余姚— 丽水断裂带是浙东南最醒目的断裂带, 南延至福建, 北经嵊州过余姚, 潜入杭州湾水域, 总体走向30° ~45° , 浙江省内延伸长达350 km, 断裂带宽2~12 km, 由一系列NE— NNE向大致平行或斜列状压— 压扭性和张— 张扭性断裂组成, 断裂常表现为宽4~30 km的挤压破碎带, 且遥感影像特征明显。航磁反映为正负异常分界, 其中北段跳动频繁。陈蔡岩群中— 深变质岩系和中生代乌灶组地层被限制发育在该带及其北西侧, 另外沿断裂带有燕山晚期酸性岩体的侵入^{[1, 2]}。本次研究重点对研究区余姚— 丽水断裂带的构造属性、活动特征和定位机制进行了系统的野外调查和室内分析总结, 这将为深入探讨浙东地区燕山期构造演化提供新的素材和资料。

研究区地处浙江东部, 大地构造上位于江山— 绍兴断裂带南东侧, 华夏陆块北缘, 紧邻扬子陆块东南缘; 同时研究区又处于中国东南部中生代火成岩带之上(图1)。基底地层主要为新元古界陈蔡岩群中— 深变质岩系^[3], 缺失古生界及中生界早期地层; 早白垩世大规模的火山活动在研究区形成了一套巨厚的中酸性火山岩, 自下而上可划分为大爽组(K₁d)、高坞组(K₁g)、西山头组(K₁x)、茶湾组(K₁c)和九里坪组(K₁j); 早白垩世早期火山事件之后, 在原火山岩区形成一系列断陷(坳)盆地, 并充填了一套永康群沉积岩^[4], 自下而上依次为馆头组(K₁gt)、朝川组(K₁cc)和方岩组(K₂f)。新近纪包括研究区在内的整个华南地区处在强烈的拉张减薄的构造环境^[5], 玄武质岩浆上涌, 形成了嵊县组(N₂s)玄武岩, 间夹河湖相沉积。

图1

Fig.1

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图1 研究区地质简图 1.第四系; 2.嵊县组; 3.磨石山群; 4.永康群; 5.陈蔡岩群; 6.正长花岗岩; 7.二长花岗岩; 8.英安玢岩; 9.逆断层; 10.正断层; 11.平移断层; 12.背斜轴迹; 13.向斜轴迹; 14.乡镇; 15.地名; 16.剖面位置; 17.断裂带边界Fig.1 Geological sketch of the study area

研究区褶皱不发育, 断裂以NE— NNE向为主, 特别是NE向余姚— 丽水断裂带斜穿测区, 控制了研究区地层的展布, 尤其控制着白垩纪沉积盆地的发育。此外, 研究区内NW及EW向断裂也较为发育。

研究区侵入岩出露较少, 主要沿余姚— 丽水断裂带以岩株形式产出, 呈NE— NNE向展布, 其形成时代为燕山期和印支期, 岩石类型主要为二长花岗岩和正长花岗岩。

余姚— 丽水断裂带呈NE— NNE向贯穿研究区, 经嵊州崇仁镇、佐村镇、湖溪镇向南西延伸, 被第四系覆盖。在遥感影像图上, 该组断裂的分布最引人注目, 线性构造行迹密集, 色调有强有弱; 地貌上为明显的一连串负地形或错列的山脊、沟谷和脊状地形沿带展布或错断。研究区断裂带由数条长约40 km、宽2~5 km的主干断裂组成, 总体走向30° ~40° 。

余姚— 丽水断裂带在嵊州地区卷入的地质体主要有新元古界陈蔡岩群、印支期岩体、中生界磨石山群火山岩及永康群沉积岩, 构造变形以NE— NNE向的脆性褶皱冲断变形为特征, 尤其以倾向NW的叠瓦状逆冲断层最为显著, 使断裂带内岩层呈大小不等的逆冲岩片叠置(图2, 图3)。

