湘西花垣_张家界逆冲断裂带地质特征及其控矿意义

湘西花垣)张家界逆冲断裂带地质特征及其控矿意义

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GEOLOGICALCHARACTERISTICSANDDEPOSIT-CONTROLLEDSIGNIFICANCEOFHUAYUAN-ZHANGJIAJIETHRUSTFAULT

ZONEINWESTERNHUNAN

杨绍祥 YangShaoxiang

地矿部湖南地勘局405队 吉首 416007

405BrigadeofHunanBureauofGeologyandMineralResourcesExplorationDevelopment,MGMR,Jishou 416007

摘 要 湘西花垣)张家界断裂带显逆冲压扭性,与其分枝断裂古丈)张家界断裂带关系密切,平面上在张家界市后坪复合,具有类似的地质特征。形成时代较古丈)张家界断裂带晚,时间上有先后及成生关系,向上呈叠瓦状,深部收敛在一起。具有明显的控矿作用。 关键词 逆冲断裂带 地质特征 湘西

Abstract Huayuan-Zhangjiajiefaultzoneshowingthrustandcompress-shear,hasacloserelationshipwithitsbranchfalut:Guzhang-Zhangjiajiefaultzone.OnPlane,theycompoundedatHouping,Zhangjiajiecity.Theyhavetheanalogousgeologicalcharacteritics.ItsformationtimeislaterthanGuzhang-Zhangjiajiefaultzones.Informedtime,theyhavetherelationshipoftheearlyorlateandorigin,upper,presentsimbricate,anddeep,doesconvergence.Ithastheobviousdeposit-controlled.

Keywords Thrustfaultzone,Geologicalcharacteristics,WesternHunan

本世纪70代年初,1B20万区域地质调查初步确定了花垣)张家界断裂带的存在。近年来,为寻找新的油气远景区而开展的专题地质调查,对这条断裂带又有了新认识。

1 概 述

花坦)张家界逆冲断裂带位于湖南省西部,在大地构造位置上,位于湘西北地体中部。以该断裂带为界,北部为扬子区,沉积了一套以碳酸盐建造为代表的地层,生物属华北型,南东为华南区,以碳酸盐岩、碎屑岩建造为主,生物群属华北)华南混合型。沿这条断裂带展布方向,布格重力异常图和航磁vT平面图上,重磁梯级陡变带明显,南东区重力值高,>-35@10-2

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m/s,区域磁场由零值逐渐升为10~20C。莫霍界面反映地壳厚度相对薄,<32km。北部区截然相反,重力值低,为-40~-70@10-5m/s2,区域磁场一片负值。莫霍界面反映地壳厚度>32km,为一陡坡带,磁性层深达38km,沿该断裂带深部显示凹槽。重磁资料表明,重力场反映了陡坡带两侧地壳物质密度的明显差异,两侧航磁异常正负分明,反映了该区的不同地质构造特征。1B20万化探资料也表明,Mo、V、Sb、Ag元素异常在该带南东侧呈长带状分布。因此,该断裂构造带的属性是壳断层。

X收稿日期:1997-12-17; 改回日期:1998-01-22

作者简介:杨绍祥,男,1956年生,大学文化,高级地质工程师,405队区调分队长,从事区域地质调查多年第2期杨绍祥:湘西花垣)张家界逆冲断裂带地质特征及其控矿意义

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花垣)张家界逆冲断裂带最突出的特征,是其分枝断层古丈)张家界断层亦向南西方向延伸(图1)。

2 主干断裂带地质特征

花垣)张家界断裂带(以下简称主干断裂带),走向40b~80b,长约200km,向西经茶洞进入四川,向东经花垣、保靖、泽家、马口、后坪、张家界市至慈利消失。其地质特征如下:

¹切割地层从寒武系中上统至奥陶系,以及少量白垩系红层;º走向变化较大,从40b~80b,呈一向北西凸出的弧形;»分枝断层多、断夹块多、被后期断裂切割特征明显;¼主断面倾向南东,倾角一般58b~85b;½主干压性特征明显,老地层普遍逆冲于新地层之上,断距约为500~600m。断裂带在不同地段的地质特征存在明显差异。

