河南跑馬嶺地區新構造運動表現特征的探討

王讓，楊濤，王樹桓，喬建中，司莉

（1.吉林大學地球科學學院，吉林長春130061；2.河南省地球物理工程勘察院，河南鄭州450000）

河南跑馬嶺地區新構造運動表現特征的探討

王讓1,2，楊濤2，王樹桓2，喬建中2，司莉2

（1.吉林大學地球科學學院，吉林長春130061；2.河南省地球物理工程勘察院，河南鄭州450000）

跑馬嶺地區是一座以碳酸鹽巖地質地貌為主題，以典型的地質剖面、幽深的峽谷、秀奇的溶洞、美麗的人工湖為主要景觀的地質公園.公園內多層次分布的各類地質遺跡和景觀對于研究新構造運動，具有重要的意義.通過系統調查，在跑馬嶺地區發現了差異運動、斷裂活動、第四系褶曲、火山活動、地震等新構造運動的表現特征，針對各種特征開展了分析和探討.

地質公園；新構造運動；特征；跑馬嶺；河南

地處太行山東南麓的跑馬嶺是一座以碳酸鹽巖地質地貌為主題的地質公園?楊濤，趙東力，宋紅偉，等.河南跑馬嶺地質公園總體規劃報告.2007..公園總體地貌受構造和巖性的影響，呈城垣式、臺階式特征，屬構造-剝蝕地貌?.由于新構造運動的作用，公園內在不同的標高、地層和巖性等條件下發育有不同的地貌類型.開展新構造運動的研究，對揭示公園地質景觀資源的成景機理有著重要的作用，對挖掘其科學內涵，實現地質公園的可持續發展有重要的現實意義.筆者通過調查，對跑馬嶺地區新構造運動表現特征進行探討.

1 區域地質概況

1.1 地質特征

跑馬嶺地區區域大地構造位置處于太行山隆起的南段，受新華夏構造運動的影響，總體構造線方向為NNE向，地層走向與區域構造線大體一致，區內地層屬華北地層區山西分區太行山小區［1］，系典型的陸塊型沉積［2］，具基底和蓋層二元結構.結晶基底為太古宇登封巖群，巖石普遍遭受中深程度區域變質或混合巖化，片理、片麻理傾角可達40～50°，主要巖性有淺肉紅色混合質黑云母二長片麻巖、灰白色黑云斜長片麻巖、暗綠色斜長角閃片巖、灰白色淺粒巖等，該地層構成了跑馬嶺地區地貌的基座；蓋層包括中元古界、下古生界、新生界新近系地層，寒武系、奧陶系地層分布相對較廣，多為碳酸鹽巖，產狀大多平緩，傾角5～12°，局部接近水平.

1.2 碳酸鹽巖沉積相

在寒武紀、奧陶紀時，本區處于古華北海的中南部，屬穩定的地臺型沉積建造.

早寒武世至中寒武世早期，區內沉積了近岸濱淺海相碎屑巖和碳酸鹽巖.碳酸鹽巖中陸源碎屑較多，具波痕、泥裂等構造.斜層理、交錯層理發育，鮞粒灰巖常呈紫紅色，表明當時水體較淺，屬氧化環境.

從三山子組至下奧陶統，為一連續白云巖相沉積，總厚118.9 m，自下而上，顏色逐漸變深，單層厚度從中厚夾中薄層轉為厚層或塊狀，燧石結核、燧石條帶逐漸增多增大.白云巖礦物成分、化學成分特征見表1.

表1 白云巖礦物成分、化學成分一覽表Table1 Chemical and mineral composition of dolomite

白云巖的連續性、大厚度、巖性單一、無明顯夾層等特點表明，其代表著一種高溫、炎熱、強蒸發、海水逐漸咸化、濃度大、Mg/Ca比值高的沉積環境，而且這種環境持續時間較長，便形成了厚度巨大的白云巖.從種種地質跡象推斷，本區自中寒武世末期開始，海水有逐漸變淺的趨勢，屬海退階段.

