旋卷构造是扭动构造体系中的一种形式。扭动构造体系可分为两类，一是直线型扭动构造；二是曲线型扭动构造。入字型构造、多字型构造（也称为斜列构造）是直线扭动构造的产物；而山字型构造、帚状构造、旋卷构造则是曲线扭动构造的产物。扭动是自然界物质运动的普遍形式，更多地见于大气或水体中，如大气中的“龙卷风”、旋卷状云团（见图版Ⅷ－1），水体中的旋涡等。不管是在大气、水体或固体中，都是由于运动中的物体与周围各项作用力的合力没有通过该物体的质量中心，以致使物体产生转动所致。实际上，作用于一个物体上的各种力之和（矢量和）通过该物体质量中心的机率是很低的，这也是扭动是物质运动较为普遍形式的原因。对于置于岩石空间的某一地质体——岩块或地块来说，是不可能自由转动的，而只能是与周围的岩石发生相对扭动，而扭动则导生了种种旋卷构造。
一、地质背景
永顺旋卷构造展布于湖南西北部桑植、永顺境内，面积约3000km2。大地构造处于鄂西断隆中桑植—石门复向斜的西南部，地表出露地层为志留系。据外围前震旦纪变质岩露头的研究，并以磁场特征为依据，推测该区的基底为一套夹少量中基性岩及基性火山岩的副变质岩系，是晋宁期褶皱回返的冒地槽型沉积物，与上覆的震旦系呈角度不整合。整个古生代（包括三叠系）的厚度可达800～1000m，其岩性以海相碳酸盐岩建造和陆源碎屑岩建造为特征。根据岩性组合及沉积特征，可将区内的盖层分为下、中、上三个构造层。其中下构造层由震旦系—志留系构成，为一套地台型浅海相碳酸盐岩及碎屑岩沉积。下部的南沱组系大陆冰碛层，以假整合覆盖于底部的磨拉石建造上。上部（上奥陶统—志留系）主要为笔石页岩和泥页岩建造，在志留系中夹有一层含丰富腕足类、双壳类化石的碳酸盐岩，并缺失上志留统。中部则为大套碳酸盐岩建造。由于中、下志留统为一套巨厚的泥页岩，它不仅是下古生界油气的良好区域性盖层，而且还是构造变形时的巨大滑动面。中构造层由泥盆系至中三叠统构成，但缺失下泥盆统及部分石炭系。上构造层由上三叠统至第三系构成，主要为陆相碎屑岩及海陆交互相含煤建造，与下伏中三叠统为假整合至不整合接触。上述三个构造层中，分布最为广泛的是下构造层，而且厚达6000m，构成一个较为完整的生、储、盖组合，是湘鄂西地区油气勘探的重要对象。永顺旋卷构造正是发育于下构造层组合中。
二、永顺旋卷构造的影像特征及地质解译
永顺旋卷构造在MSS或TM遥感图上，呈一醒目的浅棕—深绿色团块状色调异常，其西及西北缘，有一由深、浅纹理呈纵向上间互构成的宽带状影像异常，这是团块状影像异常撒向北东的尾巴。团块状影像异常具有明显的环带状结构，而且环带状结构的圆弧曲率，由外向内逐渐增大。北部向北凸出，南部向南凸出，且略呈椭圆状，反映了区别于宏观影像特征的一个独立体系。地质解译及野外验证表明，该独立的影像体系所反映的正是一大中型旋卷构造体系，命名为“永顺旋卷构造”（见图版Ⅷ－2）。必须指出，该区虽然于60及80年代初，湖南省地质局、中南石油地质局及江汉油田等单位曾进行过1:20万区域地质测量，1:10万石油地质调查和四望山地区的1:10万构造单元详查等地面工作，但始终没有发现如此庞大的旋卷构造体系，而遥感图像对此却有清晰的反映。这就足以说明遥感在区域地质调查研究中的重要作用。
