新生代构造运动及其表现形式 学习任务中、新生代构造运动分析

作者&投稿:霜禄 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

新生代构造运动是羌塘陆块再度抬升,以致成为“世界屋脊上的高原”的重大地质事件,其最终结果是盆地中今天所能触及的多层次构造-地貌、构造河谷与水系、新生代构造盆地巨厚沉积、活动性断裂、新生褶皱、地震与火山活动等一系列地质遗迹,以及由此而引起的恶劣的气候条件和自然环境。当然,作为羌塘盆地新生代每一次地质事件的产物,其形成不仅仅表现在盆地沉积充填序列及地层接触关系上,从更深层次上是物质运动形式的深部地质效应。只有将新生代沉积(包括火山沉积)与新构造运动联系起来,将羌塘盆地纳入到青藏高原地球动力学背景中加以研究,才能更全面深入地认识新生代羌塘盆地东部动力学演化与区域构造发展的依从关系。

(一)构造地貌——夷平面

羌塘东部以巍峨高峻的雄姿构成青藏高原地势上最高一级台阶,地貌中部高,向南北两侧依次降低。以唐古拉山脉为界,南侧属藏北高原湖盆区南羌塘山原湖盆亚区那曲东部高山峡谷小区,区内平均海拔4500m,地貌由南北向尖窄山脊、沟谷、冰缘地貌组成。山体陡峭,沟深岭峻,地势险要,多级河流阶地发育。山脉以北为Ⅰ级高原平原地貌单元——青南台原区,海拔4800~5100m,地形由北西向丘陵山地、宽谷、盆地组成,地势平坦,视野辽阔,湖沼发育,发育完整的三级夷平面代表了新生代三期显著的构造抬升(图版Ⅳ-2)。

第一级夷平面 为盆地界面,在唐古拉山以北巴庆盆地新近纪沉积物中保留较好,而以南不发育。海拔4900~4790 m,地表平坦而连续,地形起伏微小。此面是晚新生代盆地裂陷过程中剥蚀成因的区域性加积面,也是羌塘东部现今“水平面”高度,堆积物为盆地中的第四系。

第二级为主夷平面 分布较广、保存面积较大,海拔高度5250~5100 m,普遍出现于唐古拉山南北两侧各大流域的源头及河间缓平分水岭地带,且向山前地带缓慢降低,反映山体后期上隆过程中的拱曲变形作用。它切削的地层主要为上三叠统、中侏罗统和古近系。在靠近夷平面的地表岩层上保留有溶洞、小矮石林等古岩溶地貌,反映了地壳挤压缩短增厚期后经过区域性剥蚀夷平作用所形成的区域性缓起伏层状地貌面。这级夷平面在青藏高原地区普遍存在,潘保田等(1998)根据青藏高原北部边缘的甘南高原武都地区的主夷平面上三趾马动物群、古地磁和FT(裂变径迹)测年研究,认为青藏高原主夷平面发育于18~3.4 Ma之间,以后因高原再次隆升而结束。夷平作用搬运的物质堆积于低洼地带形成沱沱河组。

第三级夷平面 是唐古拉山脉山顶面,海拔在5600~5400 m 之间,单个山体上遗留面积较小,但高度大体一致,大部分为现代冰川覆盖(图版Ⅳ-2)。该级夷平作用切削的最新地质体为中侏罗统和印支期侵入岩,与整个青藏高原I级夷平面相对应,形成于始新世-中新世(35~20 Ma),与之对应的盆地沉积物为牛堡组和沱沱河组。孢粉和其他生物化石表明当时的海拔在1000~1500 m之间。

(二)构造河流

河流阶地是新生代构造运动,尤其是更新世以来构造运动的重要表现形式。研究区北部位于长江、怒江、澜沧江源头。唐古拉山北部各支流从南北两侧汇入当曲后向北流进沱沱河。南部本曲、索曲、连曲和益曲从四周汇集索曲以后,自北向南注入怒江。上述河流沿岸均发育阶地,其中当曲发育4级堆积阶地;杂曲上游为3级阶地;索曲上游发育3级堆积阶地,中下游为7级阶地(4级以上为基座阶地)。这些不同类型和级别的河流阶地代表了羌塘陆块东部典型的NW向及SN向盆-山系统,记述了更新世以来区内地壳多阶段的间歇性抬升和不均衡掀斜运动[84]

(三)地震活动

羌塘地区是我国现代地震多发区,唐古拉山北部地震活动频率高,震级大,破坏性强,唐古拉山南部相对较弱。据杂多县和安多县环境检测站记载,自1975年以来,北部地区共发生地震14次,其中6 级以上地震3 次,4~6 级地震8 次,4 级以下地震3 次,大多数地震属于构造地震,震中主要沿活动性正断断层和走滑断裂分布。1975 年5 月5日发生在杂多县旦荣乡一带的地震是该区有史以来规模最大的地震,震级达6.5级,地震震中位于当曲-木塔断裂带附近,造成的地层错断和地壳掀斜、地表断裂至今仍可看到(图版Ⅳ-3)。

(四)热泉活动

研究区现代地壳热流值高,热能资源丰富,受活动性断裂控制的现代温泉活动是该区新构造运动的又一种重要表现形式。

野外地质调查发现,区内热泉点主要分布于巴庆盆地南侧,在112道班-本塔断裂带亦有泉点出露(表4-7)。温泉成群线性展布,其空间发育方向有两组。一组沿北西西向正断裂分布,如当曲-木塔断裂带和112道班-本塔断裂带。另一组与当曲-查吾拉北东向张扭性断裂带的走向一致,热泉的活动引起大量钙华堆积,形成钙华台地、钙华锥、钙华平原等现代地貌景观(图版Ⅳ-4)。

