库尔什地区地质构造概述(附构造纲要图、剖面图).doc

库尔什地区地质构造概述报告编写作者: 编写单位：15目录第1章引言11.1 实习目的11.2 实习要求11.3 所读图幅情况1第2章地层与岩体特征12.1 地层分布12.2 接触关系12.2.1 整合接触12.2.2 角度不整合接触12.3 侵入岩体12.3.1 喀尔山花岗岩侵入体（酸性岩浆侵入体）12.3.2 喀尔山正长岩侵入体（中性岩浆侵入）12.3.3 库尔什-宝亮台辉长岩侵入体（基性岩浆侵入体）1第3章地质构造13.1 褶皱构造13.1.1 顿巴山背斜13.1.2 伦布山向斜-（巴哈）背斜组合13.1.3布达山东侧小背斜13.1.4 伦布山-纳格山大向斜13.1.5纳格山大向斜13.1.6 喀尔山背斜-向斜组合13.2 断层构造13.2.1 F1,F3逆掩断层13.2.2 F2正断层13.2.3 F5正断层13.2.4 喀尔山(F6)断层13.2.5 云台岭逆掩断层1第4章构造发展史14.1构造层的划分及分述14.1.1 元古界构造层14.1.2震旦系中奥陶统构造层14.1.3 石炭二叠系构造层14.1.4 下白垩统-古新统构造层14.2. 构造演化史分析1第5章 结束语1参考文献：1第1章引言1.1实习目的综合作业是使我们学生能够比较全面掌握构造地质学的基本理论、知识和技能，以提高自己分析并解决地质构造实际问题的能力，对所学到的知识做到学以致用的一种强化手段，同时，培养自己读图、作图以及提高自己运用理论知识分析构造问题的能力，在综合读图，分析图的过程中再次将所学的知识进行巩固和系统化的整合，并进一步理解所学知识在实践应用中的转换方法，提高实践动手的能力与综合素质。1.2实习要求在对选定的图幅进行全面分析后，编出一幅构造纲要图、一或两幅地质剖面图以及说明地质构造和构造发展史的文字概述。1.3所读图幅情况名称：库尔什地质图，其比例尺为：1：200000，总面积为（18.5*2km）（14*2km）=1036km2，地貌特征为：由图上标高可以观察到最高海拔为1820m（宝亮台处），最低海拔为620m（辛格尔北），由地质图亦可以观察到库尔什地区河流、山地、沟谷、丘陵等地貌均发育较好，河流依照地势基本为北东走向。俗话说“哪里有河流，哪里就有城市”(where there is a river, there is a city),库尔什地区也不例外。单是叶儿木河沿岸就分布着巴什、喀拉、库尔什、辛格尔四个人口聚集地；同样的，库里、塔木和巴哈地区附近的水系也很发育。而山的分布也不甘示弱，在由南向北的28km2跨度内，就有顿巴山、布达山、伦布山、纳格山、宝亮台、喀尔山和云台岭七处高地。根据地质图综合作业的要求，结合孙老师的指导，最后完成的作业为：库尔什构造纲要图一幅，库尔什地质剖面图一幅，库尔什地质构造的说明分析及构造发展史等相关内容。第2章地层与岩体特征根据图例判断地层的连续性与否，在结合地质图上地层的出露特征及产状，可以看出库尔什最新出露地层为第四系（Q），最老地层为元古界（PT），中间缺失上奥陶统（O3），志留系（S），泥盆系（D），三叠系（T），侏罗系（J）古近系的始新统（E2）和渐新统（E3）以及新近系（N）地层，其它时代的地层发育较好，出露较全，各地层划分标志明显，易于识别。