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user: 4. 阳原–蔚县地区盆–岭构造 从区域地质构造特征来看，中生代以来，包括泥河湾在内的阳原–蔚县地区经历了大幅度抬升，到晚更新世中、晚期，阳原–蔚县盆地东部构造抬升，桑干河和壶流河强烈下切；晚更新世末期，泥河湾古湖被断裂切割，湖水经石匣东部的峡谷东流外泄，内陆水系改变成为外流水系。桑干河向东流入涿(涿鹿)怀(怀来)盆地与洋河汇流，阳原–蔚县盆地现代水系格局基本形成 [ 5 ] [ 6 ] 。 200万年以来，以泥河湾盆地为代表的阳原–蔚县地区曾经历了多次温暖湿润古湖泊环境与短时期的寒冷干旱环境的交替，特别是持续时间较长的温暖湿润阶段，为植物的生长和动物的繁衍创造了条件；晚更新世以来该区逐渐转变为环境恶劣的丘陵地带。显然，如此巨大的生态环境演化过程与泥河湾盆地的构造演变有着必然的密切联系。探讨泥河湾盆地之深部构造演化，则应该与其深部过程——地幔热柱、幔枝构造的形成与演化联系起来。 华北东部地区构造演化分析表明，中生代中晚期以来，在深部大同地幔热柱上涌的影响下，阳原–蔚县地区经历了燕山中期的大规模隆升®燕山晚期的差异升降活动®喜山早期中心区的热减薄断陷®喜山晚期的区域性凹陷作用，最终形成了具有代表性的、独特的地质构造格局。 自晚新近纪以来，盆地曾发生过两期玄武岩浆喷发：第一期在上新世三趾马红土形成之前，由于区域性断裂的深切，引起上地幔融熔物质上升，最终导致玄武岩喷发，在阳原县北部灰泉堡一带可以看到分布面积约占100 km 2 的玄武岩，多呈气孔状构造，气孔往往被石英充填，呈杏仁状；第二期玄武岩喷发主要集中在东井集以西，玄武岩多覆盖于早更新世湖相地层之上，晚更新世黄土之下，在桑干河强烈下蚀作用下多形成峡谷。另外，泥河湾地区频繁发生地震活动，也可以认为是泥河湾地区深部岩浆活动的重要表现形式之一。 上新世末至第四纪初，区域构造应力场发生较大变化，导致山西中部地区在持续隆起的基础上发生伸展裂陷，并逐渐扩展形成一系列呈北东东向张裂型断陷盆地。沿北北东向串联组合成独具特色的汾渭裂谷系。北段大同裂陷槽亦逐渐向北东东向延展裂陷，奠定了阳原–蔚县地区的盆–山构造格局。其构造形式多表现为掀斜式断陷特征。盆地的形成主要受北侧熊耳山山前断裂控制，断裂沿山前展布，往往成为盆地与山岭的分界线。断裂亦可以山前断裂为主，并发育多条断裂呈阶梯状展布，每条断裂的断距不一定大，但是若干条断裂组合成阶梯状断层组顺序下滑，其总体规模还是较大的(图2)；而盆地南缘断裂则往往呈铲状特征，以六棱山北缘断裂为例，它明显控制着盆地南部的盆–山界线，也具有上部断裂倾角较陡，往深部逐渐变缓，多条断裂组合成带的特征。甚至在盆缘较厚黄土发育的部位亦可形成阶梯式断裂组合。断距较大的黄土地带也可形成较为明显的断裂三角面(图3)。 显然，阳原–蔚县裂谷的形成亦受着深部地幔隆起与浅部拗陷裂解的控制，区域上隆起与拗陷相间有序地排列，耦合成盆地–山岭组合构造；而阳原–蔚县地区新生代沉积层的展布与沉积厚度则能够反映深部区域变形的强度，如阳原–蔚县地区形成三山夹两盆的构造格局，就是该区强烈构造变形并经风化剥蚀所雕琢的结果，且使山岭发育成北老南新的掀斜断块式隆起，盆地呈北浅–南深的掀斜式断陷盆地。 4.1. 熊耳山断块隆起区 熊耳山断块隆起区位于阳原县北部山前断裂带以北，总体呈北东向–北东东向分布。区域构造上处于山西地块的边缘。 图2. 熊耳山西段灰泉子山前断裂剖面 图3. 六棱山北坡天(镇)–走(马驿)线联合剖面 自古生代以来，地块长期处于缓慢的间歇性隆起状态，且长期遭受风化剥蚀。在隆起的轴部广泛出露有太古宙基底片麻岩系，仅在东南部尚留元古宙部分地层出露。