板块构造应力场分析
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发布时间：2022-04-24 18:57
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时间：2023-11-04 09:02
从大地构造位置来说，河北省处于华北板块内部。华北板块地处欧亚板块的东南边缘，经历了漫长而又特殊的地质构造演化过程。综合多方面资料分析，华北板块大体经历了4个明显的发展阶段：
（1）太古宙—古元古代为地球形成早期阶段，地壳处于原始古陆核及其大规模分异形成阶段，构造变形极为复杂，如果说当时形成古板块的雏形，后期的强烈构造改造，使古板块构造面貌已很难恢复。
（2）中元古代—古生代阶段是古板块裂陷、解体与漂移阶段，此时是华北板块的盖层发展阶段，沉积建造和火山岩建造占有突出位置，在华北板块内部及各微板块之间仅发生了微弱的板内变形，构造状态比较稳定。
（3）三叠纪是中国东部各古板块汇聚、拼合与碰撞时期，华北板块与北部的西伯利亚板块和南部的扬子板块连为一体，构成欧亚*板块的一部分，华北板块发生东西向板内变形阶段。
（4）侏罗纪起，是华北板块发生强烈板内造山带阶段，过去称为地台活化，大规模的火山喷发和岩浆侵入活动剧烈而广泛，是本区最重要的内生金属矿产成矿时期，区域构造的主构造线方向以北北东向为主，是华北板块最重要的板内构造变形阶段。限于资料和研究程度，本章只叙述印支期以来的板内变形的基本特点和构造应力场状态，对于更早期的古板块，其漂移和旋转均发生过复杂的变化，目前缺乏确切的实际资料，尚有诸多矛盾，对此，本课题暂不加讨论。
河北省板内构造变形极为发育，在各种不同方向的构造变形中，东西向和北北东向构造占居突出重要的地位，二者叠加复合关系明显，大量的实际资料证明，老基底和地壳浅部以东西向构造为主，并叠加有北北东向的构造线；而地壳深部或上地幔则以北北东向构造为主体构造线，对此，有人形象地称它们为“立交桥”式构造模式。河北省板内构造变形的叠加与复合关系在我国乃至世界都具有典型意义。
根据前述各章构造变形的基本特点，考虑到构造变形影响的地层的最高层位，结合岩浆岩侵入体和火山岩的测年资料，根据构造层的基本概念，对本区的区域构造应力场性质进行了分期配套，进而确定不同时期的最大主应力方向。我们查阅整理了30余幅1∶20万区域地质调查报告和近百幅1∶5万区域地质调查报告，从本区大量区域地质调查资料和矿区地质勘探资料的整理情况看，对于区域构造应力场恢复最有意义的板内变形是：大型纵弯褶皱、逆冲断层系和共轭剪切解理系。据此，初步将本区的板内变形和构造应力场划分为7期，它们是：印支早期的南北向伸展*、印支晚期的南北向挤压*、燕山早期的北西向挤压*、燕山晚期的北西向伸展*、喜马拉雅早期的北西西向挤压*、喜马拉雅晚期的南北向挤压东西向拉张*以及新构造期的北北西—南南东向的水平拉张*。
9.1.1 印支早期（T1-2）
现代构造地质学证明，拉张和挤压均可以造成大规模的造山运动，伸展*与挤压*在构造演化中具有同等重要的意义。有资料证明，本区印支早期构造应力场即处于南北向拉张为主的伸展*中。
华北地区近年来开展石油地质勘探，积累了大量的人工地震和钻探资料。平原区大量的钻孔证明，在早、中三叠世华北地区为大型坳陷盆地（刘绍龙，1986）。已经查明，在邯郸、邢台、石家庄、唐山、承德等地均有1～2 km厚的三叠纪沉积（图9-1），这种大型坳陷盆地的原始沉积地层之所以目前在太行山区和燕山地区所见甚少，是由于后期构造运动破坏的结果，并非以往认为早、中三叠世本区处于古陆剥蚀区。事实上，在早、中三叠世华北地区处于一种伸展*的*坳陷状态，在这种南北向拉张的构造环境下，发育了华北地区长轴近东西向的大型三叠纪沉积坳陷盆地。一般来说，沉积物的结构成熟度和成分成熟度可以反映地壳构造的活动程度，从早、中三叠世的沉积建造来看，沉积物中长石和杂基含量明显偏高，表明其成分成熟度偏低，沉积物颗粒的形态统计显示其结构成熟度也不高，可以认为当时属快速堆积的复陆屑式沉积建造类型，表明地壳运动处于活跃状态。
从构造变形来看，本区早、中三叠世地层中的沉积盖层中发育有大量褶叠层构造（宋鸿林等，1984），这种构造本质上是经过构造重建的，以层内顺层韧性剪切和掩卧褶皱为主体的固态流变构造（图5-12、5-13），它是在地壳较深构造层次中，在伸展构造*下的水平分层剪切流变机制下的成层原岩发生变形变质作用的构造地层单元。因此，早、中三叠世本区的褶叠层构造、基底剥离断层、中、新元古代至古生代广泛发育的浅变质固态流变构造及其层间剥离断层等等，这些构造变形现象是印支早期伸展*的集中体现。
图9-1 华北地区早、中三叠世沉积概况图
图9-2 柳江盆地附近构造略图
印支早期的伸展*可以解释为，古生代末期，由于西伯利亚板块快速向华北板块俯冲推挤过程中，至三叠纪早期西伯利亚板块俯冲速度减慢，由于应力松弛作用，因而发生南北向张性构造应力场。
9.1.2 印支晚期（T3）
图9-3 平泉榆树沟门印支期构造剖面图
华北地区晚三叠世地层据刘绍龙（1986）研究后认为存在两种不同类型的沉积盆地，一种是典型的山间盆地或断陷盆地，如本区的北京西山、秦皇岛柳江盆地、承德盆地等；另一种是大型的坳陷盆地，即本区的保定、沧州以南，与陕甘宁盆地连为一体的华北大型坳陷盆地。从沉积建造来看，本区晚三叠世地层发育了大量碎屑粒序层理构成的小韵律层，长石大量出现，结构成熟度和成分成熟度均低，属地壳活动比较强烈的杂色复陆屑式沉积建造类型。
表9-1 河北省印支晚期（T3）构造变形与构造应力场方向统计
图9-4 河北省印支期（T）板内变形构造略图
从构造变形来看，北京西山、秦皇岛柳江盆地、承德下板城、平泉等地，均发育有三叠系卷入的区域性纵弯褶皱构造（图9-2）。这些纵弯褶皱影响地层的最高层位为三叠系杏石口组或黑山窑组，并为下侏罗统底部的不整合面所截切，表明这些纵弯褶皱是印支运动晚期的产物（图9-3）。根据8幅1∶20万地质图和11幅1∶5万地质图统计结果，线状背斜43个，线状向斜32个，共轭剪节理176个点（表9-1）。
上述统计，纵弯褶皱的长轴展布方向均为近东西向，区域上分布的共轭剪节理一组优势方位为北北东，另一组优势方位为北北西，根据纵弯褶皱的轴线产状和共轭剪节理产状数据，分别采用等面积投影做了极点图和极密图，确定出褶皱轴线和剪切节理的优势方位，进而用吴式网做出主应力轨迹图（图9-4），表明印支晚期本区最大主应力方向以南北向的水平缩短为特征。
印支晚期正是这种南北向挤压*为主导的变形机制，导致了本区强烈的逆冲推覆构造广泛发育。具体来说，黄山店、云霞岭、长操、二堡子—于家沟、大地—北局子、墙子路、梨花顶等众多逆冲推覆构造均为印支晚期挤压*的产物。变形作用影响地层的最高层位为晚三叠世地层，在南北向强烈侧向挤压应力场的持续作用下，本区的平泉县榆树沟门、承德县孛椤树东山村、柳江盆地黑山窑村、北京西山百花山等地，均发育了由三叠纪地层构成的东西向褶皱构造。此时，扬子板块向北推挤华北板块，南部的西伯利亚板块向南运移，对华北板块构成强烈挤压之势，从而形成本区众多的东西向逆冲推覆构造、轴面近东西展布的线状纵弯褶皱和北北东与北北西配套的共轭剪切节理系。
图9-5 河北省燕山早期（J）板内变形构造略图
9.1.3 燕山早期（J—K1）
这里燕山早期特指侏罗纪—白垩纪早期，特别强调侏罗纪末期本区发生的板内变形和当时的区域构造应力场状态。这一时期的大部分时间，华北板块处于地壳运动比较稳定时期，气候温湿，比较适合于植物的广泛生长，因而，形成规模可观的内陆聚煤盆地。构造作用的强烈活动时限主要集中在早侏罗世末期，中侏罗世末期和晚侏罗世末期，特别是晚侏罗世末期是最重要的构造运动时期。这一时期的板内构造变形在河北省的表现最为突出，形成许多举世公认的构造地质形迹。
燕山早期的褶皱构造一般表现为如下规律：在早侏罗世末期形成的褶皱构造轴迹方向常常为北东东向，中侏罗世末期的褶皱构造轴迹方向为北东向，晚侏罗世末期的褶皱构造轴迹方向为北北东向，且褶皱强度常与断层有关，一般表现为与逆掩断层系相伴，总体显示出自印支期的东西向褶皱逐渐按照逆时针方向转变成北北东向的特点。上述规律性主要表现在构造置换作用较弱的地区。事实上，多数地区常常见到的是燕山早期构造变形作用的最终结果，即形成褶皱构造轴迹方向与逆掩断层走向普遍呈北北东向的现象，并配套发育有走向北西西的正断层和走向北东东与北北西的平移断层。这一北北东向为主体的构造现象，相当于李四光先生（1929）厘定的新华夏构造体系。
燕山早期区域构造应力场方向的确定主要依据纵弯褶皱和共轭剪切节理系，前者的区域意义尤为明显。我们统计了区域地质调查的12幅1∶20万地质图和11幅1∶5万地质图资料，北北东向展布的线状背斜43个和线状向斜52个，共轭剪切节理系205个（表9-2）。统计结果显示，区域构造应力场方向以北西—南东方向为最大主压应力方向。表明当时的区域构造应力场状态以北西—南东方向的挤压构造*为地壳构造变形的主导变形机制。
图9-6 河北省燕山晚期（K—E1）板内变形构造略图
表9-2 河北省燕山早期（J—K1）构造变形与构造应力场方向统计
图9-7 河北省喜马拉雅早期（E2—E3）板内变形构造略图
图9-8 河北省喜马拉雅晚期（N—Q1）板内变形构造略图
事实上，燕山早期即侏罗纪，北部的西伯利亚板块和南部的印度板块对华北板块的作用已退居次要地位，代之以滨太平洋构造域的构造演化拉开帷幕。华北板块与太平洋板块之间构造作用开始加强，华北板块开始受到东部的太平洋板块的前身——伊佐奈木板块朝北西西方向的大举俯冲推挤，此时，太平洋板块尚处于萌芽状态，而北西西—南东东向的最大主压应力方向已经形成（图9-5），在这种宏观构造背景下，形成众多的北北东向延展的纵弯褶皱，前文述及的大量逆冲推覆构造如神仙山、下花园、大岭堡、灵山、迷城、狼牙山、西陵—尧舜口、南大寨、十三陵—下庄等逆冲断层系均为这一时期的产物，逆冲运动方向主要由南东向北西方向运移，表明构造运动的外力来源主要来自东南方向。这一时期挤压构造*始终占据主导地位。本区著名的太行山断裂带（紫荆关断裂和上黄旗—乌龙沟断裂的合称）发生明显的左旋压扭运动。
应当指出，侏罗纪是本区岩浆岩侵入体和火山活动最剧烈的时期，火山盆地集中于冀北地区，岩浆岩侵入体分布更加广泛，几乎全部沿北北东向构造带展布，表明板块加速俯冲阶段与火山岩浆活动的密切相关性。
9.1.4 燕山晚期（K2—E1）
燕山晚期本书特指晚白垩纪—古新世，这一时期发育了一些北东、北北东向展布的断陷盆地，盆缘断裂主要为一些北东或北北东向的正断层，断陷盆地剖面上多为箕状形态，一般为正断层附近沉积厚度巨大，远离断层沉积厚度明显变薄，表明区域构造应力场以伸展作用为主导机制，总体表现为北西西—南东东方向上的拉张趋势，韧性拆离滑脱构造十分发育，在这种构造应力背景下，正断层的上盘不断下降，随之堆积物加厚（图9-6）。此时火山岩浆活动强度较之侏罗纪已大为减弱（图9-5、图9-6）。