图2

Fig.2

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图2 俞黄— 郭上坞构造剖面 1.砾岩; 2.砂砾岩; 3.砂岩; 4.粉砂岩; 5.泥质粉砂岩; 6.粉砂质泥岩; 7.英安质晶屑熔结凝灰岩; 8.流纹质晶屑熔结凝灰岩; 9.片麻岩; 10.英安玢岩; 11.断层; Pt3cc.新元古界陈蔡岩群; K1d.下白垩统大爽组; K1g.下白垩统高坞组; K1x2.下白垩统西山头组上段; K1cc1.下白垩统朝川组下段; K1cc2.下白垩统朝川组上段; K2f.上白垩统方岩组Fig.2 Structural section of Yuhuang-Guoshangwu area

图3

Fig.3

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图3 岭下— 王公坑构造剖面 1.砾岩; 2.砂砾岩; 3.粉砂岩; 4.沉角砾凝灰岩; 5.英安质晶屑熔结凝灰岩; 6.流纹质角砾凝灰岩; 7.流纹质含角砾晶屑凝灰岩; 8.流纹质含角砾晶屑熔结凝灰岩; 9.黑云斜长片麻岩; 10.正长花岗岩; 11.断层; Pt3cc.新元古界陈蔡岩群; T3ξ γ .早三叠世正长花岗岩; K1d.下白垩统大爽组; K1g.下白垩统高坞组; K1x1.下白垩统西山头组下段; K1cc1.下白垩统朝川组下段Fig.3 Structural section of Lingxia-Wanggongkeng area

2.1 叠瓦状逆冲断层

余姚— 丽水断裂带中叠瓦状逆冲断层极为发育, 由一系列NE— NNE向逆冲断层(图4(a))组成, 倾向NW, 倾角20° ~75° 不等, 平面上多表现为分叉、复合, 呈网结状特征。新元古界陈蔡岩群及印支期岩体已被切割成大小不等的岩片, 断层地表迹象显著, 多具有以下几点特征: ①断层总体呈NE— NNE向展布, 倾向NW, 倾角20° ~75° 不等, 多具上陡下缓的铲式特征; ②断层通过处岩石均显脆性碎裂, 发育宽数米至数十米不等的挤压破碎带, 破碎带内充填有碎裂化岩石、断层碎粉及挤压构造透镜体、挤压片理, 而在永康群沉积岩中可见牵引褶皱(图4(b))、平卧褶皱(图4(c))等; ③断层多显示SE向的中— 高角度逆冲性质。

图4

Fig.4

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图4 余姚— 丽水断裂带构造变形Fig.4 Structural deformation of Yuyao-Lishui fault zone

现择其部分规模较大断层对其特征进行描述。

(1)太婆塔断裂。为磨石山群大爽组火山岩和永康群方岩组砾岩之间的构造界线, 多处被NW向断裂切割, 在区内延伸约20 km, 两端被第四系掩盖。断层呈NE— SW向展布, 主断面倾向NW, 倾角30° ~40° , 发育10~30 m宽度不等的构造破碎带, 带内充填有碎裂化岩石及构造角砾岩、断层泥, 岩石多具较强的蚀变, 主要为硅化、绿泥石化和褐铁矿化, 挤压片理发育, 片理面可见清晰擦痕, 指示逆断层特征; 构造透镜体具明显的定向特征, 亦指示逆断层特征; 受断层活动影响, 较老的大爽组火山岩逆冲于较新的方岩组砾岩之上(图4(d), 图5)。

图5

Fig.5

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图5 太婆塔断裂剖面 1.砾岩; 2.英安质晶屑凝灰岩; 3.断层破碎带; 4.断层; K1d.早白垩世大爽组; K2f.晚白垩世方岩组Fig.5 Structural section of Taipota fault

