（构造地质学专业论文）南宁盆地三级阶地变形特征及其成因分析.pdf

s t u d yo nt h e d e f o m a t i o na n do r i g i no ft h et h i r d t e r r a c ei i ln a i m i n gb a s i n m 旬o r ： s t r u c t u r a lg e 0 1 0 9 y d i r e c t i o no fs t u d y ：a c t i v e1 1 e c t o n i c sa n dn e w t e c t o n i c s g r a d u a t es t u d e n t ：lx i a o m i n s u p e r v i s o r ：p r o 、7 谚a n gj i n c a o 、l ix i g u a n g c o l l e g eo fe 耐hs c i e n c e g u i l i nu n i v e r s i t yo ft e c l h l o l o g y j a n u 姒2 0 0 9t oa p r i l ，2 0 1 0 研究生学位论文独创性声明和版权使用授权书 独创性声明 本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含他人已 经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得其它教育机构的学位或证书而使用 过的材料。对论文的完成提供过帮助的有关人员已在论文中作了明确的说明并表 示谢意。 学位论文作者( 签字) ： 至 ：! ：玺 签字同期：望芝坐二_ ：! 垒 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解( 学校) 有关保留、使用学位论文的规定，有权保留 并向国家有关部门或机构送交论文的印刷本和电子版本，允许论文被查阅和借阅。 本人授权( 学校) 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可 以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技 术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社 会公众提供信息服务。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 本论文是否保密：是鼋 学位论文作者签名：尹t j ，刍欠 签字日期：2 p 年后月l 今日 如需保密，保密期限为： 导师签字： 签字日期： 摘要 南宁盆地是在燕山运动之后叠加在古生界褶皱基底、邕宁背斜之上，受断裂控制而发育 起来的新生代断陷盆地。渐新世末，南宁盆地在喜马拉雅运动第三幕的强烈影响下，结束了 盆地沉积历史。第四纪开始，由于地壳缓慢抬升，地质作用以剥蚀为主。沉积作用主要是河 流冲积。冲积物沿邕江两岸分布，由于地壳缓慢抬升，河流下切，邕江两岸形成了i 一级 阶地。作者通过研究和整理了南，j 。盆地市区的工程钻孔，发现人量钻孔都具有邕江河流阶地 二元结构，存在埋藏阶地。说明南j 盆地在整体抬升的背景下，局部还存在沉降运动。本文 通过室内分析及野外考查、论证相结合的手段，得出了以下儿点认识： l 、通过采用热释光( t l ) 测年的方法对南宁周边地区三级阶地及城区埋藏阶地进行了 年代学对比，发现两者形成年代相同。同时将两处阶地物源进行比较，发现埋藏阶地与三级 阶地具有相同的物源结构。从而确定城区埋藏阶地为三级阶地。 2 、通过对城区t 程钻孔中出现阶地物质的钻孔进行统计分析，同时运用s u r f e r 软件 做出城区三级阶地厚度等值线图和顶面高程等值线图，找出了城区三级阶地沉降特点。结合 心圩韦村断裂活动的峙村至老口段、登悦断裂及屯里断裂中更新世晚期活动特点，认为 南宁盆地三级阶地的沉降，与心圩一韦村断裂的峙村至老口段中更新世持续而剧烈活动有 关，其沉降中心持续沿往东南方向迁移，但沉降中心的东南面边界及两南边界为屯里断裂和 登悦断裂控制，从而使城区沉降最为明显，整个南宁盆地沉降区呈似菱形状分布特点。 3 、基1 ：南宁新生代软流圈上涌柱的活动特点，认为由于软流圈上涌，并向东南方向滑 动产生张力，使得南宁盆地新生代以来不断活动，总体上为抬升，又间歇有沉降，从而产生 南宁盆地出现三级阶地沉降现象。 