基底构造的形成

基底构造特征~

二连盆地的基底由元古宇和古生界的变质岩及以海西期、加里东期为主的岩浆岩组成，其中发育一系列的复式褶皱和深大断裂。从北向南，复式褶皱主要有二连浩特复背斜、东乌旗复向斜、锡林浩特复背斜、赛汉塔拉复向斜、温都尔庙复背斜，深大断裂主要有贺根山断裂、西拉木伦河断裂、腾格尔南断裂、塔布河断裂、康保断裂(图2-11)，发育规模大，活动时间长，对盆地的发展、演化和沉积建造、岩浆活动等起着明显控制作用。

图2-11 二连盆地基底构造格局略图(据石油资料综合)

正负相间的复式褶皱构成了盆地的柔性基底，进而控制着盖层沉积和盖层构造的发育。盆地的一级隆坳构造单元为两个坳陷带夹一个隆起带，呈NE向展布，其中由马尼特坳陷、乌兰察布坳陷和川井坳陷等组成的北部坳陷带，主要是在晚古生代东乌旗复向斜的基础上，伴随贺根山断裂的活动而发展形成的。乌尼特坳陷和腾格尔坳陷主要是在晚古生代赛汉塔拉复向斜的基础上，随着西拉木伦断裂和康保断裂的活动而形成的。两者间的苏尼特隆起是锡林浩特复背斜的体现。
盆地的三级凸凹构造单元呈NE-NNE向平行或雁行相间排列，盆岭和断陷包容在隆坳构造格局内，组成既复杂多变又和谐统一的构造形式，它们对早白垩世断陷湖盆沉积的控制明显。湖盆衰亡后，也就是盆岭结构日趋消失、各构造单元具备相通条件后，找铀目的层才开始形成。
在垂向上，盆地主要由3个不同结构特征的构造层次叠置而成:其一为前中生代形成的盆地基底岩系;其二为以下白垩统阿尔善组和腾格尔组为主体构成的断陷湖盆沉积盖层(局部地区在下白垩统之下还可能存在早中侏罗世地层);其三为下白垩统赛汉组的河流沉积盖层(局部区域有坳陷河湖沉积的上白垩统二连组、古近系和新近系)。下部盖层沉积厚度远远大于上部盖层沉积厚度。通常下部盖层受断陷控制，厚度一般＞1000m，最厚可达4000m，受一系列地堑-地垒构成的“单断”或“双断”凹陷控制，多呈楔状和梯状沉积体充填于地堑或不对称半地堑之中，是石油部门研究的层位，也是向上部盖层提供异地铀还原介质的油气源。上部盖层由于断陷湖盆早衰，加之赛汉组沉积后，盆地整体抬升和剥蚀，沉积厚度不大，一般100～200m，在稳定区块沉积范围较广，是寻找铀矿重点研究的层位。

图2-12 二连盆地9大稳定区块平面分布略图(据石油资料综合)

依据义敦地区不同地质时期构造运动、沉积建造、岩相特征可以将区内“基底”地层划分为4个构造-地层单元。
1.前震旦系—震旦系构造-地层单元
仅出露于义敦岛弧碰撞造山带的东南缘的“恰斯”断隆上。由前震旦系基底恰斯群和震旦系盖层沉积观音崖组和灯影组组成。
2.奥陶系—下二叠统构造-地层单元
主要分布于本区东部马尼干戈、理塘、瓦厂一线和西部雅洼、色仓一带。奥陶系主要为黑色大理岩、石英片岩和石英砂岩；志留系—泥盆系主要为白云质大理岩、块状结晶灰岩和绢云石英片岩；石炭系—下二叠统主要为互层的大理岩与千枚岩及结晶灰岩。就沉积相型而言，东部地层多属介壳灰岩和笔石碎屑岩相，碳酸盐岩发育较少，生物化石相对贫乏，地层厚约13600 m。西部多为礁灰岩相，偶夹碎屑岩相，生物十分繁盛（姚冬生，1983），地层厚约5900 m。就沉积类型和生物面貌，与扬子西型沉积相类似。就火山岩系而言，东部仅奥陶系、志留系和下二叠统偶夹基性火山岩；西部各系均夹有规模不等的基性火山岩，反映西部较东部有着较大的活动性。
3.上二叠统—中三叠统构造-地层单元
与2单元相依分布，但较广。包括下义敦群和下热水塘群主体，东部与下伏地层多呈整合接触，西部则多呈超覆不整合接触。

