山西交城水峪貫區(qū)域構(gòu)造及地貌形成因素分析

何曉東

吉林省煤田地質(zhì)勘察設(shè)計研究院，吉林 長春 130062

山西交城水峪貫區(qū)域構(gòu)造及地貌形成因素分析

何曉東

吉林省煤田地質(zhì)勘察設(shè)計研究院，吉林 長春 130062

交城水峪貫區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，三大巖類齊全，巖漿巖類發(fā)育，巖層露頭特征明顯，并伴有煤、鐵等礦產(chǎn)分布。區(qū)內(nèi)主要發(fā)育NNW、NNE、SN向構(gòu)造體系，從構(gòu)造、地貌、地層及巖漿巖等因素分析，本區(qū)域經(jīng)歷了多次地質(zhì)構(gòu)造運動，對其影響最大的為燕山運動。在早燕山期構(gòu)造運動中近EW向的主應(yīng)力作用下形成了本區(qū)域古洞道向斜、魯沿向斜、山前大斷裂等構(gòu)造及狐偃山六大巖漿巖體，后期受應(yīng)力轉(zhuǎn)變造成本區(qū)域X型剪節(jié)理發(fā)育及構(gòu)造扭曲等現(xiàn)象。形成了本區(qū)域現(xiàn)代地質(zhì)構(gòu)造及地貌輪廓。

水峪貫位于山西省交城縣境內(nèi)，該區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖漿巖類發(fā)育，巖層露頭特征明顯，是地質(zhì)科研教學(xué)野外實踐工作的良好基地。在區(qū)內(nèi)主要礦產(chǎn)有矽卡巖型鐵礦、山西式鐵礦、山西組煤礦和鋁土礦等礦產(chǎn)。

1 區(qū)域地理地貌概況

地質(zhì)構(gòu)造分析區(qū)域以水峪貫為中心，地理位置:東經(jīng)111°53′～111°58′，北緯37°35′～37°41′范圍。該區(qū)域?qū)儆趨瘟焊咴瑸橹懈呱絽^(qū)。相對高差500～700 m，最高峰狐偃山主峰在海拔2 100 m以上。區(qū)內(nèi)中部有一條由北向南徑流的西冶川將該區(qū)分為兩部分。東部由南至北沿NNE方向排列的山溝有官莊溝、大水溝、小水溝、寺溝等，西部最大的東西向延伸的為榆樹溝。西冶川經(jīng)文水縣東社匯入文峪河，再轉(zhuǎn)向東流經(jīng)文水、汾陽、介休注入黃河，隸屬黃河水系。區(qū)域西部山高林密，屬關(guān)帝山林區(qū)，東部屬狐偃山區(qū)。

2 區(qū)域地層概況

本區(qū)域地層出露較全，露頭良好。三大巖類齊全，并伴有煤、鐵等礦產(chǎn)分布。地層由老至新為太古界的界河口群，元古界的長城系，古生界的寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系，中生界的三疊系，新生界的第四系等。界河口群、長城系、寒武系、奧陶系地層主要分布在區(qū)域西部的森林區(qū)，其它地層出露在西冶川一帶，地層的總走向近于南北向。在本區(qū)域出露的地層主要有奧陶系、石炭系、二疊系、三疊系及第四系。

3 構(gòu)造及巖漿巖分析

本區(qū)域大地構(gòu)造所處位置，根據(jù)地質(zhì)力學(xué)理論觀點，該區(qū)處于祁呂賀蘭山字型東翼中部，其二級構(gòu)造單元為狐偃山山字型。

狐偃山山字型，其弧頂朝西，前弧大致展布在隨翁溝以南，北塔、古洞道至野豬里一帶，脊柱展布在東睦聯(lián)坡以南至東西向的狐偃山一帶。區(qū)域內(nèi)巖層總走向近于南北，靠近狐偃山一帶轉(zhuǎn)為東西向，傾向南，區(qū)內(nèi)褶皺、斷層發(fā)育程度中等。主要構(gòu)造形跡有：古洞道向斜（陳臺向斜、王文向斜）、魯沿向斜（水峪向斜）、山前大斷裂、西孟斷裂等。區(qū)內(nèi)節(jié)理發(fā)育，廣泛分布，尤其是X型剪節(jié)理，在有些溝谷中巖層被切割成菱形或正方形并以NEE向和NNE向最為發(fā)育。區(qū)域北部見有燕山期二長巖體侵入。從脈巖和二長巖體捕擄體的方向來看，主要以南北向為主，其次為NNE和NNW向分布，東西向分布的極為少見。

