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燕山早期构造和区域划分

时间:2022-02-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:依据上述原则,初步将东秦岭-大别造山带及两侧地区构造单元,划分为五个一级单元、11个二级单元和11个三级单元,见表1-3-1。表1-3-1 东秦岭-大别造山带及两侧燕山早期构造区划厚皮冲断构造带:该带分布在青峰-襄樊-广济断裂与驴头山-过渡湾-京山断裂之间,主要见震旦系—奥陶系地层。
构造区划_东秦岭-大别造山

1.3.2.1 燕山早期构造区划

东秦岭-大别造山带及两侧地区,该期的构造单元的具体的划分原则如下:①以突出早燕山期构造格局为基本原则;②以逆冲推覆构造理论、前陆盆地理论为指导;③以控制区域构造的大断裂为单元边界;④具有相似变形变位特征的划归同一单元;⑤划分的构造单元对今后的油气勘探具有指导意义。

依据上述原则,初步将东秦岭-大别造山带及两侧地区构造单元,划分为五个一级单元、11个二级单元和11个三级单元,见表1-3-1。

1.造山带南侧印支—燕山早期构造单元划分

本次研究将造山带南侧的构造单元划分为六个二级单元和六个三级单元。

1)大洪山前陆冲断-滑脱褶皱系:北以青峰-襄樊-广济断裂为界,南到黄陵隆起-潜北-天门河-纪山寺-问安寺断裂,为东秦岭-大别山逆冲推覆构造的前锋带。可进一步划分为厚皮冲断构造带、薄皮滑脱褶皱构造带、冲断隆起构造带等次级构造单元。

表1-3-1 东秦岭-大别造山带及两侧燕山早期构造区划

(1)厚皮冲断构造带:该带分布在青峰-襄樊-广济断裂与驴头山-过渡湾-京山断裂之间,主要见震旦系—奥陶系地层。西窄东宽,在竹山官渡一带宽约5.5km;房县一带基本上被青峰断裂叠覆;过渡湾一带宽约5.5km;而在庙滩南部一带最宽达20km。厚皮冲断构造带是指前陆褶皱冲断根带,主要表现为一系列密集发育的逆冲断裂,形成冲断构造岩片的相互叠置(图1-3-12),形成基底卷入的叠瓦冲断-推覆构造。在BH05-MT1电阻率断面图上,电性横向不连续,武当山群高阻层逆冲推覆于震旦系—寒武系低值电性层之上,反映出秦岭造山带与扬子地块之间呈逆掩推覆构造接触,水平推覆距离达6~14km。

图1-3-12 过渡湾—纸坊一带构造剖面图

(2)薄皮滑脱褶皱构造带:相当于前陆褶皱冲断带的中带位置,主要特征为发育在盖层内部的断层-褶皱构造。该带北部露头区以发育与断层相关的紧闭同斜褶皱为特征,同时也伴随逆冲推覆断层,但断层规模及推覆距离较小,一般褶皱两翼均向北倾,南翼略陡,总体具同斜特征。在平面上目前残存有西部柳林-保康倒转褶皱带、中部胡集复背斜和东部石门-钱场复向斜;向南局部出现少量的斜歪褶皱,显示构造作用的减弱。在南部地震剖面上,可以见到与逆冲断层相关的褶皱构造。

(3)冲断隆起构造带:该带在北部地区主要由阳日湾断裂带与保康断裂所夹持的一系列叠瓦状逆冲断层组成,断层间地层大多发生倒转,主断裂推覆距离较大,常使较老的地层逆冲于新地层之上,向南延伸至荆门建阳驿、十里铺一带,建阳1井钻探证实叠瓦逆冲断裂存在(图1-3-13)。建阳1井钻遇断裂分为两组冲断裂系:一组发育在早燕山初期的层间滑脱断裂系中;一组发育在早燕山晚期,即侏罗系沉积末期的逆冲断裂系中。

