2006年1月
地 质 科 学
CHINESEJOURNALOFGEOLOGY
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赣江断裂带中生代的演化及其
*
地球动力学背景
梁 兴 吴根耀
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(1.西南石油学院资源与环境学院成都 610500;2.中国科学院地质与地球物理研究所北京 100029)
摘 要 赣江断裂带是江西省境内醒目的北北东向平移断裂构造带,由一系列北北东向、北东向和北西向断裂束组成,表现为一个大规模的左行走滑脆性剪切带并兼具伸展断陷和右旋走滑的成份。赣江断裂带在重力、航磁异常呈现为显著的梯度带,是一条晚中生代的岩浆岩带,控制了以鄱阳盆地为代表的一系列白垩纪-古近纪沉积盆地的形成与发育。该带在中生代的演化可分为早-中侏罗世压扭、晚侏罗-早白垩世左行平移和晚白垩世上盘斜落的右行平移3个阶段。在侏罗纪以来太平洋板块对欧亚大陆斜向俯冲的大背景下,赣江断裂带的形成和演化与华南广为发育的燕山期陆内造山作用密切相关,北北东向断裂的发育则直接受郯庐断裂早白垩世左行走滑活动控制,因而表现出/北强南弱0和/北早南晚0的特点。白垩纪时赣江断裂的活动方式与郯庐断裂一致,可认为是后者的南延。
关键词 赣江断裂带 燕山造山带 郯庐断裂 运动学 动力学中图分类号:P542
文献标识码:A
文章编号:0563-5020(2006)01-064-17
1 地质概况
/赣江断裂带0一词最早于20世纪50年代末由江西省地质局陈苇鸿提出,60年代初的煤田地质勘探和70年代清江盆地的石油普查、重磁普查时得到确立和验证,江西省地质矿产局(1984)称之为/新干)湖口深断裂0。90年代以来的地面调查和鄱阳、吉安)泰和盆地的石油勘探新资料揭示(崔学军等,2002;邓平等,2003;周松源等,2004;梁兴等,2004a,2005),赣江断裂不是一条孤立的断裂,而是一条以平移走滑为主的巨型的复合断裂带,它北起湖口、彭泽,经都昌、南昌、清江、吉安、万安和赣州,南延入广东省。
在地貌上,赣江断裂带是一条醒目的低谷带,大致沿赣江河谷延伸,西界在九江)高安)遂川,东界在石门街)进贤)乐安)全南一线,由一系列北北东、北东和北西向断裂束组成(图1),江西省内展布长度约700km,宽50~120km,总体走向20b(杨明桂等,
*本文得到四川省重点学科建设资金资助(ZD12414)。
梁 兴,男,1965年3月生,在读博士生,高级工程师,石油地质与勘查专业。2004-07-15收稿,2004-12-26改回。
①杨明桂,钟南昌,郭英杰,黄金喜,杨森生.1981.赣江断裂带的形成与演化.地质科技动态,第9期.
②郭英杰,黄金喜,杨淼生.1981.赣江构造带基本特征及郯庐断裂带南延问题的讨论.地质科技动态,第9期.③郭英杰,黄金喜,杨淼生.1982.江西省赣江构造带基本特征初步研究报告.江西省地质矿产局.
④周松源,张介辉,唐协华,覃 军,姚秋昌,谭 洪,梁 兴,徐克定,王仲达.2002.鄱阳盆地南鄱阳坳陷油气地质早期评价研究报告.中国石油浙江勘探分公司.