冀北地区实测的113个节理点数据（毕子威等，上黄旗—森吉图测区1∶5万区域地质调查报告）统计表明，共轭剪切节理多表现为剪节理的互相切错及菱形结环，主应力轴轨迹图反映σ1为北北东，σ3为北西西，表明白垩纪的区域构造应力场方向为北西西—南东东的拉张占主导地位（图9-6）。
从区域构造环境来看，白垩纪时期，太平洋板块对华北板块俯冲作用明显减弱，由于板块俯冲速度突然减慢而发生所谓的应力松弛和弹性后效作用，从而造成区域应力的引张状态，同时印度板块开始向欧亚板块俯冲，北北东—南南西的挤压应力和北西西—南东东向的引张作用是当时区域构
图9-9 冀中坳陷地热梯度等值线略图（深度1km）
造应力场主基调。在这种区域构造应力场的诱导下，太行山断裂带（紫荆关断裂与上黄旗—乌龙沟断裂的合称）发生右旋张扭运动。
9.1.5 喜马拉雅早期（E2-3）
由大量的石油和地热深井钻孔资料证明，古近纪中、晚期，在华北平原存在一系列北北东向展布的褶皱，不仅褶皱轴面呈北北东向，而且平原区新近系底板等深线长轴亦呈北北东向展布。据李思田（1990）、万天丰（1993）等研究成果，华北地区此时区域构造应力场方向以北西西—南东东向的挤压应力为主，表明太平洋板块向华北板块的挤压俯冲作用又开始增强，西南方向的印度板块向北运动速度放缓。
事实上，本区的构造变形也说明了这一点。太行山断裂带（紫荆关断裂和上黄旗—乌龙沟断裂的合称）在北西西向的挤压应力作用下又发生左旋压扭运动，板内裂陷作用趋于结束，平原区一系列古近系和新近系北北东向褶皱和古近系底板等深线的北北东向展布，均表明北西西—南东东向的构造*为此时的主导变形机制（图9-7）。
9.1.6 喜马拉雅晚期（N—Q1）
这里喜马拉雅晚期特指新近纪中新世、上新世和第四纪更新世早期。根据黄骅坳陷和渤海坳陷的钻孔资料，结合地震测深和航磁成果，新近系和第四系的下更新统及其下伏岩层内发育了23个大型纵弯褶皱（其中有背斜14个、向斜9个），这些褶皱轴线均呈东西向延展，部分呈现北东东向。以上述变形资料为统计依据，求出喜马拉雅晚期本区构造应力场的最大主压应力轴（σ1）的优选产状为北东171°∠2°，最小主应力轴（σ3）为北东81°∠3°，表明此时区域构造应力场状态为南北向的挤压和东西向的拉张为主。从大地构造环境来看，这一时期是喜马拉雅与青藏高原强烈隆升的主要时期，整个中国东部都受到印度板块向北运移推挤的影响，从而形成了近南北向的挤压，近东西向扩张的应力场特征（图9-8）。
图9-10 华北1966～1976年4次Ms≥7强震震区构造图
应当指出，新近纪晚期火山活动异常激烈，山区和平原均发现有大规模的火山熔岩喷发，著名的汉诺坝玄武岩在河北和内蒙古接壤地带形成广阔无垠的上万平方千米的巨大玄武岩台地。除此而外，在棋盘山、蔚县、井陉县雪花山、阳邑县等地均见有玄武岩发育，主要特点是大规模裂隙式溢流为主，晚期伴随有强烈的中心式火山喷发，火山岩厚度达到400～500 m，表明地壳异常活跃（图9-8）。
9.1.7 新构造期（Q2—Q4）
第四纪中更新世以来，本区构造应力场以北西西—南东东向的引张作用为主。由于这一时期本区沉积物以大量尚未固结成岩物质为特征，因此，构造应力场恢复主要依据地球物理资料，特别是震源机制解和断层层面解加以推断，这种方法是根据地震P波初动时，以两个共轭的剪切面为界，按照象限对称分布的特征，求出压缩轴与拉张轴。鄢家全（1979）、许忠淮等（1989）利用大量浅源强震和中小地震资料推断出华北地区的现代构造应力场是以北东东—南西西向的水平挤压和北北西—南南东向的水平拉张应力为主要特点（图9-9）。
这一时期区域上有广泛的火山活动，山区尚义附近的乌良台和宣付窑等地的面状玄武岩，平原区海兴、沧州等地钻探证明有大量的隐伏玄武岩层，表明此时本区地壳仍处于活跃状态，同时，冀中坳陷地热梯度等值线长轴方向北北东向展布，同样反映了北北西—南南东向的引张作用和垂直该方向挤压应力场的存在（图9-10）。
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时间：2023-11-04 09:02
从大地构造位置来说，河北省处于华北板块内部。华北板块地处欧亚板块的东南边缘，经历了漫长而又特殊的地质构造演化过程。综合多方面资料分析，华北板块大体经历了4个明显的发展阶段：
（1）太古宙—古元古代为地球形成早期阶段，地壳处于原始古陆核及其大规模分异形成阶段，构造变形极为复杂，如果说当时形成古板块的雏形，后期的强烈构造改造，使古板块构造面貌已很难恢复。
（2）中元古代—古生代阶段是古板块裂陷、解体与漂移阶段，此时是华北板块的盖层发展阶段，沉积建造和火山岩建造占有突出位置，在华北板块内部及各微板块之间仅发生了微弱的板内变形，构造状态比较稳定。
（3）三叠纪是中国东部各古板块汇聚、拼合与碰撞时期，华北板块与北部的西伯利亚板块和南部的扬子板块连为一体，构成欧亚*板块的一部分，华北板块发生东西向板内变形阶段。
（4）侏罗纪起，是华北板块发生强烈板内造山带阶段，过去称为地台活化，大规模的火山喷发和岩浆侵入活动剧烈而广泛，是本区最重要的内生金属矿产成矿时期，区域构造的主构造线方向以北北东向为主，是华北板块最重要的板内构造变形阶段。限于资料和研究程度，本章只叙述印支期以来的板内变形的基本特点和构造应力场状态，对于更早期的古板块，其漂移和旋转均发生过复杂的变化，目前缺乏确切的实际资料，尚有诸多矛盾，对此，本课题暂不加讨论。
河北省板内构造变形极为发育，在各种不同方向的构造变形中，东西向和北北东向构造占居突出重要的地位，二者叠加复合关系明显，大量的实际资料证明，老基底和地壳浅部以东西向构造为主，并叠加有北北东向的构造线；而地壳深部或上地幔则以北北东向构造为主体构造线，对此，有人形象地称它们为“立交桥”式构造模式。河北省板内构造变形的叠加与复合关系在我国乃至世界都具有典型意义。
根据前述各章构造变形的基本特点，考虑到构造变形影响的地层的最高层位，结合岩浆岩侵入体和火山岩的测年资料，根据构造层的基本概念，对本区的区域构造应力场性质进行了分期配套，进而确定不同时期的最大主应力方向。我们查阅整理了30余幅1∶20万区域地质调查报告和近百幅1∶5万区域地质调查报告，从本区大量区域地质调查资料和矿区地质勘探资料的整理情况看，对于区域构造应力场恢复最有意义的板内变形是：大型纵弯褶皱、逆冲断层系和共轭剪切解理系。据此，初步将本区的板内变形和构造应力场划分为7期，它们是：印支早期的南北向伸展*、印支晚期的南北向挤压*、燕山早期的北西向挤压*、燕山晚期的北西向伸展*、喜马拉雅早期的北西西向挤压*、喜马拉雅晚期的南北向挤压东西向拉张*以及新构造期的北北西—南南东向的水平拉张*。
9.1.1 印支早期（T1-2）
现代构造地质学证明，拉张和挤压均可以造成大规模的造山运动，伸展*与挤压*在构造演化中具有同等重要的意义。有资料证明，本区印支早期构造应力场即处于南北向拉张为主的伸展*中。
华北地区近年来开展石油地质勘探，积累了大量的人工地震和钻探资料。平原区大量的钻孔证明，在早、中三叠世华北地区为大型坳陷盆地（刘绍龙，1986）。已经查明，在邯郸、邢台、石家庄、唐山、承德等地均有1～2 km厚的三叠纪沉积（图9-1），这种大型坳陷盆地的原始沉积地层之所以目前在太行山区和燕山地区所见甚少，是由于后期构造运动破坏的结果，并非以往认为早、中三叠世本区处于古陆剥蚀区。事实上，在早、中三叠世华北地区处于一种伸展*的*坳陷状态，在这种南北向拉张的构造环境下，发育了华北地区长轴近东西向的大型三叠纪沉积坳陷盆地。一般来说，沉积物的结构成熟度和成分成熟度可以反映地壳构造的活动程度，从早、中三叠世的沉积建造来看，沉积物中长石和杂基含量明显偏高，表明其成分成熟度偏低，沉积物颗粒的形态统计显示其结构成熟度也不高，可以认为当时属快速堆积的复陆屑式沉积建造类型，表明地壳运动处于活跃状态。
从构造变形来看，本区早、中三叠世地层中的沉积盖层中发育有大量褶叠层构造（宋鸿林等，1984），这种构造本质上是经过构造重建的，以层内顺层韧性剪切和掩卧褶皱为主体的固态流变构造（图5-12、5-13），它是在地壳较深构造层次中，在伸展构造*下的水平分层剪切流变机制下的成层原岩发生变形变质作用的构造地层单元。因此，早、中三叠世本区的褶叠层构造、基底剥离断层、中、新元古代至古生代广泛发育的浅变质固态流变构造及其层间剥离断层等等，这些构造变形现象是印支早期伸展*的集中体现。
图9-1 华北地区早、中三叠世沉积概况图
图9-2 柳江盆地附近构造略图
印支早期的伸展*可以解释为，古生代末期，由于西伯利亚板块快速向华北板块俯冲推挤过程中，至三叠纪早期西伯利亚板块俯冲速度减慢，由于应力松弛作用，因而发生南北向张性构造应力场。
9.1.2 印支晚期（T3）
图9-3 平泉榆树沟门印支期构造剖面图
华北地区晚三叠世地层据刘绍龙（1986）研究后认为存在两种不同类型的沉积盆地，一种是典型的山间盆地或断陷盆地，如本区的北京西山、秦皇岛柳江盆地、承德盆地等；另一种是大型的坳陷盆地，即本区的保定、沧州以南，与陕甘宁盆地连为一体的华北大型坳陷盆地。从沉积建造来看，本区晚三叠世地层发育了大量碎屑粒序层理构成的小韵律层，长石大量出现，结构成熟度和成分成熟度均低，属地壳活动比较强烈的杂色复陆屑式沉积建造类型。
表9-1 河北省印支晚期（T3）构造变形与构造应力场方向统计
图9-4 河北省印支期（T）板内变形构造略图
从构造变形来看，北京西山、秦皇岛柳江盆地、承德下板城、平泉等地，均发育有三叠系卷入的区域性纵弯褶皱构造（图9-2）。这些纵弯褶皱影响地层的最高层位为三叠系杏石口组或黑山窑组，并为下侏罗统底部的不整合面所截切，表明这些纵弯褶皱是印支运动晚期的产物（图9-3）。根据8幅1∶20万地质图和11幅1∶5万地质图统计结果，线状背斜43个，线状向斜32个，共轭剪节理176个点（表9-1）。
上述统计，纵弯褶皱的长轴展布方向均为近东西向，区域上分布的共轭剪节理一组优势方位为北北东，另一组优势方位为北北西，根据纵弯褶皱的轴线产状和共轭剪节理产状数据，分别采用等面积投影做了极点图和极密图，确定出褶皱轴线和剪切节理的优势方位，进而用吴式网做出主应力轨迹图（图9-4），表明印支晚期本区最大主应力方向以南北向的水平缩短为特征。
印支晚期正是这种南北向挤压*为主导的变形机制，导致了本区强烈的逆冲推覆构造广泛发育。具体来说，黄山店、云霞岭、长操、二堡子—于家沟、大地—北局子、墙子路、梨花顶等众多逆冲推覆构造均为印支晚期挤压*的产物。变形作用影响地层的最高层位为晚三叠世地层，在南北向强烈侧向挤压应力场的持续作用下，本区的平泉县榆树沟门、承德县孛椤树东山村、柳江盆地黑山窑村、北京西山百花山等地，均发育了由三叠纪地层构成的东西向褶皱构造。此时，扬子板块向北推挤华北板块，南部的西伯利亚板块向南运移，对华北板块构成强烈挤压之势，从而形成本区众多的东西向逆冲推覆构造、轴面近东西展布的线状纵弯褶皱和北北东与北北西配套的共轭剪切节理系。
图9-5 河北省燕山早期（J）板内变形构造略图
9.1.3 燕山早期（J—K1）
