Question

　中新生代构造-地貌演化

Answer 1

一、晚华力西期—印支期古构造

燕山北部自晚华力西期开始，燕山南部自印支期开始，结束了长达近16亿年（中元古代—古生代）的坳拉槽稳定克拉通盖层演化历史，进入新的构造-岩浆活动时期。晚华力西期—印支期，燕山地区构造-岩浆活动比较强烈，发育多种类型的构造变形、数十个规模较大的中酸性岩浆侵入体与局部地区较强烈的中基性火山喷发活动（图1-12）。

晚华力西期—印支期本区主要构造线方向以近东西向为主，向东至辽西地区北东东—北东向构造活动性增强。区域构造演化表现出明显的南北分异性。以内蒙古隆起带南缘断裂带为界，燕山地区被分为北部与南部两个构造单元。晚华力西期，燕山北部北邻兴蒙古生代褶皱系，处于古陆缘活动带环境，构造变形与岩浆侵入活动都较强烈；而燕山南部地区仍处于稳定的克拉通盖层发育阶段，形成厚达600m的石炭—二叠纪煤系地层，构造、岩浆活动性微弱。印支期，燕山北部以隆升剥蚀为主，缺失三叠纪火山-沉积岩系；而燕山南部则发育较多的三叠纪火山-沉积盆地。燕山北部强烈的构造变形始于晚华力西期，而燕山南部强烈的构造变形始于晚印支期（图1-12）。

晚华力西期—印支期本区主要形变类型包括韧性剪切带、逆冲断裂、褶皱构造、固态塑性流变构造与一些同沉积断裂构造（图1-12）。

韧性剪切带发育于太古宙—古元古代与中新元古代—古生代构造层内，主要分布于燕山北部地区。规模最大的为崇礼—赤城—隆化—阜新（内蒙隆起带南侧）韧性剪切带，东西长达700km，南北宽达30km，由一系列近东西向展布的强韧性剪切变形中心与其间弱变形岩块所组成；其中糜棱岩片理走向以近东西—北东东向为主，片理面以向北倾斜为主，局部向南倾斜，倾角较大，平均达70°，一些地段片理面倾角近90°。在糜棱岩内发育典型眼球状构造、S-C组构、核幔结构、动态重结晶结构与云母鱼、角闪石鱼等显微构造。当韧性剪切强应变带穿切华力西期—早印支期辉长岩与闪长岩时，常形成深绿色的具似流纹状构造的流变带。在强应变中心，石英光轴的定向性十分显著；向外随应变减小，石英光轴的定向性减弱直至不明显定向。在崇礼东测得糜棱岩内绿泥石的K-Ar法年龄为195Ma；在承德大庙西，测得眼球状糜棱岩内角闪石的³⁹Ar-⁴⁰Ar法坪年龄为（280.3±9.7）Ma，基本反映这一韧性剪切带的形成、活动时期。该韧性剪切带尚控制近30个晚华力西期—印支期基性—超基性岩与花岗岩体的形态与空间产状。此外，在赤峰南部、阜新北部、冀东金厂峪、辽西锦州一带，尚发育一些规模较小的晚华力西期—印支期韧性剪切带。

图1-12　燕山陆内造山带晚华力西期—印支期古构造图

Fig.1-12　Sketch map illustrating the Late Variscan-Indosinian palaeotectonics of the Yanshan intracontinental orogenic belt

1—兴蒙古生代褶皱系；2—台区石炭—二叠纪煤系地层等厚线；3—上三叠统；4—中下三叠统；5—河湖相砂砾岩系；6—安山岩；7—玄武岩；8—花岗岩；9—花岗闪长岩；10—闪长岩；11—碱性岩；12—辉绿岩脉；；13—基性—超基性岩；14—逆冲断裂；15—韧性剪切带；16—固态塑性流变构造；17—背斜；18—向斜；19—复背斜、隆起带；20—复向斜；21—同位素年龄；22—角度不整合；23—推断地质界线

规模较大的固态塑性流变构造分布于北京西山周口店岩体北侧，主要发育于中新元古界碳酸盐岩-碎屑岩系内，由平卧褶曲、形态复杂的揉皱与褶叠层、褶劈理及片理等所构成（图1-13a,b），其形成时代为印支期（宋鸿林等，1991）。类似的小规模固态塑性流变构造尚见于兴隆南侧的青灰岭、鹰手营子南侧的平安堡等地（图1-12）。

晚华力西期—印支期褶皱构造在燕山地区分布较为广泛，包括较为紧闭的背斜与向斜、倒转背斜与向斜、复式背斜与向斜等，褶皱形态较为复杂（图1-13c）。

晚华力西期—印支期断裂构造以压性-压扭性逆冲断裂为主；在燕山南部下板城—平泉、辽西凌源—牛营子一带，尚发育一些印支期张性-张扭性同沉积断裂，控制了三叠纪断陷盆地的空间展布（图1-12）。