①②③④
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1996)。赣江断裂带控制了包括鄱阳、清江、吉安)泰和和赣州等盆地在内的一系列中-新生代盆地的形成与演化。本文拟以近年的石油地震、MT勘探和钻井新资料并结合野外地质调查成果,对赣江断裂带的地质)地球物理特征及其动力学演化史作尝试性探讨。
就构造位置而言,赣江断裂位于2个克拉通上。赣北属扬子克拉通,赣南为湘赣克拉通,大致以近东西向展布的萍乡)广丰断裂为界,两者在广西运动时拼合成华南次大陆(Wu,1998,1999)。赣北地区曾被卷入印支期的陆内造山作用(Wu,2000;马力等,2004)。之后,燕山期的陆内造山活动席卷中国南方(吴根耀,2002;梁兴等,2004b,2005)。作为一条控制中生代岩浆活动和盆地发育的深断裂,赣江断裂带的形成与发育与燕山运动关系密切。
赣江断裂带为走滑平移性质,早期左行平移,后期右行平移(崔学军等,2002,2004;邓平等,2003),显示了它在几何学、运动学和动力学上与郯庐断裂带有惊人的相似性和呼应性(朱光等,2001a,2001b,2002,2004),进而认为赣江断裂通过长江断裂(即广济)九江断裂)以雁列的形式与郯庐断裂/接合0(崔学军等,2002,2004),并成为郯庐断裂系南延的3条分支断裂的东支(傅昭仁等,1999;梁兴等,2004b)(湘阴)衡阳)钦州断裂和修水)茶陵)永兴断裂分别为其西支和中支断裂)。崔学军等(2004)发现,在九江)瑞昌/接合0区,由于雁列走滑断裂接合作用所产生的张性、扭动、挤压构造应力场正好与多金属主成矿期(J3~K1)、次成矿期(K1末~K2)和无矿期(E)相呼应。
根据地处构造部位的差异,本文分别将九江)德安断裂和进贤)石门街断裂作为赣江断裂带的东、西边界断裂,分别称之为西支和东支断裂,位居中间地带的南昌)丁坊断裂和新建)坪湖断裂则构成赣江断裂带的中支断裂(因沿赣江河谷展布,可称窄义的/赣江断裂0)。对于赣江断裂带通过鄱阳盆地的位置,在北鄱阳地区认识大致相同,但在南鄱阳掩覆区的认识有较大差异:邓平等(2003)认为赣江断裂带自新建城西经盆地西部边界外缘直下清江和峡江;江西省地质矿产局(1984)认为在南昌市)莲塘镇之东通过,大致在莲塘东)温家圳西有一条近北北西向的黎川)南昌断裂。最近的石油地震勘探表明,赣江断裂带在南昌市东、莲塘)向塘西通过,向南过丰城后接清江盆地东南边界断裂(新干断裂),在莲塘东)温家圳西未发现有北北西走向断裂迹象,说明在江西中-南部地表发现的黎川)南昌断裂无法延伸到鄱阳盆地腹部。
2 赣江断裂带构造特征
(1)构造形态
赣江断裂带主要由北北东向、北东向和北西向三组断裂束构成。同方向断裂多呈雁列状展布,由断裂控制的中-新生代沉积盆地也呈雁列状排列;各方向断裂错综交错,走向稳定且等距相间出现;断裂两侧地块发生过明显平移和张断,并伴有大量的牵引构造、剪切构造和羽列构造(图1)。
北北东向断裂系呈15b~25b走向,是赣江断裂带的主干断裂,代表性断裂有赣江、进贤)石门街和九江)德安等断裂。该组断裂断续延伸,延伸长度数十至上百千米,方向稳定并成带出现,其常与北东、北西向断裂构成菱形构造,在空间上控制着北北东向盆地的展布,即:对早白垩世和部分早-中侏罗世地层沉积控制明显(邓平等,2003)。地震资
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图1 赣江断裂带地质构造略图(据邓平等,2003;周松源等,2004;修改补充)
1.古近纪沉积盆地;2.晚白垩世-古近纪沉积盆地;3.晚白垩世沉积盆地;4.早白垩世沉积盆地;5.侏罗纪沉积盆地;6.前三叠纪地层;7.燕山期花岗岩;8.火山岩;9.基性岩;10.湖泊;11.温泉;12.\\2.6级地震;13.主干断裂;14.配套断裂
Fig.1 AschemeshowinggeologyoftheGanjiangfaultzone
料反映其对鄱阳盆地晚白垩世的沉积也起重要的控制作用(另文讨论①)。沿断陷盆地边
①梁 兴,叶 舟,徐克定,郑华平,张廷山,刘家铎.2006.鄱阳盆地构造)沉积特征及其演变史.