(2)贾贾湾断裂。研究区内延伸约15 km, 总体走向30° ~40° , 断裂切割了中生代磨石山群火山岩、印支期岩体、燕山期岩体。断层呈NE— SW向展布, 倾向NW, 倾角40° ~75° , 多处发育宽数十米的断层破碎带, 带内充填有片理化岩石及构造角砾岩、断层泥等, 普遍具硅化、褐铁矿化现象, 沿断裂带局部有石英细脉、花岗质细脉贯入。挤压片理面上发育有擦痕和阶步构造, 指示逆断层特征。该断裂带地貌特征明显, 断裂延伸处多为沟谷, 遥感影像显示具明显的线性构造。

(3)里大坑断裂。出露于磐安县里大坑一带, 该断裂切割高坞组、西山头组和茶湾组地层, 区内延伸约30 km, 断裂带宽10~20 m, 总体走向30° ~40° , 向NW陡倾, 倾角60° ~75° , 表现为NW— SE向逆冲性质, 发育约10 m的断层破碎带, 带内岩石具较强的硅化、褐铁矿化, 断裂带内茶湾组粉砂质页岩具明显的牵引挠曲现象(图4(e), 图6), 指示逆断层特征。该断裂地貌特征明显, 断裂通过处多数为沟谷负地形。

图6

Fig.6

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图6 里大坑断裂剖面素描 1.流纹质晶屑凝灰岩; 2.沉凝灰岩; 3.泥岩; 4.粉砂质页岩; 5.断层破碎带; 6.断层; K1g.下白垩统高坞组; K1c.下白垩统茶湾组Fig.6 Structural section of Lidakeng fault

2.2 正断层

余姚— 丽水断裂带嵊州地区发育一系列NE— NNE向正断层, 倾向NW或SE, 倾角多大于70° , 多为盆地边缘断裂, 与盆地的形成与演化密切相关。

张村— 石井断裂为嵊州— 新昌盆地北西边界断裂, 总体走向30° , 北西侧为磨石山群火山岩, 南东侧为永康群沉积岩。于寺西苑可见永康群与磨石山群之间良好的断层接触关系露头(图4(f), 图7), 断裂产状为140° ∠70° , 自北西向南东具明显的破碎带→ 混杂带→ 揉皱带的分带性。破碎带宽约20 m, 带内发育碎裂化凝灰岩、断层角砾岩, 断层角砾以不规则块状、棱角状为主, 杂乱分布, 无定向特征; 且带内发育连续性较好的次级断层, 产状基本与主断层一致, 主断面及次级断面上均可见清晰的擦痕和阶步, 指示上盘向下的正断层特征。混杂带宽约2 m, 带内西山头组流纹质晶屑凝灰岩及馆头组砾岩均呈碎裂岩和断层角砾岩产出, 两者相互包裹、交织。揉皱带内主要为永康群砾岩、页岩, 受断层活动影响, 顺软弱层(页岩)发生剪切滑脱变形, 页岩层中多发育揉皱构造, 砾岩多被剪切成构造透镜体混杂在页岩中, 长轴方向与页岩产状一致, 指示正断层特征。该断裂带地貌特征明显, 断裂北西侧为陡峭的山峰地貌, 断裂南东侧为低缓的丘陵地貌, 遥感影像显示一明显的线性构造。以上特征显示, 张村— 石井断裂为一倾向SE的高角度正断层, 嵊州— 新昌盆地的形成与演化与该断裂活动密切相关。

图7

Fig.7

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图7 寺西苑断裂剖面素描 1.砾岩; 2.流纹质晶屑凝灰岩; 3.页岩; 4.断层破碎带; 5.断层; K1x.下白垩统西山头组; K1gt.下白垩统馆头组Fig.7 Structural section of Shixiyuan fault

2.3 褶皱

褶皱往往与逆冲断层紧密相伴, 基本被同时或近于同时发生的逆冲断裂切割, 其形态完整性遭受破坏^[6]。研究区褶皱构造形态各异, 种类繁多, 既有“ 背、向斜” 褶皱群, 也有紧闭同斜、斜歪不对称褶皱。其不同样式的褶皱均发育于余姚— 丽水断裂带内部永康群中, 轴向NE— NNE向, 与断裂带走向基本一致, 显然与余姚— 丽水断裂带活动密切相关。

