冀西北地区重力场特征及对地质构造的再认识

第31卷第2期物 探 与 化 探

Vo.l 31,N o.2 2007年4月

GEOPHY SI CA L &GEOCHE M ICAL EX PLORAT I ON

Apr .,2007

冀西北地区重力场特征及对地质构造的再认识

彭朝晖,施兴,张亚东,张国臣

(河北省地球物理勘查院,河北廊坊 065000)

摘要:依据冀北地区1 20万区域重力调查成果,阐述了冀西北地区区域重力场的基本特征,在对该地区断裂构造推断解释的基础上,提出了对该区主要构造的新认识。其中依据重力资料新推断出3条北西向断裂构造:康保 赤城 密云断裂F 11、张北 张家口 怀来 昌平断裂F 47、万全榆树林 涿鹿倒拉咀断裂F 48;认为东西向康保 沽源、崇礼 赤城、天镇 密云深大断裂带,北东向张北 沽源、怀来 上黄旗、北西向兰城子 龙门所、张北 沙河、榆林沟 南流水断裂带构成了本区内深部断裂的构造格架。关键词:重力场特征;断裂构造;冀西北

中图分类号:P 631 文献标识码:A 文章编号:1000-8918(2007)02-0106-04

区域重力调查是研究地质构造极为重要的手段。1 20万区域重力资料的综合研究为地质成矿背景、控矿构造和圈定隐伏岩体提供了重要依据。新近完成的河北省冀北地区1 20万区域重力调查

成果研究了冀西北地区重力场基本特征,并结合其他地质成果资料,对该区的主要构造提出了新的认识。

1 区域地质概况

研究区位于华北地台北缘与内蒙 大兴安岭褶皱系的南缘,横跨2个!级构造单元,区域地壳演化经历了基底形成期、盖层发展期及地洼活化期3个阶段。区内岩浆活动强烈而普遍,从超基性、基性、

中酸性到碱性均有发育。已知断裂构造有东西向康

图1 冀北地区地质构造简图

保 沽源、崇礼 赤城断裂带,北东向怀来 赤城 上黄旗、沽源 张北、丰宁 隆化断裂带及北西向怀

安 桃花堡(马市口 松枝口)断裂带(图1)[1]

。

2 重力场基本特征

研究区位于保定 围场重力梯级带西北侧,该重力梯级带是大兴安岭 太行山 武夷山重力梯级

带的一部分。

本区的重力场基本特征可归纳如下:

(1)从区域重力异常图(图2)可知,重力场具有从东南向西北由高到低的变化趋势,布格重力异常有正值、负值。这种场的变化趋势与河北省北部地区地壳厚度由东南向西北逐渐加厚有关。区内东西向康保 沽源、崇礼 赤城以及北东向延庆 上

收稿日期:2006-03-14;修回日期:2006-11-07

2期彭朝晖等:冀西北地区重

力场特征及对地质构造的再认识

图2 冀北地区上延5km 布格重力异常平面(mGal)

黄旗重力梯级带十分清晰,是乌龙沟 上黄旗深大断裂的反映。说明本区区域重力场反映了深部构造的基本特征。

(2)在布格重力异常平面图上,区内次级重力梯级带以及重力场等值线扭曲也十分清晰,展布方向主要有东西向、北东向、北西向。其中,东西向、北东向2组断裂规模大,延伸较长。如东西向张家口 赤城重力梯级带,北东向张北 沽源重力梯级带,北西向榆林沟 南流水重力梯级带,它们不但是大断裂的反映,也是不同重力场区的分界线。以这些重力梯级带为主要界线围成的区域内重力场特征

各不相同[2]

。

3 推断断裂构造特征

本区断裂构造以康保 沽源、张家口 赤城、昌平 上黄旗断裂最为突出,它们在区内的规模最大,影响最深(已延伸到上地幔),主宰着本区内地质发展史,控制了岩浆岩的发育,占有非常重要的位置。其中康保 沽源断裂是!级构造单元的分界线,其北侧为槽区,南侧为台区,两侧重力场明显不同;在张家口 赤城断裂北侧主要出露单塔子群地层,南侧为迁西群和中、上元古界地层。根据重力场推断的断裂与已知断裂构造相吻合的有:康保 沽源深大断裂、张家口 赤城深大断裂、昌平 上黄旗深断裂等。

