归褶皱带晚侏罗世-早白垩世构造变形及古构造应力场重建

归褶皱带晚侏罗世-早白垩世构造变形及古构造应力场重建

褶皱带位于大巴山和雪峰山的两个结合部位。对于大巴山逆冲带和雪峰山逆冲带联合或复合过程,前人存在三种观点,一是大巴山逆冲带先向SW扩展,之后雪峰山逆冲带再向NW逆冲(李三忠等,2002;许长海等,2010;董有浦等,2011),表现为复合叠加关系;二是雪峰山逆冲带向NW逆冲早于大巴山向SW的扩展(张国伟等,2003),表现为另一种复合叠加关系;三是向NW逆冲的雪峰山逆冲带与向SW扩展的大巴山逆冲带先复合叠加,之后再联合作用(刘少峰等,2010)。要讨论上述结果的合理性,需要在两构造单元交汇部位对典型构造进行解析。位于鄂西-川东地区的秭归褶皱带地层出露完整、构造形迹与叠加关系清楚,是研究上述构造复合或联合过程的理想区域。秭归褶皱带位于中上扬子板块,夹持于北侧的大巴山逆冲带和南侧的雪峰山逆冲带之间,东侧紧邻黄陵背斜,主要由秭归向斜、巴东复向斜和香龙山背斜及相关逆冲断层组成。近年来的研究表明,秭归褶皱带的形成与大巴山逆冲带、雪峰山逆冲带和黄陵背斜密切相关(张或丹,1986;孟繁松等,1987;杨森楠等,1996;陈辉明等,2002;Liuetal,2005;严金泉等,2006;李旭兵等,2008;渠洪杰等,2009;胡召齐等,2009;李建华等,2009;沈传波等,2009;Shietal.,2013),不仅记录大巴山逆冲带和雪峰山逆冲带复合或联合的构造信息,而且还记录黄陵背斜中因剥蚀而缺失的构造信息。因此,本文以秭归褶皱带为研究对象,在野外对各种构造要素进行了系统测量和填图,在构造解析基础上,划分了三期构造变形,并恢复和重建了秭归褶皱带的形成、演化过程与区域构造应力场,进而提出了大巴山逆冲带和雪峰山逆冲带的复合联合过程新的构造模式。1香麻黄带-逆冲带秭归褶皱带北侧紧邻神农架穹窿,处于大巴山逆冲带的前缘,南东位于雪峰山逆冲推覆带的北缘中部,东侧为黄陵背斜(图1)。大巴山逆冲带具有明显构造分带性,从北而南可划分为北大巴山逆冲推覆带、南大巴山前陆弧形冲断带(何建坤等,1997;刘树根等,2006;董树文等,2010)。研究表明大巴山的形成可以分为两个阶段:中晚三叠世北大巴山逆冲推覆带就位,呈自NE向SW的挤压,晚侏罗世-早白垩世南大巴山弧形冲断带形成,但从西向东构造挤压方向并不一致,靠近秭归褶皱带的东段以近S-N向挤压为主(何建坤等,1999;刘树根等,2006;胡建民等,2009;武红岭等,2009;董树文等,2010;刘少峰等,2010;许长海等,2010;张岳桥等,2010;Shietal.,2013)。雪峰山逆冲推覆带包括湘鄂西隔槽式褶皱带和川东隔挡式褶皱带,逆冲方向自SE向NW,变形时代为晚侏罗世-早白垩世(颜丹平等,2000;Yanetal.,2003a;Yanetal.,2009;胡召齐等,2009;汪新伟等,2010)。黄陵背斜主体为花岗岩,震旦系-侏罗系盖层围绕花岗岩由老到新分布,并向四周倾斜,呈轴向NE15°穹窿状(南北长约75km,东西宽约40km)。黄陵背斜的形成时间一直存在很大的争议(张或丹,1986;王军等,2010)。秭归褶皱带东侧出露鄂西地区最老地层,为黄陵背斜核部的元古界崆岭群片麻岩、混合岩(渠洪杰等,2009;湖北省巴东幅区域地质报告,1984)。