关键词：南宁盆地三级阶地沉降运动热释光测年心圩韦村断裂南宁新生代软流圈 上涌柱 a b s tr a c t n 锄n i n gb 勰i ni sac a 即o z o i cf a u l tb 嬲i i lm a ts t a c k e d0 nt l l ep a l a e o z o i cf o l do fb 鹊e m e n tr o c k 锄d0 nt h ey b n 西i a n g 锄t i c l i n ea r e ry a n s h 锄m o v e m e n t ，i ti sc o n t r o l l e db y1 1 l p t l l r e a tt l l ee 1 1 do f o l i g o c e ，n 籼i i l gb a s i n 懈6 n i s h e dh i s t o qo ft h eb a s i ns e d i m e i l tb y 吐圮i n t e n s i t ) ra f j 觇t i o no f h i i i l a l a y a nm o v l ：m e n tw h e ni ti s a tu l em i r da c t a tm eb e g i i l i l i i l go fm eq u a t 锄a r yp “o d ， b e c a 璐eo fc m s ts l o 、v n 髓su p l i 屯g e o l o 酉cp r o c e s sw 鹊m a i l lo fd 嚣q u 锄a t i o n s c d i m e n t a d r p r o c e s sm o s t l yw 嬲r i v e ra l l u v i u l n a l l u v i u m 、) l r a sa l o n gt h ey b n 萄i a n gr i w 邪i d e ，c a u s eo ft h ec r u s t s l o w n 髓su p l i ra n dr i v e ri n c i s e ，t h e 陀a r ei t 锄c c sa l o n gy b n 萄i a n gr i v e la u m o rm r o u 曲 s t l l d i c d 觚dc l e 龃e du pt h ep r o j c c t “l l si i ic i t ) ro fn l en a n n i n g b 豁i 1 1 ，d i s c 0 v 翻n gt l l a tm o s to ft h e d r i l l sh a v ed u a l i s t i cs t m c t i l r eo ft h ey 0 n 翻i a n gr i v 盯t e 嗽c e t h e r ei sad e f e n d e dt e m c ei nt l l ec i 哆 a l lo ft l l a tp r o v c dt h a tp a no fm e n a l i i l i i l gb a s i i le x i s ts u b s i d e n c ep h e n o m 锄ai l lm eb a c k 笋d u n do f o v e 豫nu p l i r t h i sa n i c l et h r o u g l lc o n b i i l e da i l a l y z i n gi n d o o ra n d s e a r c ha n d 觚g 啪e n t a t i o ni n f i e l d e d _ u c e dc o n c l u s i o n s 弱f o l l o w s ： l 、1 1 1 m u 9 1 lt h et h e 姗o l 啪i n e s c e ( t l ) d a t i n gm e t h o d s ，w ec o m p a r c dt h eg c o c h r o n o l o g yo f m e 吐l i r dt 锄c e 锄dt h ec i 够b u 打e dt e r m c eo ft h es u r r o u n d i n ga 陀ao fn 籼i i l gc i 劬f o u n dt h a t b o t ho fm 锄w 鹤f o 姗e da tas 锄et i m e m e a n w h i l ec 锄p a r e dw i t ht h es u b s t a n c es o u r c eo ft 、) l ，o t c 鄹盈c e s ，d i s c o v e r c dt h a tt l l ed e f i e n d e dt e r 飓c ea n dm et h i r dt e 珏a c eh a v es a m e 吼l b s t a n c es o u “冷 t h e n w e c 柚m i t 锄i n e t h a t m ec i 哆b l l r i c d t c 撇i s m e t h i r d t e 眦 2 、t h es 锄et i i i l e ，w ec 叩n t c da n d 姗l y s e dm e “l l i n g s 、) i ，i t l lt a r 锄m a t e r i a lo ft l l ec i t ) r p 删c c t ，啪e dt h e r w a 代o fs 