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歷史走勢分析及地質(zhì)基底的發(fā)展論文
【摘要】隨著(zhù)人們對環(huán)境保護、地質(zhì)災害的防治、區域穩定性評價(jià)、地震預警及預報等方面的重視,對新構造運動(dòng)的關(guān)注也越來(lái)越大。新構造運動(dòng)繼承了老構造運動(dòng)一部分的特性,與其具有相同的表現形式,如地層的變形、變位、巖漿活動(dòng)、沉積物厚度的改變等。新構造運動(dòng)還具有新生性,由于新構造運動(dòng)是發(fā)生在最新地質(zhì)時(shí)期,甚至是尚在進(jìn)行中的地殼運動(dòng),因而新構造運動(dòng)最突出地表現在地質(zhì)地貌上。本文旨在分析新構造運動(dòng)歷史走勢的基礎上探討柳州市地質(zhì)基底情況。
【關(guān)鍵詞】新構造運動(dòng);歷史走勢;地質(zhì)基底
概述
新構造運動(dòng)是指第三紀以來(lái)發(fā)生的地殼構造運動(dòng),其具有許多不同于老三紀以前構造運動(dòng)的特點(diǎn),如:新構造運動(dòng)的結果可由現代地形及各種現代外力作用的地質(zhì)現象不同程度的表現出來(lái)。新構造運動(dòng)是形成時(shí)代比較新,尚在進(jìn)行中,因此新構造運動(dòng)還是較明顯的能在地貌上反映,可以直接使用儀器測量觀(guān)察。新構造運動(dòng)主要有以下幾個(gè)方面的表現:地質(zhì)表現、地貌標志、沉積物標志、地震、火山活動(dòng)。新構造(即新地質(zhì)構造)是指由新構造運動(dòng)造成的地層地貌或構造變形。新構造的顯示是多方面的,其主要類(lèi)型有:隆起構造、拗陷構造、斷塊構造、擠壓褶皺和斷裂構造、活動(dòng)斷層等五種類(lèi)型。地球環(huán)境變化的重要因素之一便是新構造運動(dòng),其與重大災害密切相關(guān),研究新構造運動(dòng)對重大工程建設、地震檢測預報、城市管理規劃、環(huán)境及防災研究等都具有很高的使用價(jià)值。歷史上柳州所發(fā)生的數次有感地震,震級均未超越5.5級,未造成嚴重的地震災害,表明新構造運動(dòng)在本區表現比較微弱。按槽臺構造理論劃分,柳州所處大地構造位置,隸屬南華準地臺。一般認為,地臺區具有比較長(cháng)期相對穩定的特點(diǎn),所以柳州市的地質(zhì)基底也是相對穩定的。
1新構造運動(dòng)
從新第三紀(中新世開(kāi)始)以來(lái)發(fā)生的地殼運動(dòng)稱(chēng)新構造運動(dòng),相應的時(shí)代稱(chēng)新構造時(shí)期。新構造運動(dòng)是引起第四紀自然環(huán)境變化的另一個(gè)要因素,這一內力作用也引起一系列環(huán)境效應并影響地殼穩定性。新構造運動(dòng)有水平運動(dòng)(板塊運動(dòng))、垂直運動(dòng)、斷裂活動(dòng)、火山活動(dòng)和地震等。通常,新構造運動(dòng)存在于地質(zhì)地貌,階地發(fā)育,地震活動(dòng)和河流系統變化等方面。從這些新構造留下的表面表征可以直接反映構造運動(dòng)的特征和規律,我們的研究基礎就是這些新構造運動(dòng)形成變化的基礎。通常通過(guò)區域地質(zhì)調查和數據采集的重要路線(xiàn),在宏觀(guān)到微觀(guān)上系統地收集(巖石)層,地貌,巖石變化等這些地質(zhì)變化特征及變形特征、構造幾何形態(tài)及變形特點(diǎn),以及其與地質(zhì)事件演化序列上相關(guān)的資料,從這些方面對新構造進(jìn)行研究。新構造運動(dòng)對現代地層、地貌及生物分布的影響是非常巨大的,對它的研究是開(kāi)發(fā)和利用第四紀資源和水文地質(zhì)及水文地質(zhì)工作的基礎,也是水利、水電、水運、地上和地下交通與管線(xiàn)勘察的重要組成部分,還是地球環(huán)境的變化,地質(zhì)災害的預測等研究的重要內容。