秭归褶皱带出露的震旦系-古生界主体为一套海相含碎屑碳酸盐岩地层,中上三叠统的巴东组、沙镇溪组主体为陆相碎屑沉积。侏罗系为一套陆相碎屑沉积,分布于秭归盆地内部,自下而上依次为香溪组,聂家山组,下沙溪庙组、上沙溪庙组和遂宁组、蓬莱镇组(图2)。秭归盆地东南的周坪地区出露白垩系下部石门组砖红色砂岩、砾岩,石门组底部为一套砖红色厚层砾岩,与下伏地层呈角度不整合接触。秭归褶皱带包括东部的秭归向斜、西部的巴东复向斜和南部的香龙山背斜(图1)。秭归向斜为向西仰起的勺状三角形构造盆地(图3),轴向在长江北岸为近SN向,南延至长江以南则向西偏转而呈近EW向,SN轴向长约40km,EW最宽处约33km。香龙山背斜处于雪峰山逆冲带北缘,为典型的短轴箱状褶皱,轴向近EW,长约48km,平均宽约20km。香龙山背斜以中间NNE-SSW向逆断层为界分为东西两段,东段又被称为五龙背斜。巴东复向斜为鄂西-川东地区奉节复向斜中东段,呈近EW走向,长约41km,主要由一系列开阔的次向斜和紧密的次级背斜组成。22褶皱带的构造变形特征及古代应力场的恢复2.1单元构造及其特征秭归褶皱带所含的秭归向斜、巴东复向斜和香龙山背斜三个基本的构造单元(图1),虽然所处构造部位的不同,但是内部发育的褶皱枢纽、断裂以及节理等构造要素在几何学和运动学特征上存在相关性,分为近EW向、NEE-SWW向和向NW凸出的弧形三种构造形迹。2.1.1近地层基本情况秭归褶皱带内近EW向构造形迹主要是近EW向的褶皱枢纽和逆断层。秭归向斜位于秭归、巴东和兴山三县交界区域,核部为晚侏罗世蓬莱镇组,两翼出露三叠纪-侏罗纪的沙镇溪组、香溪组、聂家山组、下沙溪庙组、上沙溪庙组和遂宁组,地层产状比较平缓,多为10°~15°。秭归向斜发育有近EW向枢纽,分为三支(图3),分别位于周家山—平邑口一线,巴东—水田坝一线和两河口镇—郭家坝镇一线,其中巴东—水田坝一支枢纽延伸最长,约30km,总体向东向西扬起。野外观测及向斜区域枢纽附近地层产状统计结果(图3)显示,秭归向斜近EW向枢纽呈波状弯曲(图3、图4),轴面近直立。香龙山背斜虽然分为东西两段,但是枢纽总体近E-W向展布,位于巴东县绿葱坡镇—庙垭一线(图5)。东段的五龙背斜呈穹窿状,剖面上表现为开阔的箱状,核部地层为下奥陶统,两翼对称分布奥陶系中上统、志留系至三叠系巴东组。五龙背斜南翼地层平缓,倾角小于30°,北翼地层局部受到逆冲断层的影响,相对南翼陡,倾角约60°。香龙山背斜(狭义)呈短轴状,剖面上也表现为箱状,核部为寒武系,两翼为奥陶系至三叠系巴东组,核部地层平缓,倾角5°~15°,局部因受逆断层影响,倾角较大,约30°,两翼地层倾角20°~25°,局部达50°。秭归向斜西翼香溪组地层中发育一系列近EW走向的逆断层(图3)。香龙山背斜的核部和北翼发育近EW向逆断层(图5),倾向北,倾角30°~60°,与香龙山背斜的地层线近似平行。秭归向斜西北翼巴东县溪丘湾乡东,下侏罗统香溪组中厚层黄绿色中细粒砂岩发生褶皱和逆冲断层构造变形。地层中主要变形表现为中常的圆弧背斜和高角度逆断层(图6a)。背斜北西翼倾角约40°,南东翼倾角约29°,核部发育近直立的轴面劈理(>85°)。极射赤平投影结果(图6b’)显示背斜轴面劈理走向近EW,表明香溪组地层发生过近SN向收缩构造变形。背斜南东翼发育一条高角度(大于85°)的逆断层,走向NEE,断层面发育指示上盘向上运动的擦痕(图6a,6c)。