王詩情 陳方明

摘要：指出了神農(nóng)架地區(qū)地處揚(yáng)子淮地臺和秦嶺褶皺系兩個一級構(gòu)造單元，經(jīng)歷漫長的地質(zhì)演變過程形成了神農(nóng)架獨(dú)特的構(gòu)造類型并且完整地記錄了華中區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造和演變發(fā)展歷史，在全球地質(zhì)構(gòu)造上具有特殊的大地構(gòu)造意義。參照區(qū)域的勘察研究成果，對神農(nóng)架地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造背景和演變歷史進(jìn)行了分析，揭示了古氣候、古地理環(huán)境面貌，對其地質(zhì)構(gòu)造背景提出了新的認(rèn)識。

關(guān)鍵詞：神農(nóng)架;地質(zhì)構(gòu)造;地質(zhì)演變分析

中圖分類號：P588文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）20-0169-04

1引言

神農(nóng)架夾持于華北古地塊和華南古地塊之間，以青峰斷裂為界，北接房縣，南至巴東，東臨?？祬^(qū)，西瀕重慶市巫山縣，位于大巴山前陸構(gòu)造帶東段，揚(yáng)子克拉通北緣。地區(qū)為中高山地貌，總體地勢由主峰神農(nóng)頂向周邊山坡呈輻射狀逐漸降低，呈現(xiàn)西南高東北低格局，區(qū)域地層發(fā)育齊全，典型的層狀地貌發(fā)育，地質(zhì)剖面出露較全。

神農(nóng)架為典型的俯沖造山帶，區(qū)域內(nèi)巖漿作用明顯巖漿巖以基性巖為主，其中有獨(dú)特的輝綠巖、低綠片巖相、低綠片巖相、冰磧巖，發(fā)育不同類型的玄武巖、輝長輝綠巖、輝綠巖、輝綠玢巖（Pt3βu）及輝長巖（Pt3v），不同時期的巖石反映出不同的動力學(xué)特征和內(nèi)部作用方式及環(huán)境特點(diǎn)。

2大地構(gòu)造環(huán)境分析

從印支運(yùn)動末至燕山運(yùn)動初，神農(nóng)架地區(qū)經(jīng)歷了多旋迥、多階段、多期次地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動塑造和擠壓、逆沖、俯沖碰撞、增生、拼貼一鑲嵌等區(qū)域復(fù)雜變質(zhì)作用，大范圍的褶皺和掀斜發(fā)生，區(qū)內(nèi)青峰、楊日一九道、新華、板橋四條區(qū)域斷裂控制區(qū)構(gòu)造格局，受神農(nóng)架環(huán)狀構(gòu)造的控制，展布骨架呈背斜穹窿狀。區(qū)域褶皺脆斷性發(fā)育明顯，還有典型的裙邊狀褶皺構(gòu)造發(fā)育。

2.1晉寧期構(gòu)造期一超大陸形成演化階段分析造山運(yùn)動

晉寧運(yùn)動發(fā)生的碰撞造山事件發(fā)生在中元古代末（距今1000Ma）），神農(nóng)架變質(zhì)褶皺基底形成于晉寧造山運(yùn)動中期，神農(nóng)架地區(qū)由于造山作用和風(fēng)化、沉積等地質(zhì)作用，兩個區(qū)域角度不整合，蓮沱組在區(qū)域上不整合與中元古代的神農(nóng)架群之上，代表了晉寧運(yùn)動（800Ma）一次完整的構(gòu)造旋回。

晉寧運(yùn)動華北古地塊和華南古地塊俯沖碰撞，中淺層次脆韌性變形，中生代逆沖推覆構(gòu)造受慣性力擠壓碰撞折返反映了板塊的擠壓變形，區(qū)域地溫升高和巖漿作用使得地殼擠壓穹隆形成。因此表明秦嶺造山帶擠壓碰撞活動以及神農(nóng)架隆起的演化過程與神農(nóng)架基底隆起構(gòu)造有關(guān)。