全区范围内出露的地层有元古界（PT）、震旦系（Z）、下-中寒武统（1-2）、上寒武统（3）、下奥陶统（O1）、中奥陶统（O2）、石炭系（C）、二叠系（P）、下白垩统（K1）、上白垩统（K2）、古新统（E1）以及第四系（Q）。2.1地层分布整套地层大体上呈近东西向延伸。从元古界地层直到二叠系地层东西延伸较远，基本跨越了整个图区，至于白垩系和之后的地层由于没有受到强烈的南北水平挤压，因此没有这种东西延伸的特点，图2-1。 元古界（PT）：主要分布在布达山东侧以及喀拉所在的一部分区域。代表岩石为片岩、千枚岩和大理岩。 震旦系（Z）：主要分布于纳格山和伦布山之间，布达山的西侧以及顿巴山一带。代表岩石为变砂砾岩、板岩。 下-中寒武统（1-2）：主要分布在纳格山和伦布山山腰，与震旦系地层接触范围大。代表岩石为板岩、变砂岩。上寒武统（3）：主要分布于纳格山和伦布山较高处，与下-中寒武统地层延伸基本一致。代表岩石为结晶灰岩、千枚岩。 下奥陶统（O1）：主要分布在伦布山与顿巴山之间，呈东西向延伸。代表岩石为千枚岩、板岩。 中奥陶统（O2）：与下奥陶统基本一致，分布于伦布山与顿巴山间靠近库里一侧。代表岩石为板岩、变砂岩。 石炭系（C）：主要分布在喀尔山一带，分布范围较大，被先后两期岩浆侵入。代表岩石为页岩、泥灰岩。 二叠系（P）：主要分布于喀尔山东侧并沿南北延伸范围较大。代表岩石为灰岩、白云岩。 下白垩统（K1）：主要分布在云台岭和宝亮台一带，大都被上白垩系地层覆盖。代表岩石为砂岩、砾岩。上白垩统（K2）：主要分布在云台岭和宝亮台一带，覆盖了大部分下白垩系地层。代表岩石为粉砂岩、页岩。古新统（E1）：主要分布在云台岭和宝亮台边沿地带。代表岩石为泥灰岩、灰岩。第四系（Q）：主要沿叶儿木河分布。代表岩石为砂、砾、粘土等。图2-1 库尔什地质图2.2接触关系根据各个地层之间的连续性（根据图例的时代是否连续）和各自的产状及分布特征，则可以得出地层的接触关系如下：2.2.1整合接触 震旦系（Z）、下-中寒武统（1-2）、上寒武统（3）、下奥陶统（O1）、中奥陶统（O2）。石炭系（C）与二叠系（P）。下白垩统（K1）、上白垩统（K2）、古新统（E1）。由于下白垩统（K1）、上白垩统（K2）两地层的地层界线多处相交，因此不能把其简单归为整合接触关系，具体分析在后面的章节会给出。2.2.2角度不整合接触本区的角度不整合主要分布在图幅的北部沿叶尔木河分布以及云台岭宝亮台一带，元古界的不整合分布范围小，主要位于布达山东侧。 元古界（PT）与震旦系（Z）、第四系（Q）。 石炭系（C）与下-中寒武统（1-2）、下白垩统（K1）、上白垩统（K2）、第四系（Q）。二叠系（P）与震旦系（Z）、下白垩统（K1）、第四系（Q）。 下白垩统（K1）与第四系（Q）。2.3侵入岩体读图可以观察出岩浆岩总共有三种：花岗岩、正长岩和辉长岩。根据岩浆岩的类型，这三种岩浆岩均为侵入岩，侵入部位均为构造薄弱带。出露的岩体共有三处分布。2.3.1喀尔山花岗岩侵入体（酸性岩浆侵入体）产出部位：主要分布于喀尔山周围；出露的平面形态为片状、港湾状，根据地质图的比例尺，计算出露面积总共约为25km2，面积较大；由花岗岩侵入体的分布和出露产状推测出其侵入时代为：二叠纪之后，早白垩世之前；与围岩为不整合接触。2.3.2喀尔山正长岩侵入体（中性岩浆侵入）产出部位：主要分布于喀尔山西侧和花岗岩中部；出露的平面形态为长脉状，出露面积总共约为2 km2，面积较小；由于其切割了花岗岩，固其形成时期在花岗岩形成之后。