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(四)魯山縣北部及寶豐縣南部地區

本區東部為壹呈北西向分布的煤田——韓梁煤田區,此區為丘陵區,分布產狀平緩的石炭—二疊系的煤系地層及覆於其上的早白堊世火山巖及新生界;西部為山區,地質條件驟然變化,發育壹系列傾向南西的逆沖斷層,古生代、元古宙、太古宙的地層依次由西南往東北逆沖,形成層序倒轉的疊瓦狀地層垛(圖3-19),多年來地質工作者將本區東部視為壹個東北翼平緩、西南翼倒轉的向斜,而西南側則被認為是壹個相毗鄰的背斜——背孜背斜。圖3-20為通過本區逆沖斷層帶不同部位的聯合剖面。為了更好地表示西北部出露的飛來峰及構造窗,特將D-D?剖面及F-F?剖面垂直比例尺放大壹倍表示。從圖中不難看出本區山麓逆沖斷層的前陸煤田區地層產狀接近水平。僅在靠近逆沖斷層前鋒處受逆沖斷層的影響,產狀稍微變陡。

本區山麓逆沖斷層帶通常自西北向東南由三個大的逆沖斷層構成,即最前方的青草嶺逆沖斷層;位於元古宇及占生界之間的鋸齒嶺逆沖斷層;位於太古宇及元古宇之間的張窯逆沖斷層。夾於它們之間的是青草嶺逆沖巖席及鋸齒嶺逆沖巖席及最南部的張窯逆沖巖席。青草嶺逆沖斷層地表斷面傾角壹般大於45°。此斷層在西南段及中段通常在地表上盤及下盤均為二疊系煤系地層,局部(如A-A?剖面)上盤為上寒武統白雲巖,下盤為下石炭統鐵鋁層,當斷層位於二疊紀地層之間時斷裂帶較窄,通常由寬2~3m的葉理化帶構成,上盤巖層產狀陡立倒轉,下盤巖層產狀平緩;當斷層沿石炭系鐵鋁層通過時,斷裂帶中常見到厚20~30m的構造混雜巖,混雜巖由揉皺的鋁土礦基質及懸浮於其中的大小約數厘米到壹米多的寒武系及石炭系的石灰巖塊及白雲巖巖塊組成,其特征與宜洛煤田所見的構造混雜巖帶類似。青草嶺逆沖斷層的西北段,斷層下盤大面積出露鋁土礦層(大型的邊莊鋁土礦床即位於此處),外來巖席直接覆蓋在石炭系鋁土礦層或二疊系底部煤系地層之上。在煤田的西北角(圖3-20、圖3-19),逆沖斷層已相當平緩地出露於地表,在鐵山—煤窯嘴壹帶形成了壹些飛來峰。

青草嶺逆沖斷層與鋸齒嶺逆沖斷層之間為青草嶺逆沖巖席。該逆沖巖席在地表呈北西-南東向長條狀分布,地表出露寬度為數百米至2~3km。其東南部被早白堊世火山巖覆蓋,中部直接出露於地表。鋸鉆孔資料及地表觀察,逆沖巖席的南段及中段主要由古生界構成,其中自北而南依此分布二疊系、石炭系、寒武系及新元古界羅圈組,上述地層在地表的產狀直立或向西南倒轉,而根據B-B?剖面施工的驗證鉆孔資料表明,寒武系在深部

圖3-19 魯山縣北部寶豐縣南部區域地質構造圖

1—第四系;2—下白堊統火山巖;3—二疊系;4—上石炭統;5—寒武系;6—震旦系羅圈組;7—汝陽群;8—太古宇;9—飛來峰;10—斷層及逆沖斷層

圖3-20 魯山縣北部—寶豐縣南部山麓推覆構造帶聯合剖面圖

1—片麻巖;2—砂巖;3—石灰巖;4—冰磧礫巖;5—頁巖;6—鋁土礦、粘土頁巖;7—白雲巖;8—鮞狀灰巖;9—泥灰巖;10—花崗巖;11—二1煤層;12—強烈揉皺及錯斷地層;13—構造混雜巖;14—下白堊統火山巖。AR—太古宇;Pt2R—汝陽群;Pt3c—崔莊組;Pt2s—三教堂組;Zl—羅圈組; —辛集組; —饅頭組; —徐莊組; —上寒武統;C2+3—本溪組及太原組;P1s—山西組;P1—下二疊統;P2—上二疊統;QTH—青草嶺逆沖斷層;JTH—鋸齒嶺逆沖斷層;ZTH—張窯逆沖斷層