2柳州地質(zhì)基底發(fā)展
測區位于桂中拗掐,泥盆紀至早二疊世為連續沉積,其間無(wú)造山運動(dòng),由于基底構造的制約及同生斷裂活動(dòng)的影響,各時(shí)期的沉積略有差異。泥盆紀早世晚期及中世,測區范圍為海相碳酸鹽臺地。晚世時(shí)期沉積環(huán)境有較明顯的變異,西部太陽(yáng)村及拉堡一帶為碳酸鹽臺地,東北部汶龍一帶為臺溝,顯示以北東向為主的V字型古隆起構造輪廓。早石炭世巖關(guān)、大塘期,柳州以南為北東向碳酸鹽臺地組成的隆起,臺溝范圍擴大,臺地變窄。寺門(mén)、羅城期以拉堡-柳州一線(xiàn)為界,南邊是碳酸鹽臺地,北邊是海陸過(guò)渡的三角洲相帶。南北兩邊相帶的差異,表明東西向構造對沉積環(huán)境具有控制作用。晚石炭世全區為碳酸鹽臺地,顯示測區整體隆起,早二疊世初期沉積環(huán)境與晚石炭世大體相同,全區仍為碳酸鹽臺地。中二疊世晚期(孤峰期)及晚二疊世合山期僅木康一帶為碳酸鹽臺地,顯示隆起,其余地區皆為臺溝,反映北東向拗掐向北遷移,中二疊世孤峰期和晚二疊世大隆期發(fā)生間歇性火山活動(dòng),沉積多層凝灰巖。燕山早期,缺失沉積,推測為區域性上升;晚期測區北部鳳山一帶、東北部螞蝗一帶及西部良泗、魯比、上龍、鵝山等處發(fā)育有下白堊統山麓堆積和涼水橋上白堊統內陸湖盆沉積,巖層發(fā)生傾斜及斷裂形變,說(shuō)明燕山運動(dòng)在本區表現仍較強烈。測區南部新興農場(chǎng)三千一隊附近,古近紀粘土巖呈單斜狀態(tài)不整合覆蓋于老地層之上。表明喜山運動(dòng)初期,該地曾一度下降為湖盆環(huán)境,爾后抬升變形,巖層傾斜。第四紀時(shí)期,柳江河下切侵蝕,發(fā)育五級侵蝕堆積階地及形成多層巖溶洞穴,表明地殼曾發(fā)生抬升運動(dòng)。印支運動(dòng)初期,測區蓋層構造的形變和展布,嚴格地受著(zhù)基底構造及邊界條件的制約。地震勘探資料表明,進(jìn)德至測區東鄰里雍一帶,T8波組反射,顯示前泥盆系褶皺基底界面,是以都樂(lè )至廣安一帶為下陷中心,分別往西、往東逐漸抬升的構造形態(tài)。進(jìn)德一帶前泥盆系基底埋深約6000m,都樂(lè )-廣安一帶,前泥盆系基底埋深為8000m,下陷幅度達2000m。柳江背斜等南北向褶皺形成時(shí),蓋層處于東西向擠壓,南北向呈張應力狀態(tài),基底隆起與褶皺運動(dòng)相對上升部位形成正性褶皺,相對下降部位形成自大瑤山隆起的推擠作用相當明顯。地殼表層的運動(dòng)是從高緯度向低緯度逐漸推移的。當南北向褶皺形成后,地殼表層自北而南運動(dòng)方式并不改變。隨著(zhù)測區北鄰泗頂-屯秋地塊往南推移,產(chǎn)生強大的向南推力,南北向壓應力積累,導致應力場(chǎng)變更,將本來(lái)是東西向的擠壓改為南北向,因此在東西向形成褶皺。并與南北向褶皺橫跨復合。柳江背斜東、西兩背斜軸北端呈弧形交匯及軸脊的波狀起伏,是南北向褶皺與東西向褶皺復合所致。測區北部大七及走馬一帶,出現一系列上盤(pán)往北逆推的迭瓦狀構造,表明東西向形成褶皺時(shí),南北向擠的壓很是強烈(圖2)。沉積相資料表明,從晚泥盆世時(shí)期起,柳江縣北西至西鄰江洞一帶顯示為隆起的碳酸鹽巖臺地,早石炭世巖關(guān)期及大塘期早時(shí)海侵范圍擴大,出現深水相型沉積。而晚石炭世及早二疊世初期,又與全測區隆起為臺地環(huán)境?v觀(guān)其沉積史,該處長(cháng)期呈現隆起的臺地面貌,推測其深部可能存在著(zhù)隆起的剛性地塊。