3.1 主要構(gòu)造形跡分析

3.1.1 古洞道向斜

圖1 陳臺向斜示意剖面圖Fig.1 Schematic prof le of Chentai syncline

圖2 水峪貫向斜示意剖面圖Fig.2 Schematic prof le of Shuiyuguan syncline

位于王文、古洞道、陳臺一帶，褶皺軸向近于南北，為一正常向斜（見圖1）。該向斜東陡西緩，其北部揚起的轉(zhuǎn)折端在王文溝清晰可見。其南部揚起的轉(zhuǎn)折端在陳臺被第四系覆蓋。向斜核部地層由北至南為二疊系的上石盒子組（P2s）,石千峰組（P2SH）、三疊系下統(tǒng)的劉家溝組（T1L）,兩翼為石炭系、二疊系地層。西翼露頭寬，東翼露頭窄。從向斜形態(tài)構(gòu)造及地層分布因素綜合分析該構(gòu)造是受在三疊紀(jì)下世后構(gòu)造運動影響、主要構(gòu)造受運動應(yīng)力方向擠壓所致。

3.1.2 魯沿向斜

位于水峪貫、魯沿、橫嶺一帶，褶皺軸向從北至南由NE向轉(zhuǎn)至SN向，為一正常向斜，東陡西緩（見圖2）。其北部揚起端在水峪貫附近，能見到轉(zhuǎn)折端形態(tài)，南部揚起端離去內(nèi)較遠(yuǎn)。

向斜核部地層為三疊系中統(tǒng)的二馬營組（T2er）、兩翼為二疊系地層。從構(gòu)造地層分布等因素分析，該構(gòu)造形成于三疊紀(jì)中世以后。

3.1.3 山前大斷裂

山前大斷裂是狐偃山山字型前弧的主要構(gòu)造形跡。位于區(qū)域西部寒武、奧陶系組成的高山邊緣，北起于塞立、經(jīng)逯溝、陳臺、榆林、東社向南延伸至文水縣神嘗。斷裂總體走向南北在逯溝一帶向西突出，東社一帶向東突出，構(gòu)成弧形斷裂。斷層面在北段向東傾斜，南段向西傾斜，具有樞紐特征。該斷裂出露在西部奧陶系與石炭系地層之間，地層有缺失和不連續(xù)現(xiàn)象。斷層?xùn)|盤發(fā)育著次一級斷裂、褶皺、地層直立、倒轉(zhuǎn)等構(gòu)造現(xiàn)象（見圖3、圖4）。

3.1.4 西孟斷裂

位于區(qū)域北部西孟一帶，斷層走向為東西向。該斷裂主要由兩條正斷層組成，呈階梯狀構(gòu)造。斷層面向南傾斜，傾角較陡。斷層處在二疊系上下石盒子組之間，并見有小型斷層相伴生。從斷層所處地層等因素分析，該斷裂形成于二疊系上世。

3.2 巖漿巖分析

狐偃山區(qū)是山西省巖漿巖廣泛分布區(qū)域之一，該區(qū)域主要以正長巖類為主，其次為花崗巖類。前者為巖漿巖的主體，占99%以上。狐偃山巖漿巖主要由六大巖體組成，即：東西高塔巖體、北社巖體、郭家梁—上白泉巖體、西冶巖體、席麻嶺巖體和科頭巖體。巖體地表露頭均為二長巖，據(jù)中科院地研所絕對年齡實驗室用K-Ar法對區(qū)內(nèi)二長巖中的正長石斑晶所測得的絕對年齡是1.397×106年，屬白堊紀(jì)，由此推斷該巖漿巖應(yīng)屬燕山期構(gòu)造運動的產(chǎn)物。

4 構(gòu)造運動對區(qū)域地層及地質(zhì)構(gòu)造影響分析

通過對該區(qū)域地貌、地層、構(gòu)造及巖性等實地地質(zhì)調(diào)查，結(jié)合相關(guān)地質(zhì)文獻(xiàn)分析研究，該區(qū)域自太古界以來曾經(jīng)歷過多次構(gòu)造運動影響。主要有：

