黔北松林穹隆形成机制及演化

杨光龙

（贵州省地质矿产勘查开发局106地质大队，贵州遵义563004；贵州省地质调查院，贵州贵阳550004）

1 区域地质背景

松林穹隆大地构造位置处于扬子准地台西南缘黔北台隆遵义断拱毕节北东向构造变形区和凤冈北北东向构造变形区的接合部位（图1）［1］，是渝南-黔中铝土矿磷块岩钼镍矿成矿带的重要组成部分.构造以燕山期形成的浅层构造最为发育，多呈北东向和北北东向线性延伸，为典型的前陆褶皱-逆冲断带.发育最好、分布广泛的是侏罗山式褶皱，卷入这个褶皱带的地层为元古宇至中生界，以下古生界地层为主体.其褶皱型式多样，包括了隔档式、隔槽式、疏密波状和箱状等多种类型，其中以隔档式褶皱最为发育和典型，其由一系列紧密的背斜和平缓的向斜相间平等排布而成，在平面上和剖面上均呈雁形排列.

2 构造形态特征

松林穹隆位于松林-岩孔背斜中段.穹隆核部由前震旦系、震旦系地层构成，其边界东起牛蹄，沿顺时针方向经小竹流水-鸡公山-庙子湾-红光坝转至牛蹄圈闭.长轴北北东27°，延伸长18.6 km；短轴北西西297°，延伸长 14.4 km；长、短轴比为 1.3∶1，面积 268 km2.自核心向周边，地层时代由老至新，层层递次包裹，岩层倾角逐渐变大，为 2～20°，一般 5～15°，剖面形态沿长轴方向呈开阔圆弧状.穹隆翼部由寒武系—志留系地层构成，影响范围东到海龙坝、南抵乐山坝、西达三星寺、北至混子场，面积506 km2（图2）.

在穹隆核部及翼部，断裂构造发育，其组成和展布状态不尽相同.主要包括：核部—北西翼发育的一组北东向断裂；核部西侧发育的由北北东向、近东西向断裂构成的网格状断块；南西部发育的一组近东西向平移断层；南东翼发育的4条放射状断层；东翼近核部边缘发育的由北北东向、北东向及北西向断裂构成的网格状断块等.由于穹隆发育较早，松林—岩孔背斜横跨叠置在穹隆之上，导致背斜形态在穹隆分布地段受到改变，穹隆西缘则阻挡了长岗向斜继续往北东延伸，使其北段轴线沿北北东向偏转呈弧形展布.叠加的断裂、褶皱构建了松林穹隆呈圆弧状展布的形态特征和构造格局.

3 应力机制分析

在松林穹隆构造各部位（图2）选择9个2～4m2的露头测得节理950条❶贵州省地矿局106地质大队区调分队.1∶5万松林幅、鸭溪幅区域地质调查报告.1992.，通过节理分期和配套，在吴尔福网上作极点图、等密线图，配合普洛宁网进行统计，求得各期节理的优势产状，并在吴尔福网（d=20 cm）上进行应力解析，获得本区应力状态如表1.

3.1 早期（Ⅰ）南东向朝北西向的挤压应力

主应力轴σ1的总体方向为北西275～330°∠1～34°，一般为 310°∠15°.在不同的部位，主应力作用方向有所不同.在核部，为向北西西挤压，倾伏角较缓（275°∠12～16°）；在北西翼，为向北挤压，倾伏角近水平（313°∠6°）；在东翼，为向北西挤压，倾伏角近水平（300°∠2～5°）；在南东翼，为向北西挤压，倾伏角近水平—中常（328～330°∠1～28°）.从东翼到南东翼，主应力轴呈向心型分布，指向穹隆核部中心.

中间应力轴σ2向北东54°至南东158°倾伏，倾伏角陡（36～78°），个别倾伏向南西（泡桐坪 200°∠54°）.总体上，穹隆核部之σ2较翼部大.

最小应力轴σ3倾伏向北东或南西，倾伏角近水平-中常或陡倾，为北东 12～62°∠1～21°或南西 202～238°∠6～66°，个别倾伏向南东东、倾伏角近水平(泡桐坪103°∠4°).总体上，在穹隆北东部，σ3向北东倾伏，而在南西部，σ3向南西倾伏；在穹隆核部σ3倾伏角较缓，而在翼部较陡.