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缘部位发育呈北北东走向的一系列基性岩墙群和橄榄玄武岩夹层,反映它们切割较深。
北东向断裂系走向40b~60b,是重要的控盆构造,延伸长度>100km,平面上略具波状并等距排列,常被北北东向断裂错断(见图1)。受多组北东向断裂联合作用的影响,北东向盆地多具断陷盆地特征,江埠)余干/南北对冲前缘带0以北的白垩系断陷往往呈/南断北超0形态特征(梁兴等,2005)。邓平等(2003)提出,北东向断裂与北西向断裂一样同属于赣江断裂的同期配套断裂,但鄱阳盆地地震资料并不支持这一论点。大量的地震剖面表明,北东向断裂是印支-中燕山运动的逆冲断裂在晚燕山-喜马拉雅期发生负反转,呈/上正下逆0剖面结构,并控制了北东向白垩-古近纪断陷盆地边界。
北西向断裂走向305b~320b,发育较晚,切割另外两组断裂,对新生代以来的地貌、水系等有明显的控制作用,断裂延伸多为数十千米,在平面分布上有近似等距离排列的特点,应属于北北东向赣江断裂的配套断裂(邓平等,2003)。
沿赣江断裂发育许多规模不等的中-酸性岩体(以花岗岩体为主),沿北东向多字型断陷盆地边缘部位和北北东向压扭断裂带附近还分布一系列的基性-超基性岩体(崔学军等,2002)。邓平等(2003)指出,以新干县城为界,北部地区岩体多为辉绿岩(K-Ar法年龄914Ma)、辉绿玢岩和辉长辉绿岩等基性侵入岩,南部地区以橄榄玄武岩为特征并见辉绿岩墙侵入中生代花岗岩的现象(接触带断层角砾岩化发育)。基性岩墙群在空间上具有/北宽南窄0特点,形成时代有/北老(Mz)南新(Kz)0的趋势。花岗岩体多呈北北东向展布,少数岩体分布于北北东向与北西向断裂的复合部位,形成时代以中-晚燕山期为主。此外,赣江断裂带内分布着一系列沿北北东方向串珠状排列的温泉群,曾发生过多次2~5级的地震(见图1)(江西省地质矿产局,1984)。
(2)深部地球物理特征
在小比例尺的中国布格重力异常图上,赣江断裂带以东重力异常呈北东走向,以西主要呈北北东展布(徐鸣洁等,2001;滕吉文,2002);重力布格异常值则由断裂带东、西两侧(-40@10m/S~-50@10m/S)向断裂带中心逐渐增加,中心带形成一条呈北北东走向、宽度>50km的正异常带,南昌)吉安地区呈舌状重力高向南延伸(崔学军等,2002;邓平等,2003)。
江西省中-北部以1B200000为基础进行重新处理成图的布格重力资料(图2)表明,断裂带东侧重力异常呈北东)北北东走向,西侧为北西走向,断裂范围内属于北东走向背景中夹北西异常走向;断裂东、西两侧均为负异常,异常强度一般为(-8~-30)@-52-52
10m/S(极小值可达-75@10m/S),仅南昌)波阳地区为一个近北东走向的重力正异常(8~14)@10m/S,进贤)石门街断裂强烈改变其完整形态。赣江断裂带范围内,西支断裂(九江)德安断裂)、东支断裂(进贤)石门街断裂)表现为明显的重力梯度带,中支断裂即窄义的赣江断裂则界于正、负重力异常变化区带(图2)。
大地电磁测深(MT)研究表明①,赣江断裂以西地区为大块稳定的高阻体,视电阻率以3200~56808#m为主,断裂以东地区为碎块状相对中-低阻区(图3),呈现/浅层低阻、中-深层相对高阻0剖面结构。在赣江断裂东侧,6~7km以下的深层均存在一个宽
①镇国钧,等.2002.鄱阳盆地北鄱阳坳陷:2002年度MT勘探成果报告.中国石油浙江勘探分公司.
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达10~20km低阻区,电阻率为20~3508#m,显示了该断裂东倾正断性质(图3)。
邓平等(2003)通过近东西向布格重力剖面处理后发现,赣江断裂带深部的莫霍面具有明显的起伏特征,反映该断裂带具有深部地幔上隆、中间地壳变小、两侧厚度变大的地
图2 鄱阳地区布格重力异常图
单位:mGa;l断裂代号:Fa和Fac见图3;Fb.进贤)石门街断裂主支(钟陵)石门街);Fbc.进贤)石门街断裂副支(长山)进贤);Fc.九江)德安;Fd.艾城)永修;Fe.崇仁)临川;F.f余江)黎川;Fg.干洲)奉新;Fh.石鼻)永修
Fig.2 AmapshowingBouguergravityanomalyinPoyangarea
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图3 鄱阳盆地MTB64线大地电磁测深二维反演电阻率(上)及地质综合解释剖面图(下)
上.二维反演电阻率断面;下.地质综合解释剖面;Fa.赣江断裂主支(南昌)丁坊断裂);Fac.赣江断裂副支(新建)坪湖);F1.昌良)南峰断裂;F2.艾城)大湖地断裂;F3.虬津)吴城断裂;F4.南湖断裂;剖面位于都昌县城以西
