北京順義二十里長(zhǎng)山形成與構(gòu)造演化機(jī)制

摘 要：北京順義二十里長(zhǎng)山位于華北平原的北緣，燕山山脈東段南緣山麓，呈北西向斷續(xù)鏈狀斜列分布的基巖殘丘。地層由寒武系和奧陶系等碳酸鹽巖石組成。區(qū)域上屬北西向構(gòu)造帶。在局部地段奧陶系馬家溝組中產(chǎn)有大理巖以及聞名于世的晚霞大理巖。鑒于其地質(zhì)、構(gòu)造形成機(jī)制研究較薄弱，作者運(yùn)用活動(dòng)論對(duì)其形成機(jī)制等進(jìn)行了深入探討和總結(jié)，對(duì)該區(qū)今后地質(zhì)研究具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：機(jī)制 構(gòu)造演化 形成 二十里長(zhǎng)山順義 北京

中圖分類(lèi)號(hào)：P54 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）12（c）-0-01

北京順義二十里長(zhǎng)山位于華北大平原的北緣、燕山山脈東段南緣山麓，四周被新生代第四紀(jì)地層所覆蓋，突兀屹立在華北大平原北緣的平原中，屬低山丘陵區(qū)，海拔為100～200 m之間，最高為213.2 m。由北西龐山到南東吳雄寺，區(qū)域上綿延起伏，呈北西向斷續(xù)鏈狀斜列分布的基巖殘丘。主要由寒武系和奧陶系地層組成。其獨(dú)特的地貌和構(gòu)造走向，在華北乃至全國(guó)其它地方極為罕見(jiàn)。奧陶系地層為水泥生產(chǎn)提供了重要原料，由于沉積變質(zhì)作用形成了聞名于世的晚霞大理巖，并用于北京及國(guó)家重大工程建設(shè)。該山的形成、演化是地質(zhì)、構(gòu)造作用的結(jié)果。該區(qū)屬地震多發(fā)地帶，構(gòu)造活動(dòng)頻發(fā)，有豐富的含水層，前人在此做了大量的地質(zhì)研究工作，取得了豐碩成果[1-4]。但有關(guān)該山形成和構(gòu)造演化機(jī)制研究較薄弱，據(jù)此該文運(yùn)用活動(dòng)論對(duì)其形成機(jī)制等進(jìn)行了深入探討和總結(jié)，對(duì)該區(qū)今后地質(zhì)研究具有一定的指導(dǎo)意義。

1 地質(zhì)特征及形成環(huán)境

二十里長(zhǎng)山主要發(fā)育早古生代寒武系、奧陶系地層 [5-7]，巖層裸露，風(fēng)化較強(qiáng)烈。其下伏地層為中元古代薊縣系霧迷山組碳酸鹽巖沉積，因第四紀(jì)地層覆蓋未直接見(jiàn)及，僅依據(jù)鉆孔資料確定。上覆地層為新生代第四紀(jì)松散沉積物堆積。寒武系地層：饅頭組巖性主要為紫紅色粉砂質(zhì)泥巖，夾灰?guī)r、白云巖；張夏組巖性主要為粉砂巖、鮞?；?guī)r夾泥質(zhì)條帶灰?guī)r和竹葉狀灰?guī)r；炒米店組巖性主要為竹葉狀灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r夾薄層粉砂巖。奧陶系地層：冶里組巖性主要為豹皮狀灰?guī)r、泥紋（晶）灰?guī)r夾竹葉狀礫屑灰?guī)r和頁(yè)巖；亮甲山組巖性主要為燧石團(tuán)塊白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖；馬家溝組巖性主要為灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r、角礫狀白云巖組合。由于馬家溝組局部巖石的沉積變質(zhì)作用形成了灰白色大理巖，有的形成了非常漂亮的晚霞大理巖（可能與其所含鐵、鈦、鉀元素有關(guān)），具有觀賞性和藝術(shù)性。

區(qū)域上寒武系地層與奧陶系地層呈北西向帶狀相伴產(chǎn)出，前者不及后者分布范圍大。二者呈整合接觸，早奧陶世地層（冶里組、亮甲山組）與晚奧陶世地層（馬家溝組）局部呈構(gòu)造接觸。上述地層形成環(huán)境依據(jù)巖層基本組成和地層層序，主要為潮坪環(huán)境。屬陸內(nèi)盆地相或陸表海相。

