李文辉,许业熙,邓 飞
(广东省佛山地质局,广东 佛山 528000)
阳西断裂属于区域上广东阳春—新兴断裂带的南西延伸部分。阳春—新兴断裂带(又称织篢—城垌—湾边圩断裂)位于广东阳春盆地的东南侧。北起新兴附近,往南经天堂、春湾、阳春、织箦至阳西长山岭一带,再往南为第四系覆盖,全长约165 km 左右,总体走向北东20°~35°,织箦-河口一带近南北方向,平面上呈舒缓波状延伸。断层倾向北西或南东,倾角60°~80°。断裂带由湾边墟断裂、城垌断裂、阳西断裂等组成。
区域上,阳春—新兴断裂带隶属于吴川—四会断裂带西南段的东支。对于研究区及邻近区域的地质研究工作,最早可追溯到上世纪二、三十年代的王镇屏、蒋溶等在粤西吴川、茂名一带开展的矿产地质调查工作。系统性的地质调查工作始于上世纪五十年代末,如《1:20 万阳江幅区域地质调查》(广东省地矿局区域地质调查大队,1963)、《1:25万阳江市幅区域地质调查》(广东省地质调查院,2004)、《广东省及香港、澳门特别行政区区域地质志》(广东省地质调查院,2017)①广东省地质调查院.广东省及香港、澳门特别行政区区域地质志.2017.~②广东省佛山地质局.广东大唐国际阳西核电工程可行性研究阶段厂址近区域范围(陆域)地质构造图说明书.2011.③广东省地质调查院.1:25万阳春幅区域地质调查报告.2004.④广东省地矿局704地质大队.1:5万阳江市、平冈、闸坡镇幅区域地质调查报告.1995.⑤广东省地矿局区域地质调查大队.1:20万阳江幅区域地质调查报告.1963..,以及海岸带资源调查、1:5 万磁力航空测量等。但是,前人对阳西断裂的研究成果甚少,特别是阳西断裂南西段的断裂发育调查与研究更加缺乏[1-3]。因此,通过本次断裂的专题调查工作,系统查明了阳西断裂南西段的分布、规模和特征,分析、研究了其活动历史,丰富了阳西断裂的基础地质内涵,为以后在该地区开展各类地质调查和研究工作提供了基础性地质资料。
研究区内的阳西断裂为阳西县城以南地区的延伸部分,其断裂两侧围岩分别为志留纪花岗岩及中元古代高州表壳岩组合,地表出露沿伸清晰、稳定,以发育规模较大的硅化破碎带为特征(图1)。
图1 阳西县城以南地区阳西断裂分布图Fig.1 Distribution of Yangxi fault in the south of Yangxi County
研究区阳西断裂自阳西县城织篢镇北东的旱田村往南西经织篢、尖山岭、望海岭、
黄迳水库、炮台岭至长山岭一带,再往南西为第四系覆盖,区内出露长约32 km。沿断裂发育规模宏大的硅化岩带,硅化带出露宽一般几米至几十米不等,局部出露宽达100 m 左右,由硅化碎裂岩、硅化岩等组成,硅化岩带中有时含构造角砾。断裂构造岩中见有一些节理裂隙或空洞,其中常见石英晶芽,构造岩主要呈张性特征,呈陇状山脊地貌特征,硅化破碎带两侧发育宽数百米的糜棱岩带。
在地貌上,表现为直线状山脊、山脊错位、水系直角拐弯等;在TM 图上,该断裂线性特征明显,断层硅化带形成线状狭长的山脊、断层崖等(图2)。
图2 阳西县城以南地区遥感图Fig.2 Remote sensing map of the south area Yangxi County
研究区内该断裂主要发育于志留纪片麻状花岗岩或中元古代高州表壳岩组合中,沿断裂岩石硅化破碎,形成硅化破碎带,炮台岭等多地还可见宽数百米的早期糜棱岩带;破碎带中常见有后期的石英脉贯入,并被后期的劈理及构造节理切割;由于破碎带中岩石硅化强烈,岩石抗风化能力强,破碎带常常呈直线状突出于地表,构成垅岗状地形(图3)。
图3 阳西断裂出露特征(射水岭水库北西)Fig.3 Outcrop characteristics of Yangxi fault(northwest of Sheshuiling Reservoir)
断层破碎带主要由硅化岩、硅化碎裂岩组成,岩石致密坚硬,成分主要为硅化石英,局部残留角砾状的弱硅化花岗质岩角砾。
