石家庄市域跨太行山地和华北平原两大地貌单元。西部地处太行山中段,面积约占石家庄市总面积的50%。东部为滹沱河冲积平原,辖区内大地构造,属山西地台和渤海凹陷之间的接壤地带,地势东南低西北高,差距大,地貌复杂。西部太行山地,海拔在1000米左右,地势高耸,京广铁路以东为华北平原的一部分。东部平原,按其成因属太行山山前冲洪积平原,海拔一般在30-100米,其中辛集市北庞村海拔28米,是辖区内的最低点
河北省区域地质概况
河北省区域地质条件,已有系统的专著问世。现参照鞠紫云主编、李勤、张玉华副主编的 《河北省 北京市天津市区域地质志》(以下简称 《河北区域地质志》)和 《河北省北京市天津市区域矿产总结》(以 下简称 《河北区域矿产总结》)作概略介绍。
1.3.1 太古界地层
太古界地层单位及其名称均以 《河北区域地质志》为标准。太古界新老地层(岩石)单位名称的对比见 表1.3.1。
1.3.1.1 中下太古界迁西群
迁西群主要分布于尚义-平泉深断裂以南的燕山地区,划分为冀西怀安、北京密云、冀北承德和冀东 迁西4个小区。由各种辉石麻粒岩、含辉石片麻岩组成,夹有磁铁石英岩。自下而上分为2个亚群、4个岩 组。
(1)下亚群
分布于迁西小区和怀安小区。自下而上分为2个岩组。
A.上川组,分布于迁西太平寨、杨河峪一带。主要为辉石麻粒岩,混合岩化强烈,形成黑云紫苏均 质混合岩。
B.三屯营组,分布于迁西高家店至三屯营以东,迁安五重安以西的上川组两侧。下部以二辉麻粒 岩、斜长次透辉麻粒岩为主;上部片麻岩增多,夹磁铁石英岩。
此外,怀安小区原称的 “瓦窑口组” 、“马市口组” 、“右所堡组”和 “下白窑组”,与本亚群大 致相当。
(2)上亚群
分布于燕山地区的4个小区。在迁西小区,自下而上分为拉马沟组和跑马场组。怀安地区的原崇礼组 或谷咀子组与本亚群相当。
A.拉马沟组,分布于马兰峪-潵河桥-青龙八道河一带,以角闪斜长岩为主。
B.跑马场组,分布于马兰峪以西、迁安水厂以及青龙附近和宽城东南一带。以角闪斜长片麻岩为 主,常见石榴子石。
1.3.1.2 上太古界阜平群或单塔子群
上太古界地层在太行山区称为阜平群,在燕山区称为单塔子群。两者属于同一地质年代。
(1)阜平群
分为南、北2个小区。北为阜平小区,包括平山、灵寿、唐县、易县、涞水等地;南为赞皇小区,包 括鹿泉、井陉等地。自下而上分为9个岩组。
表1.3.1 河北省太古界一古元古界岩石地层划分及对照表
A.索家庄组,仅见于阜平小区,分布于阜平大柳树、段家庄、川里,唐县花盆,涞源马庄、走马 驿、祭刀岭、银房等地。以黑云母(或角闪石)斜长片麻岩为主,局部夹大理岩或磁铁石英岩;上部为蛇纹 石(或透辉石、金云母)大理岩和斜长角闪岩。
B.团泊口组,分布于阜平小区和赞皇小区。在阜平小区分布于阜平沙窳(yu)、旧营、团泊口以东, 灵寿陈庄、行唐口头以北;在赞皇小区原称“放甲铺组”,分布于内丘柳林,邢台放甲铺、西黄村,沙 河禅房一带。
团泊口组,下部为混合岩,黑云母斜长片麻岩夹斜长角闪岩,其上为钾长浅粒岩夹片麻岩;上部岩 石:在阜平小区北部为大理岩和斜长角闪岩,在南部为大理岩夹变粒岩和透闪岩。