表4-7 研究区热泉特征统计表

(五)火山喷发活动

火山活动和岩浆作用是地壳运动能量释放的一种方式,也是新构造运动的重要表现形式。研究区新生代火山活动主要是北羌塘-昌都陆块上的高钾钙碱性岩浆喷溢作用,形成了查保马组辉石粗面质和石英粗安质火山熔岩台地,构成现代地貌上的二级夷平面。

(六)褶皱变形

新生代盆地的褶皱变形在盆地古近纪和新近纪地层中,尤其是唐古拉山南部压陷性盆地表现最为明显,出现了一系列轴向北西西-南东东向平缓-开阔构造盆地。盆地长宽比2∶1~3∶1,靠近断裂一翼地层倾角稍陡,另一翼十分平缓,地层均向盆地围斜内倾(图版Ⅳ-5),体现了盆地褶皱作用与盆缘断裂活动之间有着成生关系。

(七)断裂变形

断裂是新生代盆地中主要构造形迹,唐古拉山南部盆缘断裂在新生代期间发生了以逆冲推覆变形为主导作用的构造变革,如双湖-查吾拉断裂带,北东向展布的当曲-白雄压扭性走滑断裂等。它们在新生代复活将阿布山组、牛堡组以及康托组切断,并使古近纪—新近纪沉积严格限定在推覆体的前缘。新近纪以南北向张性断裂活动为特色,索曲流域更新世以前的东西向水系不同程度地偏转到南北向现代峡谷中。北羌塘盆地新生代断裂活动以张性和张扭性为主,与之伴生的盆地为簸箕状单边断陷盆地,或火山盆地。断层的活动引起盆地基底单方向掀斜,物源“索根”特征显著(图版Ⅳ-6),地层呈单斜产出。北羌塘盆地新近纪断裂活动十分强烈,北东向断裂左行走滑运动制约着热泉的分布和钙华的堆积。南北向张性断裂控制了当曲流域现代河流的分布与发育。



中新生代构造运动特征~

根据构造层的划分,结合区域地质资料,将中新生代构造运动划分为印支运动、燕山运动及喜马拉雅运动。
一、印支运动的表现及特征
印支运动发生在三叠纪的中晚期。根据印支运动的特征及区域地质资料,将印支运动旋回进一步划分为早期(T1-2)和晚期(T3)两个阶段,或称为印支Ⅰ幕和印支Ⅱ幕。印支运动在华北地区的影响主要表现在以下几个方面。
1.由于印支运动的影响,华北克拉通盆地南缘和北缘变形强烈,盆地内表现为大型坳陷和隆起,古构造发育(图2-5-6)。
(1)在华北克拉通盆地北缘受海西期西伯利亚板块与华北板块碰撞拼接产生的后效应的影响,印支期该区仍处于南北向挤压隆升状态,并形成逆冲断裂带(如康保-围场断裂、张北-承德断裂等),造成该区三叠系的大面积缺失。
(2)华北克拉通盆地南缘由于晚海西—印支早期古秦岭洋在桐柏—商城—舒城一线俯冲关闭,导致扬子板块与华北板块的碰撞拼接,进而形成秦岭褶皱造山带、华北克拉通盆地南缘隆起及济源-太康前陆坳陷。
2.受库拉板块北北西向向欧亚板块俯冲及南北向挤压应力的综合影响,造成印支晚期郯庐断裂左旋扭动,在华北克拉通盆地内部形成了挤压型坳陷,出现了近北东向展布的沁水坳陷、临清坳陷、武清及黄骅坳陷等构造单元。
3.印支期的挤压褶皱构造
(1)在河北承德东山村露头剖面(图2-5-6)可见上三叠统杏石口组以下地层褶皱变形,并被其不整合覆盖。
(2)黄骅地区孔西构造带孔古3井区经钻探揭示逆冲断裂存在,地震资料解释为一由西向东逆冲形成的压扭构造,且上覆层上侏罗统—下白垩统未变形,推测该构造形成于印支期或早燕山期(图2-5-6)。
(3)济阳地区桩西倒转褶皱,高部位被剥蚀夷平,并被中下侏罗统煤系地层覆盖(图2-5-6),为印支期产物。
4.印支期的逆冲断裂
勘探证实,三叠纪济阳地区明显的逆冲构造带有三条,它们是埕北-五号桩逆冲构造带,总长度约60km;呈南-孤西逆冲构造带,长度约90km;车西-罗西-陈南逆冲构造带,长度为170km。另推测向西南还有两条(无棣南-西村逆冲构造带,区内长度为130km,向东南延入鲁西隆起区;宁津南-曲堤逆冲构造带,长约70km)。上述五条逆冲构造带倾向均为西南方向,表明三叠纪济阳地区受到北东—南西方向的强烈挤压(图2-5-7)。
5.印支期的区域性不整合面
地层间角度不整合是构造运动的产物。正确判定不整合面上、下两地层的时代是确定不整合形成时间及构造运动发生时代的基础。