2)当阳滑脱褶皱系:北以阳日湾断裂为界,西以通城河断裂为界,北部被大巴山-大洪山弧形构造叠加改造出露不全,西窄(2km)东宽(100km),向南部延伸部分被第四系所掩盖,并为问安寺-纪山寺断裂截切。该带内以发育正常褶皱和稀疏断裂为特征,褶皱以平缓开阔为主。

南部地区为上三叠统—侏罗系覆盖区,地震资料显示发育有侏罗系、三叠系嘉陵江组顶部膏盐层和志留系顶、底滑脱层,其中志留系顶、底滑脱层是本区形变的主要控制因素,在东部逆断层的上盘发育弯滑作用下褶皱(如398地震剖面可以看到在逆冲断层前沿发育的纵弯褶皱)。

3)荆州-大冶对冲干涉系:该构造带北以通城河、纪山寺-潜北-天门河和乌龙泉断裂为界,南以天阳坪、周老嘴及咸宁断裂为界。该带早燕山期受南北造山、对冲挤压影响,构造样式以对冲干涉及断层相关褶皱为主。区域构造线总体呈北西—近东西向,自东向西可进一步划分为宜昌稳定带、荆州-沔阳干涉断褶带及大冶对冲带等次级构造单元。

图1-3-13 建阳1井过井地震剖面(YX-4)地质解释图

(1)宜昌稳定带:该带西靠黄陵隆起,东界为通城河断裂,南界为天阳坪、问安寺断裂。由于处于黄陵隆起的东侧斜坡带,平面上,宜昌稳定带位于南北弧形构造带及黄陵隆起三方围限的一个三角形区域,为南北弧形构造系的变形消减带,总体以南北对冲干涉为特征,构造变形弱。构造样式表现为以东倾的平缓单斜或断背斜构造为主,断裂不发育,自东向西出露地层逐渐变新,志留系—三叠系地层均有分布。

(2)荆州-沔阳干涉带。

荆州干涉断褶带:北界为问安寺-纪山寺-潜北断裂,南界为天阳坪、周老嘴断裂,东界为通海口断裂。区内构造线整体呈北西西—近东西向,西南部资福寺一带构造线呈近东西向,断裂倾向南,显示其受南部挤压作用影响,龙湾构造走向北西西向,是受北部挤压的结果;中部地区亦有北西西向的断裂和构造,断裂倾向北东东,如汉水断裂;东北部白垩系—新近系沉积巨厚,最厚处近万米,海相地震资料品质较差,内幕构造不清。

沔阳干涉断褶带:北界为天门河、乌龙泉断裂,南界为周老嘴断裂,西界为通海口断裂,东界为洪湖-湘阴断裂。该构造区南部构造线为近东西向,北部构造线为北西西向,中部和东部又发育有北东向构造形迹,平面上呈棋盘式构造格局。但总体而言,构造的形成主要是受南部挤压逆冲作用的影响,之后受到北部挤压逆冲作用及郯庐断裂系左行走滑压扭作用的改造。构造样式则以南北对冲及断层相关褶皱为特征。

(3)大冶对冲带:位于洪湖-湘阴断裂以东、咸宁断裂以北、乌龙泉断裂以南的地区,该区受南、北造山带以及郯庐断裂三个方向的构造应力作用,变形强烈,以南北对冲挤压为特征,是荆州-大冶对冲干涉带构造变形最强烈的部位。构造线自西向东由北西向转为近东西向,总体呈一向北凸出的弧形展布,与崇阳-通山逆冲推覆构造向北的挤压及洪湖-湘阴断层左行走滑有关。靠近洪湖-湘阴断层的地区(如法泗构造)的构造走向为北东向,为左行走滑产物。

4)洪湖-通山前陆冲断-滑脱褶皱系:该构造带主要受控于南部的雪峰-江南“陆内造山带”,是在统一的南东向的挤压应力作用下形成的。北界为周老嘴断裂、咸宁断裂,南界为监利断裂和徐家山断裂,西界为天阳坪断裂。形状狭长,走向近东西向,以洪湖-湘阴断裂为界,东西两侧构造样式略有差异。