断层表面擦痕的极射赤平投影结果(图6c’)指示出断层由SE向NW逆冲的性质。秭归向斜西北巴东县甘坪村西,香溪组中厚层黄绿色细粒砂岩地层中发生褶皱和逆冲断层构造变形(图7)。香溪组中自SW向NE依次发育F1、F3、F4、F5和F6五条逆断层和F2正断层,断层倾角均较陡且断层之间地层局部发生褶皱变形,产状变化大。F1下盘、F2下盘以及F4下盘褶皱变形的极射赤平投影结果显示褶皱枢纽走向均为近EW,断层走向大部分为近EW。形态上,逆冲断层整体组合形式为叠瓦状。各逆冲断层和相关褶皱变形的极射赤平投影结果(图7)指示,甘坪村西香溪组地层中的叠瓦状逆冲推覆构造总体逆冲方向是由S向N。2.1.2兴山县稻田坝断裂带秭归褶皱带内NNE-SSW构造形迹主要是褶皱枢纽和褶皱相关断裂。秭归向斜发育的近SN向枢纽位于秭归县的文化—水田坝一线,延伸约50km,总体向南向北扬起。野外观测及向斜区域枢纽附近地层产状统计结果(图3)显示,秭归向斜近SN向的枢纽也呈明显的波状弯曲(图3、图4)。周家山—牛口断裂、水田坝断裂主要分布在秭归向斜靠近核部的位置(图3),均呈NNE-SSW向。周家山—牛口断裂位于秭归向斜西北翼,北起滩坪,向南延伸至长江以南,长约14km,地表切割沙镇溪组、香溪组、聂家山组和下沙溪庙组,总体走向NE30°,倾向NW。周家山—牛口断裂断层破碎带10~20m,主要由角砾岩、碎裂岩组成,断层前期以逆冲为主,兼有左行走滑特点,后期发生过正断层活动兼有右行走滑特点(夏金梧等,1996)。水田坝断裂位于秭归向斜东翼,切割下沙溪庙组、上沙溪庙组、遂宁组和蓬莱镇组,总体走向NE15°,倾向NWW,倾角约60°,从兴山县高阳镇向南延伸至秭归县水田坝镇以南(未过长江),长约35km。该断裂由东、西两支近平行的逆断层组成。水田坝断裂的东支长,延伸方向和距离与主断裂一致,在延伸方向上,将上、下沙溪庙组和遂宁组错开(图3)。秭归县凉风垭以南出露东支断裂破碎带(图8a)。断裂破碎带发育在上侏罗统蓬莱镇组紫红色粉砂岩中,宽约50m,边界为两条倾角较大的逆断层F1、F2(图8b,8c),破碎带内变形并不是很强烈,粉砂岩地层局部发生一定挠曲变形,而且地层产状较陡。F1逆断层倾向西,从下部到上部倾角由陡变缓,总体大于60°。F1逆断层上盘地层产状平缓,约5°,下盘地层产状略微变陡至约10°,地层总体呈现出明显的膝折弯曲。F2逆断层倾向NW,倾角约80°,下盘地层较上盘破碎带地层更陡,产状约40°。F1和F2两断层的极射赤平投影结果显示断层带上盘向SEE逆冲,表明水田坝断裂东支的断层上盘是向SEE逆冲的。水田坝断裂的西支较短,长约10km,总体走向NNE,由一系列小断层组成,主要断层面近直立(夏金梧等,1996)。凉风垭南部,水田坝断裂下盘蓬莱镇组的紫红色中粗粒含砾砂岩层面发育指示向上运动的擦痕(图8d)。含砾砂岩层倾向SSE,倾角25°左右,层面擦痕的赤平投影结果(图8d)显示地层从SEE向NWW逆冲。凉风垭附近水田坝断裂上盘蓬莱镇组厚层紫红色细粒岩屑砂岩、黄绿色细粒岩屑砂岩中发育一条倾向NEE的正断层(图8e),正断层虽将黄绿色岩屑砂岩标志层错开约20cm,但对两盘地层产状影响不大。处于正断层下盘南侧的蓬莱镇组见有倾向NWW-NW的层面(图8f),结合水田坝断裂位置判断,水田坝断裂应该经过该处。