2 主要的新構造運動特征

太行山是中國最典型的構造斷塊山之一，第四紀以來大幅度抬升，形成了太行山地地貌.據初步估算，跑馬嶺地區所處的太行山中南段在第四紀以前的上升幅度為205～355 m，上升速度為0.0039-0.0059 mm/a［3］；第四紀上升幅度為1080～1380 m，上升速度為0.44～0.56 mm/a［4］；第四紀抬升幅度占山地總抬升幅度的60%～70%，是第四紀以前抬升速度的100多倍［3］.從以上數據可以看出，太行山中南段屬于較強烈或強烈抬升地區，這充分表明本區新構造運動相當活躍.

跑馬嶺所在的南太行位于華北拗陷西部太行山隆起的東南邊緣.第四紀以來，特別是在新構造運動背景下，太行山隆起帶和華北裂谷帶的共同作用，造成中國東部由東向西、從平原到山地的巨大階梯狀地貌；同時形成的西安-鄭州-徐州近東西向轉換帶又終止了太行山的向南延伸，造成太行山東南緣桌狀隆起.

筆者在跑馬嶺地區及其附近區域開展了系統調查，認為新構造運動所表現的形式主要有如下幾個方面.

2.1 差異運動

跑馬嶺地區新構造運動表現形式之一是差異抬升運動，具間歇性、差異性和掀斜式抬升之特征.地貌上主要表現為三級夷平面和多層次分布的陡崖、圍谷、巖溶地貌等.

（1）夷平面是間歇性抬升運動的重要表現形式.區內分布有三級夷平面，其中一級夷平面主要分布在海拔800～900 m中低山頂，并以方山、跑馬嶺、柳樹嶺為代表；二級夷平面分布在海拔500～600 m的低山頂面，以大池山、古山一帶較典型；三級夷平面分布在海拔300～350 m的丘陵面，在薛灣以北，329、344高地表現明顯，局部被剝蝕.這些夷平面形成于距今23.03～3.60 Ma的新近紀末期，華北地區統稱唐縣期夷平面.

（2）區內崖壁至少可見2個層次：上部一層分布于唐縣期夷平面邊部，表現形式似有環形崖壁之感，發育相當典型的地段有三縣腦崖壁、跑馬嶺崖壁、方山崖壁；另一層分布于“U”形寬谷當中，主要表現為線形長崖，如在東拴馬-西拴馬-好窯-線顯示突出.

（3）在三縣腦溝頭、南寨溝溝頭，崖壁從3個方向呈似環形轉彎封閉，構成特定的圍谷形態，一個方向開口，指向水流下游.組成這一景觀的巖性為中寒武統張夏組的灰、灰黃色厚層鮞狀白云巖及其以上層位.

（4）跑馬嶺地區常見的多層次巖溶地貌主要有：類峰叢或連座峰林、石芽、溶洞、淺洞溶蝕壁（鈣華瀑）、天生橋、溶蝕塔（柱）林、溶溝等.調查情況見表2.

表2 跑馬嶺地區巖溶發育統計一覽表Table2 Statistics of karst in Paomaling area

對跑馬嶺地區及其附近區域巖溶地貌的研究發現，其發育的標高位置、地層層位、控制巖性、面貌細節等都存在有一定的規律，歸納如下.

（1）“姐妹結對”發育巖溶：區內巖溶地貌常表現出姐妹結對組合發育的特征.比如青龍洞與水銹石淺洞溶蝕壁組合、猿猴洞與二道莊淺洞溶蝕壁組合、（南）水峪洞與尼姑庵淺洞溶蝕壁組合等，前者分別稱“姐”，發育在上方（即上洞），后者分別稱“妹”，形成在下方（即下洞），雙方形影不離，結伴同行.

（2）層位和巖性：上洞全部形成于中寒武統張夏組上部（C2z）灰、灰紅色中厚至厚層鮞狀白云質灰巖、含鮞條帶灰質白云巖中，下洞則穩定在寒武系下-中統饅頭組（C1-2m）頂部灰黃色中厚至厚層白云質灰巖或含鮞條帶白云質灰巖中發育，后者很明顯相當于“徐莊期”沉積層.