神農(nóng)架構(gòu)造運(yùn)動和全球的構(gòu)造演化也有重要的相關(guān)性，中元古代末期至早元古代初期全球的主要大陸集聚構(gòu)成羅迪尼亞（Rodinia）超大陸。有種種證據(jù)表明神農(nóng)架區(qū)是羅迪尼亞（Rodinia）超大陸重要成員，晉寧運(yùn)動和格林威爾運(yùn)動時期相近，郝杰等。認(rèn)為我國晉寧期造山帶是格林威爾期造山帶的一部分;早期的俯沖記錄鄭家組頂部的格林維爾期火山巖指示揚(yáng)子克拉通內(nèi)存在格林威爾運(yùn)動，被認(rèn)為參與了超大陸的聚合;輝綠巖墻產(chǎn)生證明羅迪尼亞超大陸裂解事件的同時也與哥倫比亞超大陸裂解時間有著緊密的相關(guān)性。晉寧運(yùn)動區(qū)內(nèi)不同構(gòu)造環(huán)境的中元古代的沉積物拼貼在一起使得揚(yáng)子古陸與華夏古陸形成統(tǒng)一的前寒武基底并成羅迪尼亞（Rodinia）超級古陸的一部分。

晉寧運(yùn)動以陸相向海相轉(zhuǎn)換為結(jié)束，晉寧運(yùn)動后區(qū)域呈現(xiàn)隆起構(gòu)造背景。

2.2加里東期環(huán)境分析

加里東期地層南厚北薄，揚(yáng)子地區(qū)的泥盆系與志留系地層為平行不整合是加里東期時期構(gòu)造運(yùn)動擠壓應(yīng)力促使華夏板塊與揚(yáng)子板接觸板塊之間擠壓拼合內(nèi)部擴(kuò)散的結(jié)果。神農(nóng)架地區(qū)加里東末期寒武紀(jì)的沉積厚度在5000m以上，區(qū)域的剝蝕量約200m，隆坳以SN向和NE向?yàn)橹?，周雁等?016）推算區(qū)域內(nèi)坳陷帶內(nèi)沉積中心的下寒武統(tǒng)底部烴源巖的最高古地溫在120～150℃。區(qū)域范圍內(nèi)加里東期發(fā)生的海退（海退期）陸地面積擴(kuò)大，區(qū)域大部分抬升，隆起為陸，促使神農(nóng)架穹隆構(gòu)造雛形的形成。

2.3印支運(yùn)動一燕山一喜馬拉雅

神農(nóng)架地區(qū)主要的構(gòu)造運(yùn)動為印支運(yùn)動，發(fā)生在中三疊世與晚三疊世之間，以隆升、剝蝕運(yùn)動為主，形成揚(yáng)子褶皺變形帶、板橋斷裂帶，神農(nóng)架群逆沖于東側(cè)（下盤）的奧陶一志留系之上，形成“大隆大坳”的格局。

印支運(yùn)動末至燕山運(yùn)動初區(qū)內(nèi)地貌骨架形成。侏羅紀(jì)時期為燕山運(yùn)動早期，揚(yáng)子北緣的神農(nóng)架區(qū)是侏羅紀(jì)陸內(nèi)造山帶，呈多幕式構(gòu)造變動，早期擠壓造山作用明顯，區(qū)域褶皺發(fā)育類型多樣，神農(nóng)架群轉(zhuǎn)入前陸褶沖帶內(nèi)主要表現(xiàn)為褶沖構(gòu)造，褶皺沖斷構(gòu)造走向NNW-NW-EW。

燕山運(yùn)動后處于間歇性的上升隆起之中，在內(nèi)外營力作用下，發(fā)育了七級剝夷面分別為神農(nóng)頂、老君山一帶;冰洞山、老虎頂、劉響寨和高腳崖等;宋洛山、大蔥坪、千家坪;萬福山、大九湖、酒壺坪;百城梁子至榛子一帶;五谷山、伊家山等;陽日一帶。印支一燕山運(yùn)動造成斷塊大面積抬升，大規(guī)模的斷裂形成，受陸內(nèi)造山作用的影響區(qū)域東段呈s-N向擠壓，區(qū)域穹隆構(gòu)造輪廓基本定型。該地區(qū)從燕山運(yùn)動轉(zhuǎn)入濱太平洋構(gòu)造域，同沉積一套紅色磨拉石建造，作為整個印支一燕山造山運(yùn)動的結(jié)束。

