對銀川盆地地質構造演化特征探討

論文類別:理學論文 > 地質學論文
論文作者: 未知
上傳時間:2008/9/6 9:12:00

摘 要:銀川盆地總體走向北北東向,為一夾持在賀蘭山與鄂爾多斯盆地西緣斷褶帶之間的斷陷盆地,是在賀蘭构造帶的基礎上演化形成的地塹式盆地。從三疊紀開始,由於阿拉善地塊向東逆沖,形成贺蘭山山前拗陷盆地和內陸盆地,侏羅紀末燕山運動,使現今賀蘭山和銀川地塹一起擡升,形成“銀川古斷隆”,漸新世“銀川古斷隆”開始解體,第三紀末銀川盆地持續斷陷,受青藏高原隆升朝北東方向擠壓影響,銀川盆地南部第四紀斷裂邊界開始活躍,從而加劇了銀川盆地縱向斷層的垂直斷陷,基本形成了銀川盆地同兩側地塊明顯分異的地貌格局。
关鍵詞:寧夏 銀川盆地 地質構造 演化特征

  笔者在開展新一輪地質大調查項目--1:25萬銀川市幅區域地质調查時,針對銀川盆地的地質構造及演化特征進行了專題研究,在資料收集、分析和野外實地勘查的基礎上,對其沈積特征、構造特征、構造演化歷史有了一個比較系統、完整的認識,現論述如下。
1 概 況
銀川盆地南起青銅峽,北至石嘴山,西依賀蘭山,東靠鄂爾多斯盆地西緣,南北長165km,東西寬42—60km,總面積7790km2,銀川盆地在地質構造上被稱為“銀川地塹”[1]。地質歷史時期银川盆地經歷了多次拉張與閉合過程,並伴隨著一系列巖浆活動,特別是新生代時期受青藏高原擡升的影響,構造應力場發生了與中生代末截然相反的變化,由中生代末的NW—SE向擠壓應力場轉變為新生代的NW—SE向拉張應力場,在“古賀蘭山”基礎上沿先形成的NNE向斷裂破裂分化,盆地深部上地幔物質上湧和地殼減薄過程,加劇了盆地的拉張斷陷作用,堆積了厚達7000余米的新生界沈積物[2]。
2 沉積特征
銀川盆地及其周邊出露地层自老而新有太古界、元古界、古生界的寒武系、奧陶系、泥盆系、石炭系、二疊系,中生界的三疊系、侏罗系、白堊系及新生界的古近系、新近系、第四系。
盆地基底地層由古生界和前古生界組成,在永寧一帶可能還有中生界侏羅系、白堊系分布;盆地基底呈南北高、中部低的船形,被銀川斷裂和芦花臺斷裂分割,形成 “二坡夹一凹”的構造格局。盆地中心位於平羅、賀蘭、銀川、永寧一帶,最深部位大體位於平罗 — 姚伏 — 銀川一線以西及永宁、靈武之間的斷陷處,在縱剖面上由平羅往北和由永寧向南又呈斷階狀擡升。整個盆地為一東緩西陡的“向斜盆地”。
基底起伏決定了第四系的沈積輪廓,在平羅 — 姚伏、銀川地區、永寧 — 吳忠中間第四系厚度超过1600m,向平原邊緣沈積厚度迅速減薄(圖1)。中部凹陷區是盆地內基底沈降最深、最快、新生界沈積最厚的区域,且具有眾多次级凸起與凹陷構造。
銀川盆地地表第四系分布廣泛。據鉆孔資料銀川盆地新生界沈積厚度約7000余米,沈
表1 銀川盆地新生代沈积厚度表(鉆孔資料)
層位 銀參1井
(平羅縣) 銀參3井
(賀蘭縣) 銀參2井
(吳忠市)
第四系 1605.65 1004.5 144.15
上新統 201.5 821.5 745
中新統 900.5 1713.44
(未完)
漸新統 647.9
(未完) 1093.5