2 構(gòu)造特征及其演化機(jī)制

二十里長(zhǎng)山寒武系、奧陶系地層是早古生代加里東期地殼運(yùn)動(dòng)形成的產(chǎn)物。寒武系地層疊置在中元古代晉寧期地殼運(yùn)動(dòng)形成的地層之上，二者雖然都形成于海相沉積環(huán)境，但中元古代薊縣系地層形成于大陸裂谷相，波及范圍廣闊；寒武系地層形成于陸內(nèi)盆地相或陸表海相，形成范圍逐漸變小。伴隨著時(shí)間的變化和海退，奧陶系地層沉積范圍進(jìn)一步縮小，由中元古代晉寧期到寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)加里東期，由于地殼運(yùn)動(dòng)致使陸地不斷抬升，海相沉積范圍不斷縮小，并受基底構(gòu)造控制明顯，使形成的沉積建造長(zhǎng)軸方向與基底構(gòu)造長(zhǎng)軸方向基本一致。二十里長(zhǎng)山寒武系、奧陶系地層主要是在這種構(gòu)造演化機(jī)制下形成的。從基巖露頭和相關(guān)鉆孔資料所揭露的基巖可知，寒武系地層沉積范圍較奧陶系地層沉積范圍廣泛。從而表明由寒武紀(jì)到奧陶紀(jì)，由于地殼運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致了古地貌進(jìn)一步抬升，因而使海侵范圍和海相沉積作用范圍變小。

伴隨著加里東期地殼運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行，進(jìn)入志留紀(jì)時(shí)期，華北處于地殼隆升階段，海退范圍廣闊，直至晚古生代石炭紀(jì)晚石炭世華力西期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中期才接受海陸交互相沉積，在華北等地形成了海陸交互相沉積地層。同時(shí)在其范圍的二十里長(zhǎng)山南西山腳下，形成了石炭紀(jì)晚石炭世太原組、二疊紀(jì)晚二疊世石河子組，并形成了數(shù)層具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的含煤巖系地層。在印支期地殼運(yùn)動(dòng)晚三疊世，區(qū)域構(gòu)造線(xiàn)由近東西向向北東向和北北東向轉(zhuǎn)變，在燕山期地殼運(yùn)動(dòng)侏羅紀(jì)早期，伴隨太平洋板塊向歐亞板塊的俯沖作用，導(dǎo)致了區(qū)域上規(guī)模較大的火山噴發(fā)和巖漿侵入活動(dòng)，并在白堊紀(jì)早期達(dá)到了頂峰。同時(shí)在中國(guó)東部導(dǎo)致了許多北東向、北北東向和北西向斷裂帶以及軸向?yàn)楸睎|向和北西向背、向斜構(gòu)造的形成。二十里長(zhǎng)山北西向斷裂帶和其附近大孫各莊北西向隱伏向斜就是在這樣的構(gòu)造背景下（即北東—南西向擠壓應(yīng)力作用）形成的。前者穿切奧陶紀(jì)地層，走向315～320 °，傾向北東或南西，傾角50～70 °。斷面一般較平直，略顯舒緩波狀，延伸較大，長(zhǎng)約20 km。斷裂帶性質(zhì)以壓剪性為主。后者由石炭紀(jì)、二疊紀(jì)地層被擠壓變形而成，屬開(kāi)闊向斜。在侏羅紀(jì)早期，該隱伏向斜受燕山早期地殼運(yùn)動(dòng)的影響，局部發(fā)生了火山噴發(fā)和沉積作用，并受該構(gòu)造控制明顯，形成了基性玄武巖（南大齡組）漿噴溢和湖泊相、湖沼相碎屑巖沉積（后被新生代第四紀(jì)喜山期沉積所覆蓋），并形成了窯坡組含煤巖系地層。如龍庭侯、嶺上無(wú)煙煤煤田就產(chǎn)于該組中。燕山晚期地殼運(yùn)動(dòng)在二十里長(zhǎng)山未留下明顯的地質(zhì)蹤跡。進(jìn)入新生代第四紀(jì)喜山期地殼運(yùn)動(dòng)以來(lái)，二十里長(zhǎng)山斷裂帶繼續(xù)活動(dòng)，主要表現(xiàn)為第四紀(jì)沉積厚度的變化上，在該山脈南西一側(cè)，由北東向南西沉積厚度逐漸增厚（由100 m→300 m），從而說(shuō)明該斷裂帶活動(dòng)使北東盤(pán)上升，而南西盤(pán)下降且幅度較大。此外，該斷裂帶兩側(cè)分布的豐富含水層以及該區(qū)地震（2～4級(jí)）頻發(fā)，都表明該斷裂帶屬長(zhǎng)期活動(dòng)性斷裂帶。

總之，二十里長(zhǎng)山的形成與演化明顯受基底構(gòu)造控制，其顯著的構(gòu)造演化由中生代晚三疊世印支期到侏羅紀(jì)燕山期，直至新生代第四紀(jì)喜山期，一直在活動(dòng)、延續(xù)，進(jìn)而鑄就了當(dāng)今的地貌地勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

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