沂蒙山部分地区地质条件及构造研究

周付彬

(山东省鲁南地质工程勘察院(山东省地质矿产勘查开发局第二地质大队)，山东济宁 272100)

1 概况

1.1 位置与交通

研究区位于山东省鲁中南山区的南部，处于枣庄市和临沂市的部分区、县。区内交通便利，附近有京沪铁路、京台高速、枣木高速，244、245省道纵贯全区，县、镇级公路纵横交织，交通条件良好。

1.2 地形地貌

研究区中部凸起，四周地势较低，有海拔800 m以上的中山，有向四周逐渐过渡的低山丘陵，有断陷盆地及山间平原相间展布。中山地形陡峻，低山丘陵单斜构造发育、侵蚀与岩溶地貌显著。

2 地质条件

2.1 区域地层分布

本区位于华北地层区鲁西地层分区的南部，分布地层有：新太古界泰山岩群，新元古界南华系，古生界寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系，中生界侏罗系和新生界古近系、新近系、第四系。基岩主要出露在中部及北部低山丘陵地区，面积约占工作区总面积的70%。西北部、北部及东北部分布面积较广的新太古代、中元古代和中生代时期的花岗岩、闪长岩，与新太古界泰山岩群的黑云斜长变粒岩共同构成本区的结晶基底。

2.1.1 新太古界

2.1.2 新元古界

新元古界仅发育南华系土门群,自下而上分为二青山组和佟家庄组，呈条带状出露。

二青山组(Nh1e)仅残存砂岩段和灰岩段，主要岩性为含海绿石中粒石英岩状砂岩夹硅质页岩和蛋青色、紫红色粉晶灰岩，由东南向西北变薄并尖灭。

佟家庄组(Nh2-3t)主要发育砂岩段，岩性为含海绿石长石石英砂岩、含砾钙质砂岩和砂质砾岩等，由东南向西北变薄并尖灭。

2.1.3 古生界

主要发育寒武系、奥陶系和石炭二叠系。

寒武系、奥陶系连续分布于除桑村穹窿、陶枣盆地腹地及枣庄市中部以外的大部分区域，为一套海相沉积地层。其中寒武系主要分布在低山丘陵地区，露头较好，分布范围及岩性变化受构造控制作用显著。奥陶系主要分布于羊庄盆地腹地、陶枣盆地周边、艾湖向斜核部，官桥断块北部和荆泉断块北部有小面积分布。

石炭二叠系主要分布于陶枣盆地中部、官桥断块东南部地区，羊庄盆地赵庄向斜核部有零星分布，岩性为一套以砂岩、泥岩、页岩为主的海陆交互相含煤沉积建造。绝大部分隐伏于较薄的第四系之下，陶枣盆地中部区域残丘地带可见零星露头。

2.1.4 中生界

仅发育侏罗系淄博群三台组，零星分布于陶枣盆地中北部地区，面积较小，几乎全部被第四系覆盖。以紫红色砂砾岩夹粉砂岩为主，具有二元结构。

2.1.5 新生界

新生界可分为古近系、新近系和第四系。

古近系主要分布在陶庄盆地北部和羊庄盆地出口西部的山前地带，范围受断裂构造控制，大多被第四系覆盖，陶庄盆地北部可见零星露头。岩性为杂色砾岩、浅紫红色含砾砂岩和砂砾岩。

新近系白彦组(N2Qpby)贴附于下伏基岩表面，为残余剥蚀体，呈透镜体或巢窝状零星分布于碳酸盐岩低山丘陵顶部及肩坡地带，面积较小。岩性为灰黄色至黄褐色砾石层、砂砾层，产金刚石，厚度0.5～1.0 m。

第四系沉积物类型可分为冲积、洪积、坡积、残积等，广泛分布于山间盆地、山间谷地及山前地区。岩性主要为粉质黏土、黏土、粉土。新薛河古河道及现代河谷地带分布中粗砂、砂砾石层，厚度一般小于15 m。由老到新依次划分为山前组、临沂组、沂河组，如图1所示。

