■張金江 畢寶華 羅志開(kāi)

（河北省地礦局秦皇島礦產(chǎn)水文工程地質(zhì)大隊(duì) 河北秦皇島 066000）

柳江盆地構(gòu)造特征的重新厘定

■張金江 畢寶華 羅志開(kāi)

（河北省地礦局秦皇島礦產(chǎn)水文工程地質(zhì)大隊(duì) 河北秦皇島 066000）

根據(jù)柳江盆地西部鉆探工程揭露情況，認(rèn)為柳江盆地的構(gòu)造形態(tài)并非完整向斜，而是由不完整的向斜及盆地西部發(fā)育的一組南北向斷裂帶兩部分構(gòu)成。南北向斷裂帶破壞了原向斜西翼地層。本文將從構(gòu)造特征及區(qū)域應(yīng)力兩個(gè)方面重新梳理盆地的構(gòu)造形態(tài)。

柳江盆地不完整向斜南北向斷裂帶 重新厘定

以往資料普遍認(rèn)為柳江盆地是一個(gè)東翼寬緩，西翼較陡的不對(duì)稱向斜盆地，但是通過(guò)對(duì)盆地西部各工程揭露情況的分析，認(rèn)為其向斜構(gòu)造并不完整。向斜東翼及南北轉(zhuǎn)折端完整存在，而西翼被構(gòu)造破壞。通過(guò)分析認(rèn)為，向斜西翼發(fā)育一組南北向逆沖斷層帶，該斷層帶將西翼深部地層推覆致淺部地層之上，形成逆沖推覆的構(gòu)造形態(tài)。該斷裂帶構(gòu)成柳江盆地西部的主要控礦構(gòu)造，同時(shí)也是柳江盆地構(gòu)造格局的重要組成部分。這種對(duì)柳江構(gòu)造的重新認(rèn)識(shí)，不僅擴(kuò)大了柳江地區(qū)的找煤遠(yuǎn)景，將找煤空間延伸到奧陶系灰?guī)r以下，同時(shí)也改變了只通過(guò)地表地層認(rèn)識(shí)柳江構(gòu)造的現(xiàn)狀。

1 盆地構(gòu)造特征

柳江向斜各要素特征，以往資料比較全面。在此，僅根據(jù)盆地西翼的工程揭露情況，分析盆地西翼南北斷層帶的各要素特征及其依據(jù)。

南北向斷層帶是由三條主要的逆斷層和一系列次級(jí)斷層組成的一組構(gòu)造斷塊。為敘述方便，將三條主要斷層由西向東依次編號(hào)F1、F2、F3，三條主要斷層將西翼分成兩個(gè)斷塊，即F2上盤(pán)（地層時(shí)代由太古界到上寒武）和F3上盤(pán)（地層時(shí)代主要奧陶到侏羅系），兩個(gè)斷塊地層推覆關(guān)系明顯（見(jiàn)圖1）。 F3為最東部斷層，與東翼單斜接觸，其產(chǎn)狀特征反應(yīng)整個(gè)構(gòu)造帶東部的形態(tài)。其產(chǎn)狀在秋子峪以南走向近南北，段距上百米；F2位于構(gòu)造帶中部，走向與F1大致平行，主要為近南北，傾角50°-60°，段距可達(dá)幾百米；F1為斷層帶西部邊界，與響山巖體直接接觸。

圖1 柳江盆地構(gòu)造特征示意圖

（1）F1、F2、F3存在依據(jù)

斷層存在的依據(jù)主要是各工程所揭露構(gòu)造的共同特征以及各剖面所反映的共同構(gòu)造形態(tài)。

圖2 42線剖面圖

圖3 50線剖面圖

F3斷層存在的主要依據(jù)：上、下盤(pán)地層產(chǎn)狀的突變及地層時(shí)代的推覆關(guān)系。F3斷層的下盤(pán)即東部的單斜地層。F3斷層上盤(pán)到F2之間為一個(gè)獨(dú)立斷塊，巖石主要為奧陶系到侏羅系地層。

50線能找到F3的露頭位置，其共同構(gòu)造特征是下盤(pán)地層西傾，傾角10°-15°，上盤(pán)地層近直立，產(chǎn)狀有突變。深部ZK4201、ZK4602、ZK5002、ZK5001、ZK7601等多個(gè)孔均有揭露，共同特征是接觸帶下盤(pán)地層連續(xù)，上盤(pán)地層不連續(xù)，且有上盤(pán)老地層推覆于新地層以上（圖2、圖3）。斷層面走向：秋子峪以南，走向近南北；以北通過(guò)吳莊到王莊的露頭連線及以往工作成果，可知其走向10°-20°。斷層面傾角：秋子峪以南，沿傾向控制該斷層的剖面目前有50線，其他近期施工的勘探線均為單工程控制，且地表露頭位置不明。因此，只能根據(jù)ZK5001、ZK5002鉆孔揭露的斷層深度連線，量取其傾角為50°（圖3），且據(jù)西部ZK5005孔揭露情況，該斷層面在深部并未翹起，說(shuō)明該傾角比較可靠。

