山西地质结构

山西地质结构

山西地质结构1地质发育：山西省地质构造单元的主体是山西地台，地质历史悠久，地层发育比较齐全，除古生界奥陶系上统、志留系、泥盆系、石炭系下统缺失外，其它各界均出露广泛。下太古界：下太古界是山西省最古老的基底岩层，为一套中—深变质岩系，厚4,000－18,000米。以分布于太行山中段、北段以及盂县北部的阜平群（下部）龙泉关群（上部）为代表。另外还有吕梁山的河口群,中条山区的涑水群,桑干河以北的怀仁、大同、阳高、天镇及右玉花林山一带的桑干群，霍山地区的霍县群（下）和太岳山群（上），在太行山也少量分布着赞皇群。这套地层由各种浅粒岩、片麻岩、斜长角闪岩及大理岩组成，形大小不等的旋回，变质程度较深，一般属铁铝榴石角闪岩相，有的地方达到麻粒岩相，岩石遭受不同程度的混合岩化。区域构造形态具有背斜开阔、向斜紧闭、向斜倒转等特征，一般属旋扭构造形式。上太古界：上太古界是一套变质火山岩、沉积岩地层，厚3,000－35,000米，不整合于下太古界，以五台山的五台群与龙泉关群间的不整合为代表，反映了上、下太古界的一次地壳变动。这套地质变质程度中等，一般为绿片岩相—铁铝榴石角闪岩相，有轻微的混合岩化，其中变质火山岩具铜矿化现象，在相应地层有的层位较为稳定，并多具工业意义的磁铁石英岩（五台山羊坪、岚县一带），这些都是大区域对比的标志。上太古街的构造特点是褶皱强烈，多复式背斜，向斜多同倒转，呈北东向构造带形式。上太古界统一以五台群表示，下部以五台山、恒山、灵丘一带的五台山群为代表，主要由石英岩夹大理岩、黑云变粒岩夹角闪岩、二云石英片岩、片麻岩，以及酸—基性变质火山岩、斜长角闪岩、磁铁石英岩、斜长片麻岩组成。上部地层则以吕梁山的吕梁群上部组段较为发育，主要由片麻岩、变粒岩夹斜长角闪岩、含矽线石和石墨的片岩或角闪岩，磁铁石英岩及大理岩组成，分布在恒山和云中山一带的上部五台群，以及盂县北部的龙华河群上部地层与其相当。此外，太行山中南段左权桐峪一带的桐峪组，由黑云写斜长片麻岩、夹斜长角闪岩、黑云变粒岩、浅粒岩、片岩夹磁铁石组成，出露孤立。下元古界：下元古界，主要分布于五台山、吕梁山、中条山等山区，在太行山中段晋冀二省交界地带也有少量分布。由变质砾石，石英岩，千枚岩及片岩，白云岩夹变质基性火山岩组成，厚1,100-9,100米，因受五台运动的影响，地层不整合于太古界不同层次之上，岩石变质程度较浅，一般为板岩至绿片岩相，少见混合岩化。根据地层旋回性，下元古界分上、中、下三个亚群，其间为角度不整合，间断或大面积超覆。●下亚群五台山区称豆村烟群，吕梁山区是岚河群，中条山区称中条山下亚群，由变质砾岩、石英岩、千枚岩或片言组成。中条山区有变粒岩、大理岩或白云岩，顶部地层中的白云岩或大理岩与千枚岩过渡层位常出现铜矿化现象，有的则富集成工业矿床，厚190-3,700米。●中亚群五台山区为东治亚群，吕梁山区是野鸡山群，中条山区为中条山群上亚群，主要为白云岩，次为板岩、千枚岩或片岩，夹有石英岩；中下部夹基性火山岩；顶部以泥质岩为主，总厚4,400－5,000米。中条山区厚度大于8，000米，并有高级形态的迭层石。