嘶t od 咖t l l et l l i c l ( i l 嚣si s o l i n e 孕a p h s 龃dt h et 叩e l e v a t i o n i s o l i l l 铭o ft l l ec i 够t 1 1 i r dt e r r a c e ，f o u n do u tm es o d i i i l e n t a t i o nc h a m c t 甜s t i c so f m ec i t ym i r dt c r r a c e ， c o u p l i n gn 玲c h a r a c t 甜s t i c so fp l e i s t o c c 舶mx i l lx u w e i l l a g ef h c t 嗽t om eh o k o u 锄d t h n l i1 5 r t u 聆，w ec o n s i d e rt l l a tt l l es e d i m e n t a t i o no ft l l em i r dt e r r a c ei l ln 锄i l l gb a s i i l ，h a v es o m e c o 尬e c t i o n 、) l ，i t ht t l es l l s t a i l l i i l ga n dv i o l e n ta c t i v i t i 嚣o ft h ep l e i s t o c e i l e 舶mx i nx h w 萌l l a g e 疔t i l 陀t 0m el a o k o ua n dt h n i i 触c t l l m ，m es u b s i d c ec e n t e rk e c p su pas t e a d ym o v et 0t h e s o u m e 舔t b u tt l l eb o u n d a d ro ft h es o u m c a s ta n ds o u t h w e s t 姗c o n 扛d l l e db yt u n h 如c t i l r e 锄d d g ) ，l l e 丘甚c t i l 佗，l h a tt l l es e d i i i l 锄t a t i o ft l l ec i t ) r b a c o f m o 佗o b 访o u s a l lt l l e 8 e d i l i l 即妇t i o np l a c eo f n a n i l i n gb a s i i ld i s t f i b u t i o nl i l 【eal o z g e 3 、b e0 nt h em o v 锄e n to f n a i l l l i i l gc e n o z o i c 嬲m e n o s p l - e 陀u p w e l l i i l gp l u m e ，c o 鹏i d 盯m a t e a n l im 锄t l et h 钮n a lp l u m eu p w e l l i i l g 锄dg l i d i n gt os o u t h e a s tg 饥e r a t e dt e i l s i l ef o r c e ，l e a dt o n n i i l g b 懿i n 丘d mc a e l l o z o i c c o n t i n u i n gm o v e m e n t n a i l n i i l g b a s i nh a v ei i l t e m l i s s i o n s u b s i d 饥c ei i lt h eb a c k g r o l m do fo v e 豫l lu p l 碱a 1 lo fn l a tl dt 0n a n i l i n gb 鹤i ne x i s ts u b s i d 锄c e p h 锄o m 饥ao ft 1 1 et l l i r dt e r r a c e k e yw o r d s ：n a i l l l i n gb a s i i l ；m e 血i l mt e r r a u c e ；m o v e m e n to fs e d i m e n t a t i o n ；t l l 锄o l u m i n e s c e 眦i l i g ；x i i l l - w dv i l l a g ef a u l t ；n 姐n i i l gc o z o i c 弱t h e i l o s p h e 豫u 翻l i i l gp l 啪e i l 目录 摘要i a b s t r a c t i i 第一章绪论1 1 1 问题的提出1 1 2国内外研究动态1 1 3 选题依据及拟解决的问题3 1 4 研究思路及主要技术路线4 1 5 论文进度安排4 第二章南宁盆地区域构造背景及地质环境5 2 1 区域构造地质背景5 2 1 1 大地构造演化概述5 2 1 