C.南营组,分布于阜平小区和赞皇小区。赞皇小区地层原称 “北赛组”,以黑云母斜长片麻岩为 主,夹磁铁石英岩;在赞皇小区夹有石榴角闪片岩。顶部有大理岩和斜长角闪岩。
D.漫山组,主要分布于阜平小区西南部。下部以黑云斜长片麻岩为主,夹夕线石浅粒岩;上部为大 理岩及斜长角闪岩。在部分地段,该组曾称 “湾子组” 、“宋家口组” 。
E.木厂组,主要分布于阜平小区。下部主要为黑云(角闪)斜长片麻岩,夹斜长角闪岩;上部为大理 岩、斜长角闪岩及辉透变粒岩。该组曾称 “湾子组” 、“宋家口组” 。
F.四道河组,分布于阜平、平山境内。以黑云斜长片麻岩及浅粒岩为主,上部为大理岩、夹片麻岩 及透辉变粒岩。
G.红山坡组,仅见于平山红山坡和阜平燕麦青、石湖岩等地。以巨厚层浅粒岩为主,上部为大理 岩。
H.跑泉厂组,以黑云斜长片麻岩为主,夹黑云变粒岩及大理岩;下部常有浅粒岩。
I.榆树湾组,以角闪黑云斜长片麻岩为主,夹黑云变粒岩及大理岩。
跑泉厂组和榆树湾组,原合称 “龙泉关群”,分布于阜平小区西南部。
(2)单塔子群
分布于尚义-平泉深断裂以北的张家口及承德地区,在滦县、抚宁、卢龙等地有零星出露。自下而上 分为3个组。
A.燕窝铺组,见于承德市燕窝铺一带,由强蚀变角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩组成,间夹石榴角闪 紫苏(透辉)麻粒岩。
B.白庙组,分布广泛。主要为黑云变粒岩、浅粒岩,夹黑云(或钾长)片麻岩。混合岩化强烈,形成 条带状、眼球状混合岩。张家口的原红旗营子群的主体,与白庙组基本相当。
C.凤凰咀组,分布于大庙—娘娘庙深断裂南侧及丰宁一带。主要由斜长角闪岩、角闪(或黑云)变粒岩 组成,夹多层大理岩。混合岩化强烈,形成以渗透注入为主的混合岩。
1.3.1.3 上太古界五台群或双山子群
上太古界地层在太行山区称为五台群,在燕山区称为双山子群,两者属于同一年代。
(1)五台群
分布于阜平小区和赞皇小区,超覆于阜平群之上。自下而上分为3个组。
A.板峪口组,在赞皇原称 “红鹤组”,为石英岩、石英片岩及大理岩等。
B.上堡组,在赞皇原称 “石家栏组”,为黑云变粒岩夹磁铁石英岩。
C.龙家庄组,见于来源龙家庄以角闪片岩为主夹石英片岩等。
(2)双山子群
零星出露于燕山地区。自下而上分为2个组。
A.茨榆山组,出露于迁西小区和承德小区。在承德原称 “姜营组” 、“南店子组” 、“太平庄 组” 。下部为黑云变粒岩夹浅粒岩;上部为黑云石榴片岩与角闪磁铁石英岩。
B.鲁杖子组,见于迁西小区的青龙河东岸,岩石为具有变余火山结构的斜长角闪岩、斜长变粒岩, 以及沉积变质的变粒岩、片岩等。
其他年代的地层,将在相关章节介绍,此处从略。
1.3.2 岩浆岩
1.3.2.1 太古代主要岩浆岩
(1)早—中太古代岩浆岩
迁西群的原岩主要为基性、中性、中酸性到酸性火山岩。
与火山活动同期侵位的超基性岩,集中分布于怀安经密云、遵化、迁西到青龙一带,以及承德、平 泉等地。主要有遵化毛家厂、阎王台,承德五道河、三沟,怀安赐沟等地的岩体或岩体群。岩体规模很 小,长仅数米至数百米。岩石类型主要为强蛇纹岩化橄榄岩、二辉岩、蛇纹岩、透闪岩等。