出露于太行山中段晋、冀二省交界处的下古元界为甘陶河亚群，在山西境内的是一套由碎屑岩—碳酸盐岩、火山岩和火山碎屑岩组成地浅变质岩系，厚2,400-8,600米。中元古界：中元古界，山西的中元古界不整合于不同时代的变质岩系上，依其沉积建造分为东、西两部。东部太行山中南段、东北部广灵、灵丘和天镇南部的中元古界，自下而上为长城群和蓟县群雾迷山组。●长城群分布于太行山中南段，由石英砂岩，石英岩状的砂岩夹紫红色页岩，含海绿石石英砂岩夹页岩,及含灰质、泥灰质白云岩组成，白云岩中含迭层石，厚760-1,900米。顶部地层出露于广灵、灵丘一带，称高于庄组，由石英砂岩、长石石英砂岩，含锰白云岩夹页岩，厚层含燧石白云岩组成，厚500-730米。●蓟县群雾迷山组出露于广灵、灵丘一带，主要为富硅质及燧石条带状白云岩，以不整合或微弱侵蚀面覆于高于庄组之上，厚360-1,090米。省境西南部的中元古界，以阳城、垣曲一带最为发育，中条山南段出露较少,自下而上为：西阳河群—云梦山组—白草坪组—北大尖组—崔庄组——三教堂组—洛峪口组—汉高山组—霍山组。古生界：出露广泛，尤以沁水、宁武—静乐盆地及其边缘地带最为发育。此外，在太行山中、南段，吕梁山南段，晋西北及黄河东岸，灵丘、广灵和中条山南麓也有少量出露。●寒武系是正常浅海相沉积，以碳酸盐岩、泥质岩相沉积为主，含三叶虫、腕足、笔石、迭层石及腹足类等海相化石，以三叶虫居多。与下伏中元古界多呈微角度不整合或平行不整合接触，厚300-500米，总体由南而北，自东向西超覆。下统以砂岩、页岩、泥灰岩为主，其下部辛集组仅见用于中条山南麓，是山西的含磷层之一。中统下部（徐庄组）为页岩夹灰岩，上部（张夏组）为灰岩、鲕状灰岩。上统主要是叶状灰岩、白云灰岩和白云岩。●奥陶系沉积稳定，分布广泛，与寒武系整合接触。富含动物化石，以头足类与笔石类居多，三叶虫次之，还有一些腹足类、腕足类和少量的层孔虫。一般厚400－500米。大同一带无中统沉积，中条山、恒山、晋西北等地缺失中统的峰峰组，反映了在奥陶世时，陆台北部翘起、南部沉降的沉积环境。下统底部为黄绿色页岩与薄层白云岩、竹叶状白云岩互层，含燧石条带状白云岩及白云岩，在省境北部多为板状灰岩及泥质白云岩。中统主要是一套碳酸盐相沉积，与下统多呈平行不整合接触，由中部向南、北变薄，其下部为砂砾岩、页岩、角砾状灰岩；中部以灰岩及豹皮灰岩为主；上部为白云质泥灰岩、夹厚层灰岩及质地较纯的灰岩，泥灰岩中多石膏。●石炭系属海陆交替相沉积，分布在省境北部，超覆于奥陶系下统或寒武系上统不同层次之上，在其他地区则与奥陶系中统假整合接触。石炭系中统本溪组底部常见窝状赤铁矿、褐铁矿及铁铝岩。上部为铝土岩，砂质页岩，砂岩，页岩夹灰岩，煤线或薄煤层，是山西的主要铝土矿层位，厚5-61米。上统太原组主要由砂岩、砂质页岩、页岩夹灰岩及煤层组成，以连续或局部平行不整合于本溪之上，是山西的主要含煤地层之一，厚40－140米。●二迭系主要是陆相沉积，除在大同七峰山缺失外，其它地区均有出露，与石灰岩系呈整合或局部平行不整合接触。下统下部是山西组，由砂岩、页岩、砂质页岩夹海相页岩及煤层组成，是山西主要含煤地层之一,厚140米上下。上部是下石盒子组，为一套陆相碎屑岩、粘土岩系，主要为砂质页岩、泥岩夹砂岩，顶部有时可见杂色鲕状锰铁质粘土岩,厚216米左右。上统为石盒子组和石千峰组组成。石盒子组是由泥岩、砂质页岩、砂岩组成的碎屑岩和粘土岩，下部可见锰铁矿层，厚460米上下,大同七峰以缺失上统沉积。石千峰组的下部孙家沟组，是紫红色长石砂岩及泥岩夹黑色燧石石层，顶部有钙质结核或透镜状淡水灰岩；中部刘家沟组，是单一的砖红色砂岩夹泥岩；上部和尚沟组，以砖红色泥岩及长石及长石砂岩互层出现，总厚570-980米。

