趙莎 黃樹梅 王麗明
摘 要:新構(gòu)造運動與河北陽原盆地形成與發(fā)展有緊密的關(guān)系,該文根據(jù)野外實地調(diào)查認為喜馬拉雅時期,由于地幔熱柱上涌,持續(xù)升降的新構(gòu)造運動在陽原盆地的演化過程起了主導(dǎo)意義,在整個運動過程中發(fā)育一系列正斷層,后期持續(xù)發(fā)育形成同沉積斷層,造成了陽原地塹式斷陷盆地。
關(guān)鍵詞:河北陽原 陽原盆地 新構(gòu)造運動 地幔熱柱
中圖分類號:Q915 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)09(c)-0196-02
關(guān)于新構(gòu)造運動所指雖然有所不同,但多數(shù)人認為自新近紀到第四紀初期的地質(zhì)構(gòu)造,新構(gòu)造最主要的特點是直接表現(xiàn)于地形地貌形態(tài)上,與人類生活關(guān)系更為密切,同時對國民經(jīng)濟亦具有非常重要的意義。新構(gòu)造運動研究的重要性不言而喻。
陽原盆地因國際第四系標準地層、第四紀哺乳動物群、舊石器時代人類文化遺存而聞名于世,該地區(qū)四周山巒起伏,東有鳳凰山,南有月山、太子山,西北為熊耳山,晚新生代地層在這一地區(qū)分布泛,由于新構(gòu)造運動的斷裂和桑干河及壺流河的切割,河谷兩岸晚新生代地層,盆地內(nèi)典型的盆-嶺地貌、活動斷裂等都對陽原盆地的形成和演化起到重要作用,尤其是新構(gòu)造運動在泥河灣古湖形成與發(fā)展有重要的作用,該文通過多次野外線路調(diào)查結(jié)合前人研究資料,初步分析陽原盆地當今地形地貌的形成與新構(gòu)造運動的關(guān)系。
1 地質(zhì)背景
陽原盆地位于張家口市陽原縣境內(nèi),大地構(gòu)造位置位于華北地臺北緣,與地臺內(nèi)部的晉西-鄂爾多斯地塊、晉冀地塊相鄰。長期以來受大小地塊活動的影響,斷裂構(gòu)造十分發(fā)育,直接影響著陽原盆地的地貌形成及其演化。
陽原盆地周邊廣泛的分布太古界變質(zhì)巖桑干群、元古界與古生界的沉積巖、中生界的煤層和火山巖以及新生界的沉積巖。其中陽原盆地內(nèi)主要堆積泥河灣期湖相層,其上發(fā)育桑干河,沿其兩側(cè)廣泛分布河流沖積物。陽原盆地的第四紀沉積厚度約 600 m,其下更新統(tǒng)占主要部分。其東西部在沉積地層上有所差別,沉積物厚度西部厚于東部;西部最老沉積物為上新統(tǒng),東部陽原-化稍營一帶最老沉積物為下更新統(tǒng)泥河灣組。
2 陽原盆地主要構(gòu)造
陽原盆地是一個新生代晚期發(fā)展起來的地塹式斷陷盆地,總體呈NEE走向,長約78 km,寬10~20 km。盆地內(nèi)部西高東低,海拔800 m以上。盆地西緣與大同盆地相連共稱大同-陽原盆地;南北東三面環(huán)山,一般海拔一千至兩千多米,南側(cè)為六棱山,最高海拔2300 m,在其山前發(fā)育六棱山北麓斷裂,控制了陽原盆地的南界,并以壺流河與蔚廣盆地相通;北側(cè)為熊耳山,最高海拔2035 m,山前發(fā)育陽原盆地北緣斷裂,控制盆地的北界;根據(jù)斷層的走向,可把本區(qū)分為北東向(或北東東向)、北西向(北北西向)和近東西向三組(圖1)。上述各組斷層形成時代有先有后,活動強度也不相同。
北東向(或北東東向)斷裂是控制本區(qū)地貌發(fā)育的最主要斷裂。陽原盆地即沿北東、南西向斷裂斷陷而成。自北而南主要斷層有:陽原北山(熊耳山)山前斷層、陽原南山(月山)山前斷裂、南留莊-北德勝莊斷裂、蔚縣-桃花堡斷裂、蔚縣南山山前斷裂。該組北東向斷裂的發(fā)育使陽原盆地呈不對稱梯級斷陷盆地,對地貌形態(tài)及沉積物厚度均具有一定的影響。
北西向(或北北西向)斷裂在本區(qū)較為發(fā)育,且規(guī)模大小及延展方向都相對穩(wěn)定。由東向西主要由頭馬坊-大田洼-東金河口斷裂、懷安-北水泉-松枝口斷裂、水峪口-田家坡-九宮口斷裂、吐泉-化家?guī)X-暖泉斷裂、東井集-廣靈斷裂。北西向斷裂與區(qū)域構(gòu)造線垂直,且切斷了北東向(或北東東向)斷裂,表明北西向斷裂是在北東向斷裂之后發(fā)生的。