图1 湘西花垣)张家界逆冲断裂构造带地质简图

K 白垩系 S 志留系 I-0 寒武)奥陶系 Z 震旦系 Pt 青白口系 1 逆冲断层 2 逆掩推覆断层

2.1 花垣)泽家段

走向北东40b,倾向南东,倾角70b~85b。切割寒武系中上统娄山关组中下段、高台组和白垩系红层。破碎带宽25~30m,由构造角砾岩带、挤压破碎带及构造透镜体组成。角砾岩有两种类型,1为压性角砾岩,砾径多为0.2~0.4cm,大小均匀,次圆状~次棱角状,砾间由白云岩屑及白云石脉充填;2为张性角砾岩,砾径0.3~1cm不等,棱角状~次棱角状,大小混杂,砾间由岩屑及细角砾充填。角砾成份均为白云岩。白垩系砖红色中薄层泥质粉砂岩只分布于断层南东盘,沿断层呈条带状分布。破碎带中角砾岩带与挤压破碎带局部交互出现,但以压性构造形迹占主导。在断层北西盘的高台组灰色薄层泥晶灰岩夹页岩层中揉皱构造发育,牵引作用明显。因此,在南东盘向北西方向逆冲的过程中,造成地层断距500~700m。

切割主干断裂带的梁子山)大古山逆掩断层,走向北东25b~45b,在龙潭坪一带切割花垣98

湖南地质第17卷

)泽家段,与花垣)泽家段断裂呈10b~20b的夹角相交。该逆掩断层长约50km,倾向南东,倾角15b~75b。断面呈舒缓波伏,凹凸不平。破碎带宽5~8m,断层角砾岩的角砾细小,仅0.02~0.08cm,最大1cm,岩粉胶结,角砾成份为细晶白云岩和泥晶灰岩。破碎带中还可见中上奥陶统灰绿色瘤状泥质灰岩片理化,片理面产状90bN30b。片理化带宽0.3m,片理面上擦痕、阶步发育,且擦痕方向紊乱。南东盘的娄山关组下段岩层逆掩于北西盘的娄山关组中上段、奥陶系及志留系之上,水平推覆距离约2km。由此可见,花垣)泽家段具有多期构造作用叠加,逆冲与逆掩交织进行。2.2 泽家)马口段

长32km,走向北东50b~80b,倾向南东,倾角48b~78b。该段突出的特点是切割娄山关组、奥陶系灰岩形成狭长断夹块,其次是在南东盘相距1~5km处,分布一条与之近于平行的铜瓦溪)老鸦咀扭性正断层,其间的断夹块主要由奥陶系灰岩和少量娄山关组云岩组成。该段破碎带宽150~200m。角砾岩带中发育多组扭性节理,其上镜面、擦痕发育,扭性节理面产状为:170bN72b,95bN80b,165bN45b,常见大量近水平擦痕,节理面附近往往分布有糜棱岩。角砾岩的角砾成份以白云岩为主,灰岩次之,颜色多样,角砾呈次棱角状。角砾岩带中部的角砾细小,两侧的角砾稍大。胶结物为岩粉及方解石脉。破碎带两侧分布有大量破裂岩。断层南东盘逆冲于北西盘之上,力学性质以压性为主,并叠加有张性构造作用。

2.3 马口)后坪段

走向北东60b~80b,长26km。倾向南东,倾角70b。形成100~1000m的破碎带,主要由断夹块组成,在断夹块边分布有断层角砾岩。断夹块由娄山关组白云岩和奥陶系灰岩及少量志留系页岩组成。受构造应力影响,走向扭成与断裂带走向一致,而与两盘岩层走向截然不同。角砾岩带宽约30m。角砾成份为细晶云岩,砾径1~20mm,由岩粉、白云石细脉及铁质紧密胶结。近角砾岩带的两盘岩层揉曲变形强烈,压性特征明显,由南东盘向北西盘逆冲,断距约为500~600m。在接近与古丈)张家界断层复合部位,断距达1千余米。