图1-1 义敦古岛弧构造格架及矿床分布略图

在西部，中下三叠统分别包括列衣组和党恩组，主要为碳酸盐岩和碎屑岩，其中，碳酸盐岩占相当大的比例，富含生物化石，可能形成于海岸环境（胡世华等，1992）。碎屑岩主要分布于巴塘、义敦等地，下部由深灰色板岩、千枚岩夹变质砂岩和少量大理岩化灰岩组成，厚830～2640 m；上部由深灰色中厚层状变质岩屑砂岩夹少量千枚岩、粉砂岩和板岩构成，厚1205～2184 m，可能形成于浅海环境。
在东部，地层主要为碳酸盐岩，夹少量碎屑岩。因受多期构造运动破坏，地层层序不清，灰岩块体、枕状熔岩、火山碎屑岩、放射虫硅质岩和少量板岩混杂堆积。
在此构造-地层单元中，晚二叠世火山岩大量发育。在东部甘孜—理塘一带，玄武岩具枕状构造，具典型的MORB地化特征，它与镁质—镁铁质岩、席状岩墙群和放射虫硅质岩构成蛇绿岩套，标志着晚古生代—早中生代甘孜-理塘古洋盆的发育（刘宝田等，1983；莫宣学等，1993）。在西部，基性火山岩以低MgO、高TiO2为特征，显示板内张裂型玄武岩的地化特征，表明西部与东部开裂成洋作用相呼应，发生强烈的张裂乃至断陷。
4.上三叠统构造-地层单元
该单元广布全区，厚达5000 m。以曲嘎寺组或根隆组为代表。
在西部，地层与下伏单元呈不整合或假整合接触。曲嘎寺组厚944～1441 m，底部为灰黄—紫红色砾岩或变质粗砂岩，下部为灰色厚层状灰岩、生物碎屑灰岩、板岩夹杏仁状玄武岩，中部为灰色薄—中层长石石英砂岩、粉砂岩夹千枚岩和板岩；上部为泥晶—微晶灰岩、千枚岩夹岩屑砂岩。沉积相为滨海向浅海相演变。
此外，在靠近中咱地块的茨巫—得荣一线，砂板岩系中出现大量大小不等的外来块体。块体一般为灰岩，表明具浅水台地沉积特点（胡世华等，1992）。块体的“基质”砂板岩系显示鲍马序列特点。该套岩石呈带状分布，显示海底滑（塌）堆积岩特征（胡世华等，1992）。在乡城西部潘拥—得荣一带，曲嘎寺组基性火山岩十分发育；在潘拥等地，下部枕状玄武岩与上部块状玄武岩构成巨厚的基性岩套。在白松等地，玄武质火山岩构成基性火山碎屑岩流；在池中—木鱼一线，厚达百余米的玄武质熔岩和碎屑岩，与辉绿-辉长岩墙群密切共生，并被曲嘎寺组灰岩和砂板岩覆盖。这些玄武质火山岩和辉绿-辉长岩墙群与局部出露的超基性岩透镜体构成层序已遭破坏的蛇绿混杂岩带（胡世华等，1992）。玄武岩和辉绿-辉长岩均显示典型的大洋玄武岩特征（侯增谦等，1995），暗示乡城西部地区地壳因强烈扩张而局部出现洋壳和/或过渡性地壳。
在东部甘孜—新龙—理塘一带，因构造破坏，层序混乱。岩系主要为变质的碎屑岩、千枚岩、灰岩、板岩和火山碎屑岩。沉积相复杂。
在中部赠科—昌台—乡城一带，该单元由根隆组构成，主要为一套火山-沉积岩系。以南部乡城和北部昌台为中心，构成较大的沉降带，接受巨厚的复理石沉积，显示裂谷堑-垒系构造格架（侯增谦等，1991；胡世华等，1992）。

在漫长的构造发展过程中，北京地区经历了多期的构造变动(图9－2)。早在太古宙时期，华北地区已经形成多个微陆块，直至太古宙末微陆块拼合形成统一的华北陆块。古元古代除个别地区外华北克拉通化已基本形成，中、新元古代在一些固结硬化程度不高的地带仍有强烈的沉降和火山活动，形成燕山古裂陷;裂陷中心位于蓟县一带，南西方向伸入太行山区。在中元古代—晚古生代华北地区经历了稳定盖层形成时期，这也标志着刚性古陆的最终形成时间。中、新生代的块断活动又使华北陆块进一步复杂化，形成了多个大型隆起、大型盆地和大型新生代地堑。

图9－2 北京基底构造形成段图

北京地区在太古宙－古元古代克拉通基底固化形成的基础上;经历了中－新元古代坳拉槽堆积和寒武纪至早－中三叠世稳定的克拉通盖层发育阶段;从晚三叠世开始，又进入了一个崭新的构造活动时期，发育巨厚的陆相火山—沉积岩系，较为强烈的构造变形，多期次强烈的火山喷发与岩浆侵入，以及广泛的成矿作用为主要标志的中－新生代陆内(板内)造山运动(以印支运动、燕山运动和喜马拉雅运动为代表)。