Fig.3 AMTprofilealongthelineMTB64acrossthePoyangBasin
质差异。崔学军等(2002)提出,赣江断裂两侧的传导速度和地壳厚度均有明显差异:赣江断裂西侧地壳上层比东侧Vp高0103km/s、薄014km;地壳中层西侧比东侧Vp低0124km/s、厚度相当,地壳下层西侧比东侧Vp高011km/s、厚0170km,上地幔顶面波速西侧比东侧低0104km/s。江西省地质矿产局(1984)利用永平爆破测震和区域重力布格异常资料编制的莫霍面等深线图,发现赣江断裂构造带内地壳厚度30~32km,两侧地壳厚度最大为33~34km,反映出由赣江断裂引起的莫霍面落差达1~2km,而且赣江断裂所控制的鄱阳、清江、吉安)泰和及赣州等盆地的深部均为上地幔隆起区,隆起方向也正好与赣江断裂展布方向一致。
在鄱阳地区1B100000高精度/南负北正0的区域航磁异常背景中(图4),赣江断裂带具有磁场降低、横穿异常走向的磁场交变带和不连续磁场等特点①②③。断裂两侧磁异常走向差异明显,断裂以西为东西)北西西走向,以东侧转为北东东)北北东向。而且,七里岗以北的高正异常区呈/西强陡带、东弱平缓0;南昌)安义异常过渡区呈/西平缓、东渐变0;南昌)丰城为磁异常急变区,以西为强磁异常变化强烈,最高达+45nT,最低为-46nT,以东为相对低弱磁异常区,一般为-30~-10nT,仅局部出现弱正异常(+10nT)。邓平等(2003)指出,赣江断裂带沿线的南昌、丰城等地有不连续的呈北北东走向局部航磁异常出现,对应于这些地带分布着中-新生代基性岩浆体,湖口)星子区几条北北东走向的狭窄磁异常带系北北东向压扭性断裂引起。崔学军等(2002)认为,鄱阳湖注入
①邹家衡,等.1994.江西中北部地区高精度(1B100000)航空磁力详查成果报告.中国南方勘探开发公司区域勘
查项目经理部.
②王家林,等.1993.中国南方十四省(区、市)区域重磁资料处理及其综合解释报告.中国石油开发公司区域勘
查项目经理部.
③王家林,等.1996.中国南方海相含油气区地质)地球物理综合解释报告.中国石油南方新区油气勘探项目经理
部.
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长江口附近存在明显的负磁场异常向南西插入,与东面的正异常界线截然,呈北北东走向的正负异常梯度达200~300nT,那是赣江断裂的反映。
3 赣江断裂带运动学特征
赣江断裂带具有明显的多期活动特征(江西省地质矿产局,1984;崔学军等,2002;邓
图4 鄱阳地区高精度航磁异常平面展布图
断裂代号:Fa和Fac同图3
Fig.4 AplanimetricmapofaeromagneticanomalyinPoyangarea
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平等,2003;周松源等,2004)。北北东向主断裂大多数断面朝南南东倾,倾角陡(通常为65b~70b),擦痕近水平,结合断层附近的伴生构造和断面上的阶步等可以确定其以左行剪切为主,在一些地方表现为明显下滑的正断层。总体上看,北北东向和北东向断裂多为挤压剪切,晚期局部兼具拉张剪切特征,而北西向断裂则以拉张剪切为主。
江西省地质矿产局(1984)认为,赣江断裂最早形成于晋宁运动,以张性或张兼剪性的正断裂或斜移正断裂形式出现,古生代表现为张剪性斜移正断裂,而燕山运动以来则以压剪性斜冲断裂为主要活动方式。近来的地质调查和地球物理勘探表明,赣江断裂带在晚三叠世以前无明显的活动迹象,可能萌发于晚印支期,盛于燕山期,但其大规模的左旋走滑主要发生在燕山晚期的白垩纪。Lineta.l(2000)通过对湖口)德安和赛阳)德安左行走滑变形带中新生的多硅白云母和黑云母Ar-Ar测年,认为赣江断裂带大规模的左旋走滑主要发生在距今9217?117~12516?112Ma,相当于早白垩世晚期(冷水坞组沉积期)。
左行走滑主要表现为断裂两侧地层的水平错断和平移,其伴生的斜冲构造造成地层的弧形弯曲或牵引褶皱。湖口)武宁地区,赣江断裂西侧东西向的震旦系)三叠系向南平移了30~40km;近东西向的九岭)高台隆起带受断裂带左行平移作用,其西侧九岭山区的地层、构造和岩相带相对断裂带东侧东港等地向南平移了约30km;断裂西侧的峡江等地相对东侧向南错动20km以上。左行平移还导致了瑞昌等地一系列弧形构造形成,并诱发湖口)清江地区一些基性岩墙、酸性岩体的侵入和吉安一带火山岩的喷溢。断裂带内的擦痕、羽列节理、拖曳褶皱和S-C组构(崔学军等,2002)等指示断裂的左行走滑性质。野外还见上三叠统中的磨圆度较好的砾石被小断裂左行剪切错动(断距达30cm),该左行走滑断裂未切割晚白垩世地层。
