周口店房山巖體西緣構(gòu)造特征及其形成期次探究

周學(xué)文

摘 要：周口店房山巖體為燕山褶皺區(qū)在J3-K1期大規(guī)模巖漿侵入形成的花崗閃長巖巖體。該文根據(jù)該巖體西緣車廠韌性剪切帶內(nèi)發(fā)育的大量包體、斷裂、節(jié)理、S-C組構(gòu)及巖脈等構(gòu)造特征分析，將巖體西緣的構(gòu)造演化劃分為6個期次。研究認(rèn)為，車廠地區(qū)房山巖體的構(gòu)造特征記錄了其侵位以來不同時期有序的構(gòu)造演化過程，其內(nèi)近SN走向的定向排列包體反映了巖體侵位時受圍巖擠壓的變形特征，NNW和SSW向兩組共軛韌性剪切斷層為巖體侵位晚期頂部開始冷凝、深部巖體上拱時的產(chǎn)物，SEE-NWW向脆韌性左行剪切斷層和近EW向右行脆性剪切斷層及其輝石閃長巖巖脈為巖體侵入末期在半固結(jié)-固結(jié)狀態(tài)下受外力作用結(jié)果，三組原生節(jié)理及其硅質(zhì)條帶充填形成于巖體完全冷凝期，在巖體冷凝后又沿節(jié)理充填了石英巖脈，此后又在差異風(fēng)化作用下形成硅質(zhì)條帶突起。

關(guān)鍵詞：房山巖體 構(gòu)造期次 包體 剪切斷層 節(jié)理 巖脈

中圖分類號：P5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）02（a）-0020-04

房山巖體位于北京市周口店地區(qū)，其東鄰華北平原，西臨太行山[1]，構(gòu)造上隸屬燕山褶皺系，為燕山主幕運(yùn)動時期（J3-K1期）大規(guī)模巖漿侵入形成的巖體，呈近圓形的平面展布（圖1），其早期侵位的是石英閃長巖體，后期侵位的是花崗閃長巖體[2]，前者因后者的侵入穿插而破裂成若干個小巖體散布于外緣，整體構(gòu)成一個同心環(huán)狀的雜巖體[3]。因此，對該巖體構(gòu)造特征的研究，有助于了解燕山運(yùn)動時期的巖漿活動及其侵位以來的構(gòu)造演化特征。對此，筆者通過對房山巖體西緣韌性剪切帶車廠地區(qū)露頭剖面的構(gòu)造特征觀察，獲得了該巖體中大量包體、斷裂、節(jié)理、巖脈等產(chǎn)狀數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上，對該巖體的構(gòu)造發(fā)育期次進(jìn)行了綜合分析，并得出相應(yīng)結(jié)論。

1 工區(qū)地質(zhì)概況

研究區(qū)車廠地區(qū)位于房山巖體西緣的韌性剪切帶內(nèi)，該帶構(gòu)造變形強(qiáng)，長約6 km，中段寬度近700 m，平面呈弧形展布。[4]該帶由于受到房山巖體巖漿涌動的擠壓作用，花崗閃長巖普遍遭受不同程度的糜棱巖化，并伴有包體的定向排列和拉伸。根據(jù)該帶變形程度的差異，可劃分為二個巖相帶，由強(qiáng)到弱依次為花崗閃長質(zhì)糜棱巖帶和糜棱巖化的花崗閃長巖帶，其中花崗閃長質(zhì)糜棱巖帶位于巖體強(qiáng)變形帶的外側(cè)，整體呈弧形分布，具有粗糜棱巖、發(fā)育S-C面理組構(gòu)的特點(diǎn)[5]。該區(qū)伴隨房山巖體的冷凝，在前期韌性變形后又逐步過渡為脆性變形，由前期包體拉伸、韌性剪切等塑性變形，到后期形成節(jié)理、斷層等脆性破裂構(gòu)造，同時伴隨有斜向抬升運(yùn)動與巖脈侵入。

2 巖體構(gòu)造特征

研究區(qū)發(fā)育大量的包體、小型剪切斷層、節(jié)理以及巖脈，它們主要具有以下發(fā)育特征。

2.1 包體

研究區(qū)的包體大多呈大小不等的拉長形態(tài)，具鐵餅狀、透鏡狀，而棱角狀、不規(guī)則狀的包體大多數(shù)是捕虜巖包體[6]，其它類型的主要是各種微粒包體[7]。筆者根據(jù)4個觀察點(diǎn)157個包體的長軸、短軸的測量及長短軸比的計(jì)算，發(fā)現(xiàn)長短軸比一般在10：1至30：1之間，個別甚至超過50：1，主要集中在8.63（圖2）。而且，包體的長軸具有一定的定向性，從長軸走向玫瑰花圖（圖3）可以看出，包體的長軸呈近SN走向。