二、早燕山期古构造

燕山地区早燕山期（侏罗纪）的区域构造格局与印支期相比发生了很大变化。区域构造线方向以北东向为主，部分为近东西向，还发育少量北西向断裂构造带。构造活动的新生性非常明显，新生构造线方向以北东向为主。伴有多期强烈的中、基性火山活动与中酸性岩浆侵入，火山-沉积建造的分布范围进一步向西、向北扩大，火山前锋向西扩展到大兴安岭—太行山一带（图1-14）。构造-岩浆活动强度明显大于印支期。

早燕山期本区主要形变类型包括褶皱构造、逆冲断裂与推覆构造，此外尚发育一些环状构造系统与同沉积断裂构造。

早燕山期区域性褶皱的形态仍较为复杂，包括复式背斜与向斜、简单背斜与向斜及一些规模较小的倒转褶皱；褶皱轴走向以北东向为主，局部地区发育少量近东西向褶皱构造。

早燕山期断裂构造以逆冲断裂与推覆构造为主，其力学性质以压性-压扭性为主。逆冲断裂带分布遍及全区，控制了大部早燕山期侵入体的空间展布。多数的逆冲断裂走向北东，倾角介于45°～75°之间，以高角度逆冲断裂为主（图1-15a、b），其中一些断裂兼具走滑与逆冲两种运动特点；部分逆冲断裂呈东西向，断面以向北倾斜为主，倾角大部分介于50°～85°之间。当逆冲断裂断面倾角较小且断距较大时，便为推覆构造。早燕山晚期的推覆构造在燕山地区非常发育，主要形成于晚侏罗世—白垩纪初期。这些推覆构造主断面倾角大部分小于35°，局部可达40°～45°；主断裂带走向以北东向为主，如宣化南侧的鸡鸣山逆冲推覆构造、兴隆北侧的马圈子推覆构造（图1-15c）、辽西公营子推覆构造等；部分推覆构造走向以近东西向为主，如北京北侧的十三陵凤山—蛤蟆石推覆构造等。

早燕山期张性-张扭性断裂构造包括同沉积断裂（北东向、东西向与近南北向为主）与北东向压性-压扭性构造的配套张扭性断裂（以北西向为主）。北东向同沉积断裂在辽西地区较多，控制了很多北东向侏罗纪断陷盆地的形成与发展过程；东西向同沉积断裂主要分布于燕山中部汤河口—古北口与下板城—平泉一带，控制了侏罗纪粗碎屑岩与近东西向断陷盆地的空间展布。北西向张性-张扭性断裂作为北东向压性-压扭性构造的配套（派生或伴生）构造，规模一般较小，但对本区燕山期金、多金属矿脉的空间分布有非常显著的控制作用。

图1-13　燕山陆内造山带印支期典型褶皱构造剖面图（据照片素描）

Fig.1-13　Cross-section of typical Indosinian folds of Yanshan orogenic belt

a—京西河北村中元古代地层内发育的褶劈理与复杂褶曲；b—京西河北村新元古代碳酸盐岩系内的顺层平卧褶皱；c—兴隆县平安堡南中元古代碳酸盐岩系内的叠加褶皱

图1-14　燕山陆内造山带早燕山期古构造图

Fig.1-14　Sketch map illustrating the Early Yanshanian palaeotectonics of Yanshan orogenic belt

1—上侏罗统；2—中侏罗统；3—下侏罗统；4—太古宙—古元古代构造层；5—中新元古代—三叠纪构造层；6—河湖相砂砾岩系；7—泥质岩、页岩；8—中性火山岩；9—山字型构造；10—北东向压性-压扭性（逆冲）断裂；11—纬向逆冲断裂；12—纬向张扭性断裂；13—经向张扭性断裂；14—经向压性-压扭性断裂；15—北西向张扭性断裂；16—扭性-压扭性断裂；17—同沉积断裂；18—推覆构造；19—背斜；20—向斜；21—环状构造系统；22—片理带；23—性质不明断裂；24—隐伏、推断断裂；25—花岗岩；26—闪长岩；27—碱性岩；28—玄武岩；29—辉长岩；30—角度不整合；31—推断地质界线；32—地层产状；33—断裂产状；34—同位素年龄；35—火山口

图1-15　燕山陆内造山带早燕山期典型逆冲-推覆构造剖面图

Fig.1-15　Cross-section of typical Early Yanshanian thrust faults of Yanshan orogenic belt

a—平泉北侧北东向逆冲断裂带；b—宽城县大吉口北北东向逆冲断裂带；c—兴隆县马圈子推覆构造

三、晚燕山期古构造

燕山地区晚燕山期（白垩纪）构造-岩浆活动性进一步增强；火山岩面积与分布范围进一步扩大；中酸性岩浆侵入活动仍非常强烈。构造活动的新生性居主导地位，区域构造线方向以北北东向为主，部分北东向与东西向断裂有继承性活动（图1-16）。