图2-5-6 华北地区印支运动构造形迹图


图2-5-7 济阳地区印支期构造纲要图

上三叠统杏石口组与中三叠统二马营组及前二马营组之间的角度不整合。反映印支运动Ⅰ幕的存在。例如平泉县下板城盆地边缘榆树沟,上三叠统杏石口组与中三叠统二马营组间有5°~10°的交角,接触面呈凹凸不平状,局部形成小漏斗,且上覆地层具有下伏地层组分的砾岩(图2-5-1)。北京西山的杏石口组与双泉群,辽西地区老虎沟组与后富隆山组之间的角度不整合或平行不整合接触关系等,说明印支运动较广泛的存在。
6.印支运动的区域应力场
早期以南北向挤压,晚期向左旋挤压扭动应力场转换,变形场表现为逆冲褶皱并大面积隆起。
二、燕山运动的表现及特征
燕山运动是华北地区重要的构造运动,经历约143Ma(208~65Ma),具有性质复杂多变、多幕式活动的特征,同时具有广泛且强烈的多期次的岩浆侵入与喷发活动。根据该运动时期形成的地层角度不整合、岩浆活动旋回及构造变动等特征将燕山运动大致分为早期(J1-2)、中期(J3—K1)和晚期(K2)及相应的三个构造幕(中侏罗世末为燕山运动Ⅰ幕、早白垩世末为燕山运动Ⅱ幕、晚白垩世末为燕山运动Ⅲ幕)。燕山运动在华北地区主要表现在以下几个方面。
1.华北地区南缘形成周口-合肥前陆盆地
由于扬子板块与华北板块碰撞拼接,北淮阳褶皱造山的同时,向华北地区逆冲形成燕山期周口-合肥前陆盆地(图2-5-3、图2-5-8)。

图2-5-8 合肥前陆盆地形成模式图

2.华北北部燕山地区大量中酸性火山岩喷发,形成火山岩覆盖区。据区域地质资料,燕山期火山岩可分为南大岭期、髫髻山期及张家口-大北沟期。
(1)南大岭期
时代为早侏罗世,包括北京地区的下侏罗统南大岭组和蔡家岭组及辽西地区下侏罗统的兴隆沟组。南大岭组以玄武岩和安山岩的溢流为主,兴隆沟组主要岩性为玄武安山岩和玄武岩,厚度约为130~637m,同位素年龄约(195±5)Ma。
(2)髫髻山期
该期时代为中侏罗世,以冀北地区的九龙山组、髫髻山组、后城组及辽西地区蓝旗组为代表。髫髻山组以玄武安山岩、粗安岩、英安岩、流纹岩的溢流-爆发为主,夹沉积层。侵入活动以中酸性中深成侵入为主,同位素年龄为155~165Ma,早期(九龙山组)以沉积为主,夹有酸性火山喷发;中期(髫髻山组)以玄武安山岩、安山岩、粗安岩、英安岩、流纹岩的溢流-爆发为主;晚期(后城组)仅间夹零星的酸性火山喷发。
(3)张家口-大北沟期
该期时代为晚侏罗世。以冀北地区的张家口组、大北沟组及辽西地区的义县组为代表,张家口组同位素年龄143.8~148.6Ma,是该区中生代规模最大的一次岩浆活动。主要喷发了一套中酸性火山岩,与之有关的侵入活动主要表现为潜火山和浅成侵入活动,形成火山-沉积岩相组合。
研究表明,燕山地区中生代火山作用的规模,有由弱裂隙式溢出—强烈的中心式喷发—活动减弱的变化。火山喷发岩的性质,有由基性(早侏罗世南大岭组)—中性和酸性(中侏罗世髫髻山组、后城组)—中性基性(晚侏罗世东岭台组、东狼沟组)变化的趋势。火山岩化学成分明显的特征是Ca、Mg组分较低,全碱含量,尤其是K的含量较高。由玄武岩、安山岩、粗安岩、粗面岩及流纹岩等构成多旋回火山喷发岩系。冀北地区中生代火山岩钙碱指数53.25左右,为皮科克(M.A.Peacock,1931)所划分的碱钙性岩石,从而反映了中生代火山岩总的碱度特征。在大量地震剖面的解释中,也明显可见存在着燕山期侵入的火成岩。
总之,华北地区中生代火山岩以中—中酸性安山岩、流纹岩等岩浆的剧烈喷发为特征,以亚碱性玄武岩系列居多,根据岩浆岩的共生组合,推测以同熔型及陆壳改造型为主。
3.在燕山运动期间,华北地区内部形成了北北东向展布的隆起与坳陷。
4.由于燕山运动的影响华北地区形成了多种类型的沉积盆地,除南华北的前陆盆地外,北面则还形成了为数不少的断陷型及断坳复合型沉积盆地。
5.燕山期不整合面的存在
(1)在承德市南侧,普遍存在上侏罗统与中侏罗统呈角度不整合接触。
(2)秦岭褶皱带潢川坳陷内,上侏罗统段集组下部巨厚砾岩不整合于中侏罗统朱集组砂岩之上。
(3)济阳地区埕北凹陷内存在上侏罗统与中下侏罗统之间的角度不整合(图2-5-9、图2-5-10)。