位于阳西县城织篢圩附近,断裂主要表现为硅化破碎带,出露宽约100 m,由碎裂岩、硅化碎裂岩、硅化岩等组成(图4),碎裂岩带中有时含构造角砾,角砾成分为硅化岩、硅化花岗岩,呈棱角状,无定向,未见有挤压现象。构造岩中发育节理裂隙或空洞,其中常见发育有石英晶芽,主要属张性的特征。同时,硅化破碎带偶见成分为硅化岩的构造角砾岩,说明断裂经历了多期的构造活动。
图4 阳西县织篢圩阳西断裂构造剖面图(4251点)Fig.4 Structural profile of Yangxi fault in Zhijia Town,Yangxi County(4251)
Y106 点位于4251 点南西约200 m 处,该点位于简易公路边坡及房屋背后的人工开挖处,为断层硅化破碎带。断层沿北东向山脊分布,总体走向约40°,破碎带出露宽约77 m,由硅化岩,硅化碎裂岩组成(图5),硅化岩呈黄白色或白色,岩石致密,局部见空洞;硅化碎裂岩呈黄白色,中风化,岩石裂纹、裂隙发育,裂纹中有褐铁矿填充,局部残留原岩成分及结构。硅化带中有后期石英脉贯入,并被节理切割,节理主要发育有两组:90°∠70°,局部密度可达20~25 条/m;19°∠60°,密度5~8 条/m。硅化破碎带的两侧被残坡积土覆盖。
图5 阳西县织篢圩阳西断裂构造剖面图(Y106点)Fig.5 Structural profile of Yangxi fault,Zhijia Town,Yangxi county(Y106)
黄颈水库边的D01点处,断裂沿山脊分布,断裂走向55°~60°,倾向NW,倾角70°,露头可见延伸长度>100 m。水库简易公路边坡处可见到硅化破碎带宽约40 m,断层上盘为蓟县纪高州表壳岩组合,其岩性为黑云变粒岩、黑云斜长片麻岩等,下盘为紫红—紫黄色强风化片麻状细粒黑云母二长花岗岩,破碎带由硅化岩、硅化碎裂岩、硅化构造角砾岩、破碎硅化岩及宽窄不等的石英脉组成,硅化岩浅灰白色或浅黄白色,岩质致密坚硬,成分主要为硅化石英,局部可见到残留的弱硅化花岗质角砾;硅化碎裂岩的原岩为黑云斜长片麻岩或片麻状花岗岩,岩石碎裂,具硅化,原岩结构构造局部可辨;硅化构造角砾岩的角砾棱角状,成分为硅化的花岗质岩石(图6);硅化带中局部见张性裂隙,沿裂隙充填铁锰质矿物。
图6 阳西断裂硅化带中的构造角砾岩(黄颈水库,D01点)Fig.6 Structural breccia in silicified zone of Yangxi fault(Huangjing Reservoir, D01)
受后期构造作用,硅化岩受挤压破碎,密集的裂隙将硅化岩切割成碎块状,形成破碎硅化岩。硅化带中发育后期劈理(图7)。劈理产状为:310°∠44°,劈理间隔1~3 cm;节理切割了劈理带,其形成较晚。
图7 阳西断裂硅化带中的后期劈理(黄颈水库,D01点)Fig.7 Late cleavage in silicified zone of Yangxi fault(Huangjing Reservoir,D01)
Y101 点位于射水岭南西的水沟边,点处见硅化带走向315°,倾向NW,倾角70°;硅化破碎带呈垅状突起于地表,沿北东向山脊延伸,可见延长达1.5 km 左右(图8),沿着硅化破碎带局部形成陡崖(图9)。
图8 阳西断裂的出露特征(射水岭南西,Y101点)Fig.8 Outcrop characteristics of Yangxi fault(SW Sheshuiling,Y101)
图9 硅化破碎带形成的断层陡崖(射水岭南西,Y101点)Fig.9 Fault scarps formed by silicified fracture zone(SW Sheshuiling,Y101)
硅化破碎带出露宽17 m,围岩为中志留世弱片麻状细粒黑云母二长花岗岩,硅化破碎带主要由硅化岩组成,岩石浅灰白、浅灰黄色,致密坚硬,成分主要为硅化石英,局部残留角砾状的弱硅化花岗质岩石碎块(图10)。