2.3.3库尔什-宝亮台辉长岩侵入体（基性岩浆侵入体）产出部位：主要分布于库尔什东侧断层与宝亮台连接处；出露的平面形态为火焰状，出露面积总共约5km2。根据与围岩的接触关系可以推断其侵入时间在石炭纪之后，白垩纪之前，沿F5断层侵入形成。第3章地质构造库尔什地区自元古宙以来就在不断的复杂的构造运动中进行着地层的变形和地形的改造。在内外地质作用力的作用下，包括内动力地质作用地层的下降或抬升，使较为韧性的水平岩层隆起形成褶皱，或较为脆性的岩层发育形成断层等地质构造；而在外动力地质作用下，地层遭受风化剥蚀或侵蚀，最终让地貌变得丰富且富有层次，在地质构造形态中也逐渐形成了一系列较为复杂的褶皱构造和断层构造。本区的地层展布方向基本都为近东西向，说明该地区的受力方向主要是近南北向的。从南向北，地层有着由老变新的趋势，褶皱构造有最南端的顿巴山背斜、中部的伦布山向斜-背斜组合、布达山东侧小背斜、纳格山大向斜、布达山背斜和喀尔山背斜-向斜组合；断层则有顿巴山逆掩断层（F1）、伦布山正断层（F2）、纳格山逆掩断层（F3）、喀拉断层（F4）、巴什-库尔什正断层（F5）、喀尔山断层（F6）以及图北西角的云台岭逆掩断层。同时，可根据地层间角度不整合接触关系，判断褶皱和断层的形成时代：对于褶皱来说，形成时代应该在不整合面以下褶皱岩层最新地层时代之后，与不整合面以上最老地层时代之前；而断层的形成时代为：一般在被其错断的最新地层之后，未被错断地层的上覆不整合面以上的最老地层之前。总之，结合地质构造各个方面的规律标志等，综合分析主要褶皱和断层的特征如下。图3-1、图3-2图3-1 库尔什构造纲要图图3-2 库尔什地质图A-B剖面图3.1 褶皱构造本区褶皱发育良好，除了白垩系及以后的地层没有褶皱构造外，其余各地层均出现了向斜或背斜，且库尔什地区的褶皱轴向均呈近东西或东西向，说明该地区自元古宙以来的主要构造运动的方向（无论是挤压或者是拉张）几乎全部是近南北向的。以下是各褶皱的详细描述。3.1.1顿巴山背斜该背斜位于顿巴山一带，呈W-E向延伸，核部由震旦系标志层下部组成，长约15km，宽约1.2km，为一线状背斜。两翼均由标志层以上的震旦系地层组成，北翼地层发生了倒转，倒转后的产状为17945,南翼为17946，此背斜也为一倒转背斜，其轴面南倾，倾角约为45。同时在本背斜的北侧边沿有F1逆掩断层，将整个最南部的震旦系地层与F1断层北侧地层分成两部分。由于该背斜与F1断层接触，而通过对整个地质图的分析可以知道，震旦系地层出露范围很广，而后期又连续沉积到中奥陶统地层，固该背斜应该形成于中奥陶统以后。3.1.2伦布山向斜-（巴哈）背斜组合该向斜-背斜组合分布于伦布山一带，其中向斜延伸较远（约20km），背斜次之（约13km），均沿SWW-NEE延伸。向斜核部地层为中奥陶统，向两翼依次为下奥陶统、上寒武统、中-下寒武统以及震旦系地层。向斜的产状为北翼17449，南翼为35345，轴面向南倾斜。巴哈背斜和伦布山向斜为一组合，其北翼产状为35870，南翼为17648，轴面也向南倾斜。在这背斜和向斜间还分别有一个次级小背斜和向斜，其轴向均为近东西向，对整套构造研究意义不大，故在此不再赘述。根据该处地层的出露情况以及和各断层的接触关系看出该褶皱组合的最晚地层为中奥陶统。可以推测形成时间在中奥陶世以后。3.1.3布达山东侧小背斜此处背斜展布范围较小，呈NWW-SEE走向，长约6km，宽约2km，为穹窿构造。