图2-5-9 华北地区燕山运动构造形迹图

6.燕山期断裂活动强烈
1)燕山早期
早中侏罗世,燕山地区以伸展作用为主,早侏罗世早期发育了以玄武岩岩浆喷溢为特征的南大岭组及兴隆沟组,燕山地区还形成了小型断陷盆地,如近南北走向的金厂梁盆地。中侏罗世末,由于郯庐断裂左旋挤压的加剧,产生北西—南东方向的挤压应力,使早中侏罗世沉积盆地褶皱变形。燕山地区褶皱轴走向为北东东向,华北北部褶皱轴走向以北北东向为主,南华北受秦岭造山带的影响以北西西向为主,同时发生强烈的逆冲作用。盆地内部产生了大型复背斜与大型复向斜(冀中复背斜、武清-文安复向斜、大城褶皱、里坦向斜、青县褶皱-逆冲断裂系、阜城-南皮复向斜、埕宁复背斜等),和逆冲断裂系(宁武盆地西断裂、沧西逆冲断裂系、埕西逆冲断裂系、大城西逆冲断裂、青县逆冲断裂等),华北北部北东向构造格局基本定型。
2)燕山中期

图2-5-10 燕山期中下侏罗统与上侏罗统角度不整合

晚侏罗世—早白垩世,曾经发生过短期拉伸作用,在冀北地区则表现为大量中酸性火山岩的喷发,并形成正断层和断陷盆地。早白垩世末,发生燕山运动Ⅱ幕,主要表现为挤压褶皱隆升作用。华北地区北部以整体隆升作用为主,褶皱变形微弱;华北南部地区则伴随着秦岭造山带的隆升,发生了向盆地方向的逆冲作用。
3)燕山晚期
晚白垩世,燕山运动进入尾声,华北地区普遍上升,很少接受沉积。晚白垩世未发生燕山运动Ⅲ幕,表现为差异隆升作用。燕山地区与华北盆地开始分异。
4)断裂特征
(1)太行东断裂北京段
该段从怀柔至涿县、全长约为100km,走向为北北东向,倾向东南,为一条侏罗-白垩纪发育的正断裂,控制北京坳陷侏罗-白垩纪地层的沉积。
(2)太行东断裂石家庄段
该段全长为110km,北东向,为一东倾正断层,控制石家庄坳陷侏罗-白垩纪地层的沉积。
(3)太行东断裂邯郸-汤阴段
该段全长约为150km,北北东向,为一东倾正断层。邯郸段断距较小,对侏罗-白垩系控制不明显。汤阴段断距较大,对中生界起明显的控制作用。
(4)聊城断裂
断裂全长约为120km,北东向,为侏罗-白垩纪发育的西倾正断层,对侏罗-白垩系控制作用明显,同时也控制着临清坳陷中生代的构造演化,断距较大,断面倾角为24°~77°。
(5)陈南断裂
断裂位于济阳坳陷中部,全长约140km,近东西向,断距较大,为一南倾正断层,分割陈家庄凸起与东营凹陷,控制晚侏罗世—早白垩世地层的沉积及盆地的演化。
(6)汶泗断裂
断裂为鲁西隆起区汶泗断陷的北界,全长约为140km,近东西向,为一南倾高角度正断层,控制着汶泗盆地晚侏罗世—早白垩世地层的沉积及盆地演化。
(7)曹县断裂
断裂为鲁西隆起区成武断陷的西界,全长约为90km,近南北向,为一东倾高角度正断层,控制着成武盆地晚侏罗世—早白垩世地层的沉积及盆地演化。
(8)焦商断裂
断裂为南华北盆地的北界,沿济源、焦作、新乡、商丘至黄口一带展布,全长约500km,总体呈北西西向,断面大部分向南陡倾、垂直落差约1000~2000m。控制着济源-开封断陷的侏罗纪-早白垩世地层的沉积。该断裂为华北地区两种不同构造线的分界,断裂以北构造线方向北北东向,断裂以南则为近东西向或北西西向。
(9)确山-固始-合肥逆冲断裂带
断裂位于周口坳陷南缘及合肥盆地中部。是栾川-固始-肥中大断裂的重要组成部分。全长约为350km,走向近北西西向,断面倾向南南西。控制着周口-合肥前陆盆地的演化。沿断裂形成了条带状的火山岩及中生界粗碎屑岩沉积。
除上述断裂外,还有辽河断陷区的西八千-高升-坨西-大民屯断裂、二界沟西-驾掌寺西-榆坨东断裂,黄骅地区的滦河断裂,济阳地区的埕南断裂、齐广断裂,冀中地区的衡水断裂,临清地区的马陵断裂,鲁西地区的单县断裂、凫山断裂、嘉祥断裂及孙氏店断裂等。
综上所述,燕山运动的主要特征表现为以下几个方面:
(1)区域应力场及变形场分期次明显,早期以挤压为主,形成大量逆冲裂及褶皱构造;中期以拉张应力为主,形成正断裂等伸展构造及断陷盆地(图2-5-11);晚期又以区域挤压隆升为主。
(2)形成盆地类型复杂多样,在以断陷盆地为主的同时还分布有断-坳合型盆地、坳陷型盆地、前陆盆地等。
(3)火山活动强烈,北部地区形成了规模宏大的火山岩覆盖区,盆地内形成了火山岩与沉积岩兼而有之的沉积组合。
(4)断裂活动强烈,形成了大量的正断层、逆冲断裂系等。
三、喜马拉雅运动的表现及特征
根据喜马拉雅期构造演化的不同阶段,将喜马拉雅运动旋回分为早期老第三纪沙4段末、中期老第三纪末和晚期新第三纪末及相应的三个构造幕(喜马拉雅Ⅰ幕、喜马拉雅Ⅱ幕、喜马拉雅Ⅲ幕)。华北地区喜马拉雅运动尤其是早中期表现强烈,对古生界构造的改造起了重大作用。