这里燕山早期特指侏罗纪—白垩纪早期，特别强调侏罗纪末期本区发生的板内变形和当时的区域构造应力场状态。这一时期的大部分时间，华北板块处于地壳运动比较稳定时期，气候温湿，比较适合于植物的广泛生长，因而，形成规模可观的内陆聚煤盆地。构造作用的强烈活动时限主要集中在早侏罗世末期，中侏罗世末期和晚侏罗世末期，特别是晚侏罗世末期是最重要的构造运动时期。这一时期的板内构造变形在河北省的表现最为突出，形成许多举世公认的构造地质形迹。
燕山早期的褶皱构造一般表现为如下规律：在早侏罗世末期形成的褶皱构造轴迹方向常常为北东东向，中侏罗世末期的褶皱构造轴迹方向为北东向，晚侏罗世末期的褶皱构造轴迹方向为北北东向，且褶皱强度常与断层有关，一般表现为与逆掩断层系相伴，总体显示出自印支期的东西向褶皱逐渐按照逆时针方向转变成北北东向的特点。上述规律性主要表现在构造置换作用较弱的地区。事实上，多数地区常常见到的是燕山早期构造变形作用的最终结果，即形成褶皱构造轴迹方向与逆掩断层走向普遍呈北北东向的现象，并配套发育有走向北西西的正断层和走向北东东与北北西的平移断层。这一北北东向为主体的构造现象，相当于李四光先生（1929）厘定的新华夏构造体系。
燕山早期区域构造应力场方向的确定主要依据纵弯褶皱和共轭剪切节理系，前者的区域意义尤为明显。我们统计了区域地质调查的12幅1∶20万地质图和11幅1∶5万地质图资料，北北东向展布的线状背斜43个和线状向斜52个，共轭剪切节理系205个（表9-2）。统计结果显示，区域构造应力场方向以北西—南东方向为最大主压应力方向。表明当时的区域构造应力场状态以北西—南东方向的挤压构造*为地壳构造变形的主导变形机制。
图9-6 河北省燕山晚期（K—E1）板内变形构造略图
表9-2 河北省燕山早期（J—K1）构造变形与构造应力场方向统计
图9-7 河北省喜马拉雅早期（E2—E3）板内变形构造略图
图9-8 河北省喜马拉雅晚期（N—Q1）板内变形构造略图
事实上，燕山早期即侏罗纪，北部的西伯利亚板块和南部的印度板块对华北板块的作用已退居次要地位，代之以滨太平洋构造域的构造演化拉开帷幕。华北板块与太平洋板块之间构造作用开始加强，华北板块开始受到东部的太平洋板块的前身——伊佐奈木板块朝北西西方向的大举俯冲推挤，此时，太平洋板块尚处于萌芽状态，而北西西—南东东向的最大主压应力方向已经形成（图9-5），在这种宏观构造背景下，形成众多的北北东向延展的纵弯褶皱，前文述及的大量逆冲推覆构造如神仙山、下花园、大岭堡、灵山、迷城、狼牙山、西陵—尧舜口、南大寨、十三陵—下庄等逆冲断层系均为这一时期的产物，逆冲运动方向主要由南东向北西方向运移，表明构造运动的外力来源主要来自东南方向。这一时期挤压构造*始终占据主导地位。本区著名的太行山断裂带（紫荆关断裂和上黄旗—乌龙沟断裂的合称）发生明显的左旋压扭运动。
应当指出，侏罗纪是本区岩浆岩侵入体和火山活动最剧烈的时期，火山盆地集中于冀北地区，岩浆岩侵入体分布更加广泛，几乎全部沿北北东向构造带展布，表明板块加速俯冲阶段与火山岩浆活动的密切相关性。
9.1.4 燕山晚期（K2—E1）
燕山晚期本书特指晚白垩纪—古新世，这一时期发育了一些北东、北北东向展布的断陷盆地，盆缘断裂主要为一些北东或北北东向的正断层，断陷盆地剖面上多为箕状形态，一般为正断层附近沉积厚度巨大，远离断层沉积厚度明显变薄，表明区域构造应力场以伸展作用为主导机制，总体表现为北西西—南东东方向上的拉张趋势，韧性拆离滑脱构造十分发育，在这种构造应力背景下，正断层的上盘不断下降，随之堆积物加厚（图9-6）。此时火山岩浆活动强度较之侏罗纪已大为减弱（图9-5、图9-6）。
冀北地区实测的113个节理点数据（毕子威等，上黄旗—森吉图测区1∶5万区域地质调查报告）统计表明，共轭剪切节理多表现为剪节理的互相切错及菱形结环，主应力轴轨迹图反映σ1为北北东，σ3为北西西，表明白垩纪的区域构造应力场方向为北西西—南东东的拉张占主导地位（图9-6）。
从区域构造环境来看，白垩纪时期，太平洋板块对华北板块俯冲作用明显减弱，由于板块俯冲速度突然减慢而发生所谓的应力松弛和弹性后效作用，从而造成区域应力的引张状态，同时印度板块开始向欧亚板块俯冲，北北东—南南西的挤压应力和北西西—南东东向的引张作用是当时区域构
图9-9 冀中坳陷地热梯度等值线略图（深度1km）
造应力场主基调。在这种区域构造应力场的诱导下，太行山断裂带（紫荆关断裂与上黄旗—乌龙沟断裂的合称）发生右旋张扭运动。
9.1.5 喜马拉雅早期（E2-3）
由大量的石油和地热深井钻孔资料证明，古近纪中、晚期，在华北平原存在一系列北北东向展布的褶皱，不仅褶皱轴面呈北北东向，而且平原区新近系底板等深线长轴亦呈北北东向展布。据李思田（1990）、万天丰（1993）等研究成果，华北地区此时区域构造应力场方向以北西西—南东东向的挤压应力为主，表明太平洋板块向华北板块的挤压俯冲作用又开始增强，西南方向的印度板块向北运动速度放缓。
事实上，本区的构造变形也说明了这一点。太行山断裂带（紫荆关断裂和上黄旗—乌龙沟断裂的合称）在北西西向的挤压应力作用下又发生左旋压扭运动，板内裂陷作用趋于结束，平原区一系列古近系和新近系北北东向褶皱和古近系底板等深线的北北东向展布，均表明北西西—南东东向的构造*为此时的主导变形机制（图9-7）。
9.1.6 喜马拉雅晚期（N—Q1）
这里喜马拉雅晚期特指新近纪中新世、上新世和第四纪更新世早期。根据黄骅坳陷和渤海坳陷的钻孔资料，结合地震测深和航磁成果，新近系和第四系的下更新统及其下伏岩层内发育了23个大型纵弯褶皱（其中有背斜14个、向斜9个），这些褶皱轴线均呈东西向延展，部分呈现北东东向。以上述变形资料为统计依据，求出喜马拉雅晚期本区构造应力场的最大主压应力轴（σ1）的优选产状为北东171°∠2°，最小主应力轴（σ3）为北东81°∠3°，表明此时区域构造应力场状态为南北向的挤压和东西向的拉张为主。从大地构造环境来看，这一时期是喜马拉雅与青藏高原强烈隆升的主要时期，整个中国东部都受到印度板块向北运移推挤的影响，从而形成了近南北向的挤压，近东西向扩张的应力场特征（图9-8）。
图9-10 华北1966～1976年4次Ms≥7强震震区构造图
应当指出，新近纪晚期火山活动异常激烈，山区和平原均发现有大规模的火山熔岩喷发，著名的汉诺坝玄武岩在河北和内蒙古接壤地带形成广阔无垠的上万平方千米的巨大玄武岩台地。除此而外，在棋盘山、蔚县、井陉县雪花山、阳邑县等地均见有玄武岩发育，主要特点是大规模裂隙式溢流为主，晚期伴随有强烈的中心式火山喷发，火山岩厚度达到400～500 m，表明地壳异常活跃（图9-8）。
9.1.7 新构造期（Q2—Q4）
第四纪中更新世以来，本区构造应力场以北西西—南东东向的引张作用为主。由于这一时期本区沉积物以大量尚未固结成岩物质为特征，因此，构造应力场恢复主要依据地球物理资料，特别是震源机制解和断层层面解加以推断，这种方法是根据地震P波初动时，以两个共轭的剪切面为界，按照象限对称分布的特征，求出压缩轴与拉张轴。鄢家全（1979）、许忠淮等（1989）利用大量浅源强震和中小地震资料推断出华北地区的现代构造应力场是以北东东—南西西向的水平挤压和北北西—南南东向的水平拉张应力为主要特点（图9-9）。
这一时期区域上有广泛的火山活动，山区尚义附近的乌良台和宣付窑等地的面状玄武岩，平原区海兴、沧州等地钻探证明有大量的隐伏玄武岩层，表明此时本区地壳仍处于活跃状态，同时，冀中坳陷地热梯度等值线长轴方向北北东向展布，同样反映了北北西—南南东向的引张作用和垂直该方向挤压应力场的存在（图9-10）。
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时间：2023-11-04 09:02
从大地构造位置来说，河北省处于华北板块内部。华北板块地处欧亚板块的东南边缘，经历了漫长而又特殊的地质构造演化过程。综合多方面资料分析，华北板块大体经历了4个明显的发展阶段：
（1）太古宙—古元古代为地球形成早期阶段，地壳处于原始古陆核及其大规模分异形成阶段，构造变形极为复杂，如果说当时形成古板块的雏形，后期的强烈构造改造，使古板块构造面貌已很难恢复。
（2）中元古代—古生代阶段是古板块裂陷、解体与漂移阶段，此时是华北板块的盖层发展阶段，沉积建造和火山岩建造占有突出位置，在华北板块内部及各微板块之间仅发生了微弱的板内变形，构造状态比较稳定。
（3）三叠纪是中国东部各古板块汇聚、拼合与碰撞时期，华北板块与北部的西伯利亚板块和南部的扬子板块连为一体，构成欧亚*板块的一部分，华北板块发生东西向板内变形阶段。
（4）侏罗纪起，是华北板块发生强烈板内造山带阶段，过去称为地台活化，大规模的火山喷发和岩浆侵入活动剧烈而广泛，是本区最重要的内生金属矿产成矿时期，区域构造的主构造线方向以北北东向为主，是华北板块最重要的板内构造变形阶段。限于资料和研究程度，本章只叙述印支期以来的板内变形的基本特点和构造应力场状态，对于更早期的古板块，其漂移和旋转均发生过复杂的变化，目前缺乏确切的实际资料，尚有诸多矛盾，对此，本课题暂不加讨论。
河北省板内构造变形极为发育，在各种不同方向的构造变形中，东西向和北北东向构造占居突出重要的地位，二者叠加复合关系明显，大量的实际资料证明，老基底和地壳浅部以东西向构造为主，并叠加有北北东向的构造线；而地壳深部或上地幔则以北北东向构造为主体构造线，对此，有人形象地称它们为“立交桥”式构造模式。河北省板内构造变形的叠加与复合关系在我国乃至世界都具有典型意义。
根据前述各章构造变形的基本特点，考虑到构造变形影响的地层的最高层位，结合岩浆岩侵入体和火山岩的测年资料，根据构造层的基本概念，对本区的区域构造应力场性质进行了分期配套，进而确定不同时期的最大主应力方向。我们查阅整理了30余幅1∶20万区域地质调查报告和近百幅1∶5万区域地质调查报告，从本区大量区域地质调查资料和矿区地质勘探资料的整理情况看，对于区域构造应力场恢复最有意义的板内变形是：大型纵弯褶皱、逆冲断层系和共轭剪切解理系。据此，初步将本区的板内变形和构造应力场划分为7期，它们是：印支早期的南北向伸展*、印支晚期的南北向挤压*、燕山早期的北西向挤压*、燕山晚期的北西向伸展*、喜马拉雅早期的北西西向挤压*、喜马拉雅晚期的南北向挤压东西向拉张*以及新构造期的北北西—南南东向的水平拉张*。
9.1.1 印支早期（T1-2）
现代构造地质学证明，拉张和挤压均可以造成大规模的造山运动，伸展*与挤压*在构造演化中具有同等重要的意义。有资料证明，本区印支早期构造应力场即处于南北向拉张为主的伸展*中。
华北地区近年来开展石油地质勘探，积累了大量的人工地震和钻探资料。平原区大量的钻孔证明，在早、中三叠世华北地区为大型坳陷盆地（刘绍龙，1986）。已经查明，在邯郸、邢台、石家庄、唐山、承德等地均有1～2 km厚的三叠纪沉积（图9-1），这种大型坳陷盆地的原始沉积地层之所以目前在太行山区和燕山地区所见甚少，是由于后期构造运动破坏的结果，并非以往认为早、中三叠世本区处于古陆剥蚀区。事实上，在早、中三叠世华北地区处于一种伸展*的*坳陷状态，在这种南北向拉张的构造环境下，发育了华北地区长轴近东西向的大型三叠纪沉积坳陷盆地。一般来说，沉积物的结构成熟度和成分成熟度可以反映地壳构造的活动程度，从早、中三叠世的沉积建造来看，沉积物中长石和杂基含量明显偏高，表明其成分成熟度偏低，沉积物颗粒的形态统计显示其结构成熟度也不高，可以认为当时属快速堆积的复陆屑式沉积建造类型，表明地壳运动处于活跃状态。