基于大量的地震剖面综合解释(图5,图6),认为晚白垩世中-晚期赣断裂转化成上盘斜落的走滑断层,证据如下。1)冷水坞组(K1l)和周家店组(K2z)下部地层仅限于南昌)丁坊断裂东盘的局部范围内,而南雄组(K2n)分布面积大为扩大,说明该组沉积时已发生块状沉陷。2)南雄组在南昌)丁坊断裂以东厚达3000m,向西呈台阶状减薄,至新建)坪湖断裂以西则不足1500m,充分说明了正断层活动对南雄组沉积的控制作用。
还应强调赣断裂的右行走滑活动。崔学军等(2002,2004)和邓平等(2003)都指出赣江断裂发生过右行走滑活动,并认为这一活动发生在新生代内。但这一观点并未得到地球物理勘探和钻井资料的证实。前已述及,赣北地区被卷入印支期的陆内造山作用,基底变质岩(双桥山群)被推冲出地表并被上三叠统不整合覆盖;随早白垩世盆地发育,也可见冷水坞组不整合覆于变质岩之上。在赣江断裂以东地区(如南昌市北偏东的樵舍村),可见变质岩(及冷水坞组的底砾岩)自北向南冲断在冷水坞组之上;地震勘探EDC-05线和B8111钻井都见到南雄组不整合覆于变质岩之上(梁兴等,2005)。这充分说明赣断裂的右行走滑活动发生在南雄组沉积之前。
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4 对盆地发育的控制
作为一条控盆断裂,赣江断裂带各阶段的活动方式在盆地发育中得到了充分反映。如傅昭仁等(1999)曾指出,因早白垩世开始的汇聚走滑向离散走滑转换,赣江走滑断裂
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图5 EDC-10线地震剖面及其构造解释图
地震反射波组地质层位代号:T1.南雄组三段(K2n3)底面;T2.南雄组二段(K2n2)底面;T3.南雄组一段(K2n1)底面;T4.周家店组(K2z)底面;T5.冷水坞组(K1l)底面(即前白垩系顶面);走滑断裂:Fa.赣江断裂主支(南昌)丁坊);Fac.赣江断裂副支(新建)坪湖);Fb.进贤)石门街断裂主支(钟陵)石门街);Fbc.进贤)石门街断裂副支
(长山)进贤);剖面位于南昌县(莲塘)以北,北东东向
Fig.5 AseismicprofilealonglineEDC-10anditsstructuralexplanation
控制了拉分盆地、半地堑式或地堑式纵谷盆地、隐伏垒堑式断陷聚合盆地等盆地的发育。本文把盆地演化划分为以下3个阶段。
(1)左行走滑控制的拉分盆地阶段
如前所述,赣江断裂的左行走滑活动主要发生在早白垩世,可能始自晚侏罗世。北北东向断裂的左行走滑,在新建)聂家)长山、康山)黄渡街、柏翠)赵埠和向塘)三阳等多条近东西走向断裂的围限下,沿北西西向断裂方向拉开并出现张裂断陷,最终形成沉积中心呈北西西向的盆地,其性质应属拉分盆地。显然,冷水坞期鄱阳盆地局限性大,走滑断裂即为盆地边界,仅分布南昌)泾口)喻坊地区(另文讨论,见前脚注),其东南侧的弋阳和抚州等地的盆地要大得多(图7),印证了赣浙地区白垩纪地壳破裂、沉积盆地形成由花草尖)周家源)打鼓顶为核心并分别向西北、东南两侧迁移规律(徐克定,1989;梁兴等,2004b)。地震与钻井资料表明,冷水坞期鄱阳拉分盆地,呈北西西向狭窄槽地,长宽比略近1B1,为近正方形凹陷,沉积中心在麻丘)泾口,最大厚度可达1000m,向两侧迅速减薄。该阶段可能延续到晚白垩世初期。
(2)从左行走滑到右行走滑的转换阶段
晚白垩世早期沉积称周家店组(K2z)。该组下部的沉积分布较局限,与早白垩世拉分盆地的范围一致。晚期盆地范围扩大并有湖侵发生,奠定了南雄组(K2n)沉积早期的盆地面貌(图8)。一个可能的原因是:因赣江断裂此时从左行走滑转变为右行走滑,断裂带以东的近东西向断裂发生冲断活动,相应地,北北东走向的断裂则发生伸展。因此,晚白垩世早期的周家店组可能是赣江断裂从左行走滑到右行走滑的转换期的沉积,控制发育的盆地可称走滑松弛盆地。这一阶段的盆地是叠置于北北东向早白垩世槽地之上的继承性盆地,箕状的断陷形态较明显。伴生构造中普遍发育石英脉。局部地区还有基
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图6 鄱阳盆地南昌凹陷白垩系南雄组底面构造图
断裂名称:Fa.赣江断裂主支(南昌)丁坊);Fac.赣江断裂副支(新建)坪湖);Fb.进贤)石门街断裂主支(钟陵)石门街);Fbc.进贤)石门街断裂副支(长山)进贤);F1.新建)聂家嘴;F2.康山)黄渡街;F3.广福孙;F4.向
塘)三阳;F5.塔城)李家;F6.厚田)旧厦
Fig.6 AmapshowingsubfacestructureoftheCretaceousNanxiongFormation