地层层面上发育方解石擦抹线理和阶步,指示向下运动,其极射赤平投影结果显示(图8e),上部地层由SEE向NWW顺层运动。水田坝断裂东支向SEE逆冲,伴生的的正断层向NEE运动,以及附近局部地层向NWW逆冲,这三个特征表明水田坝断裂在SEE-NWW收缩背景下发生向SEE逆冲运动。香龙山背斜NEE-SSW向逆断层分布于香龙山背斜大部分地区(图5),与香龙山背斜的枢纽呈大角度斜交(>60°),局部逆断层一直向北延伸,至巴东复向斜、秭归向斜。NEE-SSW向逆断层大部分倾向SEE,局部逆断层倾向NWW,倾角60°~70°。香龙山背斜西端绿葱坡镇以西的二叠系含燧石结核薄层微晶灰岩中发生褶皱变形,表现为斜歪尖棱状褶皱(图9a,9b)。褶皱南西翼倾角60°~75°,北东翼30°~70°,轴面倾向南东,倾角85.5°,枢纽NEE-SSW向,指示香龙山背斜西端经历NWW-SEE的收缩变形。香龙山背斜东西两段之间发育NNE-SSW向逆断层(图5),错动近EW向背斜枢纽,核部发育的NEE-SSW逆冲断层倾向SEE且将近EW逆断层错开,可以推断出香龙山背斜分布的NEE-SSW逆冲断层由SEE向NWW逆冲。2.1.3逆断层特征结果—NW凸出弧形构造形迹秭归褶皱带向NW凸出的弧形构造形迹主要表现在弧形巴东复向斜以及相关断层的弧形相接。巴东复向斜内部褶皱变形比较强烈,发育露头尺度的层内次级褶皱(图10)。从秭归向斜往西,露头尺度的次级褶皱由近EW向,逐步变为NEE-SSW,然后向西变为NE-SW,褶皱枢纽连线呈往NW凸出的弧形(图10),总体走向与所处次级褶皱的走向一致。沙镇溪西侧的巴东组、税家附近的大冶组、嘉陵江组灰岩和长江以北的溪丘湾乡附近巴东组发育的露头尺度的次级褶皱比较清晰,而且类型多样(图11):沙镇溪以西的晚三叠世沙镇溪组的石英岩屑砂岩夹薄层黄绿色泥质粉砂岩中发育相对较开阔的圆弧背斜,北东翼倾角约25°,南西翼倾角约40°,轴面近直立,枢纽走向NWW-SSE(图11a)。巴东县大浴池东侧巴东组薄层微晶灰岩中发育平卧褶皱(图11b),平卧褶皱转折端为圆弧状,轴面近水平,枢纽NEE-SSW。大浴池西侧薄层微晶灰岩中发育斜歪圆弧背斜,南东翼倾角约60°,轴面倾向NW,倾角约50°,走向NE-SW(图11c)。巴东县税家乡西北早三叠世嘉陵江组夹黄绿色页岩的薄层灰岩中发生褶皱和逆断层构造变形(图11d),其中褶皱枢纽清晰可见,走向80°(图11e)。巴东复向斜内部逆冲断层构造变形强烈(图10),按照逆断层走向,大致可以分为NNE-SSW、近E-W和NE-SW三组。近E-W走向和NE-SW走向的逆断层分布广泛,出露于在复向斜弧形次级褶皱核部或是核部附近,逆断层走向与所切割的褶皱枢纽走向保持一致。相邻的近E-W走向和NE-SW走向的逆断层首尾相连呈现往北西凸出的弧形,且与次级褶皱枢纽弧形线近似平行。秭归向斜西南秭归县沙镇溪镇附近香溪组厚层岩屑砂岩地层中发育走滑断层F1,F2,F3(图6d)。香溪组地层倾向SE,倾角约30°。三条走滑断层均近直立,走向近SN,三条走滑断层表面均见有指示地层两盘相对运动方向的擦痕。擦痕的运动学特征指示F1为左行走滑断层,F2为左行走滑断层,F3为左行走滑断层,呈左行右阶雁列式组合,其极射赤平投影结果(图6e)表明地层发生的走滑变形是NW-SE收缩变形的结果。