一、大地构造单元的划分及构造特征
陕西省位于中国南、北地质衔接与东、西地质转变的枢纽区,大地构造比较复杂。地壳分异明显、构造形变强烈、新构造运动活跃是陕西大地构造发育的总特点。地壳空间分异表现为兼有稳定区(地台)和活动带(地槽)两种性质不同、相互对立统一的构造类型,前者包括中朝地台及扬子准地台,后者则是著名的秦岭褶皱系。分异现象是自古生代开始,在晚元古代古中国地台上发生的,分异结果形成的“二台一槽”,这是我国主要地台和地槽的重要组成部分。在这三个地质界公认的一级构造单元的基础上,陕西境内可进一步划分出12个二级构造单元、21个三级构造单元。构造形变强烈主要表现为构造类型齐全,尤以秦岭褶皱系最为突出。以断裂为例,全省可定出8条深断裂、13条大断裂和6条隐伏断裂。新构造运动活跃主要反映为构造活动剧烈、复杂、类型多样,并导致省内现代地貌景观和自然地理环境的巨大差异。
1945年我国大地构造学家黄汲清将华北、东北部分地区联同朝鲜北部命名为“中朝地块”,并认为它是地台性质的大地构造单位。多年来,我国地学界习惯上称中国境内部分为“华北地台”,近年来不少地质工作者依据槽台说观点和地质性质,把中朝地块称为“中朝准地台”。
中朝准地台在省内仅涉及其西南一隅。南侧以八渡—虢镇断裂、眉县—户县隐伏断裂和洛南—拐峪一线与秦岭褶皱系分界;北侧在省外与内蒙古大兴安岭褶皱系相邻。它是我国最古老地台的一部分,中条运动时基底已最终固结进入地台发展阶段。其基底由两部分构成,下部为太古界太华群、涑水群,属深层结晶基底,具优地槽性质沉积特征;上部由下—中元古界铁铜沟组组成,分布局限而厚度变化大。其盖层的形成发展,经历了由地台—后地台发展阶段,可划分出8个盖层。中元古代地台南缘具边缘沉降带性质,形成准稳定类型盖层沉积,以富钾海相中基性岩为主,火山岩建造和陆源碎屑岩—镁质碳酸盐岩建造,不整合于基底之上。晚元古代边缘沉降带缩小,稳定性增强,由碳硅质岩、冰成岩建造组成。寒武—奥陶纪时,地台为—广阔滨—浅海盆地,形成典型地台盖层沉积,主要为泥质岩—碳酸盐岩建造,构成大型内陆坳陷盆地的基础。志留纪—早石炭世处于长期剥蚀环境,中石炭世进入后地台大型内陆坳陷盆地的形成发展阶段,在准平原化的基础上,由滨海平原型—陆相含煤建造组成;中晚三叠世,大型内陆坳陷盆地分异,陕甘宁坳陷盆地独立发展,形成陆盆型含煤建造;侏罗纪陕甘宁坳陷盆地萎缩,形成陆盆型含煤—可燃有机岩建造;白垩纪地台西缘形成山麓(类)磨拉石建造。新生代以来,在整体上升的背景下,形成断陷,主要由红色建造及风成黄土组成。
地台的岩浆活动主要发生于前蓟县纪及中生代,有火山岩、侵入岩两套岩浆建造。在火山岩建造中,一类为钙碱性拉斑玄武岩系列,分布于基底构造层内,类似于大陆边缘活动带环境;另一类为碱性钙碱性拉斑玄武岩系列,分布于准稳定盖层中,具大陆内裂谷早期某些特征。侵入岩建造均分布于台缘构造活动性部位,前蓟县纪以重熔型花岗岩为主,偶然伴有基性岩;中生代早期亦以重熔型花岗岩为主,中期以分异型花岗岩居多。
