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《中国地震局地球物理研究所》 2011年
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洋河盆地北缘断裂带的几何结构与构造变形

周月玲  
【摘要】:研究区位于北西西向张家口—渤海构造带与北东向山西断陷带的交汇/复合部位,具有复杂的大地构造、活动构造和地震构造特征。然而,受各种因素制约,研究区活动构造调查和研究比较薄弱,既不系统、也不深入,新生构造仍然是科学调查与研究的空白。因此,本文对洋河盆地北缘断裂带进行的构造地貌分析、几何结构与构造变形研究及构造转换模式讨论,具有重要的理论和现实意义。 洋河盆地北缘断裂带是洋河盆地北部边界,呈锯齿状展布,从东到西可分为四段:张家口断裂、万全断裂、洗马林断裂、怀安盆地北缘断裂,全长140km以上,各断裂具有其独特的地质地貌特征和活动性。总体上,洋河盆地北缘断裂带由北西西、北东、近东西向三组构造组成,控制着盆地的发育与演化。 结合前人调查和研究资料,本文综合运用地形地貌分析、地质调查、遥感解译、地球物理探测和年代测定等方法,详细分析了洋河盆地北缘断裂带的构造地貌特征,较为系统的研究了断裂带的几何结构和构造变形,讨论了构造变形转换模式,为该地区相关研究提供了较为系统的基础资料和构造模式的认识,取得的主要结果、结论和认识如下: ①洋河盆地北缘断裂带是由一系列北西—北西西、北东—北北东及北东东—近东西向断裂组成,三组方向断裂互相交汇、切割和连接,从西到东为怀安盆地北缘断裂、洗马林断裂、万全断裂和张家口断裂。东部、中间为北西西向,西部为近东西向断裂,前两者为高角度北倾的逆左旋走滑断层,后者(怀安盆地北缘断裂中西段)是兼有左旋走滑分量的南倾正断层;三者之间为北东向正断层,倾向南东。 ②洋河盆地北缘断裂带在地质上造成了太古代/中生代地层与晚第四纪堆积的截然相接,在地貌上形成了低山/丘陵与冲洪积扇(盆地平原)的分界。总体上,断裂带的北西西—北西向断层以左旋走滑为主,北北东—北东向断层以高角度正断为主,第四纪期间持续活动,最新活动时代持续到晚更新世晚期或全新世。 断裂的几何结构和空间展布及活动特征,显示出山西断陷带和张渤构造带的相互作用和变形转换。 ③张家口断裂控制了洋河盆地东段的北部边界,总体上呈北西西走向展布,由北西向和近东西向两组多条次级断层组成,长达70km,受到北西西向张家口—渤海构造带和北北东向山西断陷带的复合作用,是一条北西西向以左旋走滑为主的或正或逆的断裂,破碎带比较宽,为晚更新世晚期活动断裂,单条断层的平均垂直活动速率大于0.07~0.30mm/a。 ④万全断裂是万全盆地西北缘一条重要的地质地貌分界线,控制着本区的地貌发育和第四纪构造演化:西北侧抬升为低山丘陵,南侧下降成盆地平原或山间洼地。断裂东北端与张家口断裂相交,西南端与洗马林断裂相汇,总体走向北北东,长达15km,有南、北两段多条次级断层组成;多处可见断裂活动迹象,晚更新世以来单条断层的平均垂直活动速率为0.04~0.20mm/a。 探槽揭露,万全断裂晚更新世中晚期以来发生过3-4次突发性近地表活动,错距大小不等(0.2-2m)。 ⑤洗马林断裂控制着怀安盆地的东北边缘,西北端止于北东向的怀安北缘断裂,东南端与万全断裂几乎直角相交,交汇处结构复杂,地貌变形特征表现清楚。洗马林断裂由四段北西走向左行次级断裂组成,也是怀安盆地东北缘重要的地质地貌分界线,东北侧为白垩纪砾岩山丘,西南侧为第四纪冲洪积扇。 ⑥怀安盆地北缘断裂为典型的山盆构造界线,控制着沿线地貌发育和地层分布,东段走向北东,中段和西段北东东—近东西走向,总体长约50 km,断裂两侧截然不同,北侧为变质岩山地,南侧为山前洪积扇,沿断裂发现多处高角度的错断晚更新世地层的正断层剖面,活动性较强,断面上留有断层活动的痕迹——镜面构造、擦痕,平均垂直滑动速率为0.21~0.22mm/a(方仲景等,1994)。 ⑦本区受北东东—南西西向挤压、北北西—南南东向拉张的构造应力场作用,断裂北西西向规模比较大,以左旋走滑为主,在北西西向断裂的尾部转为规模较小的北东向断裂的拉张,即北东向断裂为北西西向断裂的调节转换断裂,使得构造活动积累的应力不断的释放。
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