F2斷層存在的主要依據(jù)：寒武系以下老地層推覆于奧陶系以上新地層之上，斷距較大。F2上盤(pán)為一個(gè)獨(dú)立斷塊，地層時(shí)代由上寒武系到太古界，推覆于其下盤(pán)斷塊（奧陶系以上地層）之上。

F2斷層在地表的露頭構(gòu)造特征不明顯。深部ZK4201、ZK5005、ZK2607揭露該斷層。各孔所揭露的F2斷層的共同特征：ZK4201孔深297.57m以上為∈■┐2┐z-∈3f，由深到淺地層時(shí)代由老到新。而297.57m以下到F3斷層，巖石為石炭系以上的陸源碎屑巖。在297.57m處巖心破碎，并見(jiàn)斷層泥，即張夏組地層直接與石炭系陸源碎屑巖接觸，這說(shuō)明該位置存在較大逆斷層，使老地層推覆于新地層以上，斷距可達(dá)幾百米 （圖2、圖3、圖4）。ZK5005、ZK2607存在相同的情況。ZK5005：孔深1208.50米以上為寒武紀(jì)以下地層。由深到淺地層時(shí)代由老到新，為∈3f-太古界變質(zhì)花崗巖。1208.50-1292.84m為構(gòu)造破碎帶及影響帶，1292.84m以下為奧陶紀(jì)以上地層，這說(shuō)明在1208.50-1292.84m處存在較大的逆斷層，使太古界變質(zhì)花崗巖與奧陶系灰?guī)r直接接觸，老地層推覆于新地層以上，斷距達(dá)數(shù)百米。ZK2607孔深786.10m以上，由深到淺地層由老到新，時(shí)代Qnc-∈1m, 786.10-788.15m見(jiàn)多層構(gòu)造角礫巖。788.15m以下地層時(shí)代又回到侏羅系到奧陶系地層。這說(shuō)明在此處存在較大的逆斷層，使青白口系長(zhǎng)龍山組砂巖與侏羅系陸源碎屑巖直接接觸，老地層超覆于新地層以上，斷距達(dá)數(shù)百米（圖4）。通過(guò)上述共同特征推測(cè)存在F2斷層，其上盤(pán)為寒武系及以下老地層斷塊，地層較連續(xù)，未倒轉(zhuǎn)。下盤(pán)斷塊地層為奧陶系及以上地層，地層產(chǎn)狀混亂，局部倒轉(zhuǎn)。F2斷層走向：根據(jù)地表露頭連線推斷，其走向?yàn)榻媳薄A角：F2斷層的傾角可根據(jù)ZK5005、ZK4201孔揭露情況推測(cè)。將ZK4201孔投影到50線可大致推測(cè)F2斷層的傾角，大約50°。西傾。

（2）F1、F2、F3斷層上、下盤(pán)地層產(chǎn)狀分析

F3下盤(pán)即東部單斜地層。

F3上盤(pán)（即F2下盤(pán)）斷塊：該斷塊經(jīng)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以后，產(chǎn)狀較混亂。根據(jù)目前工程初步推斷深部地層整體傾向西，產(chǎn)狀與F2、F3大致相近，走向近南北，傾角約50°；淺部地層整體東傾，局部西傾或近直立。依據(jù)：76線、68線和50線地表均能見(jiàn)到該斷塊露頭，巖層整體東傾，局部近直立并有倒轉(zhuǎn)，其間見(jiàn)多條次級(jí)斷層及小褶皺，導(dǎo)致地層混亂、連續(xù)性不強(qiáng)，但一般段距不大。深部產(chǎn)狀以推測(cè)為主，ZK2607孔進(jìn)入下盤(pán)斷塊時(shí)中軸夾角有上盤(pán)的0-20°變?yōu)?0-60°（圖4），ZK5005孔進(jìn)入下盤(pán)斷塊時(shí)中軸角20-45°?？紤]F2斷層上盤(pán)具推覆性質(zhì)，加之F2、F3斷層產(chǎn)狀50°左右，因此推測(cè)F3上盤(pán)斷塊深部地層產(chǎn)狀與F2、F3類似，整體西傾。