图1 第四系分布位置图

临沂组(Qhl)分布于河流谷地两侧，形成河流Ⅰ级阶地。岩性主要为土黄色粉土、含黏土粉砂、粉细砂等，厚度0～11 m。

沂河组(Qhy)分布于现代河床及其两侧、河漫滩等地，厚度一般小于5 m。岩性主要为灰黄色砂砾层、混粒砂、细砂、粉砂和含砾粉质黏土。

3 地质构造

3.1 研究区所处大地构造分区位置

本区在大地构造单元上处于华北板块(Ⅰ)鲁西隆起区(Ⅱ)鲁中隆起(Ⅱa)的南部。纵跨尼山—平邑断隆(Ⅱa9)和枣庄断隆(Ⅱa10)两个Ⅳ级构造单元。以枣庄断裂为界，南北分属枣庄断隆(Ⅱa10)的峄城凸起(Ⅱa101)和尼山—平邑断隆(Ⅱa9)的尼山凸起(Ⅱa93)两个Ⅴ级构造单元。

3.2 地质构造单元

区内地质构造单元主要发育羊庄盆地、陶枣盆地和桑村穹窿，其中羊庄盆地和桑村穹窿属于尼山凸起(Ⅱa93)的一部分，陶枣盆地属于峄城凸起(Ⅱa101)的一部分。

羊庄盆地为北东—南西向展布，四周高、中间低的向斜构造盆地。西以化石沟断裂为界，南至枣庄断裂，东部和北部至地表分水岭。

陶枣盆地西起薛城区陶庄镇西部，东至枣庄市市中区税郭镇以东，由西部的陶庄向斜盆地、中部的杏峪—遗棠褶皱带及东部的枣庄向斜盆地共同组成。近东西向展布，范围较为开阔，长约45 km，宽约16 km。

桑村穹窿位于工作区西北部，呈近南北向的椭圆形分布在以桑村为中心，中心地带为新太古代至中元古代的花岗闪长岩和二长花岗岩。该构造区地势低平，第四系覆盖严重，周围和内部穿插出露中生代苍山序列花岗闪长玢岩、角闪闪长玢岩等不规则侵入岩体。

3.3 主要地质构造

中生代以来该区发生过多次地壳运动，形成了一系列的断裂和褶皱，大的褶皱构造主要有艾湖向斜、赵庄向斜、陶庄向斜和枣庄向斜，断裂构造主要发育北西—南东向的长龙断裂、曹王墓断裂、枣庄断裂和近南北向的化石沟断裂。

3.3.1 褶皱构造

艾湖向斜为北西—南东向延伸、往北东方向凸起的弧形短轴向斜，轴部由三山子组白云岩组成；翼部由中上寒武系岩层组成，产状平缓。

赵庄向斜中心在羊庄镇小赵庄附近，轴向近东西，略向北凸，呈椭圆形。岩层由四周向轴部倾斜，由轴部向两翼依次出现石炭系、奥陶系和寒武系地层。

陶庄向斜位于陶庄—张范一带，北部边缘为枣庄断裂。该向斜大部被第四系覆盖，核部分布古近系，北翼被枣庄断裂错失，南翼由北往南依次分布二叠系、石炭系、奥陶系及寒武系，向斜内地层走向近东西，倾向北。

枣庄向斜轴向与枣庄断裂东段走向基本一致，由牵引和挤压机制形成，近东西向展布，为一朝北西倾伏、南东翘起的复式向斜。范围西起齐村，东到税郭，整个向斜大部分被第四系覆盖，基岩出露较少，核部为石炭二叠系含煤地层。

3.3.2 断裂构造

长龙断裂位于工作区北部，全长约55 km。东北盘分布新太古代岩浆岩和寒武系长清群，西南盘为寒武系九龙群。断裂带宽约20 m，带内发育不同性质的角砾岩、片理带和断层泥岩等。该断裂具多期活动特点，早期(燕山期)表现为左行压扭，中期为左行张扭，后期(燕山期)出现垂直升降，呈现高角度正断层迹象。

曹王墓断裂西起桑村穹窿，向东南穿越工作区三个图幅，为正断层。两盘落差200～300 m，全长约40 km，断裂破碎带宽十余米至数百米不等，带内见有角砾岩和挤压碎裂岩、糜棱岩。两盘岩层在平面上具有明显的牵引弯曲。