缺失古生代、中生代地层。在熊耳山断块的西段出露有较大面积的中新世(汉诺坝)玄武岩。可见多层溢流状玄武岩、集块岩、角砾岩。其间还夹有厚薄不等的砂砾石层。这表明该区的玄武岩具有多旋回喷发的特征。 4.2. 六棱山掀斜断块区 六棱山掀斜断块位于阳原盆地的南部，六棱山北坡断裂带(油房断层)与南坡山前断裂带之间的断隆地块就是六棱山掀斜断块隆起区。该地块呈NE-NEE向延伸。断块长约50 km，宽约20 km。 所谓掀斜断块隆起区是指抬升的地块具有一定角度的倾斜，以六棱山掀斜断块为例，隆起区的北部多出露有太古宙片麻岩系；向倾斜方向的中部往往盖有中元古界高于庄组白云岩或灰质白云岩，或雾迷山组燧石条带白云岩；其上则盖有早古生代寒武纪和中生代侏罗纪地层，部分地段还夹有侏罗纪煤系地层。表现出六棱山隆起断块区的地层总体是向SE方向缓倾斜，总体是由老至新表现为由北西向南东方向展布，总体由NW向SE方向，地层由老至新展布，依次出露太古宙变质岩系–中元古代碳酸盐岩–古生代碎屑岩、碳酸盐岩–中生代碎屑岩系。这些地层依次斜列堆叠构成掀斜断块。 六棱山长期缓慢抬升并遭受剥蚀，缺失古近纪地层。基岩面上多直接覆盖有厚度不等的第四纪河湖相及黄土状坡积物。根据基岩的新老关系和同一岩层的出露高度，亦表明断块北部上升幅度大于南部，说明断块隆起时发生了一定程度的掀斜运动，大部分地层向南掀斜10˚~30˚。断块中尚有一系列次级北东向断裂，致使红崖村、西窑子头及张李堡一带的基岩和上新世地层出露于地表。 4.3. 蔚县大南山断隆区 蔚县大南山隆起区系指大南山(北缘)山前断裂以南的隆升区。沿断裂可见多处壮观的断层三角面。由于断层切割，可在不同高度出露下更新统泥河湾组、上更新统、全新统冲洪积砂砾石层和马兰黄土，同时在下部陡坎上还可观察到被断层错断的基岩露头。多处可见第四纪松散沉积物直接覆盖在山间谷地的基岩之上，表明本区自中生代以来，一直处于隆起状态。在某些山地顶部还保留有古近纪时期形成的夷平面，并残留有红色风化壳。 第四纪以来，由于大南山断块抬升过程中受北西向断裂活动的影响，致使夷平面解体，出现不同地段不同高程上的差异沉积，如小五台山已经高达2743 m，其它地区则多低于2000 m。 蔚县大南山隆起区亦有与六棱山相类似掀斜特征，自北向南分别出露有中元古蓟县系雾迷山组碳酸盐岩；古生界寒武系碎屑岩、碳酸盐岩；侏罗系碎屑岩等岩系。地层产状亦以中–小角度向南–南东倾斜为主，也可见有些构造部位发育有同向拆离滑脱带。因此，蔚县大南山隆起区的掀斜断块特征亦较为明显。 4.4. 东部石匣断块隆起区 石匣断块隆起区位于阳原–蔚县盆地的东部，受NE向断裂的影响，南北向差异升降明显，北部形成深井盆地，南部形成石匣山地。 该区新生代以来一直隆起并遭受剥蚀，使大范围基岩直接裸露地表。上新世三趾马红土层在石匣山麓带及王家贝–栗家湾一带仍有一定范围的残留。在姜家壤附近(标高约1000 m)出露有湖成砾石层。穿越石匣山地的桑干河两岸普遍发育有5~6级河流阶地，最高阶地高出谷底约100 m，表明该区山区隆升、河流下切的幅度可观，成为泥河湾古湖泊之水外泄的主要渠道，也是阳原–蔚县地区快速差异升降的主要特征，地形地貌很快形成山岭–盆地的重要证据。这也表明地壳深部的地幔柱活动相当强烈，不仅导致汾渭裂谷的快速形成，同时也是该区强烈构造运动的深部驱动力。 4.5. 泥河湾–阳原断陷区 泥河湾–阳原断陷区位于阳原县北部熊耳山山前断裂，与阳原南部六棱山山前断裂之间的断陷盆地中，呈NE-NEE向延展，并具西宽东窄的形似喇叭状。自晚新世中、晚期开始断陷，在山麓地带堆积了坡洪积相的三趾马红土层。自晚新世末至更新世初，在盆地持续断陷作用过程中，断陷较深的区段逐渐积水成湖，茂盛的植物亦快速繁衍扩展，同时也为动物的集聚、繁衍创造了必要的生存条件。 