中生届：●三迭系主要分布于宁武—静乐盆地，沁水盆地及黄河东岸地区，是一套陆相碎屑岩系与二迭系连续沉积，下、中统二马营群为黄绿和紫红色长石砂岩夹砂质、钙质泥岩或呈互层，上部有时可见到钙质结核，厚430-680米，上统延长群是浅肉红色或黄绿色长石砂岩和砂质泥岩，后290-650米。●白垩系上统助马堡组仅见于云冈西部地区，由砂岩、泥岩夹灰岩凸镜体，炭质页岩和石膏层组成。它不整合在侏罗系及太古界之上，厚140-190米。此外，在太行山南麓古县哲才一带，有不整合于石千峰组之上、由砂砾岩夹泥岩组成的碎屑岩系，可能亦相当于白垩系沉积。

●侏罗系仅出露于云冈、宁武、静乐、沁水盆地西北隅、浑源、灵丘一带，燕山运动使侏罗不整合于不同时代地层之上。下统的下部是永定庄组，仅见于云冈地区，为砂岩、砂质页岩，厚84-100米。上部称大同群，由石英砂岩、砂质页岩及煤层组成，是山西省主要含煤地层之一。中统是一套陆相碎屑岩、粘土岩系，它整合或平行不整合于大同群之上，称云冈群。中、下部为紫红色或灰绿色长石石英砂岩及砂质页岩，中部夹灰岩结核，上部是暗红色长石石英砂岩夹页岩，宁武、静乐等地出露较全，厚600米以上。沁水盆地西北隅有少量石英砂岩夹泥岩、砂质页岩，为黑峰组。上统东岭台组，为凝灰质砾岩，安山岩，英安、祖安、安山质集块岩，流纹质凝灰岩，厚100-1,000米。新生届：山西省新生界比较发育，除下第三系分布局限外，自第三系上新统至第四系均有广泛出露:下第三系仅见于平陆至垣曲南部一带。▲门里组古新统至始新统，主要为砖红色、灰绿色泥岩，上部家夹泥灰岩、泥质白云岩、石膏，不整合于不同时代地层之上，厚50-530米。▲坡底组坡底组，是棕红色砂砾岩、砂质泥岩，紫红、灰绿色泥岩夹泥灰岩，泥质白云岩夹多层石膏，厚170-530米。▲大安组始新统至渐新统，是紫红色泥岩与灰白色砂岩互层，黄绿色泥岩，泥质白云岩夹泥煤和沥青质泥岩，厚400-500米。▲林河组渐新统，有多韵律层出现的浅红和灰绿色泥岩、白云质泥灰、砂岩组成，厚590多米。▲杨胡组在忻州杨胡、米家寨一带，有由细砂、砂砾层夹粘土及粘土质砂岩，黄绿色砂岩夹砾石层组成的湖河相沉积，厚10-130米，可能是渐新世的产物。上第三系中新统以分布在平陆畔沟涧组为代表，是一套由浅红、灰白和灰黑色的砾岩、夹紫红色泥岩组成的沉积物，不整合于下第三系之上，厚100米左右。上新统以出露于静乐、保德一带的静乐组，保德组为代表，与中新统不整合接触。保德组与静乐组之间呈整合或不整合接触。保德组大体分为三段，上部为褐色亚粘土，含钙质结核；中部为灰绿色泥岩；下部为砂砾石层夹亚粘土。一般厚约65米左右，在晋中盆地沉积最厚，可达700米。静乐组以枣红粘土为主，夹钙质结核层；底部时有砂砾石层。