图2-5-11 晚侏罗世—早白垩世断陷盆地

(一)喜马拉雅早中期
该期为华北裂谷盆地形成的拱张-裂陷期,主要表现在以下几方面:
(1)新第三系与老第三系间区域性角度不整合的存在。老第三纪末发生喜马拉雅运动Ⅱ幕,造成短暂的区域性挤压抬升,使老第三纪断陷盆地内地层褶皱剥蚀,形成区域性角度不整合,而后进入新第三纪坳陷盆地演化阶段。
(2)具有掀斜性质的老第三纪裂陷的大量发育,形成了盆岭相间的构造格局,这是喜马拉雅运动早中期影响的结果。
(3)大量同生正断裂的发育,控制了老第三纪裂陷盆地的形成及演化。
(二)喜马拉雅晚期
为华北裂谷盆地区域坳陷期,断裂不发育,构造活动微弱。
(三)断裂特征
1.太行东断裂
断裂为山西隆起区与渤海湾盆地的分界线,全长约为620km。石家庄以北为近北北东向,石家庄以南为近南北向,倾向为东南或东倾。该断裂是在燕山期不同发育阶段的基础上,又在喜马拉雅期由于块断强烈活动而发育成为一级大断裂,其南北分段性强。石家庄以北多为新生性的喜马拉雅期发育,水平断距与垂直断距都很大,水平距断最大超过10km,控制着老第三纪凹陷的发展演化。石家庄段以南多为燕山期继承性发育,控制着凹陷内老第三纪的沉积。其性质为大型拆离正断层。
2.宝坻-滦河断裂
断裂为燕山隆起区与渤海湾盆地的分界线,控制着冀中坳陷与黄骅坳陷北部的演化,部分区段形成于燕山期,喜马拉雅期活动性较强。全长为180km,走向为北西西向,为一南倾正断层,断距较大。展布在北京北部、宝坻、昌黎等一线,东西分段性较强。该断裂西段宝坻断裂为老第三纪形成发育,至新第三纪的长期活动的大断裂,垂直断距在6000m以上,最大水平断距为10km左右;东段(滦河断裂)向东,由东西向逐渐转为北东向,断面平直倾角为50°左右,为中生代形成,控制着该区中生界、新生界沉积厚度及展布。
3.沧东断裂
断裂为沧县隆起与黄骅坳陷共有的边界断裂。它的活动发展直接控制着相邻构造单元的形成和发展,此断裂北抵宁河以西,向南过吴桥进入临清地区而逐渐分化,全长超过230km,平面上追踪为北北东和北西西向两组断裂,呈锯齿状展布,总体走向为北北东向。据断面特征、产状和断层地质作用的不同将现今沧东断裂分为南、中、北三段。
(1)北段
该段位于沈青庄—增福台之北,此段断层产状变化颇大,在不同地段隆坳接触关系截然不同。推测该段形成于沙3期后。
(2)中段
该段位于沈青庄之南、泊头之北。总体走向为北北东。该区段断层断距大,控制着老第三纪沉积。
(3)南段
该段位于泊头之南,主体为吴桥凹陷的西界断层,该段主断面不清,整个断裂带似为一组规模不大的由一系列东倾断层组成的断阶构造带,与沧县隆起为逐渐过渡关系。
4.羊二庄断裂
断裂位于黄骅坳陷东缘,由盐山和羊二庄等断层组成,是一个北东向展布,不能连续追踪的断裂带,长约90km,规模较小。上古生界底断距为160~400m。它对黄骅坳陷的控制作用小,该断层的发育期为渐新世。
5.沧西断裂
断裂为沧县隆起南部与冀中坳陷南部的边界断层。对冀中坳陷南部老第三纪沉积起着明显的控制作用,是在燕山期沧西逆冲断裂系的基础上发生反转同向拆离滑脱而形成的。全长约为130km,总体走向为北北东向,断面西倾,上陡下缓,断距较大。
6.陈南断裂
断裂位于济阳坳陷中部,与燕山中期形成的陈南断裂呈继承性发育,控制着老第三纪地层的沉积及盆地演化。
7.兰聊断裂
断裂为渤海湾盆地的东部边界断裂,南起河南兰考,北至山东聊城以北,全长达480km,走向为北北东,倾向北西,倾角为50°~60°,具有上陡下缓犁式正断层特征。断距向深部加大。从新第三系至奥陶系顶面,断距由100~200m加大到8350m。断裂的发育期和断距大小其分段性明显,北部莘县附近形成于燕山期,南部东濮地区形成较晚,到喜马拉雅期则南北统一发育成一条大的边界断裂。
8.焦商断裂
断裂与燕山期焦商断裂呈继承性发育,控制着济源-开封坳陷老第三纪的沉积及盆地演化,具有上陡下缓犁式正断层的特征。
9.郸亳断裂
断裂为周口坳陷鹿邑凹陷的南界,全长为90km,为北西西—北东向,倾向为北北东向,最大断距为7000m,控制鹿邑凹陷老第三纪的沉积。
10.商水断裂
断裂为周口坳陷谭庄凹陷的北界,全长约200km,为北西西向,最大断距约7000m,控制着谭庄-沈丘凹陷老第三纪的沉积。
(四)岩浆活动
新生代早期为裂陷发育期,因此裂陷区内岩浆活动十分强烈,它具有多期多次性,并沿边界主干断裂以喷溢式为主的特征。以渤海湾盆地为例喜马拉雅期岩浆活动大致可分为四个时期。
1.沙四-孔店期
相当于老第三纪早期,从火山厚度及分布范围看,这是区内最强烈的一次火山活动,以沿断裂大面积溢出式喷发为主。
2.沙一-沙三期
与早期相比,火山活动明显减弱,分布范围小,多处于沉积岩夹层。
3.东营-馆陶期
渤海湾盆地西部火山活动微弱,而东部有增强的趋势,可能与郯庐断裂的晚期活动有关。据黄骅坳陷南堡凹陷庙10、庙7井等在馆陶组钻遇玄武岩最厚达10层200m。
4.新第三纪—第四纪
构造活动微弱,仅在山边可见到褶皱及逆冲断层(图2-5-12)。同时大量资料证实断裂和岩浆活动仍在进行:下辽河、南堡、济阳等断陷的新第三系夹多层火山岩;南堡凹陷井下新第三系夹12层玄武岩,单层最厚86m;第四系在太行东麓、黄骅均见到火山喷发岩。
通过大量地化分析,第三纪火山岩大部分属于碱性玄武岩系列,个别的为钙碱性玄武岩系列和拉斑玄武系列。其里特曼指数[σ=(K2O+Na2O)2/(SiO2-43)]以大于4为主,说明以碱性为主,钙碱性系列为辅。碱性系列中又以钠质型为主,反映了华北盆地第三纪为大陆裂谷环境,具有共同上地幔岩浆来源,并且裂陷盆地的形成与上地幔热隆起有关。

