貴州開陽洋水背斜初始褶皺特征初探

戴玉皇 劉 翔 陳鳳雨

（貴州省地礦局地球物理地球化學勘查院，貴州 貴陽 550018）

1 地質概況

研究區大地構造位于揚子準地臺鄂、湘、黔凹陷帶黔中隆起北緣，屬黔中東西構造帶、川黔構造帶及新華夏系第三巨型隆起交接復合、橫跨反接及重疊部位。區域地質構造為一系列NNE向的短軸背斜，發育緊密，形態窄小，向斜則寬緩，軸部斷裂構造發育。研究區主要構造為一短軸梭形背斜，稱洋水背斜。背斜軸向NE，兩翼不對稱，西陡東緩，西翼傾角25°-45°，東翼傾角10°-25°，局部受斷裂影響，地層發生直立甚至倒轉。在核部及兩端傾伏處發育多條斷裂構造，其中核部多為逆斷層，少量發育正斷層，走向與背斜軸向近一致；轉折端多為正斷層，走向垂直或斜交地層。斷層產狀較陡，傾角一般為50°-80°。

受加里東運動影響，本區缺失奧陶紀、志留紀、泥盆紀和石炭紀地層，洋水背斜核部地層主要為前震旦紀板溪群變質砂頁巖、板巖，兩翼依次出露震旦系南沱組冰磧礫巖、紫紅色砂頁巖、陡山沱組含磷地層、燈影組藻白云巖和寒武紀及二疊紀地層。目前，認為洋水背斜地區有三個磷礦層位[1][2]，即為上磷礦、中磷礦、下磷礦，上磷礦產于洋水背斜兩翼寒武系底部牛蹄塘組黑色頁巖之中；中、下磷礦產于洋水背斜近核部的陡山沱組之中。其中，下磷礦層為規模巨大的淺海相沉積礦床[3]，厚3m-5m，品位P2O533%以上，為磷酸鹽富礦，亦為本區研究的重點。

圖1 貴州省早震旦世陡山沱期巖相古地理略圖（據《全省磷礦預測》修編）

2 洋水背斜初始褶皺特征

2.1 黔中隆起

“黔中隆起”最初由羅繩武教授提出，其后被地質學界長期使用，但其范圍和性質多有分歧，本文所指的黔中隆起東界在福泉、余慶一帶，西界在赫章、納雍附近，北界在仁懷、湄潭一線，南界在安順、貴陽、福泉連線附近。該區是一個長期隆起地帶，總體看來在中奧陶紀以前為水下隆起，在中奧陶紀至石炭紀為古陸，成為蝕源區，早二疊紀起淪入水下。

早震旦世陡山沱期，貴州正處于上揚子古陸東南被動邊緣向前陸充填的活動期，晉寧運動后黔中地區隆升成古陸，為物源供給區，周緣沉降盆地接受陸表海沉積，溶解磷酸鹽的富磷上翻洋流由湖南西部自東向西進入貴州，在適宜的環境和生物化學條件下形成了含磷巖系[4]。依據巖石和磷塊巖的結構、構造、沉積層序、巖石組合、水動力條件、古生物組合及生態等沉積環境標志，將陡山沱期古地理格局沿古陸周緣岸線向外漸變過渡，按相序配置劃分為四個相帶：近岸淺水區域為潮坪—瀉湖—障壁礁灘相帶，屬障壁型海岸相組；初始淺海臺地相帶，屬臺棚相組；臺地前緣斜坡相帶和淺海陸棚盆地相帶，屬陸棚相組[5]。

研究區位于黔中隆起的北緣（圖1），屬海灣瀉湖環境，北方朝海，入海口有一東西向障壁礁灘，減弱了海水對海灣的強烈沖刷作用，使海灣處于一個相對穩定的沉積環境，有利于生物的生長繁殖和碎屑的沉積。

2.2 洋水背斜主要斷裂構造

洋水背斜的主要構造為巖腳斷層、沙壩土斷層及溫泉復雜斷塊，研究區以洋水背斜及其伴生相關構造為主體，北以邱家營斷層、南以白馬洞斷層、西以南極頂斷層、東以高云斷層為界。

2.3 洋水初始褶皺形成

通過以洋水初始褶皺（以下簡稱初始褶皺）含磷巖系中的下磷礦層為研究對象，來探究洋水初始褶皺特征，依據現有地勘資料，探究洋水褶皺及其伴生的斷裂構造發展演化。

初始褶皺形成的具體時間段：從洋水地區進入活動性地臺蓋層發展演化時期，青白口系上部南沱組頂部遭受不均勻剝蝕，趨于夷平并形成囊括“南沱組頂部、陡山沱組、燈影組底部”的含磷巖系后，直至本區加里東運動最強的一幕—廣西運動的出現，至此，陡山沱期開陽中心—息烽一帶相對隆起，在陸緣濱岸碳酸鹽臺地的礁灘微相環境中形成了下磷礦層，呈舒緩的穹狀、箱狀隆起產出；晚期全區為動蕩的濱、淺海盆地，并伴隨燈影組白云巖沉積；其末世，部分地段短暫上升成陸，隨即沉積寒武紀下統牛蹄塘組至明心寺組地層。

