新构造断层特征

该区新构造断裂较为发育,已有50多条断裂被* *(图1.3.1)解释。按其发展方向分为东北、西北、东西三组。根据切割地壳的深度和规模、岩石控制和分布格局,可分为深大断裂、区域性断裂和一般断裂三个层次。

本区新构造断裂多为继承性断裂,不仅控制地貌分带、火山活动和地震活动,还控制新生代沉积和河流发育。

(1)深大断层

该地区有8条深大断层。

1.嫩江北东向断层(F1)

断裂北起黑龙江省嫩江以北,南经齐齐哈尔,再经泰来县进入本区白城以西,延伸至洮南和西南。

图1.3.1松辽平原新构造断裂示意图

断层走向为北北东向,区内长度约850公里。断裂北部主体沿嫩江发育,受北西向断裂影响,有错动现象;断裂南段控制了白城冰水堆积台地与松辽低平原的边界,形成了约5 m的地貌落差,遥感影像上形成了不同地层单位的分带界线。

白城经洮南西侧至通榆县保安屯的断层线航磁特征明显。在航磁负异常背景上,有串珠状正异常,异常值一般为200 ~ 400 nt,最高为500nT。总体走向30 NE,异常带宽10 ~ 25 km,异常带两侧有密集梯度带。断裂北部成为大兴安岭和松辽平原的分界线,控制了嫩江的发育和新生代沉积(据钻探资料)。它是一条新生代活动明显的断层。其形成可能在中生代早期或晚古生代,新生代以来多次活动,断裂活动时间从800ka前至今。

2.内莫尔东西向断层(F2)

断层沿内莫尔河分布。它靠近东西走向,长约200km,宽约20km。

断层控制了内莫尔河的形成,线性河谷的地形影像特征明显。断层沿线地震强烈,两侧火山喷发,发育不对称阶地。据黑龙江资料,断裂活动时间从200ka前到现在。

3.何山农场-南昌北冀西断层束(F3)

断层束位于何山农场一线——南长北河。

断层呈北西向,长约240km,宽约25km。断层东南段与南昌北河河谷重合,宽约2km,河谷平直,明显受断层控制。断裂的西北段控制了晚更新世火山喷发。

此外,南侧两条与其平行的北西向断裂控制了五大连池与北东向断裂交汇处的第四纪火山喷发。

由此分析,该断层的形成时代应早于晚更新世,全新世仍有活动,控制了第四纪火山喷发和现代河流的发育。属于外延性质。

4.开原-四平-长春-德惠北东向断裂带(F4)

这条断层又称松辽平原东缘断层,是大黑山低山丘陵与松辽平原的分界断层。断裂南起开原南,北至东经、四平、长春、德惠、玉树一线,总体走向东北25° ~ 30°,全长约400km。

断层的遥感图像解译标志清晰,断层两侧的遥感图像色调和图案明显不同。断层西侧的平原区呈现粉红色的和谐田格格局,东侧的丘陵区呈现大小不一、形态各异的绿色和谐树枝状格局。半拉山门断层段构成了平原与丘陵的直线边界,在丘陵的一侧可以看到线性次级断层的三角面。

在半覆盖地区,通过测量土壤气体中的汞含量来研究活动断层是一种常用的方法。它不仅能确定故障的位置和发生,还能判断其活动性。1996期间,长春地质学院邓进贤、刘书田在半拉山门断裂四平以东放牛沟剖面测量了气体汞含量,并在断裂垂直延伸方向布置了两条测汞剖面。结果显示,故障中的水银异常(图1.3.2)。

从上图可以看出,断层经过的位置有一个明显的汞气含量峰值,这是一条活动断层。

此外,在该断裂的范家屯-德惠段,近代发生了3-6级地震。北段玉树大黄沟段的遥感影像和钻井资料证实,该断裂带发育且含水。不难看出,这是一条新构造运动时期多活动的断层。根据地球物理资料推断,断裂带倾向东南,倾角75° ~ 85°。

5.公主屯-铁岭-伊通-舒兰北东向断裂带(F5)

该断裂带位于工区东部黄家-二龙山水库-伊通-双阳-舒兰一线,贯穿全区。

该断裂带由两条平行的北东向断裂组成,走向50 ~ 55 NE,长约450km。两条断层之间的距离在九台市二龙山至乌拉街20 ~ 30公里,从乌拉街以北至吉林、黑龙江两省交界处突然变窄至8公里。两条断裂所夹持的狭长槽形成了伊通-舒兰平原。断层面总体向外倾斜,相对向内逆冲现象明显。两条断层的遥感图像解译标志清晰。从遥感影像上可以直接解译出断层的线性影像特征和被两条断层夹持的带状沂沭断块。