中朝准地台的整个演变过程,先后经历了阜平、中条、武陵、“芹峪”、晋宁、兴凯、加里东、华力西、印支、燕山、喜山等11次规模不等、性质不同的构造运动,其中以阜平、中条、加里东运动影响最大,前两次运动使深部构造隆起,结晶基底形成并最终固结;后一次运动使地台阶段向后地台演化,台缘褶皱隆起。此外,印支运动使大型内陆坳陷盆地产生东西分异,并向西迁移;燕山运动使陕甘宁盆地萎缩,由坳陷转为隆起;喜山运动使地台进入以断陷为主的新时期,台缘地带有同斜线状、倒转等褶皱和正断层、逆断层及平推断层,地台区内为对称背向斜,以正断层居多;后地台阶段有箱状、长轴、短轴背斜及平缓拱起出现。新生代断陷带常为“箕状”不对称断拗盆地。
陕西境内的中朝准地台部分,依据构造性质等特征,可划分出陕甘宁台坳、汾渭断陷和豫西断隆三个二级构造单元。
(一)陕甘宁台坳
陕甘宁台拗旧称鄂尔多斯台向斜,西南侧以八渡—虢镇断裂与六盘山断陷为邻,南以北山山前大断裂与关中盆地相接,北部和东部延伸出省界,包括山西、甘肃、内蒙古的一部分,宁夏的大部分,陕西关中北缘山地及其以北部分。
台坳的结晶基底为涑水群,根据长庆油田会战指挥部1977年公布的物探和钻探资料,太古界在本区中部有一南北向隆起,两侧有两个凹陷,南部边缘有一近东西向隆起。元古代—奥陶纪海相盖层沉积与此基底轮廓大体相似;中、晚石炭世,沉积环境转为海陆过渡的陆棚滨海相,但南北向隆起仍然存在;二叠纪以来为广泛的内陆河湖沼泽,南北向隆起转为水下;三叠纪逐渐分化为独立的内陆盆地,这时环境有利于产生油气,但构造线依然为近南北向。
从总体上看,台坳周缘为古生界及更老地层环境,中部分为大型中生界内陆盆地。其内可划分出陕甘宁坳缘褶断束和陕北台坳两个三级构造单元。
陕甘宁坳缘褶断束,位于台坳南缘,北以陇县—白水,东以韩城—府谷一线与陕北台坳为界,呈向南突出的带状,主要由寒武—奥陶系组成,也零星分布有前寒武系、石炭系、二叠系和中、新生界,加里东运动使其成陆。褶断束基底为太古界,盖层有长城系、蓟县系、青白口系、震旦系、寒武—奥陶系、石炭—侏罗系、白垩系和新生界。仅在禹门口涑水群中见有时代不明的花岗岩脉、伟晶岩脉。岩石以区域动力变质为主,长城系—奥陶系为低绿片岩相,太古界为低角闪岩相。矿产为沉积型,西部有下寒武统磷矿,东部有石炭、二叠系的煤矿。褶皱构造总体为—北倾的复单斜构造,次级褶皱形态多为长轴,较大的褶皱有景福山复背斜、凤翔涝川褶皱、铜川南褶皱三处。在南侧有八渡—蹴镇、渭河盆地北缘北山山前、口镇—官池三条深大断裂。
陕北台坳,位于台坳北部,受褶断束环绕,呈近南北向的矩形轮廓。地层以石炭一二叠系和中生界为主,区内无岩浆活动,岩石受变质作用影响甚微。矿产有沉积型的铝土矿和煤、石油等,著名的长庆油田、神府煤田均在台坳之内。褶皱构造总体为一大型向斜构造,长轴走向近南北,两翼不对称。本区断裂不发育,但台坳边缘相对较多,在地理分布上可划分出北、中、南三带,北带在河曲、府谷附近,由三条平行的正断层组成;中带在吴旗—绥德—带,由定边—吴堡隐伏大断裂和三条小断裂组成;南带位于铜川—韩城北部,由一组平推断层和正断层组成。