（3）上洞內發育的石鐘乳、石筍、石柱、石幔較普遍，下洞內則少見，且以大量鈣華堆積物出現為標志.

（4）上述3對組合上下洞之間高差分別為85、80和80 m.

（5）調查區已知的（類）峰叢或連座峰林、石芽、天生橋、溶蝕塔（柱）林等巖溶，全部發育在張夏組（C2z）灰色厚層鮞狀白云質灰巖層位中，占巖溶調查總數的50%，說明張夏組巖石是本區巖溶形成的重要控制層位，二者關系密切.

（6）溶洞發育深（長）度多數較淺，一般13～18 m，淺（短）者則分別為3.50、6.0和7.60 m，唯（南）水峪洞、青龍洞深（長）度超過50 m.洞底多數平坦，起伏較小.

（7）發育在三山子組（C3s）內的巖溶，因巖石含白云質高，溶蝕作用弱，故溶洞較淺（短），洞內巖溶微地貌特征不明顯.

（8）本次溶洞調查幾乎全部集中在中寒武統張夏組（C2z）地層中，其巖性穩定，層位可靠，并常常構成陡坎地形，層內化石豐富，且保存完好，有三葉蟲、腕足類等，經鑒定，主要屬性有：

三葉蟲

腕足類

以上特點充分表明了巖溶發育對地層層位、巖石性質、標高位置有著強烈的選擇性.

2.2 斷裂活動

自西代村向北東—青羊口—北四井—廟口—西形盆，是著名的青羊口斷裂通過的地帶.這一構造帶構成了西部太行山與東部堆積平原之間一條醒目的天然分界線，同時又構成湯陰地塹的西界.界線在青羊口村南北金牛嶺山邊，表現出平直整齊的線條.西側山區從中新世以來繼續整體上升，地殼厚度42 km.東側平原則呈整體下沉趨勢，地殼厚度31 km.斷裂兩側基巖落差大于1000 m，為一右旋正斷層.新近紀末有苦橄玄武巖噴發，活動強烈.

青羊口斷裂全長65 km，衛輝市境內長20 km，走向NNE，在15～27°方向之間延伸，傾向SE，傾角67°.區內該斷裂從青羊口向NE、SW延伸線上不少地段被第四系松散沉積物所覆蓋，但在衛輝市唐莊鎮西代村230°方向250 m十里河兩岸，該點連片出露新近系上新統鶴壁組石灰巖礫巖（N2h），兩岸陡峭，絕壁對峙.受青羊口斷裂活動影響，礫巖山體被分割成東、西兩塊，中間自然形成一條水量不大的河溝.礫巖露頭可見斜沖擦痕及被切斷的礫石.被斷裂破壞而垮塌的鶴壁組礫巖巨大塊體，橫七豎八地臥于十里河河床底部.這種礫巖巨塊，其大小可達2 m×2 m×3 m，一般1 m×1.5 m×2 m，單塊重量達10～40 t.沿河床自南向北，巨塊礫巖連續分布，崩塌物幾乎全是原地堆積而無明顯搬運.

觀察點處絕壁長150～200 m，高40～50 m，壁陡，局部可達70～80°.新近紀上新世山麓盆地堆積形成的鶴壁組石灰巖礫巖、泥質鈣質砂巖（N2h），竟被青羊口斷裂所沖擊而垮塌，有力地證明了新近紀上新世以來青羊口斷裂的活動性.

2.3 第四系褶曲

在龐村東、楊小屯西沖溝的鶴壁組（N2h）石灰巖礫巖及鈣質泥巖中發現有褶曲，其數量較少，而龐村組（N2p）中褶曲相對發育較多.此外，在衛輝市龐寨、滑縣白道口和上官村一帶，見到第四系上更新統（QP3al）隆起.在滑縣白道口300°方向1000 m制磚窯場生活區見一陡坎，高3.20 m，沿290～110°方向延伸.陡壁面可分3個巖性層：下部1層為灰黃色粉土，可見厚度60 cm；中部2層為磚紅色粉質黏土，厚20 cm；上部3層為黃灰色粉土，厚2.40 m，結構松散，含鈣質小結核.這里斷面整齊，層理平行延續清楚，見較多小孔洞.實測產狀15°∠10°，向N緩傾斜.