西部洪湖一带,构造样式以强烈的基底卷入、叠瓦状单冲为特点,监利—应山地震反射剖面上,可见中元古界冷家溪群,自南向北逆冲于震旦系—志留系之上。周老嘴断裂后期发生强烈的负反转,控制了陈沱口凹陷的北部边界。

东部咸宁一带,发育有以志留系为主滑脱层的逆冲推覆构造,具双层结构特征。志留系主滑脱层之上,构造样式以叠瓦状单冲为主,卷入地层为志留系—下三叠统,咸宁断裂附近见志留系逆冲于二叠系及侏罗系之上。志留系主滑脱层之下构造相对简单,构造样式以宽缓的背向斜和断层相关褶皱为主,并发育随(州)阳(新)隐伏背斜,与重力高吻合。

2.造山带北侧印支—燕山早期构造单元划分

造山带北侧的构造变形,受控于华北地块与扬子地块两大构造单元深层的构造运动自中新生代以来的陆陆碰撞演化过程。南华北南缘以洛南-栾川-方城-明港-舒城断裂与北秦岭造山带为界,北以焦作-商丘断裂与北华北盆地分界,东临郯庐断裂,西界为中条山(北延太行山)断裂。依据造山带北侧地质-地震大剖面研究,结合区域重磁场联合反演,提取基底和断裂等构造信息,综合前人研究成果,将造山带北侧印支—早燕山期的构造单元划分成两个二级构造单元,五个三级构造单元。

1)南华北南缘冲断-滑脱褶皱系。

(1)厚皮冲断构造带:位于栾川-方城-明港断裂与三门峡-汝阳-确山-舒城断裂之间,豫西地区宽度最大,并呈近东西向展布,向东转向北西并尖灭于潢川一带,总体构成一个向北北东突出的弧形,也称弧形厚皮冲断构造带。逆冲断裂系统卷入的地层有中元古界熊耳群、汝阳群、古生界及三叠系。

该带推覆构造线方向与北秦岭构造带构造线方向近于平行,显示逆冲推覆构造带的形成发展演化与东秦岭-大别造山带的演化有内在的关联性。在栾川县大青沟—汝阳县付店一带,由太古宇变质结晶基底及中元古界熊耳群火山岩系组成的冲断岩片,构成了逆冲推覆断裂系统的根带,岩片内部仅稀疏分布一些北西及北东向共轭剪切断裂系和宽缓的背、向斜构造,清楚地反映出在近南北向区域构造挤压应力作用下,刚性块体浅层次脆性破裂的特征。

(2)薄皮滑脱褶皱构造带:该带位于三门峡-汝阳-确山-舒城断裂以北、三门峡-鲁山-阜阳-淮南断裂以南地区。该构造带的显著特点是存在“双层式”构造,沉积盖层在区域挤压作用下沿着构造滑脱面形成滑脱式褶皱冲断构造,以发育“双重构造”为特征。

固始-合肥断裂以南和舒城断裂以北地区,即合肥盆地南部,该区“印支面”以下的推覆构造主要由结晶基底之上的沉积岩层显示。根据钻井、地表露头、地震反射波组、地震层速度和电磁测深资料的综合标定,本区有一系列近东西向断裂通过,规模较大者有固始-合肥断裂、蜀山断裂、肥西-韩摆渡断裂、舒城断裂。其地震波组清晰,连续性好。印支运动后,沿这些构造面的继续活动可切穿中、新生界(图1-3-14)。

位于该区中部的合深3井,钻遇89m褐红色花岗片麻岩,其岩性特征与淮南地表出露的霍邱群非常相似。然而,过合深3井的HF89—212地震剖面上,可清晰地看到所钻遇的太古界霍邱群,面积不过40km2,呈空白弱反射,其下为中低频连续性中等的较强密集反射,明显为沉积地层。经重力场数值模拟,上、下岩层密度明显不同。有理由认为,合深3井所钻遇的太古宇霍邱群仅为一个小的冲断片,其出露模式可能为正向和反向冲断层所形成的隆起,经剥蚀后所留下的残迹,属于推覆构造系统前缘冲断隆起带。