喜馬拉雅期受隆升影響部分?jǐn)嗔褟?fù)合，使得沉積蓋層發(fā)生拆離，斷層崖、斷層出露，神農(nóng)架群至寒武紀(jì)地層均被截切。部分新生斷裂都具有走滑特點(diǎn)加之明顯的溶蝕、剝蝕和侵蝕作用，使得喜馬拉雅早期的馬橋盆地產(chǎn)生碎屑堆積。

2.4新構(gòu)造運(yùn)動

新構(gòu)造運(yùn)動為新近紀(jì)末到第四紀(jì)前半期地殼運(yùn)動，新構(gòu)造運(yùn)動是促使地球環(huán)境變化主要因素，不僅繼承前期構(gòu)造演變的特點(diǎn)，新構(gòu)造運(yùn)動還在總體窿起的背景上呈現(xiàn)出不同的特征，促使神農(nóng)架地區(qū)現(xiàn)代地貌基本格局形成。

區(qū)域新構(gòu)造活動以旋卷式運(yùn)動為主，活動強(qiáng)度、節(jié)奏、頻率變化大，活躍期和休眠期交替變化，使得喜馬拉雅運(yùn)動以來的地層分布和水系展布和盆地分布方向都沿著新的構(gòu)造線發(fā)展，強(qiáng)烈的上升活動對巖石地層的控制作用表現(xiàn)為北北東的節(jié)律性的旋扭上升，形成山地。間歇式抬升，山地形成鄂西期、山原期兩期五級夷平面。休眠期受侵蝕和剝蝕作用的影響巖溶地貌層狀展布，沉積物的巖相發(fā)生變化。新構(gòu)造運(yùn)動引起的活動構(gòu)造變化致使區(qū)域第四紀(jì)以來還在活動斷裂發(fā)生地震、山崩等地質(zhì)災(zāi)害事件。

3演變過程分析

通過分析得出神農(nóng)架地層和巖石神農(nóng)架地區(qū)下部位為濱海相，在19億年前處于海洋環(huán)境當(dāng)中，由于大別運(yùn)動造成地殼頻繁的升降運(yùn)動伴隨而來強(qiáng)烈的斷裂活動和多次火山噴發(fā)活動形成神農(nóng)架地層。“酒壺運(yùn)動”發(fā)生時代與長城紀(jì)和薊縣紀(jì)相當(dāng)，地殼上升使神農(nóng)架群中間出現(xiàn)了間斷，分為上亞群和下亞群，平行不整合?！包S陵運(yùn)動”，即“神農(nóng)架造山運(yùn)動”，區(qū)域巖漿活動明顯，使神農(nóng)架群區(qū)域發(fā)生變質(zhì)和擠壓褶皺，大部分為窿起剝蝕區(qū)形成揚(yáng)子準(zhǔn)地臺、黃陵背斜，奠定神農(nóng)架基底構(gòu)造輪廓;“晉寧運(yùn)動”揚(yáng)子克拉通與華北克拉通俯沖碰撞，西南邊緣堆積了涼風(fēng)埡組碎屑沉積或類磨拉石一復(fù)理石建造，神農(nóng)架地臺上升為陸，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造輪廓與構(gòu)造形跡形成。

根據(jù)地區(qū)斷裂活動、巖漿活動、地殼運(yùn)動、變質(zhì)作用、冰期沉積、裂陷槽沉積、陸塊沉積作用將神農(nóng)架地質(zhì)演變分為“三段式”沉積過程，前寒武紀(jì)分別為中元古代裂谷一沉積環(huán)境過渡期、中元古代末一新元古代早期前寒武紀(jì)古大陸基底形成、新元古代持續(xù)抬升統(tǒng)一陸臺形成期;古生代一中生代劃分為古生代臺緣一盆地的穩(wěn)定期;新生代形成俊險峽谷、坡陡懸崖的地形地貌。