图2-5-12 新第三纪逆冲断裂

表2-5-3 华北地区新生代构造运动特征表


四、中新生代区域构造演化及地球动力学背景探讨
由前所述,古生代华北克拉通盆地的形成及演化与克拉通南北两侧海槽的活动而产生的应力场及时空上的差异关系密切。进入中新生代,受周围板块活动的影响日趋明显,导致了板内变形。
印支运动时期的区域动力学背景,主要与北部的西伯利亚板块向南及南部的扬子板块向北的相对运动及华北板块东侧库拉板块向北北西方向运移有关。据古地磁资料,按照古地磁场复原获得的结果表明,三叠纪华北与扬子板块在古地磁方位的北东—南西方向上碰撞,扬子板块与华北板块都在朝东北方向运移,只是扬子板块向东北方向运移速度更快些,为3.68cm/a,而华北板块仅为1.75cm/a(朱鸿等,1991;万天丰等,1990)。这样在华北克拉通南部由于晚海西期古秦岭洋在桐柏—商城—舒城一线的俯冲关闭,使得印支早期扬子板块与华北板块碰撞拼接形成秦岭褶皱造山带,华北克拉通盆地南缘隆起及逆冲断裂系等。在华北克拉通盆地北缘由于海西期西伯利亚板块向南俯冲及古蒙兴洋的关闭,形成海西期褶皱造山带,在印支期这种碰撞后效应依然存在,产生华北地区北缘由北向南的逆冲作用。因此,三叠纪早期构造线方向仍以近东西向为主。三叠纪末期由于华北板块东缘库拉板块向北北西方向运移,在这三个不同方向应力场的综合作用下,引起郯庐断裂左旋平移,造成盆地内构造线方向逐渐向北东方向偏移,使华北地区处于左旋剪切应力状态。
燕山运动时期,这种左旋应力场继续作用。
喜马拉雅运动期间,太平洋板块由朝北北西运动转为向北西西向运动和俯冲。由于太平洋板块向欧亚板块的斜向俯冲,引起软流圈热隆起的形成,在软流圈热隆起的底辟作用及岩石圈在隆起过程中使整个岩石圈被拉伸减薄,从而发生破裂、下沉以致形成裂陷盆地和伸展构造(表2-5-3)。同时,位于西侧的印度板块也以北北东向与欧亚板块发生碰撞。由于太平洋板块与印度板块运动产生不同应力场的综合效应,形成华北地区向东蠕散的引张力,造成太行山以东地区的盆岭结构,导致郯庐断裂右旋平移及盆地南北边界断裂的走滑。再者,日本海的弧后扩张也可能加剧了这种右旋剪切活动。
喜马拉雅晚期,在老第三纪末的喜马拉雅中期构造运动造成区域上升,经过短暂侵蚀的基础上进入了新的构造发展时期,此期随着印度板块向欧亚板块北北东方向的挤压应力的增强和太平洋俯冲带的东移,太行山以东的渤海湾盆地由裂谷沉降向大型坳陷转化形成大型坳陷盆地。山西地区在持续隆起的基础上,因右旋剪切拉张应力而被撕裂,自南而北形成了新第三纪至第四纪数个沉积断陷。
由上述可知,任何一次构造运动的发生都有其板块活动的背景,只是由于横向边界条件及地壳深部边界条件的不同,其表现形式可以是多样的。

