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洋河盆地北缘断裂带的几何结构与构造变形

作　者: 周月玲
导　师: 尤惠川
学　校: 中国地震局地球物理研究所
专　业: 地球探测与信息技术
关键词: 洋河盆地北缘断裂带几何结构构造变形构造模式转换
分类号: P618.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

研究区位于北西西向张家口—渤海构造带与北东向山西断陷带的交汇/复合部位,具有复杂的大地构造、活动构造和地震构造特征。然而,受各种因素制约,研究区活动构造调查和研究比较薄弱,既不系统、也不深入,新生构造仍然是科学调查与研究的空白。因此,本文对洋河盆地北缘断裂带进行的构造地貌分析、几何结构与构造变形研究及构造转换模式讨论,具有重要的理论和现实意义。洋河盆地北缘断裂带是洋河盆地北部边界,呈锯齿状展布,从东到西可分为四段：张家口断裂、万全断裂、洗马林断裂、怀安盆地北缘断裂,全长140km以上,各断裂具有其独特的地质地貌特征和活动性。总体上,洋河盆地北缘断裂带由北西西、北东、近东西向三组构造组成,控制着盆地的发育与演化。结合前人调查和研究资料,本文综合运用地形地貌分析、地质调查、遥感解译、地球物理探测和年代测定等方法,详细分析了洋河盆地北缘断裂带的构造地貌特征,较为系统的研究了断裂带的几何结构和构造变形,讨论了构造变形转换模式,为该地区相关研究提供了较为系统的基础资料和构造模式的认识,取得的主要结果、结论和认识如下：①洋河盆地北缘断裂带是由一系列北西—北西西、北东—北北东及北东东—近东西向断裂组成,三组方向断裂互相交汇、切割和连接,从西到东为怀安盆地北缘断裂、洗马林断裂、万全断裂和张家口断裂。东部、中间为北西西向,西部为近东西向断裂,前两者为高角度北倾的逆左旋走滑断层,后者(怀安盆地北缘断裂中西段)是兼有左旋走滑分量的南倾正断层；三者之间为北东向正断层,倾向南东。②洋河盆地北缘断裂带在地质上造成了太古代/中生代地层与晚第四纪堆积的截然相接,在地貌上形成了低山/丘陵与冲洪积扇(盆地平原)的分界。总体上,断裂带的北西西—北西向断层以左旋走滑为主,北北东—北东向断层以高角度正断为主,第四纪期间持续活动,最新活动时代持续到晚更新世晚期或全新世。断裂的几何结构和空间展布及活动特征,显示出山西断陷带和张渤构造带的相互作用和变形转换。③张家口断裂控制了洋河盆地东段的北部边界,总体上呈北西西走向展布,由北西向和近东西向两组多条次级断层组成,长达70km,受到北西西向张家口—渤海构造带和北北东向山西断陷带的复合作用,是一条北西西向以左旋走滑为主的或正或逆的断裂,破碎带比较宽,为晚更新世晚期活动断裂,单条断层的平均垂直活动速率大于0.07～0.30mm/a。④万全断裂是万全盆地西北缘一条重要的地质地貌分界线,控制着本区的地貌发育和第四纪构造演化：西北侧抬升为低山丘陵,南侧下降成盆地平原或山间洼地。断裂东北端与张家口断裂相交,西南端与洗马林断裂相汇,总体走向北北东,长达15km,有南、北两段多条次级断层组成；多处可见断裂活动迹象,晚更新世以来单条断层的平均垂直活动速率为0.04～0.20mm/a。探槽揭露,万全断裂晚更新世中晚期以来发生过3-4次突发性近地表活动,错距大小不等(0.2-2m)。⑤洗马林断裂控制着怀安盆地的东北边缘,西北端止于北东向的怀安北缘断裂,东南端与万全断裂几乎直角相交,交汇处结构复杂,地貌变形特征表现清楚。洗马林断裂由四段北西走向左行次级断裂组成,也是怀安盆地东北缘重要的地质地貌分界线,东北侧为白垩纪砾岩山丘,西南侧为第四纪冲洪积扇。⑥怀安盆地北缘断裂为典型的山盆构造界线,控制着沿线地貌发育和地层分布,东段走向北东,中段和西段北东东—近东西走向,总体长约50 km,断裂两侧截然不同,北侧为变质岩山地,南侧为山前洪积扇,沿断裂发现多处高角度的错断晚更新世地层的正断层剖面,活动性较强,断面上留有断层活动的痕迹——镜面构造、擦痕,平均垂直滑动速率为0.21～0.22mm/a(方仲景等,1994)。⑦本区受北东东—南西西向挤压、北北西—南南东向拉张的构造应力场作用,断裂北西西向规模比较大,以左旋走滑为主,在北西西向断裂的尾部转为规模较小的北东向断裂的拉张,即北东向断裂为北西西向断裂的调节转换断裂,使得构造活动积累的应力不断的释放。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-10
