惠州市石壩—黃沙洞地區(qū)紫金—博羅斷裂演化特征及其與深層地?zé)岬年P(guān)系

荀忠

摘要：紫金—博羅斷裂為區(qū)域性大斷裂，從南西往北東方向橫貫石壩—黃沙洞地區(qū)。研究惠州石壩—黃沙洞地區(qū)紫金—博羅斷裂的演化特征及其對(duì)深層地?zé)岬挠绊懀瑢?duì)本區(qū)地?zé)嵩u(píng)價(jià)有較大意義。通過(guò)對(duì)斷裂野外地質(zhì)調(diào)查相關(guān)數(shù)據(jù)的采集和表現(xiàn)特征進(jìn)行了系統(tǒng)闡述，結(jié)合現(xiàn)有地質(zhì)資料，總結(jié)了本區(qū)內(nèi)該斷裂特征和演化規(guī)律。在綜合研究的基礎(chǔ)上，對(duì)該斷裂與深層地?zé)岬年P(guān)系進(jìn)行了探討。斷裂與加里東—燕山期巖漿的大規(guī)模上侵關(guān)系密切。構(gòu)造活動(dòng)本身所產(chǎn)生的熱對(duì)本區(qū)深層熱形成具有一定的疊加作用。早期的斷裂對(duì)深層地?zé)狍w形成和熱能存儲(chǔ)是有利的，新斷裂活動(dòng)在局部產(chǎn)生地?zé)後尫磐ǖ溃詷O少量熱泉的形式散失熱能，但對(duì)整個(gè)構(gòu)造帶而言，影響是有限的。

關(guān)鍵詞：紫金—博羅斷裂；石壩—黃沙洞地區(qū)；斷裂與深層地?zé)彡P(guān)系

1.序言

紫金—博羅斷裂（以下簡(jiǎn)稱(chēng)斷裂）從南西往北東方向橫貫石壩—黃沙洞地區(qū)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)本區(qū)），為區(qū)域性大斷裂，長(zhǎng)度大于300km。

在開(kāi)展1∶5萬(wàn)基礎(chǔ)地質(zhì)補(bǔ)充調(diào)查工作中，針對(duì)斷裂在本區(qū)的表現(xiàn)形式、規(guī)模、產(chǎn)狀、幾何特征、運(yùn)動(dòng)學(xué)等特征，以野外地質(zhì)觀察以及各類(lèi)數(shù)據(jù)的采集為基礎(chǔ)，結(jié)合已有地質(zhì)資料，進(jìn)行綜合分析，重點(diǎn)對(duì)其表現(xiàn)形式、構(gòu)造特征、特別是中生代以來(lái)的構(gòu)造特征、應(yīng)力變化規(guī)律等進(jìn)行總結(jié)研究，探討斷裂的演化特征及其與深層地?zé)岬年P(guān)系。

區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景

斷裂發(fā)育于華南褶皺帶中南部，夾持在北東向河源斷裂帶和蓮花山斷裂帶之間，位于五華、紫金、博羅、東莞一帶，長(zhǎng)約300km，整體上呈北東方向展布，從區(qū)域上看，它控制了加里東—燕山期花崗巖體的分布，復(fù)又切割了它們（圖1-1）。

物探推斷該斷裂影響深度較大，在薯良嶂一帶測(cè)得一條北東向分布的重力異常帶，重力值3.2m/s2～2.8m/s2×10-6m/s2，根據(jù)南北兩盤(pán)的密度差求得垂直斷距大于600m[1]。

本區(qū)沉積巖發(fā)育，除志留系和下—中三疊系外地層外，從震旦系至第四系均有出露。

2.斷裂的特征

沿紫金—博羅斷裂帶，在本區(qū)的北東側(cè)，古竹至河源盆地東南緣，上三疊—下侏羅統(tǒng)砂頁(yè)巖逆沖于白堊系紅層之上。南西側(cè)博羅縣城附近，加里東期混合巖逆沖于下侏羅統(tǒng)砂頁(yè)巖之上[1]。在博羅縣城附近有加里東期侵入巖出露，在紫金北東的黃村、五華縣城北東一帶有印支期侵入巖出露。興寧至博羅一帶，沿?cái)嗔褞в袦厝植迹绫緟^(qū)有黃沙洞溫泉，鄰區(qū)博羅縣城北東的中信溫泉。