【任务描述】 ①了解中、新生代中国构造格局演化特征;②掌握印支运动、燕山运动及喜马拉雅运动对中国古地理、古构造的影响。
一、典型工作任务
(1)阅读图9-24,识别各主要陆块和大洋的名称、板块界线及大陆边缘性质,了解联合大陆分裂漂移的时间和过程。
(2)连续阅读中国中、新生代各纪岩相古地理图,分析印支运动、燕山运动及喜马拉雅运动对中国东部地史发展的影响。
(3)阅读相关资料,试绘中国东部中、新生代构造演化示意图。
二、中生代构造运动分析
(一)印支运动及板块拼合作用
在我国印支运动在扬子板块西缘、西北缘的三江、巴颜喀拉-松潘、秦岭地区表现最为强烈,形成规模宏大的印支褶皱带,使华南板块、羌塘微板块及三江地区的一些微板块与劳亚大陆拼合,并导致古亚洲大陆向南扩张。近年来的研究还表明,在扬子北缘的西秦岭和南缘的南盘江、右江地区,早、中三叠世还存在规模不等的深水盆地,直至印支运动才使得扬子板块与华北板块、粤北古陆真正拼合。
联合古陆正是从三叠纪晚期以来逐步分裂的。如果我们把三叠纪以前的地壳构造发展史看作是联合古陆逐渐增生、扩大和形成的阶段,那么三叠纪以后则进入联合古陆逐渐分裂、漂移的新阶段。由此可见,印支运动正处于全球地壳演化的重大转折期,具有划时代的重大意义。
印支期岩浆侵入亦有相当的规模,其同位素年龄为190~230Ma。中国印支期花岗岩主要分布在秦岭、三江、华南和长江下游地区,与钨、锡以及其他多金属矿产有关。三江及藏北地区有印支期基性、超基性岩体,与铜、镍及石棉等矿产有关。

图9-24 联合大陆分裂过程复原及预测图

(据Allegre,1983)
(二)燕山运动及板块的变形、拼合作用
目前一般认为,燕山运动(表9-4)为整个侏罗纪、白垩纪期间广泛发育于我国全境的重要构造运动,主要表现为褶皱断裂变动、岩浆喷发和侵入活动及部分地带的变质作用。燕山运动由三个主要构造幕组成,其中以第二期运动最为强烈,影响也最广。

表9-4 中生代的地壳运动及构造阶段划分

在不同的构造部位,燕山运动的强度和形式有着明显的差别。在大兴安岭-太行山以西地区,构造活动较弱,缺乏岩浆活动和地层褶皱。以东地区,构造活动较强,具体表现为地壳破裂,形成许多断陷盆地,盆地内广泛发育火山岩沉积;地层强烈变形褶皱,形成分布广泛的不整合接触关系,并且地层已发生不同程度地变质;台湾地区形成非常发育的构造混杂岩。这些变化是太平洋板块与亚洲板块之间作用的结果。
强烈的岩浆活动形成了举世闻名的环太平洋金属成矿带,中国东部岩浆活动的高峰期为距今170~140Ma和距今130~90Ma两期,与此相关形成的铅、锌、银、锡矿及长江中下游的铜铁矿床都是该成矿带的组成部分。
(三)青藏地区的板块拼合过程
三叠纪晚期,羌塘微板块已经拼贴到亚洲板块上,冈底斯微板块仍位于南半球,班公湖-怒江洋位于赤道附近,珠峰地区(印度板块的北缘)位于南纬30 °。侏罗纪,冈底斯微板块迅速向北漂移,于侏罗纪末期与羌塘微板块拼合,班公湖-怒江洋消失,而珠峰地区仍位于南半球,雅鲁藏布江洋成为特提斯洋的唯一通道。白垩纪,雅鲁藏布江洋板块向北俯冲于冈底斯微板块下部,形成混杂堆积,但在白垩纪该洋盆一直没有闭合。
三、中生代的古气候
中国中生代气候变化与全球气候变化规律一致。早、中三叠世为干燥气候时期,在南方出现飞仙关组杂色沉积和后期的含石膏沉积,在北方出现紫红色、杂色碎屑-泥质沉积。晚三叠世-中侏罗世早期,南、北方普遍发育含煤沉积,为潮湿气候期,其中北方植物群以真蕨类和银杏类为主,松柏类次之,苏铁类比较贫乏,为温暖潮湿气候区,而南方植物群以苏铁类最为发育,真蕨类、银杏类和松柏类均次之,说明当时气候为湿润的热带、亚热带特征。中侏罗世晚期-晚白垩世,干湿气候带分界线逐渐北移。分界线向北移至东北南部,东北北部为温带成煤气候区,东北南部、华北、西北地区为温带半干旱、半潮湿气候。晚白垩世,潮湿气候区进一步向北退缩。华南、西南地区一直为热带、亚热带干旱气候,是盐矿重要的成矿期。
四、新生代构造运动分析
(一)新生代全球构造格局
新生代全球两大活动带之一的古地中海-喜马拉雅活动带逐渐封闭,形成了自阿尔卑斯至喜马拉雅一带最年轻最高峻的褶皱山系,并导致全球出现东半球大陆和西半球大陆地理格局。而另一个活动带——环太平洋活动带则不断褶皱上升,使大陆外缘逐渐向洋推移,造成太平洋日益缩减,大西洋及印度洋愈加扩张。因此,新生代构造阶段又称为喜马拉雅构造阶段或新阿尔卑斯构造阶段。
新生代的构造运动可分为三期:第一期发生于古近纪始新世与渐新世之间,称喜马拉雅运动(狭义)或比利牛斯运动,构造运动最为强烈;第二期发生于古近纪与新近纪之间,西欧称撒夫运动,我国称茅山运动;第三期发生于第四纪,一般称作新构造运动。
新生代全球地壳的演化发展史就是特提斯海槽封闭,环太平洋活动带继续发展,大西洋、印度洋不断扩大,太平洋逐渐缩小,以及东、西两半球大陆形成的发展史。
(二)新生代中国构造格局
新生代是地球岩石圈构造演化发生巨大变化的时期:印度板块在始新世晚期最终与亚洲板块对接碰撞,新特提斯洋盆消失,嗣后印度板块继续向北A型俯冲,导致青藏高原急剧抬升;古太平洋板块运动方向在始新世晚期也发生重要转折,即运动方向由北北西变为北西西,从此开始古亚洲大陆东缘形成现代的沟-弧-盆体系,大陆内部出现活跃的弧后或陆内裂陷作用。因此我国新生代的地质演化既受控于印度板块与欧亚板块的相互作用,也与太平洋板块向欧亚板块俯冲引起壳幔深度结构变化有关,它们从宏观上控制了中国新生代构造演化的基本格局。