2 区域地貌概述6 2 1 - 3 区域新构造背景7 2 1 4 区域断裂描述9 2 1 5 区域新构造应力场1 2 2 2 南宁盆地地质概况1 2 2 2 1南宁盆地地层层序1 2 2 2 2 南宁盆地地貌概述1 6 2 2 3 新构造运动及第四纪古气候环境1 7 2 2 4 构造演化1 9 第三章南宁盆地阶地分布及变形特征2 1 3 1 南宁盆地邕江河流阶地概述2 1 3 1 1 河流阶地的形成2 1 3 1 2 南宁贫地邕江河流阶地序列及分布情况2 2 3 2 南宁盆地阶地变形特征2 4 3 2 1 南宁周边地区阶地分布特点2 4 3 3 南宁盆地城区埋藏阶地变形特征2 6 3 3 1 南宁城区埋藏阶地年代学鉴定2 6 3 3 2 南宁盆地城区三级阶地沉降特征2 9 3 4 本章小结3 1 第四章南宁盆地断裂构造活动性分析3 2 4 1 正断层的类型及其运动学特征3 2 4 2 心圩韦村断裂活动性分析3 4 4 2 1 断裂几何结构特征3 4 4 2 2 断裂活动性鉴定3 5 4 3 屯里断裂活动性分析3 8 4 4 登悦断裂4 0 4 5 本章小结4 l 第五章南宁盆地三级阶地变形成因分析4 2 5 1 南宁新生代地幔柱存在及影响4 2 5 1 1 南宁新生代地幔柱的圈定4 2 5 1 2 南宁新生代软流圈上涌柱对浅表构造的影响4 3 5 2 南宁盆地三级阶地变形的深层动力学成因分析4 5 5 3 南宁盆地三级阶地变形构造成因分析4 6 5 3 1 南宁盆地周边地区三级阶地变形特点及成因4 6 5 3 2 南宁盆地城区三级阶地变形特点4 7 5 3 3 南宁盆地城区三级阶地变形成因探讨4 8 第六章结论与认识5 0 致谢5 l 参考文献5 2 附录图版5 6 个人简历j 5 7 i i 第一章绪论 1 1 问题的提出 南宁做为广西壮族自治区的首府，是广西政治、经济和文化中心，南 宁盆地及周边地区则是自治区经济未来新的增长极。随着南宁经济的飞速 发展，对南宁基础地质情况的要求必然会越来越高，然而长期以来对南宁 基础地质的研究却不是很多，特别是南宁盆地的底部构造，沉积层序及其 演化过程的研究很少。从报纸及新闻中经常会有地面沉降产生地裂缝对建 筑物危害的相关报道。如：位于东葛古城路口中央花园的b 栋，该楼有3 l 层，高约9 0 余米，由于地面沉降而使整栋楼盘都处于闲置的状态；位于 民族古城路口的华联超市上部楼层同样由于地基不稳地出现裂缝，而导致 闲置；最近报纸上报道的中华路出现地面塌陷，附近居民楼出现裂缝，这 一系列问题的出现，同时随着地面高程建筑的不断增加，都说明了对南宁 地下研究的重要性和紧迫性。 南宁盆地是一个由区域性大断裂控制的断陷盆地，位于右江再生地槽 东端与桂林一一南宁断裂带的交接部位，出露沉积总厚度达8 0 0 0 米以上。 南宁盆地被区域性大断裂分割包围，主要为北西向的右江断裂、及北东向 的桂林一一南宁断裂控制。其中右江断裂地震发生密集，同时左旋错断右 江支流阶地，错断的阶地年龄为三万年，表明断裂在晚更新世有强烈活动。 而控盆断裂心圩一一韦村断裂则为区域性大断裂桂林一一南宁断裂的组 成部分，桂林一一南宁断裂带为中更新世活动断裂。控制南宁盆地形成的 区域断裂大且新，历史地震活动比较频繁，对盆地的构造有着极为深远的 影响。 作者通过对南宁城市工程钻孔的统计及研究发现，南宁城区地面以下 大部分地区都存在一层厚约1 0 米一3 0 米不等的卵石层，通过研究发现该卵 石层为一埋藏阶地。由于卵石层多数位于地面以下1 0 米一2 0 米深度，卵石 层的出现必然会对城市建筑物的地基稳定性产生深远的影响。但是在南宁 地区该埋藏阶地是如何分布，分布特点、是哪级埋藏阶地以及它的成因还 没有进行相关的研究。 1 2 国内外研究动态 ( 一) 河流阶地研究进展 河流阶地是河谷地貌中最突出的现象之一，在一般情况下，河流阶地 的形成与气候变化、地面上升、侵蚀基准面下降等外界因素的变化有关( 沈 玉昌，19 8 6 ) ，所以河流的阶地序列常被当做研究气候变化( p e n c k ，l9 0 9 ； l e w i s ，2 0 0 1 ) 、地面上升( b u r b a n k ，1 9 9 6 ) 和侵蚀基准面下降( f i s k ，1 9 9 4 ) 的重要信息载体。通过众多学者和专家的不段努力，研究方法和手段都有 了不断的提高和更新，阶地研究取得了非常大的发展【l 巧j 。 河流阶地的发育可以为我们提供了大量的地球古环境下的原始记录。 通过地质学勘探手段，可以详细地还原河流阶地发展的古环境情况，并可 以建立综合的地区生物及岩石地层单元，同时，通过热释光、1 4 c 、古地磁 等现代测年技术的，可以较准确地得到河流阶地形成、演化的时段，进而 为流域环境活动构造的研究提供时间尺度。 河流对构造活动是极其敏感的，阶地、河谷的形态、冲洪积扇、水系 格式等都会对构造活动做出很好的响应，通过河流流域的地貌对构造活动 响应的研究可以反演及推断构造活动的发生及发展过程。河流阶地在被断 层穿过时会被错断而产生不连续，主要表现为两种变形即阶地的垂直位错 和水平位错。