柳江盆地构造特征的重新厘定

■张金江 毕宝华 罗志开

（河北省地矿局秦皇岛矿产水文工程地质大队 河北秦皇岛 066000）

柳江盆地构造特征的重新厘定

■张金江 毕宝华 罗志开

（河北省地矿局秦皇岛矿产水文工程地质大队 河北秦皇岛 066000）

根据柳江盆地西部钻探工程揭露情况，认为柳江盆地的构造形态并非完整向斜，而是由不完整的向斜及盆地西部发育的一组南北向断裂带两部分构成。南北向断裂带破坏了原向斜西翼地层。本文将从构造特征及区域应力两个方面重新梳理盆地的构造形态。

柳江盆地不完整向斜南北向断裂带 重新厘定

以往资料普遍认为柳江盆地是一个东翼宽缓，西翼较陡的不对称向斜盆地，但是通过对盆地西部各工程揭露情况的分析，认为其向斜构造并不完整。向斜东翼及南北转折端完整存在，而西翼被构造破坏。通过分析认为，向斜西翼发育一组南北向逆冲断层带，该断层带将西翼深部地层推覆致浅部地层之上，形成逆冲推覆的构造形态。该断裂带构成柳江盆地西部的主要控矿构造，同时也是柳江盆地构造格局的重要组成部分。这种对柳江构造的重新认识，不仅扩大了柳江地区的找煤远景，将找煤空间延伸到奥陶系灰岩以下，同时也改变了只通过地表地层认识柳江构造的现状。

1 盆地构造特征

柳江向斜各要素特征，以往资料比较全面。在此，仅根据盆地西翼的工程揭露情况，分析盆地西翼南北断层带的各要素特征及其依据。

南北向断层带是由三条主要的逆断层和一系列次级断层组成的一组构造断块。为叙述方便，将三条主要断层由西向东依次编号F1、F2、F3，三条主要断层将西翼分成两个断块，即F2上盘（地层时代由太古界到上寒武）和F3上盘（地层时代主要奥陶到侏罗系），两个断块地层推覆关系明显（见图1）。 F3为最东部断层，与东翼单斜接触，其产状特征反应整个构造带东部的形态。其产状在秋子峪以南走向近南北，段距上百米；F2位于构造带中部，走向与F1大致平行，主要为近南北，倾角50°-60°，段距可达几百米；F1为断层带西部边界，与响山岩体直接接触。

图1 柳江盆地构造特征示意图

（1）F1、F2、F3存在依据

断层存在的依据主要是各工程所揭露构造的共同特征以及各剖面所反映的共同构造形态。

图2 42线剖面图

图3 50线剖面图

F3断层存在的主要依据：上、下盘地层产状的突变及地层时代的推覆关系。F3断层的下盘即东部的单斜地层。F3断层上盘到F2之间为一个独立断块，岩石主要为奥陶系到侏罗系地层。

50线能找到F3的露头位置，其共同构造特征是下盘地层西倾，倾角10°-15°，上盘地层近直立，产状有突变。深部ZK4201、ZK4602、ZK5002、ZK5001、ZK7601等多个孔均有揭露，共同特征是接触带下盘地层连续，上盘地层不连续，且有上盘老地层推覆于新地层以上（图2、图3）。断层面走向：秋子峪以南，走向近南北；以北通过吴庄到王庄的露头连线及以往工作成果，可知其走向10°-20°。断层面倾角：秋子峪以南，沿倾向控制该断层的剖面目前有50线，其他近期施工的勘探线均为单工程控制，且地表露头位置不明。因此，只能根据ZK5001、ZK5002钻孔揭露的断层深度连线，量取其倾角为50°（图3），且据西部ZK5005孔揭露情况，该断层面在深部并未翘起，说明该倾角比较可靠。

F2断层存在的主要依据：寒武系以下老地层推覆于奥陶系以上新地层之上，断距较大。F2上盘为一个独立断块，地层时代由上寒武系到太古界，推覆于其下盘断块（奥陶系以上地层）之上。

F2断层在地表的露头构造特征不明显。深部ZK4201、ZK5005、ZK2607揭露该断层。各孔所揭露的F2断层的共同特征：ZK4201孔深297.57m以上为∈■┐2┐z-∈3f，由深到浅地层时代由老到新。而297.57m以下到F3断层，岩石为石炭系以上的陆源碎屑岩。在297.57m处岩心破碎，并见断层泥，即张夏组地层直接与石炭系陆源碎屑岩接触，这说明该位置存在较大逆断层，使老地层推覆于新地层以上，断距可达几百米 （图2、图3、图4）。ZK5005、ZK2607存在相同的情况。ZK5005：孔深1208.50米以上为寒武纪以下地层。由深到浅地层时代由老到新，为∈3f-太古界变质花岗岩。1208.50-1292.84m为构造破碎带及影响带，1292.84m以下为奥陶纪以上地层，这说明在1208.50-1292.84m处存在较大的逆断层，使太古界变质花岗岩与奥陶系灰岩直接接触，老地层推覆于新地层以上，断距达数百米。ZK2607孔深786.10m以上，由深到浅地层由老到新，时代Qnc-∈1m, 786.10-788.15m见多层构造角砾岩。788.15m以下地层时代又回到侏罗系到奥陶系地层。这说明在此处存在较大的逆断层，使青白口系长龙山组砂岩与侏罗系陆源碎屑岩直接接触，老地层超覆于新地层以上，断距达数百米（图4）。通过上述共同特征推测存在F2断层，其上盘为寒武系及以下老地层断块，地层较连续，未倒转。下盘断块地层为奥陶系及以上地层，地层产状混乱，局部倒转。F2断层走向：根据地表露头连线推断，其走向为近南北。倾角：F2断层的倾角可根据ZK5005、ZK4201孔揭露情况推测。将ZK4201孔投影到50线可大致推测F2断层的倾角，大约50°。西倾。

