构造特征

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第四章构造特征地质构造是地壳运动在岩层中留下的变形记录。

一个构造单元的构造特征包含有两层意思,首先是构造单元内部构造层的叠合数,其次是每个构造层的构造形态特征(结构面特征)。

所谓构造层是指地质历史发展到一定阶段、在特定的大地构造环境里(地壳运动的性质、类型、幅度)形成的一套沉积建造,以及伴随的构造形态、岩浆建造和变质建造等地层组合。

构造层在时间上反映地壳运动在构造区域内出现的时代和时间范围,在空间上反映地壳运动在延续的时间内所涉及的范围和影响深度。

每一个构造单元都有自己代表性的构造层。

每一个构造层的发展都要继承它历代前身的构造层特征,作为自己发展的基础。

地壳演化的不同阶段、构造单元内包含的构造层叠合数有多寡之分,构造层的构造形态有简单和复杂之分。

通常采用具有代表性的构造层层间的角度不整合面、构造层层内的沉积建造、岩浆建造和变质建造来划分构造旋回、构造期次;依据构造层层内展布的构造形态特征来分析构造作用的力学性质,以及作用前的物质基础和构造背景。

根据上述构造层的概念,结合本区区域上的角度不整合界面及沉积建造、变质作用及岩浆作用特点,实习区内划分为三个构造层、两个角度不整合界面。

Ⅲ—中生界构造层(柳江向斜上构造层)Ⅱ—上元古界—古生界构造层(柳江向斜下构造层)Ⅰ—下元古界构造层(绥中花岗岩γ2)柳江向斜为一个近南北向不对称的短轴向斜。

其大地构造位置属华北地台燕山沉降带东段山海关隆起南缘。

山海关隆起的范围包括遵化以东、锦州以西、山海关以北的三角地带(图2—7)。

图4—1 燕山沉降带内部单元划分图(据北京地院中国区域地质讲义,第一册,1959)A—兴隆朝阳凹陷;B—山海关隆起;C—蓟县凹陷;D—密云隆起;E—西山凹陷柳江盆地主要构造线为北北东走向。

在构造形态上,柳江盆地是由晚元古代到中生代地层组成的向斜构造,北起城子峪,南至上平山,其南北长20km;东起张岩子、黄土营,西达花场峪,东西宽约10km。

上元古界青白口系景儿峪组及古生界地层环绕向斜边缘分布,构成向斜的翼部。

中生界侏罗系分布在盆地中部,构成向斜的核部。

向斜的基底为古老的变质岩系,出露于向斜的北、东、南边缘。

向斜的两翼极不对称,东翼地层产状平缓且稳定,约占柳江盆地面积的2/3,构造简单,近似于一个地层南北走向、向西倾斜的单斜构造,倾角在10°~20°之间;向斜的西翼地层产状陡立,倾角在70°以上。

西缘与燕山晚期的花岗岩岩基接触,接触带上变质强烈,因受挤压,产生了一系列的紧密褶皱和逆冲断层,局部地层倒转,因此该向斜为轴面西倾的不对称向斜(图4-2)。

图4-2 柳江向斜剖面示意图第一节褶皱构造特征一、下元古界构造层本区下元古界构造层受区域性变质作用、混合岩化作用及构造变形之强烈改造,构造形迹无法辨认,成为一种花岗质的岩石块体。

二、上元古界—古生界构造层(柳江向斜下构造层)(一)南北向褶皱柳江向斜下构造层分布范围广,南起上平山—蟠桃峪、北至板厂峪—大刘庄;西起上平山—花场峪、东至蟠桃淤—黄土营。

南北长15km,东西宽12km。

北、东、南三侧出露基底构造层绥中花岗岩(γ2),西侧出露响山岩体(γ53)的边缘相。

东翼区地层出露面积宽,除个别地段发育有次一级褶曲外、总体近于单斜构造,岩层向西倾斜,倾角一般在10°—25°之间,局部达30°左右,平缓而稳定,属简单构造类型。

西翼区地层出露面积狭窄,宽度仅是东翼区的1/3。

次一级褶曲发育。

岩层倾向东,倾角一般在40—50°之间。

受南北向冲断层影响,个别地段倾角达86°。

在秋子峪、山羊寨等地岩层甚至出现倒转,地层出露不全。

属复杂构造类型。

向斜轴线在黑山窑—傍水崖—老君顶一线,靠近西翼区。

轴面向西倾,倾角在60°—75°之间。

向斜枢纽波状起伏,总趋势向北扬起。

南部转折端在傅水寨、黑山窑一线,地层走向由北而南为南北向、北北东向、北东向、东西向,具明显转折现象;北部转折端在东王庄、板厂峪、拿子峪一线,地层走向由北而南由北西向、东西向,再转为北东向。

因此,柳江向斜下构造层是一个不对称的南北向短轴向斜。

柳江向斜下构造层次一级褶曲在西翼区比东翼区发育,东翼区仅个别地段发育有次一级褶曲。

向斜两翼次一级褶曲构造特征描述如下:1.柳观峪—秋子峪背斜该背斜分布在柳观峪以东,秋子峪以南,呈北北东向延伸,出露长度为1.8km,宽度为0.3km。

核部出露府君山组石灰岩地层,向北北东向延伸至汤河北岸,则出露毛庄组紫红色页岩和粉砂岩,并逐渐倾没。

在柳观峪以东,两翼出露地层为馒头组、毛庄组、徐庄组和张夏组。

西翼被柳观峪东走向为N45°E右行扭性断层切割,地层产状改变为333°∠25°、335°∠40°。

东翼地层产状为80°∠28°、90°∠3°。

在汤河以北地区,两翼出露徐庄组、张夏组地层,西翼岩层产状278°∠40°、290°∠26°,北部转折端产状为342°∠15°;东翼产状为84°∠34°,由于受南北向压性断裂影响,产状改变为73°∠80°、141°∠66°。

