主要地质构造特征

1.褶皱结构

褶皱构造主要形成于中生代挤压造山阶段。此时的构造环境与美国西部弧后挤压区非常相似,即岩石圈板块应力转移形成的构造现象。由于基底块体的挤压,上盖层在隆起顶部产生“褶皱隆起”,断层发育,块体破碎剥蚀严重。但由于基底硬化程度和盖层沉积厚度的差异,特别是不同地方应力的大小和方向不同,各地的变形特征也不同。这一构造作用在太行山区发育了北东向雁列褶皱带,在华北裂谷带主要形成了北东向右旋雁列短轴背斜和大型向斜。总的来说,太行山区褶皱发育强度由北向南有减弱的趋势,太行山南缘褶皱两翼倾角一般小于15,褶皱剖面形态极宽平缓。

云台山地质公园位于区内任村-上八里复式背斜的西翼。任村-上八里复背斜南端隆起较大,轴向为65,438+00° N ~ 65,438+05° E,向北略倾。两翼为太古界盖层沉积岩系不整合,岩层倾向东西,倾角5 ~ 65,438+05。该区地层总体倾角平缓,大部分呈起伏状起伏。

2.断层结构

宏观上,区内的深大断裂构造可分为两组:一组位于华北裂谷西侧,另一组位于裂谷过渡带的北缘(图2-1)。华北裂谷西侧的断裂带包括任村-西平罗断裂、青阳口断裂和邢台-安阳-新乡深断裂。其走向为北北东向,构成华北裂谷带和太行山隆起带的分界线。断裂带形成于中生代,早期表现为逆断层性质。延伸至古近纪使其再次开裂,从而形成上盘向下滑动的正断层,一般落差1500 ~ 2000m,最大落差5000 ~ 6000m,新生代玄武岩沿断层喷发。

裂谷过渡带北缘的断裂带以焦作-商丘深断裂带为代表。焦作地区走向近东西,新乡以东向西北-东南偏转,剖面向南倾斜,为高角度正断层,向南倾斜。断裂带垂直落差西小东大,一般为1000 ~ 2000 m,最大可达6000m m,东部分布有喜马拉雅期玄武岩、安山岩和酸性火山岩、燕山期花岗闪长岩和辉长岩,是一条长期活动的切壳断裂。

3.不要集成接口

不整合界面是区域构造变形的重要表现之一,它表明一个地区的上、下地层之间存在沉积间断和生物演化间断,是地壳运动的反映。角度不符合界面,上、下两套地层之间不仅存在明显的沉积不连续,而且两套地层以一定角度相交,反映了下伏地层形成后该区发生了构造运动和剥蚀,构造运动引起的构造变形造成了下伏地层的倾斜和褶皱的发生。云台山地区发育的不整合界面主要有中元古界蓟县系云蒙山组与太古界的角度不整合界面(图2-2)、寒武系与云蒙山组的平行不整合界面、中奥陶统与寒武系的平行不整合界面、石炭系与中奥陶统的平行不整合界面。

4.典型的构造变形痕迹

(1)故障

根据断层走向,云台山公园有四组断层,每组断层的走向也不同。比如第一组是南北向断层,另外还有南北向、北北东向、北北西向断层;第二组是东西向断层,但也有东西向、东北-东向和西北-西向断层;第三组为NE向断层;第四组为北西向断层。

图2-1云台山及周边地区断裂构造示意图

图2-2中元古界云蒙山组(Pt2y)与太古界(Ar)(云台山公园红石峡)之间的角度不整合界面

南北向断层群:青天河地区和老潭沟地区南北向断层发育良好,但往往不形成连续的“大”断层,多为小而密集的“断裂带”。

云台浦田断裂:分布在老坛沟一带,形成一组平行分布的断裂。所有断层均为南北走向,断面垂直平坦。两侧地层交错,西板块上升,东板块下降,落差一般小于10 m,云台浦田崖由完整的断崖组成(图2-3)。

图2-3云台浦田断层

青天河断裂:青天河地区虽然没有连通性好、规模大的断裂,但青天河峡谷的发育明显受南北向断裂控制。由于一系列断距较小的断层相互作用,河谷两侧地层明显错动,并沿断层被水冲刷形成深谷。