2.4 后坪)慈利段

走向80b,切割寒武系中下统、志留系及少量震旦系、奥陶系、白垩系岩层。破碎带宽约40~80m。分布大量角砾岩、糜棱岩、碎斑岩、破碎岩、构造岩块及方解石脉和白云石脉。断面平直光滑,在海拔标高200m之下断层产状150bN60b,在此之上断层产状330bN78b。这一构造形迹在张家界市边岩采石场上十分清晰。在断面上见有断层泥和擦痕。从两盘的岩层来看,寒武系下统深色碳酸盐岩、泥质岩层直接与志留系灰绿色粉砂质页岩接触,断距>1500m。该段还控制了白垩系红层的分布边界。断面光滑,其上有水平擦痕,反映了左行扭动。综上所述,主干断裂带主体断面倾向南东,倾角较陡,由南东盘向北西盘逆冲,后期叠加有一些张性或张扭性构造应力作用。有关资料还表明主干断裂带还是一个重要的热流值高异常区及新构造活动带。它在喜山期的新构造运动明显,主要表现为澧水的基座阶地发育,南东盘不断上升形成高山,北西盘不断下降形成缓坡丘陵。沿主干断裂带及其断裂交汇处,曾发生多次地震并出现多处温泉。近期,在花垣、保靖、永顺等地主干断裂带上或其附近,曾发生过多次地裂及滑坡现象。

3 分枝断裂带地质特征

古丈)张家界分枝断层与主干断裂带不仅在空间上关系密切,而且在成因上存在联系。第2期杨绍祥:湘西花垣)张家界逆冲断裂带地质特征及其控矿意义

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分枝断层地质特征如下:¹切割地层青白口系到震旦系、寒武系;º南东盘分布青白口系、震旦系及少量寒武系下统,而北西盘多分布寒武系中上统、奥陶系;»破碎带宽达百余米,常见断裂夹块。角砾细而均匀。套角砾常见,挤压、揉皱发育,显示出多期次构造作用的叠加,压性特征明显;¼断裂面倾向变化较大,在海拔标高220~240m之上倾向北西,倾角一般70b~80b。在此标高之下,断面倾向南东,倾角50b~60b;½分枝断层对中上寒武统及奥陶系的岩相控制明显;¾分枝断层带北东方向构造作用强,向南西方向减弱至消失。分枝断层与主干断裂构造带的地质特征相似。从其切割地层、控相、破碎带显示的多期构造作用来分析,其形成时间较主干断裂带要早。

综上所述,古丈)张家界分枝断层表现为一条具压性,多期构造作用叠加的深大断裂。

4 主干断裂带与分枝断裂的关系

在平面上,主干与分枝断裂在后坪汇合后,继续向东延伸至慈利消失,二者之间夹角30b~40b,断裂带呈微向北西凸出的弧形。两条断裂带纵向上具有两次同向反转逆冲特征,呈叠瓦状收敛于深部,断裂带之间的断夹块向南西方向逐渐加宽,向北东方向变窄消失。主干断裂带断面倾向稳定,断距约500~600m,而分枝断层主断面呈一凸向北西的弧形,造成海拔标高230m上、下分别倾向北西与南东,断距1000~1500m。在时间上,分枝断裂的形成时间明显早于主干断裂带。在燕山早期,由于构造应力场的变化,使主干断裂带后期复合到分枝断裂带之上。

5 地质构造发展史

中元古代时期,主干断裂带两盘分属两个地质发展史不同的地质构造单元,北西盘为八面山中元古代地块,南东盘为江南中元古代地块。中元古代末的武陵运动,使江南中元古代地块向八面山中元古代地块缓慢俯冲,形成北西)南东向的挤压,造就了分枝断裂带的雏形,两个地块拼贴在一起,开始了青白口系的近滨)滨外浅水陆棚陆源碎屑沉积。