与前面的褶皱有明显的不同。其产状为北翼1582，南翼18770。由于该地层形成的背斜与布达山西侧的背斜、向斜的轴向明显不同，固震旦系地层与元古界地层之间应该为不整合接触。因此推测其形成时间应该在震旦纪以前。3.1.4伦布山-纳格山大向斜此处地层全部为震旦系，但是地层处于两条断层之间（F2、F3），向斜呈SWW-NEE展布，长约30km，宽约3km，为一线状向斜，两翼产状为北翼17855南翼35664。两翼均较陡，轴面北倾，为斜歪向斜。在与F3断层的接触地带，地层发生了明显的倒转，可推测此向斜形成时间应该早于F3断层。3.1.5纳格山大向斜此向斜在F3断层北侧，轴向SWW-NEE，长约34km，宽约3.2km，为一线状向斜。核部地层为中奥陶统，向两翼依次为上寒武统、中-下寒武统、震旦系地层，产状为北翼17344，南翼35670，轴面南倾，为斜歪向斜。纳格山的最高峰出露在该向斜核部，北部边沿有部分被第四系地层覆盖，且沿着北翼外侧是另外一条正断层。根据该向斜的地层出露情况以及被F3断层切割，可以推测其形成时间为早奥陶世以后，F3断层形成之前。3.1.6喀尔山背斜-向斜组合总体来看，该背斜-向斜组合的轴向均是NWW-SEE，与纳格山大向斜有着明显的差异，因此应该是后期运动形成。背斜的核部均是石炭系，两翼为二叠系，向斜则反之。背斜的产状为（平均）北翼18632，南翼1226，轴面稍微向北倾斜，长约17km，宽约4km，均为短轴背斜。北侧向斜的产状为北翼18533，南翼335，轴面近于直立，为直立向斜；长约14km，宽约3km，为短轴向斜。南侧向斜的产状为北翼19828，南翼1058，轴面南倾，为斜歪向斜；长约12km，宽约3km，为短轴向斜。向斜和背斜核部先后被花岗岩和正长岩侵入。其中花岗岩出露范围较大。根据此处褶皱组合的地层、岩浆岩的侵入以及和上覆不整合的白垩系地层的接触可知喀尔山褶皱的形成时间在二叠纪和白垩纪之间。3.2 断层构造本区的断层发育良好，且断层的延伸都较远（有的甚至延伸达37km），主要发育逆掩断层和正断层，它们分布于库尔什地区的各处，走向基本都是近东西向，与前面的褶皱构造的轴向基本一致，固本地区的断层全部为纵断层。以下为各断层的详细信息，表3-1。3.2.1 F1,F3逆掩断层F1 断层走向东西，长约26km，倾向向南，上盘为震旦系（Z），中奥陶统（S2）；F3断层走向SWW-NEE，长约35km，倾向向南，上盘为震旦系（Z），下盘为下-中寒武统。两条条断层均形成于中奥陶统（O2）之后，石炭系（C）之前。且由伦布山一带的地层展布形式可以推测F1、F3断层之间的地层还发生过走滑现象，使得褶皱呈背斜-向斜组合。3.2.2 F2正断层此条断层走向近东西向，长约37km，横穿过整个图区，倾向近南向，上盘为震旦系和中-下寒武统地层，下盘为震旦系地层。可以看出此断层的走向与F5正断层基本一致，虽然F2断层仅仅切断了震旦系以及寒武系的地层，其上也无不整合面存在，但是考虑到若F2与F1、F3同时期形成则其也只能出现在小范围区域，且F2的跨越了整个图区，如此大的正断层在一强烈的挤压环境下形成的几率实在很小。所以我认为纵然从表面来看F2与后期的F5断层没有多大联系，经过分析之后还是认为F2的形成还是需要一期强烈的拉张作用，固全面看来F2应该与F5同期形成。