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1、太原斷陷西北緣斷裂帶研究的論文 論文關鍵詞:太原斷陷;斷裂;斷層 論文摘要:太原斷陷位于晉中盆地北段,是一個充填第四系的活動斷陷;其西北緣斷裂帶為盆緣主斷裂帶,由北西和北東兩段交匯構成平面上的拐折;汾河穿峽谷在拐折點流入盆地,斷裂帶附近分布有汾河二庫、軍事重地、蘭村和西張兩大水源地以及呼延水廠、太原第二電廠、江陽化工廠等要害設施。因此對太原斷陷西北緣斷裂帶的運動學、動力學、年代學和與汾河地貌的關系進行研究具有重要意義?! ”疚难芯康膮^(qū)域范圍是以太原斷陷西北緣斷裂帶為中心,涉及到附近新生代盆地、周圍基巖山區(qū),大約100km2的面積。該區(qū)域地理位置為太原市的北部,主要是呼延-大留-土堂
2、-上蘭村-鎮(zhèn)城-西關口一帶。由于太原斷陷之下上地幔的局部隆起,地幔物質(zhì)上涌,使溫度高、粘性低的中下地殼發(fā)生側向流展和地幔物質(zhì)的側向蠕散,從而形成太原斷陷。據(jù)前人研究,中生代時期,太原東、西山地區(qū)連成一體。 新第三紀,西山邊山斷裂開始產(chǎn)生,形成了太原斷陷及泥屯-陽曲斷陷盆地的雛形,從而使太原東、西山分離。太原斷陷總體上是一側深陡,一側淺緩的不對稱箕狀盆地。根據(jù)地震剖面,趙永貴等將西張至上蘭村一帶定為西張斷階,新生界(僅沉積第四紀地層)厚度100-200m左右,基底為奧陶紀灰?guī)r。本區(qū)位于太原斷陷的西北緣,汾河峽谷出口位置,由于采石場眾多,斷層及下盤基巖、上盤黃土出露較好,便于進行構造和相關研究。
3、. 1區(qū)域概述 本區(qū)域主要發(fā)育北北西向、北東向正斷層,傾向向盆地,有部分反向正斷層存在,還有一條近南北向正斷層。土堂斷階帶:f1和f2,為西山邊山斷裂的主體斷裂帶中的兩條主要斷層,分別存在黃土臺地的后緣與灰?guī)r接觸部位和黃土臺地的前緣陡坎處。走向北北西330°左右,傾向60°左右,總體斷距在400-500m左右;二龍山斷塊:f3,f4,f5,f6,f7,主要分布于汾河峽谷出口附近,二龍山的周圍。外圍的f3,f5斷層為傾向盆地的高角度正斷層;f4斷層為反向的正斷層,f6,f7為二龍山北側的傾向二龍山的正斷層??傮w斷距也在400m上下;鎮(zhèn)城斷階帶:f8,f9,f10,f11,f12,f1
4、3,主要分布于上蘭村-鎮(zhèn)城一線以北的北山之中,其中f8為走向近南北的傾向東正斷層,f11為傾向北的反向正斷層,其他基本上都為傾向盆地的正斷層??傮w斷距也在300-400m。本斷裂帶在以往的文獻中很少被提及?! ?斷裂帶研究 2.1斷裂帶形態(tài)學和運動學研究 太原斷陷西北緣斷裂帶為盆緣主斷裂帶,太原斷陷西北緣斷裂帶表層由北東向鎮(zhèn)城斷階帶、二龍山三角形書斜斷塊和北北西向土堂斷階帶三個塊體組成;北北西和北東兩段交匯在二龍山構成平面上的拐折,汾河穿峽谷在拐折點流入太原斷陷。土堂斷階帶可見寬度達200-300m。汾河峽谷段的總體走向與北東向斷裂帶走向一致。汾河的下切侵蝕形成了反映斷裂帶不同活動
5、階段的地貌面?! ∩轿鞯貕q系在空間角度上的盆山耦合響應模型為伸展造山-斷陷沉盆-后推成臺。根據(jù)對能體現(xiàn)本區(qū)運動方向、運動方式和運動過程的野外剖面的研究。作者認為,太原斷陷是由于深部地殼伸展減薄而形成,是一個斷陷、上升、沉積、侵蝕共同作用下的半開放系統(tǒng),邊緣高角度正斷層對整個斷陷起控制作用,在三維空間上,斷裂帶及其所分割的地質(zhì)實體都是活動的,而且不僅斷層在活動,斷塊體也在活動,包括變位和旋轉(zhuǎn)等,具有三維的散體運動特征,斷層帶的表層部分向著深部聚斂且簡單化。因此可以判定,邊山斷裂的活動是分階段的,而且至少在中更新世以來便已經(jīng)開始加速活動,至今仍在活動中。 2.2斷裂帶動力學研究 斷裂帶的形成與
6、區(qū)域大地構造背景密切相關。早遠古代晚期,華北古大陸塊體已逐漸發(fā)展成熟,包括山西在內(nèi)的整個華北地區(qū)完全拼合成一個硬化而穩(wěn)定的地塊;古生代華北處在平穩(wěn)發(fā)展階段;自三疊紀末期的印支運動開始,山西進入了一個動蕩不定、地殼運動頻繁的時代,自寒武紀以來的全省性統(tǒng)一而穩(wěn)定的地理、地貌景觀分化瓦解。其中晉中盆地是位于太行山西側的伸展型裂陷盆地,總體上是一側深陡,一側淺緩的不對稱箕狀盆地。新第三紀,西山邊山斷裂開始產(chǎn)生,形成了太原斷陷的雛形。由于太平洋板塊的俯沖,上地幔物質(zhì)不斷的底劈上涌,并導致地幔巖石的部分熔融,一方面引起垂向上莫霍面局部上隆,側翼相對下降,另一方面地殼在橫向上伸展拉張減薄,在淺部地殼部分表現(xiàn)
7、為高角度正斷層和斷陷盆地。從華北板塊火山作用的發(fā)展過程和從渤海灣向西到鄂爾多斯盆地的低速異常區(qū)的分布,證明了太平洋向西俯沖對大陸地殼伸展減薄過程是由東到西逐步發(fā)展的。從而促使太原斷陷之下上地幔的局部隆起、地幔物質(zhì)上涌,使溫度高、粘性低的中下地殼發(fā)生側向流展和地幔物質(zhì)的側向蠕散,形成伸展構造,這是太原斷陷形成的深部動力來源?! ?.3斷裂帶年代學研究 太原斷陷西北緣邊山斷裂帶的年代學研究前人涉及較