陕甘宁台坳是中朝地台最稳定的部分,巨厚的中生代沉积近于水平,几乎没有明显的褶皱,只有在倾角起变化处才能见到燕山运动的影响所引起的地层微波动。台坳受晚期构造运动影响微弱,为煤、石油资源的良好贮存及现今的开发利用提供了良好的条件。台坳绝大部分地区为巨厚黄土所覆盖,控制了现代地貌的发育,是陕西黄土地貌发育最典型的地区。
(二)汾渭断陷
本省仅涉及汾渭断陷的西南部,它北接陕甘宁台坳,南以渭河盆地南缘山前大断裂与秦岭褶皱系及豫西断隆分界,范围大致与关中平原相当。它主要是新生代的雁行状内陆断陷,为一块断运动形成的复杂地堑构造,南北两侧的山前断裂均为内倾正断层,其内新生界厚达7000余米,局部隆起出露有太古界地层。断陷内温泉发育,历史地震活动频繁。省内断陷可分为渭河断凹(地堑)和骊山台拱两个三级构造单元。
渭河断凹,北以北山山前大断裂为界,西以宝鸡—五曲湾为界与陕甘宁台坳分隔,南以秦岭山前大断裂为界与秦岭褶皱系和豫西断隆相邻,东部有小部分延出省境。地层以新生界为主。
渭河断凹的构造形迹相当复杂。依据物探资料推断,地堑基底构造层由四部分构成。太古界分布于东部隆起区,属豫西断隆;元古界分布在南部坳陷区,即宝鸡—渭南断裂南侧,属北秦岭加里东褶皱带;寒武—奥陶系分布于北部斜坡区和宝鸡—渭南断裂北侧的南部坳陷区,属陕甘宁台坳;白垩系分布于西部隆起区,属六盘山断陷。因基底构造分属不同构造单元,因而,不均衡的构造运动控制着渭河断凹的发生和发展。
新生代地堑盖层构造可分出三个亚构造层。早第三纪亚层,又分为两个小层,其间为平行不整合。下部是始新统红河组,为河湖相红色碎屑岩夹泥岩建造;上部是渐新统白鹿原组和甘河组,为河湖相灰白色沙泥岩建造。晚第三纪亚层,又分为四个小层,第二与第三小层之间为不整合,其余为平行不整合。第一层为中新统中部冷水沟组,由河湖相紫红色沙泥岩组成;第二层为中新统上部寇家村组,由河流相灰白、棕黄色碎屑岩夹泥岩组成;第三层为上新统下部灞河组,由河湖相橘黄色沙泥岩组成,第四层为上新统上部蓝田组,由河湖相棕红色泥岩组成。第四纪亚层,亦分为四个小层,均为不整合。第一至第三为下、中、上更新统,每小层均分为下、上两部分,下部基本为河湖相沙砾石,上部均由黄土组成。第四层为全新统,由河床相沙砾石等组成。
依据坳陷深度,渭河断凹分成四个构造分区。北部断(斜)坡区,在三原—蒲城以北,由上、中新统组成,厚度在1000米以内;南部坳陷区,位于断坡之南,哑柏断裂之东,由齐全的新生界组成,中部为宝鸡—渭南大断裂所穿,大断裂北侧为固市凹陷,最厚处约6800米,南侧为西安凹陷,坳陷最深,最厚处大于7000米;西部隆起区,位于哑柏断裂以西,由上更新统组成,厚度小于3000米;东部(骊山)隆起区,位于临潼东南,由齐全的新生界组成,厚度小于3000米。
渭河断凹总体呈一阶梯状地堑构造,北侧有依次南降的正断层,南侧有依次北降的正断层。断凹内分属不同构造系统的断裂构造非常发育,已查明的断裂就有百余条,其中较大的有12条,并以近东西走向的正断层为主,如盆地南北缘的两条山前大断裂及三原—蒲城、口镇—官池、宝鸡—渭南、临潼—阳郭、铁炉子—三要等深大断裂。断凹内的断裂构造具有明显的继承性和新生性,从而导致断凹成为一个巨大的复式地堑构造。其总体规模之大,可与非洲厄里特里亚、红海及德国黑森等地堑相比拟。由于渭河断凹被新生代松散沉积物所充填,特别是有巨厚的黄土覆盖,以致有些小地垒被埋没在沉积物之下,只有上升幅度较大的地垒才突露于黄土面之上。由于断凹南侧正断层的西部作北西西走向,而北侧正断层多作北东东走向,所以断凹的形态呈西端狭窄、东端开阔的喇叭式。