上垌背斜及響水向斜等北西向褶皺,出現于東西向構造帶內,其力學(xué)成因,可能是由于南北向作用力的不均衡擠壓,導致泗頂-屯秋地塊與柳江背斜基底隆起相對運動(dòng)中形成南北向力偶,派生出近北東-南西向壓應力而成。其生成次序應晚于東西向褶皺,同屬印支運動(dòng)產(chǎn)物。分布于太陽(yáng)村至進(jìn)德一帶的北東向斷層成組出現,呈左雁行狀斜列于柳江背斜軸部位置上,衛星照片顯現北東向線(xiàn)性影像。測區東部的河表北北東向逆斷層,屬晚泥盆-早石炭世同沉積斷裂,控制著(zhù)該時(shí)期臺溝相扁豆狀灰巖、硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖沉積。在其延伸區域還控制了下白堊統的分布,是燕山期仍在活動(dòng)的構造。涼水橋與鵝山一帶,白堊系巖層發(fā)生傾斜及斷裂形變,表明燕山運動(dòng)在測區仍有表現。
3新構造運動(dòng)的表現
測區在歷經(jīng)印支期褶皺及燕山期斷裂形變之后,第四紀時(shí)期以緩慢、間歇性抬升運動(dòng)為主,具體表現為柳江河兩岸發(fā)育有五級侵蝕堆積階地,以及碳酸鹽分布區發(fā)育有巖溶成因的多層洞穴。地殼不均衡的抬升使得柳江河道的緩慢遷移以及河心灘的形成。柳州歷史悠久,遠在1300年以前的唐代就已確立為縣治所在地,唐代至明代800多年,未記載有地震史料。據現存資料記載,明代至今600多年,歷史上柳州曾發(fā)生過(guò)數次有感地震。根據柳州市新城區、陽(yáng)和區柳東等地震小區劃研究成果,區域歷史和現代地震活動(dòng)均有一定水平,但震級不大(表1)。本次調查發(fā)現,最近幾年在柳北發(fā)生的低級別震群地震震中區(柳北長(cháng)塘香蘭附近),基巖斷裂十分發(fā)育,該區存在北西向、北東向、北東東向多組斷裂,其中北西向沙塘斷裂規模較大,圖區延伸大于25km,屬右行扭動(dòng)走滑斷層,其切割北東東向斷層組(楊柳斷層、大七斷層、西流斷層)。經(jīng)調查,該區地震后產(chǎn)生的數次余震形成的長(cháng)軸方向為北西向,與該區北西向斷裂方向基本一致。其上覆第四系堆積土層中發(fā)現了明顯的構造滑動(dòng)現象。點(diǎn)上可見(jiàn)斷層帶上方第四系土層厚度突變(圖3),西南側殘坡積層厚度約2~3m,東北側為含鐵錳結核、團塊及碎屑巖塊的粘土層,厚度突變?yōu)?~10m。突變帶中,土體受構造撓動(dòng)明顯,存在多組構造滑動(dòng)面,其中有130~140°∠65~70°和170~180°∠70~80°兩組,磨光面擦痕明顯,且前者切割后者,前者擦痕產(chǎn)狀230°∠65°,后者擦痕產(chǎn)狀180°∠70°(圖4),說(shuō)明前第四紀斷裂在第四紀以來(lái)有再活動(dòng)的跡象,并影響到第四系堆積層。4結語(yǔ)新構造運動(dòng)期間,中國東部和西部處于不同的構造環(huán)境,沉積物的類(lèi)型和分布受其升降程度的影響。我國大陸地形的總體特征是西高東低,從西到東有三級下降臺階。與此同時(shí),這三大臺階與我國新構造運動(dòng)時(shí)期的類(lèi)型相適應,逐步形成了三大地層帶:青藏高原隆起區,低山、寬谷、盆地等組成廣闊的高原區,侵蝕較強。東部地區以沉降為主,沿海平原的多次海侵和海退沉積了顆粒狀和粗粒狀的沉積物;中部地區作為過(guò)渡區,兼有剝蝕和沉積,主要是風(fēng)化層。歷史上柳州所發(fā)生的數次有感地震,震級均未超越5.5級,未造成嚴重的地震災害,表明新構造運動(dòng)在本區表現比較微弱。按槽臺構造理論劃分,柳州所處大地構造位置,隸屬南華準地臺。一般認為,地臺區具有比較長(cháng)期相對穩定的特點(diǎn),所以柳州市的地質(zhì)基底也是相對穩定的。
參考文獻
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