周口店房山岩体西缘构造特征及其形成期次探究

周学文

摘 要：周口店房山岩体为燕山褶皱区在J3-K1期大规模岩浆侵入形成的花岗闪长岩岩体。该文根据该岩体西缘车厂韧性剪切带内发育的大量包体、断裂、节理、S-C组构及岩脉等构造特征分析，将岩体西缘的构造演化划分为6个期次。研究认为，车厂地区房山岩体的构造特征记录了其侵位以来不同时期有序的构造演化过程，其内近SN走向的定向排列包体反映了岩体侵位时受围岩挤压的变形特征，NNW和SSW向两组共轭韧性剪切断层为岩体侵位晚期顶部开始冷凝、深部岩体上拱时的产物，SEE-NWW向脆韧性左行剪切断层和近EW向右行脆性剪切断层及其辉石闪长岩岩脉为岩体侵入末期在半固结-固结状态下受外力作用结果，三组原生节理及其硅质条带充填形成于岩体完全冷凝期，在岩体冷凝后又沿节理充填了石英岩脉，此后又在差异风化作用下形成硅质条带突起。

关键词：房山岩体 构造期次 包体 剪切断层 节理 岩脉

中图分类号：P5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）02（a）-0020-04

房山岩体位于北京市周口店地区，其东邻华北平原，西临太行山[1]，构造上隶属燕山褶皱系，为燕山主幕运动时期（J3-K1期）大规模岩浆侵入形成的岩体，呈近圆形的平面展布（图1），其早期侵位的是石英闪长岩体，后期侵位的是花岗闪长岩体[2]，前者因后者的侵入穿插而破裂成若干个小岩体散布于外缘，整体构成一个同心环状的杂岩体[3]。因此，对该岩体构造特征的研究，有助于了解燕山运动时期的岩浆活动及其侵位以来的构造演化特征。对此，笔者通过对房山岩体西缘韧性剪切带车厂地区露头剖面的构造特征观察，获得了该岩体中大量包体、断裂、节理、岩脉等产状数据，在此基础上，对该岩体的构造发育期次进行了综合分析，并得出相应结论。

1 工区地质概况

研究区车厂地区位于房山岩体西缘的韧性剪切带内，该带构造变形强，长约6 km，中段宽度近700 m，平面呈弧形展布。[4]该带由于受到房山岩体岩浆涌动的挤压作用，花岗闪长岩普遍遭受不同程度的糜棱岩化，并伴有包体的定向排列和拉伸。根据该带变形程度的差异，可划分为二个岩相带，由强到弱依次为花岗闪长质糜棱岩带和糜棱岩化的花岗闪长岩带，其中花岗闪长质糜棱岩带位于岩体强变形带的外侧，整体呈弧形分布，具有粗糜棱岩、发育S-C面理组构的特点[5]。该区伴随房山岩体的冷凝，在前期韧性变形后又逐步过渡为脆性变形，由前期包体拉伸、韧性剪切等塑性变形，到后期形成节理、断层等脆性破裂构造，同时伴随有斜向抬升运动与岩脉侵入。

2 岩体构造特征

研究区发育大量的包体、小型剪切断层、节理以及岩脉，它们主要具有以下发育特征。

2.1 包体

研究区的包体大多呈大小不等的拉长形态，具铁饼状、透镜状，而棱角状、不规则状的包体大多数是捕虏岩包体[6]，其它类型的主要是各种微粒包体[7]。笔者根据4个观察点157个包体的长轴、短轴的测量及长短轴比的计算，发现长短轴比一般在10：1至30：1之间，个别甚至超过50：1，主要集中在8.63（图2）。而且，包体的长轴具有一定的定向性，从长轴走向玫瑰花图（图3）可以看出，包体的长轴呈近SN走向。

2.2 剪切断层

由于车厂地区位于房山岩体西北缘的强变形带，在岩体中发育有大量小型剪切断层。从剪切断层的发育特征看，有韧性、脆-韧性、脆性三种不同类型的剪切断层，而且它们的走向不同，应是岩体不同构造期的产物。

韧性剪切断层：根据岩体中S-C组构C面理、拖曳包体、曲颈瓶构造和岩脉的剪切走向观察统计（图4、图5、图6、图7），该区岩体中存在NNW、SSW向两组共轭的韧性剪切断层，一组为左行剪切，剪切走向在345～355 °之间，一组为右行剪切，剪切走向在190～200 °之间，两组韧性剪切所夹钝角的角平分线在267.5～277.5 °之间，显示其最大主应力方向为近EW向。该类断层一般宽几厘米至数米，长十厘米至几十米不等，形态上沿走向中间略粗，两端逐渐收敛变细到线状，组合形式有雁列式和共轭式两种[5]。它改造了较早形成的挤压片理[8]，成为了强变形带中的局部高应变带，主要证据见有被拖曳弯曲变形的包体、曲颈瓶构造和被剪切变形的长英质岩脉，以及微小的S-C组构、书斜构造和旋转碎斑系等。

脆韧性剪切断层：呈SEE-NWW向左行剪切特征，剪切走向为105 °和285 °，该类断层不仅切割了先前韧性剪切的包体，而且在断层末端发育马尾状拖尾，反映断层仍具有一定韧性，为脆韧性断层（图8、图9）。