3.2.3 F5正断层此断层分布于叶尔木河南侧，走向SWW-NEE，长约25km，倾向北北西，倾角平均60，上盘为石炭系和二叠系地层，下盘为震旦系和中-下寒武统地层。该地层还被第四系地层覆盖了部分区域，且在其东缘有辉长岩的侵入体出露，该侵入体与上覆白垩系地层为沉积接触。综合断层错断岩层和与侵入岩的接触关系可知该正断层的形成时间在二叠纪之后，白垩纪之前。3.2.4 喀尔山(F6)断层F6正断层分布于喀尔山的东侧，走向向东，出露地表的长度约为4km，倾向向北，上下盘均为石炭系地层，在断层左侧有正长岩和花岗岩的出露，且正长岩沿着断层的走向呈脉状。由此可以估计在花岗岩和正长岩侵入之前此断层应该延伸到二叠系地层。固可以推测该断层的形成时间在二叠纪之后。3.2.5 云台岭逆掩断层此断层分布于云台岭的西侧，断层走向为NWW-SEE，倾向向南，断层面倾角为32，出露全长约11km，其东部被上覆的白垩系地层覆盖，推测断层在白垩系底部还一直有延伸。上盘为石炭二叠系地层，下盘为二叠系地层。根据其与错断岩层和上覆岩石的年代可以推测其形成时间在二叠纪和白垩纪之间。编号名称类型产状（平均值）组合类型F1逆掩断层、纵断层17942叠瓦状断层F3逆掩断层、纵断层17637F4喀拉断层纵断层、其余性质不明F2正断层、纵断层17368地垒F5正断层、纵断层35260阶梯状断层F6喀尔山正断层正断层、纵断层030F7云台岭正断层正断层、纵断层18333表3.1 断层信息统计表第4章构造发展史4.1构造层的划分及分述根据上一章对角度不整合面的划分，可以看出元古界与震旦系之间为不整合关系，中奥陶统与石炭系也是不整合，二叠系和白垩系之间也是不整合，以此三个不整合面将库尔什地区的构造层划分为元古界构造层、震旦系中奥陶统构造层、石炭二叠系构造层和下白垩统-古新统构造层，虽然第四系底也是一不整合面，但是由于第四系地层仅沿着叶尔木河分布，所受构造活动影响有限，在此不单独阐述。4.1.1 元古界构造层本构造层主要分布在图的东南部布达山东段，在图中间的F4、F5间也有出露，有元古界片岩、千枚岩和大理岩组成，主体呈NWWSEE走向的背斜。背斜的两翼均较陡（倾角均大于70），北翼较南翼陡，背斜轴面向南倾斜。该构造层出露面积较小（约15km2），为元古代初期沉积的岩石，在元古代末期受到SSWNNE的挤压作用形成背斜。4.1.2震旦系中奥陶统构造层震旦系中奥陶统构造层主要分布在图的中南部纳格山、伦布山和顿巴山一带，由浅变质的碎屑岩和结晶灰岩组成。该构造层中发育近NEE-SWW向的大型褶皱构造，其中顿巴山和布达山地区发育背斜构造，伦布山和纳格山地区发育向斜构造。顿巴山背斜由于位于F1逆掩断层的上盘，背斜的北翼倒转，该背斜呈轴面南倾的倒转背斜。该构造层内还发育近NEE-SWW走向的F1逆掩断层、F3逆掩断层和F2正断层，由于受到F3逆掩断层的影响，断层上盘断面附近的震旦系地层向南倒转。可以看出，但凡是本区的逆掩断层，其上盘的地层的（褶皱）北翼均发生了倒转，说明该构造层的构造面貌的形成主要是受到了由南向北的水平挤压。而且从伦布山向斜-背斜的组合形式可以看处该处褶皱面貌的最终形成还发生过一次走滑作用，该走滑作用的方向为近东西向，经分析应该是和F2正断层形成于同一时期，为一拉张环境下由东向西的剪切力形成。对原本已是褶皱的区域进行改造，使褶皱拉长呈线状，形成如今的面貌。4.1.3 石炭二叠系构造层石炭二叠系构造层主要分布在图的北部喀尔山的两侧，主要由泥页岩和碳酸盐岩组成，主体构成近E-W向的背斜与向斜。