从构造变形来看，本区早、中三叠世地层中的沉积盖层中发育有大量褶叠层构造（宋鸿林等，1984），这种构造本质上是经过构造重建的，以层内顺层韧性剪切和掩卧褶皱为主体的固态流变构造（图5-12、5-13），它是在地壳较深构造层次中，在伸展构造*下的水平分层剪切流变机制下的成层原岩发生变形变质作用的构造地层单元。因此，早、中三叠世本区的褶叠层构造、基底剥离断层、中、新元古代至古生代广泛发育的浅变质固态流变构造及其层间剥离断层等等，这些构造变形现象是印支早期伸展*的集中体现。
图9-1 华北地区早、中三叠世沉积概况图
图9-2 柳江盆地附近构造略图
印支早期的伸展*可以解释为，古生代末期，由于西伯利亚板块快速向华北板块俯冲推挤过程中，至三叠纪早期西伯利亚板块俯冲速度减慢，由于应力松弛作用，因而发生南北向张性构造应力场。
9.1.2 印支晚期（T3）
图9-3 平泉榆树沟门印支期构造剖面图
华北地区晚三叠世地层据刘绍龙（1986）研究后认为存在两种不同类型的沉积盆地，一种是典型的山间盆地或断陷盆地，如本区的北京西山、秦皇岛柳江盆地、承德盆地等；另一种是大型的坳陷盆地，即本区的保定、沧州以南，与陕甘宁盆地连为一体的华北大型坳陷盆地。从沉积建造来看，本区晚三叠世地层发育了大量碎屑粒序层理构成的小韵律层，长石大量出现，结构成熟度和成分成熟度均低，属地壳活动比较强烈的杂色复陆屑式沉积建造类型。
表9-1 河北省印支晚期（T3）构造变形与构造应力场方向统计
图9-4 河北省印支期（T）板内变形构造略图
从构造变形来看，北京西山、秦皇岛柳江盆地、承德下板城、平泉等地，均发育有三叠系卷入的区域性纵弯褶皱构造（图9-2）。这些纵弯褶皱影响地层的最高层位为三叠系杏石口组或黑山窑组，并为下侏罗统底部的不整合面所截切，表明这些纵弯褶皱是印支运动晚期的产物（图9-3）。根据8幅1∶20万地质图和11幅1∶5万地质图统计结果，线状背斜43个，线状向斜32个，共轭剪节理176个点（表9-1）。
上述统计，纵弯褶皱的长轴展布方向均为近东西向，区域上分布的共轭剪节理一组优势方位为北北东，另一组优势方位为北北西，根据纵弯褶皱的轴线产状和共轭剪节理产状数据，分别采用等面积投影做了极点图和极密图，确定出褶皱轴线和剪切节理的优势方位，进而用吴式网做出主应力轨迹图（图9-4），表明印支晚期本区最大主应力方向以南北向的水平缩短为特征。
印支晚期正是这种南北向挤压*为主导的变形机制，导致了本区强烈的逆冲推覆构造广泛发育。具体来说，黄山店、云霞岭、长操、二堡子—于家沟、大地—北局子、墙子路、梨花顶等众多逆冲推覆构造均为印支晚期挤压*的产物。变形作用影响地层的最高层位为晚三叠世地层，在南北向强烈侧向挤压应力场的持续作用下，本区的平泉县榆树沟门、承德县孛椤树东山村、柳江盆地黑山窑村、北京西山百花山等地，均发育了由三叠纪地层构成的东西向褶皱构造。此时，扬子板块向北推挤华北板块，南部的西伯利亚板块向南运移，对华北板块构成强烈挤压之势，从而形成本区众多的东西向逆冲推覆构造、轴面近东西展布的线状纵弯褶皱和北北东与北北西配套的共轭剪切节理系。
图9-5 河北省燕山早期（J）板内变形构造略图
9.1.3 燕山早期（J—K1）
这里燕山早期特指侏罗纪—白垩纪早期，特别强调侏罗纪末期本区发生的板内变形和当时的区域构造应力场状态。这一时期的大部分时间，华北板块处于地壳运动比较稳定时期，气候温湿，比较适合于植物的广泛生长，因而，形成规模可观的内陆聚煤盆地。构造作用的强烈活动时限主要集中在早侏罗世末期，中侏罗世末期和晚侏罗世末期，特别是晚侏罗世末期是最重要的构造运动时期。这一时期的板内构造变形在河北省的表现最为突出，形成许多举世公认的构造地质形迹。
燕山早期的褶皱构造一般表现为如下规律：在早侏罗世末期形成的褶皱构造轴迹方向常常为北东东向，中侏罗世末期的褶皱构造轴迹方向为北东向，晚侏罗世末期的褶皱构造轴迹方向为北北东向，且褶皱强度常与断层有关，一般表现为与逆掩断层系相伴，总体显示出自印支期的东西向褶皱逐渐按照逆时针方向转变成北北东向的特点。上述规律性主要表现在构造置换作用较弱的地区。事实上，多数地区常常见到的是燕山早期构造变形作用的最终结果，即形成褶皱构造轴迹方向与逆掩断层走向普遍呈北北东向的现象，并配套发育有走向北西西的正断层和走向北东东与北北西的平移断层。这一北北东向为主体的构造现象，相当于李四光先生（1929）厘定的新华夏构造体系。
燕山早期区域构造应力场方向的确定主要依据纵弯褶皱和共轭剪切节理系，前者的区域意义尤为明显。我们统计了区域地质调查的12幅1∶20万地质图和11幅1∶5万地质图资料，北北东向展布的线状背斜43个和线状向斜52个，共轭剪切节理系205个（表9-2）。统计结果显示，区域构造应力场方向以北西—南东方向为最大主压应力方向。表明当时的区域构造应力场状态以北西—南东方向的挤压构造*为地壳构造变形的主导变形机制。
图9-6 河北省燕山晚期（K—E1）板内变形构造略图
表9-2 河北省燕山早期（J—K1）构造变形与构造应力场方向统计
图9-7 河北省喜马拉雅早期（E2—E3）板内变形构造略图
图9-8 河北省喜马拉雅晚期（N—Q1）板内变形构造略图
事实上，燕山早期即侏罗纪，北部的西伯利亚板块和南部的印度板块对华北板块的作用已退居次要地位，代之以滨太平洋构造域的构造演化拉开帷幕。华北板块与太平洋板块之间构造作用开始加强，华北板块开始受到东部的太平洋板块的前身——伊佐奈木板块朝北西西方向的大举俯冲推挤，此时，太平洋板块尚处于萌芽状态，而北西西—南东东向的最大主压应力方向已经形成（图9-5），在这种宏观构造背景下，形成众多的北北东向延展的纵弯褶皱，前文述及的大量逆冲推覆构造如神仙山、下花园、大岭堡、灵山、迷城、狼牙山、西陵—尧舜口、南大寨、十三陵—下庄等逆冲断层系均为这一时期的产物，逆冲运动方向主要由南东向北西方向运移，表明构造运动的外力来源主要来自东南方向。这一时期挤压构造*始终占据主导地位。本区著名的太行山断裂带（紫荆关断裂和上黄旗—乌龙沟断裂的合称）发生明显的左旋压扭运动。
应当指出，侏罗纪是本区岩浆岩侵入体和火山活动最剧烈的时期，火山盆地集中于冀北地区，岩浆岩侵入体分布更加广泛，几乎全部沿北北东向构造带展布，表明板块加速俯冲阶段与火山岩浆活动的密切相关性。
9.1.4 燕山晚期（K2—E1）
燕山晚期本书特指晚白垩纪—古新世，这一时期发育了一些北东、北北东向展布的断陷盆地，盆缘断裂主要为一些北东或北北东向的正断层，断陷盆地剖面上多为箕状形态，一般为正断层附近沉积厚度巨大，远离断层沉积厚度明显变薄，表明区域构造应力场以伸展作用为主导机制，总体表现为北西西—南东东方向上的拉张趋势，韧性拆离滑脱构造十分发育，在这种构造应力背景下，正断层的上盘不断下降，随之堆积物加厚（图9-6）。此时火山岩浆活动强度较之侏罗纪已大为减弱（图9-5、图9-6）。
冀北地区实测的113个节理点数据（毕子威等，上黄旗—森吉图测区1∶5万区域地质调查报告）统计表明，共轭剪切节理多表现为剪节理的互相切错及菱形结环，主应力轴轨迹图反映σ1为北北东，σ3为北西西，表明白垩纪的区域构造应力场方向为北西西—南东东的拉张占主导地位（图9-6）。
从区域构造环境来看，白垩纪时期，太平洋板块对华北板块俯冲作用明显减弱，由于板块俯冲速度突然减慢而发生所谓的应力松弛和弹性后效作用，从而造成区域应力的引张状态，同时印度板块开始向欧亚板块俯冲，北北东—南南西的挤压应力和北西西—南东东向的引张作用是当时区域构
图9-9 冀中坳陷地热梯度等值线略图（深度1km）
造应力场主基调。在这种区域构造应力场的诱导下，太行山断裂带（紫荆关断裂与上黄旗—乌龙沟断裂的合称）发生右旋张扭运动。
9.1.5 喜马拉雅早期（E2-3）
由大量的石油和地热深井钻孔资料证明，古近纪中、晚期，在华北平原存在一系列北北东向展布的褶皱，不仅褶皱轴面呈北北东向，而且平原区新近系底板等深线长轴亦呈北北东向展布。据李思田（1990）、万天丰（1993）等研究成果，华北地区此时区域构造应力场方向以北西西—南东东向的挤压应力为主，表明太平洋板块向华北板块的挤压俯冲作用又开始增强，西南方向的印度板块向北运动速度放缓。
事实上，本区的构造变形也说明了这一点。太行山断裂带（紫荆关断裂和上黄旗—乌龙沟断裂的合称）在北西西向的挤压应力作用下又发生左旋压扭运动，板内裂陷作用趋于结束，平原区一系列古近系和新近系北北东向褶皱和古近系底板等深线的北北东向展布，均表明北西西—南东东向的构造*为此时的主导变形机制（图9-7）。
9.1.6 喜马拉雅晚期（N—Q1）
这里喜马拉雅晚期特指新近纪中新世、上新世和第四纪更新世早期。根据黄骅坳陷和渤海坳陷的钻孔资料，结合地震测深和航磁成果，新近系和第四系的下更新统及其下伏岩层内发育了23个大型纵弯褶皱（其中有背斜14个、向斜9个），这些褶皱轴线均呈东西向延展，部分呈现北东东向。以上述变形资料为统计依据，求出喜马拉雅晚期本区构造应力场的最大主压应力轴（σ1）的优选产状为北东171°∠2°，最小主应力轴（σ3）为北东81°∠3°，表明此时区域构造应力场状态为南北向的挤压和东西向的拉张为主。从大地构造环境来看，这一时期是喜马拉雅与青藏高原强烈隆升的主要时期，整个中国东部都受到印度板块向北运移推挤的影响，从而形成了近南北向的挤压，近东西向扩张的应力场特征（图9-8）。
图9-10 华北1966～1976年4次Ms≥7强震震区构造图
应当指出，新近纪晚期火山活动异常激烈，山区和平原均发现有大规模的火山熔岩喷发，著名的汉诺坝玄武岩在河北和内蒙古接壤地带形成广阔无垠的上万平方千米的巨大玄武岩台地。除此而外，在棋盘山、蔚县、井陉县雪花山、阳邑县等地均见有玄武岩发育，主要特点是大规模裂隙式溢流为主，晚期伴随有强烈的中心式火山喷发，火山岩厚度达到400～500 m，表明地壳异常活跃（图9-8）。
9.1.7 新构造期（Q2—Q4）
第四纪中更新世以来，本区构造应力场以北西西—南东东向的引张作用为主。由于这一时期本区沉积物以大量尚未固结成岩物质为特征，因此，构造应力场恢复主要依据地球物理资料，特别是震源机制解和断层层面解加以推断，这种方法是根据地震P波初动时，以两个共轭的剪切面为界，按照象限对称分布的特征，求出压缩轴与拉张轴。鄢家全（1979）、许忠淮等（1989）利用大量浅源强震和中小地震资料推断出华北地区的现代构造应力场是以北东东—南西西向的水平挤压和北北西—南南东向的水平拉张应力为主要特点（图9-9）。
这一时期区域上有广泛的火山活动，山区尚义附近的乌良台和宣付窑等地的面状玄武岩，平原区海兴、沧州等地钻探证明有大量的隐伏玄武岩层，表明此时本区地壳仍处于活跃状态，同时，冀中坳陷地热梯度等值线长轴方向北北东向展布，同样反映了北北西—南南东向的引张作用和垂直该方向挤压应力场的存在（图9-10）。