早更新世至中更新世，伴随着泥河湾–阳原断陷的进一步扩大，泥河湾湖泊的扩展也达到了极盛时期，不仅湖泊面积迅速扩大，而且快速堆积了厚层的河湖相沉积物。沉积中心在东城至浮图讲附近，地层厚达500~600 m左右，往东至化稍营一带减少到300 m左右，再东到石匣地区则仅剩不足100 m。很显然，湖盆的深度变化和沉积物厚度的变化，甚至沉积物的物源成分变化均主要受古地形地貌的控制和新构造运动的改造。 根据沉积地层及岩相古地理分析，泥河湾盆地下部主要为砂砾石及含砂砾透镜体的亚沙土层沉积，表明湖水较浅；中部为细粒相的粘土、亚粘土及粉砂土互层，水平层理较为发育，表明泥河湾湖泊水位在加深，面积在扩大，沉积物逐渐变细，沉积结构构造更加明显；泥河湾上部沉积物则主要为砂、亚砂土、砂砾层和钙质胶结的砂岩层，部分层位夹有较薄的石膏层，表明泥河湾湖水在深度上和面积上均有较大的变化。当然，区域性大周期的环境演变也夹杂着若干个局部性的小周期的变化。 上述沉积层具有明显的沉积韵律，表明在断陷盆地的发育过程中，应该是边断陷边沉积，而新构造运动的性质则以持续的断陷为主，兼(间)夹有明显的上下振荡；中更新世以后，湖水面积明显的缩小，只在虎头梁及许家窑一带地势低洼处呈若干个浅水湖泊存在。这可能表明东部石匣一带的断裂活动已经在湖泊东部打开了泄水通道，泥河湾湖水面积在急剧缩小；晚更新世时，在深部机制控制下，由于山区渐次抬升，湖水逐渐干涸，并渐渐被黄土层覆盖。这时，河流仍较为发育，随着河流的不断下切，逐渐形成了桑干河两岸的1~3级阶地，说明本区新构造运动仍在强烈活动，并且多表现为较强的上下震荡。 4.6. 蔚县盆地断陷区 断陷区展布范围位于蔚县外围，蔚县–桃花堡断裂带与蔚县大南山山前断裂带之间。它西起广灵县，东至桃花堡，呈NE-NEE向延伸，长约80 km。断陷区亦呈现西宽东窄形似喇叭状，基底为侏罗纪火山岩系。基底埋藏较深，构造活动强烈，仅新生代沉积厚度可达700多米。从已有钻孔资料分析，盆地沉降中心在西合营一带，这是壶流河北西向地堑与蔚县–桃花堡东西断裂交汇的沉降地带。 更新世河湖相沉积以薄层的粉砂质粘土、粘土质粉砂和粉砂、细砂为主，韵律明显，以多层次交替重复出现为特征，表明断陷盆地在沉积过程中发生过频繁的振荡式升降运动。根据地球物理探测资料分析，蔚县大南山山前断裂向盆地中心呈阶梯状断陷，使盆地基底呈不对称形态展布。 4.7. 壶流河北西向断陷区 断陷区介于头马坊–大田洼–东金河口断裂与水峪口–九宫口断裂所挟持的断陷之间，大致呈NW方向延展，长约20 km，宽12 km，是沟通阳原盆地与蔚县盆地的主要构造通道。在地堑区内曾堆积了晚新世末至更新世的湖相及河流相沉积物。 晚更新世时，由于壶流河的下蚀切割，使河流两侧形成湖积台地和2~3级阶地。根据地层和岩相分析对比，可以看出沿怀安–北水泉–松枝口断裂的东西两侧亦有地形地貌的明显差异：西侧抬升，上新世三趾马红土层出露；而东侧相对下降，三趾马红土层多被埋藏，一般很少出露。 综上所述，从盆–山组合视角来看，包括泥河湾盆地在内的阳原盆地和蔚县盆地的松散堆积均表现出盆地北侧断距相对较小，断裂错断断距也较小，松散堆积物厚度亦较薄；而南侧山前断裂规模较大，地层错断的幅度也较大，使两个盆地均成为南侧断距大、沉积厚度大；北侧断距小、沉积厚度小的箕状断陷盆地的沉积特点。 熊耳山、六棱山、大南山等三个隆起区亦表现出地层北侧较老，向南侧逐渐变新，呈现出由北向南的掀斜地块，而断隆间所夹持的阳原断陷和蔚县断陷亦同时均具有向南掀斜(倾斜)的特点，这就更说明泥河湾地区中–新生代以来，在深部地幔上涌的区域构造背景下，其上部地壳隆拗表现出与深部地幔呈镜像对称的断陷和断隆构造。