（2）F1、F2、F3断层上、下盘地层产状分析

F3下盘即东部单斜地层。

F3上盘（即F2下盘）断块：该断块经构造运动以后，产状较混乱。根据目前工程初步推断深部地层整体倾向西，产状与F2、F3大致相近，走向近南北，倾角约50°；浅部地层整体东倾，局部西倾或近直立。依据：76线、68线和50线地表均能见到该断块露头，岩层整体东倾，局部近直立并有倒转，其间见多条次级断层及小褶皱，导致地层混乱、连续性不强，但一般段距不大。深部产状以推测为主，ZK2607孔进入下盘断块时中轴夹角有上盘的0-20°变为40-60°（图4），ZK5005孔进入下盘断块时中轴角20-45°。考虑F2断层上盘具推覆性质，加之F2、F3断层产状50°左右，因此推测F3上盘断块深部地层产状与F2、F3类似，整体西倾。

F2上盘块段：该块段地层走向近南北，东倾，倾角在远离F2断层面处为15-45°，在靠近F2断层面附近一般大于70°，反映出逆冲推覆的性质。这种认识的依据：揭露F2上盘的钻孔只有ZK4201、ZK5005和ZK2607。在地表，通过ZK4201及ZK2607钻孔揭露的岩层与所在剖面地表岩层对比，发现只有在钻孔西部地表才可见到钻孔所揭露的F2上盘地层相对应的岩层，这说明地表地层产状为东倾（图4）。在深部，ZK4201在孔深290.97m以上见F2上盘地层，虽中间见多条次级断层使地层局部缺失或重复，但地层层序并未倒转，由深到浅地层由张夏组到凤山组。ZK5005在孔深1028.50m以上见F2上盘地层，虽中间见有多条次级断层使地层局部缺失或重复，但地层层序总体正常。由深到浅地层由太古界到寒武系。结合两个钻孔的位置关系，说明F2上盘断块地层，由西向东，由深到浅，地层时代由老到新。也能说明其深部产状也以东倾为主。地层倾角依据：ZK4201孔距F2断层面较近，所揭露的地层倾角较陡（一般中轴角小于45°）（图2）。ZK5005据F2断层面较远，所揭露地层中轴角一般75°左右（730.90m-1208.50m为变质花岗岩）。ZK2607孔浅部距断层面较远处中轴角一般大于40°，而到深部在F2断层面附近中轴角渐变为0-20°（图4）。这说明F2上盘地层在远离断层面处倾角一般15-45°，靠近断层面附近倾角大于70°，反映出逆冲推覆的性质。

图4 26线剖面图

2 区域应力来源

柳江地区经历了从五台运动到喜山运动等多期造山运动。而本区地台活化，出现盖层褶皱，主要是在燕山期。继印支运动以后，燕山运动承前启后，成为本区地台强烈活动阶段重要的构造旋迴。此时，区域主应力方向为近东西向，形成北东东-北西西一组共轭对扭的剪切节理及相应的断裂系统，稍后，在持续东西向区域外力挤压下，发生南北向褶皱及断裂，形成本区的最大褶皱构造-柳江向斜。燕山运动后期，地壳活动能量减弱，伴随大量酸性花岗岩体侵入，形成了后石湖岩体和西部的响山岩体。

响山岩体侵位过程中，必将对已有构造形态产生后期改造。在侵位过程中，岩体产生巨大的上升力，将深部的太古代和古生代地层沿已有构造面推覆至中生代地层以上，破坏了原有的构造形态和地层特征。从地表看来，盆地西翼地层由东向西地层逐渐变老，与东翼几乎对称，形成向斜西翼的假象。而实际上，向斜西翼已被上侵的响山岩体破坏，形成了南北向断层带。南北向断层带与不完整的向斜构成柳江盆地的主要构造格局。

[1]刘锡文.从秦皇岛柳江盆地岩浆活动论其大地构造性质及成矿特征.中国科学院上海冶金研究所，2000.

[2]杨丙中等.石门寨地质及教学指导.吉林大学出版社，1984.

[3]1/5万秦皇岛市测区区调最终报告，1987.

P544+.4[文献码]B

1000-405X（2015）-11-18-2