其中喀尔山背斜的核部发育花岗岩，花岗岩又被沿着F6走向正断层分布的正长岩脉侵入。在该构造层中还发育近E-W走向的F6正断层和图西北角的云台岭逆掩断层，逆掩断层的断面向南倾斜。石炭二叠系构造层与震旦系中奥陶统构造层之间以NEE-SWW走向的F5正断层接触，正断层的断面向北陡倾，在正断层下盘断面附近发育破碎带，沿F5正断层走向方向发育辉长岩侵入体。本构造层的褶皱和正断层发育，说明至少有两期的构造运动，前期主要是近南北向的水平挤压形成褶皱和逆掩断层，后期发生拉张运动形成库尔什地区所有的正断层。而岩浆岩的侵入时间有所不同，花岗岩的侵入至少在褶皱形成以后，而正长岩的形成应该在F6形成时或者更晚。而且从构造层的上覆地层的出露可以看出，该部分区域在地质历史时期处于海陆交汇地带，因此后期的白垩系地层得以近于水平地沉积；而岩浆岩的出露可以从侧面推知库尔什地区若是有固体矿产，在此构造层中出现的几率会比较大，而且石炭-二叠纪又是成煤的重要时期，因此该构造层具有较大的研究意义。4.1.4 下白垩统-古新统构造层下白垩统古新统构造层主要分布在图的东北角云台岭和宝亮台一带，主要由白垩系碎屑岩和古新统碳酸盐岩组成，基本是未受到构造变形的水平岩层。但是从图中可以很明显的看出上、下白垩统地层界线有多处相交，正常沉积的整合岩层是不会出现这种现象的。对此，可以推断在早白垩世库尔什的背部地区有过一次海侵作用，使得K2地层超覆沉积在K1地层上。而对于宝亮台的1820m高地处的K1地层，我觉得存在一些问题，对此有学者解释是图中K1、K2 地层被标反了，我觉得不妥，如果标反了，那么宝亮台和云台岭处的古新统地层就直接与K1地层接触，这是一个矛盾。对此，我个人的见解是在海侵作用进行之前，K1本来就是一处高地（根据K1的岩性知道其沉积环境在滨浅海），海侵进行时，由于该处出露于水面（或者仅在水面下很近的地方），造成K2地层沉积未在此沉积，或者沉积很薄后来被剥蚀了，最终形成如今的景象。但是这种解释仍存在些问题，因为这样不能很好地解释K1和K2地层均近于水平的现象。所以我认为还需进一步考证，以得出合理的解释。4.2. 构造演化史分析为了更好的说明各构造层中褶皱和断层的形成和发展过程，在构造活跃时期和过渡时期之间产生的褶皱和断层均归入到构造活跃时期末进行阐述。1) PT末本区处于海平面一下，沉积了PT地层，后期经过变质作用形成元古界的一系列变质岩。在PT末期，本区受到从SSW向NNE方向的挤压作用，元古界中形成NWW-SEE向的背斜构造，见于布达山一带。2) Z-O2震旦纪初，本区构造活动趋于稳定，此后水体逐渐加深，至晚寒武世水体达到最深，在此背景下沉积了震旦系至中奥陶统地层。中奥陶世末（或晚奥陶世），本区受到来自SSE方向的强烈挤压作用，导致震旦系中奥陶统构造层中形成NEE-SWW向的褶皱以及F1和F3逆掩断层，F1和F3断层上盘断面附近地层倒转。3) O3-D3 此段地质历史时期，Z-O2 构造层被抬升（亦或者是海退作用），使得该部分地层处于隆起剥蚀状态，可能是中奥陶世末（或晚奥陶世）的挤压作用造成。致使本区缺失上奥陶统泥盆系。由于该时期的褶皱和F1、F3断层形成于O2末期或者更晚，因此归入到上一时期以便更好阐述Z-O2构造层的发展。4) C-P 石炭纪初，库尔什地区的北部再一次沉降，分别沉积了石炭二叠系细碎屑岩碳酸盐岩。二叠纪末，本