图10 射水岭南西阳西断裂剖面图(Y101点)Fig.10 Profile of Yangxi fault in southwest sheshuiling(Y101)
硅化岩中常见石英细脉贯入充填,石英脉与硅化岩之间界面清楚,部分石英脉的边界呈锯齿状,并且可见垂直脉壁生长的齿状石英,说明石英脉是沿着后期的张性裂隙贯入充填的;硅化带中还可见到后期的构造节理切割了硅化岩及石英脉(图11)。
图11 硅化破碎带中的石英脉(射水岭南西,Y101点)Fig.11 Quartz veins in silicified fracture zone(SW Sheshuiling,Y101)
本区新构造运动的表现特征,主要反映在地形地貌(河流阶地和剥蚀台地)、地震活动以及温泉出露等方面。
区内发育三级河流阶地,主要见于阳西县城和上洋镇等地,其中一级和二级阶地比较发育,三级阶地分布较局限。多级河流阶地的发育,说明第四纪该区地壳相对上升。
区内发育二级剥蚀台地,其中一级剥蚀台地分布于沿海地带,主要由燕山期花岗岩及加里东期片麻状花岗岩组成。山丘的绝对高度为20~30 m,相对高度一般不超过10 m,丘顶近于平坦状;二级剥蚀台地分布于阳西的仁和村一带,组成该台地的基岩主要有燕山期花岗岩及加里东期片麻状花岗岩等。组成台地的丘陵绝对高度为40~60 m,相对高度为20 m左右,山顶极平缓,山丘的形态有馒头状或具平缓伸延不长的短轴状。
根据历史资料记载,阳西及周边地区从明嘉靖十三年起有十多起地震记录,其中影响最大的为1969年7月26日发生于阳西县东洋边海的6.4级地震。
区内及附近区域温泉发育,其中阳西县北东侧的阳西咸水温泉温度可达76℃。从野外调查的结果可知,阳西断裂对温泉的发育具控制作用。
综合分析区内地质调查成果与区域及资料,研究区内地质构造格局的演化大致经历了四个发展阶段:
(1)前南华纪阶段
中元古代时期,区内处于拉伸的构造环境,沉积了滨浅海相类复理石碎屑岩建造。中元古代末的构造运动,发生高绿片岩相—角闪岩相变形变质作用,形成了以高州表壳岩组合为代表的前南华纪结晶基底。
(2)南华纪—早古生代地槽演化阶段
南华纪—早古生代时期,本区属于华南地槽的一部分,区域上沉积了巨厚的类复理石建造,地层时代属于南华—志留纪。志留纪末的加里东运动结束了地槽体系,伴随构造运动,在区内广泛发生岩浆侵入作用,形成了志留纪片麻状花岗岩。
(3)晚古生代—中三叠世准地台演化阶段
晚古生代—中三叠世本区为相对稳定的准地台发展阶段,中三叠世末的印支运动导致了准地台体制结束。伴随构造运动有较大规模的断裂活动发生,阳西断裂等开始活动,断裂活动主要表现为浅部构造层次的韧性剪切变形,沿着阳西断裂等形成区内的韧性剪切带。
(4)晚三叠世—第四纪的大陆边缘活动带演化阶段
区内中生代以来处于西环太平洋构造域之中,进入大陆边缘发展阶段。从早侏罗世开始到晚白垩世结束的燕山运动,导致了区内多期次的岩浆侵入,广泛发育燕山期花岗岩。这一时期为区内断裂活动最强烈时期,区内的主要断裂(如阳西等断裂)在这一时期均有强烈的活动。
新生代时期的构造活动是中生代大陆边缘活动时期的继续和发展,区内现今构造地貌的展布格局、地壳升降、河流水系、温泉、地震活动等均与该时期的构造活动有关,但强度已大大减弱,海滩、沙堤、二级剥蚀台地和多级河流阶地的形成与发育等,反映了全新世以来,间歇性隆升还在发展。
阳西断裂具有多期活动的特征,印支期表现为由糜棱岩带组成的韧性剪切带,为逆断层;燕山期叠加脆性断裂,形成硅化破碎带,断裂张性特征明显,主构造期属正断层性质。之后断裂还有多次活动,硅化带中有新的石英脉穿插,并被后期节理切割,断裂多期次活动的特征非常明显。喜马拉雅期,区内阳西断裂的活动方式以继承性的断块活动为特征。
致谢:本文是在依托重要项目断裂专题调查与研究的基础上完成的。佛山地质局总工程师办公室的领导和专家们在野外进行了悉心指导,佛山地质局地质调查所的同仁共同参加了资料收集、野外调查与资料整理工作,在此表示衷心的感谢!