2.2 剪切斷層

由于車廠地區(qū)位于房山巖體西北緣的強(qiáng)變形帶，在巖體中發(fā)育有大量小型剪切斷層。從剪切斷層的發(fā)育特征看，有韌性、脆-韌性、脆性三種不同類型的剪切斷層，而且它們的走向不同，應(yīng)是巖體不同構(gòu)造期的產(chǎn)物。

韌性剪切斷層：根據(jù)巖體中S-C組構(gòu)C面理、拖曳包體、曲頸瓶構(gòu)造和巖脈的剪切走向觀察統(tǒng)計(jì)（圖4、圖5、圖6、圖7），該區(qū)巖體中存在NNW、SSW向兩組共軛的韌性剪切斷層，一組為左行剪切，剪切走向在345～355 °之間，一組為右行剪切，剪切走向在190～200 °之間，兩組韌性剪切所夾鈍角的角平分線在267.5～277.5 °之間，顯示其最大主應(yīng)力方向?yàn)榻麰W向。該類斷層一般寬幾厘米至數(shù)米，長十厘米至幾十米不等，形態(tài)上沿走向中間略粗，兩端逐漸收斂變細(xì)到線狀，組合形式有雁列式和共軛式兩種[5]。它改造了較早形成的擠壓片理[8]，成為了強(qiáng)變形帶中的局部高應(yīng)變帶，主要證據(jù)見有被拖曳彎曲變形的包體、曲頸瓶構(gòu)造和被剪切變形的長英質(zhì)巖脈，以及微小的S-C組構(gòu)、書斜構(gòu)造和旋轉(zhuǎn)碎斑系等。

脆韌性剪切斷層：呈SEE-NWW向左行剪切特征，剪切走向?yàn)?05 °和285 °，該類斷層不僅切割了先前韌性剪切的包體，而且在斷層末端發(fā)育馬尾狀拖尾，反映斷層仍具有一定韌性，為脆韌性斷層（圖8、圖9）。

脆性剪切斷層：呈近EW向右行剪切特征，其剪切方向和斷層兩盤的包體分布特征與上述脆韌性剪切斷層明顯不同（圖10），在一些斷層的一側(cè)甚至存在包體缺失現(xiàn)象，可能為包體受切割后遭受抬升剝蝕所致。而且，在沿此類斷層的剪切走向上發(fā)育侵入的大型輝石閃長巖脈（圖11），其侵入與脆性斷層同期或在脆性斷層形成之后。

2.3 節(jié)理

車廠韌性剪切帶內(nèi)的巖體節(jié)理發(fā)育，有橫節(jié)理、縱節(jié)理和層節(jié)理，它們形成于巖體侵位的后期，它們都屬于巖漿巖的原生節(jié)理，為同期產(chǎn)物（圖12）。其中，橫節(jié)理的走向?yàn)镹NE向（20 °走向），與巖漿巖的流面、流線近垂直；縱節(jié)理的走向?yàn)榻麰W向（90 °走向），與巖漿巖的流面垂直，與巖漿巖的流線近似平行（圖13）。在一些橫節(jié)理中發(fā)育有近平行排列并突起的硅質(zhì)條帶，且硅質(zhì)條帶切割過了脆-韌性斷層、脆性斷層及輝石閃長巖脈。根據(jù)前人研究[9]，這些突起的硅質(zhì)條帶為晚期殘余巖漿沿裂隙侵入，節(jié)理被富含揮發(fā)份、石英和長石充填和膠結(jié)所致[10]，即在裂隙處發(fā)生硅化作用，它們在后期差異風(fēng)化作用下，形成如今之突起形態(tài)。

2.4 巖脈

區(qū)內(nèi)主要見有輝石閃長巖和石英巖兩類巖脈。其中，輝石閃長巖巖脈沿上述EW向脆性斷層發(fā)育，而石英巖脈主要充填在脆韌性斷層和部分節(jié)理中，并切割了上述硅質(zhì)條帶（圖14）。endprint