图1-3-14 合肥盆地HF99—700测线地震剖面图(部分)

周口地区南缘逆冲推覆构造,主要发育在周口坳陷中南部,基本为平原覆盖。近年来通过地震、钻井等资料分析发现,周口坳陷中部凹陷南缘的叶鲁、射桥断裂均为南倾、上陡下缓的,剖面上呈叠瓦状组合,向深部收敛归并于呈波状起伏的基底滑脱面,形成推覆构造系统的薄皮滑脱构造带。

豫西地区逆冲推覆构造,发育在东秦岭及伏牛山北缘,西端出露于三门峡以东的陕县硖石—观音堂一带,东到宜阳、鲁山一带,由南、北两条断裂及中间夹持地块组成,延伸长约400km,东宽西窄;西部(三门峡以西)走向东西,东部走向北西,整体为向北东突出的弧形构造。区域上,该构造带称之为宜阳-鲁山推覆构造前锋带,由数条倾向南西逆冲断层组成,其间夹持有若干岩片,古生界、元古宇、太古宇地层依次由西南往东北逆冲,构成典型的推覆构造带。

2)南华北北侧平缓构造系:分布于焦作-商丘断裂以南,三门峡-鲁山-阜阳-淮南断裂以北地区,为印支—早燕山期造山带北缘的构造稳定区,构造变形较弱,以发育大型复背斜、复向斜等平缓构造为特征。构造系内又以徐州-淮北-宿州断裂、新安-郏县-商水-尚塘集断裂一分为三,自南向北可划分出三个次一级构造单元,即华北南缘逆冲断裂前缘构造带、南华北地区北部平缓构造带、徐州-淮北-宿州弧形逆冲构造带。

(1)南缘逆冲断裂前缘构造带(对冲三角带):位于淮南、定远、漯河、新安一带。东临郯庐断裂带,向西经阜阳、界首延入河南境内,南、北被刘府深断裂和洞山断裂所夹持,呈东西向窄带状展布。

该带在印支—早燕山期,处于前陆推覆构造前缘的外侧,系由推覆强度的减弱,沉积盖层沿软弱面的滑动形成的正向和反向逆冲断层,构成冲断三角带,对冲断层间的沉积岩层,同时伴生褶皱构造,这一构造样式在研究程度较高的四川盆地也有存在。所以,淮南复向斜与两侧的对冲断层共同组成了推覆构造系统中前缘冲断三角带(图1-3-15)。

图1-3-15 合肥盆地北缘对冲构造剖面图

(2)南华北地区北部平缓构造带:位于焦作-商丘断裂以南、新安-郏县-商水-尚塘集断裂以北地区,以发育大型复式向斜/背斜为特征,构造变形弱,部分为中新生界所覆盖(图1-3-16)。下古生界发育相对较为完整,厚度较大,最厚可达5000余米。据物探资料揭示,该带构造线方向西部(三门峡、洛阳一带)以北西西或东西向延伸,进入安徽一带转向以北东向为主。带内褶皱开阔、平缓,褶皱、断裂主体均形成于印支期。

图1-3-16 黄河—义马市南构造剖面图

(据《河南省区域地质志》,1989)

三门峡、洛阳等豫西地区褶皱开阔平缓(图1-3-17),背斜背斜核部为熊耳群或汝阳群,向斜槽部由三叠系组成,两翼为洛峪群—古生界。岩层倾角5°~15°,局部因断裂影响,倾角可达60°。由于断层切割和新生界覆盖,显得不太完整。区内断裂比较发育,多数为燕山晚期以来的正断层,少数为冲断层。

图1-3-17 徐宿复式褶皱构造剖面

(据《江苏省区域地质志》,1989)