降速度為0.1—0.17毫米/年,其中第四系最大沈積厚度達1600m以上(表1)[3],沈積物以沖積、沖湖積、洪積為主,另外还有沖洪積物、風積物、湖沼沈積物。洪積物在賀兰山東麓最發育,前緣有一條明顯的粘性土細粒帶。沖積物、沖湖積物在青銅峽峽口為卵砾石相, 向下遊漸漸過渡为中細砂和粉細砂夾粘性土,越往下遊粘性土層數增多,厚度增加。
3 構造特征
銀川斷陷盆地东面以黃河斷裂與鄂爾多斯地塊相接;西邊為賀蘭山東麓断裂帶與山體過渡相連;南界斷裂北西走向,位於牛首山東北麓;北緣被石嘴山南一組隱伏斷裂所控制。盆地中斷裂发育,基底構造復雜,新生界沈積厚度大,整體構造概貌為中部斷落較深,向兩側以斷阶狀或斜坡狀擡升,呈西陡東缓的巨大的寬緩向斜形態。
銀川盆地總體呈北北東向走向,但在甘溝至橫城一線以南轉為北北西走向,因而盆地略顯向西凸出的弧形,大致以該线為界分為南北兩部分,北部稱“銀北凹陷”,南部稱“靈武凹陷”[4]。
“銀北凹陷”劃分為三個亞一級的構造單元
1、凹陷區:地處蘆花臺斷層與銀川斷层之間的廣大地區,长90km,寬5-20km,近北東走向。該區具有凹陷深、沈積厚、局部構造發育的特征,並且形成隆凹相間的三凹兩隆構造。自北向南依次為平羅北、常信和銀川北三個次級凹陷,其間是兩個隆起。基巖埋深由南向北有依次加深的趋勢,平羅北9000m以上,常信8500m,銀川北6700m。
免費論文下載中心 http://www.hi138.com 2、斷階斜坡區:位於中部凹陷區以東,走向與区域走向一致,寬15-25km,被北東向斷層切割,自東向西依次錯落,形成西傾斷階斜坡。基巖埋深1000-6000m。區內斷层較發育。
3、斜坡區:位於中部凹陷區以西,为一近北西走向狹窄的北東傾斜坡,寬5-11km。構造梯度自南向北變小,由250m/km至110m/km。基巖埋深300-4700m。目前尚未發現局部構造顯示,僅在南部和北部發育了少量斷層。
“銀北凹陷”基底巖性在平羅以南推断為下古生界及前古生界;平羅以北除有下古生界外,東部和北端可能為石炭系和二疊系。
“灵武凹陷”劃分為三個亞一級構造單元:永寧隆起帶、靈武淺陷帶和南翼斜坡帶。
“靈武凹陷”與“银北凹陷”對比有兩個明顯的变化或特點,一是區域構造方向變為北西走向,自北而南分為永寧隆起帶、靈武淺陷帶和南翼斜坡帶;二是沉降幅度小,第四系厚度144.15m,第三系厚1838.5m,基底為奧陶系。
盆地內新生界厚度變化受基底構造的控制,最大厚度可達7000m。基底凹陷中心與沉降中心相吻合,新生代有靈武、銀川北、平羅三個較深的沈降中心,銀川北沉降中心是古近—新近紀沈降最深部位,總體上盆地內古近—新近紀沈降中心靠盆地西側,且北部厚於南部。第四系厚度達2000m,盆地內沈降中心從古近—新近紀到第四紀,由南向北遷移。新生界在盆地南北兩端較薄,南端吳忠南第四系厚147m,北端的石嘴山石炭系和二疊系甚至出露地表。
盆地內一系列傾向相同的北北东向正斷層,斷層面向盆地中心陡傾,致使盆地呈“階梯”狀斷陷,使地層逐級由兩側向中心錯落,形成階梯狀地層結構(圖2-F)。
4 構造演化歷史
銀川盆地是在賀蘭構造帶的基礎上演化形成的地塹式盆地。賀蘭構造帶从中元古代到新生代經历了多次拉張與閉合的構造演化,使其經歷了上升或下陷過程[5][6]。由於均衡調整,地塹發育地區地殼厚度減薄與張裂,地幔上拱,形成地幔隆起帶。為了更好地認識銀川盆地深部地質構造狀况和發展趨勢,現將其演化歷史分為如下4個階段(圖2):
1、中元古代—早古生代拗拉槽