晚燕山期主要变形类型包括宽缓褶皱、逆冲断裂与同沉积断裂，尚发育一些环状构造系统、帚状构造体系与变质核杂岩构造。

晚燕山期褶皱构造绝大部分为形态简单、非常宽缓的背、向斜，褶皱轴面走向以北北东向为主，少量褶皱轴面走向北东（图1-16）。

晚燕山期断裂构造以压性-压扭性逆冲断裂为主，一些逆冲断裂尚具有一定的平移特点。绝大部分逆冲断裂走向以北北东向为主，部分逆冲断裂走向近东西，个别逆冲断裂走向北东；断面倾角一般大于45°，大部分为高角度逆冲断裂。北北东向逆冲断裂对晚燕山期侵入岩、火山口与金、多金属矿床的空间展布有明显制约作用。晚燕山期在燕山地区尚发育一些张性-张扭性同沉积断裂，控制了白垩纪盆地及其中火山-沉积建造的空间分布（图1-16）。

晚燕山期岩体侵位伴有规模不等的环状构造、帚状构造与变质核杂岩构造等构造系统。规模较大的环状构造如燕山北部的多伦闪电河环状构造系统，其形成可能与隐伏岩体侵位有关，发育于下白垩统火山沉积岩系内。经过深入研究的变质核杂岩构造有云蒙山变质核杂岩，其形成、演化可能与云蒙山岩体侵位和隆升存在成因联系（Davis与郑亚东等，1991），属典型陆内伸展构造。

图1-16　燕山陆内造山带晚燕山期古构造图

Fig.1-16　Sketch map of Late Yanshanian palaeotectonics of Yanshan orogenic belt

1—上白垩统；2—下白垩统；3—中新元古代—侏罗纪构造层；4—太古宙—古元古代构造层；5—砾岩系；6—砂、页岩系；7—泥岩、砂岩、砾岩互层；8—陆相含煤岩系；9—酸性火山岩系；10—中性火山岩系；11—基性火山岩系；12—花岗岩；13—闪长岩；14—碱性杂岩；15—辉长岩；16—纬向压性-压扭性断裂；17—纬向张性-张扭性断裂；18—北东—北北东向逆冲断裂；19—北东—北北东向压扭性-扭性断裂；20—经向张扭性断裂；21—帚状构造体系；22—旋卷环状构造系统；23—北西向张性-张扭性断裂；24—平移断裂；25—背斜；26—向斜；27—一般环状构造；28—同沉积断裂；29—性质不明断裂；30—隐伏、推断断裂；31—变质核杂岩；32—角度不整合；33—推断地质界线；34—地层产状；35—断裂产状；36—同位素年龄；37—火山口

此外，晚燕山期本区尚发育一些北西—北西西向扭性-张扭性断裂带（图1-16）。

四、喜马拉雅期构造-地貌格局

喜马拉雅期，燕山及邻区区域构造格局与中生代各期相比发生了重大变化。喜马拉雅期本区褶皱变形微弱，断裂活动性较强；区域性断裂以张性-张扭性为主，其中很多为同沉积断裂，控制了新生代盆地与厚度的空间展布。区域构造线方向以北西向、北东—北北东向与东西向为主，北西向断裂的活动性较燕山期明显增强。区域岩浆活动强度远小于中生代，火山活动仅在局部地区较为强烈，发育晚第三纪与第四纪玄武岩（图1-17）；岩浆侵入活动较为微弱，地表仅出露少量喜马拉雅期中基性岩脉与个别规模较小的辉长岩体。燕山及邻区喜马拉雅期裂谷作用显著，形成燕山地区的延庆盆地、怀来盆地等与燕山周缘的华北—下辽河等裂谷盆地与汾渭裂谷系（图1-17）。

喜马拉雅期燕山及邻区裂谷盆地的展布明显受盆缘同沉积断裂控制（图1-17）。在盆地裂陷的同时，周缘山脉快速隆升，形成现今盆-山相间分布的构造-地貌格局。燕山地区的现今山岳地貌便是在喜马拉雅期周缘盆地裂陷的同时快速隆升起来的内陆山系；其中八达岭山脉经热年代学测定，快速隆升始于6.0Ma。

图1-17　燕山陆内造山带喜马拉雅期构造建造分布图

Fig.1-17　Tectonic map of the Cenozoic of Yanshan orogenic belt

1—第四系；2—上第三系；3—下第三系；4—黄土与泥砂层；5—陆内裂谷沉积；6—碱性—偏碱性玄武岩；7—同沉积断裂；8—活动断裂；9—卫片与地球物理解译断裂；10—火山口；11—新生代沉积等厚线（m）

总体看来，燕山及邻区喜马拉雅期构造活动以张性-张扭性断裂活动为主，褶皱变形微弱，裂谷作用与山脉隆升居主导地位。