(1)羊塘山褶皱。该背斜位于东阳市巍山镇羊塘山一带(图8), 轴迹走向30° ~40° , 区内出露长约10 km, 宽约3 km。背斜核部为朝川组, 两翼由朝川组和方岩组组成, 两翼方岩组砾岩与磨石山群火山岩均呈断层接触关系。其中南东翼地层倾角40° ~50° , 北西翼地层倾角20° ~60° 不等, 靠近核部地层倾角较陡。褶皱形态被一系列倾向NW的叠瓦状逆冲断层破坏。

图8

Fig.8

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图8 东阳巍山羊塘山背斜褶皱剖面 1.砾岩; 2.砂砾岩; 3.含砾砂岩; 4.泥质粉砂岩; 5.英安质晶屑熔结凝灰岩; 6.断层; K1d.下白垩统大爽组; K1cc2.下白垩统朝川组上段; K2f.上白垩统方岩组Fig.8 Structural section of Yangtangshan anticlinal fold in Weishan, Dongyang

(2)牛背弄褶皱。沿羊塘山背斜轴向SW方向, 在东阳市横店镇盛树头— 牛背弄一带发育一宽缓的背、向斜和紧闭同斜背斜褶皱(图4(g), 图9), 褶皱轴向为20° ~30° , 呈NEE向展布, 在区内出露长度为3 km, 宽度为2 km, 沿轴向方向被第四系覆盖。向斜及背斜核部地层均为朝川组地层, 向斜北西翼发育方岩组砾岩, 整合于朝川组粉砂质泥岩之上。向斜北西翼倾角为40° ~50° , 向北西方向靠近方岩组倾角变缓, 为25° ± , 靠近向斜核部地层倾角继续变缓, 最缓处倾角约5° ; 向斜南东翼大部分为第四系覆盖, 仅在牛背弄北侧公路边见零星露头, 产状为345° ∠40° 。向斜轴面倾向NW, 倾角50° ± ; 背斜核部岩性为朝川组紫红色粉砂质泥岩夹泥灰岩, 轴面走向NEE, 倾向NW, 倾角50° ~60° ; 背斜北西翼产状为335° ∠62° , 背斜南东翼地层发生倒转, 产状为335° ∠50° 。

图9

Fig.9

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图9 东阳市横店牛背弄向斜、背斜褶皱剖面 1.砾岩; 2.砂砾岩; 3.粉砂岩; 4.泥质粉砂岩; 5.钙质泥岩; 6.泥灰岩; 7.断层; K1cc2.下白垩统朝川组上段Fig.9 Structural section of Niubeinong syncline and anticlinal fold in Hengdian, Dongyang

诸暨— 临海大地电磁测深剖面资料表明, 余姚— 丽水断裂带在嵊州开元表现为电磁曲线密集递变带, 其值显示为东倾的陡倾低阻带, 软流圈由西向东变浅, 为切割岩石圈的深大断裂^[7](图10), 目前对于其具体形成时代缺乏明显的证据。华南地区在二叠纪— 三叠纪时一直处于地质构造运动的活跃期, 如Sibumasu(中缅马苏)地块向印支— 华南板块增生^[8]、印支板块与华南板块开始碰撞^[9]、华南板块与华北板块的碰撞等^{[10, 11, 12, 13]}以及太平洋板块平向华南板块的俯冲^[14]。尽管, 目前对华南印支造山事件的认识还存在分歧, 但是都认同这期重要的造山作用直接导致了华夏陆块发生了强烈的构造变形及其相关的岩浆作用事件^[15]。区域地质调查资料也显示, 浙东一带沿该断裂带发育有NE向展布的三叠纪断陷箕状盆地及压扭性断裂^[16], 另外, 在研究区一带沿该断裂或断裂附近发育有印支期A型花岗岩, 如研究区北部的大爽岩体、区内东园岩体与王公坑岩体^{[3, 17, 18, 19]}。以上证据表明, 余姚— 丽水断裂带至少在印支期已经发生构造变形及岩浆热事件。