intheNanchangSag,PoyangBasin
性岩脉、小岩基顺北北东向断裂侵入,曾被认为是典型的裂谷发育期特征(万天丰,1993;陈跃辉等,1998;Gildereta.l,1999)。
(3)上盘斜落的正断活动控制的伸展盆地
随赣江断裂带由左行走滑转变为右行走滑,盆地的展布格局也发生了变化,即:鄱阳、清江、永丰、吉安)泰和、赣江、池江、南雄和全南等盆地,单个盆地呈北东走向,呈多字型雁行状排列,构成一条北北东向延伸的盆地带。野外调查和地震勘探表明,鄱阳盆地范围内的赣江断裂表现出明显的正断裂特征并具有/上陡下缓0特征,断陷盆地内接受巨厚的晚白垩世沉积(最厚达4500m以上)。这些伸展沉积盆地具有从南向北盆地规
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模不断扩大,沉积时代则/南晚北早0的显著特点;单个盆地沉积中心则出现向西迁移的规律。与赣江断裂带近于垂直的北西向断层(走向320b~330b)此时也普遍发生张扭性活动。这些盆地中以鄱阳盆地发育最好,反映伸展活动有北强南弱的规律,且此类盆地的发育仅限于江西境内。
图7 江西中-北部早白垩世冷水坞期沉积盆地展布图
1.断裂;2.盆地边界;3.盆地编号;4.与鹅湖岭组火山碎屑沉积叠合的冷水坞期盆地;断裂名称:Fa.赣江断裂;Fb.进贤)石门街断裂;Fc.赣东北断裂;Fd.江绍断裂;盆地名称:A.鄱阳盆地;B.抚州盆地;C.弋阳盆地;D.军峰山)景德
镇盆地;E.南城盆地;F.吉安)泰和盆地
Fig.7 DistributionofsedimentarybasinduringEarlyCretaceousinnorth-middleJiangxi
3
白垩纪末至古近纪初,上盘斜落的正断活动减弱,因而南雄组上段(K2n)和清江组(E1q)沉积表现出以下特点:1)因沉陷速率变慢而沉积厚度变小,2)以泥岩、粉砂质泥岩等细碎屑岩为主,明显不同于下伏白垩系的粗碎屑岩,3)夹有多层石膏和岩盐层,反映因环境封闭而湖水咸化,有盐湖发育。在新余群(E1-2xy)沉积后发生大面积隆起(吴根耀,1997),结束白垩-古近纪的湖盆发育。
5 地球动力学背景初探
目前尚无十分充分的证据说明赣江断裂带在三叠纪时即已形成,它在侏罗-白垩纪内的活动可明显分为3个阶段。
(1)初始活动阶段
早-中侏罗世,赣江断裂带的3条相互平行的压扭性主干断裂出现雏形,自西向东称湖口)遂川、彭泽)崇义和进贤)石门街断裂(傅昭仁等,1999;崔学军等,2002;邓平等,2003),这些断裂对新余、清江、吉安)泰和及永丰等地的早-中侏罗世沉积有一定的控制作用。该阶段的断层活动以斜冲为主,反映了大区域内有挤压应力场存在。形成这一构
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图8 赣江走滑断裂控制的晚白垩世早-中期(周家店组)南雄组下部沉积期)走滑松弛盆地
1.走滑断裂;2.正断裂;3.逆冲断裂;4.元古界变质岩露头区;5.现今残留盆地边界;6.背斜;7.构造单元分界线;断裂代号:Fa、Fca、Fb和Fcb同图6;,F3.聂家)长山;F4.康山)黄渡街;F5.广福孙;F6.柏翠;F7.龙岗)三阳;F8.向塘;F9.旧厦)乐平;构造单元:Ⅰ.(闵村))莲塘深凹陷;Ⅱ.(滁槎))柏翠低凸起;Ⅲ.泾口()幽兰)浅凹陷.Ⅳ.赵埠()东升圩)断坡;Ⅴ.向塘)前坊断阶;Ⅵ.康山)莲湖凹陷;Ⅶ.瑞洪凸
起;Ⅷ.江埠)二甲村凹陷;Ⅸ.喻坊)南矶断阶
Fig.8 Atrans-releasingbasincontrolledbytheGanjiangfaultinearly-middleperiodofLateCretaceous
造应力场的主要构造事件如下。1)郯庐断裂以东,苏鲁洋自三叠纪以来一直发生消减,相应地,苏皖地块相对扬子)华北克拉通发生斜向(左行)汇聚(吴根耀等,2003)。2)郯庐断裂以西,秦岭)大别印支期缝合线活化,发生燕山期的陆内造山运动,华北克拉通再度仰冲超叠在扬子克拉通之上(张进江等,2003;张复新等,2004)。3)华南沿海地区的特提斯洋早侏罗世末开始消减,闽粤交界处近北东向的梅县)龙岩裂堑于早侏罗世末闭
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合;东海地块沿长乐)南澳断裂与中国次大陆间的斜向汇聚)剪切造山从中侏罗世已经开始(吴根耀,2000,2002)。4)从更大范围言,古太平洋板块(库拉板块)伊泽奈琦板块)的俯冲作用出现在早侏罗世(MaruyamaandSeno,1986),以6.5~810cm/a速率向北北西方向运动,与欧亚板块陆缘呈28b~42b角度相交(Natalin,1993)而产生斜向俯冲作用,从而对中国大陆造成强烈的挤压。北东向的赣江断裂带形成且发生斜冲,其东侧的冲断作用自南向北,而其西侧的冲断作用自北向南,正是在这一大区域挤压应力场作用下发生的。