發育階段:這時的应力場為近EW向,沿被動大陸邊缘形成張性斷裂(圖2-A),由於地幔上拱,沿著斷裂常有基性巖漿熱活動,所形成的盆地內充填了濱海碎屑巖和碳酸鹽巖,局部見到基性火山巖。晚期加裏東運動使賀蘭拗拉槽應力場變為EW向挤壓(圖2-B),中奧陶世该地區上升與鄂爾多斯地塊一起遭受剝蝕,拗拉槽內仅發現小型的巖株和巖脈。
2、晚古生代复活階段:受秦、祁海槽向東北方向碰撞,沿早期賀蘭拗位槽的古老斷裂再次拉開形成碰撞裂谷帶(圖2-C),晚古生代的沈陷深度已大不如前,盆地內充填了海陆交互相含煤建造和陸相碎屑岩建造,這時上地幔的埋藏深度要比兩側被動大陸要淺,因海西運動在本區較弱,巖漿活動微弱,只在賀蘭山、桌子山等地有一些小型基性巖脈侵入。
3、中生代山前拗陷和內陸拗陷盆地階段:從三疊紀開始,由於阿拉善地塊向東逆沖,形成賀蘭山山前拗陷盆地和內陸盆地,如鄂爾多斯及西緣盆地和賀蘭拗拉槽內的山間盆地,充填了巨厚湖泊、湖泊三角洲、河流及沖積扇沈積,侏羅紀末燕山運動,使现今賀蘭山和銀川地塹一起擡升,形成“銀川古斷隆”(圖2-D)。銀川地塹擡升最高並向賀蘭山逆沖,導致局部地區地層發生倒轉,構造形變證明本區中生代處在NW—SE方向擠壓应力場,在三疊紀末,伴隨著印支運動的發生,在賀蘭山北段阿拉善左旗古拉本大嶺子一帶分布噴發基性玄武巖。
4、新生代裂陷階段:從漸新世開始,中生代末擠壓形成的“銀川古斷隆”開始解體,從隆起的軸部沿襲擠壓斷裂帶張裂下陷(圖2-E、圖2-F)造成幅度甚大的差異升降,並隨时間發展沈降逐漸向西部擴展。第三紀末銀川盆地持續断陷,西側盆地邊界已基本擴展到賀蘭山東麓。受青藏高原隆升朝北東方向擠壓影响,銀川盆地南部第四纪斷裂邊界開始活躍,從而加劇了銀川盆地縱向斷層的垂直斷陷,基本形成了銀川盆地同兩側地塊明顯分異的地貌格局。
5 結 論
銀川盆地總體走向北北東向,為一夾持在賀蘭山與鄂爾多斯盆地西緣斷褶帶之間的斷陷盆地,是在賀蘭構造帶的基礎上演化形成的地塹式盆地,盆地基底地層由古生界和前古生界組成,盆地內新生界沈積厚度巨大,可分為北北東向的“銀北凹陷”和北北西向的“靈武凹陷”,略顯向西凸出的弧形,橫剖面上表現為中部斷落較深,向兩側以斷階狀或斜坡狀擡升,呈西陡東緩的向斜構造形態。其演化歷史經歷了四個阶段:1、中元古代—早古生代拗拉槽發育階段,2、晚古生代復活階段,3、中生代山前拗陷和內陸拗陷盆地階段,4、新生代裂陷階段。受青藏高原隆升朝北東方向擠压影響,銀川盆地發生北西—南東向的裂張,邊界斷裂與盆內縱向斷裂持續斷陷,形成了現今銀川盆地的地質構造格局。

參考文獻


[1] 林暢松,等. 賀蘭拗拉槽盆地充填演化分析. 北京:地質出版社,1995
[2] 周特先,姚茂文,王 利,等. 寧夏構造地貌. 銀川:寧夏人民出版社,1993
[3] 寧夏地質礦產局. 寧夏回族自治區區域地質志. 北京:地質出版社,1982
[4] 李清河,等. 鄂爾多斯西緣與西南緣深部結构與構造. 北京:地震出版社,1999
[5] 李天斌,孟 方,王美芳等.寧夏中西部香山__天景山地區逆沖推覆構造的特征及演化.地質通報,2005,24(4):309—315 免費論文下載中心 http://www.hi138.com
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