晋东南的榆社组中有泥灰岩，一般厚20－60米。在阳高、天镇、应县一带，上新统上部有玄武岩。第四系▲下更新统在盆地中为河湖相沉积，省境北部及中部称泥河湾组，晋东南称上榆社组，晋西南称三门组。以灰绿、灰黑、灰黄色的粘土、亚粘土为主，并夹粉砂土、细砂和薄层泥灰岩，平陆一带则以泥灰岩为主。在晋东南地区，该统多含石膏晶体。厚100-200米，薄者仅5-20米。下更新统在山区多为土状堆积物，以午城组为代表，主要为棕红或棕黄色亚粘土，夹多层古土壤，含钙质结核，一般厚10-20米。在阳高南部、沿桑干河北岸，左权、昔阳、平定南部有橄榄玄武岩及火山角砾岩、凝灰岩。该统与第三系呈不整合接触。▲中更新统在山区以离石组为代表，多沿沟谷两侧出露，与下更新统不整合接触。它是红黄色亚粘土，时有亚砂土、含钙质结核层并夹多层古土壤，一般厚30-80米，最厚达150米。其下有一层河流相堆积，称？河组，仅发育于晋西南地区，主要是具交错层的砂砾石层和中细砂层，厚约40米上下。在运城盆地，该组中、下部有石膏层，泥灰岩及盐硝矿层，是山西省盐硝矿的主要层位。▲上更新统上部称马兰组，分布广泛，类型较多。沿较大河流两侧的2－3级阶地，分布的多是冲—洪积物，由浅黄色亚粘土、亚砂土夹古土壤及钙质结核组成，厚5-30米。分布在黄土梁、峁顶部的多为风成的浅黄色亚砂土，厚度多在60米以下。分布与山麓及盆地边缘者，多为坡—洪积物，是浅黄色亚砂土。下部称丁村组，是由淡红色黄土状亚粘土，有时夹有1-2层古土壤及砾石层组成的河流相堆积物。本层除含脊椎及软体动物化石外还发现了古人类的牙齿和大量的旧石器，是闻名的“丁村文化”遗址。一般厚15-40米，有的达70米。▲全新统主要分布于近代河流两岸及山前地带，以冲—洪积和残破积物为主，风积和湖积物次之。在较大的盆地中，冲—洪积物多是河流的1-2阶地及河漫滩，由粘土、亚粘土及砂砾石含古土壤及钙质结核组成。洪积物主要分布于山前地带，多系由砂和卵石组成的洪积扇或洪积裙。坡—洪积物多见于沟谷凹地中，多系砂砾石层夹粘土凸镜体。湖积物仅见于五台山区的山间盆地及运城盆地。运城盆地湖积物上部，为灰黑、灰绿色、含石膏和食盐晶体的亚粘土，并有黑色淤泥、硝板及食盐矿层。下部是细砂、亚粘土、亚砂土互层及含盐淤泥、化学沉积物。风积物多分布在晋西北和晋北地区，为灰褐、灰黄色的粉细砂。2构造体系：山西省东濒新华夏系华北挽近地槽，西邻祁、吕、贺兰山字型的伊陕地盾，南、北处于阴山—天山纬向构造体系和秦岭—昆仑纬向构造体系之间，总体是一个大致呈南北方向的穹窿地块，由西向东逐渐昂起，中央局部陷落。山西的构造体系有纬向构造、经向构造、扭动构造、前震旦纪古构造和挽近地质构造等体系.山西的各种构造型式及体系，其相互复合、改造和建造等关系表明，在太古代、元古代就生成了震旦纪前北东向构造带和古帚状构造。中生代是省内各主要构造体系进一步发展时期，依次生成了华夏系，祁、吕贺兰山字型东翼经向构造带，新华夏系及晋东南山字型。纬向构造体系比较古老，可能在太古代时已具雏形，从中生代末期以后，经过长期持续的活动，发展成了今日的面貌。2.1纬向构造体系：★右玉—天镇东西向构造带位于省境北部北纬40°以北，是天山—阴山纬向构造体系边缘部分，以近东西向紧闭褶皱为主，并有少量冲断层。