1、 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褶皱和断层是地壳变形中两种最重要的构造形迹，其相互关系与形成发育过程是构造地质学家关注的重要基础理论问题之一。然而，实际研究表明，在收缩变形体制下，除了研究程度相对较高逆冲断层控制褶皱变形的情形外，还有另一种类型的褶皱断裂相互关系，即断裂构造是从属于褶皱构造，为了调节褶皱不同部位应变的差异而产生的。Mitra 将这类断裂构造叫做调节褶皱构造变形的断裂构造（foldaccommodationfaults ） 。这是一种与断层相关褶皱相对应的褶皱断裂关系类型，因此我们将其称为褶皱相关断裂。尽管 Mitra、Wrede 和邓洪菱等分别
2、从褶皱相关断裂的分类、识别标志、发育部位、断层发育与变形岩层力学性质、岩层厚度褶皱曲率半径比率、 褶皱岩层翼间角之间的关系进行过探讨。但是，有关收缩变形过程中褶皱变形与断裂变形形成时序及褶皱相关断裂构造形成条件和发育机制研究的工作尚不多见。因此，本文作者在总结前人有关褶皱相关断裂构造发育的几何学模型基础上，通过燕山中部露头尺度褶皱相关断裂构造变形实例剖析，总结和讨论了褶皱构造中断裂构造的形成时序与褶皱相关断裂构造形成的条件及其可能的变形机制。第一部分介绍了 3 种褶皱相关断裂形成机制的几何学模型，De sitter的同心褶皱模型Mitra 的膝折带褶皱模型Ramsay 的弯流褶皱模型。第二部分
3、为露头尺度褶皱相关断裂构造实例，为了探索褶皱相关断裂的形成条件与发育机制，本文在华北克拉通北缘的燕山板内造山带中部，选取了 5个露头尺度的褶皱及相关断裂实例进行分析。区内构造变形主要发生在中生代，以基底卷入的大型逆冲推覆构造和基底为核的大型纵弯褶皱构造为主要特征。发育主要大型断裂 3 条，均呈东西走向，自北往南分别是丰宁隆化断裂带（FLF） 、古北口平泉断裂带（GPF） 、密云喜峰口断裂带(MXF） 。主要大型褶皱 2 条,大体呈东西向展布，自北往南分别是承德向斜(CDS)和马兰峪背斜（MLYA） 。本文讨论的露头尺度褶皱变形，分别位于马兰峪背斜西部转折端南侧，密云喜峰口断裂和平泉古北口断裂带
4、之间或附近， 均发育在元古宙地层中。2.1 付杖子背斜及褶皱相关断裂2.2 府君山洪水庄向斜转折端附近的褶皱及相关断裂2.3 小平台箱状背斜及相关断裂2.4 清河口向斜及相关断裂第三部分讨论了：收缩变形过程中褶皱与断裂构造变形发育时序问题，断裂构造和褶皱变形形成时序关系有 3 种：（1）岩层褶皱在前， 断裂作用在后；（2）褶皱构造和断裂构造几乎同时形成或某一构造（断层或褶皱） 发育在另一构造（褶皱或断层）的某个作用阶段；（3）断裂在前，随后再发生褶皱。弯滑褶皱作用与褶皱相关断裂的发育，弯滑褶皱作用是褶皱岩层或岩层组合释放内部剪切应力的重要调节机制，这种调节作用通常可以形成与主褶皱作用构造运动学
5、配套的次级褶皱 和次级断裂（褶皱相关断裂） 。褶皱曲率变化与褶皱相关断裂构造的发育，褶皱曲率是变形岩层核部空间大小的表征，递进收缩变形造成的物质空间缩小往往是褶皱核部次级断裂发育的直接诱因，因此，褶皱曲率变化是控制褶皱相关断裂构造发育的重要因素之一。能干性差异、滑脱褶皱作用与褶皱相关断裂的发育，能干性差异较明显的岩层组合中， 强硬层的厚度及层间距离主导了整体的褶皱及褶皱相关断裂变形方式。软弱层则通过塑性流动或层内逆冲作用在向斜或背斜核部聚集。核部增加的软弱层会在一定程度上阻止由于强硬层收缩变形导致的核部空间减小，而迫使强硬层形成增大核部物质空间的次级断裂。软弱岩层还通常成为滑脱面，上覆岩层在挤
6、压变形过程中形成滑脱褶皱。褶皱作用初始阶段以弯滑作用的翼部旋转为主， 岩层内部的应变较小，但是，褶皱作用后期滑脱背斜两侧相邻向斜的枢纽固定不动，随后的翼部旋转导致背斜两翼岩层内部剪切应力不断增大，诱发次级断裂的形成。该次级断裂在后期递进变形过程中，随褶皱翼旋转而不断陡倾， 但翼部切层角仍小。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
7、，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。