3.1前寒武紀(jì)地質(zhì)構(gòu)造演化

3.1.1中元古代裂谷一沉積環(huán)境過渡期

神農(nóng)架群最早由江濤、華媚春命名，中元古界是神農(nóng)架群基底層形成時期（1400～1000Ma），耿元生等將中元古界分為早期和晚期，并認(rèn)為神農(nóng)架群形成于中元古界晚期。該時期處于大陸邊緣構(gòu)造環(huán)境中，構(gòu)造背景較為穩(wěn)定，邊緣區(qū)的裂谷發(fā)育成裂陷槽，臺地相區(qū)域的沉積蓋層有震旦系一志留系組形成的含炭碎屑一和碳酸鹽底部，神農(nóng)架群基性火山巖形成于海相環(huán)境，主要以碳酸鹽巖為主（代表巖石白云巖）。耿元生等將神農(nóng)架群劃分為11個組，由于斷裂和俯沖破壞造成地層的不連續(xù)，以及學(xué)者對地層劃分引用的標(biāo)準(zhǔn)較大的差異，因此對構(gòu)造背景認(rèn)識也存在爭議和不確定性。本文將神農(nóng)架地層層序從古到新，分別為鄭家組、石槽河組、大窩坑組和礦石山組（見表1）神農(nóng)架群不整合于青白口紀(jì)涼風(fēng)埡組、南華紀(jì)沉積蓋層之下。

中元古代以伸展作用為主，鄭家埡組位于神農(nóng)架群最下部，峰值年齡在1.6Ga和2.0Ga，鄭家埡組為裂谷體產(chǎn)物是神農(nóng)架弧與廟灣SSZ型蛇綠巖之間的弧前盆地沉積。多位于溝谷地段，常形成背斜核部，是神農(nóng)架群被動沉積初期受全球的拉張作用下陸內(nèi)裂谷沉積形成的，常構(gòu)成背斜核部及周緣，沉積有硅質(zhì)巖、含磁鐵硅質(zhì)巖陸棚相碎屑巖組合。主要分布于東部新華斷裂東側(cè)、湘江河、臺子等地，零星分布徐莊、長坊、鐵廠河等地。

石槽河組是神農(nóng)架群分布范圍最廣泛的一個地層單位，沉積厚度較大，發(fā)育多層火山碎屑巖。石槽河組由于下坳活動，地層在斜坡上地帶沉積，底部重力流強(qiáng)烈侵蝕下伏地層使得石槽河組和鄭家埡組呈現(xiàn)不整合接觸。石槽河組發(fā)育有堅(jiān)硬的白云巖，其原巖建造為砂巖、細(xì)粒巖、粉砂巖、硅質(zhì)巖、礫巖、火山凝灰?guī)r，為一套穩(wěn)定斜坡相碳酸鹽巖沉積。園區(qū)內(nèi)發(fā)育典型的層疊石形成于溫暖潮濕的淺海環(huán)境，構(gòu)造多見柱狀和波狀，內(nèi)部生物特征復(fù)雜，記錄了古地理環(huán)境的演變過程，胡寧對石槽河組建組剖面進(jìn)行研究，劃分了4個沉積相帶建立了7種巖相類型。野馬河峽谷奇秀的景觀由于地殼的不規(guī)律的抬升活動和河流沿節(jié)理侵蝕裂隙而形成。

大窩坑組峰值年齡在1.6Ga、2.0Ga、2.7Ga和2.8Ga處于神農(nóng)架盆地中期穩(wěn)定期，受海平面不斷升降旋回影響潮水變動頻繁，較強(qiáng)水動力影響波痕、潮歡層理發(fā)育，沉積了大窩坑組為穩(wěn)定潮坪沉積相，底部出現(xiàn)海侵底礫巖為濱岸相碎屑巖。

礦石山組在神農(nóng)架群的頂部，常見于神農(nóng)架群出露區(qū)的南西側(cè)，峰值年齡在12.0Ga、2.7Ga和2.8Ga。區(qū)域發(fā)育多種類型的層疊石代表潮間帶特殊的水動力條件：有形成原因典型環(huán)潮坪環(huán)境帳篷構(gòu)造及泥皮構(gòu)造;還有常見的柱狀、錐狀及夸狀類疊層石構(gòu)造，為穩(wěn)定的臺地相碳酸鹽巖和濱海相陸緣碎屑巖及赤鐵礦層。晚期受下降運(yùn)動影響，盆地的沉積范圍逐漸縮小。