第一章前言  10-21
  1.1 引言  10-11
  1.2 活动断裂和相关研究简要回顾  11-18
    1.2.1 活动断裂研究简要回顾  11-13
    1.2.2 活动断裂研究方法  13-18
    1.2.3 研究区相关研究历史和现状  18
    1.2.4 前人研究存在的问题  18
  1.3 论文选题的依据和目的  18-19
  1.4 论文的主要研究内容、研究方法、工作量统计  19-21
    1.4.1 主要研究内容  19-20
    1.4.2 研究方法  20
    1.4.3 主要工作量统计  20-21
第二章区域地质构造背景  21-36
  2.1 区域地质构造概况  21-25
    2.1.1 区域地层概况  21-24
    2.1.2 区域构造演化及岩浆作用  24-25
  2.2 区域新构造运动特征  25-31
    2.2.1 区域第四纪地层概述  25
    2.2.2 区域第四纪地层特征  25-29
    2.2.3 区域新构造单元划分  29-31
  2.3 区域主要断裂及其基本特征  31-36
    2.3.1 区域主要断裂分布特征  31-33
    2.3.2 区域主要断裂(系)简述  33-36
第三章断裂带构造地貌特征  36-54
  3.1 断裂带总体展布特征  36-37
    3.1.1 洋河盆地简介  36
    3.1.2 断裂带构造位置简介  36-37
    3.1.3 断裂带总体展布特征  37
  3.2 断裂带分段构造地貌特征  37-50
    3.2.1 张家口断裂  38-42
    3.2.2 万全断裂  42-44
    3.2.3 洗马林断裂  44-47
    3.2.4 怀安盆地北缘断裂  47-50
  3.3 断裂带附近年轻地貌及其形成年代  50-53
    3.3.1 黄土台地  50-51
    3.3.2 清水河阶地  51-53
  3.4 断裂带构造地貌基本特征  53-54
第四章断裂带的几何结构与构造变形研究  54-85
  4.1 张家口断裂的几何结构与构造变形  54-67
    4.1.1 高密度电法勘探剖面  54-57
    4.1.2 地质地貌特征  57-66
    4.1.3 小结  66-67
  4.2 全断裂几何结构与构造变形  67-76
    4.2.1 高密度电法勘探剖面  67-68
    4.2.2 地质地貌特征  68-73
    4.2.3 探槽剖面  73-75
    4.2.4 小结  75-76
  4.3 洗马林断裂几何结构与构造变形  76-79
    4.3.1 高密度电法勘探剖面(XML)  76
    4.3.2 地质地貌特征  76-78
    4.3.3 探槽剖面  78-79
    4.3.4 小结  79
  4.4 怀安盆地北缘断裂几何结构与变形特征  79-84
    4.4.1 地质地貌特征  79-83
    4.4.2 小结  83-84
  4.5 洋河盆地北缘断裂带几何结构与构造变形总结  84-85
第五章结论与讨论  85-94
  5.1 结论  85-89
    5.1.1 洋河盆地北缘断裂带的几何结构和构造变形的总体特征  85
    5.1.2 张家口断裂构造活动特征  85-87
    5.1.3 万全断裂构造活动特征  87-88
    5.1.4 洗马林断裂构造活动特征  88
    5.1.5 怀安盆地北缘断裂构造活动特征  88-89
  5.2 讨论  89-94
    5.2.1 洋河盆地及其附近地区构造应力场  89-92
    5.2.2 断裂带变形模式转换  92-94
参考文献  94-99
致谢  99-101
作者简介、科研实践及发表论文  101-102

洋河盆地北缘断裂带的几何结构与构造变形

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