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从大地构造位置来说，河北省处于华北板块内部。华北板块地处欧亚板块的东南边缘，经历了漫长而又特殊的地质构造演化过程。综合多方面资料分析，华北板块大体经历了4个明显的发展阶段：
（1）太古宙—古元古代为地球形成早期阶段，地壳处于原始古陆核及其大规模分异形成阶段，构造变形极为复杂，如果说当时形成古板块的雏形，后期的强烈构造改造，使古板块构造面貌已很难恢复。
（2）中元古代—古生代阶段是古板块裂陷、解体与漂移阶段，此时是华北板块的盖层发展阶段，沉积建造和火山岩建造占有突出位置，在华北板块内部及各微板块之间仅发生了微弱的板内变形，构造状态比较稳定。
（3）三叠纪是中国东部各古板块汇聚、拼合与碰撞时期，华北板块与北部的西伯利亚板块和南部的扬子板块连为一体，构成欧亚*板块的一部分，华北板块发生东西向板内变形阶段。
（4）侏罗纪起，是华北板块发生强烈板内造山带阶段，过去称为地台活化，大规模的火山喷发和岩浆侵入活动剧烈而广泛，是本区最重要的内生金属矿产成矿时期，区域构造的主构造线方向以北北东向为主，是华北板块最重要的板内构造变形阶段。限于资料和研究程度，本章只叙述印支期以来的板内变形的基本特点和构造应力场状态，对于更早期的古板块，其漂移和旋转均发生过复杂的变化，目前缺乏确切的实际资料，尚有诸多矛盾，对此，本课题暂不加讨论。
河北省板内构造变形极为发育，在各种不同方向的构造变形中，东西向和北北东向构造占居突出重要的地位，二者叠加复合关系明显，大量的实际资料证明，老基底和地壳浅部以东西向构造为主，并叠加有北北东向的构造线；而地壳深部或上地幔则以北北东向构造为主体构造线，对此，有人形象地称它们为“立交桥”式构造模式。河北省板内构造变形的叠加与复合关系在我国乃至世界都具有典型意义。
根据前述各章构造变形的基本特点，考虑到构造变形影响的地层的最高层位，结合岩浆岩侵入体和火山岩的测年资料，根据构造层的基本概念，对本区的区域构造应力场性质进行了分期配套，进而确定不同时期的最大主应力方向。我们查阅整理了30余幅1∶20万区域地质调查报告和近百幅1∶5万区域地质调查报告，从本区大量区域地质调查资料和矿区地质勘探资料的整理情况看，对于区域构造应力场恢复最有意义的板内变形是：大型纵弯褶皱、逆冲断层系和共轭剪切解理系。据此，初步将本区的板内变形和构造应力场划分为7期，它们是：印支早期的南北向伸展*、印支晚期的南北向挤压*、燕山早期的北西向挤压*、燕山晚期的北西向伸展*、喜马拉雅早期的北西西向挤压*、喜马拉雅晚期的南北向挤压东西向拉张*以及新构造期的北北西—南南东向的水平拉张*。
9.1.1 印支早期（T1-2）
现代构造地质学证明，拉张和挤压均可以造成大规模的造山运动，伸展*与挤压*在构造演化中具有同等重要的意义。有资料证明，本区印支早期构造应力场即处于南北向拉张为主的伸展*中。
华北地区近年来开展石油地质勘探，积累了大量的人工地震和钻探资料。平原区大量的钻孔证明，在早、中三叠世华北地区为大型坳陷盆地（刘绍龙，1986）。已经查明，在邯郸、邢台、石家庄、唐山、承德等地均有1～2 km厚的三叠纪沉积（图9-1），这种大型坳陷盆地的原始沉积地层之所以目前在太行山区和燕山地区所见甚少，是由于后期构造运动破坏的结果，并非以往认为早、中三叠世本区处于古陆剥蚀区。事实上，在早、中三叠世华北地区处于一种伸展*的*坳陷状态，在这种南北向拉张的构造环境下，发育了华北地区长轴近东西向的大型三叠纪沉积坳陷盆地。一般来说，沉积物的结构成熟度和成分成熟度可以反映地壳构造的活动程度，从早、中三叠世的沉积建造来看，沉积物中长石和杂基含量明显偏高，表明其成分成熟度偏低，沉积物颗粒的形态统计显示其结构成熟度也不高，可以认为当时属快速堆积的复陆屑式沉积建造类型，表明地壳运动处于活跃状态。
从构造变形来看，本区早、中三叠世地层中的沉积盖层中发育有大量褶叠层构造（宋鸿林等，1984），这种构造本质上是经过构造重建的，以层内顺层韧性剪切和掩卧褶皱为主体的固态流变构造（图5-12、5-13），它是在地壳较深构造层次中，在伸展构造*下的水平分层剪切流变机制下的成层原岩发生变形变质作用的构造地层单元。因此，早、中三叠世本区的褶叠层构造、基底剥离断层、中、新元古代至古生代广泛发育的浅变质固态流变构造及其层间剥离断层等等，这些构造变形现象是印支早期伸展*的集中体现。
图9-1 华北地区早、中三叠世沉积概况图
图9-2 柳江盆地附近构造略图
印支早期的伸展*可以解释为，古生代末期，由于西伯利亚板块快速向华北板块俯冲推挤过程中，至三叠纪早期西伯利亚板块俯冲速度减慢，由于应力松弛作用，因而发生南北向张性构造应力场。
9.1.2 印支晚期（T3）
图9-3 平泉榆树沟门印支期构造剖面图
华北地区晚三叠世地层据刘绍龙（1986）研究后认为存在两种不同类型的沉积盆地，一种是典型的山间盆地或断陷盆地，如本区的北京西山、秦皇岛柳江盆地、承德盆地等；另一种是大型的坳陷盆地，即本区的保定、沧州以南，与陕甘宁盆地连为一体的华北大型坳陷盆地。从沉积建造来看，本区晚三叠世地层发育了大量碎屑粒序层理构成的小韵律层，长石大量出现，结构成熟度和成分成熟度均低，属地壳活动比较强烈的杂色复陆屑式沉积建造类型。
表9-1 河北省印支晚期（T3）构造变形与构造应力场方向统计
图9-4 河北省印支期（T）板内变形构造略图
从构造变形来看，北京西山、秦皇岛柳江盆地、承德下板城、平泉等地，均发育有三叠系卷入的区域性纵弯褶皱构造（图9-2）。这些纵弯褶皱影响地层的最高层位为三叠系杏石口组或黑山窑组，并为下侏罗统底部的不整合面所截切，表明这些纵弯褶皱是印支运动晚期的产物（图9-3）。根据8幅1∶20万地质图和11幅1∶5万地质图统计结果，线状背斜43个，线状向斜32个，共轭剪节理176个点（表9-1）。
上述统计，纵弯褶皱的长轴展布方向均为近东西向，区域上分布的共轭剪节理一组优势方位为北北东，另一组优势方位为北北西，根据纵弯褶皱的轴线产状和共轭剪节理产状数据，分别采用等面积投影做了极点图和极密图，确定出褶皱轴线和剪切节理的优势方位，进而用吴式网做出主应力轨迹图（图9-4），表明印支晚期本区最大主应力方向以南北向的水平缩短为特征。
印支晚期正是这种南北向挤压*为主导的变形机制，导致了本区强烈的逆冲推覆构造广泛发育。具体来说，黄山店、云霞岭、长操、二堡子—于家沟、大地—北局子、墙子路、梨花顶等众多逆冲推覆构造均为印支晚期挤压*的产物。变形作用影响地层的最高层位为晚三叠世地层，在南北向强烈侧向挤压应力场的持续作用下，本区的平泉县榆树沟门、承德县孛椤树东山村、柳江盆地黑山窑村、北京西山百花山等地，均发育了由三叠纪地层构成的东西向褶皱构造。此时，扬子板块向北推挤华北板块，南部的西伯利亚板块向南运移，对华北板块构成强烈挤压之势，从而形成本区众多的东西向逆冲推覆构造、轴面近东西展布的线状纵弯褶皱和北北东与北北西配套的共轭剪切节理系。
图9-5 河北省燕山早期（J）板内变形构造略图
9.1.3 燕山早期（J—K1）
这里燕山早期特指侏罗纪—白垩纪早期，特别强调侏罗纪末期本区发生的板内变形和当时的区域构造应力场状态。这一时期的大部分时间，华北板块处于地壳运动比较稳定时期，气候温湿，比较适合于植物的广泛生长，因而，形成规模可观的内陆聚煤盆地。构造作用的强烈活动时限主要集中在早侏罗世末期，中侏罗世末期和晚侏罗世末期，特别是晚侏罗世末期是最重要的构造运动时期。这一时期的板内构造变形在河北省的表现最为突出，形成许多举世公认的构造地质形迹。
燕山早期的褶皱构造一般表现为如下规律：在早侏罗世末期形成的褶皱构造轴迹方向常常为北东东向，中侏罗世末期的褶皱构造轴迹方向为北东向，晚侏罗世末期的褶皱构造轴迹方向为北北东向，且褶皱强度常与断层有关，一般表现为与逆掩断层系相伴，总体显示出自印支期的东西向褶皱逐渐按照逆时针方向转变成北北东向的特点。上述规律性主要表现在构造置换作用较弱的地区。事实上，多数地区常常见到的是燕山早期构造变形作用的最终结果，即形成褶皱构造轴迹方向与逆掩断层走向普遍呈北北东向的现象，并配套发育有走向北西西的正断层和走向北东东与北北西的平移断层。这一北北东向为主体的构造现象，相当于李四光先生（1929）厘定的新华夏构造体系。
燕山早期区域构造应力场方向的确定主要依据纵弯褶皱和共轭剪切节理系，前者的区域意义尤为明显。我们统计了区域地质调查的12幅1∶20万地质图和11幅1∶5万地质图资料，北北东向展布的线状背斜43个和线状向斜52个，共轭剪切节理系205个（表9-2）。统计结果显示，区域构造应力场方向以北西—南东方向为最大主压应力方向。表明当时的区域构造应力场状态以北西—南东方向的挤压构造*为地壳构造变形的主导变形机制。
图9-6 河北省燕山晚期（K—E1）板内变形构造略图
表9-2 河北省燕山早期（J—K1）构造变形与构造应力场方向统计
图9-7 河北省喜马拉雅早期（E2—E3）板内变形构造略图
图9-8 河北省喜马拉雅晚期（N—Q1）板内变形构造略图
事实上，燕山早期即侏罗纪，北部的西伯利亚板块和南部的印度板块对华北板块的作用已退居次要地位，代之以滨太平洋构造域的构造演化拉开帷幕。华北板块与太平洋板块之间构造作用开始加强，华北板块开始受到东部的太平洋板块的前身——伊佐奈木板块朝北西西方向的大举俯冲推挤，此时，太平洋板块尚处于萌芽状态，而北西西—南东东向的最大主压应力方向已经形成（图9-5），在这种宏观构造背景下，形成众多的北北东向延展的纵弯褶皱，前文述及的大量逆冲推覆构造如神仙山、下花园、大岭堡、灵山、迷城、狼牙山、西陵—尧舜口、南大寨、十三陵—下庄等逆冲断层系均为这一时期的产物，逆冲运动方向主要由南东向北西方向运移，表明构造运动的外力来源主要来自东南方向。这一时期挤压构造*始终占据主导地位。本区著名的太行山断裂带（紫荆关断裂和上黄旗—乌龙沟断裂的合称）发生明显的左旋压扭运动。
应当指出，侏罗纪是本区岩浆岩侵入体和火山活动最剧烈的时期，火山盆地集中于冀北地区，岩浆岩侵入体分布更加广泛，几乎全部沿北北东向构造带展布，表明板块加速俯冲阶段与火山岩浆活动的密切相关性。
9.1.4 燕山晚期（K2—E1）
燕山晚期本书特指晚白垩纪—古新世，这一时期发育了一些北东、北北东向展布的断陷盆地，盆缘断裂主要为一些北东或北北东向的正断层，断陷盆地剖面上多为箕状形态，一般为正断层附近沉积厚度巨大，远离断层沉积厚度明显变薄，表明区域构造应力场以伸展作用为主导机制，总体表现为北西西—南东东方向上的拉张趋势，韧性拆离滑脱构造十分发育，在这种构造应力背景下，正断层的上盘不断下降，随之堆积物加厚（图9-6）。此时火山岩浆活动强度较之侏罗纪已大为减弱（图9-5、图9-6）。
冀北地区实测的113个节理点数据（毕子威等，上黄旗—森吉图测区1∶5万区域地质调查报告）统计表明，共轭剪切节理多表现为剪节理的互相切错及菱形结环，主应力轴轨迹图反映σ1为北北东，σ3为北西西，表明白垩纪的区域构造应力场方向为北西西—南东东的拉张占主导地位（图9-6）。