斷裂在本區(qū)范圍內(nèi)沿東江展布，切割震旦系、寒武系、侏羅系、白堊系地層，控制了石壩紅層盆地南部部分邊緣。

斷裂影響寬數(shù)米至數(shù)十米，帶內(nèi)斷裂面呈舒緩波狀延伸，總體傾向南東，傾角40°～75°。在斷裂面附近，巖石發(fā)生糜棱巖化、角礫巖化（照片1）、劈理化（照片2）、片理化。片理產(chǎn)狀與斷裂面一致，其強(qiáng)度遠(yuǎn)離斷裂面逐漸消失，片理化范圍大于20m（照片3）。

在斷裂通過(guò)的觀音閣附近，沉積韻律明顯的K2Ed地層，由于應(yīng)力作用，局部?jī)A角變陡（75°以上），甚至發(fā)生倒轉(zhuǎn)（照片4、5），其走向與斷裂總體走向基本垂直，該構(gòu)造表明紫金-博羅斷裂曾發(fā)生較大規(guī)模的水平錯(cuò)動(dòng)，即北西盤(pán)向北東方向移動(dòng)、南東盤(pán)向南西方向移動(dòng)。照片3中的滑動(dòng)面和照片1中破碎帶透鏡體、角礫亦具有斜滑特征，上盤(pán)斜滑方向10°～20°，上滑角度為15°～20°。

據(jù)黃沙洞惠熱1#鉆孔揭露，位于斷裂上盤(pán)的橫瀝隆起區(qū)內(nèi)，于孔深2000m處見(jiàn)一厚小于1m的輝長(zhǎng)巖脈，與晚侏羅世二長(zhǎng)花崗巖侵入接觸關(guān)系明顯（照片6）。

斷裂上盤(pán)早期構(gòu)造所產(chǎn)生的裂隙多已被后期脈體充填（照片7）。

3.斷裂的形成與發(fā)展

3.1生成初期

受加里東運(yùn)動(dòng)影響，本區(qū)地層發(fā)生強(qiáng)烈褶皺，志留紀(jì)后發(fā)生較長(zhǎng)時(shí)間隆起和剝蝕，區(qū)域地層主要應(yīng)力為擠壓性質(zhì)。在海西期，泥盆世—早三疊世沉積建造較穩(wěn)定，地層所受主要應(yīng)力性質(zhì)為拉張。中三疊世末的印支運(yùn)動(dòng)，使地層再次發(fā)生褶皺，地殼處于整體抬升，沉積發(fā)生間斷，地層所受應(yīng)力以擠壓為主。

從加里東—海西—印支運(yùn)動(dòng)，區(qū)內(nèi)地層受擠壓—拉張—擠壓應(yīng)力的影響，并伴隨有巖漿的上侵活動(dòng)，可能已形成北東向斷裂構(gòu)造的雛形或已具一定發(fā)展規(guī)模（圖3-1a）。

蓮花山張性斷裂導(dǎo)致地質(zhì)塊體（后沿）下滑，在受早期侵入巖體對(duì)下滑推力阻隔，在本斷裂帶造成早期形成的薄弱、破裂部位（前沿）逆沖，從南東向北西，形成惠陽(yáng)凹陷和橫瀝突起。

3.2發(fā)展期

燕山期（208Ma～135Ma）：早期陸塊NW-SE向縮短，大陸地塊逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)20°～30°[2]，區(qū)域內(nèi)泥盆系—石炭系褶皺加劇。早期的區(qū)域應(yīng)力以壓性為主，斷裂延續(xù)逆沖并發(fā)展。

早侏羅世—晚白堊世初期，巖漿上涌活動(dòng)強(qiáng)烈，北東向張性斷裂形成和發(fā)展，本區(qū)河源與蓮花山等正斷裂發(fā)展，逐漸形成地塹（圖3-1b），早侏羅世金雞組在河源斷裂南東側(cè)總體為淺海相，北東側(cè)海陸交互相沉積，厚度相差大于3000m。晚侏羅世高基坪群火山巖亦出現(xiàn)地層厚度突然變化，由200多m，突變?yōu)?500多m。

晚白堊世末期，區(qū)域應(yīng)力開(kāi)始由張性向壓性轉(zhuǎn)換，紫金—博羅等一系列北東向逆斷裂復(fù)活、發(fā)展，本區(qū)內(nèi)河源斷裂和紫金—博羅斷裂共同作用形成石壩盆地初始形成（圖3-1c）。