该背斜受南北向压性断层,北东向和北西向扭性断层切割。

北端褶皱紧密不对称,西翼缓,倾角15°—26°;东冀陡,倾角66°—85°;南端基本对称,倾角均在25°—28°,背斜比较开阔(图4—3)。

图4-3 柳观峪—秋子峪背斜构造岩性图1—石英砂岩;2—粉砂岩、砂质页岩;3—页岩;4—石灰岩;5—鲕状灰岩;6—花岗斑岩;7—斑状花岗岩2.张赵庄—吴庄背斜该背斜分布在张赵庄、吴庄、花场峪一带,呈近南北向延伸,出露长度4.5km,宽度0.5km。

背斜核部出露徐庄组页岩,枢纽向南倾没,为一系列强烈挤压小褶皱和逆断层;两翼出露张夏组鲕状灰岩和凤山组泥质条带灰岩。

西翼岩层产状为297°∠43°、265°∠33°、280°∠28°、290°∠35°,东翼岩层产状69°∠30°、70°∠15°、5°∠47°、100°∠30°。

该背斜北端被花场峪—王庄断裂、南端被吴庄—车厂断裂切割。

在花场峪以北,背斜向北倾没,核部有酸性岩席充填,东冀受南北向冲断层影响,地层倾角变陡,甚至出现直立或倒转。

3.东部落西山短轴向斜该向斜分布在东部落西山,南北长1.75km,东西宽1.0km。

核部出露凤山组地层,两翼依次是长山组、崮山组和张夏组。

向斜被东部东西向断层切割,为一右行扭性断裂。

南段岩层产状为,东翼为299°∠25°,西翼(倒转翼)为275°∠15°;北段岩层产状为,东翼为336°∠10°,西翼(倒转翼)为280°∠10°。

(二)东西向褶皱1.秋子峪西向斜该向斜分布在秋子峪西山梁上,发育在张夏组鲕状灰岩中,规模不大,东西断续长400m,南北宽100m。

北翼岩层产状为215°∠34°、213°∠33°,南翼岩层产状为25°∠4°、331°∠27°,轴面产状为359°∠86°,枢纽产状为271°∠14°(图4-4)。

图4-4 秋子峪北山向斜构造岩性平面图(据杨丙中)1—徐庄组;2—张夏组鲕状灰岩;3—凤山组泥质条带灰岩;4—扭性压扭性断层;5—背斜轴;6—向斜轴2.义院口背斜该背斜分布在义院口公路旁侧,核部为本溪组地层,两翼依次出露太原组、山西组。

核部被一条东西向冲断层切割,北翼岩层产状为360°∠44°,南翼岩层产状为193°∠25°。

轴面产状为174°∠80°,枢纽产状为265°∠10°。

背斜向东延伸,核部被闪长斑岩占据(图4—5)。

3.沙河寨东褶皱在沙河寨东河床西岸发育有东西向平缓褶皱,由府君山组石灰岩和馒头组砖红色页岩组成,轴面产状356°∠80°、202°∠84°(图4—6)。

三、中生界构造层(柳江向斜上构造层)(一)大洼山—老君顶向斜该向斜分布在大洼山至老君顶一线,呈北北东向延伸,全长11km,宽3km。

核部为蓝旗组火山岩系,地形陡峻;两翼为北票组砂砾岩层。

核部蓝旗组火山岩系倾角平缓,一般在10°—30°之间;西翼北票组地层倾角在60°—70°之间,在北杨庄一带地层直立或倒转;东翼北票组地层倾角平缓,在小王山以西产状为275°∠23°、半壁店为297°∠20°、上庄坨为310°∠28°。

该向斜是在上元古界—古生界柳江向斜下构造层基础上发展起来的上叠构造,轴线呈北北东向延伸,轴面西倾,倾角80°以上。

图4—5 义院口背斜构造剖面图(据杨丙中)图4—6 沙河寨东河床西岸东西向褶皱剖面图(据杨丙中)1—府君山组石灰岩;2—馒头组页岩;3—中性岩脉;4—酸性岩脉(二)拿子峪向斜该向斜分布在拿子峪、板厂峪一线,呈北东向延伸,长为2km,宽为1km。

核部为蓝旗组火山岩系,以角度不整合覆盖于北票组之上,两翼为北票组砂砾岩层;北西翼岩层产状为100°∠25°,南东翼岩层产状为346°∠44°、15°∠21°、10°∠32°,为一不对称向斜。

第二节断裂构造特征本区断裂构造有南北向、东西向、北西向、北东向和北北东向。

以南北向断裂为主,其次是东西向。

在断裂的活动强度和规模上,均表现为西强东弱;在断裂面力学性质上则表现为多期次构造叠加,具有复合断裂的特点。

一、南北向断裂(一)西翼区南北向逆冲断层密集带该断裂带发育在柳观峪—秋子峪背斜东翼,张赵庄—吴庄背斜东翼,长达10km,宽200—300m。

断裂带附近地层直立,甚至倒转,挤压透镜体发育,断裂面呈舒缓波状,旁侧发育有牵引褶皱,表现为压性断裂特征,其中有三条断裂从山羊寨向北延至大柳树一带。

断层面向西倾斜,倾角大于66°,水平断距不大,如在牌坊砬子以西,仅断失山西组煤系地层,在张赵庄以南断失崮山组和长山组地层。