1)西支断裂(F5-1):西支断裂位于伊通-舒兰断陷平原西缘与大黑山-法库地垒的交界处。在遥感图像上,它表现为地貌的线性边界。在二龙山水库至新立城水库断层段的西板块,遥感影像显示的是次级断层三角形的线性延伸。该断裂向南延伸至下辽河平原,形成法库地垒与下辽河平原的分界线。在局部控制下,辽河盆地向东北方向扩展。

此外,断层(线)两侧的色调和图案也完全不同。断层西侧的大黑山地垒呈绿色调,密集的沟壑形成大小不一、形态各异的树枝状格局。断层东侧的沂沭地堑呈粉红色和红褐色色调,沟壑稀疏,形成单调的平行水系格局。

图1.3.2四平-长春-德惠断裂放牛沟口地区汞异常剖面。

此外,在莫里青,省煤炭局203队施工的三个钻孔资料证实,早、中新生代煤系地层在穿过下古生界地层(50m~70m)后可见,证明老地层隆起于新地层之上。断层倾向西北,倾角约70度,近地表陡,深部缓,局部地区向东南倾斜,但倾角陡,达80 ~ 85度。

2)东支断裂(F5-2):东支断裂位于黄家-伊通-舒兰一线。中北部是伊通-舒兰断陷平原与东部山区的交界地带,呈东北弧形延伸。虽然该分支的遥感影像标志不如西分支清晰,但断层两侧的地层色调和地貌落差存在明显差异。这条分支断层不仅作为第四系空间分布的东部边界,而且控制着水系的发育。比如二龙山水库上游的东北河,双阳河的东北支流,都是沿着这条支断层发育的。在断裂的南端,在下辽河的黄家-翟家段,断裂表现为断续的条状洼地和陡峭的地形变化,并倾向于相对沉降于西北和西北板块。根据辽宁省地质矿产局地球物理勘探队1 ∶ 5万重力调查,该断层与重力梯度变化带重合。翟家-老官坨段与浑河河谷平行,控制着西北大型沉降区的边界。

省煤田伊通地区207队钻探资料证实,古近纪-新近纪早期煤系地层与燕山早期花岗岩呈断层接触,物探和遥感资料明显反映岔路河至乌拉街一线。

地层资料分析表明,断裂切割晚白垩世以前的地层和岩体,严格控制古近纪和新近纪沉积,表明其形成时代为白垩纪末至古近纪。根据断裂带控制的沉积建造,古新统为河流相,分布不连续。到始新世,它贯穿整个地区,成为一个连续的沉积盆地。事实证明,该断裂的初始活动性不强,但在始新世开始活动加剧,控制了近3000米厚的沉积。根据地壳厚度等值线图分布,伊通-舒兰断裂带槽区地壳厚度一般为36 km ~ 37 km,西侧大黑山地区为35 ~ 36 km。东部张广才岭地壳厚度为36 ~ 38公里。据资料显示,沿该断层喷发的玄武岩中的橄榄石包裹体来自地表以下77km,马鞍山玄武岩中的橄榄石包裹体来自地下65km。以上事实表明,断裂带切穿地壳,深入上地幔。断裂带的长期活动控制着沉积建造、地壳运动、地貌单元、岩浆活动和地震作用,是一条继承性的多期活动的新断裂。

6.富顺-营口北北东向断裂带(F6)

该断层分布在营口-鞍山地区。它长约200公里,宽约5 ~ 25公里。

该断层发育在第四纪沉积区,由东、西两条断层组成。

东支断裂的石油勘探资料揭示,该断裂带控制着下辽河断陷盆地的东部边界。断裂带的航磁表现为东北方向正负交替的异常,重力场为密度梯度带。断层东侧显示高重力,西侧显示低重力;航磁是一种稀疏的负异常。断裂北东段的线性影像和地貌单元差异明显。

西支断裂控制着浑河和大辽河流域的空间分布。

7.长生-阳玉河-法库断裂(F7)