河流阶地的位错量反映了断裂自阶地形成以来的位错量，因 此通过对河流阶地的位错测量可以得到断裂在某时段内的活动量。 另一方面，河流在沉积发育过程中，在构造和气候的双重作用下可以 发生多个沉积旋回，产生多级阶地，不同级的阶地具有不同的时代特征， 物质组成。根据不同级阶地的变形特征以及该级阶地的时代，可以推算断 层活动的时段和速率，例如各级阶地发生了同等位错量的错断，说明断层 在各级阶地形成后发生过一次急剧的活动；如果各级阶地有不同幅度的错 断，说明断层有过长期或者多期的活动。通过对阶地变形的研究可以反映 断裂的活动性，应用在活动断裂的研究中体现了断层活动的时间特征和多 期次效应，更好的反演了活动断层的发展过程，尤其是拉张区域，活动断 层两盘造成的局域差异性运动在河流阶地发育过程中保存了丰富的构造 信息，因此通过对阶地变形研究活动断层具有重要的科学意义和实际价 值。 ( 二) 南宁盆地研究进展 南宁盆地区域构造较复杂，但关于南宁地区的研究相对较少。潘顺安 ( 2 0 0 0 ) 通过对南宁盆地及其周边的河流阶地、溶洞及断裂地震活动进行 研究，发现南宁盆地新生代第四纪以来，一直处于持续抬升状态，期间交 替出现较短的稳定期。晚更新世至全新世，抬升速度减缓，稳定时间增长， 而且在总体抬升的背景上，出现了沉降运动。班波、邓德贵等( 1 9 8 9 ) ， 通过对南宁盆地北缘的心圩一一韦村断裂的各种宏观构造以及微观构造 的证据进行研究发现，这条控盆断裂是在加里东期及印支期所形成的压扭 2 性断裂构造的基础上发展而成的。白垩纪之后，开始出现伸展性。南宁盆 地雏形亦是在此时出现，并在第三纪时进一步扩大形成。在第三纪时，断 裂表现为控相和沉积作用同时代的断层，并在第三系形成北深南浅的箕状 构造。进入第四纪心圩一一韦村断裂带仍在活动，但盆地逐渐趋于稳定。 刘春光( 1 9 9 9 ) 通过对南宁盆地湖泊沉积体系研究，发现南宁盈地新生代 地层沉积时的主要物源来自瓮地的两端( 北端和西端) ，盆地的南北两侧 提供次要物源。两端为远缘河流三角洲沉积体系，北侧盆缘断裂下降盘为 扇三角洲体系，南侧为近源河流三角洲沉积体系。同时得出了北湖凹陷第 三系沉积时期的演化史，凹陷在古气候方面经历了干旱一一半干旱一一潮 湿一一半潮湿一一半干旱一一半潮湿，使得瓮地产生了由初始形成，水进 扩展到缓慢枯萎的演化历史【6 0 。 1 3 选题依据及拟解决的问题 ( 一) 选题依据 1 南宁城区工程钻孔大部分地区都揭露出厚度从1 0 2 5 米不等的卵石 层，说明南宁盆地城区存在埋藏阶地，该埋藏阶地是是哪一级阶，由于什 么原因发生沉降，前人并未有做过深入研究。而且埋藏阶地的存在会对该 地区经济建设带来很多不安全因素，因而将该埋藏阶地分布特点及沉降原 因研究清楚显得意义重大。 2 心圩一一韦村断裂作为南宁盆地一条非常重要的控盆断裂，同时作 为区域性大断裂南宁一一桂林断裂的组成部分，其第四纪以来活动时代、 特点及其分段性研究还不是很明晰，前人只是笼统的描述该断裂在第四纪 仍在活动。该断裂不仅控制着南宁盆地的形成及沉积，其第四纪活动的特 征还直接影响整个南宁盆地的稳定性。因而鉴定该断裂的活动性及其几何 特征显得非常必要，尤其是其隐伏段峙村至老口段的活动性质尤为重要。 同时在盆地西侧和东南侧的登悦断裂及屯里断裂第四纪活动特征，以及如 何影响和限制盆地的变形同样具有非常重要的现实意义。 3 南宁盆地深部存在新生代地幔热柱，其深层构造是如何对南宁贫地 及其断裂构造产生影响，甚至对整个盆地的稳定性的控制作用如何。将其 研究清楚能够更好的理解和判断整个南宁盆地的稳定性特点。 ( 二) 拟待解决的问题 1 通过收集城区数百个工程钻孔资料，运用s u f e r 软件绘制出城区埋藏 阶地变形图，确定埋藏阶地时代及分布特征。 2 确定心圩一一韦村断裂、登悦断裂及屯里断裂的几何学、运动学及 年代学特征。耦合断裂活动性质确定城区三级阶地变形成因。 3 3 通过对南宁新生代热幔柱的研究，探讨南宁盆地三级阶地变形的深 层动力学成因。 1 4 研究思路及主要技术路线 本论文主要通过对南宁盆地周边正常抬升阶地的野外地质调查和城 区埋藏阶地变形特征进行对比分析，同时结合热释光年代学测试方法，确 定城区埋藏阶地年代。通过收集城区工程具卵石层钻孔资料，运用s u f e r 软件做出城区三级阶地的厚度等值线图和顶面高程等值线图，找出城区三 级阶地变形特点。最后耦合心圩一一韦村断裂峙村至老口段、登悦断裂和 屯里断裂活动时代特点，分析南宁盆地城区三级阶地变形成因及变形特点 ( 图1 1 ) 。 1 5 论文进度安排 2 0 0 7 年8 月2 0 0 8 年8 月，跟随指导老师参加地震安全性评价项目， 有目的性的阅读相关文献，熟悉活动断裂，地震地质研究方法及前沿进展。 2 0 0 8 年8 月2 0 0 9 年5 月进行南宁盆地野外资料的收集及论文相关资料的 收集和分析，完成城区2 0 0 余工程钻孔的收集和筛选，同时运用s u f e r 软 件完成城区三级阶地厚度等值线图和顶面高程等值线图，绘制完成2 0 余 幅野外地质剖面图，采集t l 测年样3 0 余个。