近東西向斷裂在本區(qū)不甚發(fā)育,多為規(guī)模較小的斷裂及裂隙,常被北東向及北西向斷裂切割錯斷。
3 陽原盆地的形成演化
對于華北東部地區(qū)構(gòu)造演化過程的分析,從整體特征及其構(gòu)造演化來看,在深部地幔熱柱上涌過程中,華北東部經(jīng)歷了燕山中期的大規(guī)模的總體隆升-燕山晚期的差異升降-喜山早期中心區(qū)的熱減薄斷陷-喜山晚期的區(qū)域性凹陷作用,到了新構(gòu)造期,裂陷作用進一步加強,裂陷盆地進一步擴大,泥河灣盆地逐漸演化發(fā)展而來。也就是地幔熱柱已經(jīng)成為地殼運動的主導(dǎo)因素。
泥河灣裂谷發(fā)育基本起始于漸新世末,盆地大致在中新世初開始出現(xiàn),中新世末已具雛形,上新世開始的強烈活動使盆地南北山體強烈抬升,斷陷帶的兩側(cè)和內(nèi)部發(fā)育了許多活動性正斷層與階梯狀正斷層,形成斷陷盆地。軟流圈上涌柱活動加強,盆地加速沉陷,湖泊擴大,在其內(nèi)部產(chǎn)生了一系列向南傾斜的斷塊差異運動。斷陷帶南深北淺,新構(gòu)造時期垂直差異運動十分強烈,新構(gòu)造運動具有明顯的繼承性和差異性,在縱向和橫向上表現(xiàn)了極大的不對稱性。
而由于六棱山北麓斷裂的活動強度大于陽原盆地北緣斷裂,導(dǎo)致盆地南部沉陷幅度大,盆地北部沉陷幅度小,從而形成了陽原盆地南北不對稱的地塹斷陷盆地(圖2)。
火山活動是裂谷盆地的重要特征之一,根據(jù)野外路線,初步推斷晚第三紀以來,區(qū)內(nèi)有兩期玄武巖噴發(fā)活動。第一期噴發(fā)是在上新世三趾馬紅土形成之前,由于構(gòu)造活動,斷裂向深部發(fā)展,導(dǎo)致上地慢融熔物質(zhì)上升,形成了玄武巖的噴出?;胰ひ粠в写竺娣e的玄武巖出露,玄武巖中多氣孔,被SiO2填充,形成瑪瑙杏仁體。根據(jù)前人觀察,本期有20~25次噴發(fā),在下段夾有2~3層湖相粘土及褐煤層,其上還有2~3層紅色風化殼,這說明玄武巖噴發(fā)過程中還有較長時期的間斷。
盆地在中更新世初期構(gòu)造活動加強,主要表現(xiàn)為石匣山地大規(guī)模抬升,湖盆中心向西遷移,使得湖盆東側(cè)的廣大地區(qū)出露地表。中更新世晚期構(gòu)造活動趨于穩(wěn)定,山地邊坡將風化物不斷充填于湖盆中,在溫濕的氣候條件下再次引起湖水面的擴大,沉積中心遷移到虎頭梁-雀兒溝一帶。古人類隨著沉積中心轉(zhuǎn)移到這一帶。
至晚更新世末期,斷塊繼續(xù)抬升石匣峽谷區(qū)被切穿,引起水系發(fā)生變化,造成了河流向東流去,導(dǎo)致陽原湖泊水流外泄,從而使泥河灣古湖消失,沿古湖分布的方向發(fā)育成古桑干河,于大渡口附近與壺流河匯流,向懷來盆地流去。
4 結(jié)論
根據(jù)路線地質(zhì)調(diào)查和實測地質(zhì)剖面認為:喜馬拉雅山運動時期,軟流圈上涌柱的不均勻上涌造成鏟式斷裂,在此基礎(chǔ)上接受沉積,而這些斷裂在整個運動活躍期中新世(N)以后還在繼續(xù)活動,比如大同火山群,部分泥河灣地層含有部分火山碎屑巖沉積物等,晚更新世(Q)末期表現(xiàn)最為強烈,留下了很多構(gòu)造形跡,反映出了盆地內(nèi)構(gòu)造繼續(xù)活動的新構(gòu)造運動特征。
參考文獻
[1] 袁寶印,同號文,溫銳林.泥河灣古湖的形成機制及其與早期古人類生存環(huán)境的關(guān)系[J].地質(zhì)力學(xué)學(xué)報,2009(1):77-87.
[2] 鄧晉福,蘇尚國,趙海玲,等.華北地區(qū)燕山期巖石圈減薄的深部過程[J].地學(xué)前緣,2003,10(3):41-50.
[3] 閔隆瑞,遲振卿.河北陽原盆地西部第四紀地質(zhì)[M].北京:地質(zhì)出版社,2003:1-160.
[4] 牛樹銀,孫愛群,王寶德.地幔熱柱與資源環(huán)境[M].北京:地質(zhì)出版社,2007:1-264.
[5] 牛樹銀,孫愛群,馬寶軍,等.華北東部地幔熱柱的特征與演化[J].中國地質(zhì),2010,37(4):931-942.
[6] 牛樹銀,孫愛群,王孟科,等.渤海的形成及其深部動力學(xué)機制[J].海洋地質(zhì)與第四紀地質(zhì),2014,34(6):21-29.