黔北松林穹隆形成機制及演化

楊光龍

（貴州省地質礦產勘查開發局106地質大隊，貴州遵義563004；貴州省地質調查院，貴州貴陽550004）

1 區域地質背景

松林穹隆大地構造位置處于揚子準地臺西南緣黔北臺隆遵義斷拱畢節北東向構造變形區和鳳岡北北東向構造變形區的接合部位（圖1）［1］，是渝南-黔中鋁土礦磷塊巖鉬鎳礦成礦帶的重要組成部分.構造以燕山期形成的淺層構造最為發育，多呈北東向和北北東向線性延伸，為典型的前陸褶皺-逆沖斷帶.發育最好、分布廣泛的是侏羅山式褶皺，卷入這個褶皺帶的地層為元古宇至中生界，以下古生界地層為主體.其褶皺型式多樣，包括了隔檔式、隔槽式、疏密波狀和箱狀等多種類型，其中以隔檔式褶皺最為發育和典型，其由一系列緊密的背斜和平緩的向斜相間平等排布而成，在平面上和剖面上均呈雁形排列.

2 構造形態特征

松林穹隆位于松林-巖孔背斜中段.穹隆核部由前震旦系、震旦系地層構成，其邊界東起牛蹄，沿順時針方向經小竹流水-雞公山-廟子灣-紅光壩轉至牛蹄圈閉.長軸北北東27°，延伸長18.6 km；短軸北西西297°，延伸長 14.4 km；長、短軸比為 1.3∶1，面積 268 km2.自核心向周邊，地層時代由老至新，層層遞次包裹，巖層傾角逐漸變大，為 2～20°，一般 5～15°，剖面形態沿長軸方向呈開闊圓弧狀.穹隆翼部由寒武系—志留系地層構成，影響范圍東到海龍壩、南抵樂山壩、西達三星寺、北至混子場，面積506 km2（圖2）.

在穹隆核部及翼部，斷裂構造發育，其組成和展布狀態不盡相同.主要包括：核部—北西翼發育的一組北東向斷裂；核部西側發育的由北北東向、近東西向斷裂構成的網格狀斷塊；南西部發育的一組近東西向平移斷層；南東翼發育的4條放射狀斷層；東翼近核部邊緣發育的由北北東向、北東向及北西向斷裂構成的網格狀斷塊等.由于穹隆發育較早，松林—巖孔背斜橫跨疊置在穹隆之上，導致背斜形態在穹隆分布地段受到改變，穹隆西緣則阻擋了長崗向斜繼續往北東延伸，使其北段軸線沿北北東向偏轉呈弧形展布.疊加的斷裂、褶皺構建了松林穹隆呈圓弧狀展布的形態特征和構造格局.

3 應力機制分析

在松林穹隆構造各部位（圖2）選擇9個2～4m2的露頭測得節理950條?貴州省地礦局106地質大隊區調分隊.1∶5萬松林幅、鴨溪幅區域地質調查報告.1992.，通過節理分期和配套，在吳爾福網上作極點圖、等密線圖，配合普洛寧網進行統計，求得各期節理的優勢產狀，并在吳爾福網（d=20 cm）上進行應力解析，獲得本區應力狀態如表1.

3.1 早期（Ⅰ）南東向朝北西向的擠壓應力

主應力軸σ1的總體方向為北西275～330°∠1～34°，一般為 310°∠15°.在不同的部位，主應力作用方向有所不同.在核部，為向北西西擠壓，傾伏角較緩（275°∠12～16°）；在北西翼，為向北擠壓，傾伏角近水平（313°∠6°）；在東翼，為向北西擠壓，傾伏角近水平（300°∠2～5°）；在南東翼，為向北西擠壓，傾伏角近水平—中常（328～330°∠1～28°）.從東翼到南東翼，主應力軸呈向心型分布，指向穹隆核部中心.

中間應力軸σ2向北東54°至南東158°傾伏，傾伏角陡（36～78°），個別傾伏向南西（泡桐坪 200°∠54°）.總體上，穹隆核部之σ2較翼部大.