F2上盤(pán)塊段：該塊段地層走向近南北，東傾，傾角在遠(yuǎn)離F2斷層面處為15-45°，在靠近F2斷層面附近一般大于70°，反映出逆沖推覆的性質(zhì)。這種認(rèn)識(shí)的依據(jù)：揭露F2上盤(pán)的鉆孔只有ZK4201、ZK5005和ZK2607。在地表，通過(guò)ZK4201及ZK2607鉆孔揭露的巖層與所在剖面地表巖層對(duì)比，發(fā)現(xiàn)只有在鉆孔西部地表才可見(jiàn)到鉆孔所揭露的F2上盤(pán)地層相對(duì)應(yīng)的巖層，這說(shuō)明地表地層產(chǎn)狀為東傾（圖4）。在深部，ZK4201在孔深290.97m以上見(jiàn)F2上盤(pán)地層，雖中間見(jiàn)多條次級(jí)斷層使地層局部缺失或重復(fù)，但地層層序并未倒轉(zhuǎn)，由深到淺地層由張夏組到鳳山組。ZK5005在孔深1028.50m以上見(jiàn)F2上盤(pán)地層，雖中間見(jiàn)有多條次級(jí)斷層使地層局部缺失或重復(fù)，但地層層序總體正常。由深到淺地層由太古界到寒武系。結(jié)合兩個(gè)鉆孔的位置關(guān)系，說(shuō)明F2上盤(pán)斷塊地層，由西向東，由深到淺，地層時(shí)代由老到新。也能說(shuō)明其深部產(chǎn)狀也以東傾為主。地層傾角依據(jù)：ZK4201孔距F2斷層面較近，所揭露的地層傾角較陡（一般中軸角小于45°）（圖2）。ZK5005據(jù)F2斷層面較遠(yuǎn)，所揭露地層中軸角一般75°左右（730.90m-1208.50m為變質(zhì)花崗巖）。ZK2607孔淺部距斷層面較遠(yuǎn)處中軸角一般大于40°，而到深部在F2斷層面附近中軸角漸變?yōu)?-20°（圖4）。這說(shuō)明F2上盤(pán)地層在遠(yuǎn)離斷層面處傾角一般15-45°，靠近斷層面附近傾角大于70°，反映出逆沖推覆的性質(zhì)。

圖4 26線剖面圖

2 區(qū)域應(yīng)力來(lái)源

柳江地區(qū)經(jīng)歷了從五臺(tái)運(yùn)動(dòng)到喜山運(yùn)動(dòng)等多期造山運(yùn)動(dòng)。而本區(qū)地臺(tái)活化，出現(xiàn)蓋層褶皺，主要是在燕山期。繼印支運(yùn)動(dòng)以后，燕山運(yùn)動(dòng)承前啟后，成為本區(qū)地臺(tái)強(qiáng)烈活動(dòng)階段重要的構(gòu)造旋迴。此時(shí)，區(qū)域主應(yīng)力方向?yàn)榻鼥|西向，形成北東東-北西西一組共軛對(duì)扭的剪切節(jié)理及相應(yīng)的斷裂系統(tǒng)，稍后，在持續(xù)東西向區(qū)域外力擠壓下，發(fā)生南北向褶皺及斷裂，形成本區(qū)的最大褶皺構(gòu)造-柳江向斜。燕山運(yùn)動(dòng)后期，地殼活動(dòng)能量減弱，伴隨大量酸性花崗巖體侵入，形成了后石湖巖體和西部的響山巖體。

響山巖體侵位過(guò)程中，必將對(duì)已有構(gòu)造形態(tài)產(chǎn)生后期改造。在侵位過(guò)程中，巖體產(chǎn)生巨大的上升力，將深部的太古代和古生代地層沿已有構(gòu)造面推覆至中生代地層以上，破壞了原有的構(gòu)造形態(tài)和地層特征。從地表看來(lái)，盆地西翼地層由東向西地層逐漸變老，與東翼幾乎對(duì)稱，形成向斜西翼的假象。而實(shí)際上，向斜西翼已被上侵的響山巖體破壞，形成了南北向斷層帶。南北向斷層帶與不完整的向斜構(gòu)成柳江盆地的主要構(gòu)造格局。

[1]劉錫文.從秦皇島柳江盆地巖漿活動(dòng)論其大地構(gòu)造性質(zhì)及成礦特征.中國(guó)科學(xué)院上海冶金研究所，2000.

[2]楊丙中等.石門(mén)寨地質(zhì)及教學(xué)指導(dǎo).吉林大學(xué)出版社，1984.

[3]1/5萬(wàn)秦皇島市測(cè)區(qū)區(qū)調(diào)最終報(bào)告，1987.

P544+.4[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-11-18-2