始太古代－古太古代末是北京最古老的大陆地壳生成阶段(表壳岩生成)，中太古代的迁西运动和新太古代的阜平运动，才形成真正意义上的固化陆壳或克拉通(雏地台形成)。

早元古代的吕梁运动以后，整个华北陆台固结，形成统一的陆壳(华北地台正式形成)。至晋宁期(包括中、新元古代)中元古代早期地壳破裂拉开，北京地区开始了东西向的燕山裂陷槽沉积阶段。其特点是在伸展机制下的升降运动。

长城纪初期(常州沟期)，海水由东向西进入盆地，并不断向西扩展，开始了河流—浅海沉积。中晚期(大红峪期)地壳裂陷作用加强，平谷－蓟县一带出现火山喷溢。高于庄期为长城纪最大海侵期，菌藻类开始大量繁殖。

晋宁期滦县上升结束了高于庄期的广泛海侵，太行－五台古陆抬生，南部古陆界线北移，使杨庄期海盆收缩于燕山地区。

雾迷山期海域北界大致在赤城－长哨营－承德一线，向西南发生广泛海侵超覆，海侵可达山西境内，超覆在高于庄组或更老地层之上。洪水庄期海侵最广泛，海水加深，在燕山裂陷槽的中心海域形成以黑色泥岩为主的“饥饿”沉积。铁岭期海水逐渐回落，因此在河北省怀来县一带有暴露成土作用发生，标志着因海水退去造成的陆上不整合。铁岭期末期发生“芹峪上升”，使燕山地区沉积中心西移到青白口和怀来一带，其基本地形为北东向狭长凹陷，向北东可延伸到辽宁铁岭一带。下马岭中期仍在沉积中心青白口和怀来一带，而蓟县等地上升为陆地，缺失下马岭组二至四段。晚期发生蔚县上升，北京地区处于风化剥蚀环境，形成龙山期陆相—海陆交互相碎屑岩。景儿峪末期发生蓟县运动，北京地区整体上升为陆地，结束了中新元古代沉积发育史。

自震旦纪开始至寒武纪几乎都处在赤道附近的低纬度区，北京地区同华北板块一样自青白口期末抬升(兴凯运动)以来，长期处于剥蚀状态。寒武纪由上升逐渐转为沉降，海水由南向北侵入华北地台，形成一个坡度很小的缓坡型碳酸盐岩台地。其间先后发生过3次海侵，形成了昌平组、馒头组至亮甲山组和马家沟组三套各具特色的沉积地层组合。

加里东运动时期(包括寒武纪、奥陶纪、志留纪)，古华北板块在逐渐向北移动中首先与扬子板块拼合，然后在志留纪末的加里东运动使祁连海槽褶皱隆起，并与柴达木板块和华北板块连为一体，古中国大陆形成。这一时期的应力状态先是南北向挤压，后转为东西向挤压，东西向或南北向褶皱应是这一时期的典型构造形态。

华力西期(包括泥盆纪至二叠纪)在早加里东运动(马家沟期末)使本区上升成陆地的基础上，遭受剥蚀长达140Ma之久，晚古生代中、晚石炭世超覆又整体沉降，接受了直到早中生代三叠纪的沉积。其沉积环境从初期的短暂陆表浅海，向着海陆交替的过渡环境发展，呈现海水由北向南缓慢退出的总趋势，最终成为大陆环境。

印支运动时期(包括三叠世与早侏罗世早期)，晚二叠世末，华南、华北板块碰撞拼合，北京地区在南北向挤压力环境下，沉积盖层发生近东西向褶皱及逆冲断裂，卷入褶皱的地层包括蓟县系到三叠系双泉组。燕山早中期受太平洋板块影响，NNW－SSE向挤压并左旋剪切。燕山末期地应力转为张性，产生NNE向深断裂(如紫荆关断裂、黄庄断裂)，开始形成断陷，下降盘接受早白垩世湖相沉积，随着断陷不断扩大，沉积中心不断向北东和南西发展。早期沉降中心在坨里，中期在琉璃河和丰台，后期在东坝。中白垩世末，北京地区整体抬升遭受剥蚀，形成遍及平原区的中生代剥蚀面。

在喜马拉雅山期早期，北京地区形成了一个规模比较大的剥蚀面，随后地应力发生变化，印度板块向欧亚板块俯冲，形成NNE向主压应力场。在太平洋弧后的引张和巽他弧南移的右旋剪切作用下，本区主应力轴渐渐顺时针旋转，形成了一系列张性断裂和断陷盆地。盆地受表层铲式正断层和深部陡直走滑断层的共同作用，断陷盆地接受了新生代沉积，并有多次火山岩喷发。新近纪末，主压力场转为近东西向，南北向引张，形成了一系列北西向张性断裂和第四系沉积盆地，如马池口盆地、后沙峪盆地以及南口—孙河断裂等，最终形成了现今北京平原区的构造格局和地形地貌。

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