(2)左行走滑阶段
晚侏罗-早白垩世是东亚燕山期山系的主要形成期,该山系由外侧的内硅镁质造山带
和内侧的内硅铝质(陆内)造山带组成。在中国东部,内硅镁质造山带主要有:1)苏鲁洋闭合,苏皖地块在与胶辽地块碰撞的同时沿郯庐断裂与扬子-华北克拉通发生斜向汇聚)剪切造山(吴根耀等,2003);2)东海地块沿长乐)南澳断裂与华南次大陆发生斜向汇聚)剪切造山(WuGenyaoeta.l,1998;吴根耀,2002)。这两者均为左行走滑,控制了中国东部广大区域内一个左行剪切力偶的发育。赣江断裂带自晚侏罗世始发生大规模的左行平移并派生一系列诸如瑞昌)德安、南昌西山和古城华山等弧形构造,沿断裂基性、超基性岩侵入,同时控制酸性岩体侵入,便是为这一地球动力学背景决定的,是与陆内造山作用同时发生的左行剪切活动。
还应特别强调郯庐断裂的左行走滑活动对赣江断裂带发育的控制作用。早白垩世时郯庐断裂强烈的左行走滑已获得了一系列的证据(朱光等,2001b,2002,2004;牛漫兰等,2002)。事实上,郯庐断裂在其强烈的左行走滑活动的同时也在向南扩大其规模,因为南延时分为数支是吸收其巨大的走滑位移量的一种手段,即:南延时变为断距明显变小的数条平移断层而最终趋于消失。也正因为这样,据断裂带中S-C组构的发育,基性岩墙的侵入或火山的喷溢等可确定赣江断裂带北段的左行走滑活动较南段更强烈,走滑作用的时代也有/北早南晚0的特点(崔学军等,2002;邓平等,2003),早白垩世晚期则是其走滑活动的高峰期。赣江断裂带在白垩纪内的活动方式完全与郯庐断裂一致,不仅反映了郯庐断裂对赣江断裂带形成的控制作用,也反映了赣江断裂带实际上是郯庐断裂带的南延。
(3)右行走滑)正断阶段
晚白垩世是东亚燕山期山系的全面坍塌期。被卷入燕山期陆内造山作用的华南广大地域,除燕山造山作用持续到古近纪的地区外,也在晚白垩世时发生造山带的坍塌。上述的晚白垩世走滑松弛盆地和伸展盆地,便是燕山造山带坍塌的地表反映。已有研究表明:在郯庐断裂带以东的安徽境内,早白垩世碰撞造山时发生向北(北)西的冲断)推覆构造,郯庐断裂发生强烈的左行走滑;晚白垩世造山带坍塌时,该区则发生由北西向南东的滑覆构造(参阅吴根耀等,2003)。相应滑覆构造的发生,郯庐断裂和赣江断裂必然发生右行走滑,且因造山带坍塌的大背景而伴有上盘斜落的正断活动。进入古近纪,原燕山期山系已不复存在,赣江断裂的正断活动也随之停止,因而只有坳陷盆地发育。
综上所述,赣江断裂带是江西省境内醒目的北北东向平移断裂构造带,由一系列北北东向、北东向和北西向断裂束组成,表现为一个大规模的左行走滑脆性剪切带并兼具
1期梁 兴等:赣江断裂带中生代的演化及其地球动力学背景
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伸展断陷和右旋走滑的成份。它具有显著的重力、航磁异常梯度带,是电阻结构变化异常带,也是一条晚中生代的岩浆岩带,控制了以鄱阳盆地为代表的一系列白垩纪)古近纪沉积盆地的形成和演化。其动力学背景是:在侏罗纪以来太平洋板块对欧亚大陆斜向俯冲的大背景下,华南广为发育的燕山期陆内造山作用和郯庐断裂强烈的左行走滑活动。赣江断裂带中的北东向断裂属燕山期陆内造山带的分支,因而赣江断裂带的3个演化阶段实际上反映了造山带的形成、同造山的剪切和造山带的坍塌3个阶段。北北东向断裂的发育则直接受郯庐断裂早白垩世左行走滑活动的控制,因而表现出/北强南弱0和/北早南晚0的特点,在早白垩世晚期左行走滑活动达到高峰。白垩纪时赣江断裂的活动方式与郯庐断裂一致,可认为是郯庐断裂的南延。
致谢 本文主要成果来自浙江勘探分公司具体运作的鄱阳盆地油气勘探项目。在成文中承蒙周松源、王旭东和赵韵鸳等同仁热情帮助,谨此致谢。
参
考
文
献
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MESOZOICEVOLUTIONOFTHEGANJIANGFAULT
ZONEANDRELATEDGEODYNAMICSETTINGS
LiangXing WuGenyao
1
2
(1.SchoolofResourcesandEnvironment,South-WestPetroleumInstitute,Chengdu 610500;2.InstituteofGeologyandGeophysics,ChineseAcademyofSciences,Beijing 100029)
Abstract