中元古代中晚期以張裂活動為主，拉張強(qiáng)烈期火山作用沉積火山凝灰?guī)r，薊縣紀(jì)初為被動沉降（下坳）時期，沉積大巖坪巖楔和臺相碳酸鹽巖。該區(qū)域從早期穩(wěn)定狀態(tài)逐漸過渡為活動的裂谷沉積環(huán)境。

3.1.2中元古代末一新元古代早期

中新元古代時期是哥倫比亞（Columbia）和羅迪尼亞（Rodinia）演化時期，地殼的活動以張裂為主，巖漿活動頻繁，揚(yáng)子克拉通中元古代中早期屬于裂解階段，中元古代末晉寧運(yùn)動造成超級古陸形成，受晉寧運(yùn)動影響神農(nóng)架地區(qū)處于伸展構(gòu)造背景下，地殼剪切、區(qū)域動力變質(zhì)和拉張作用，大量的拉斑玄武質(zhì)火山噴發(fā)，而形成以碳酸鹽巖和碎屑巖為主大陸裂谷或裂陷槽沉積，為穩(wěn)定的被動陸緣沉積特征。新元古代早期，板塊碰撞產(chǎn)生高熱使下地殼物質(zhì)重熔基性物質(zhì)上涌巖導(dǎo)致巖漿巖演化主要為淺成一超淺成基性巖。

神農(nóng)架地區(qū)地層存在著不整合接觸，，形成NW-ES向的基地褶皺和斷裂，在構(gòu)造變形上，西南部具前陸褶沖帶變形特征，東北部為臺地褶皺區(qū)特征，神農(nóng)架群則表現(xiàn)為不同構(gòu)造樣式微地塊拼接事件。

3.1.3新元古代時期

新元古代為蓋層沉積形成時期，地層圍繞中元古代基地層從老到新呈環(huán)狀分布。從原神農(nóng)架群中解體出青白口紀(jì)涼風(fēng)埡組，青白口紀(jì)涼風(fēng)埡組峰值年齡1.6Ga和2.0Ga，與下伏神農(nóng)架群及上覆蓮沱組之間角度接觸呈現(xiàn)不整合。涼風(fēng)埡組為青白口紀(jì)晚期一南華紀(jì)晚期陸緣裂谷盆地的產(chǎn)物。青白口紀(jì)沉積物以陸源碎屑巖為主。涼風(fēng)埡組沉積結(jié)構(gòu)構(gòu)架從底部向上為濱岸相碎屑沉積一瀉湖相沉積一陸棚相的不同三個巖性段沉積盆地地層，底部與神農(nóng)架群呈微角度不整合接觸，具被動大陸邊緣盆地沉積特征。早期處于拉張的大地構(gòu)造環(huán)境，受海侵影響顯現(xiàn)為陸源濱岸相沉積，在晉寧運(yùn)動其受風(fēng)化剝蝕，神農(nóng)架地區(qū)南部尚保留有微古植物化石豐富的古城、南沱兩期冰磧巖，反映海水來自東南面，是全球性冰期事件留下的珍貴地質(zhì)遺跡。震旦紀(jì)早世晚期一震旦紀(jì)晚世，連續(xù)振蕩抬升形成統(tǒng)一陸臺。

中元古一新元古代晚期，地殼以張裂活動為主使陸塊增生，陸內(nèi)裂谷盆地沉積和陸緣裂陷槽沉積兩種沉積類型發(fā)育。

3.2古生代一中生代地質(zhì)構(gòu)造演化

古生代為岡瓦納大陸演化階段，為連續(xù)穩(wěn)定的臺緣一盆地的沉積特點(diǎn)。早古生代和晚前寒武紀(jì)地層出露多、發(fā)育齊全，為碎屑巖一碳酸鹽巖建造，是區(qū)域內(nèi)穩(wěn)定地臺的沉積蓋層，晚古生代，表現(xiàn)為一次大規(guī)模的海侵過程，中生代構(gòu)造隆起形成期