3.2 晚期（Ⅱ）北西和南东方向的挤压应力

由于早期应力形成了松林穹隆及与之具成生联系的断裂，边界条件复杂化，导致各部位的晚期应力状态发生重大改变，与早期应力状态明显不同.

在穹隆北西翼鸡公山一带，主应力轴σ1向南东挤压，倾伏角近水平（134°∠2°）；中间应力轴 σ2向北东43°倾伏，倾伏角76°；最小应力轴σ3向南西倾伏，倾伏角缓（224°∠14°）.在穹隆南缘泡桐坪一带，主应力轴σ1向北西西挤压，倾伏角近水平（275°∠3°）；中间应力轴σ2向南南东167°倾伏，倾伏角达80°；最小应力轴σ3向北北东倾伏，倾伏角缓（5°∠10°）.在穹隆东翼牛蹄-栋青园一带，主应力轴σ1向北东或南西倾伏；最小应力轴σ3向北西323°或南东130°倾伏.在穹隆南东翼巷口、善忠会一带，主应力轴σ1向南东或北北西挤压，倾伏角中常（140°∠24°、352°∠32°）；中间应力轴σ2向北西或南东倾伏，倾伏角陡 （50°∠1°、252°∠23°）；最小应力轴σ3向北东或南西西倾伏，倾伏角近水平—中常（318°∠65°、134°∠48°）.

表1 松林穹隆应力状态统计表Table1 Statistics for the stressstate of Songlin Dome

总体上，晚期应力状态有如下特点：主应力轴σ1倾伏方向较乱，主应力轴σ1、最小应力轴σ3之倾伏角较小而中间应力轴σ2倾伏角较大.

由于节理分析之应力在震旦系—三叠系的岩石中具有一致性，认为它们均是燕山期的应力.早期应力反映了岩层水平时的受力状态，晚期应力多反映了岩层倾斜时的受力状态，与穹隆受力状态同期.

4 构造演化

松林穹隆在长期地质历史演化进程中，经历了多期次的构造运动，其演化模式如图3.

4.1 早期古基底隆升阶段

新元古代中期，雪峰运动使前震旦系板溪群遭受区域浅变质作用，形成古隆起雏形，上升成陆，遭受剥蚀❶贵州省地质调查院.1∶25万遵义市幅区域地质调查报告.2004..从前震旦系构造层（Ⅰ）与震旦系构造层（Ⅱ）界面等高线的分布判断（图2），该隆起核心在黑神庙-六井沟一带，长轴走向为北北东20°，短轴走向为北西西290°，长轴与短轴之比为1.8∶1（以1000m等高线范围计算）.核心以外往北西西侧，地势渐低，坡度约为11°；往南东东侧，地势亦变低，坡度较缓，约为5°.以0m等高线为计算范围，长轴与短轴之比为1∶1，其形状略呈圆形，面积略比现保存的松林穹隆大.震旦纪南沱期，海水又进入区内，淹没了古隆起，沉积了厚634～763m的浅海碳酸盐岩及碎屑岩组合（构造层Ⅱ）.震旦纪末期，本区再次上升成陆，遭受剥蚀，造成震旦系与上覆寒武系呈平行不整合接触［2］.此次上升继承并强化了古隆起的形态特征，主要表现为自北西向南东的掀斜，导致震旦系灯影组下段顶部及上段在北西部剥蚀殆尽，而南东部新土沟-柿花沟一带仅剥蚀掉灯影组上段的部分岩层.