香龙山背斜西端发生叠加褶皱变形,枢纽位于野花坪村—大支坪一线,总体NE-SW向展布,核部出露地层为二叠系,两翼为三叠系大冶组。叠加背斜的总体构造样式指示背斜是NE-SW向次级褶皱。香龙山背斜NE-SW向逆断层分布在野花坪—大支坪次级褶皱核部和香龙山背斜核部的局部,走向与野花坪—大支坪次级背斜枢纽平行,倾向SE,倾角比较大,70°~80°。野花坪东侧次级向斜北东端的二叠系栖霞组中厚层含燧石结核微晶灰岩层面上发育两个方向的方解石擦抹线理,表现为正阶步(图9c),线理及正阶步均指示上盘地层向上顺层滑动,野外观察和极射赤平投影结果表明野花坪以西二叠系地层顺层面发生向北的逆冲运动。而在野花坪正南次级向斜内部发育的正断层北东端表现为共轭逆冲断层(图9d)F1、F2。F1逆断层倾向SE,倾角30°,F2逆断层倾向NW,倾角51°,向下转为顺层并且向上逐渐分为两支,其中一支顺层向上逆冲,与F1逆断层相比扩展距离有限。所以,F1逆断层应为主逆冲断层,F2逆断层为反冲断层,上盘地层整体向NW逆冲。而图13b中地层顺层向北逆冲可能是次级褶皱倾伏端地层向NW逆冲所造成的。野外测量结果结合逆断层的极射赤平投影结果显示次级褶皱地层发生NW-SE向收缩变形,而内部发育的逆断层逆冲方向为由SE向NW。本文对秭归向斜、巴东复向斜和香龙山背斜51个点,共1997条节理进行了产状测量(图5,图10,图12)。这些观测点主要分布在秭归向斜侏罗系的岩屑砂岩、粉砂岩和三叠系嘉陵江组、巴东组微晶灰岩中。本文分析的数据点多数来自倾斜岩层,所以对以下讨论的节理产状数据都用软件StereoNett(Version32)进行了水平校正(乐光禹等,1996;张仲培等,2004)。具体方法是,面向岩层走向(0°~180°)把岩层以走向线为轴朝着和倾向相反的方向旋转与倾角相同的角度(倒转地层除外)。水平校正之后,把每个观测点的节理走向玫瑰花图表示在区域地质图上,对节理的走向进行统计分析。根据野外观测和节理方位分析,秭归向斜内部侏罗系中普遍发育NW-SE、近SN和NE-SW、近EW四组剪切节理(图12)。几何形态上,四组节理发育均较为连续、平直而且相互平行性好,但4组节理在秭归向斜不同构造部位具有两两相互交切关系,可以判断为共轭剪切节理(图12,图13a)。在秭归向斜东翼NE-SW向和近EW向节理呈共轭剪节理,在秭归向斜西北翼NW-SE向和近SN向节理呈共轭剪节理,秭归向斜枢纽附近NW-SE向与近EW向、NW-SE向与近SN向节理分别呈共轭关系。巴东复向斜长江两侧的三叠系嘉陵江组、巴东组普遍发育剪节理,主要有NW-SE、NE-SW和近EW向三组(图10)。巴东县附近巴东复向斜中NW-SE向和近EW向节理组合表现出菱形(或X型)追踪特征,表明为共轭关系。巴东复向斜靠近香龙山背斜北翼的嘉陵江组地层中发育NNW-SSE向和近EW向张性方解石脉(图10e,图13c-f),其中NNW-SSE向方解石脉宽0.5~1cm,近EW向方解石脉宽2~4cm并被NNW-SSE向脉错开(图13e)。张节理破裂面表面同时发育擦痕(图13f),擦痕指示出NW和和SWW两个方向的运动。香龙山背斜翼部发育形态上连续、平直且相互平行性好的三组剪切节理(图5),走向为NNE-SSW向、NWW-SEE向和NNW-SSE向。在香龙山背斜西端NNE-SSW向和NWW-SEE向呈共轭剪节理关系(图13b),而在东端(五龙背斜段)NNW-SSE向与NWW-SEE向节理呈共轭剪切关系。