南華系、震旦系及其以后的地層呈蓋層狀，廣泛分布在神農(nóng)架群的周邊或向斜的核部。震旦紀(jì)地層出露齊全，燈影組地跨震旦紀(jì)和寒武紀(jì)兩個巖石地層單位，燈影組零星出露陽日斷裂以北，燈影組富含巨厚的白云巖往往形成峭壁，并發(fā)育溶洞。寒武紀(jì)灰一淺灰色白云巖普遍發(fā)育，礦產(chǎn)較豐富，牛蹄塘組是重要的含礦層位。

奧陶紀(jì)為淺海環(huán)境，奧陶紀(jì)地層沉積物以淺海碳酸鹽巖為主，并呈帶狀環(huán)繞神農(nóng)架穹隆周緣，石柱河擎天石柱和大九湖龍嘴巖石由奧陶紀(jì)的巖石組成。早期奧陶紀(jì)由于海侵呈開闊臺地相，中期晚期海侵一海退形成淺海臺地和淺海盆地相沉積，奧陶世末期頻繁地殼振蕩形成寶塔組上、下部間的特殊結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換面。區(qū)內(nèi)志留紀(jì)地層發(fā)育不全。晚中生代神農(nóng)架斷塊受擠壓隆起，而造成區(qū)域形成切割強(qiáng)烈的中山、中低山切割地貌。

3.3新生代地質(zhì)構(gòu)造演化

新生代以來大陸邊緣的動力學(xué)體系發(fā)生變化，以升降運(yùn)動為主，繼而引發(fā)大面積的間歇性隆升一神農(nóng)架穹隆和局部差異性斷裂活動一以新華斷裂為代表的北東向構(gòu)造，在隆起同時發(fā)育以拆離斷層為代表的伸展構(gòu)造形跡

晚侏羅到白堊紀(jì)為多幕式沉降，沉降中心不斷自東向西遷移，白堊紀(jì)盆地的消亡由于白堊紀(jì)末期東強(qiáng)西弱的格局發(fā)生反轉(zhuǎn)，受構(gòu)造變動影響導(dǎo)致東部伸展變形，沉積作用向區(qū)內(nèi)東部遷移，西部呈現(xiàn)收縮變形。古近紀(jì)末濱太平洋構(gòu)造體系持續(xù)發(fā)展，新近紀(jì)時期區(qū)內(nèi)的構(gòu)造活動以差異升降剝蝕夷平為主要特點(diǎn)，新近紀(jì)沉積物與下伏巖系之間為不整合關(guān)系受區(qū)內(nèi)多期運(yùn)動和構(gòu)造作用的影響形成區(qū)內(nèi)山巒迭嶂、群峰兀立、峽谷縱橫的地形地貌。

第四紀(jì)地層零星分布，沉積盆地、河谷洼地在區(qū)域分布較廣，表現(xiàn)為較淺的沉積厚度，極不連續(xù)沉積時間，少量發(fā)育的小型斷層。第四紀(jì)地層堆積于神農(nóng)架地區(qū)河谷的三級階地之上。神農(nóng)架南北的斷裂構(gòu)造構(gòu)造格局影響，南坡盆地標(biāo)高大致在1700m左右，北坡盆地標(biāo)高約1000m，導(dǎo)致南北坡升降幅度差異明顯。

4結(jié)論與討論

通過對園區(qū)內(nèi)地質(zhì)的演化過程、巖相形成機(jī)制探討得出：神農(nóng)架地區(qū)形成于超級地幔柱主導(dǎo)的哥倫比亞超大陸裂解背景，與全球其他大陸一樣是全球的構(gòu)造演化重要部分，具有全球?qū)Ρ纫饬x。神農(nóng)架地區(qū)斷裂帶形成的時間和區(qū)域構(gòu)造演化和地質(zhì)結(jié)構(gòu)定型時間有密切的相關(guān)性;神農(nóng)架地區(qū)巖相古地理的格局主要為海平面上升濱海相地貌、臺盆相間，碎屑沉積環(huán)境;特殊地貌是多期運(yùn)動、多重作用共同演化的結(jié)果。神農(nóng)架獨(dú)特地貌格局、古生物特征、豐富的古生物化石沉積歷史反映出構(gòu)造演變和發(fā)展的多元化過程。