(3)徐州-淮北-宿州弧形逆冲构造带:位于徐州-淮北-宿州弧形断裂以东、郯庐断裂以西地区,主要分布在徐州、淮北、宿州和灵壁等地,呈一向西突出的弧形地块,俗称“徐宿弧”。该弧形构造带主要形成于早燕山期,受来自郯庐断裂带的北西西向挤压应力与来自南部大别造山带的近南北向挤压应力的双重作用下形成的。该带主要构造形迹由一系列复式背、向斜组成,复式背斜核部为淮河群,复式向斜核部由石炭系、二叠系组成,两翼为寒武系、奥陶系。复式背斜相对紧密,复式向斜较为开阔。

1.3.2.2 燕山晚期—喜马拉雅早期构造区划

1.造山带南侧

造山带南侧的中扬子地区,在燕山晚期—喜马拉雅早期,因构造体制转换,早期断层发生负反转,发育北东、北东东向和北西向张性正断层,形成以拉张断陷为主的盆地构造格局特征。拉张断陷盆地群的伸展强度与分布,总体上受早期北西向、北东东向挤压断层和北东向、北北东向压扭走滑断层的反转控制,这种活动从东到西、从南到北的不同地段具有一定的差别。由于湘鄂西地区燕山晚期—喜马拉雅早期伸展改造较弱,其构造展布特征基本继承了早燕山期的构造展布特征,因此燕山晚期—喜马拉雅期构造单元划分,主要针对江汉平原地区。江汉盆地次一级构造单元划分受北西—北北东向和北东—北东东向两组早期断裂的持续性差异活动控制,将中、古生界分割成不同的块体,这些块体的活动又控制了盆地一级构造单元的形成与分布。江汉盆地可划分出11个凹陷,4个凸起,即枝江、远安、河溶、荆门、汉水、云梦、江陵、潜江、沔阳、小板、陈沱口凹陷,以及丫新、通海口、岳口、龙赛湖低凸起。

由于下伏中、古生界块体活动形式不同,因而凹陷结构形式各异,同一块体不同地区纵向结构亦有差别。从形态上可将盆地内各个凹陷划分为以下四种类型。

(1)双断型凹陷:潜江凹陷是双断型凹陷,受两条近北东向的边界断层所控制。由于块体两侧在不同时期的升降活动,南北各形成一个断、凹、隆的构造格局。

(2)箕状断陷:箕状断陷是基岩块体单向扭转活动的结果,如小板凹陷和陈沱口凹陷为北断南超的箕状断陷云应凹陷为南断北超的箕状断陷。

(3)复式地堑:沔阳凹陷基底断裂自两侧向中心节节下掉,凹陷中心沉积层序较全,厚度较大,向两侧沉积层序及厚度变少。

(4)对称型凹陷:江陵凹陷总体为北西向的一隆(中央背斜构造带)、二凹(南北向斜)、二斜坡(南北斜坡)。

2.造山带及北侧

从晚白垩世开始,在区域构造应力的影响下,受郯庐断裂的左行走滑、秦岭-大别造山带右行走滑的共同作用,在南华北地区形成了北东和北西西向两组张剪性断裂,这两组张剪性断裂的多期次活动联合控制了该区古近纪凹陷的沉降和沉积过程。

晚白垩世(约100Ma)以来,中国东部转入以拉张为主的构造背景之下,华北地块岩石圈(地壳)尺度介质开始向东蠕散,在豫西地区形成一系列呈北东或北北东方向展布的断陷盆地。由于洛南-广水断裂以北地区的位移量大于断裂以南地区,在洛南-广水断裂与襄樊-广济断裂之间的秦岭地区,整体处于右旋走滑拉分的构造背景之中,形成了东秦岭地区特有的晚白垩世走滑拉分盆地,如西峡盆地、丹江口盆地等。洛南-广水断裂以北或以东地区,同样整体处于岩石圈和地壳伸展的构造背景之中,形成若干个呈北北东向或北东向展布的早期断陷盆地。古近纪以来,南华北地区发生了大规模的拉张断陷,古近系广泛分布于南华北各新生代盆地群中,但其岩性、岩相特征,在各盆地之间仍有较大差异。据古近系的分布、岩性、岩相特征,将研究区划分为4个盆地群:豫西盆地群、南阳-襄城盆地群、汝南-鹿邑盆地群、合肥-宿迁盆地群。

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