区内断裂走向表现为东西、北东、北西和南北4

个方向,它们具有集中成带分布的特点。

从北往南,可归纳为5条东西向断裂带(图3)。F 1、F 8为第1条,F 2为第2条,F 37、F 39为第3条,F 50为第4条,F 53为第5条。其中第1、第3、第5连续性较好,规模较大,它们为冀北地区最有影响的纬向构造带。其中第2条为!级构造单元内蒙 大兴安岭地槽褶皱系与中朝准地台的分界线,第3条为∀级构造单元内蒙地轴与燕山台褶带的分界线。

自西北向东南,归纳为5条北东向断裂带。F 4为第1条,F 5、F 7、F 9、为第2条,F 25、F 15为第3条,F 58、F 59为第4条,F 29、F 30、F 34为第5条。其中,第1条、第5条连续性较好,规模大,活动时代不一,第3条断裂带控制了两侧地质发展史,东部形成了凹陷区,西部形成相对隆起区,是#级构造单元的分界线。第5条规模宏大,形成了50km 宽的断裂带,北东向斜穿整个工区,控制了本区岩浆岩的发育和地层的分布,是本区主控深断裂带之一。

从北东向西南,归并为4条北西向断裂带。F 11、F 21为第1条,F 46、F 47、F 66为第2条,F 48为第3条,F 57为第4条。这4个断裂带连续性较好,规模比较大,对本区岩浆岩以及成矿都有一定的控制作用,其中,第3条为∀级构造单元山西断隆与燕山台褶带的分界线(本次根据重磁场划定的)。

由于研究程度与认识过程的局限,冀西北地区北西向断裂带未受到应有的重视。依据1 20万区域重力调查成果,新推断了3条北西向的断裂构造,

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物 探 与 化 探31卷

图3 冀北地区推断断裂构造分布

这3条断裂是本区内北西向最大的断裂构造,它们对本区的地层和岩浆岩分布具有一定的控制作用,对本区成矿具有十分重要的意义。其中兰城子 龙门所断裂是铅锌银最佳成矿带;张北 沙河断裂在近期有地震发生,说明该断裂仍在活动,应引起重视,预防地质灾害发生;榆林沟 南流水断裂本次作为划定二级构造单元山西断隆与燕山台褶带的分界线。

根据以上分析,冀西北地区东西向康保 沽源、张家口 赤城、天镇 密云深大断裂带,北东向张北 沽源、怀来 上黄旗,北西向三号 怀柔、张北 昌平、套里庄 桃花堡断裂带,构成本区内深部断裂构造格架。

4 地质构造成因

根据区域大地构造背景分析,冀西北地区处于

西伯利亚板块、华北板块、太平洋板块相互交叉与联合作用的特殊三角地带,产生了复杂区域重力场,演化出冀西北地区东西、北东、北西向3组主要断裂带在空间上交叉而又复杂的构造格局。大致在海西中晚期,西伯利亚板块对华北板块作用相对较强,区域主应力场表现为近南北向的水平挤压,故以东西向断裂构造为主。在海西末至燕山期,随着西伯利亚板块对华北板块作用的逐渐减弱,太平洋板块的作

用则逐渐增强,区域主应力方向不断改变,构造应力场则进一步旋转,依次导致北北东、北东、北西向断裂构造广泛发育。虽然北西向断裂构造多表现为再次活化或活动,但在规模和强度均小于东西、北东向断裂构造。北西向断裂构造持续活动时间较长,多表现为切割东西、北东向断裂构造,从整个断裂构造发展演化顺序来看,东西向断裂构造形成最早,其次为北东向,依次又演化出北西向断裂构造,后期又叠加了南北断裂构造。

5 结论与建议

区域重力资料对于研究地质构造具有极为重要的意义。根据1 20万区域重力调查成果,笔者对冀西北地区断裂构造提出了新的认识,推断出的区内北西向断裂构造是与东西向、北东向断裂同样重要的1组构造,并希望以此提升该区区域构造的研究程度。参考文献:

[1] 萧敬涌.重力勘探资料解释手册[M ].北京:地质出版社1983.[2] 施兴,彭朝晖,宫进忠,等.冀西北地区北西向构造的地球物理

证据及地质意义[J].物探与化探,2006,30(2):95.

[3] 河北省地质矿产局.河北省北京市天津市区域地质志[M ].北

京:地质出版社,1982.

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