从区域构造环境来看，白垩纪时期，太平洋板块对华北板块俯冲作用明显减弱，由于板块俯冲速度突然减慢而发生所谓的应力松弛和弹性后效作用，从而造成区域应力的引张状态，同时印度板块开始向欧亚板块俯冲，北北东—南南西的挤压应力和北西西—南东东向的引张作用是当时区域构
图9-9 冀中坳陷地热梯度等值线略图（深度1km）
造应力场主基调。在这种区域构造应力场的诱导下，太行山断裂带（紫荆关断裂与上黄旗—乌龙沟断裂的合称）发生右旋张扭运动。
9.1.5 喜马拉雅早期（E2-3）
由大量的石油和地热深井钻孔资料证明，古近纪中、晚期，在华北平原存在一系列北北东向展布的褶皱，不仅褶皱轴面呈北北东向，而且平原区新近系底板等深线长轴亦呈北北东向展布。据李思田（1990）、万天丰（1993）等研究成果，华北地区此时区域构造应力场方向以北西西—南东东向的挤压应力为主，表明太平洋板块向华北板块的挤压俯冲作用又开始增强，西南方向的印度板块向北运动速度放缓。
事实上，本区的构造变形也说明了这一点。太行山断裂带（紫荆关断裂和上黄旗—乌龙沟断裂的合称）在北西西向的挤压应力作用下又发生左旋压扭运动，板内裂陷作用趋于结束，平原区一系列古近系和新近系北北东向褶皱和古近系底板等深线的北北东向展布，均表明北西西—南东东向的构造*为此时的主导变形机制（图9-7）。
9.1.6 喜马拉雅晚期（N—Q1）
这里喜马拉雅晚期特指新近纪中新世、上新世和第四纪更新世早期。根据黄骅坳陷和渤海坳陷的钻孔资料，结合地震测深和航磁成果，新近系和第四系的下更新统及其下伏岩层内发育了23个大型纵弯褶皱（其中有背斜14个、向斜9个），这些褶皱轴线均呈东西向延展，部分呈现北东东向。以上述变形资料为统计依据，求出喜马拉雅晚期本区构造应力场的最大主压应力轴（σ1）的优选产状为北东171°∠2°，最小主应力轴（σ3）为北东81°∠3°，表明此时区域构造应力场状态为南北向的挤压和东西向的拉张为主。从大地构造环境来看，这一时期是喜马拉雅与青藏高原强烈隆升的主要时期，整个中国东部都受到印度板块向北运移推挤的影响，从而形成了近南北向的挤压，近东西向扩张的应力场特征（图9-8）。
图9-10 华北1966～1976年4次Ms≥7强震震区构造图
应当指出，新近纪晚期火山活动异常激烈，山区和平原均发现有大规模的火山熔岩喷发，著名的汉诺坝玄武岩在河北和内蒙古接壤地带形成广阔无垠的上万平方千米的巨大玄武岩台地。除此而外，在棋盘山、蔚县、井陉县雪花山、阳邑县等地均见有玄武岩发育，主要特点是大规模裂隙式溢流为主，晚期伴随有强烈的中心式火山喷发，火山岩厚度达到400～500 m，表明地壳异常活跃（图9-8）。
9.1.7 新构造期（Q2—Q4）
第四纪中更新世以来，本区构造应力场以北西西—南东东向的引张作用为主。由于这一时期本区沉积物以大量尚未固结成岩物质为特征，因此，构造应力场恢复主要依据地球物理资料，特别是震源机制解和断层层面解加以推断，这种方法是根据地震P波初动时，以两个共轭的剪切面为界，按照象限对称分布的特征，求出压缩轴与拉张轴。鄢家全（1979）、许忠淮等（1989）利用大量浅源强震和中小地震资料推断出华北地区的现代构造应力场是以北东东—南西西向的水平挤压和北北西—南南东向的水平拉张应力为主要特点（图9-9）。
这一时期区域上有广泛的火山活动，山区尚义附近的乌良台和宣付窑等地的面状玄武岩，平原区海兴、沧州等地钻探证明有大量的隐伏玄武岩层，表明此时本区地壳仍处于活跃状态，同时，冀中坳陷地热梯度等值线长轴方向北北东向展布，同样反映了北北西—南南东向的引张作用和垂直该方向挤压应力场的存在（图9-10）。
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时间：2023-11-04 09:02
从大地构造位置来说，河北省处于华北板块内部。华北板块地处欧亚板块的东南边缘，经历了漫长而又特殊的地质构造演化过程。综合多方面资料分析，华北板块大体经历了4个明显的发展阶段：
（1）太古宙—古元古代为地球形成早期阶段，地壳处于原始古陆核及其大规模分异形成阶段，构造变形极为复杂，如果说当时形成古板块的雏形，后期的强烈构造改造，使古板块构造面貌已很难恢复。
（2）中元古代—古生代阶段是古板块裂陷、解体与漂移阶段，此时是华北板块的盖层发展阶段，沉积建造和火山岩建造占有突出位置，在华北板块内部及各微板块之间仅发生了微弱的板内变形，构造状态比较稳定。
（3）三叠纪是中国东部各古板块汇聚、拼合与碰撞时期，华北板块与北部的西伯利亚板块和南部的扬子板块连为一体，构成欧亚*板块的一部分，华北板块发生东西向板内变形阶段。
（4）侏罗纪起，是华北板块发生强烈板内造山带阶段，过去称为地台活化，大规模的火山喷发和岩浆侵入活动剧烈而广泛，是本区最重要的内生金属矿产成矿时期，区域构造的主构造线方向以北北东向为主，是华北板块最重要的板内构造变形阶段。限于资料和研究程度，本章只叙述印支期以来的板内变形的基本特点和构造应力场状态，对于更早期的古板块，其漂移和旋转均发生过复杂的变化，目前缺乏确切的实际资料，尚有诸多矛盾，对此，本课题暂不加讨论。
河北省板内构造变形极为发育，在各种不同方向的构造变形中，东西向和北北东向构造占居突出重要的地位，二者叠加复合关系明显，大量的实际资料证明，老基底和地壳浅部以东西向构造为主，并叠加有北北东向的构造线；而地壳深部或上地幔则以北北东向构造为主体构造线，对此，有人形象地称它们为“立交桥”式构造模式。河北省板内构造变形的叠加与复合关系在我国乃至世界都具有典型意义。
根据前述各章构造变形的基本特点，考虑到构造变形影响的地层的最高层位，结合岩浆岩侵入体和火山岩的测年资料，根据构造层的基本概念，对本区的区域构造应力场性质进行了分期配套，进而确定不同时期的最大主应力方向。我们查阅整理了30余幅1∶20万区域地质调查报告和近百幅1∶5万区域地质调查报告，从本区大量区域地质调查资料和矿区地质勘探资料的整理情况看，对于区域构造应力场恢复最有意义的板内变形是：大型纵弯褶皱、逆冲断层系和共轭剪切解理系。据此，初步将本区的板内变形和构造应力场划分为7期，它们是：印支早期的南北向伸展*、印支晚期的南北向挤压*、燕山早期的北西向挤压*、燕山晚期的北西向伸展*、喜马拉雅早期的北西西向挤压*、喜马拉雅晚期的南北向挤压东西向拉张*以及新构造期的北北西—南南东向的水平拉张*。
9.1.1 印支早期（T1-2）
现代构造地质学证明，拉张和挤压均可以造成大规模的造山运动，伸展*与挤压*在构造演化中具有同等重要的意义。有资料证明，本区印支早期构造应力场即处于南北向拉张为主的伸展*中。
华北地区近年来开展石油地质勘探，积累了大量的人工地震和钻探资料。平原区大量的钻孔证明，在早、中三叠世华北地区为大型坳陷盆地（刘绍龙，1986）。已经查明，在邯郸、邢台、石家庄、唐山、承德等地均有1～2 km厚的三叠纪沉积（图9-1），这种大型坳陷盆地的原始沉积地层之所以目前在太行山区和燕山地区所见甚少，是由于后期构造运动破坏的结果，并非以往认为早、中三叠世本区处于古陆剥蚀区。事实上，在早、中三叠世华北地区处于一种伸展*的*坳陷状态，在这种南北向拉张的构造环境下，发育了华北地区长轴近东西向的大型三叠纪沉积坳陷盆地。一般来说，沉积物的结构成熟度和成分成熟度可以反映地壳构造的活动程度，从早、中三叠世的沉积建造来看，沉积物中长石和杂基含量明显偏高，表明其成分成熟度偏低，沉积物颗粒的形态统计显示其结构成熟度也不高，可以认为当时属快速堆积的复陆屑式沉积建造类型，表明地壳运动处于活跃状态。
从构造变形来看，本区早、中三叠世地层中的沉积盖层中发育有大量褶叠层构造（宋鸿林等，1984），这种构造本质上是经过构造重建的，以层内顺层韧性剪切和掩卧褶皱为主体的固态流变构造（图5-12、5-13），它是在地壳较深构造层次中，在伸展构造*下的水平分层剪切流变机制下的成层原岩发生变形变质作用的构造地层单元。因此，早、中三叠世本区的褶叠层构造、基底剥离断层、中、新元古代至古生代广泛发育的浅变质固态流变构造及其层间剥离断层等等，这些构造变形现象是印支早期伸展*的集中体现。
图9-1 华北地区早、中三叠世沉积概况图
图9-2 柳江盆地附近构造略图
印支早期的伸展*可以解释为，古生代末期，由于西伯利亚板块快速向华北板块俯冲推挤过程中，至三叠纪早期西伯利亚板块俯冲速度减慢，由于应力松弛作用，因而发生南北向张性构造应力场。
9.1.2 印支晚期（T3）
图9-3 平泉榆树沟门印支期构造剖面图
华北地区晚三叠世地层据刘绍龙（1986）研究后认为存在两种不同类型的沉积盆地，一种是典型的山间盆地或断陷盆地，如本区的北京西山、秦皇岛柳江盆地、承德盆地等；另一种是大型的坳陷盆地，即本区的保定、沧州以南，与陕甘宁盆地连为一体的华北大型坳陷盆地。从沉积建造来看，本区晚三叠世地层发育了大量碎屑粒序层理构成的小韵律层，长石大量出现，结构成熟度和成分成熟度均低，属地壳活动比较强烈的杂色复陆屑式沉积建造类型。
表9-1 河北省印支晚期（T3）构造变形与构造应力场方向统计
图9-4 河北省印支期（T）板内变形构造略图
从构造变形来看，北京西山、秦皇岛柳江盆地、承德下板城、平泉等地，均发育有三叠系卷入的区域性纵弯褶皱构造（图9-2）。这些纵弯褶皱影响地层的最高层位为三叠系杏石口组或黑山窑组，并为下侏罗统底部的不整合面所截切，表明这些纵弯褶皱是印支运动晚期的产物（图9-3）。根据8幅1∶20万地质图和11幅1∶5万地质图统计结果，线状背斜43个，线状向斜32个，共轭剪节理176个点（表9-1）。
上述统计，纵弯褶皱的长轴展布方向均为近东西向，区域上分布的共轭剪节理一组优势方位为北北东，另一组优势方位为北北西，根据纵弯褶皱的轴线产状和共轭剪节理产状数据，分别采用等面积投影做了极点图和极密图，确定出褶皱轴线和剪切节理的优势方位，进而用吴式网做出主应力轨迹图（图9-4），表明印支晚期本区最大主应力方向以南北向的水平缩短为特征。
印支晚期正是这种南北向挤压*为主导的变形机制，导致了本区强烈的逆冲推覆构造广泛发育。具体来说，黄山店、云霞岭、长操、二堡子—于家沟、大地—北局子、墙子路、梨花顶等众多逆冲推覆构造均为印支晚期挤压*的产物。变形作用影响地层的最高层位为晚三叠世地层，在南北向强烈侧向挤压应力场的持续作用下，本区的平泉县榆树沟门、承德县孛椤树东山村、柳江盆地黑山窑村、北京西山百花山等地，均发育了由三叠纪地层构成的东西向褶皱构造。此时，扬子板块向北推挤华北板块，南部的西伯利亚板块向南运移，对华北板块构成强烈挤压之势，从而形成本区众多的东西向逆冲推覆构造、轴面近东西展布的线状纵弯褶皱和北北东与北北西配套的共轭剪切节理系。
图9-5 河北省燕山早期（J）板内变形构造略图
9.1.3 燕山早期（J—K1）