骊山台拱位于临潼县东南,四周为渭河断凹环绕,是一个极不协调的构造单元,面积仅60平方公里。台拱是一个长期隆起单元,从骊山主峰水系呈放射状展布的特征来看,表明至今仍在上升。台拱由地台基底的太古界和中—下元古界组成,太古界为太华群变质火山碎屑岩夹基性火山岩,普遍具混合岩化,岩石呈角闪岩相,有燕山早期花岗岩株侵入。中—下元古界由铁铜沟组滨海相碎屑岩夹泥质岩组成,仅在台拱东南部有少量出露,与上覆的老第三系呈不整合。台拱实为一个地垒构造,四周有断裂,北侧为临潼—阳郭断裂,西侧有临潼南北向断裂,东南侧为北东向的野鸡胡断裂等。
汾渭断陷的形成时间,以往认为始于新生代始新世。1964年在宝鸡南发现有侏罗系,1977年在蓝田岱峪河见有白垩系沙页岩,1984年在周至县以西亦发现有白垩系,所以汾渭断陷形成时间可提前到中生代侏罗纪。
(三)豫西断隆
它位于中朝准地台东南缘,北以秦岭山前断裂与汾渭断陷相接,南沿洛南—拐峪一线与秦岭褶皱系为界,东部延展出省。断隆基底为太华群和中—下元古界的铁铜沟组,盖层则主要为长城系—奥陶系,其构造层和沉积建造完全可与地台其他构造单元对比,断隆内岩浆活动和褶皱断裂发育,矿产资源丰富。境内断隆可分为太华台拱、金堆城台凹两个三级构造单元。
太华台拱,位于断隆北部,南侧以蓝桥—金堆城—小河庄为界与金堆城台凹邻接。台拱呈北东向展布,为一长期隆起单元,使秦岭北坡形成高山峡谷之陡峻地形,素有“断崖千尺”之称的西岳华山就屹立于此。台拱仅见基底构造层,由混合岩化太华群和未混合岩化铁铜沟组构成,岩石受区域动力热流变质作用影响,呈角闪岩相—麻粒岩相,但麻粒岩相仅在太要一带局部出露。混合岩化普遍,岩浆活动发育,太古代基性火山岩主要分布在孟塬以东,侵入岩则以燕山期花岗岩为主。矿产有金及铁、钨、蛭石等,有名的潼关金矿就在该区。台拱北侧的秦岭山前大断裂和南侧的华阳川—小河、张家坪—洛源断裂,均为从中心向外侧倾斜的正断层,故台拱为一总体上升的地垒构造。
金堆城台凹,位于豫西断隆南部。基底由太华群、铁铜沟组组成。盖层有6个构造层。长城系分两个亚层,下为熊耳群,上为高山河组;蓟县系也分两个亚层,下为龙家园—巡检司组,上为杜关—冯家湾组;青白口系由石北沟组组成;震旦系为罗圈组组成;寒武—奥陶系由辛集组—凤山组和下马家沟组组成;新生代盖层由河流相碎屑岩夹粘土组成。熊耳群为喷出岩,其余多为侵入岩,受变质作用影响,太华群呈高绿片岩相,铁铜沟组和熊耳群为低—中级变质的中压相系,高山河组—奥陶系为低级单相变质的中压相系,高山河组—奥陶系为低级单相变质。矿产有钼、铁、铜等,主要产于燕山期花岗斑岩外接触带中,著名的金堆城钼矿就在该区。台凹总体为一西部翘起向东倾伏的宽缓复向斜构造,褶皱南强北弱,走向近东西,断裂发育,以石门大断裂对本区影响最大,是一个多期活动性断裂。本区东西走向断裂与北东走向平推断裂常构成棋盘格状,其交汇处常是燕山晚期花岗岩株和内生矿床的赋存场所。