断层分布在长生-羊峪河-法库一带。走向近东西,区域长度约320km。

断层切割全新统地层,线性图像清晰。中、西段控制牧业河的空间分布,河谷切割深度约为5 ~ 10~20m,宽度约为10~20m。断裂东部构成辽北断隆的北界,受南北向和西北向断裂影响,表现出明显的错动特征。根据上述特征,结合60年前杨峪河北岸14C淤泥层测试结果,该断裂形成于晚全新世。

8.二龙山水库-伏龙泉南北向断裂(F8)

断层北起建安镇,北经二龙山水库、双城堡镇,北止于伏龙泉。它南北走向,长约300km,宽约20km。

断裂主体发育在第四纪堆积区,南段进入基岩区。断裂的北部构成中更新世伏龙龙隆隆起的东部边界;秦家屯镇至二龙山水库段控制东辽河上游南北向分布,南部建安镇段控制古近纪火山喷发,形成由六个火山机构组成的火山群。

(2)区域性断层

该地区有9条区域性断层。

1.哈尔滨-齐齐哈尔北西向断层束(F9)

断层束分布在哈大齐一线。断层束由三条平行断层组成,走向西北,宽约45 ~ 60 km,长约325km。

断层梁切割第四纪中更新统、上更新统、全新统多套地层,线性影像清晰,严格控制地下水出露和湖泡的长轴分布方向。

(1)尚志-红旗镇北西向断层(F9-1)

位于尚志-红旗镇一线,呈西北走向,长约380km。断层西部发育在基岩区,断续分布的断层沟图像清晰;中北部剖面以线性带状影像显示,控制水系和盐渍化的空间分布方向。断层两侧色调差异明显,局部微地形显示断层陡坎特征(板块1.3.1)。其空间分布与滨江断裂一致(蔡等,松辽盆地高精度构造航磁成果报告,1985)。

(2)北西向的哈尔滨-福拉德断裂位于中部(F9-2)。

它位于哈尔滨-福拉德线上,向西北延伸,长约380公里。断层西部发育在基岩区,断续分布的断层沟图像清晰;断层中段哈尔滨段呈弯曲水系,沿线有2 ~ 3个地下水溢出点(板块1.3.2)。而断层西部的湖泡呈线性分布。它属于一种新的断裂构造。

(3)北西向断裂——阿木南部塔帕-常德镇(F9-3)。

位于阿木塔帕-常德镇一线,向西北延伸,长约230公里。东南剖面呈线性带状影像,显示阿木塔泡长轴向西北方向延伸,嫩江局部河段成直角转弯。西北段延伸至大兴安岭,与河流向西北方向扩散一致。

2.松花江近东西向断层(F10)

断层分布在二坝镇、金奎大、太平山、洮南、突泉。总体走向近东西,长度约350km。

断层由两段组成。东部沿松花江河谷分布,其近东西向流动受控制,与查干湖地区的北北东向断裂交错。ETM图像显示为带状河谷;中段发育于晚更新世粘质粉土地层中,表现为线性负地形和东西向河谷。西段控制着洮儿河流域的东西向分布。

3.长岭-双辽弧形断裂系统(F11)

横滩位于松辽断陷平原中部,由两组断层束组成。自北向南分别为长岭弧形断层束和双辽弧形断层束。两组弧形断层束均由多个数量和大小不同的弧形断层组成,弧顶向南突出。而两组弧形断裂梁的总体分布方向为近东西向。根据弧形断裂成带聚集的特点,称之为弧形断裂系统。

这两组断层束分布在第四系覆盖区,这里的第四系沉积物多为晚更新世-全新世风成黄土堆、湖成砂层和风成砂。因此,对于构成上述弧形断层束的弧形断层,不能直接观测到倾角、倾角等破裂要素。根据它们所控制的地貌、水系延伸和切割的地层以及在哈尔滨的荒山、荒坑中发现的波状滑脱面,认为该区存在断隆构造。

这两组弧形断层束的分布位置与本区四条弧形砂带的分布一致,其线状和条状影像特征清晰。这些线状、条带状的影像特征,多由地表与弧形断层分布相协调的若干沙脊(脊)和沙脊与沙脊之间的弧形条状凹陷组成,应属于弧形断层控制的地堑、障壁构造。这些横跨松辽断陷平原的地堑构造也是控制松辽断陷平原湖泊形状和范围的构造。弯曲的沙脊和沙脊之间的长凹区(其中一些积水形成湖泊和沼泽)在遥感影像上表现出明显的线状和条状色调界面和模式差异。凸起的沙脊显示出大面积的橙色调、当地绿色调的植被,以及不同形状和大小的方格图案。长弧凹地显示出大小形状不规则的湖泊的蓝色调,当湖泊周围有盐化时则显示出斑驳的乳白色调。