这里燕山早期特指侏罗纪—白垩纪早期，特别强调侏罗纪末期本区发生的板内变形和当时的区域构造应力场状态。这一时期的大部分时间，华北板块处于地壳运动比较稳定时期，气候温湿，比较适合于植物的广泛生长，因而，形成规模可观的内陆聚煤盆地。构造作用的强烈活动时限主要集中在早侏罗世末期，中侏罗世末期和晚侏罗世末期，特别是晚侏罗世末期是最重要的构造运动时期。这一时期的板内构造变形在河北省的表现最为突出，形成许多举世公认的构造地质形迹。
燕山早期的褶皱构造一般表现为如下规律：在早侏罗世末期形成的褶皱构造轴迹方向常常为北东东向，中侏罗世末期的褶皱构造轴迹方向为北东向，晚侏罗世末期的褶皱构造轴迹方向为北北东向，且褶皱强度常与断层有关，一般表现为与逆掩断层系相伴，总体显示出自印支期的东西向褶皱逐渐按照逆时针方向转变成北北东向的特点。上述规律性主要表现在构造置换作用较弱的地区。事实上，多数地区常常见到的是燕山早期构造变形作用的最终结果，即形成褶皱构造轴迹方向与逆掩断层走向普遍呈北北东向的现象，并配套发育有走向北西西的正断层和走向北东东与北北西的平移断层。这一北北东向为主体的构造现象，相当于李四光先生（1929）厘定的新华夏构造体系。
燕山早期区域构造应力场方向的确定主要依据纵弯褶皱和共轭剪切节理系，前者的区域意义尤为明显。我们统计了区域地质调查的12幅1∶20万地质图和11幅1∶5万地质图资料，北北东向展布的线状背斜43个和线状向斜52个，共轭剪切节理系205个（表9-2）。统计结果显示，区域构造应力场方向以北西—南东方向为最大主压应力方向。表明当时的区域构造应力场状态以北西—南东方向的挤压构造*为地壳构造变形的主导变形机制。
图9-6 河北省燕山晚期（K—E1）板内变形构造略图
表9-2 河北省燕山早期（J—K1）构造变形与构造应力场方向统计
图9-7 河北省喜马拉雅早期（E2—E3）板内变形构造略图
图9-8 河北省喜马拉雅晚期（N—Q1）板内变形构造略图
事实上，燕山早期即侏罗纪，北部的西伯利亚板块和南部的印度板块对华北板块的作用已退居次要地位，代之以滨太平洋构造域的构造演化拉开帷幕。华北板块与太平洋板块之间构造作用开始加强，华北板块开始受到东部的太平洋板块的前身——伊佐奈木板块朝北西西方向的大举俯冲推挤，此时，太平洋板块尚处于萌芽状态，而北西西—南东东向的最大主压应力方向已经形成（图9-5），在这种宏观构造背景下，形成众多的北北东向延展的纵弯褶皱，前文述及的大量逆冲推覆构造如神仙山、下花园、大岭堡、灵山、迷城、狼牙山、西陵—尧舜口、南大寨、十三陵—下庄等逆冲断层系均为这一时期的产物，逆冲运动方向主要由南东向北西方向运移，表明构造运动的外力来源主要来自东南方向。这一时期挤压构造*始终占据主导地位。本区著名的太行山断裂带（紫荆关断裂和上黄旗—乌龙沟断裂的合称）发生明显的左旋压扭运动。
应当指出，侏罗纪是本区岩浆岩侵入体和火山活动最剧烈的时期，火山盆地集中于冀北地区，岩浆岩侵入体分布更加广泛，几乎全部沿北北东向构造带展布，表明板块加速俯冲阶段与火山岩浆活动的密切相关性。
9.1.4 燕山晚期（K2—E1）
燕山晚期本书特指晚白垩纪—古新世，这一时期发育了一些北东、北北东向展布的断陷盆地，盆缘断裂主要为一些北东或北北东向的正断层，断陷盆地剖面上多为箕状形态，一般为正断层附近沉积厚度巨大，远离断层沉积厚度明显变薄，表明区域构造应力场以伸展作用为主导机制，总体表现为北西西—南东东方向上的拉张趋势，韧性拆离滑脱构造十分发育，在这种构造应力背景下，正断层的上盘不断下降，随之堆积物加厚（图9-6）。此时火山岩浆活动强度较之侏罗纪已大为减弱（图9-5、图9-6）。
冀北地区实测的113个节理点数据（毕子威等，上黄旗—森吉图测区1∶5万区域地质调查报告）统计表明，共轭剪切节理多表现为剪节理的互相切错及菱形结环，主应力轴轨迹图反映σ1为北北东，σ3为北西西，表明白垩纪的区域构造应力场方向为北西西—南东东的拉张占主导地位（图9-6）。
从区域构造环境来看，白垩纪时期，太平洋板块对华北板块俯冲作用明显减弱，由于板块俯冲速度突然减慢而发生所谓的应力松弛和弹性后效作用，从而造成区域应力的引张状态，同时印度板块开始向欧亚板块俯冲，北北东—南南西的挤压应力和北西西—南东东向的引张作用是当时区域构
图9-9 冀中坳陷地热梯度等值线略图（深度1km）
造应力场主基调。在这种区域构造应力场的诱导下，太行山断裂带（紫荆关断裂与上黄旗—乌龙沟断裂的合称）发生右旋张扭运动。
9.1.5 喜马拉雅早期（E2-3）
由大量的石油和地热深井钻孔资料证明，古近纪中、晚期，在华北平原存在一系列北北东向展布的褶皱，不仅褶皱轴面呈北北东向，而且平原区新近系底板等深线长轴亦呈北北东向展布。据李思田（1990）、万天丰（1993）等研究成果，华北地区此时区域构造应力场方向以北西西—南东东向的挤压应力为主，表明太平洋板块向华北板块的挤压俯冲作用又开始增强，西南方向的印度板块向北运动速度放缓。
事实上，本区的构造变形也说明了这一点。太行山断裂带（紫荆关断裂和上黄旗—乌龙沟断裂的合称）在北西西向的挤压应力作用下又发生左旋压扭运动，板内裂陷作用趋于结束，平原区一系列古近系和新近系北北东向褶皱和古近系底板等深线的北北东向展布，均表明北西西—南东东向的构造*为此时的主导变形机制（图9-7）。
9.1.6 喜马拉雅晚期（N—Q1）
这里喜马拉雅晚期特指新近纪中新世、上新世和第四纪更新世早期。根据黄骅坳陷和渤海坳陷的钻孔资料，结合地震测深和航磁成果，新近系和第四系的下更新统及其下伏岩层内发育了23个大型纵弯褶皱（其中有背斜14个、向斜9个），这些褶皱轴线均呈东西向延展，部分呈现北东东向。以上述变形资料为统计依据，求出喜马拉雅晚期本区构造应力场的最大主压应力轴（σ1）的优选产状为北东171°∠2°，最小主应力轴（σ3）为北东81°∠3°，表明此时区域构造应力场状态为南北向的挤压和东西向的拉张为主。从大地构造环境来看，这一时期是喜马拉雅与青藏高原强烈隆升的主要时期，整个中国东部都受到印度板块向北运移推挤的影响，从而形成了近南北向的挤压，近东西向扩张的应力场特征（图9-8）。
图9-10 华北1966～1976年4次Ms≥7强震震区构造图
应当指出，新近纪晚期火山活动异常激烈，山区和平原均发现有大规模的火山熔岩喷发，著名的汉诺坝玄武岩在河北和内蒙古接壤地带形成广阔无垠的上万平方千米的巨大玄武岩台地。除此而外，在棋盘山、蔚县、井陉县雪花山、阳邑县等地均见有玄武岩发育，主要特点是大规模裂隙式溢流为主，晚期伴随有强烈的中心式火山喷发，火山岩厚度达到400～500 m，表明地壳异常活跃（图9-8）。
9.1.7 新构造期（Q2—Q4）
第四纪中更新世以来，本区构造应力场以北西西—南东东向的引张作用为主。由于这一时期本区沉积物以大量尚未固结成岩物质为特征，因此，构造应力场恢复主要依据地球物理资料，特别是震源机制解和断层层面解加以推断，这种方法是根据地震P波初动时，以两个共轭的剪切面为界，按照象限对称分布的特征，求出压缩轴与拉张轴。鄢家全（1979）、许忠淮等（1989）利用大量浅源强震和中小地震资料推断出华北地区的现代构造应力场是以北东东—南西西向的水平挤压和北北西—南南东向的水平拉张应力为主要特点（图9-9）。
这一时期区域上有广泛的火山活动，山区尚义附近的乌良台和宣付窑等地的面状玄武岩，平原区海兴、沧州等地钻探证明有大量的隐伏玄武岩层，表明此时本区地壳仍处于活跃状态，同时，冀中坳陷地热梯度等值线长轴方向北北东向展布，同样反映了北北西—南南东向的引张作用和垂直该方向挤压应力场的存在（图9-10）。
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时间：2023-11-04 09:02
从大地构造位置来说，河北省处于华北板块内部。华北板块地处欧亚板块的东南边缘，经历了漫长而又特殊的地质构造演化过程。综合多方面资料分析，华北板块大体经历了4个明显的发展阶段：
（1）太古宙—古元古代为地球形成早期阶段，地壳处于原始古陆核及其大规模分异形成阶段，构造变形极为复杂，如果说当时形成古板块的雏形，后期的强烈构造改造，使古板块构造面貌已很难恢复。
（2）中元古代—古生代阶段是古板块裂陷、解体与漂移阶段，此时是华北板块的盖层发展阶段，沉积建造和火山岩建造占有突出位置，在华北板块内部及各微板块之间仅发生了微弱的板内变形，构造状态比较稳定。
（3）三叠纪是中国东部各古板块汇聚、拼合与碰撞时期，华北板块与北部的西伯利亚板块和南部的扬子板块连为一体，构成欧亚*板块的一部分，华北板块发生东西向板内变形阶段。
（4）侏罗纪起，是华北板块发生强烈板内造山带阶段，过去称为地台活化，大规模的火山喷发和岩浆侵入活动剧烈而广泛，是本区最重要的内生金属矿产成矿时期，区域构造的主构造线方向以北北东向为主，是华北板块最重要的板内构造变形阶段。限于资料和研究程度，本章只叙述印支期以来的板内变形的基本特点和构造应力场状态，对于更早期的古板块，其漂移和旋转均发生过复杂的变化，目前缺乏确切的实际资料，尚有诸多矛盾，对此，本课题暂不加讨论。
河北省板内构造变形极为发育，在各种不同方向的构造变形中，东西向和北北东向构造占居突出重要的地位，二者叠加复合关系明显，大量的实际资料证明，老基底和地壳浅部以东西向构造为主，并叠加有北北东向的构造线；而地壳深部或上地幔则以北北东向构造为主体构造线，对此，有人形象地称它们为“立交桥”式构造模式。河北省板内构造变形的叠加与复合关系在我国乃至世界都具有典型意义。
根据前述各章构造变形的基本特点，考虑到构造变形影响的地层的最高层位，结合岩浆岩侵入体和火山岩的测年资料，根据构造层的基本概念，对本区的区域构造应力场性质进行了分期配套，进而确定不同时期的最大主应力方向。我们查阅整理了30余幅1∶20万区域地质调查报告和近百幅1∶5万区域地质调查报告，从本区大量区域地质调查资料和矿区地质勘探资料的整理情况看，对于区域构造应力场恢复最有意义的板内变形是：大型纵弯褶皱、逆冲断层系和共轭剪切解理系。据此，初步将本区的板内变形和构造应力场划分为7期，它们是：印支早期的南北向伸展*、印支晚期的南北向挤压*、燕山早期的北西向挤压*、燕山晚期的北西向伸展*、喜马拉雅早期的北西西向挤压*、喜马拉雅晚期的南北向挤压东西向拉张*以及新构造期的北北西—南南东向的水平拉张*。
9.1.1 印支早期（T1-2）
现代构造地质学证明，拉张和挤压均可以造成大规模的造山运动，伸展*与挤压*在构造演化中具有同等重要的意义。有资料证明，本区印支早期构造应力场即处于南北向拉张为主的伸展*中。
华北地区近年来开展石油地质勘探，积累了大量的人工地震和钻探资料。平原区大量的钻孔证明，在早、中三叠世华北地区为大型坳陷盆地（刘绍龙，1986）。已经查明，在邯郸、邢台、石家庄、唐山、承德等地均有1～2 km厚的三叠纪沉积（图9-1），这种大型坳陷盆地的原始沉积地层之所以目前在太行山区和燕山地区所见甚少，是由于后期构造运动破坏的结果，并非以往认为早、中三叠世本区处于古陆剥蚀区。事实上，在早、中三叠世华北地区处于一种伸展*的*坳陷状态，在这种南北向拉张的构造环境下，发育了华北地区长轴近东西向的大型三叠纪沉积坳陷盆地。一般来说，沉积物的结构成熟度和成分成熟度可以反映地壳构造的活动程度，从早、中三叠世的沉积建造来看，沉积物中长石和杂基含量明显偏高，表明其成分成熟度偏低，沉积物颗粒的形态统计显示其结构成熟度也不高，可以认为当时属快速堆积的复陆屑式沉积建造类型，表明地壳运动处于活跃状态。