据区域地质、航磁及重力资料分析，本区基底为前震旦系的副变质岩。在航磁△Ta平面图上表现为由“0”值呈大型块状圈闭的平静负磁场区，而在布格重力异常图上则为西倾重力梯度带上的局部重力高。地质解译表明，永顺旋卷构造主体发育于大面积出露的志留系中，中心位于永顺县塔卧镇七里坪附近，为由下志留统灰色砂泥岩构成的穹状隆起，故称砥柱。由于砥柱呈逆时针旋扭，其外围形成一系列由泥盆—三叠系构成的右行斜列褶皱及与褶皱近于平行的断裂构造。断裂或旋卷结构面呈外倾状，围绕砥柱而发育，倾角较陡，一般为60°～80°，上升旋卷角约20°（见图版Ⅶ－2）。明显卷入旋卷构造体系的褶皱有分布于北侧的凉水口向斜（核部出露三叠系）、茶溪背斜（核部出露志留系，于永顺县南见奥陶系）及东侧的茶圆坪背斜（系断层挟持的奥陶系小型地垒）构造等（见图1）。这些被卷入的褶皱构造由于扭动应力的作用而呈歪斜状，而且在旋卷构造北部发育一系列与茶溪背斜紧密相连的斜列构造带，自西而东为堰塘湾背斜、官地坪向斜、四望山背斜、瑞培铺向斜及最东侧的车坊背斜。也由于力偶作用的缘故，组成上述斜列构造带的背斜构造均呈枢纽状，褶皱轴面于背斜北端倾向西北，南端倾向东南，局部地段因挤压过剧而产生断裂或发生地层倒转。如四望山背斜，其北端（袁家垭一带）西北翼缓（产状为350°/∠22°～41°），东南翼陡（170°/∠70°～74°）；南端（狮子包一带）则西北翼陡（产状为335°/∠35°～41°），东南翼缓（165°/∠30°～31°）等等。
三、旋卷构造的成因及与油气聚集的关系
解译结果表明，旋卷构造与其北部的桑植—石门斜列构造带，不但在平面结构的布局上完全协调一致，而且是一个整体的两个组成部分。这首先表现在作为旋卷构造外旋“层”的茶溪背斜，其北段的走向与北部斜列构造带西侧的堰塘湾背斜完全平行，并呈自然衔接状态，包括茶溪背斜在内，各斜列构造轴线的走向方位角，由西向东逐渐增大，这不但反映了本区曾受到过一对近东西向的强大力偶作用，而且有着顺时针扭动的组合特点。其次，上述一系列特定的斜列构造组合及其空间上的分布特征，与永顺旋卷构造之砥柱呈逆时针扭动所造成的地质结构遥相呼应。因此认为，旋卷构造与斜列构造带一样是前述力偶作用的后期产物，两者有着密切的成生关系。又据侏罗系卷入褶皱，则其力偶作用的时间大约为燕山运动的中早期。
图1 永顺旋卷构造展布图
1—背、向斜构造；2—鼻状背斜构造；3—线性（断裂）构造；4—潜伏断裂带；5—旋卷状构造砥柱；6—区域力偶作用方向
至于旋卷构造与油气的关系，如果从油气的再次运移和聚集的角度来分析，则旋卷构造存在三个有利条件：
（1）扭动应力的作用可以在很大程度上改变岩石的物性条件，特别是增加孔隙度和横向上的渗透性，而且在旋卷构造形成过程中，扭动应力可以成为促使油气再次运移的动力因素。
（2）由于旋卷构造的砥柱，（核心—穹状隆起）其旋卷速度较外旋层快得多，因而使该区成为明显的低压区，这就有利于油气向低压区富集。
（3）旋卷构造是桑植—石门复向斜（斜列构造带）力偶作用的后期产物，因此其砥柱可以成为油气运移的最后归宿地，况且旋卷构造的砥柱为600余平方千米的穹状构造，是复向斜中古生界保存条件最佳的局部构造。目前在其西南（永顺城西）、东北侧（瑞塔铺）已发现多处天然气苗，因此这是一个极有勘探价值的古生界构造。
遥感地质研究中发现的永顺旋卷构造，其褶皱方式虽然十分独特，但它却既是桑植—石门斜列构造带在其演化上的进一步延伸，又是形成斜列褶皱的构造作用力的继续。而且它的发现，既有复向斜向南逐渐上倾的地质条件，更有基底起伏的结构因素，因为它正好处在北西向倾斜重力界面之鼻状隆起的斜坡上。砥柱呈穹状隆起，是个良好的储气构造。同时，该处有志留系作为盖层，具有良好保存条件，勘探目的层埋深约在4500m之间，交通及地形条件均较理想，因此建议列为近期的地震勘探靶区，尽早部署一口探井。可以十分乐观的指出，永顺旋卷构造砥柱—穹状隆起的进一步勘探，将成为湘鄂西古生界油气勘探取得成功的突破口！
参考文献
李四光.地质力学概论.北京：科学出版社，1962.
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