遼西花坤頭營子地區(qū)旋卷構(gòu)造特征淺析

潘明臣，徐桂巖，高璇，徐野，劉文海，梁有為，魯紅峰，丁偉，李艷，胡海彥，王粉麗，李紅梅，鄒吉慶，陳，趙晨，邵學峰，劉爽

（遼寧省地質(zhì)勘查院，遼寧 大連 116100）

遼西花坤頭營子地區(qū)旋卷構(gòu)造特征淺析

潘明臣，徐桂巖，高璇，徐野，劉文海，梁有為，魯紅峰，丁偉，李艷，胡海彥，王粉麗，李紅梅，鄒吉慶，陳，趙晨，邵學峰，劉爽

（遼寧省地質(zhì)勘查院，遼寧 大連 116100）

遼寧西部花坤頭營子地區(qū)旋卷構(gòu)造是板塊碰撞陸內(nèi)造山作用結(jié)果.該構(gòu)造由內(nèi)環(huán)、外環(huán)及推覆體三部分組成.內(nèi)環(huán)為一個完整的蓮花狀構(gòu)造體系，由中心向外，巖石地層單位呈一圈一圈的，由老向新排列.外環(huán)為以霧迷山組為主體的北東向的瓦房子復背斜核部.內(nèi)環(huán)與外環(huán)以塌陷斷層、旋轉(zhuǎn)擠壓斷層分隔.與該構(gòu)造有關的礦產(chǎn)有鉛鋅、錳礦.

旋卷構(gòu)造；蓮花狀構(gòu)造；板塊碰撞；陸內(nèi)造山；花坤頭營子；遼寧省

0 前言

對屬典型的陸內(nèi)環(huán)境的遼寧西部花坤頭營子地區(qū)（見圖1），經(jīng)華力西早期、燕山早—晚幾期主要構(gòu)造旋回作用后形成一個獨特的花坤頭營子旋卷構(gòu)造.該構(gòu)造大地構(gòu)造位置屬于中朝準地臺燕山臺褶帶遼西臺陷之朝陽穹褶斷束中［1-2］.該構(gòu)造在整個華北地臺上也堪稱構(gòu)造奇葩，是研究陸內(nèi)碰撞造山的理想之所.作者將該地區(qū)工作成果及認識介紹如下.

1 旋卷構(gòu)造基本特征

花坤頭營子旋卷構(gòu)造由內(nèi)環(huán)、外環(huán)及推覆體三部分組成（見圖2）.內(nèi)環(huán)為一個完整的蓮花狀構(gòu)造體系，外環(huán)處于北東向的瓦房子復背斜核部，內(nèi)環(huán)與外環(huán)由塌陷斷層、旋轉(zhuǎn)擠壓斷層及花崗巖體分隔.

1.1 內(nèi)環(huán)基本特征

內(nèi)環(huán)近圓形，是一個下降的旋渦，由侵入巖和旋轉(zhuǎn)的霧迷山組、洪水莊組、寒武—奧陶系地層組成，中心（偏東部）由侵入巖占據(jù)，由里向外一圈一圈的，呈蓮花狀構(gòu)造：由霧迷山組→向外依次為洪水莊組→饅頭組→張夏組→崮山組→炒米店組→冶里組→亮甲山組，巖石地層單位呈單斜排列，傾角由緩到陡，由20°→80°，最后見一弧形向斜．侵入巖由閃長巖和二長花崗巖組成，屬被動就位，巖石未變形，未見就位葉理、片理等特征.侵入時序為：第一期早三疊世閃長巖，分布于最中心；第二期二長花崗巖，分布于閃長巖的兩側(cè)，全巖鉀-氬法同位素年齡（166±3.0）Ma（遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院大連分院采集，沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所測試中心測試）；第三期花崗斑巖，分布于二長花崗巖西側(cè)；第四期義縣期火山活動后最晚期巖漿流紋斑巖侵入.前三期集中分布于內(nèi)環(huán)內(nèi)，第四期內(nèi)環(huán)及與外環(huán)接觸帶均有分布.

圖1 花坤頭營子地區(qū)大地構(gòu)造位置圖Fig.1Tectonic location map of Huakuntouyingzi area

1.2 外環(huán)基本特征

外環(huán)處于北東向的瓦房子復背斜核部，復背斜核部為薊縣系霧迷山組，該組分一、二、三、四段，地層產(chǎn)狀5～20°之間，走向北東.

復背斜可分1個背斜和2個向斜，背斜核部為霧迷山組一段.2個向斜核部：一個核部為霧迷山組四段，另一個核部為寒武—奧陶系地層．

霧迷山組一段巖性主要為紋層狀燧石條帶白云巖，霧迷山組二段主要為含燧石條帶（結(jié)核）白云巖、疊層石白云巖，霧迷山組三段主要為灰?guī)r，霧迷山組四段主要為白云巖．

1.3 推覆體基本特征

茍家杖子推覆體位于旋卷構(gòu)造的西部，推覆于內(nèi)環(huán)與外環(huán)接觸的擠壓斷層上，局部地段表現(xiàn)為飛來峰構(gòu)造，推覆面傾向北西280°左右，傾角40°左右．

推覆體由霧迷山組四段、饅頭組、張夏組組成，總體為一個復向斜構(gòu)造，直接覆于白堊系義縣組火山巖之上．

圖2 花坤頭營子地區(qū)地質(zhì)略圖Fig.2Geological sketch map of Huakuntouyingzi area

2 旋卷構(gòu)造動力學及形成機制

2.1 華力西早期

中朝準地臺自太古代結(jié)晶基底形成后，中元古代長城紀起，轉(zhuǎn)入了相對穩(wěn)定的蓋層發(fā)展階段，有記錄的為長城系、薊縣系、寒武系、奧陶系地層，華力西早期由于西伯利亞板塊向南運動，華北地臺抬升，花坤頭營子所在的巖石圈局部發(fā)生拆離作用［3-6］（圖3a），下部軟流圈的基性巖漿沿薄弱環(huán)節(jié)或裂隙上侵（圖3b、c），上侵輝綠巖漿至霧迷山組三段灰?guī)r時沿該層貫入（圖3d），利用釤-釹等時線法對輝綠巖進行同位素年齡測試（345.3±6.46）Ma（2001年，遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院大連分院采集，沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所測試中心測試），侵位時代為華力西早期.