由于地层中的系统共轭节理锐夹角平分线指示σ1方向(最大主应力方向),所以分别求出秭归向斜、巴东复向斜和香龙山背斜不同部位的σ1方向(图14)。秭归褶皱带属于Ramsay褶皱分类(1987)的1型或Ghsosh等褶皱分类(1992)的A类叠加类型,即穹隆-盆地型(张忠义等,2009)(图3)横跨叠加褶皱,变形复杂,而目前对单一纵弯褶皱相关节理的研究(Stearnsetal.,1968;Bergbaueretal.,2004;Hanksetal.,2004;Bazalgetteetal.,2010)很多,但对于叠加褶皱不同部位节理的方位、分布特点研究相对较少,本文如果仅仅依据秭归褶皱带内局部节理的方位、分布和求出的σ1方向推断整体的构造应力场的分布及期次特点比较困难,所以本文对局部共轭节理的应用只是求褶皱带内局部σ1方向,下面会结合褶皱枢纽和断层的相关特点对区域整体的构造应力场特点进行分析。2.2鄂西归地区nw-se向构造应力场在某一特定的演化阶段,地壳内部的构造应力场是相对统一的,其主应力方向一般会保持不变,因此可以通过多种地质方法反演古构造应力场的分布。秭归褶皱带不同级别的褶皱发育、逆断层延伸方向清晰且局部断面上发育擦痕以及相关的劈理、节理分布较广泛,这些特点使通过构造解析厘定古构造应力场的序列成为可能。本文就是依据秭归向斜、巴东复向斜和香龙山背斜的构造特征及内部发育的相关断裂、褶皱以及节理分布特征,得到鄂西秭归地区发育三组构造应力场(图14),即近SN向、NWW-SEE向和NW-SE向。秭归向斜和南侧的香龙山背斜均发育近EW向枢纽,秭归向斜西翼发育近EW向逆断层,香龙山背斜核部和北翼均发育近EW走向的逆断层(图1,图3),这些近EW向构造形迹是近SN向收缩作用的结果,同时秭归向斜局部发育的次级背斜近EW走向的轴面劈理(图6b,b’)和由S向N逆冲的叠瓦构造(图7)也验证了这一点,这就表明鄂西秭归地区曾经存在近SN向构造应力场(图14)。秭归向斜发育近SN向枢纽,NNE-SSW向周家山—牛口断裂,向SEE逆冲的的水田坝断裂以及香龙山背斜内部发育NEE-SSW走向的逆断层且被NEE-SSW逆断层分为东西两段(图1),这些构造现象指示鄂西地区曾经经历NWW-SEE向收缩作用,而且褶皱带内发育的枢纽为NEE-SSW向次级背斜(图9a)以及秭归向斜内部NWW逆冲的顺层擦痕(图8d),进一步表明鄂西秭归地区曾经存在NWW-SEE构造应力场。结合之前由秭归褶皱带不同单元内部共轭剪节理分析得到的局部σ1方向(图14),进一步拟合分析,发现褶皱带内NNW-SSE向构造应力场的形状为向NW的放射状(图14)。巴东复向斜枢纽呈NW凸出弧形及内部逆断层的弧形连接(图5),复向斜东端的次级走滑断层指示的NW-SE的收缩作用(图6d,e),香龙山背斜叠加的NE-SW向次级背斜及伴生的向NW逆冲的逆断层(图5)都表明鄂西地区经历了NW-SE向构造挤压,也就显示曾经存在NW-SE向构造应力场,将之前分析共轭剪节理得到的局部σ1方向(图14)与得到的构造应力场拟合分析,发现秭归褶皱带内NW-SE向构造应力场呈向NW发散状。3讨论3.1归向斜二次修正的构造应力场构造变形特征解析表明,秭归褶皱带呈穹窿-盆地样式(图1),是近SN向、NNW-SSE向和NW凸出的构造形迹复合叠加的结果。