三、秦岭褶皱系
四、扬子准地台
位于省区南端,本省仅涉及其北缘一小部分,主要为龙门—大巴台缘隆褶带,北以宽川铺断裂、洋县—饶峰—麻柳坝—钟宝断裂与秦岭褶皱系分界。西部包括宁强、汉中、洋县、西乡和镇巴等县全部或部分地区,东部则仅占镇坪县南部一角。
与中朝准地台相比,扬子准地台有其独特的发展特征,主要表现在基底形成时间较为年轻、构造层少、褶皱形态相对复杂等。基底形成于前震旦纪,晋宁运动以后即进入地台演化阶段,形成海相盖层,晚三叠世时转入后地台发展阶段,形成陆相盖层。基底构造层有:长城系由后河组混合岩、变质火山岩组成,属变质较深的结晶基底;蓟县系为碳酸盐岩、碎屑岩、海相火山岩一类复理石建造,属浅变质基底;青白口系为陆相为主的火山岩。整个基底的演化经历了武陵、芹峪、扬子三个旋回,武陵旋回属优地槽阶段,使地槽褶皱回升,基底轮廓初步形成,芹峪旋回自南向北分为冒、优地槽,使基底轮廓基本完成,扬子旋回逐渐形成陆缘造山带,晋宁运动使基底最终固结。总体是在陆壳—过渡壳基础上由南往北发展、迁移和增生。
盖层的发展经历了五个阶段,共有六个盖层。震旦纪在基底不平的基础上,经历了冰期及尔后的广泛海侵,形成磨拉石、冰成岩建造和藻礁碳酸盐岩建造。与基底不整合接触。早古生代随着扬子准地台与秦岭褶皱系的分异,在稳定背景上,台缘东、西两部分升降。总体由海相泥质碎屑岩、蒸发碳酸盐岩建造—泥质页岩建造—泥质碎屑岩建造组成。晚古生代—中三叠世时,在泥盆纪—石炭纪大部分地区处于剥蚀环境,台缘局部凹陷,形成以海相碳酸盐岩为主的建造;二叠纪始发展平稳,在准平原化基础上,由开阔陆棚海相碳酸盐岩建造向咸化海海盆含盐红色建造演化。晚三叠世—侏罗纪,为内陆坳陷盆地发展阶段,形成陆盆型含煤建造。新生代时地台整体隆起,大部分地区再度处于剥蚀状态,使老地层出露,台缘产生断陷陆相盆地,除第三系为局部出露外,多为第四系河湖相疏松层。
地台岩浆活动仅发生于前震旦纪,火山岩建造由早至晚、自南往北多,并由海相向陆相演化。后河、麻窝子组的火山岩为中基、中酸性熔岩及凝灰岩,三花石群的火山岩则为钙碱性钠质拉斑玄武岩系列,为边缘盆地一岛弧优地槽性质火山建造,青白口系以钙质碱性火山岩为主,少数为碱性或钙质岛弧拉斑玄武岩系列,属成熟岛弧火山建造。扬子旋回形成侵入体,早期为超基性、基性,晚期以酸性为主,属同一造山期花岗岩及期后碱性花岗岩。
地台演化经历了九次构造运动,基底有武陵、芹峪、晋宁三次,地台阶段有兴凯、加里东、华力西、印支、燕山和喜山等六次。晋宁运动对基底影响最为重要,使本区结束了地槽发展阶段;印支运动使地台整体隆起向后地台发展,燕山运动使龙门—大巴台缘隆褶带最终定型。地台褶皱形态较为复杂多样,与中朝准地台迥然有别。盖层褶皱受基底块体边界活动性制约,具有方向性多变、协调与不协调褶皱共存、开阔与紧密、长轴与短轴褶皱相伴,褶皱成群成束出现等特点。台缘与台内的隆、坳在时间上具有补偿性差异,台缘东、西段在某些时期以汉南台拱为支点,出现翘板式升降。该地台的构造运动有波浪性、不均衡性和迁移性等特征。断裂构造不发育。省境内的扬子准地台,可划分出龙门—大巴台缘隆褶带和四川台坳两个二级构造单元。