区域地层片麻理走向、燕山期岩体长轴方向，玄武岩及火山等均呈东西方向展布。★阳曲—盂县东西向构造带位于太原—盂县一线，大体在北纬37°50′～38°20′之间。有天池店一带近东西向同斜倒转褶曲，盂县、阳泉、寿阳间近东、西向隐伏混合岩化中心，古生代地层中的一系列近东、西向开阔、平缓褶曲和冲断层，以及忻州、太原间东、西展布并分隔忻定与太原盆地、导致汾河东西向流行的山岭。其东与太行山经向构造带反接，在阳曲与祁、吕弧东翼构造呈截接复合，与古北东向构造为反接关系。★绛县—驾岭东西向构造带位于省境南部河津—侯马—晋城一线，大体在北纬35°35′以南，属昆仑—秦岭纬向构造体系北部成分，有紫荆山山前断裂，稷王山山前断裂及断裂带，倒转紧闭背斜等构成。在晋城与新华夏系呈反接复合关系。2.2经向构造体系：经向构造体系，又称南北构造带。奠定了山西陆台南北走向的格局，构造形迹具有规模大，分布集中，分带明显及南强北弱等特征。自西向东主要有三个构造带。

●黄河东岸—吕梁山西坡南北向构造带纵贯山西省境南北，大体在东经111°20′以西，西部跨入陕西省内。该带内古生代、中生代地层呈南北走向，向西倾斜，成生了一系列南北向直线式及正弦曲线状小型褶曲。南部有南北向紫荆山断裂，其东有龙门正弦曲线状褶皱群，西侧为蒲县向斜。它控制着黄河的流向，与祁、吕弧型东翼为反接至斜接关系。●太岳山南北向构造带位于东经111°40′至112°20′之间，分东、西两个带。西带集中在平鲁县西部、太原狐爷山、霍山、塔儿山至二峰山一线，其北有一系列南北走向的小型褶皱、压性断裂组成；中部为狐爷山山字型及南北向褶皱群；南部以压断性断裂为主，在古县多沟有南北向断裂与东侧发育的北西及北北西向褶皱形成入字型构造。东带分布于朔县、麓台山、沁源、安泽等地，以发育于中生代地层中的开平缓小型褶皱为主，与新华夏系有重要复合关系，因而限制了新华夏系在此带中的发育。●太行山南北向构造带位于省境东部，晋、冀、豫交界地带。大体分为三段：南段在东经113°52′以东，是太行山南段复背斜的西翼，为一系列南北走向的褶皱、挠曲及冲断层，它控制着西安里地区燕山期岩体的分布，背斜翼部派生出许多小型背斜和向斜。中段在东经113°40′以东，属太行山中段复背斜之西翼，是由一系列南北走向、彼此平行的大型压性断裂构造组成的断裂带，具有东西挤压、南北扭动的特征，断裂带东侧有派生断裂并构成入字型构造。北段在东经113°35′-144°40′之间，有经向构造控制的中生代岩体空间分布特征，以及一些南北走向压性断裂，反映了南北向构造带的存在。2.3新华夏构造体系属北北东走向的构造体系。山西境内的新华夏系，处于我国东部新华夏构造体系第三隆起带的中段，大体在东经111°20′以东。构造形式有三种：●多字形构造分布于云冈—平鲁、宁武—静乐、太原西山地区，为走向北20°－40°东的雁列盆地，呈复向斜构造，其翼部有平行的压性断裂，两端有似泰山式和大义山式断裂.●棋盘格状构造型式分布于北纬37°25′以北地区，为两组扭裂面，以北北西向张扭性断裂、燕山期辉绿岩脉及不太发育的北东东向压性断裂形式出现。