亦為陡傾倒轉地層。在青草嶺逆沖巖席的下二疊統二1煤層,往西北倒轉,傾角壹般為70。左右,其上覆的寒武紀地層中,也見到沿裂隙呈底辟穿刺的鋁土礦囊及礦脈。在青草嶺逆沖巖席的西北端,由於底部的逆沖斷面逐漸隆起,地表出露的地層靠近底部的逆沖斷層面(圖3-20D-D ?剖面及E-E?剖面),地層仍然倒轉,巖席內出露羅圈組及寒武系受構造變動,出現復雜的揉皺及大量的剪切裂隙,而饅頭組、毛莊組及徐莊組等地層中的泥灰巖及頁巖等柔軟地層時而膨脹,時面狹縮以至尖滅。上述褶皺及斷裂在中-小比例尺的剖面圖中已無法表示。

青草嶺逆沖巖席底部產狀平緩的逆沖斷層出露於本區西北部(圖3-21),根據F-F?剖面中飛來峰底面判斷,高程約500~550 m,往東南的E-E ?剖面為300~420 m。在D-D?剖面中,根據剖面兩端溝谷中出露的逆沖斷面相連接所得出的斷面較為平直,往西南傾斜的角度僅4°。滑脫面出露的高程為220~300 m。在本區東南部的B-B?剖面,驗證鉆孔在463 m(高程為-160 m)處穿過上寒武統灰巖斷層面。由此可見,由西北往東南,青草嶺逆沖巖席底部的斷面逐漸由淺變深,東北部和西南部高程差超過700 m。從上述剖面中可以看到,青草嶺逆斷層為上陡下緩的犁式斷層,底部可視為局部的滑脫面,多位於中石炭統鋁土礦層中,有些地方則位於下二疊統二1煤層之上,在這些地方飛來峰以下出現采煤老窿。因此構造滑脫面受石炭系或二疊系底部的鋁土礦層、粘土頁巖等軟弱層的分布控制。由此推斷,在A-A?剖面的東南,構造滑脫面將隨著煤系地層埋藏加深而進壹步變深,但梁山和段店之間(圖3-19),由於隱伏的與逆沖斷層方向直交或斜交的正斷層擡升,巖席東南端的滑脫面驟然擡升。另外,根據飛來峰下部的露頭觀察,同逆沖斷層前緣相反,通常滑脫面以下構造擠壓現象相對微弱,下部的鋁土礦及粘土層中見不到逆沖斷層前緣見到的構造混雜巖帶及強烈揉皺和透鏡化的現象,而滑脫面以下寒武系通常受構造擾動較弱,但局部仍見到褶皺發育,這是因為滑脫面上部的寒武系石灰巖或節理發育、或破碎,B-B?剖面的驗證鉆孔在近斷層處裂隙及溶洞均十分發育,斷層帶的巖心為由石灰巖角礫構成的構造角礫巖,凡此種種,說明滑脫面是壹個脆性斷裂面。但從地表陡傾的青草嶺逆沖斷層向下延至構造滑脫面,由強烈的擠壓帶逐步變為順層滑動的剪切破裂帶。

圖3-21 寶豐縣西部煤窯嘴,山麓推覆構造帶由寒武系辛集組石灰巖構成的飛來峰覆於石炭系鋁土礦層及炭質頁巖之上(圖中淺色部分)