1)北长岭弧形断层束(F11-1):根据最醒目的影像特征和地貌特征,自东向西延伸最长,自北向南分布最广,由三条平行弧形断层和晚更新世中期的风成地层、晚更新世的湖相地层和全新世早中期的湖相地层交替组成。总体形态特征是西端扩散,向东在拉林河大弯处汇聚。在其控制下,第二松花江和拉林河沿断层位置同步弯曲(板块1.3.3)。

2)双辽南部弧形断层束(F11-2):由1条弧形断层、多个平行排列的次级弧形断层组以及夹在断层之间的晚更新世湖相、风成和早、中全新世湖相地层组合显示。总体形态特征是西端扩散,向东汇聚。东段线性水系具有明显的平行排列特征,其空间分布与双山-郭谦北东向断裂一致。西段由西辽河和分布在西北部的带状沙脊组成。

认为弧形断裂系应形成于晚更新世末,属于松辽平原逆时针扭转应力场的产物。

4.大安-德惠北西向断裂(F12)

断层西起大屯镇东南,经大安、扶余、德惠,经沂沭地堑进入基岩区。西北至二龙山水库,北至双城堡镇、伏龙泉。它南北走向,长约300公里。

断裂主体发育在第四系堆积区。平原区以河谷影像信息显示,控制嫩江河段和松花江河段的西北分布。东南端切割大黑山地垒。

5.东北长春-通辽断裂(F13)

断层东起安家镇,西南经玉树县岔路口镇、万宝镇、玉树台镇,西至科尔沁左翼右旗。断层主体走向东北,略呈弧形,长度约480km。

断层发育在第四系堆积区。长江中东部的线性水系、河流规则曲流、地貌陡坎等影像信息表明,它构成了晚更新世地层与中更新世地层的分界断层。西段发育在科尔沁沙漠中,表现为由东向西展布的线性负地形。

6.西拉木伦河-西辽河东西向断裂带(F14)

该断层沿西辽河分布。东西走向,长约250km,宽约2 ~ 15 km。

断层呈蛇形延伸。整体图像特征为蛇形、透镜状,反映河流的形成受断层构造控制。其透镜体块图像反映了断层的特征,是一条逆断层。

7.下洼镇断裂带(F15)

断层沿三圣河、下洼镇和查干达郎地区。东西走向,全长约80km,宽约1 ~ 5 km。

该断裂带由南北两条断层组成,构成下洼镇地堑的边界断层。遥感图像显示带状凹陷和负地形,为正断层,与地堑两侧的地形有明显区别。

8.尹家-大兴-冷子堡-牛心坨南北向断裂(F16)

断层分布在尹家、大兴、冷子堡、牛心坨。总体走向为55 ~ 60 NE,倾向西北,延伸约90km。

断层北段即尹家-大兴断层段,西侧地势低洼,水网密集,东侧地势较高,开阔。断裂中段大兴-冷子堡段控制着大民屯聚落区的东边界;在断裂南段,即冷子堡-牛心坨段,断裂横穿辽河,造成河道错位,与间断分布的条状洼地和古河道重叠。

9.龙江-甘南-太平湖北东向断层(F17)

该断裂北起查哈阳,南经太平湖、甘南、龙江、四合屯,与宝泉山地区嫩江断裂复合。走向北北东向,微弯,长约23公里。

该断层构成了早更新世冰水堆积台地和晚更新世冲积-湖泊地层的分界线。断层两侧地层色调差异明显,北侧为浅灰色调,南侧为灰色调。断层通过部位发育断层陡坎,形成北高南低的地貌落差。

(3)一般性骨折

一般该地区有几十条断层,规模大小不一,长度从十几公里到几十公里不等。按方向分为南北、西北、北北东三组。

北向有20条断层。它以单一断层和断裂带的形式存在,具有明显的基岩错动和北北东向断层。在图像上,通过断层沟、线性图像、线性水系、断层陡坎、地层位移等标志显示。

有***17北北东向断层,以单断层和断裂带形式存在。在影像上,用线状影像、线状水系、影像体错位等标志显示。

南北向断层数量少,规模小,以单断层形式存在。在图像上显示为线性水系。