区域构造演化及控制特征

如题所述

位于太行山造山带东缘的焦作、鹤壁和安阳矿区区域是华北晚古生代聚煤盆地的一部分,位于华北板块之内的太行山断隆区南缘山前断裂带,为太行山背斜的东翼。本区构造受太行山隆起及山前断裂带的控制。

太行山山前断裂带位于华北断块区的中部,为太行山断块隆起区与华北平原裂陷盆地区的构造分界线,由黄庄—高丽营、徐水、保定—石家庄、邯郸、汤东和汤西等十多条北东—北北东向断裂组成(图5.1)。

根据太行山山前断裂带及其邻区岩相古地理的资料(叶连俊等,1983;河北省地质矿产局,1989;山西省地质矿产局,1989),古生代时华北断块区总体上是海相、海陆交互相直至陆相的沉积环境,断裂带两侧地区基本上具有统一而稳定的沉积古地理条件,普遍发育沉积盖层,三叠系也以面状沉积为主。在这漫长的地质时期中,太行山山前断裂带两侧地区的岩相古地理和地层分布无明显差异,表明此断裂带在该时期尚未形成。

自侏罗纪起,中生代裂陷作用使华北东部在相对隆起的背景上开始出现一系列断陷盆地。在现今太行山山前断裂带分布的一些地段发育有上侏罗统和下白垩统,一般厚(残留)1000~2000m,保定—石家庄一带最厚达4000余米。这说明作为太行山山前断裂带组成部分的八宝山、保定—石家庄和邯郸等断裂可能已开始形成,控制了晚侏罗世—早白垩世断陷盆地的沉积。早白垩世末以南东-北西向挤压为主的燕山运动,使华北地区绝大多数断陷盆地封闭消亡,同时形成褶皱及逆平移断裂。从未受到新生代反转活动改造的八宝山断裂为逆断裂性质、邻区构造变形特征,以及东边同样控制了中生代盆地的沧东断裂此时转为逆断裂(吴涛等,1993)等情况看,太行山山前断裂带中已产生的断裂可能都反转为逆断裂。在晚白垩世和新生代初,太行山山前断裂带和其他断裂都基本稳定,华北断块区整体抬升遭受剥蚀并逐渐均夷而准平原化,最后形成广泛分布的北台期的华北准平原(吴忱等,1999)。

到古近纪以北西-南东向拉张为主的新生代裂陷作用使华北准平原的地壳强烈拉张断陷,太行山山前断裂带的先存断裂重新开裂反转为正断裂,同时形成一些新断裂,控制了一系列不同级次断陷盆地的发育,经强烈拉张、拆离滑脱,进一步发展成为渤海湾裂陷盆地(北华北盆地)的西部边界。断裂带东侧作为盆地基底面的北台期准平原面,被一系列北北东—北东东向断陷主断裂及其控制的断陷盆地(凹陷)分割解体,形成复式盆-岭构造系统,断陷盆地的基底面被埋藏于1000~6000m厚的下古近系、新近系之下。同时,断裂带西侧的太行山地区整体相对隆升,北台期准平原面估计被抬升到现今海拔1500m左右的高度。古近纪末期出现相对挤压,盆地区断陷作用消失,古近系遭到一定程度的挤压变形和剥蚀,形成新近系与古近系之间的区域不整合面,而太行山东麓则形成甸子梁剥夷面(吴忱等,1999)。新近纪和第四纪,渤海湾盆地由古近纪的断陷(裂陷)阶段进入拗陷(后裂陷)阶段,盆地整体下沉,新近系和第四系广覆于古近纪的盆-岭构造之上,形成统一的大型坳陷盆地,造就了华北大平原。太行山山前断裂带大部分被埋藏于平原之下。西侧的太行山体仍有不同程度的间歇性隆升,形成唐县期剥夷面和河谷四级阶地(吴忱,1984,1999;程绍平等,1981),从而塑造出太行山山前断裂带两侧反差强烈的构造地貌景观。

图5.1 太行山山前断裂带沿线断裂和中生代地层分布图(据徐杰,2000,修改)

焦作、鹤壁和安阳矿区石炭-二叠系含煤地层沉积之后,主要经历了印支期,燕山期和新生代四川期、华北期、喜马拉雅期等多次构造运动。

(1) 印支期(T1—J1):华北板块受到北缘的西伯利亚板块以及南缘的扬子板块的俯冲碰撞作用,东秦岭洋封闭,使华北古大陆板块与华南古大陆板块完全对接,造成区域性主压应力为南北向,使区内东西向大断裂形成。

(2) 燕山期(J—K2):由于东部太平洋板块对华北板块的俯冲,区域主压应力为北西-南东向,太行山主体隆起,形成北东向挤压逆断层。

(3) 古近纪时期(E1—Q1):以北西-南东向拉张为主的新生代裂陷作用,使原来的北东向逆断层反转为现如今的反向正断层,且伴有北西向断裂生成,北东向断裂被北西向断裂截切或封闭,共同发育并围限了一系列地堑、地垒或阶梯式断块。

(4) 新构造时期(Q2至今):中更新世以来,太行山南缘构造应力场以北东东-南西西向挤压和北北西-南南东向引张力占主导地位。从而造成东西走向断裂的反扭和北东走向断裂的顺向压扭。

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