本區加里東運動主要表現為西強東弱、南強北弱的差異性上升[6]；強烈的南北向擠壓應力場導致原始的上揚子陸塊的一部分演變為略呈東西向的黔中隆起，并繼續主導了洋水背斜地區低緩的穹狀或箱狀隆起，初始褶皺成寬緩的短軸背向斜產出，伴生與其相關配套的斷裂、節理裂隙體系。

2.4 洋水初始褶皺特征

極樂礦段是確認初始背斜的關鍵地段，主要考慮背斜核部是南華系地層分布，局部也有青白口系地層斷露，南起石筍口，北至溫泉礦段傾沒。在NE10°-15°方向上，南段始終有大片南華系地層分布，即為洋水背斜的軸部地層；在溫泉礦段傾沒端的斷夾塊中，南華系、震旦系陡山沱組、燈影組構成背斜向北傾沒的鼻端構造。其初始褶皺與主要構造的相互關系如圖2、3、4所示。

極樂向斜其本質是燕山期逆沖推覆構造體系的一部分，是位于F403逆沖推覆面（斷坪）之上的、剝蝕殘余的逆沖巖席。在其遭剝蝕后出露的港灣狀空間中，沿NE10°-15°方向，多處斷續出露南華系、震旦系陡山沱組、燈影組地層，形成背、向斜束，部分為倒轉褶皺，反映了逆沖巖席鋒緣及巖席兩側與下伏巖層、構造的相互作用。也就是說，揭去F403逆沖推覆面（斷坪）之上逆沖巖席，南沱階到加里東期形成的以“下磷礦層”為標志層的初始褶皺是客觀存在的。

東翼北端的明泥灣勘探剖面上，F403逆沖斷層呈斷坪截切了下磷礦層，向東也表現了低傾角的產出特征。東翼深部新區的盲礦段，除被逆沖疊瓦狀縱貫斷層截切的部分礦層牽拉成小型褶皺外，下磷礦層的主體仍然保留了10°左右的低傾角，這些都是初始褶皺存在的證據。

結語

根據以上研究，獲取的幾點認識如下。

（1）洋水背斜地區屬海灣瀉湖環境，溶解磷酸鹽的富磷上翻洋流由湖南西部自東向西進入貴州黔中地區，入海口有一東西向障壁礁灘，減弱了海水對海灣的強烈沖刷作用，使海灣處于一個相對穩定的沉積環境，有利于生物的生長繁殖和碎屑的沉積。

（2）從洋水地區進入活動性地臺蓋層發展演化時期，青白口系上部南沱組頂部遭受不均勻剝蝕，趨于夷平并形成含磷巖系；廣西運動的促使陡山沱期開陽、息烽一帶相對隆起，在陸緣濱岸碳酸鹽臺地的礁灘微相環境中形成了下磷礦層；晚期全區為動蕩的濱、淺海盆地，并伴隨燈影組白云巖沉積；末世，部分地段短暫上升成陸，隨即沉積寒武紀下統牛蹄塘組至明心寺組地層。

（3）南沱階到加里東期形成的以“下磷礦層”為標志層的初始褶皺是客觀存在的。東翼北端的明泥灣勘探剖面上，F403逆沖斷層呈斷坪截切了下磷礦層，向東也表現了低傾角的產出特征。東翼深部下磷礦層的主體仍然保留了10°左右的低傾角，這些都是初始褶皺存在的證據。

[1]葉連俊.中國磷塊巖的形成特點、礦石類型及遠景評價[M].北京:科學出版社,1959.

[2]葉連俊等.中國磷塊巖[M].北京:科學出版社,1989.223-237.

[3]吳祥和,韓至均,蔡繼鋒,等.貴州磷塊巖[M].北京:科學出版社,1989.223-237.

[4]周明輝.論“黔中隆起的形成與演化”[J].南方油氣,2005.18(2) :6-9.

[5]何熙琦,肖加飛,王尚彥,等.黔中隆起研究[J].貴州地質,2005.22(2):83-89.

[6]戴新春,黃友莊.芻議黔中隆起及形成過程中的均衡沉陷作用[J].貴州工業大學報,1998,27(2):23-26.