晚元古代中期的雪峰运动,使两个拼贴在一起的地块成为湘西北雪峰期稳定边缘型原地地体,并使该地体抬升为陆,遭受风化剥蚀,形成青白口系与震旦系之间的平行不整合接触。此后,从震旦纪到志留纪末,地处海相沉积环境,由于地块拼贴的余波一直在北西)南东方向的挤压作用,使该地区古地理环境不断发生变化,北东方向的水下隆起和坳陷更明显,使沉积发生分异,形成各种不同的岩相带122。在这个时期,分枝断裂带从未停止过活动,表现为同沉积断裂活动,尤其是在中晚寒武世,岩相分异更加明显,在加积作用下,北西盘的碳酸盐台地不断向南东方向扩展。

志留纪末期,发生了加里东运动,湘中地体与湘西北地体碰撞拼贴,使该地区上升为陆,结束了海相沉积历史,并发生了北西)南东向的水平挤压,分枝断层再次复活,使南东盘向北西盘逆冲,断距增大。

加里东运动后,该区隆起成陆,从泥盆到侏罗纪,长期处于风化剥蚀状态。印支)燕山早期,由于湘中地体向湘西北地体再次俯冲,形成该区的北西)南东向挤压应力场,使南东盘向北西大规模逆冲,不仅使分枝断层再次活动,而且形成了花垣)张家界逆冲断裂带。

到了燕山中期,由于受太平洋板块对华南板块俯冲的影响,使该地区再度发生北西)南东方向的挤压,并伴之有水平方向的牵引作用,同时还切割了白垩纪形(下转第104页)

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湘中地区风化剥蚀作用较强,植被与覆盖发育,成为金矿床中逸出汞气的良好保护层。找矿实践表明,只要测定出土壤中的气汞高含量或异常,就预示着深部有微细粒浸染型金矿的存在(见图3)。因此,气汞异常是湘中地区寻找该类型金矿的有较找矿标志。

7 后 记

湘中地区处于华南褶皱系与扬子地台接壤部位,区内总体为/三窿夹两盆0(芙蓉隆起、白马山)龙山隆起、越城岭隆起夹涟源盆地、邵阳盆地)构造格架,北东向及北西向深大断裂发育,中酸性岩浆活动比较频繁,地层岩性组合亦较复杂、金矿的找矿潜力较大。由于微细粒浸染型金矿隐蔽性大,工作中需要不断更新观念,不断总结提高,以适应找矿新形势的要求。湖南金矿欲取得找矿重大突破,湘中地区找金必须在微细浸染型金矿上下功夫,才能取得突破性进展。

本文的撰写得到了钱惠林高级工程师的热心指导,在此表示感谢。

(上接第99页) 成的山间陆相红色磨拉石建造,基本上定型了主干逆冲断裂带和分枝断层叠瓦式的反转逆冲压扭性构造。

6 断裂构造带的控矿意义

主要表现在三个方面:

(1)受该断裂带的影响,湘西北的镍钼钒磷硒等沉积型矿产,集中分布在该断裂构造带南东一带,其中有天门山镍钼磷矿,后坪硒矿,黄洞钒矿等。

(2)铅锌等低温热液矿产,沿该断裂带零星分布,但在保靖一带分布较为集中,形成规模不小的铅锌矿带。

(3)在该断裂带北部及主干与分枝断裂之间的断夹块地区,形成有面积大,强度较高的烃类异常。在这些地区,震旦系上统及寒武系下统黑色炭泥质粘土岩埋深较大,储油气岩层发育,盖层厚,构造封闭性好。两条深大断裂的长期活动,提供了生油层中有机物质向石油、天然气转化的温度和压力条件,是寻找海相石油天然气的有利远景地区。

参考文献

1 湖南省地矿局.5湖南省区域地质志6.北京,地质出版社,1988

2 杨绍祥等.5湘西北1B5万大庸四都坪幅早寒武世等深岩和风暴岩的发现及其环境分析6.湖南地质,1996(1):15