继续向NNE扩展,并在北部保留残余前陆盆地;D14,残余前陆盆地受到前陆褶皱-逆冲带的叠加变形(图3)。

1 a&b)华南地块位置图及构造纲要图和(c)南盘江地区及邻区地质图

 

2 区域性NNE走向地质剖面

 

3 南盘江地区印支运动前陆系统构造演化模式

 

上述研究成果发表在构造地质学国际权威刊物《Tectonics》上:Yang, W. X., Yan, D. P.*, Qiu, L., Wells, M. L., Dong, J. M., Gao, T., Zhang, Z., Mu, H., Wang, X., & Wang, F. (2021). Formation and Forward Propagation of the Indosinian Foreland Fold‐Thrust Belt and Nanpanjiang Foreland Basin in SW China. Tectonics, 40(4). doi: 10.1029/2020TC006552.

全文链接:https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2020TC006552