2 0 0 9 年5 月2 0 1o 年3 月进 行论文的室内整理和分析工作。2 0 1 0 年4 月完成研究生毕业论文的撰写。 南j ：盆地i 级阶地变形特 征及构造成凶分析 一一一一一一- 一一一- 一 一苕一一一一一- 产一一乇i 纛：j i 兰蠹三j j i i 三i 主i 一：j 南宁新牛代地幔托分析 7 宙内裕：l 缤合r 1 l 粥r 盆地一二级髟r 地燹彤特征 j 。深l 未渤) ) 哮分辘 前嚣1 ；嚣蓠i 卜、 心圩韦村断裂及t 三里断裂活动他鉴定 资料收集、整理1 j 分析h 确定研究思路和技术方法h野外地震地质调查 j = 挥 钻 孔 资 料 的 收 集 与 整 理 南 宁 盆 地 基 础 地 质 资 料 的 整 理 野 外 r 程 钻 孔 的 调 查 与 确 认 图1 1 研究思路与工作方案 4 隐 伏 断 裂 的 探 测 与 确 定 第二章南宁盆地区域构造背景及地质环境 2 1 区域构造地质背景 2 1 1 大地构造演化概述 研究区在区域大地构造上属华南加里东褶皱系的一部分( 图2 1 ) ，经过 漫长的地质演化，构造复杂，具有多旋回构造运动特征。 图2 1研究区大地构造单元划分图 i 右江褶皱带；桂中一桂东褶皱带；钦州褶皱带；i v 云开褶皱带 早古生代研究区为华南地槽的一部分，志留纪末的广西运动( 加罩东运 动) ，除防城、玉林地区外，全区地槽褶皱回返，转化为地台。防城、玉林 地区，未受广西运动的影响，继续为地槽，至早二迭世末的东吴运动，才 褶皱回返，形成华里西褶皱带。右江地区经广西运动转化为地台后，由于 基底硬化程度低，基底断裂活动性大，地幔上隆，地壳微型扩张，使地台 逐步解体。中生代初期，构造活动进一步加强，地台最终转化为地槽，成 为再生地槽，印支运动使其褶皱回返。印支运动使全区地壳隆起，海水退 5 出，结束海相沉积历史，进入大陆边缘活动带陆相盆地发展的新阶段，成 为滨太平洋大陆边缘活动带的组成部分。印支运动，奠定了本区的基本构 造格架。中生代中后期，在燕山运动影响下，强烈的中酸性火山活动、岩 浆活动及断裂活动，成为该时期构造活动的显著特点，其结果，奠定了本 区构造地貌轮廓。新生代，在喜山运动的影响下，地壳由升降交替运动变 为总体上升，北部湾开始下沉，从而奠定了本区现代地貌的轮廓。 华南褶皱系基底为下古生界浅变质岩系，可进一步划分出5 个二级大 地构造单元，即：右江褶皱带( i ) 、桂中一一桂东褶皱带( i i ) 、钦州残余 地槽( i i i ) 、云开台隆( ) 以及桂东南粤西北台陷( v ) 。 2 1 2 区域地貌概述 研究区西部受云贵高原强烈抬升的影响，地势由西北向东南降低，东 部受南岭抬升的影响，地势由北向南降低。大致以凭祥一一南宁一一象州 一线为界，其西地表主要为古生代碳酸岩和中生代岩浆岩，以侵蚀地貌为 主。由于受断块运动的影响，西部形成北西向断块山地，东部形成北东向 断块山地。沿江、沿海以堆积地貌为主，发育有四至六级河流阶段和三、 四级海成阶地。 根据不同地貌形态组合，可将区域划分为十个地貌区：i 、桂西北侵 蚀中山山原山地区；i i 、桂西南峰丛峰林石山丘陵区；i i i 、桂西高峰丛石 山山地区；，、桂中峰林石山丘陵区；v 、大瑶山侵蚀中山山地区；、 右江、郁江河谷低丘平原区；、桂东南侵蚀低山丘陵区；、十万大山 侵蚀中山山地区；、沿海缓丘台地平原区；x 、红河三角洲平原区( 图 2 2 ) 。 6 图2 2 区域地貌分区图 i 、桂西北侵蚀中山山原山地区；、桂西南峰丛峰林石山丘陵区；i 、桂西高峰 丛石山山地区；、桂中峰林石山丘陵区；v 、大瑶山侵蚀中山山地区；、右江、 郁江河谷低丘平原区；、桂东南侵蚀低山丘陵区；、十万大山侵蚀中山山地区； 、沿海缓丘台地平原区；x 、红河三角洲平原区 2 1 3 区域新构造背景 研究区新构造运动比较活跃，表现多样。主要表现有新生代褶皱、断 裂活动、层状地貌发育、地热( 温泉) 活动和火山活动等。工作区新构造运 动概括起来有如下特征： ( 1 ) 间歇性升降运动是新构造运动的主要形式 由于间歇性抬升运动，形成多级剥夷面、多级河流阶地和海成阶地、 多层溶洞等层状地貌；在沿海由于间歇性沉降运动，形成多期风化壳与堆 积物相互叠置。 研究区陆地升降运动以抬升为主，并总体表现出北升南降的特点。由 于长期处在抬升状态，致使内陆在早第三纪末基本结束湖相沉积，并缺失 上第三系。第四纪主要为河谷盆地沉积，厚度仅数米至数十米。南部晚第 三纪形成北部湾拗陷和雷琼断陷，沉入海中，上第三系厚度达2 0 0 0 余米。 7 ( 2 ) 断块差异运动是新构造运动的重要形式 燕山期强烈的断裂活动和由此而产生的断块差异运动，基本上奠定本 区大部分构造地貌格局。新构造期，断块差异运动在此基础上发展，形成 断隆和断( 拗) 陷相问的新构造格局。由于断块差异运动，造成相邻断块同 级地貌面高度不同：夷平面高度相差15 0 3 0 0 米，阶地高度相差15 3 0 米。 ( 3 ) 掀斜运动是本区新构造运动又一重要形式 由于云贵高原强烈抬升，在总体抬升的背景下，本区向西北方向掀斜 抬升，同级地貌面由西北向东南逐渐降低。 ( 4 ) 新构造运动在时间上和空间上具有不均衡性 从晚第三纪以来沉积物厚度、火山活动、阶地级差等来看，新构造运 动有从老至新有由强变弱的趋势；从盆地活动、火山活动、温泉出露和地 震活动强度来看，新构造运动有由东南往西北减弱的趋势。 ( 5 ) 新构造运动有明显的分区性 根据新构造运动的性质和强度的差异，本区可划为九个新构造区( 图 2 3 ) 。即：i 桂东南断块差异隆起区、i i 桂西黔西南断块差异掀斜隆起区、 i i i 桂中轻微隆起区、桂北黔东南断块强隆起区、v 桂东断块中强隆起 区、云开云雾大山断块中强隆起区、雷琼断陷区、北部湾拗陷区、 红河强烈断陷区，在这九个区中，除桂中轻微隆起区全部在研究区内， 其余各区或部分或大部分延出在工作区外。现将几个主要的新构造区的特 征简述如下。 桂东南断块差异隆起区( i ) 该区断裂以北东向为主，其次为北西向。新生代以来，断块差异运动 明显，断隆和断陷相间发生，形成十万大山和六万山一一大容山两个断隆 和郁江一一浔江、钦州一一灵山、合浦一一北流三个断( 拗) 陷，断隆与断 陷间地貌反差强烈。 桂西黔西南断块差异掀斜隆起区( i i ) 该区北鹾向断裂十分醒目。由于断裂活动和云贵高原强烈抬升，产生 断块差异运动和掀斜运动，形成北西向的右江断陷谷地和断块山地。 桂中轻微隆起区( ) 区内除桂林一一柳州断裂带外，没有较大的断裂。新生代以来地壳以 整体缓慢上升为主，新构造运动微弱，无显著差异运动。 8 囫- 团：回3 回4 田s 囫6 囫7 囫8 图9 图2 3研究区区域新构造图 1 断裂及其走滑运动方向；2 新构造分界线；3 新构造分区编号；4 盆地及其年代； 5 温泉；6 新生界等厚线图( 米) ；7 晚第三纪夷平面；8 早第三纪等厚线( 米) ；9 新构造应力场及方向；f t 桂林南宁断裂带；f z 右江断裂带 2 1 4 区域断裂描述 由于对研究区有重要影响的断裂主要为：北东向的桂林一一南宁断裂 带及北西向的右江断裂带，在此仅对这两个区域断裂带进行描述。 ( 1 ) 桂林一一南宁断裂带( f 1 ) 该断裂带西南起越南境内，经来宾、柳州、桂林，进入湖南，总长度约 6 5 0 余公里。断裂带总体走向北东4 5 。，在柳州以北断面多倾向北西，柳 州以南多倾向南东，倾角3 0 。一6 0 。断裂带在布格重力异常图上有显示。 断裂带由数条大致平行的断裂组成，宽数公里。切割寒武系一一第三 9 系地层，断距大者可达1 0 0 0 余米。断层破碎带宽数米至数十米，带内挤 压透镜体、角砾岩、糜棱岩、硅化、片理化和擦痕等构造现象发育。 该断裂带是长期活动的继承性活动断裂，新生代以来有明显活动。它 控制广西大的地貌轮廓，及新生代盆地的分布。断裂以西以中低山为主， 东部以低山、丘陵、平原区为主，新生代瓮地较发育。沿断裂带形成串珠 状的第四纪盆地和谷地，有的地方断裂控制盆地的边界( 如来宾第四纪盆 地) 。断裂活动在一些地方使同级地貌面高度出现差异。从断裂最新破裂 面上的擦痕、构造角砾岩以及地貌第四系等综合特征看，该断裂带新构造 期运动方式以正断为主。在其东北段，形成狭长的的断裂谷地，成为湘桂 走廊，并有一系列上升泉分布和温泉出露。取断层物质作t l 年代测试， 年龄为距今2 7 万年，表明断裂在中更新世中期有过明显活动。第四纪以 来，具右旋走滑特征。 在来宾地区，桥巩一一三林断裂是南宁一一桂林断裂带中段的一部 分。西南端始于圹圩，往东北经桥巩、古瓦至三林。断裂形成于加里东一一 印支期。在古瓦西可见石炭系白云岩与二叠系硅质灰岩呈断层接触。断层 带宽2 米左右，碎裂、角砾岩发育。断层上覆晚第四纪地层未发现变形现 象。在古瓦附近被晚第四纪地层覆盖，断层通过处未发现晚第四系地层与 阶地变形现象，说明该断裂晚更新世以来不活动。断裂在卫星影象上有一 定显示。局部地段控制河流的发育和第四系沉积边界，表明断裂在早第四 纪有一定程度活动。 在崇左地区，凭祥一一东门断裂是南宁一一桂林断裂的西南段，走向 北东7 0 7 5 。，呈舒缓波状，断面倾向南东，倾角4 5 8 0 。，南盘石炭 系、二叠系分别仰冲与二叠系、中下三叠统及下侏罗统之上。沿断裂带 显示地层缺失，压劈理发育，具糜棱岩化或硅化，两侧地层有牵引拖曳现 象。该断裂不仅控制南北两侧构造线的展布，而且对两侧三迭世的沉积建 造和岩浆活动也有明显的控制作用，可见该断裂形成时间应早于印支期， 同时该断裂又切过早白垩世及第三纪地层，说明它在燕山、喜山期仍在活 动。新构造运动期间，该断裂具一定的活动性，主要表现在：断裂两侧同 级剥夷面高度存在明显差异；线状负地形地貌明显，断裂带经过处为低丘 或缓丘，两侧则为断层崖或断层陡坎；沿带有温泉出露。在渠姆附近，该 断裂右旋错断渠姆河i 级阶地近2 0 米。 ( 二) 右江断裂带( f 2 ) 据宋方敏等( 2 0 0 4 ) 研究，该断裂西北起自兴义、棒鱼乍以东，向东经 隆林、西林、潞城，田林、百色、田东、平果、隆安，止于坛洛，全长约 l o 4 1 0 公里。