(一)龙门—大巴台缘隆褶带
本带分东、西两部分,东部位于镇坪县东南端,西部居汉中南部,北邻秦岭褶皱系,东南侧以大池坝—镇巴隐伏断裂与四川台坳分界,西南延出省界。前震旦系出露于本带中部,盖层沉积齐全,泥盆—石炭系仅分布于高川地区。该带主要是古生代,特别是早古生代的台缘坳陷带,燕山运动使之隆褶定型。可划出四个三级构造单元。
宁强褶皱束,位于该带西部,北以宽川铺大断裂与秦岭褶皱系为界,东南以大竹坝—新集断裂和岭镇—勉县一线与汉南米仓台拱相邻。整体呈北东东向延展,主要由震旦系—留系、二叠—三叠系组成。基底由青白口系陆相中、酸性火山岩组成。盖层有震旦系主要由陆相正常沉积碎屑岩组成,局部见凝灰质岩,具磨拉石建造特征,上震旦统为滨一浅海相碎屑岩—碳酸盐岩,寒武—志留系亦为滨—浅海相沉积,中、下寒武统为含磷碎屑岩—硅质镁质碳酸盐岩,中奥陶统为泥质岩—细碎屑岩夹有碳酸盐岩,中、下志留统为泥质岩夹碎屑岩、碳酸盐岩。尔后的盖层分布零星,二叠—中三叠统为滨—浅海相含煤沙泥岩和碳酸盐岩,上三叠统—中侏罗统由陆相含煤碎屑岩和陆盆型河流相含煤碎屑岩组成。新生界则为河流相碎屑岩。矿产有铜、磷、煤和粘土等。束内断裂发育,宽川铺大断裂和大竹坝—新集大断裂均为逆断层性质。
汉南—米仓台拱,但于该带中部,呈北东东向不规则矩形,内部可划出大竹坝—镇巴拗褶段、汉南凸起和米仓凸起三个四级构造单元。构造层基底有长城系、蓟县系和青白口系,盖层长城系由后河组浅海相变质碎屑岩及中基—中酸性火山岩组成,混合岩化强烈。蓟县系在北部为三花石群酸—中—基性火山碎屑岩,属优地槽沉积,南部为滨—浅海相碎屑岩和碳酸盐岩,中下部夹中—基性火山岩,见底砾岩,属冒地槽沉积,青白口系在南部为铁船山组,北部为西乡群,均为陆相中—酸性火山岩,具岛孤造山带建造特征。矿产有铁、铜、铅锌、钴镍、煤、海泡石等。台拱由汉南、米仓复背斜夹庙坝—镇巴复向斜构成,褶皱形态复杂,长轴、短轴均有,褶皱轴波状起伏。断裂发育,深大断裂有阳平关—洋县、大竹坝—新集、大池坝—镇巴、峡口—白勉峡等四条,一般性断裂以北东、东西走向逆断层为主。由于深大断裂控制,新生代在台拱北部和中部形成了汉中断凹和西乡断凹。
司上—鸡心岭褶断束在省内有两处出露,西部司上地区,西以司上—小洋坝大断裂与汉南—米仓台拱相邻,东以兴隆大断裂与高川褶断束分界,南部延出省境;东部鸡心岭地区,北以钟宝深断裂与秦岭褶皱系分界,南、西、东三面延出省境。该束未见基底构造层,盖层有四个。震旦系为陆相碎屑岩、火山碎屑岩、滨—浅海相碎屑岩和镁质碳酸盐岩,寒武系—下志留统,均为杂色碳酸盐岩夹泥质碎屑岩、泥质页岩夹碳酸盐岩、炭硅质页岩。二叠系—下三叠统为浅海相含砾沙泥岩、碳酸盐岩和泻湖相碳酸盐岩。新生界由河流相沙砾岩组成。矿产有锰、磷等,整体呈复背斜构造,其褶皱脊波浪起伏,走向在司上区呈南北向,鸡心岭区呈北东东向,断裂较为发育,饶峰—麻柳坝—钟宝弧形深断裂对本束构造有明显控制作用。