●派生性构造分布于赵城、临汾至平陆一线以东的地区，有总体为北20°－30°东的褶皱和压性断裂以及平行排列的隆起和凹褶，是太行山新华夏系第一隆起带上的二级构造，共分三带。东部为泽城—高平隆起带，由昔阳皋落，经黎城、长治至晋城一带，总体为复背斜，背斜上有许多次级褶皱和压性断裂，形成强裂的挤压带并伴有张性和扭性断裂。中部是武乡—阳城凹褶带，包括和顺、襄垣、阳城以西，沁源至安泽以东地区，主要是北北东走向、规模小而平缓、平行排列的褶皱。西部为来远—古县—垣曲隆起带，沿五云山、霍山、襄汾至垣曲展布，东侧以规模小且平行排列的褶皱为主，西侧多系断裂，切多系平行排列的高角度冲断曾，泰山式断裂尤为发育。2.4华夏构造体系属北东走向的构造体系。在山西境内总体表现为雁行式排列的多字型，具有名明显的对称性和等距性，是燕山运动前成生于中生代三叠纪末期的古构造，有几个集中发育的构造带和多字型构造。●偏关褶皱带位于偏关东南部，由一些走向北50°东的褶皱、断裂，及以北东走向的压性断裂为主的，和一些小型褶皱两个构造带组成。●五台—恒山多字型位于桑干河及滹沱河上游南北两岸，与祁、吕弧东翼桑干—滹沱多字型重接复合，构造成分与偏关褶皱带类似。●塔儿山—中条山多字型是一些北东走向的背斜和向斜组，呈雁列形式，与祁、吕弧东翼的晋南多字型构造重接复合，构造成分与偏关褶皱带类似。●平定—灵石褶断带位于灵石、五台山至娘子关一带，由压性断裂和与其平行的褶皱组成。●系舟山断褶带位于灵丘南山、系舟山至太原狐爷山一塞，其两端有许多北东走向的小型压性断裂，中段以走向北东的褶皱为主，尤以白家庄向斜最大,与祁、吕弧东翼重接复合。●陵川断褶带位于平顺、陵川一带,由许多北50°－60°东的褶皱组成，平行于褶皱轴向有一些规模较小的压性断裂和垂直轴向的张性断裂。该带在古生代岩层中，多见于南北和东西走向的两组扭节理。2.5祁、吕、贺兰山字型东翼祁、吕、贺兰山字型构造是我国山字型构造体系中个体最大的一个。山西境内的吕梁山----恒山是这一构造东翼的主干，包括吕梁山和恒山主峰以及云中山、马头山、六棱山、采凉山及大同、忻定、太原、临汾、运城、灵丘等盆地，组成内外两个带。内带是由一系列山脉又附带大同盆地组成的隆起带，西南部为北北东向大型单斜构造，局部有平缓褶皱和压性断裂。中段是吕梁山与芦芽山复背斜互为斜列，两翼有北北东走向压性断裂及次级褶皱，斜交背斜轴向有许多北北西方向的张性扭性断裂，并且包容了震旦前纪古构造。北段是由五台大背斜、滹沱河槽地，恒山大背斜、浑源—广灵槽地，桑干河南岸大背斜、桑干河槽地，桑干河北岸大背斜组成的桑干—滹沱多字型构造，它包容了震旦纪前古构造并与华夏系重接复合。外带以低凹地或槽地为主，南部为晋南多字型构造，由运城象斜、孤山—稷王山背斜、翼城—新绛向斜、九原山—塔儿山背斜组成，主轴走向自南向北，有由北东东转为北北东的趋向。平行和垂直主轴方向有压性及张性断裂。北段系舟山至灵丘一带有与华夏系重接复合的系舟山复向斜，其北是刘家山—灵丘境内的压性断裂带和南台—灵丘间不太明显的、北东向压性断裂及许多北西走向的张性扭性断裂。此外，还有省境东南与河南省交界处的晋东南山字型构造，前弧两翼位于沁水中村，垣曲同善及晋城—陵川一带，弧顶在河南济源地区，西翼由压性至压扭性断裂组成，以封门口—铁山河断裂、下川