最小應力軸σ3傾伏向北東或南西，傾伏角近水平-中常或陡傾，為北東 12～62°∠1～21°或南西 202～238°∠6～66°，個別傾伏向南東東、傾伏角近水平(泡桐坪103°∠4°).總體上，在穹隆北東部，σ3向北東傾伏，而在南西部，σ3向南西傾伏；在穹隆核部σ3傾伏角較緩，而在翼部較陡.

3.2 晚期（Ⅱ）北西和南東方向的擠壓應力

由于早期應力形成了松林穹隆及與之具成生聯系的斷裂，邊界條件復雜化，導致各部位的晚期應力狀態發生重大改變，與早期應力狀態明顯不同.

在穹隆北西翼雞公山一帶，主應力軸σ1向南東擠壓，傾伏角近水平（134°∠2°）；中間應力軸 σ2向北東43°傾伏，傾伏角76°；最小應力軸σ3向南西傾伏，傾伏角緩（224°∠14°）.在穹隆南緣泡桐坪一帶，主應力軸σ1向北西西擠壓，傾伏角近水平（275°∠3°）；中間應力軸σ2向南南東167°傾伏，傾伏角達80°；最小應力軸σ3向北北東傾伏，傾伏角緩（5°∠10°）.在穹隆東翼牛蹄-棟青園一帶，主應力軸σ1向北東或南西傾伏；最小應力軸σ3向北西323°或南東130°傾伏.在穹隆南東翼巷口、善忠會一帶，主應力軸σ1向南東或北北西擠壓，傾伏角中常（140°∠24°、352°∠32°）；中間應力軸σ2向北西或南東傾伏，傾伏角陡 （50°∠1°、252°∠23°）；最小應力軸σ3向北東或南西西傾伏，傾伏角近水平—中常（318°∠65°、134°∠48°）.

表1 松林穹隆應力狀態統計表Table1 Statistics for the stressstate of Songlin Dome

總體上，晚期應力狀態有如下特點：主應力軸σ1傾伏方向較亂，主應力軸σ1、最小應力軸σ3之傾伏角較小而中間應力軸σ2傾伏角較大.

由于節理分析之應力在震旦系—三疊系的巖石中具有一致性，認為它們均是燕山期的應力.早期應力反映了巖層水平時的受力狀態，晚期應力多反映了巖層傾斜時的受力狀態，與穹隆受力狀態同期.

4 構造演化

松林穹隆在長期地質歷史演化進程中，經歷了多期次的構造運動，其演化模式如圖3.

4.1 早期古基底隆升階段

新元古代中期，雪峰運動使前震旦系板溪群遭受區域淺變質作用，形成古隆起雛形，上升成陸，遭受剝蝕?貴州省地質調查院.1∶25萬遵義市幅區域地質調查報告.2004..從前震旦系構造層（Ⅰ）與震旦系構造層（Ⅱ）界面等高線的分布判斷（圖2），該隆起核心在黑神廟-六井溝一帶，長軸走向為北北東20°，短軸走向為北西西290°，長軸與短軸之比為1.8∶1（以1000m等高線范圍計算）.核心以外往北西西側，地勢漸低，坡度約為11°；往南東東側，地勢亦變低，坡度較緩，約為5°.以0m等高線為計算范圍，長軸與短軸之比為1∶1，其形狀略呈圓形，面積略比現保存的松林穹隆大.震旦紀南沱期，海水又進入區內，淹沒了古隆起，沉積了厚634～763m的淺海碳酸鹽巖及碎屑巖組合（構造層Ⅱ）.震旦紀末期，本區再次上升成陸，遭受剝蝕，造成震旦系與上覆寒武系呈平行不整合接觸［2］.此次上升繼承并強化了古隆起的形態特征，主要表現為自北西向南東的掀斜，導致震旦系燈影組下段頂部及上段在北西部剝蝕殆盡，而南東部新土溝-柿花溝一帶僅剝蝕掉燈影組上段的部分巖層.

