以羊屎沟地区为例浅析剥离断层对周边地层厚度的影响

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摘要：周口店羊屎沟地区发育中元古界蓟县系及新元古界青白口系地层，与八角寨-拴马庄同系地层相比厚度明显减薄。本文通过对该区北面发育官地变质核杂岩的分析，得出由于本区剥离断层的发育，在剥离断层的拉伸剥离作用下，地层减薄甚至消失的结论。由于后期挤压构造，剥离断层倾角变陡。

关键词：羊屎沟；变质核杂岩；剥离断层；挤压构造；地层减薄

中图分类号：TG37文献标识码： A

周口店处于华北板块中部，近东西向的燕山构造带与北东向的太行山构造带的结合部位。北部发育官地变质核杂岩。另有房山岩体对本区地层影响较大，该区岩石变形强烈,地质构造现象十分复杂。羊屎沟地区发育中元古界蓟县系及新元古界青白口系地层，针对其地层研究存在以下问题:地层接触多为正断层接触，该区北面官地地区发育变质核杂岩,该区地层厚度与八角寨―拴马桩、黄院东山梁地区同系地层相比发生较大程度的减薄，有些地层甚至缺失。针对以上问题，本文通过对该地区地质构造的分析，将地层缺失的边界定为剥离断层，试图通过分析剥离断层造成地层减薄的原理，解释该地区地层发育的特殊性。

1 区域地质概述

两地发育地层相同，均为中上元古界：青白口系（景儿峪组、长龙山组、下马岭组），蓟县系（铁岭组、洪水庄组、雾迷山组顶部）。

根据实测数据，羊屎沟地区从北向南依次发育雾迷山组透闪石、硅灰石大理岩，洪水庄组黑灰色千枚岩，铁岭组硅质条带大理岩，下马岭组千枚岩、片岩，长龙山组变质石英砂岩，景儿峪组大理岩。

八角寨地区主要发育雾迷山组白云岩，洪水庄组黑灰色页岩，铁岭组白云质灰岩，下马岭组灰质白云岩，长龙山组石英砂岩。

2实测数据分析

八角寨―拴马庄地区中新元古界各地层出露情况大致反应了原始沉积厚度，本文以此为参照，选取五组地层，对比羊屎沟地层厚度和岩性特征的变化。

中新元古界各组间接触关系不再是八角寨―拴马庄路线上见到的整合接触,产生了一系列的正断层接触。

表1 羊屎沟地区与八角寨―拴马桩、黄院东山梁地区五组地层的对比

地层名称 八角寨―拴马桩、黄院东山梁地区 羊屎沟地区

厚度（m） 岩性特征 厚度（m） 岩性特征

景儿峪组（QbJ） 55 上部灰绿色钙质千枚岩、板岩，下部薄―中层大理岩 16.6 主要发育大理岩，未见千枚岩

长龙山组（QbC） 24 上部黄、灰千枚岩，下部厚层石英砂岩，发育有交错层理 8.6 底部砂岩、板岩，板岩居多，上部千枚岩

下马岭组（QbX） 161 顶部黄色砂质千枚岩，上部炭质千枚岩，中部绿灰色砂质千枚岩 63.6 主要发育石榴石云母片岩、红柱石石榴石云母片岩、红柱石云母片岩

铁岭组（JxT） 186 顶部中层状结晶白云岩，上部白云岩，中部灰黑色薄层灰质白云岩，下部中―厚层结晶白云岩，含少量白色燧石条带，底部见1―3层石英砂岩 29.1 略含硅质条带的大理岩，硅质条带与团块含量少于雾迷山组

洪水庄组（JxH） 38 上部白云质千枚岩夹白云岩凸镜体，下部黑色粉砂质千枚岩 3.2 黑灰色及灰色千枚岩

2.1地层减薄原理分析

2.1.1正断层减薄原理

韧性正断层：发育在地壳深层次，岩层韧性较大，受到拉伸时不易发生断裂，而是被拉长变细（图1）两盘之间不出现破裂和不连续面，这种特性使得岩层厚度减薄。

脆性正断层：主要发育在地壳浅层次，岩层脆性大，在拉伸力的作用下，以断裂，断裂处岩石发生破碎，两盘形成不连续面（图2）加上上盘相对向下滑动时的巨大摩擦力的作用，地层发生减薄甚至消失。

图1韧性正断层对地层的拉伸减薄 图2 脆性正断层对地层的拉伸减薄

2.1.2变质核杂岩的发育

由于岩石圈的伸展 拆离 基底隆升和地表的剥蚀作用使地壳深部的变质岩和深成岩逐渐上升而出露地表,这套深部岩石称为变质核杂岩。也称为火山侵入杂岩。变质核杂岩是构造上被低角度正断层拆离的、呈孤立的平缓穹形或拱形强烈变形的变质岩和侵入岩构成的隆起，往往出现在造山带的核部。

2.1．3变质核杂岩构造下造成剥离断层发育

由于靠近房山岩体，各地层岩石均发生了明显的区域变质作用，如铁岭组的灰岩变为大理岩，下马岭组的板岩变为千枚岩和片岩。羊屎沟地区地层的变质表明了房山岩体侵入对该地区构造运动具有强烈影响，加上一系列正断层的发育，猜测可能是变质核杂岩构造所致。据周口店地区构造演化史可知，本区确实经历了变质核杂岩构造。受变质核杂岩构造影响，上覆未变质的沉积岩盖在区域伸展应力场作用下, 发生断裂，上盘相对下降，形成正断层。这种正断层的原始产状近于水平，其上盘以发育多米诺式断层为特征，亦有次级顺层断层并使地层拆离减薄和缺失，使得地层中的上部地层直接覆盖于基底变质杂岩之上，变形一般属脆性域。 (图3)

图3剥离断层和变质核杂岩（体）结构示意图

3地层减薄的讨论与分析

羊屎沟一带处于房山岩体和官地杂岩南缘，印支期变形旋回则主要沿基底与盖层之间发育剥离断层，并在断层上盘青白口系下马岭组顶面发育了近东西走向的次级剥离断层[。所研究地区断层组合应该属于变质核杂岩顶部和盖层之间的剥离断层系。正是由于这些剥离断层的拉伸和拆离，造成了各组间岩层的减薄甚至缺失。

剥离断层是一种低角度正断层，而据实测，该区断层倾角较大（产状178o∠63o ，图4）据推测，可能是因为后期发生挤压构造，造成发育在盖层的低角度正断层（即剥离断层）产状发生变化，倾角变大，形成今天可见的形态。

图4羊屎沟地区下马岭组与铁岭组之间的大角度断层

4结论

通过实测并与正常沉积地层对比可以看出研究区地层明显发生减薄，最大减薄为正常地层厚度的1/10。

中新元古界在周口店地区沉积后，八角寨―拴马庄路线上地层由于距官地杂岩较远，并未遭受剥离断层的影响，而距变质核杂岩很近的羊屎沟地区受其影响，燕山运动期在当地形成了太古宙变质核上部的剥离断层，拉伸剥离中新元古界地层，使其减薄。后期发生挤压构造，使剥离断层倾角变陡。同时房山岩体的造成了官地―羊屎沟路线上中新元古界岩层的接触热变质。由此造成两地沉积地层特征的明显不同。

参考文献：

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[2]何斌,徐义刚,王雅玫等.2005.北京西山房山岩体岩浆底辟构造及其地质意义[J]. 地球科学――中国地质大学学报,30(3):298～308.

[3]王根厚,颜丹平,王果胜等编著.2006.周口店地区地质实习指导书.中国地质大学(北京).5～6.