图10

Fig.10

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图10 浙江省诸暨— 临海大地电磁测深剖面解释图[7] 1.中生界; 2.变质岩类; 3.酸性岩类; 4.中性岩类; 5.基性岩类; 6.超基性岩类; 7.古老基底; 8.软流层; 9.深断裂带; 10.界面Fig.10 Interpretation of magnetotelluric sounding section in Zhuji-Linhai of Zhejiang Province [7]

进入早白垩世早期, 区域开始逐渐进入岩石圈减薄— 伸展拉张阶段^[20], 余姚— 丽水断裂带在此时明显表现为张性特征, 沿断裂带发育一系列NE— NNE向展布的燕山期岩株, 如研究区绿溪正长花岗岩体((127.6± 1.5) Ma)^[21]。伴随拉张作用加剧, 余姚— 丽水断裂带则开始发育一系列正断层, 形成了一系列的断隆断块, 为白垩纪晚期的沉积提供了空间, 形成了众多的断陷(坳)盆地, 如嵊州— 新昌盆地、南马盆地、东阳盆地等。

晚白垩世之后, 包括研究区在内的中国东南沿海构造体制则完全进入区域地壳抬升引起的拉张阶段^{[2, 17]}, 但沿余姚— 丽水断裂带中上白垩统发育一系列由NW向SE逆冲的走向NE— NNE向、倾向NW的叠瓦状逆冲断层及斜歪褶皱、紧闭同斜褶皱等褶、断构造组合, 如: 下寒武统、白垩系磨石山群火山岩沿余姚— 丽水断裂沿SE— SEE方向逆冲, 卷入最新地层为上白垩统方岩组, 在东阳巍山镇至横店一带可见新元古界陈蔡岩群、下白垩统磨石山群火山岩逆冲在上白垩统方岩组之上; 在巍山镇洋塘山、横店盛树头可见白垩系永康群红层发育一系列轴向NE— NNE的斜歪褶皱、紧闭同斜褶皱。以上变形特征表明, 晚白垩世之后区域内甚至包括中国东南部存在过强烈的挤压阶段^{[22, 23]}, 在此阶段, 余姚— 丽水断裂带构造机制由拉张向挤压转换。有学者认为东亚陆缘存在一次区域性的构造反转事件, 其动力学背景是由于伊泽奈崎板块和太平洋板块之间的洋中脊在大约85 Ma开始俯冲^[24], 洋脊及其附近大量的海山和洋底高原在俯冲带潜没时常发生地体拼贴, 引起弧后地区的挤压事件^[25], 即古太平洋构造域向太平洋构造域的转换效应^[26]。余姚— 丽水断裂带晚白垩世之后的构造机制反转可能与古太平洋构造域向太平洋构造域的转换效应有关。

余姚— 丽水断裂带是一条切割岩石圈的深大断裂, 在嵊州地区主要表现为一系列NE— NNE向控制区内白垩纪盆地形成与发展的正断层和NE— NNE走向、自北西向南东逆冲的叠瓦状断层以及由逆冲断层引起的轴迹呈NE— NNE向的褶皱2种构造变形。根据断裂构造活动特征及控制新老地层时序关系, 结合区域构造活动规律和时空演化关系等综合分析认为:

(1)正断层形成时间较早, 控制白垩纪盆地的形成和发展, 与早白垩世岩石圈伸展减薄形成的拉张作用密切相关。

(2)叠瓦状逆冲断层及斜歪褶皱、紧闭同斜褶皱等褶、断构造组合形成于晚白垩世之后, 其动力学机制可能与古太平洋构造域向太平洋构造域的转换效应有关。

余姚— 丽水断裂带的形成时间是下一步工作的重点, 这对深入了解中国华南构造演化具有十分重要的意义。

致谢: 本文成果是集体劳动的结晶, 王存智、朱清波、彭博等一起参与了野外工作, 成文过程中得到董茂兴高级工程师的指导和帮助, 在此一并致以衷心感谢!

(责任编辑: 常艳)