4.2 中期沉積-剝蝕階段

震旦紀末期的隆升進一步強化了穹隆形態.之后，原隆起區在漫長的地史時期，沉積了厚5000m的古生代—中生代碳酸鹽巖、碎屑巖及黏土巖組合.受奧陶紀末期或志留紀初期都勻運動的影響，本區自南向北沉積厚度增大，遭受剝蝕程度減弱，致使奧陶系至志留系保有地層厚度由182m逐漸變為390m（構造層Ⅲ、Ⅳ），南北地層厚度差達208m.在志留紀末期、石炭紀早期的廣西運動，表現為自南向北的掀斜性隆升，導致志留系僅在北部殘留數十米，整個泥盆紀—石炭紀期間僅早石炭世大塘期有少量鋁土巖（礦）沉積（構造層Ⅴ）.石炭紀末或二疊紀初發生的黔桂運動；造成區域性隆升，致使本區缺失中、上石炭統；之后本區下降，海水超覆，沉積了早二疊世的一套厚277～374m的碳酸鹽巖組合（構造亞層Ⅵa）.中二疊世末期至晚二疊世早期發生的東吳運動，表現為區域性隆升，本區遭受剝蝕，剝蝕厚度差達25m；之后本區下降，海水超覆，沉積了晚二疊世和早、中三疊世的一套厚1488～1771m的碳酸鹽巖及黏土巖組合（構造亞層Ⅵb）.中三疊世末或晚三疊世初發生的安源運動，表現為區域性隆升，本區上升成陸并遭受剝蝕，結束了海相沉積史，轉為陸地河湖相沉積，沉積了晚三疊世—早、中侏羅世厚693～872m的碎屑巖及黏土巖組合（構造層Ⅶ）.

4.3 晚期強烈褶皺、斷裂階段

侏羅紀末期、白堊紀初期的燕山運動，是區域最劇烈的造山運動，太平洋板塊向歐亞板塊斜向俯沖，導致震旦系—侏羅系地層發生強烈的褶皺、斷裂［1］.

在燕山期本區存在兩期構造應力場.第Ⅰ期主要表現為南東方向朝北西方向的水平擠壓應力，形成了北西-南東壓縮、北東-南西拉伸、結構面傾向南東的應變模式.在穹隆核部—北西翼形成了一組北東向的張性斷裂，遠離核部呈斷面傾向北西的階梯狀組合型式，近核部呈斷面傾向南東的階梯狀組合型式，整體上則構成地壘.在核部西側，發育一組北東向的張性斷裂系，斷面傾向北西西，亦構成階梯狀組合型式；在穹隆南東翼發育4條張性斷裂，呈放射狀組合型式.第Ⅱ期主要表現為北西和南東方向的擠壓應力，形成北東向褶皺群及北西向、近東西向平移斷層和北東向壓扭性斷裂.松林-巖孔背斜斜跨疊置在松林穹隆之上，軸線由北東70°轉為北東45°展布，與穹隆長軸夾角18°，樞紐傾伏角由穹隆核部至翼部逐漸變大.長崗向斜由于受松林穹隆的阻擋，使其走向北東的優勢形態改變為走向北北東的弧形而兼具旋扭特點.伴隨褶皺的形成，在其核部及翼部發育了北東向的壓扭性逆斷層，并在局部形成次級撓曲（背斜）及掀斜向斜.與此同時，松林穹隆形態進一步強化并趨于穩定，而其內發育的北東向及北北東向斷裂再次活動，個別斷層甚至轉化為壓扭性逆斷層.燕山運動過后，本區間歇性隆升，處于以剝蝕作用為主的階段.喜馬拉雅運動對穹隆結構形態沒有明顯的改變［3］.至此，松林穹隆形貌和構造格局最終定型.

5 結語

松林穹隆雛形為新元古代中期至震旦紀末期形成的一個古基底隆起.從震旦紀末期至白堊紀初期這一長期的地史演化中，經歷了不斷隆升→下降→隆升的復雜過程，從而使古隆起由雛形狀態走向初步定型.燕山運動時期，來自早期南東方向和晚期北西、南東方向的壓應力作用，使松林穹隆發生相應的斷裂和疊加褶皺乃至最終定型，這是松林穹隆得以強化并趨向復雜化的最根本的地應力因素.歷次構造運動的綜合作用結果，形成了松林穹隆這一獨具特色的構造景觀.

［1］貴州省地質礦產局.貴州省區域地質志［M］.北京：地質出版社,1987:554—635.

［2］王硯耕.貴州主要地質事件與區域地質特征［J］.貴州地質,1996,13（2）:99—104.

［3］秦守榮，劉愛民.論貴州喜山期的構造運動［J］.貴州地質,1998,15（2）:105—114.