脆性剪切断层：呈近EW向右行剪切特征，其剪切方向和断层两盘的包体分布特征与上述脆韧性剪切断层明显不同（图10），在一些断层的一侧甚至存在包体缺失现象，可能为包体受切割后遭受抬升剥蚀所致。而且，在沿此类断层的剪切走向上发育侵入的大型辉石闪长岩脉（图11），其侵入与脆性断层同期或在脆性断层形成之后。

2.3 节理

车厂韧性剪切带内的岩体节理发育，有横节理、纵节理和层节理，它们形成于岩体侵位的后期，它们都属于岩浆岩的原生节理，为同期产物（图12）。其中，横节理的走向为NNE向（20 °走向），与岩浆岩的流面、流线近垂直；纵节理的走向为近EW向（90 °走向），与岩浆岩的流面垂直，与岩浆岩的流线近似平行（图13）。在一些横节理中发育有近平行排列并突起的硅质条带，且硅质条带切割过了脆-韧性断层、脆性断层及辉石闪长岩脉。根据前人研究[9]，这些突起的硅质条带为晚期残余岩浆沿裂隙侵入，节理被富含挥发份、石英和长石充填和胶结所致[10]，即在裂隙处发生硅化作用，它们在后期差异风化作用下，形成如今之突起形态。

2.4 岩脉

区内主要见有辉石闪长岩和石英岩两类岩脉。其中，辉石闪长岩岩脉沿上述EW向脆性断层发育，而石英岩脉主要充填在脆韧性断层和部分节理中，并切割了上述硅质条带（图14）。endprint

3 岩体构造期次分析

综合车厂地区房山岩体中包体、剪切小断层、节理、岩脉的构造特征及其相互切割关系，按岩体构造的形成序次，将车厂地区房山岩体的构造演化划分为以下几个期次。

第一期为岩体侵位期，因岩体侵位受到西缘围岩的挤压，导致包体的定向排列。由于车厂地区位于房山岩体的西缘，其包体长轴SN向展布（图3），反映当房山岩体从SE向NW侵位时，车厂地区的岩体受到西侧NNE走向围岩的阻挡而发生挤压，包体记录下了岩体在侵位过程中遭受挤压变形时的应变特征，包体的最大压扁面与围岩走向近似平行。因此，该区包体长轴的定向均为房山岩体从SE向NW侵位时期的产物。

第二期为岩体侵位晚期，因岩体顶部开始冷凝，深部岩体持续上拱，形成了NNW、SSW向两组共轭韧性剪切断层。车厂地区岩体中压扁包体被剪切变形形成拖曳构造（图5）和曲颈瓶构造（图6），以及岩脉切割过包体且岩脉遭受剧烈剪切变形等现象（图7），反映韧性剪切形成于岩体侵位晚期，当岩体顶部开始冷凝，深部岩体持续上拱向西北侵位，伴随长英质岩脉侵入，切割包体，并在EW向最大主应力作用下，形成两组共轭的韧性剪切，造成包体和岩脉的拖曳和剪切变形。

第三期为岩体侵位末期，在岩体逐步冷凝固结背景下，处于半固结-固结状态的岩体，在外力作用下，依次发育了SEE-NWW向脆-韧性左行剪切断层（图8，图9）和近EW向脆性右行剪切断层（图10）以及辉石闪长岩沿脆性断层的侵入（图11）。

第四期为岩体完全冷凝，原生节理形成期。该期在前期发育的断层基础上，生成了的层、纵、横三组原生节理（图12），它们切割了先前岩体侵位末期形成的脆韧性断层、脆性断层和辉石闪长岩岩脉，同时一些节理受残余岩浆的充填胶结，形成硅质条带。

第五期为岩体冷凝后的石英岩脉充填期。从石英岩岩脉充填脆韧性断层、部分节理并切割硅质条带（图14）的特征看，主要形成于第四期之后。

第六期为差异风化期。由于硅质条带抗风化能力相对于围岩较强，从而在现今岩体表面形成了硅质条带突起。

4 结论

综合以上分析，对车厂地区房山岩体的构造形成演化得到如下两点认识：

（1）车厂地区位于房山岩体西缘韧性剪切带，其构造位置塑就了该区岩体的构造特性，其内发育的定向排列包体、不同剪切方向的韧性-脆韧性-脆性断层、三组原生节理产状以及岩脉侵入等特征，记录了岩体侵位不同时期有序次的构造演化过程。

（2）根据车厂地区房山岩体的构造特征，可将该岩体西缘的构造演化对应划分为6期。岩体内近SN定向排列的包体反映岩体侵位时受围岩挤压的变形特征，NNW和SSW向两组共轭韧性剪切断层为岩体侵位晚期顶部开始冷凝、深部岩体上拱时的产物，SEE-NWW向脆韧性左行剪切和近EW向右行脆性剪切及其辉石闪长岩岩脉为岩体侵入末期在半固结-固结状态下受外力作用结果，层、纵、横三组原生节理及硅质条带充填形成于岩体完全冷凝期，切割脆性断层、节理的石英岩脉形成于岩体冷凝之后，此后岩体又在差异风化作用下形成了硅质条带突起。

参考文献

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[7] 陶继东，马昌前，张金阳，等.北京房山花岗闪长岩体中包体的演化及闪长质微粒包体的成因[J].地质科技情报，2009，28（2）：33-41.

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[10] Le Maitre，RW.International Union of Geological Sciences（IUGS）.Igneous Rocks：A Classification and Glossary of Terms，2 ededition[M].UK.Cambridge University Press，2002：236.endprint