3.3新構(gòu)造期

從盆地白堊系、第三系、新近系地層分布來(lái)看，石壩盆地受斷裂逆沖運(yùn)動(dòng)影響，由南東向北西逐漸收縮。說(shuō)明從晚白堊世末開(kāi)始，斷裂上盤(pán)以持續(xù)上升為主。

丹霞組（K2E1d）地層砂礫巖局部發(fā)生倒轉(zhuǎn)（觀音閣），根據(jù)主干構(gòu)造和倒轉(zhuǎn)構(gòu)造的關(guān)系分析，說(shuō)明伴隨有較大規(guī)模的水平錯(cuò)動(dòng)。

紫金—博羅斷裂南東側(cè)地質(zhì)構(gòu)造塊體，由于大規(guī)模逆沖作用，抬升最高，風(fēng)化剝蝕作用最強(qiáng)。出露地層為震旦系到石碳系，缺失較新地層。

4.斷裂與深層地?zé)岬年P(guān)系

4.1斷裂與深層地?zé)嵘申P(guān)系

加里東—燕山期巖漿的大規(guī)模上侵，攜帶大量熱能，形成最初深層地?zé)岙惓^(qū)。后期由于放射性衰變產(chǎn)生熱能疊加。

斷裂規(guī)模大、活動(dòng)期次多、延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、不同性質(zhì)活動(dòng)等特點(diǎn)，斷裂的構(gòu)造生熱，對(duì)本區(qū)深層熱形成具有一定的疊加貢獻(xiàn)。

斷裂上盤(pán)中發(fā)現(xiàn)有輝長(zhǎng)巖侵入于花崗巖內(nèi)，說(shuō)明沿?cái)嗔褞Т嬖诘蒯Ｎ镔|(zhì)上涌。

4.2斷裂對(duì)深層地?zé)岽鎯?chǔ)、運(yùn)移的影響

早期形成的破碎帶本身經(jīng)不同期次和不同性質(zhì)（壓性為主）的活動(dòng)，破碎帶密閉性較好，且大部分破碎巖石已重新膠結(jié)成巖，多次的巖漿活動(dòng)，其氣、液的上涌，形成各種脈體對(duì)早先形成的破裂空間進(jìn)行第二次密閉，因此早期斷裂對(duì)深層地?zé)岽鎯?chǔ)是有利的。

新構(gòu)造活動(dòng)對(duì)深層地?zé)嵊幸欢ㄓ绊憽嗔炎钚禄顒?dòng)為斜沖推覆性質(zhì)，其活化早期已經(jīng)密閉的破碎帶或形成新的構(gòu)造破裂，總體形成封閉性破碎帶。由于圍巖的物性差異和構(gòu)造應(yīng)力的局部轉(zhuǎn)換，不論在橫向或縱向上，亦能形成局部張性裂隙（圖4-1、圖4-2）。當(dāng)張性裂隙與深層熱儲(chǔ)層連通，形成運(yùn)移通道和散熱通道，如本區(qū)南西側(cè)的博羅縣城北東的中信湯泉和本區(qū)黃沙洞溫泉。斷裂帶內(nèi)有少量溫泉出露，分布較零星，亦說(shuō)明是局部形成的張性破碎導(dǎo)致深層地?zé)崮茚尫拧?/p>

5.結(jié)論

（1）紫金—博羅斷裂規(guī)模大，活動(dòng)期次多、活動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)巖體有控制和切割，對(duì)石壩盆地南緣紅層界線有一定控制作用等特點(diǎn)。其強(qiáng)烈時(shí)期為燕山晚期。新構(gòu)造期該斷裂性質(zhì)為壓扭性。

（2）斷裂與加里東—燕山期巖漿的大規(guī)模上侵關(guān)系密切。

（3）斷裂活動(dòng)本身所產(chǎn)生的熱對(duì)本區(qū)深層熱形成具有一定的疊加貢獻(xiàn)。

（4）斷裂上盤(pán)中發(fā)現(xiàn)有輝長(zhǎng)巖侵入于花崗巖內(nèi)，說(shuō)明沿?cái)嗔汛嬖诘蒯Ｎ镔|(zhì)上涌。

（5）早期的斷裂通道由于巖漿活動(dòng)，破碎空間多已封閉，對(duì)儲(chǔ)存是有利的。

（6）斷裂帶內(nèi)僅有少量溫泉零星分布，新斷裂活動(dòng)在局部產(chǎn)生熱能散釋通道，但對(duì)整個(gè)深層地?zé)狍w熱能的散失影響有限。

參考文獻(xiàn)：

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