由1 组走向3l0 。一3 2 0 。，倾向n e 和s w 的断裂组成。大致以 百色、思林为界，可分为3 大段，即百色以西段、百色一一思林段、思林 一一坛洛段l j 。 1 ) 百色以西段 南支：八桂一一百色段卫星影像显示清楚。百色西北凡屯村一带地貌 上为典型的断层谷，那及一带则发育较好的断层槽地。在两个剖面中断层 切割的最新地层为晚更新世坡积含砾石红土或含土砾石层，反映出断裂活 动时代为晚更新世。1 9 6 2 年4 月2 0 日八桂附近发生的5 级地震可能与该 段断层有关。 北支：旧州一泽屯段线性影像特别清晰，地貌上控制了现代河床走向， 断层谷、断层槽地十分发育。由于断裂的左旋走滑，许多地段穿越断裂 的水系发生同步左旋拐弯。在平吉西北砖厂，断层切割冲沟阶地灰褐色砾 石层，砾石层的热释光样品年龄为( 9 9 6 0 7 7 ) 1 0 4 ab p 。在用林平么， 断层切割了冲积相细砾石层及其上的坡积粗砾石层和桔黄色黏土，冲积 细砾石层中的热释光样品( y t l 一1 6 ) 测试年龄为( 4 6 8 0 3 6 ) 1 0 4 a b p 。在田林东南公路边，乐里河i i i 级阶地砂层、砾石层与其后的桔黄色 粗砂层呈断层接触，其垂直断距8 m 左右，阶地中的热释光样品( y t l 一1 4 ) 和( y t l 1 5 ) 测试年龄分别为( 7 9 6 4 0 6 3 ) 1 0 4 ab p 和 ( 1 0 1 6 4 0 7 9 ) 1 0 4 ab p 。 2 ) 百色一一思林段 该段主要断裂位于百色一一田东盆地南、北两侧，控制着第四纪百色 一一田东盆地的发育。盆地南、北两侧断裂地貌都很清楚，是低山丘陵与 盆地的界线。在盆地南缘的那坡，人工剖面中见断层切割晚更新世坡积砾 石层并形成充填楔，充填楔下部堆积物的热释光样品年龄为 ( 8 5 5 4 o 6 6 ) 1 0 4 ab p 。在田东马鞍岭，右江i i i 级阶地堆积的红土夹 砾石层与三叠纪灰绿色砂岩呈断层接触，地貌上形成陡坎。盆地东北缘那 敏附近，断层切割河流i i i 级阶地砾石层其中的热释光样品年龄分别为 ( 4 7 3 4 0 3 7 ) 1 0 4 ab p 和( 1 0 1 5 4 o 7 9 ) 1 0 4 ab p 。 3 ) 思林一一坛洛段 该段地貌上的断层谷或断层槽地发育，例如山心一一右江边断层谷。 经实地测量，该断层谷宽4 3 6 m ，其内部又发育宽1 0 m 的断层槽地，在谷 地两侧，皆见到断层面和断层破碎带。平果一一隆安段浔礼水库下游断层 槽地宽4 4 3 m ，两侧坎高1 3 m 。良涞村西北1 5 k m 探槽剖面中，揭露出 的断层切割了河流i i 级阶地堆积物，其中的热释光样品年龄分别为 ( 4 0 2 o 3 2 ) 1 0 4 ab p 和( 3 2 8 o 2 5 ) 10 4 ab p 。 综上所述，确定该断裂带西北段( 右江断裂带) 活动时代为晚更新世， 东南段活动时代为早第四纪。 2 1 5 区域新构造应力场 通过对断裂活动性质、断陷盆地的性质和展布方向、水系统计等资料 的分析，可以反演出新构造应力场。 晚第三纪，研究区及邻区的断裂活动具有如下特点：北东向断裂具有 右旋走滑性质，北西向断裂具有左旋走滑或左旋逆走滑性质，东西向断裂 具正倾滑性质，近南北向断裂具逆倾滑性质。在早第三纪地层中，发育有 近东西向或北东东向正断层，南海和北部湾发育有北东东向断陷盆地和北 东东向正断层。表明该时期区域构造应力场主压应力方向为北东东向或近 东西向。 第四纪，北东向断裂右旋走滑，北西向断裂左旋走滑，近南北向断裂 逆冲。发育在第四纪地层中的断层，北东、北东东向者为正断层，其中有 的北东东向断层产生右旋走滑；北北西向者为逆断层，并具左旋走滑性质。 在石灰岩地区溶洞中，形成于中更新世至全新世的石柱，有的产生东西向 断错；有的产生北西向断错且具有左旋走滑性质；有的为北东向断错且具 有右旋走滑性质。这表明，研究区及邻区在第四纪新构造应力场的主压应 力方向为近东西向或北西西一一南东东向。 用水系统计法得到的构造应力场主压应力方向为：右江水系9 4 。9 7 。， 红水河水系8 8 。，桂东南地区1 0 1 。表明研究区及邻区第四纪区域构造 应力场主压应力方向为近东西向或北西西一一南东东向。 2 2 南宁盆地地质概况 2 2 1 南宁盆地地层层序 ( 1 ) 第四系地层 1 全新统冲积一洪积层( q h ) ：主要分布于河流的两侧，面积约3 0 平 方公里，为一套现代河流的河漫滩沉积。一般具上细下粗的结构，厚约4 - l o 米，上部为粘性土，厚约3 6 米；下部为砂砾石层，含大量粘土、亚粘土。 2 全新统桂平组( q 4 9 ) ：主要分布于河流的凹岸，面积约1 3 平方公 里。上部为灰褐、灰黄色亚粘土，厚度l o 米左右；下部为砂砾石层，厚 度约7 米，其砾石成分多为石英，分选及磨圆度好。 3 更新统望高组( q 3 w ) ：分布在邕江两岸广大平原区，面积约为2 3 0 平方公里。上部为红、黄色夹灰白色斑状粘土、亚粘土，