圖3 華力西早期構(gòu)造特征Fig.3Structural characteristics during Early Variscan period

2.2 燕山期

至燕山早期時，太平洋板塊向歐亞板塊下俯沖（圖4a），地下大量巖漿上侵噴發(fā)，在地表堆積了侏羅系髫髻山組旋回火山巖（圖4b）.侏羅紀火山巖漿噴發(fā)后，地下巖漿房空虛，引起地殼塌陷，形成了花坤頭營子環(huán)狀下陷體，下陷環(huán)狀正斷層.陷體即為旋卷構(gòu)造的內(nèi)環(huán)，組成為霧迷山組、洪水莊組、寒武—奧陶系地層.下陷體整體向西傾斜，西側(cè)下陷較深，向東漸緩（圖4c）.

燕山中期繼續(xù)擠壓（圖4d），環(huán)狀正斷層上端漸變?yōu)閿D壓斷層，其中北側(cè)AB段外環(huán)被動向西移動，內(nèi)環(huán)主動由西向東做旋轉(zhuǎn)運動，斷裂面由內(nèi)傾變?yōu)橥鈨A擠壓面.

燕山晚期義縣旋回火山噴發(fā)（圖4e），晚期流紋斑巖就位.燕山晚期西部茍家杖子推覆體（圖4f）直接推覆于花坤頭營子旋卷構(gòu)造環(huán)狀斷裂之上，局部形成一些飛來峰構(gòu)造，薊縣系—寒武系地層直接覆蓋在白堊紀義縣組火山巖之上.

3 結(jié)論

花坤頭營子旋卷構(gòu)造是西伯利亞板塊、華北板塊、太平洋板塊三大板塊碰撞后陸內(nèi)造山作用形成的一奇特地質(zhì)景觀.其由內(nèi)環(huán)、外環(huán)及推覆體三部分構(gòu)成，主要構(gòu)造形跡有華力西早期、燕山期均有記錄，涉及的構(gòu)造有拆離斷層、環(huán)狀斷裂、蓮花狀構(gòu)造、飛來峰等.該地區(qū)是陸內(nèi)碰撞造山運動的典型場所.

［1］遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)局.遼寧省區(qū)域地質(zhì)志［M］.北京：地質(zhì)出版社,1989, 1—856.

［2］遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局.遼寧省巖石地層［M］.武漢：中國地質(zhì)大學出版社,1997,1—247.

［3］王登紅.地幔柱及其成礦作用［M］.北京：地震出版社,1998.

［4］吳珍漢.旋轉(zhuǎn)地球動力學［M］.北京：地質(zhì)出版社,1998:165—175.

［5］馬宗晉，等.巖石圈動力學研究進展［M］.北京：地質(zhì)出版社,1998: 304—319.

［6］董樹文.論東亞大陸的構(gòu)造翹變——燕山運動的全球意義［J］.地質(zhì)論評,2000,46（1）:8—11.

ANALYSIS ON THE CHARACTERISTICS OF VORTEX STRUCTURE IN HUAKUNTOUYINGZI AREA IN WESTERN LIAONING PROVINCE

PAN Ming-chen,XU Gui-yan,GAO Xuan,XU Ye,LIU Wen-hai,LIANG You-wei,LU Hong-feng,DING Wei,LI Yan, HU Hai-yan,WANG Fen-li,LI Hong-mei,ZOU Ji-qing,CHEN Yao,ZHAO Chen,SHAO Xue-feng,LIU Shuang
（Liaoning Institute of Geological Exploration,Dalian 116100,Liaoning province,China）

The vortex structure in Huakuntouyingzi area in Western Liaoning Province,which is the result of plate collision and intra-continent orogeny,is composed of inner ring,outer ring and nappe.The inner ring is a complete lotus-form structure system, from center to outside, with lithostratigraphic units arranged in circle from old to new. The outer ring is the core of NEtrendingWafangzi anticlinorium, withWumishan Formation as the main body. The inner ring and outer ring are separated by collapse faults and rotary compressive fault. Minerals related to the structure include lead, zinc and manganese deposits.

vortex structure;lotus-form structure;plate collision;intra-continent orogeny;Huakuntouyingzi area; Liaoning Province

圖4 燕山期構(gòu)造特征Fig.4Structural characteristics during Yanshanian period

1671-1947（2014）04-0335-04

P552

A

2013－07－18；

2013-08-13.編輯：周麗、張哲．

遼寧地勘局“1∶5萬梅勒營子、羊山、勝利、瓦房子鎮(zhèn)幅區(qū)調(diào)項目”（編號0100121029）資助.

潘明臣（1971—），男，高級工程師，從事區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作，通信地址遼寧省大連市金州新區(qū)五一路10號，E-mail//PMC100008@163.com