高川褶断束,位于该带最东部,本束出露最老地层为寒武系,未见基底,盖层有四个。寒武系、新生界两盖层仅零星分布,沉积特征同司上—鸡心岭褶皱断束。泥盆—石炭系以滨—浅海相碳酸盐岩为主,底部为碎屑岩。二叠系—下三叠统,亦以滨—浅海相碳酸盐岩为主,底部夹碎屑岩。束内岩浆活动不发育。矿产有沉积型磷、锰、煤等。整体为一“花瓣状”复向斜构成,长轴近南北向。该束属于饶峰—麻柳坝深断裂控制的地台边缘次级块体,古生代时呈地堑和地垒式活动,一般断裂多为逆断层。
(二)四川台坳
本省仅涉及台坳北缘一部分,只跨一个三级构造单元——长岭台凹。
台凹北以大池坝—镇巴大断裂与龙门—大巴台缘隆褶带分界,东部被司上—小洋坝断裂隔开,西、南部延出省界。台凹仅出露两个互为平行不整合的盖层。下—中三叠统为含石膏碳酸盐岩和浅海相碳酸盐岩夹泥岩,上三叠统—中侏罗统,为近海沼泽—陆相含煤碎屑岩、河湖相含煤碎屑岩,晚期具红色陆相建造特征。矿产有煤、菱铁矿、石膏、石灰岩等。台凹为一复向斜构造,呈南北向“梳状”褶皱发育,断裂不发育,仅在边界有司上—小洋坝、大池
坝—镇巴两条分界大断裂。该区地层分布和地貌特征差异很大,北侧以古生界为主,形成切割较深的高山峡谷;南侧则为中生界,地形平坦,水系不发育。
五、新构造活动
省内第三纪,特别是晚第三纪以来新构造活动剧烈,类型复杂多样,并形成很多互相对立和不均衡发展的新构造单元。主要有陕北黄土高原拱起地块、渭河地堑沉陷、秦巴差异性断块隆起和四川沉陷四个单元。它们的产生与发展导致我国中部出现雄伟壮观、独具特色的新构造地貌景观。
(一)陕北黄土高原拱起地块
位于陇县、渭河沉陷北缘北山山前断裂以北地区,是—个在二叠纪坳陷基础上逐渐演化而成为南北长东西短的中新生代大型椭圆状坳陷。燕山旋回使坳陷受东西向力偶挤压,导致向西大面积掀斜,成为不对称箕状沉陷。新生代大面积拱起,地层平缓,褶皱、断裂不发育,现代地貌属黄土高原,地势西南部高,东北部低,但河流多向南南西岸侵蚀,表现为更新世晚期以来,仍多次产生掀斜变位。早第三纪,陕北大部分地区在中生代向西掀斜的基础上不断抬升,为剥蚀环境,地层缺失。晚第三纪,本区地壳全面沉陷,上新统保德组三趾马红土遍布。其后,由于地壳脉动抬升的不均衡,拱起地块各处地层厚薄和接触关系时有变化,构成西南部掀起、北东部低缓,高差达400米的黄土高原地形。大多数河流由北西向南东或南流入黄河与渭河,下游切割较深,形成曲流、谷中谷和离堆山等多种地貌。当流向黄河时,还形成向东逐渐降低的阶梯状地形。根据近代地形形变测量,拱起南缘北山地区仍在上升。但总体上说,该区中新生代地层变形不显著、断裂不发育,历史地震较少,属新构造活动比较稳定区。
(二)渭河地堑沉陷
位于陕北黄土高原拱起地块与秦巴断块隆起之间的渭河流域,为剧烈下降区,第四纪沉陷可延伸到陇县北西方向。地堑沉陷内构造独特,新构造活动十分活跃,历史地震活动频繁。
渭河地堑沉陷是一个复杂的箕状地堑式断块凹陷,陡峻断裂发育,致使整个凹陷由许多大小高低不等、形态多样的相对运动着的断凸、断凹所组成。
沉陷的深化发展始于早第三纪,晚第三纪以来沉陷向北、西、东三面逐渐扩展;至末期新构造活动表现突出,西部成为隆升区,并导致晚第三系褶皱断裂发育,经用地震方法探测,已圈定宽缓扇形鼻状褶皱12个。第四纪以来,秦岭断块与北山拱起继续上升,使沉陷四周掀斜翘起,洪积冲积扇群发育,但总轮廓仍呈北翘南陷。
