周口店房山巖體西緣構造特征及其形成期次探究

周學文

摘 要：周口店房山巖體為燕山褶皺區在J3-K1期大規模巖漿侵入形成的花崗閃長巖巖體。該文根據該巖體西緣車廠韌性剪切帶內發育的大量包體、斷裂、節理、S-C組構及巖脈等構造特征分析，將巖體西緣的構造演化劃分為6個期次。研究認為，車廠地區房山巖體的構造特征記錄了其侵位以來不同時期有序的構造演化過程，其內近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-固結狀態下受外力作用結果，三組原生節理及其硅質條帶充填形成于巖體完全冷凝期，在巖體冷凝后又沿節理充填了石英巖脈，此后又在差異風化作用下形成硅質條帶突起。

關鍵詞：房山巖體 構造期次 包體 剪切斷層 節理 巖脈

中圖分類號：P5 文獻標識碼：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，其東鄰華北平原，西臨太行山[1]，構造上隸屬燕山褶皺系，為燕山主幕運動時期（J3-K1期）大規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，整體構成一個同心環狀的雜巖體[3]。因此，對該巖體構造特征的研究，有助于了解燕山運動時期的巖漿活動及其侵位以來的構造演化特征。對此，筆者通過對房山巖體西緣韌性剪切帶車廠地區露頭剖面的構造特征觀察，獲得了該巖體中大量包體、斷裂、節理、巖脈等產狀數據，在此基礎上，對該巖體的構造發育期次進行了綜合分析，并得出相應結論。

1 工區地質概況

研究區車廠地區位于房山巖體西緣的韌性剪切帶內，該帶構造變形強，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。根據該帶變形程度的差異，可劃分為二個巖相帶，由強到弱依次為花崗閃長質糜棱巖帶和糜棱巖化的花崗閃長巖帶，其中花崗閃長質糜棱巖帶位于巖體強變形帶的外側，整體呈弧形分布，具有粗糜棱巖、發育S-C面理組構的特點[5]。該區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，到后期形成節理、斷層等脆性破裂構造，同時伴隨有斜向抬升運動與巖脈侵入。

2 巖體構造特征

研究區發育大量的包體、小型剪切斷層、節理以及巖脈，它們主要具有以下發育特征。

2.1 包體

研究區的包體大多呈大小不等的拉長形態，具鐵餅狀、透鏡狀，而棱角狀、不規則狀的包體大多數是捕虜巖包體[6]，其它類型的主要是各種微粒包體[7]。筆者根據4個觀察點157個包體的長軸、短軸的測量及長短軸比的計算，發現長短軸比一般在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

由于車廠地區位于房山巖體西北緣的強變形帶，在巖體中發育有大量小型剪切斷層。從剪切斷層的發育特征看，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，應是巖體不同構造期的產物。

韌性剪切斷層：根據巖體中S-C組構C面理、拖曳包體、曲頸瓶構造和巖脈的剪切走向觀察統計（圖4、圖5、圖6、圖7），該區巖體中存在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，顯示其最大主應力方向為近EW向。該類斷層一般寬幾厘米至數米，長十厘米至幾十米不等，形態上沿走向中間略粗，兩端逐漸收斂變細到線狀，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]，成為了強變形帶中的局部高應變帶，主要證據見有被拖曳彎曲變形的包體、曲頸瓶構造和被剪切變形的長英質巖脈，以及微小的S-C組構、書斜構造和旋轉碎斑系等。

脆韌性剪切斷層：呈SEE-NWW向左行剪切特征，剪切走向為105 °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），在一些斷層的一側甚至存在包體缺失現象，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 節理

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

2.4 巖脈

區內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向脆性斷層發育，而石英巖脈主要充填在脆韌性斷層和部分節理中，并切割了上述硅質條帶（圖14）。endprint

3 巖體構造期次分析

綜合車廠地區房山巖體中包體、剪切小斷層、節理、巖脈的構造特征及其相互切割關系，按巖體構造的形成序次，將車廠地區房山巖體的構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，導致包體的定向排列。由于車廠地區位于房山巖體的西緣，其包體長軸SN向展布（圖3），反映當房山巖體從SE向NW侵位時，車廠地區的巖體受到西側NNE走向圍巖的阻擋而發生擠壓，包體記錄下了巖體在侵位過程中遭受擠壓變形時的應變特征，包體的最大壓扁面與圍巖走向近似平行。因此，該區包體長軸的定向均為房山巖體從SE向NW侵位時期的產物。

第二期為巖體侵位晚期，因巖體頂部開始冷凝，深部巖體持續上拱，形成了NNW、SSW向兩組共軛韌性剪切斷層。車廠地區巖體中壓扁包體被剪切變形形成拖曳構造（圖5）和曲頸瓶構造（圖6），以及巖脈切割過包體且巖脈遭受劇烈剪切變形等現象（圖7），反映韌性剪切形成于巖體侵位晚期，當巖體頂部開始冷凝，深部巖體持續上拱向西北侵位，伴隨長英質巖脈侵入，切割包體，并在EW向最大主應力作用下，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背景下，處于半固結-固結狀態的巖體，在外力作用下，依次發育了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，原生節理形成期。該期在前期發育的斷層基礎上，生成了的層、縱、橫三組原生節理（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，同時一些節理受殘余巖漿的充填膠結，形成硅質條帶。

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、部分節理并切割硅質條帶（圖14）的特征看，主要形成于第四期之后。

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

4 結論

綜合以上分析，對車廠地區房山巖體的構造形成演化得到如下兩點認識：

（1）車廠地區位于房山巖體西緣韌性剪切帶，其構造位置塑就了該區巖體的構造特性，其內發育的定向排列包體、不同剪切方向的韌性-脆韌性-脆性斷層、三組原生節理產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造演化過程。

（2）根據車廠地區房山巖體的構造特征，可將該巖體西緣的構造演化對應劃分為6期。巖體內近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-固結狀態下受外力作用結果，層、縱、橫三組原生節理及硅質條帶充填形成于巖體完全冷凝期，切割脆性斷層、節理的石英巖脈形成于巖體冷凝之后，此后巖體又在差異風化作用下形成了硅質條帶突起。

參考文獻

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