构造运动的特征
答:这次构造运动以水平运动为主,产生强烈的褶皱、逆断层和火山喷发活动,并改造前期的断陷和产生新的断陷。三是发生在裂谷盆地发育的晚期,即由同裂谷期转向后裂谷期,由断陷期转向坳陷期之间。这次构造运动是裂谷盆地一次主要的构造运动,以挤压隆升为主,并发生构造反转。这次构造运动是裂谷盆地主要构造...

华北克拉通中新生代构造演化
答:华北地台在经历中新元古代—古生代漫长的沉积盖层发育时期之后,由于受到秦岭地块北向仰冲和太平洋板块西向俯冲的影响,中新生代进入了一个新的构造活动时期即陆内造山时期,发生了多期强烈的地壳运动,包括印支运动和燕山运动,发育广泛的构造变形、岩浆侵入和火山喷发事件,中生代构造运动呈幕式不均匀波动(表3-2)。 表...

中新生代构造运动特征
答:根据构造层的划分,结合区域地质资料,将中新生代构造运动划分为印支运动、燕山运动及喜马拉雅运动。 一、印支运动的表现及特征 印支运动发生在三叠纪的中晚期。根据印支运动的特征及区域地质资料,将印支运动旋回进一步划分为早期(T1-2)和晚期(T3)两个阶段,或称为印支Ⅰ幕和印支Ⅱ幕。印支运动在华北地区的影响主要...

新生代构造地貌演化
答:中国东部新生代发育典型层状地貌,包括不同时期形成高度不同的夷平面和河流阶地; 夷平面主要形成于新生代早中期,河流阶地主要形成于第四纪 ( 吴珍汉等,2001) 。作为构造地貌重要类型,区域夷平面的发育与新生代构造运动、古气候变化和古环境演化都存在密切关系。一、区域夷平面及对比分析 早燕山期挤压缩短...

自太古代以来有哪些主要的古构造运动
答:经过燕山运动,中国地貌的构造格局已清晰地显现出来。5、喜马拉雅运动:新生代地壳运动的总称。因形成喜马拉雅山而得名。这一运动对亚洲地理环境产生重大影响。西亚、中东、喜马拉雅、缅甸西部、马来西亚等地山脉及包括中国台湾岛在内的西太平洋岛弧均告形成,中印之间的古地中海消失。

晋宁期-古生代构造运动与大别-苏鲁造山带、兴蒙-吉黑-图们江造山带演化...
答:表3—5 中国前震旦纪构造运动序列与构造发展过程划分简表 (据崔盛芹等,1999)在大别-苏鲁造山带,已在多处发现高压、超高压榴辉岩类,若干地点还发现柯石英、柯石英假象及金刚石。反映高压、超高压变质、造山带的形成过程,已取得较多分属于晋宁期、加里东期及印支期的同位素年龄数据,从而产生不同...

新生代盆岭构造演化
答:新生代下辽河盆地的形成、演化,经历了古新世裂谷前期火山活动期、始新世—渐新世裂陷期(包括始新世第一断陷期、渐新世第二断陷期)、老第三纪末裂陷反转期和新第三纪以来的拗陷期。每个时期断裂活动、火山活动的强度、方向各不相同,构造应力的作用方式也不相同,沉降运动强度有由弱—强—衰的规律性变化...

主要金矿成矿构造单元新生代构造活动特点
答:在中新世(23Ma)以后,哀牢山板块结合带发生右行走滑和正断层作用(Tapponnier,et al.,1982、1990;Scharer,et al.,1994;张连生等,1996;王义昭等,2000;杨振宇等,2001)。 (四)昌都-兰坪-思茅陆块新生代构造作用特点 兰坪-思茅陆块位于金沙江-哀牢山板块结合带的西侧,是在加里东造山运动基础上发展起来的。在晚...

新生代盆-山构造地貌演化
答:三、新生代构造地貌演化 大尺度的地表地貌格局往往与区域性的构造演化过程密切相关,中国大陆及邻区西濒太平洋带,经过侏罗纪—早白垩世强烈的造山运动,地壳逐步挤压增厚,地表海拔不断增高。新生代期间,中国西部和东部分别处于印度板块与欧亚板块之间近南北向强烈碰撞和太平样板块向西俯冲引发的上地幔软流圈上涌作用这两种...

准噶尔盆地北部新生代构造活动特征及其对砂岩型铀矿的控制作用_百度知 ...
答:二、新生代构造活动特征 在新生代新疆处于南部印度板块与欧亚板块碰撞及其随后印度板块向北推挤、北部西伯利亚板块不断从NE方向向挤压的联合作用中,盆地南部的天山和北侧的阿尔泰山新生代构造活动强烈,盆地内部新生代变形总体上不强,地形相对较为平坦,但喜马拉雅运动在盆地仍有显示,主要表现为间歇性沉积了不同时代的沉积地...