3 巖體構(gòu)造期次分析

綜合車廠地區(qū)房山巖體中包體、剪切小斷層、節(jié)理、巖脈的構(gòu)造特征及其相互切割關(guān)系，按巖體構(gòu)造的形成序次，將車廠地區(qū)房山巖體的構(gòu)造演化劃分為以下幾個期次。

第一期為巖體侵位期，因巖體侵位受到西緣圍巖的擠壓，導(dǎo)致包體的定向排列。由于車廠地區(qū)位于房山巖體的西緣，其包體長軸SN向展布（圖3），反映當(dāng)房山巖體從SE向NW侵位時，車廠地區(qū)的巖體受到西側(cè)NNE走向圍巖的阻擋而發(fā)生擠壓，包體記錄下了巖體在侵位過程中遭受擠壓變形時的應(yīng)變特征，包體的最大壓扁面與圍巖走向近似平行。因此，該區(qū)包體長軸的定向均為房山巖體從SE向NW侵位時期的產(chǎn)物。

第二期為巖體侵位晚期，因巖體頂部開始冷凝，深部巖體持續(xù)上拱，形成了NNW、SSW向兩組共軛韌性剪切斷層。車廠地區(qū)巖體中壓扁包體被剪切變形形成拖曳構(gòu)造（圖5）和曲頸瓶構(gòu)造（圖6），以及巖脈切割過包體且?guī)r脈遭受劇烈剪切變形等現(xiàn)象（圖7），反映韌性剪切形成于巖體侵位晚期，當(dāng)巖體頂部開始冷凝，深部巖體持續(xù)上拱向西北侵位，伴隨長英質(zhì)巖脈侵入，切割包體，并在EW向最大主應(yīng)力作用下，形成兩組共軛的韌性剪切，造成包體和巖脈的拖曳和剪切變形。

第三期為巖體侵位末期，在巖體逐步冷凝固結(jié)背景下，處于半固結(jié)-固結(jié)狀態(tài)的巖體，在外力作用下，依次發(fā)育了SEE-NWW向脆-韌性左行剪切斷層（圖8，圖9）和近EW向脆性右行剪切斷層（圖10）以及輝石閃長巖沿脆性斷層的侵入（圖11）。

第四期為巖體完全冷凝，原生節(jié)理形成期。該期在前期發(fā)育的斷層基礎(chǔ)上，生成了的層、縱、橫三組原生節(jié)理（圖12），它們切割了先前巖體侵位末期形成的脆韌性斷層、脆性斷層和輝石閃長巖巖脈，同時一些節(jié)理受殘余巖漿的充填膠結(jié)，形成硅質(zhì)條帶。

第五期為巖體冷凝后的石英巖脈充填期。從石英巖巖脈充填脆韌性斷層、部分節(jié)理并切割硅質(zhì)條帶（圖14）的特征看，主要形成于第四期之后。

第六期為差異風(fēng)化期。由于硅質(zhì)條帶抗風(fēng)化能力相對于圍巖較強(qiáng)，從而在現(xiàn)今巖體表面形成了硅質(zhì)條帶突起。

4 結(jié)論

綜合以上分析，對車廠地區(qū)房山巖體的構(gòu)造形成演化得到如下兩點(diǎn)認(rèn)識：

（1）車廠地區(qū)位于房山巖體西緣韌性剪切帶，其構(gòu)造位置塑就了該區(qū)巖體的構(gòu)造特性，其內(nèi)發(fā)育的定向排列包體、不同剪切方向的韌性-脆韌性-脆性斷層、三組原生節(jié)理產(chǎn)狀以及巖脈侵入等特征，記錄了巖體侵位不同時期有序次的構(gòu)造演化過程。

（2）根據(jù)車廠地區(qū)房山巖體的構(gòu)造特征，可將該巖體西緣的構(gòu)造演化對應(yīng)劃分為6期。巖體內(nèi)近SN定向排列的包體反映巖體侵位時受圍巖擠壓的變形特征，NNW和SSW向兩組共軛韌性剪切斷層為巖體侵位晚期頂部開始冷凝、深部巖體上拱時的產(chǎn)物，SEE-NWW向脆韌性左行剪切和近EW向右行脆性剪切及其輝石閃長巖巖脈為巖體侵入末期在半固結(jié)-固結(jié)狀態(tài)下受外力作用結(jié)果，層、縱、橫三組原生節(jié)理及硅質(zhì)條帶充填形成于巖體完全冷凝期，切割脆性斷層、節(jié)理的石英巖脈形成于巖體冷凝之后，此后巖體又在差異風(fēng)化作用下形成了硅質(zhì)條帶突起。

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