在衛輝市龐寨鄉170°方向700 m處，因平整土地形成一陡坎，該陡坎高2.0 m，沿280～100°方向延伸，斷面陡直，層次清楚，層理平行.其巖性分層與白道口所見相似，仍可分作3層，但在上層粉土中含鐵、錳質小球.實測產狀10°∠8°，仍向北緩傾斜.

到了滑縣上官（村）鎮，于丁莊310°方向300 m沖溝中，見一陡坎高2.20 m.這里的巖性較為單一，為灰黃色粉土及粉砂，結構十分松散，但沉積韻律清晰，微細層理發育.在此寬不足10 m的沖溝內，兩側產狀有變化，溝北側為15°∠3°，微微向N傾斜，而溝南側為185°∠15°，地層向N傾.而到了白道口205°方向24 km的上官村南，地層則向S傾，傾角5～10°，地形上同樣為一陡坎，高1～2 m.

上述兩陡坎處的地層分別向N、向S傾斜，二者南北相對，便構成了上更新統（QP3al）隆起的外貌形態，不過隆起的頂部已被剝蝕夷平（見圖1）?河南省地質局.1∶20萬鶴壁幅區域地質調查報告.1979..

從以上分析可知，在新近紀、第四紀地層中，所見褶曲雖然比較平緩，但這種地質現象本身也充分表明了本地區新構造運動的活躍性.

2.4 火山運動

在距本區直線距離20～25 km的北鄰鶴壁市上峪、黑山和淇縣浮山發育有火山熔巖，采樣分析結果如下.

（1）上峪火山口苦橄玢巖

①巖性特征

上峪火山口位于鶴壁市火電廠270°方向1 km公路旁，上峪村SW方向500 m處，系人工開挖斷面.巖石露頭良好，邊部圍巖關系清楚，但與原始面貌相比已有所變化.觀察點處所見巖性為苦橄玢巖，黑色或暗灰色，斑狀結構，致密塊狀、角礫狀構造，局部可見氣孔及杏仁狀構造和球狀風化.該巖石節理裂隙發育，最主要的一組節理是160°∠35°.斑晶由橄欖石、頑火輝石、含鈦普通輝石組成，斑晶含量15%～20%.基質為普通輝石、磁鐵礦，以及少量鋯石、磷灰石、榍石、金紅石、方解石等.巖石中含大量巨大的含鈦普通輝石（最大達15 cm）、鎂鋁榴石（最大達5 cm）、黑云母捕虜晶.含有巨大的含鈦普通輝石巨晶是該地區苦橄玢巖最明顯的標志性礦物.

苦橄玢巖噴溢大體可分為3個階段，首先是苦橄玢巖質的凝灰質噴發，其次是苦橄玢巖質的熔巖角礫巖（集塊熔巖）的噴溢，再次是苦橄玢巖熔漿的大量溢出.在上峪見有火山頸及火山口相堆積物（見圖2）?.苦橄玢巖的化學特征見表3.

表3 上峪苦橄玢巖化學成分一覽表Table3 Chemical composition of picritic porphyrite in Shangyu

②時代的確定

苦橄玢巖體（wμ6）與新近系龐村組（N2p）含火山碎屑砂礫巖關系密切，龐村組中含有以苦橄玢巖為主體的碎屑組分，二者具有幾乎相同的礦物組合和完全一致的伴生礦物.

上峪巖體東側的龐村組復成火山角礫巖由上峪苦橄玢巖提供物質來源，而龐村組中含豐富的脊椎動物化石足以證明其為上新世晚期，因此苦橄玢巖侵入與噴發的時代歸屬上新世晚期是合理的.

龐村組所含化石經鑒定主要有：

Hyaena sp. 鬣狗未定種

Rhinocerotidalondet 犀牛科

Honanotherium sp. 河南獸未定種

腹足類Punilla（cf.ɡrabaui） 蛹形螺

以上化石時代均為晚上新世.