本文通过分析不同构造形迹中褶皱枢纽、断层之间限制切割关系,以得出三种构造形迹的先后关系。秭归向斜近EW向枢纽和近SN向枢纽呈明显的波状弯曲(图3),表明后期褶皱枢纽对早期枢纽进行了改造,这种改造关系显示秭归向斜前后经历f1、f2和f3三次褶皱构造变形,结合之前厘定的三种构造形迹,这三次褶皱变形分别对应于近EW向、NNW-SSE向和NW凸出构造形迹形成的三组构造应力场。据此可以初步得到三组构造应力场的先后期次关系,D1期近SN向,D2期NNW-SSE向,D3期为NW-SE向。秭归向斜北西翼NNE-SSW向的周家山—牛口断裂错断近EW向逆断层(图12),香龙山背斜核部发育的NNE-SSW向逆断层同样错断了近EW向逆断层(图5),巴东复向斜内部发育NNE-SSW向逆断层延伸至秭归向斜内部,并局部切割错断了近EW向逆断层,显示秭归褶皱带中近EW向逆断层早于NEE-SSW逆断层,进一步表明近SN向构造应力场为D1期,NWW-SSE向构造应力场为D2期。香龙山背斜西端NE-SW次级褶皱及核部逆断层发育明显受到了前期近EW向、NNE-SSW向构造形迹的限制,说明NW-SW构造应力场晚于D1、D2期。综上所述,鄂西秭归地区经历的三期构造变形的先后关系为:D1期近SN向,D2期NNW-SSE向,D3期为NW-SE向。3.2中心地区构造变形时代分析根据前人已有的区域时代资料(Yanetal,2003;胡建民等,2009;沈传波等,2009;刘海军等,2009;渠洪杰,2009;许长海等,2010;董树文等,2010),将秭归褶皱带构造特征、最大主应力特点与周边区域构造运动特征相似性进行比对,厘清褶皱带的变形时代。秭归向斜香溪组与下伏地层存在微角度不整合、秭归褶皱带三叠系巴东组、沙镇溪组横向上层厚的较大差异、秭归向斜内部侏罗系地层横向上层厚较稳定,说明秭归向斜形成于晚三叠世之后,而且卷入变形的地层最新时代为晚侏罗世,也表明秭归向斜的形成不早于晚侏罗世(J3)。秭归向斜东南的周坪见有下白垩统石门组的红色砾岩层(图1),与下伏强烈褶皱变形地层关系为角度不整合,据此,可以推断秭归向斜的构造变形至少不晚于早白垩世(K1)。由此推断秭归褶皱带三期构造运动均发生于晚侏罗世至早白垩世。鄂西秭归褶皱带经历的D1、D2和D3期构造运动均发生在晚侏罗世至早白垩世,根据三期构造运动的先后,推测D1期构造运动发生于前期,D2期构造运动发生于中期,D3期发生于后期。3.3鄂西归地区的构造单元秭归褶皱带位于大巴山逆冲带和雪峰山逆冲带的叠合部位,其形成是二者构造关系的响应。前人(李三忠等,2002;许长海等,2010;刘少峰等,2010)研究大巴山逆冲带、雪峰山逆冲带时,在探讨两者关系时偶尔提及秭归褶皱带的形成,但只是笼统的说明秭归褶皱带是两者联合或是复合作用的结果。陈明是(1998)在研究三峡地区弧形构造形成机制时着重分析了鄂西秭归地区的构造单元,以此推断三峡地区对突弧形构造是陆内对冲推覆构造的结果,虽然这一理论对秭归褶皱带形成机制作出了相对贴切的解释,但是由于缺少对秭归褶皱带内部单元构造期次详细的厘定,秭归褶皱带形成的过程和结果需要商榷。本文之前通过分析秭归褶皱带中秭归向斜、巴东复向斜和香龙山背斜以及内部的褶皱、断层、节理的配套特征,已经厘定出鄂西秭归地区晚侏罗世至早白垩世经历D1-D3三期构造变形,恢复得到三期构造应力场。