北北东向断层:在枫林峡地区表现为特征,一系列小断层形成北北东向延伸的“断裂带”,控制枫林峡整体延伸方向。山谷两壁的断层很明显。

东西向断层群:主要分布在北部中山地区和西部山前地区。断层特征基本一致,近东西走向,断面向南陡,南降北升,为正断层。主要有盘古寺断裂、凤凰岭断裂和黑龙王庙断裂。

盘古寺断裂:分布在园区南部,是焦作-商丘断裂带在该区的表现,是一条隐伏断裂。断层近东西走向,向南倾斜,倾角60° ~ 70°,断距可达1500米。断层南部板块下降,北部板块上升,形成了山地与平原的分界线。

凤凰岭断层:分布于公园南部,为盘古寺断层的次级断层,近东西走向,倾向南方,由一系列正断层组成,东部为隐伏断层,最大断距260米

黑龙王庙断层:分布于园区东北部,总体呈东西向分布。断层走向为向南凸的弧形,剖面略向南倾斜,倾角近垂直。它是一条正断层,南坡向下,北坡向上。北部盘区出露蓟县云蒙山组,南部盘区出露中上奥陶统马家沟组(图2-4),落差200 ~ 700米..

断层南部还发育一系列向南陡倾的次级断层,形成阶梯状断层群。

除上述大断层外,其他地区,尤其是园区南部,还有许多规模较小的近东西向断层。由于受焦作-商丘断裂带影响明显,多为南壁下降的正断层,造成地势北高南低。

北东向断层群和北西向断层群:主要分布在园区东南部的中低山丘陵地带,形成西北高,东南低的阶梯状地貌特征。该组断层众多,密集发育,总体走向为东北,但多为平缓波状,弧顶向西北突出。断层倾角既有东南向,也有西北向,剖面形成Y型组合。东南倾向是主断层,西北倾向是次级衍生断层。倾角60° ~ 70°,为下盘下降的正断层。该地区地层倾角一般在20°左右。

图2-4黑龙王庙断层

(2)张力区

是多向密集小断层的综合表现。从地质学上讲,断层效应是由密集的小断层分割的岩块(体)沿断层面发生伸展崩塌、塌陷、滑塌,* * *一起形成宏观的张性破碎带(图2-5)。同时,由于不同地段不同方向断层发育强度的差异,张性破裂带在不同地段也表现出不同的延伸方向。这个宏观张力带控制着公园内峡谷的形成和分布。

图2-5断层沿线地层坍塌(檀浦峡)

(3)解理带和密集节理带

劈理带和密集节理带的区域分布特征不均匀,其发育受三方面因素制约:一是太行山隆起、华北裂谷带和裂谷过渡带相对升降过程中应力传导不均匀;第二,断层作用的影响;第三,因为衬底的顶面是凹凸的。这些因素的相互作用使得解理区和致密节理区在适当的截面上分布不均匀。该区一般有三种分布形式。第一种是自主开发(图2-6)。第二类与断层相邻或距断层一定距离发育,其产状与断层基本一致(图2-7);第三种在断层末端沿走向延伸,是断层死端的表现。

图2-6卵裂带(红石峡)独立发育。

图2-7断层旁的劈理带(红石峡)

它们从两个方面控制着云台地貌的形成:直接崩塌、崩塌、滑塌形成长墙;或者为水流的追踪和切割创造一个构造脆弱带,形成深谷,如紫芳湖谷。

(4)区域节理

园区内主要有三组区域节理,即近南北向、近东西向和东北向。其中近南北向和近东西向两组最为发育,几乎垂直相交。红石峡一组走向约355,另一组走向约100(图2-8),节理间距5 ~ 10 cm。小寨沟一组走向约355,另一组走向约100(图2-9),节理间距10 ~ 15 cm。两组节理面平直,延展性好,一般形成棋盘状节理组合,在园区内广泛发育。控制云台地貌主要有三个阶段:第一阶段形成桌山;第二阶段,谷的两壁边缘凹凸不平,呈犬齿状;第三阶段,由于下部的侵蚀,岩块自下而上掉落,形成瓮谷。

图2-8红石峡节理统计极图(A)和玫瑰图(B)(共统计56个节理)

图2-9小寨沟节理统计极图(A)和玫瑰图(B )(共统计48个节理)