枣庄断裂，也称北山断裂或陶枣弧形断裂。是羊庄盆地和陶枣盆地的分界线，全长约45 km，断距1500～2000 m，断裂带宽4～7 m。

东凫山断裂西起桑村穹窿东部边缘，往东南延伸至凫城镇东部尖灭，总体走向北西，两端倾向北东，中间倾向南西，全长约25 km。

化石沟断裂位于羊庄盆地西部边缘，分布寒武、奥陶系碳酸盐岩，侏罗系、石炭系碎屑岩。

抱犊崮断裂位于枣庄市幅中北部，西南与曹王墓断裂相连，东部延伸至长龙断裂，全长约20 km。主要由两段组成，西段走向北北东，长约4 km，发育断层破碎带和张性结构面，断裂带宽2～10 m，东段走向东西，长约16 km。分布寒武系九龙群和长清群，新太古代侵入岩。

4 岩浆岩

主要分布在桑村穹窿、长龙断裂北部、抱犊崮断裂西北部及陶庄盆地的西南部。此外，在马头官庄村一带，沿曹王墓断裂带有零星的侵入岩体分布，总面积约270 km2。主要出露新太古代、中元古代和中生代时期侵入的闪长岩、花岗岩。

4.1 新太古代岩浆岩

黄前序列(Ar3H)零星分布于枣庄市中北部，脉状顺层侵入泰山岩群或呈包体状产于峄山序列侵入体中。岩性以中粒角闪石岩、角闪辉石岩和透闪石岩为主，粒状变晶结构，块状或片麻状构造。

南涝坡序列(Ar3N)在书房水库上游有局部出露，呈包体状产于峄山序列侵入体中，岩性主要为粗粒角闪闪长岩。

峄山序列(Ar3Y)主要分布在枣庄市幅和桑村穹窿，是区内侵入岩的主体之一。一般呈岩基或岩株产出，也有呈岩脉状侵入于泰山岩群变质岩中的。岩性由老至新分为细—粗粒黑云母石英闪长岩、中粒或巨斑状中粒黑云母石英二长闪长岩、斑状或片麻状细—粗粒花岗闪长岩，岩石具半自形粒状、鳞片粒状变晶和花岗结构，块状、片麻状构造。

傲徕山序列(Ar3A)主要分布在长龙断裂以北，构成该区主要的基底岩系。呈岩基、岩株状产出或呈岩脉侵入于峄山序列岩浆岩体中。岩性主要为中粗粒或斑状黑云二长花岗岩和细—中粒二长花岗岩，前者具花岗结构、片麻状构造，后者具花岗结构、糜棱结构，块状构造。

红门序列(Ar3Hm)在长龙断裂以北呈脉状侵入于傲徕山序列中，分布零星。岩性主要为细粒花岗闪长岩，具花岗结构，块状构造。

4.2 中元古代岩浆岩

零星分布于桑村穹窿南部，仅有牛岚单元，是中元古代地壳固化后的一次基性脉岩活动形成。呈脉状沿断裂产出，岩性以辉绿岩为主，中粗粒辉绿结构，块状构造。

4.3 中生代岩浆岩

主要分布于桑村穹窿及梁邱东南部，形成于中生代燕山期，分为铜石序列、沂南序列和苍山序列。

铜石序列(J2T)主要呈脉状侵入，大部分分布在梁邱，陶庄南部有少量分布。岩性主要为中细粒石英正长斑岩、粗粒正长斑岩和中细粒闪长岩，具斑状结构，块状构造。

沂南序列(K1Y)仅在桑村穹窿南部边缘及陶枣盆地西南部有零星分布，呈脉状侵入。岩性主要为细粒角闪闪长玢岩和角闪闪长玢岩，具细粒斑状结构，块状构造。

苍山序列(K1C)主要分布在桑村穹窿，呈岩株或岩床状侵入，岩性主要为中粒石英闪长玢岩和粗粒花岗闪长玢岩，具斑状结构，块状构造。

5 总结

研究区属于华北地层区鲁西地层分区，发育从太古界至新生界地层，其中寒武系、奥陶系碳酸盐岩大面积分布于低山丘陵及山间盆地，面积占到工作区面积的70%以上，为岩溶地下水分布与赋存提供了的丰富物质基础。主要构造单元有羊庄盆地、陶枣盆地和桑村穹窿。主要褶皱构造有艾湖向斜、赵庄向斜、陶庄向斜、枣庄向斜。断裂主要发育长龙断裂、曹王墓断裂、枣庄断裂、化石沟断裂和东凫山断裂。