TheGanjiangfaultzoneinJiangxiprovince,composedofNNE-striking,NE-strikingandNW-strikingfaultgroups,wasmainlyalargescalesinistralstrikeslipfaul;tinaddition,the
dextralshearingandextentionofthefaultcouldbeobserved.Basedonseismic,MT,drillingdataandfieldsurveyofpetroleumexploration,thepaperillustratedgeologicalandgeophysicalfeaturesofthefaul.tThreestagesoftheCretaceousbasinspdeveloping,controlledbythefaul,tcouldbedistinguished:1)theEarlyCretaceouspul-lapartbasinscontrolledbythesinistralstrikeslipping,withsedimentaryrecordbeingtheLengshuiwuFormation;2)thetrans-relea-singbasininearlyLateCretaceousoccurringintransformationfromsinistraltodextralstrikeslipping,thesedimentaryrecordbeingtheZhoujiadianFormation;and3)thestretchbasininmiddle-lateperiodofLateCretaceouscontrolledbyanobliquenormalfaulting,withtheNanx-iongFormationdeposited.UnderaglobaltectonicsettingofthePacificplateobliquelysubduc-tedtheEurasiaplatesinceJurassic,theGanjiangfaultexperiencedthree-stageevolutionduringJuro-Cretaceous.ItwasatranscompressionaloneinEarly-MiddleJurassic,whosedevelopingoftheNE-strikingfaultsrelatedtotheYanshanianintracontinentalorogenyinSouthChina.Itbecameasyn-orogenicsinistralstrikesliponeinLateJurassicandEarlyCretaceous.There-gionalsinistralshearingfieldresultedfromtwoevents.OnewasclosureoftheSu-Luocean,andconcurrently,anobliqueconvergen-tshearingorogenyoccurredalongtheTan-Lufaul.tAnotherwasanobliqueconvergen-tshearingorogenyalongtheChangle-NanpaofaultinSEcoast
area.ThedextralstrikeslipandextensioninLateCretaceouswasareflectionoftheYan-shanianorogenspcollapse.TheevolutionoftheNNE-strikingfaultswereconstainedbythesin-istralshearingoftheTan-Lufaul,tsothatthesinistralstrikeslippingoftheGanjiangfaulthadatendencyof/strongerandearlierinnorthsegmen,tgentleandlateinsouthsegment0.TheactivitymodesoftheGanjiangfaultinCretaceouswerecoincidentwiththatoftheTan-Lufaul,tandtheformercouldberegardedasasouthwardextensionoftheTan-Lufaul.t
KeyWords TheGanjiangfaultzone,TheYanshanianorogens,TheTan-Lufaul,tK-inematics,Geodynamics
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