4.2 中期沉积-剥蚀阶段

震旦纪末期的隆升进一步强化了穹隆形态.之后，原隆起区在漫长的地史时期，沉积了厚5000m的古生代—中生代碳酸盐岩、碎屑岩及黏土岩组合.受奥陶纪末期或志留纪初期都匀运动的影响，本区自南向北沉积厚度增大，遭受剥蚀程度减弱，致使奥陶系至志留系保有地层厚度由182m逐渐变为390m（构造层Ⅲ、Ⅳ），南北地层厚度差达208m.在志留纪末期、石炭纪早期的广西运动，表现为自南向北的掀斜性隆升，导致志留系仅在北部残留数十米，整个泥盆纪—石炭纪期间仅早石炭世大塘期有少量铝土岩（矿）沉积（构造层Ⅴ）.石炭纪末或二叠纪初发生的黔桂运动；造成区域性隆升，致使本区缺失中、上石炭统；之后本区下降，海水超覆，沉积了早二叠世的一套厚277～374m的碳酸盐岩组合（构造亚层Ⅵa）.中二叠世末期至晚二叠世早期发生的东吴运动，表现为区域性隆升，本区遭受剥蚀，剥蚀厚度差达25m；之后本区下降，海水超覆，沉积了晚二叠世和早、中三叠世的一套厚1488～1771m的碳酸盐岩及黏土岩组合（构造亚层Ⅵb）.中三叠世末或晚三叠世初发生的安源运动，表现为区域性隆升，本区上升成陆并遭受剥蚀，结束了海相沉积史，转为陆地河湖相沉积，沉积了晚三叠世—早、中侏罗世厚693～872m的碎屑岩及黏土岩组合（构造层Ⅶ）.

4.3 晚期强烈褶皱、断裂阶段

侏罗纪末期、白垩纪初期的燕山运动，是区域最剧烈的造山运动，太平洋板块向欧亚板块斜向俯冲，导致震旦系—侏罗系地层发生强烈的褶皱、断裂［1］.

在燕山期本区存在两期构造应力场.第Ⅰ期主要表现为南东方向朝北西方向的水平挤压应力，形成了北西-南东压缩、北东-南西拉伸、结构面倾向南东的应变模式.在穹隆核部—北西翼形成了一组北东向的张性断裂，远离核部呈断面倾向北西的阶梯状组合型式，近核部呈断面倾向南东的阶梯状组合型式，整体上则构成地垒.在核部西侧，发育一组北东向的张性断裂系，断面倾向北西西，亦构成阶梯状组合型式；在穹隆南东翼发育4条张性断裂，呈放射状组合型式.第Ⅱ期主要表现为北西和南东方向的挤压应力，形成北东向褶皱群及北西向、近东西向平移断层和北东向压扭性断裂.松林-岩孔背斜斜跨叠置在松林穹隆之上，轴线由北东70°转为北东45°展布，与穹隆长轴夹角18°，枢纽倾伏角由穹隆核部至翼部逐渐变大.长岗向斜由于受松林穹隆的阻挡，使其走向北东的优势形态改变为走向北北东的弧形而兼具旋扭特点.伴随褶皱的形成，在其核部及翼部发育了北东向的压扭性逆断层，并在局部形成次级挠曲（背斜）及掀斜向斜.与此同时，松林穹隆形态进一步强化并趋于稳定，而其内发育的北东向及北北东向断裂再次活动，个别断层甚至转化为压扭性逆断层.燕山运动过后，本区间歇性隆升，处于以剥蚀作用为主的阶段.喜马拉雅运动对穹隆结构形态没有明显的改变［3］.至此，松林穹隆形貌和构造格局最终定型.

5 结语

松林穹隆雏形为新元古代中期至震旦纪末期形成的一个古基底隆起.从震旦纪末期至白垩纪初期这一长期的地史演化中，经历了不断隆升→下降→隆升的复杂过程，从而使古隆起由雏形状态走向初步定型.燕山运动时期，来自早期南东方向和晚期北西、南东方向的压应力作用，使松林穹隆发生相应的断裂和叠加褶皱乃至最终定型，这是松林穹隆得以强化并趋向复杂化的最根本的地应力因素.历次构造运动的综合作用结果，形成了松林穹隆这一独具特色的构造景观.

［1］贵州省地质矿产局.贵州省区域地质志［M］.北京：地质出版社,1987:554—635.

［2］王砚耕.贵州主要地质事件与区域地质特征［J］.贵州地质,1996,13（2）:99—104.

［3］秦守荣，刘爱民.论贵州喜山期的构造运动［J］.贵州地质,1998,15（2）:105—114.