鋸齒嶺逆沖斷層位於青草嶺逆沖巖席的西南側,該斷層東南端被新生界覆蓋,往西北呈弧形延展,在下老虎籠以東終止於北東向的捩斷層上(圖3-19)。斷層的上盤為元古界汝陽群的石英砂巖,斷層下盤多直接位於羅圈組冰積層的頁巖層上。在鋸齒嶺壹帶,抗風化的雲夢山組石英砂巖突起成鋸齒狀山脊。逆沖斷面傾向南西220°,傾角70°左右。斷面上出現上下方向的擦痕,而緊靠斷層面的上盤有幾十公分厚的斷層角礫巖帶。

在娘娘山附近,鋸齒嶺逆沖斷層上盤為北大尖組頁巖及白雲巖,頁巖中出現較為復雜的褶皺,斷裂帶中見白雲巖及石英砂巖的透鏡體,斷層下盤的羅圈組頁巖發生強烈揉皺(圖3-20C-C?剖面)。值得註意的是鷹嘴石壹帶,沿斷層帶有安山巖分布。這些巖石比較新鮮,有時其中的玻璃基質含量達50%左右,出現玻基交織結構,此應是逆沖斷層形成之後噴出的火山巖次火山巖相脈巖。在這裏的斷層帶中還見到後期的張性角礫巖帶。

鋸齒嶺逆沖斷層與張窯逆沖斷層之間為鋸齒嶺逆沖巖席,該巖席呈壹狹長條帶狀,最寬約1km,最窄處僅有100m。此巖席除局部夾有新元古界洛峪群崔莊組外,幾乎全部由中元古界汝陽群石英砂巖構成。在此逆沖巖席中,巖層產狀近直立或微向西南傾斜,在靠近兩側的逆沖斷層處節理裂隙極為發育,密集的不同方向的節理將石英砂巖切割成各種碎塊,此類碎塊進壹步破碎局部形成角礫巖。在壹些地方的石英砂巖中,發育壹些與層面直交的北東-南西走向的橫張裂隙,例如E-E?剖面逆沖巖席內部的三教堂組地層中,產狀為290°∠80°的壹組張裂隙較為發育,此裂隙面實為與逆沖斷層帶相垂直的橫張裂隙。

本區山麓逆沖斷層帶最南部的斷層是張窯逆沖斷層,斷層上部為由太古宙片麻巖構成的張窯逆沖巖席,該巖席逆沖於中元古界之上;在下老虎籠以西,該巖席逆沖於寒武系之上。沿張窯逆沖斷層帶普遍分布花崗巖墻,這些巖墻寬度通常為10~200m,最寬可達400m左右。巖墻除分布在太古宙地層中外,亦有沿裂隙充填在中元古界的石英巖中。但沿張窯逆沖斷層帶侵入的花崗巖墻又受後期構造作用成為碎裂巖及角礫巖,有的在逆沖過程中也成為張窯逆沖巖席的壹部分覆蓋在逆沖斷面上,有時構成飛來峰。例如張窯水庫附近,斷層上盤為花崗片麻巖及花崗巖墻,花崗巖墻在近斷層處呈碎斑結構,隨著逐漸遠離斷層帶,碎斑巖逐漸變為碎裂巖化的花崗巖。張窯逆沖斷層下盤近斷層處為石英砂巖,破碎後形成構造角礫巖。因此花崗巖侵入發生在構造推覆之前,作為逆沖巖席的壹部分存在於推覆體中。

以上敘述表明本區的疊瓦狀逆沖斷層往深部匯聚在壹個平緩的局部滑脫面上,而本區西北部此滑脫面出露於地表,滑脫面下部的煤系地層變形較為微弱,而上部的逆沖巖席變形強烈,有強巖層脆性破碎及弱巖層的強烈揉皺等,無不顯示淺層次的變形特征。需指出的是本區往西延應與汝陽及魯山西部南支逆沖斷層帶相連接,故其深部還應存在北支逆沖斷層帶往南部延伸的部位,即存在更深的主構造滑脫面。