从构造变形来看，本区早、中三叠世地层中的沉积盖层中发育有大量褶叠层构造（宋鸿林等，1984），这种构造本质上是经过构造重建的，以层内顺层韧性剪切和掩卧褶皱为主体的固态流变构造（图5-12、5-13），它是在地壳较深构造层次中，在伸展构造*下的水平分层剪切流变机制下的成层原岩发生变形变质作用的构造地层单元。因此，早、中三叠世本区的褶叠层构造、基底剥离断层、中、新元古代至古生代广泛发育的浅变质固态流变构造及其层间剥离断层等等，这些构造变形现象是印支早期伸展*的集中体现。
图9-1 华北地区早、中三叠世沉积概况图
图9-2 柳江盆地附近构造略图
印支早期的伸展*可以解释为，古生代末期，由于西伯利亚板块快速向华北板块俯冲推挤过程中，至三叠纪早期西伯利亚板块俯冲速度减慢，由于应力松弛作用，因而发生南北向张性构造应力场。
9.1.2 印支晚期（T3）
图9-3 平泉榆树沟门印支期构造剖面图
华北地区晚三叠世地层据刘绍龙（1986）研究后认为存在两种不同类型的沉积盆地，一种是典型的山间盆地或断陷盆地，如本区的北京西山、秦皇岛柳江盆地、承德盆地等；另一种是大型的坳陷盆地，即本区的保定、沧州以南，与陕甘宁盆地连为一体的华北大型坳陷盆地。从沉积建造来看，本区晚三叠世地层发育了大量碎屑粒序层理构成的小韵律层，长石大量出现，结构成熟度和成分成熟度均低，属地壳活动比较强烈的杂色复陆屑式沉积建造类型。
表9-1 河北省印支晚期（T3）构造变形与构造应力场方向统计
图9-4 河北省印支期（T）板内变形构造略图
从构造变形来看，北京西山、秦皇岛柳江盆地、承德下板城、平泉等地，均发育有三叠系卷入的区域性纵弯褶皱构造（图9-2）。这些纵弯褶皱影响地层的最高层位为三叠系杏石口组或黑山窑组，并为下侏罗统底部的不整合面所截切，表明这些纵弯褶皱是印支运动晚期的产物（图9-3）。根据8幅1∶20万地质图和11幅1∶5万地质图统计结果，线状背斜43个，线状向斜32个，共轭剪节理176个点（表9-1）。
上述统计，纵弯褶皱的长轴展布方向均为近东西向，区域上分布的共轭剪节理一组优势方位为北北东，另一组优势方位为北北西，根据纵弯褶皱的轴线产状和共轭剪节理产状数据，分别采用等面积投影做了极点图和极密图，确定出褶皱轴线和剪切节理的优势方位，进而用吴式网做出主应力轨迹图（图9-4），表明印支晚期本区最大主应力方向以南北向的水平缩短为特征。
印支晚期正是这种南北向挤压*为主导的变形机制，导致了本区强烈的逆冲推覆构造广泛发育。具体来说，黄山店、云霞岭、长操、二堡子—于家沟、大地—北局子、墙子路、梨花顶等众多逆冲推覆构造均为印支晚期挤压*的产物。变形作用影响地层的最高层位为晚三叠世地层，在南北向强烈侧向挤压应力场的持续作用下，本区的平泉县榆树沟门、承德县孛椤树东山村、柳江盆地黑山窑村、北京西山百花山等地，均发育了由三叠纪地层构成的东西向褶皱构造。此时，扬子板块向北推挤华北板块，南部的西伯利亚板块向南运移，对华北板块构成强烈挤压之势，从而形成本区众多的东西向逆冲推覆构造、轴面近东西展布的线状纵弯褶皱和北北东与北北西配套的共轭剪切节理系。
图9-5 河北省燕山早期（J）板内变形构造略图
9.1.3 燕山早期（J—K1）
这里燕山早期特指侏罗纪—白垩纪早期，特别强调侏罗纪末期本区发生的板内变形和当时的区域构造应力场状态。这一时期的大部分时间，华北板块处于地壳运动比较稳定时期，气候温湿，比较适合于植物的广泛生长，因而，形成规模可观的内陆聚煤盆地。构造作用的强烈活动时限主要集中在早侏罗世末期，中侏罗世末期和晚侏罗世末期，特别是晚侏罗世末期是最重要的构造运动时期。这一时期的板内构造变形在河北省的表现最为突出，形成许多举世公认的构造地质形迹。
燕山早期的褶皱构造一般表现为如下规律：在早侏罗世末期形成的褶皱构造轴迹方向常常为北东东向，中侏罗世末期的褶皱构造轴迹方向为北东向，晚侏罗世末期的褶皱构造轴迹方向为北北东向，且褶皱强度常与断层有关，一般表现为与逆掩断层系相伴，总体显示出自印支期的东西向褶皱逐渐按照逆时针方向转变成北北东向的特点。上述规律性主要表现在构造置换作用较弱的地区。事实上，多数地区常常见到的是燕山早期构造变形作用的最终结果，即形成褶皱构造轴迹方向与逆掩断层走向普遍呈北北东向的现象，并配套发育有走向北西西的正断层和走向北东东与北北西的平移断层。这一北北东向为主体的构造现象，相当于李四光先生（1929）厘定的新华夏构造体系。
燕山早期区域构造应力场方向的确定主要依据纵弯褶皱和共轭剪切节理系，前者的区域意义尤为明显。我们统计了区域地质调查的12幅1∶20万地质图和11幅1∶5万地质图资料，北北东向展布的线状背斜43个和线状向斜52个，共轭剪切节理系205个（表9-2）。统计结果显示，区域构造应力场方向以北西—南东方向为最大主压应力方向。表明当时的区域构造应力场状态以北西—南东方向的挤压构造*为地壳构造变形的主导变形机制。
图9-6 河北省燕山晚期（K—E1）板内变形构造略图
表9-2 河北省燕山早期（J—K1）构造变形与构造应力场方向统计
图9-7 河北省喜马拉雅早期（E2—E3）板内变形构造略图
图9-8 河北省喜马拉雅晚期（N—Q1）板内变形构造略图
事实上，燕山早期即侏罗纪，北部的西伯利亚板块和南部的印度板块对华北板块的作用已退居次要地位，代之以滨太平洋构造域的构造演化拉开帷幕。华北板块与太平洋板块之间构造作用开始加强，华北板块开始受到东部的太平洋板块的前身——伊佐奈木板块朝北西西方向的大举俯冲推挤，此时，太平洋板块尚处于萌芽状态，而北西西—南东东向的最大主压应力方向已经形成（图9-5），在这种宏观构造背景下，形成众多的北北东向延展的纵弯褶皱，前文述及的大量逆冲推覆构造如神仙山、下花园、大岭堡、灵山、迷城、狼牙山、西陵—尧舜口、南大寨、十三陵—下庄等逆冲断层系均为这一时期的产物，逆冲运动方向主要由南东向北西方向运移，表明构造运动的外力来源主要来自东南方向。这一时期挤压构造*始终占据主导地位。本区著名的太行山断裂带（紫荆关断裂和上黄旗—乌龙沟断裂的合称）发生明显的左旋压扭运动。
应当指出，侏罗纪是本区岩浆岩侵入体和火山活动最剧烈的时期，火山盆地集中于冀北地区，岩浆岩侵入体分布更加广泛，几乎全部沿北北东向构造带展布，表明板块加速俯冲阶段与火山岩浆活动的密切相关性。
9.1.4 燕山晚期（K2—E1）
燕山晚期本书特指晚白垩纪—古新世，这一时期发育了一些北东、北北东向展布的断陷盆地，盆缘断裂主要为一些北东或北北东向的正断层，断陷盆地剖面上多为箕状形态，一般为正断层附近沉积厚度巨大，远离断层沉积厚度明显变薄，表明区域构造应力场以伸展作用为主导机制，总体表现为北西西—南东东方向上的拉张趋势，韧性拆离滑脱构造十分发育，在这种构造应力背景下，正断层的上盘不断下降，随之堆积物加厚（图9-6）。此时火山岩浆活动强度较之侏罗纪已大为减弱（图9-5、图9-6）。
冀北地区实测的113个节理点数据（毕子威等，上黄旗—森吉图测区1∶5万区域地质调查报告）统计表明，共轭剪切节理多表现为剪节理的互相切错及菱形结环，主应力轴轨迹图反映σ1为北北东，σ3为北西西，表明白垩纪的区域构造应力场方向为北西西—南东东的拉张占主导地位（图9-6）。
从区域构造环境来看，白垩纪时期，太平洋板块对华北板块俯冲作用明显减弱，由于板块俯冲速度突然减慢而发生所谓的应力松弛和弹性后效作用，从而造成区域应力的引张状态，同时印度板块开始向欧亚板块俯冲，北北东—南南西的挤压应力和北西西—南东东向的引张作用是当时区域构
图9-9 冀中坳陷地热梯度等值线略图（深度1km）
造应力场主基调。在这种区域构造应力场的诱导下，太行山断裂带（紫荆关断裂与上黄旗—乌龙沟断裂的合称）发生右旋张扭运动。
9.1.5 喜马拉雅早期（E2-3）
由大量的石油和地热深井钻孔资料证明，古近纪中、晚期，在华北平原存在一系列北北东向展布的褶皱，不仅褶皱轴面呈北北东向，而且平原区新近系底板等深线长轴亦呈北北东向展布。据李思田（1990）、万天丰（1993）等研究成果，华北地区此时区域构造应力场方向以北西西—南东东向的挤压应力为主，表明太平洋板块向华北板块的挤压俯冲作用又开始增强，西南方向的印度板块向北运动速度放缓。
事实上，本区的构造变形也说明了这一点。太行山断裂带（紫荆关断裂和上黄旗—乌龙沟断裂的合称）在北西西向的挤压应力作用下又发生左旋压扭运动，板内裂陷作用趋于结束，平原区一系列古近系和新近系北北东向褶皱和古近系底板等深线的北北东向展布，均表明北西西—南东东向的构造*为此时的主导变形机制（图9-7）。
9.1.6 喜马拉雅晚期（N—Q1）
这里喜马拉雅晚期特指新近纪中新世、上新世和第四纪更新世早期。根据黄骅坳陷和渤海坳陷的钻孔资料，结合地震测深和航磁成果，新近系和第四系的下更新统及其下伏岩层内发育了23个大型纵弯褶皱（其中有背斜14个、向斜9个），这些褶皱轴线均呈东西向延展，部分呈现北东东向。以上述变形资料为统计依据，求出喜马拉雅晚期本区构造应力场的最大主压应力轴（σ1）的优选产状为北东171°∠2°，最小主应力轴（σ3）为北东81°∠3°，表明此时区域构造应力场状态为南北向的挤压和东西向的拉张为主。从大地构造环境来看，这一时期是喜马拉雅与青藏高原强烈隆升的主要时期，整个中国东部都受到印度板块向北运移推挤的影响，从而形成了近南北向的挤压，近东西向扩张的应力场特征（图9-8）。
图9-10 华北1966～1976年4次Ms≥7强震震区构造图
应当指出，新近纪晚期火山活动异常激烈，山区和平原均发现有大规模的火山熔岩喷发，著名的汉诺坝玄武岩在河北和内蒙古接壤地带形成广阔无垠的上万平方千米的巨大玄武岩台地。除此而外，在棋盘山、蔚县、井陉县雪花山、阳邑县等地均见有玄武岩发育，主要特点是大规模裂隙式溢流为主，晚期伴随有强烈的中心式火山喷发，火山岩厚度达到400～500 m，表明地壳异常活跃（图9-8）。
9.1.7 新构造期（Q2—Q4）
第四纪中更新世以来，本区构造应力场以北西西—南东东向的引张作用为主。由于这一时期本区沉积物以大量尚未固结成岩物质为特征，因此，构造应力场恢复主要依据地球物理资料，特别是震源机制解和断层层面解加以推断，这种方法是根据地震P波初动时，以两个共轭的剪切面为界，按照象限对称分布的特征，求出压缩轴与拉张轴。鄢家全（1979）、许忠淮等（1989）利用大量浅源强震和中小地震资料推断出华北地区的现代构造应力场是以北东东—南西西向的水平挤压和北北西—南南东向的水平拉张应力为主要特点（图9-9）。
这一时期区域上有广泛的火山活动，山区尚义附近的乌良台和宣付窑等地的面状玄武岩，平原区海兴、沧州等地钻探证明有大量的隐伏玄武岩层，表明此时本区地壳仍处于活跃状态，同时，冀中坳陷地热梯度等值线长轴方向北北东向展布，同样反映了北北西—南南东向的引张作用和垂直该方向挤压应力场的存在（图9-10）。