4.1 阜平運動

該區(qū)域太古界和元古界地層是套巨厚的變質(zhì)巖系地層，在該時期有多次巖漿侵入，使巖石普遍遭受了混合巖化作用，構(gòu)造形跡復(fù)雜。本區(qū)域早期處于原始的較為活躍的狀態(tài)，阜平運動對該區(qū)地層有一定影響。

4.2 薊縣運動

在長城紀(jì)之后直到薊縣紀(jì)，本區(qū)一直處于隆起剝蝕狀態(tài)，無沉積巖層。在薊縣紀(jì)末期發(fā)生的薊縣運動，使本區(qū)發(fā)生以緩慢下降為主的升降運動，在中寒武發(fā)生了大規(guī)模海侵現(xiàn)象，奧陶紀(jì)時期達(dá)到極盛期，形成了較為完整的地層沉積。

4.3 加里東運動

加里東運動發(fā)生在中奧陶世末期，對該區(qū)域影響較為強烈，運動使該區(qū)域大面積上升而缺失晚朱羅世、志留紀(jì)、泥盆紀(jì)、早石炭世沉積，直到中石炭世本區(qū)地殼逐漸下沉再度接受沉積。

4.4 印支運動

在三疊紀(jì)晚期，由于發(fā)生了印支運動對本區(qū)產(chǎn)生了直接影響，使該區(qū)域缺失了晚三疊系地層。

4.5 燕山運動

根據(jù)大地構(gòu)造多旋回學(xué)說理論對該區(qū)域進(jìn)行分析，燕山運動是發(fā)生在侏羅、白堊紀(jì)的一次大規(guī)模運動。在該時期由于巖漿巖的不斷侵入使巖層受到擠壓形成了王文、水峪貫向斜、山前大斷裂、西孟斷裂及六大巖漿巖體等地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象，在第四紀(jì)由于接受了大量的黃土沉積將本區(qū)低洼地帶覆蓋和填埋。在本區(qū)第四紀(jì)未見有大的構(gòu)造運動跡象。

5 結(jié)語

綜合對本區(qū)域地質(zhì)、構(gòu)造、地貌、地層及巖漿巖體分析，在水峪貫區(qū)域經(jīng)歷的多次地質(zhì)構(gòu)造運動中，對其影響最大的為燕山運動。由于該運動基本形成了該區(qū)域現(xiàn)在所現(xiàn)的地貌及地質(zhì)構(gòu)造輪廓特征。通過對該區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造等地質(zhì)因素分析研究，為今后在該區(qū)域進(jìn)行煤、鐵、鋁等礦產(chǎn)探查及開采提供參考。

圖3 西冶—陳臺山前大斷裂剖面示意圖Fig.3 Prof le schematic map of Xiye-Chentai piedmont major fault

圖4 山前大斷裂派生逆斷層示意剖面圖Fig.4 Constructed prof le of the derived reverse fault of piedmont major fault

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[3] 李四光.地質(zhì)力學(xué)概論[M].北京：科學(xué)出版社，1973.

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Regional structure and geomorphological forming factors of Shuiyuguan in Jiaocheng City, Shanxi Province

HE Xiao-dong

Institute of Coalf eld Geological Survey and Design of Jilin Province, Changchun 130062, Jilin, China

The geologic structure in the Jiaocheng Shuiyuguan area is complicated. Three main types of magmatic rocks is complete, magmatic rock developmental, outcrop of beds obvious, with coal, iron and other minerals distribution. The main tectonic system are NNW, NNE and SN strike. Through the analysis of tectonic, land form, stratum, magmatic rock and other elements, it can be seen that many times geological structure movement has been experienced in this area, The biggest inf uence was ‘Yanshan Movement’. In the early Yanshanian tectonic movement, under the principal stress near EW, it were formed that the Gudongdao syncline, Luyan syncline, piedmont major fault structure and Huyanshan six magmatic rock mass, and in the later period, “X” Type shear joint and structural distortions effected by the stress change. All of these formed the modern geological structure and geomorphologic outline in this area.

Shuiyuguan area; outcrop of beds; geologic structure; syncline; joint; magmatic rock; Yanshan movement

P542

：A

1001—2427（2013）04 - 23 -4

2013-08-25;

2013-11-27

何曉東（1961—），男，吉林長春人，吉林省煤田地質(zhì)勘察設(shè)計研究院高級工程師.

關(guān)鍵司：水峪貫；巖層露頭；地質(zhì)構(gòu)造；向斜；節(jié)理；巖漿巖；燕山運動