（2）黑山、浮山苦橄玄武巖

觀察點位于黑山正頂及浮山南端，露頭良好，此2個點所見巖石相近，為苦橄玄武巖.巖石呈灰黑、暗綠色，致密塊狀或具氣孔、杏仁狀、蜂窩狀及熔渣狀構造.該巖石具斑狀結構，斑晶以橄欖石為主，少量輝石、斜長石.斑晶為他形，基質由輝石、基性斜長石及少量磁鐵礦、沸石、基性火山玻璃等組成.主要造巖礦物含量：橄欖石10%～30%，輝石25%～55%，長石20%～40%.苦橄玄武巖與圍巖及下伏巖層的接觸面上，烘烤現象十分明顯，多表現有棕紅色的烘烤帶.

苦橄玄武巖的活動特點是多次（間歇性）的噴溢，主要受NNE向構造控制，分帶現象比較明顯，屬超基性—基性巖漿噴發.

2.5 地震活動

跑馬嶺地區地處太行山隆起帶南段東南翼，青羊口斷裂、湯陰斷裂切割的湯陰地塹南端，距峪河斷裂與盤古寺-新鄉斷裂交匯處以北25 km，境內存在發生6級以上地震的地質構造背景，是全國重點監視區之一.國家地震局將新鄉（含衛輝）劃入基本烈度Ⅷ度設防區，動峰值加速度為0.18 g，該地區的地殼穩定性屬較穩定型.

本區地震頻繁，從1068～1988年間，得有記載的各種不同級別的地震共33次.此外，周邊的林州、山東荷澤東明一帶發震的同時也有明顯波及.

3 研究的意義和作用

在新構造運動的作用下，跑馬嶺地區形成了以峽谷、溶洞、峰叢、鈣華瀑、溶蝕塔林等為主的地質地貌景觀.新構造運動直接關系到人類的生存環境和各項工程建設.通過對跑馬嶺地區新構造運動的研究，對揭示公園地質景觀資源的成景機理，挖掘其科學內涵，實現地質公園的可持續發展有重要的現實意義.

［1］席文祥，裴放等.河南省巖石地層［M］.武漢：中國地質大學出版社，1997:64—83.

［2］賈振運，李之琪，等.碳酸鹽巖沉積相的沉積環境［M］.武漢：中國地質大學出版社，1989.

［3］吳忱，張秀清，馬永紅，等.華北山地地貌面與新生代構造運動［J］.華北地震科學，1996，14（4）:40—50.

［4］吳忱，張秀清，馬永紅，等.太行山、燕山主要隆起于第四紀［J］.華北地震科學，1999，17（3）:l—7.

Abstract：The Paomaling Geopark in Henna Province takes the geology and landform of carbonate rocks as its theme,with typical geological sections,deep canyons,karst caves and lakes.The various types of geological heritage in the Geopark are significant to the study of neotectonic movement.With systematic investigation,the authors found the characteristics of differential movement,faults,Quaternary folds,volcanic activities and earthquake in the area.

Key words：Paomaling;geopark;neotectonic movement;Henan Province

DISCUSSION ON THE NEOTECTONIC MOVEMENT IN PAOMALING AREA,HENAN PROVINCE

WANG Rang1,2,YANG Tao2,WANG Shu-Huan2,QIAO Jian-zhong2,SI Li2
（1.College of Earth Sciences,Jilin University,Changchun 130061,China;2.Henan Institute of Geophysical and Engineering Exploration,Zhengzhou 45000,China）

1671-1947（2010）03-0244-05

P546

A

2010－01－15；

2010-03-01.李蘭英編輯.

河南省兩權價款專項資金項目（2007394）資助.

王讓（1981—），男，河南南陽人，工程師，吉林大學地球科學學院在讀碩士，從事地質勘查、旅游地質調查研究，通信地址河南省新鄉市人民西路91號河南省地球物理工程勘察院國土資源開發公司，郵政編碼453000，E-mail//wangrang_81@163.com