渭河地堑沉陷属新构造活动区,不仅断裂发育,而且在地裂缝、地热、温泉和历史地震等方面亦有表现。区内已查明的断裂有100多条,有些断裂切割上第三系和第四系,以切割下第四系的最为发育。南部断裂的数量和沉陷深度均大于北部。区内地裂缝发育,28个县市均有分布,仅西安市区就有9条,其中5条仍在继续活动。西安地裂缝具有北东东定向性、分布等间距性、产状稳定性、发展有周期性和均属张裂性等特征,是活动断裂带在地表的显示。区内断裂发育,沿断裂带形成许多重要的地热储藏和显露区。主要有凹陷北缘北山山前断裂中温地热带(有温泉13处及富平地热异常1处),凹陷南缘秦岭山前断裂中温地热带(有温泉5处,宝鸡南、周至—余下地热异常2处),宝鸡—渭南断裂中低温地热带(有温泉7群,兴平—咸阳、西安—渭南地热异常2处)。区内温泉水温较高,水质良好,富含多种矿物质,流量大。
关中是我国著名的历史地震区,其地震活动的强度和频繁度均高于陕北、陕南,省境内历史上的中强震和大震几乎均出现在本区南部最深拗陷带。
(三)秦巴差异性断块隆起
位于省境内秦岭、巴山山地,为褶皱、断块隆起的侵蚀高中山区域。它们的古构造基础涉及二台一槽,内部结构相当复杂,在新构造活动上表现出显著差异性、不均衡性和作用力的多方向性。
由北部加里东、华力西断块带与豫西断块带衔接而成的北秦岭块体,自石炭纪以来,出现了不同时代的后地台期山间断裂控制的凹陷。秦岭与渭河地堑沉陷万米以上的惊人断距的产生,也是在晚古生代构造基础上开始,经中、新生代进一步发展强化的结果。
断块隆起所属的南秦岭、巴山地区的次一级块体,直到中生代以后才进入后地台期山间断凹发育阶段,其发育时间较北秦岭块体要短。它们在以后的每个发展阶段,除有继承性外,还有新生性。前者如洛南、商州—丹凤凹陷;后者有第四纪发育的汉中、西乡、安康等凹陷。上述情况表明,同一断块隆起的不同部位,其新构造活动仍有不同。
秦巴断块的地壳总厚度为45公里,陕北地区43公里,渭河地区41公里,故秦巴断块继承活动深度和拉张幅度受到的制约要大,致使沿断裂带发生的凹陷规模较小,新生代沉积较浅,同时使它的新构造活动特征与渭河地堑沉陷有所不同。在构造力作用方式上,其新构
造活动的继承性表现更为明显,更是一个挤压掀斜剧烈的场所,只是由于基础物质的不均一性,才使变形失去连续性。故此,断块隆起内的隆起和凹陷多呈不对称波浪状逆向单斜断块隆起构造,次一级断块北仰南俯、南仰北俯者均有,并造成该区地貌高差对比鲜明。
(四)四川沉陷
省内仅涉及其边缘次一级拱起单元的边界,该部分位于陕南中部南端的大池坝—镇巴隐伏断裂与司上——小洋坝断裂之间。断裂控制了该区三叠纪以后的沉积厚度,并使大池坝—镇巴东西向断裂以北地区强烈抬升,在地貌上形成一个台阶,北部巴山区为侵蚀中山
区,南部四川沉陷区为低山区。两个分界断裂交汇处曾出现过五级历史地震,表明该区存在着不对称的拉张性新构造活动,它使大池坝—镇巴断裂以北的巴山区呈向北倾斜的剧烈掀斜翘起,而断裂以南则为总体下降的四川沉陷内的一个相对拱起的次级新构造单元。