在平泉西坝和大庙,有辉石正长岩侵入在迁西群中。
(2)新太古代岩浆岩
在五台期有强烈的中基性到中酸性火山岩喷发。之后,有闪长岩类、花岗岩类和石英正长岩侵入。主要分布于尚义—平泉深断裂西段和丰宁—隆华深断裂以南,构成西起尚义,经崇礼、丰宁、承德、隆 化,东到平泉的东西向构造岩浆带。在抚宁、青龙一带,有柳各庄闪长岩、三合店花岗岩等。在涞源上 堡有石英闪长岩和花岗岩,在赞皇有许亭花岗岩。其他尚有沿双山子群构造部位产出的闪长岩、花岗岩 等岩体。
1.3.2.2 元古代主要岩浆岩
(1)早元古代岩浆岩
火山岩产于甘陶河群中,分布于太行山区的鹿泉至内丘一带,主要为变玄武岩和少量玄武安山岩。侵入岩分布于青龙河、阜平、赞皇等地,主要为蛇纹岩、蛇纹石化橄辉岩、辉石岩、辉长岩、辉绿岩 等。
(2) 中元古代岩浆岩
长城纪火山岩,赋存于大红峪组及其以下的地层中,主要是分布于平谷、蓟县、遵化到滦县等地的 大红峪组火山岩。岩石类型为粗面岩,紫红色、砖红色,含钾长石65%~90%。侵入岩有承德大庙、头沟 斜长岩和平泉光头山碱性花岗岩。
1.3.2.3 古生代主要岩浆岩
(1)早古生代加里东旋回岩浆岩
仅有康保三面井片麻状石英闪长岩和小英图片麻状花岗岩岩体。
(2)晚古生代华力西旋回岩浆岩
火山岩分布于康保、围场一带。形成早二叠世三面井组中的安山岩。
基性、超基性侵入岩沿东西向断裂形成4条岩带:
康保—围场带:主要有戈家村辉长岩、大兰城辉石岩岩体。
崇礼—承德带:主要有崇礼水泉沟霓辉正长岩,小张家口透辉岩,蕨菜沟、铁马等角闪石岩,红石 砬、娘娘庙透辉岩,高寺台蛇纹石化橄榄岩,刁窝辉长岩等20余个岩体。
姚家庄—矾山—孤山带:主要有阳原响水沟、鳌鱼口霞石正长岩,阳原姚家庄、怀来矾山辉石岩、正长辉石岩,孤山辉石岩等10余个岩体。
易县—涞水带:主要有双合庄、东杜岗、高子坨辉长岩、辉石岩、辉石角闪石岩等岩体。
花岗质侵入岩沿深断裂之间的隆起部位侵入,分为3个带。主要有康保、满德堂、大青沟、围场老窝 铺,以及崇礼海流图、围场锥子山花岗岩体等。
1.3.2.4 中生代主要岩浆岩
中生代岩浆活动,主要为燕山旋回。燕山旋回分为4期:
早侏罗世燕山旋回第一期:包括南大岭组玄武岩、安山岩,分布于燕山台褶带内的滦平大石棚到承 德武家厂火山岩带(晚三叠世—早侏罗世火山旋回称为南大龄旋回);中深成侵入岩,主要为石英闪长岩和 花岗岩或花岗闪长岩,主要有宽城汤道河花岗闪长岩、兴隆王坪石花岗岩、遵化茅山花岗岩、青龙棒槌 崖辉长岩等10余个岩体。
中侏罗世燕山旋回第二期:火山活动强烈,主要由安山岩、英安岩和少量流纹岩组成(髫髻山火山旋 回)。侵入岩,包括石英正长岩、闪长(玢)岩、花岗闪长岩或花岗岩等。主要有兴隆峪耳崖、涉县符山等 90多个岩体。
晚侏罗世燕山旋回第三期:是燕山旋回最剧烈的一次岩浆活动。晚侏罗世地层几乎全由火山岩组 成,岩性有安山岩、流纹岩和石英粗面岩以及同成分的火山碎屑岩(张家口火山旋回)。侵入体为石英正 长斑岩、石英二长斑岩、石英斑岩等浅成、超浅成侵入体,之后为闪长岩或石英闪长岩、花岗闪长岩或 石英二长岩、二长花岗岩及细粒花岗岩等中深成侵入体。如后石湖山、寿王坟、马家沟、大河南、王安 镇、赤瓦屋、麻棚、武安矿山、武安洪山等150个岩体。