基于前人(李建华等,2009;武红岭等,2009;张岳桥等,2010;董树文等,2010;刘少峰等,2010;许长海等,2010)对大巴山逆断层和雪峰山逆冲带晚侏罗世至早白垩世古构造应力场的特征的研究,将秭归褶皱带三期构造变形的应力场分别与两者的构造应力场比对,最终理出雪峰山逆冲带和大巴山逆冲带的构造复合叠加关系,得到褶皱带三期构造变形的形成机制。3.3.1大巴山逆冲带晚侏罗世-早白垩世前期构造应力场特征结果D1期构造变形可能与晚侏罗世-早白垩世大巴山逆冲带向SW逆冲有关。大巴山逆冲带在晚侏罗世-早白垩世发生构造变形(李三忠等,2002;胡建民等,2009;许长海等,2010;董树文等,2010;Shietal.,2013),部分资料(何建坤等,1997;董树文等,2006;张忠义等,2009)表明大巴山变形完成在晚侏罗世末,东段构造应力场为近SN向(李建华等,2009;张岳桥等,2010;董树文等,2010)。本文分析得到处于大巴山南缘的秭归褶皱带D1期构造变形为晚侏罗世-早白垩世前期,应力场为近SN向(图14),与大巴山东段构造应力场一致,说明D1期构造变形是大巴山逆冲带晚侏罗世-早白垩世前期(晚侏罗世?)向SW逆冲的结果。节理是应力场变化敏感的标志,节理组在广泛的区域内具有一致的方位(Eyaletal.,2001;张仲培等,2004;Bergbaueretal.,2004)。基于上述两个特征,节理已经广泛应用于区域应力场的研究。然而根据秭归褶皱带内部发育的共轭剪节理恢复的局部应力场很少可以与D1期构造应力场匹配,可能说明D1期变形较弱,从而表明D1期可能代表了大巴山SW逆冲变形的完成。大巴山逆冲带自NE向SW逆冲,前缘扩展至鄂西-川东地区。鄂西秭归地区受到北面来自大巴山近SN向挤压,形成近EW向褶皱(秭归向斜和香龙山背斜),并且香龙山背斜核部近EW向逆冲断层和秭归向斜早侏罗世地层中走向近EW的逆冲推覆构造产生。由于北部神农架穹窿的阻挡,SN向挤压相对减弱,鄂西秭归地区的褶皱变形微弱,样式相对比较开阔(比现在更开阔)(图15a)。3.3.2逆冲断层与构造应力场D2期构造变形可能与晚侏罗世-早白垩世黄陵背斜的挤压有关。前人(张或丹,1986;渠洪杰等,2009;许长海等,2010)研究表明黄陵背斜在晚侏罗世已经隆起,成为秭归盆地、当阳盆地的物源区;而在晚侏罗世-早白垩世(侏罗世后?)黄陵背斜进入激化期,进一步隆升、变形(张或丹,1986;陈明是等,1998;王军等,2010;沈传波等,2009;刘海军等,2009;许长海等,2010)。将D2期构造变形特征与黄陵背斜构造特征对比分析,看出秭归向斜D2期近SN(NNE)轴向、NNE-SSW向水田坝断裂与黄陵背斜轴向(NE15°)一致,而且黄陵背斜西翼发育近SN向逆断层、南部发育NNW-SSE向中生代有活动的仙女山断裂(张或丹,1986;韩晓光等,1992)(图1),结合Marques探讨地形对弧形逆断层分布、扩展的沙箱模拟Model4结果(Marquesetal.,2002)和张长厚等总结得到的“承德逆冲构造”褶皱相关断裂构造模型(张长厚等,2012),本文初步推断D2期NNW-SSE向构造变形是黄陵背斜向NNW挤压的结果。秭归褶皱带受到黄陵背斜向NNW挤压,最终应该归结于雪峰山逆冲带向NW的间接逆冲推挤。雪峰山逆冲带变形时代为晚侏罗世-早