早白垩世燕山旋回第四期:形成大北沟组和花吉营组中到酸性火山岩(大北沟火山旋回)以及浅成小 侵入体。主要有丰宁石门沟石英正长斑岩,围场十间房花岗斑岩、五道川花岗斑岩,承德烟筒山花岗斑 岩,平泉石洞子花岗斑岩、付家湾石英二长斑岩等。
1.3.2.5 新生代主要岩浆岩
新生代喜山旋回,划分为早第三纪、晚第三纪和第四纪3个火山旋回。晚第三纪火山旋回形成的火山 岩有汉诺坝玄武岩、棋盘山玄武岩等。
1.3.3 断裂构造
1.3.3.1 深断裂
深断裂是切穿硅铝层、深达硅镁层或上地幔的断裂类型,有的学者称为壳断裂、岩石圈断裂、超岩 石圈断裂。河北省境内共有10条深断裂(图1.3.1),分为4个深断裂带。
(1)内蒙古地轴北缘深断裂带
其中康保—围场深断裂(编号1,指图1.3.1中的编号,下同),大致沿北纬42° 线在本区北部通过。
(2)内蒙古地轴南缘深断裂带
共有3条深断裂,包括丰宁—隆化深断裂(编号2),大庙—娘娘庙深断裂(编号3),尚义—平泉深断裂 (编号4)。
(3)太行山深断裂带
分为西带和东带:
西带(紫荆关深断裂带),包括上黄旗—乌龙沟深断裂(编号5),紫荆关—灵山深断裂(编号6);
东带(太行山前深断裂带),包括怀柔—涞水深断裂(编号7),定兴—石家庄深断裂(编号8),邢台—安 阳深断裂(编号9),沧州—大名深断裂(编号10)。
1.3.3.2 大断裂
大断裂是介于深断裂与一般断裂之间的一级断裂,长度较大,有的可达百余公里,但一般未深入硅 镁层。区内共有9条大断裂,详见图1.3.1。
1.3.4 构造单元划分
河北省及京津地区共有两个Ⅰ级构造单元:中朝准地台和内蒙古—大兴安岭地槽褶皱系,两者在区 内以康保—围场深断裂(编号1)为界。
1.3.4.1 内蒙古大兴安岭地槽褶皱系的Ⅱ级构造单元
区内,内蒙古大兴安岭地槽褶皱系的Ⅱ级构造单元为内蒙古华力西晚期褶皱带。其中的Ⅳ级构造单 元,在康保一带为康保褶皱束,在围场以北为棋盘山中凹陷。
1.3.4.2 中朝准地台的Ⅱ级构造单元
中朝准地台在区内共有4个Ⅱ级构造单元。
(1)内蒙古地轴
位于中朝准地台北缘。地轴北界为康保—围场深断裂;南界为尚义—平泉深断裂的西段(尚义—赤城 段),向东接丰宁—隆化深断裂。
(2)燕山台褶带
燕山台褶带北界为内蒙古地轴;南界大致沿固安—昌黎大断裂(编号(6))向西,经廊坊附近的北东向断 裂,在蓟县附近折向密云,再接怀柔—涞水深断裂(编号7)和定兴—石家庄深断裂(编号8)折向南,再接无 极—衡水大断裂(编号(7))折向西北,相交于紫荆关—灵山深断裂(编号6);西界,北段以马市口—松枝口断 裂(编号(2))为界,向南接太行山深断裂带西带(编号5),再经紫荆关—灵山深断裂(编号6),与无极—衡水 大断裂相交(编号(7))。
(3)山西断隆
东界,沿燕山台褶带西界,向南接邢台—安阳深断裂(编号9)。山西断隆向西进入山西境内。
(4)华北断拗
在区内,位于燕山台褶带和山西断隆东南部。
图1.3.1 冀京津深大断裂分布略图