段漢明陳興旺 楊偉強(qiáng)
（西北大學(xué)城市與資源學(xué)系 西安 710069）
摘要：通過秦嶺造山帶基本地質(zhì)特征、北秦嶺的組成及寬坪群的演化特征等不同層次的宏觀尺度的分析，認(rèn)為翠華山地質(zhì)地貌表征了大區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的演化過程。翠華山地質(zhì)演化主要受多期多次、多尺度巖漿熔融作用和北秦嶺厚皮疊瓦逆沖構(gòu)造作用兩種內(nèi)、外動(dòng)力的控制，是秦嶺造山帶大背景下多種因素在多尺度時(shí)空過程中不斷演化的結(jié)果。
關(guān)鍵詞：秦嶺造山帶北秦嶺混合巖化翠華山
橫貫于中國大陸中央的秦嶺等造山帶對(duì)我國南北地理、氣候、生態(tài)、乃至文化分野，無疑起了重要作用。秦嶺造山帶巖漿活動(dòng)和隆升成山作用的時(shí)空分布、強(qiáng)度、活動(dòng)方式、隆升速率、演化趨勢(shì)及其對(duì)環(huán)境、氣候、災(zāi)害、生態(tài)的控制影響，對(duì)全球變化或區(qū)域性環(huán)境的影響，顯然是至關(guān)重要的，將為全球化研究提供重要基礎(chǔ)與依據(jù)。
翠華山地處秦嶺北麓，北側(cè)距秦嶺北麓大斷層直線距離僅4km，斷裂南盤為北秦嶺厚皮疊瓦逆沖構(gòu)造帶，簡(jiǎn)稱北秦嶺，斷裂北側(cè)為第四紀(jì)山前洪積傾斜平原，斷面傾角50～70° ，傾向北，走向近東西，為南升北降的高角度正斷層。在太乙峪口斷層地貌清楚，可見清晰的斷層三角面，河西的洪積扇頂部具有走向近東西長(zhǎng)約400m的斷層陡坎，北側(cè)斷落，實(shí)測(cè)地形垂直斷距7m，推測(cè)斷層在最近5000年來有過活動(dòng)。
翠華山地質(zhì)地貌從一個(gè)側(cè)面反映了秦嶺地質(zhì)發(fā)展演化的歷史，并具有構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、地層學(xué)、巖相學(xué)等多尺度、多層次的已知的和未知的科學(xué)意義。
1 秦嶺造山帶基本地質(zhì)特征
秦嶺造山帶是經(jīng)歷長(zhǎng)期多次不同造山作用而形成的復(fù)合型大陸造山帶，在中國大陸的形成與演化中占有重要地位。地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)等多學(xué)科綜合研究表明，其形成與演化可以概括主要經(jīng)歷了3個(gè)不同構(gòu)造演化階段：
?。?） 晚太古代～古元古代造山帶前寒武紀(jì)基底的形成演化（3.01.6Ga）。早期寒武紀(jì)結(jié)晶基底（Ar—Pt1）的形成包含了現(xiàn)今秦嶺造山帶中分散殘存和包容的各不同成因與來源的非均一拼合結(jié)晶巖塊（地塊），這些結(jié)晶巖塊（地塊）的構(gòu)造單位、形成體制及原始?xì)w屬部位、形成與演化等尚不十分清楚。張國偉等（2000）認(rèn)為，前寒武紀(jì)結(jié)晶基底的演化應(yīng)是中國早期地殼的形成演化問題，秦嶺造山帶的演化應(yīng)從中新元古代開始。
?。?）新古代至中三疊世，以現(xiàn)代板塊構(gòu)造體制為基本特征的板塊構(gòu)造演化
?。?.8～0.2Ga）。秦嶺是在早前寒武紀(jì)先期構(gòu)造演化基礎(chǔ)上，從新元古晚期到中生代早期作為原古東特提斯洋域的北翼分支逐漸發(fā)展，先后于震旦紀(jì)和泥盆紀(jì)分別開始演化出兩個(gè)有限洋盆，即古秦嶺商丹洋盆和勉略洋盆，因而劃出三個(gè)板塊：華北、揚(yáng)子板塊及其之間的秦嶺微盆，它們分別沿商丹和勉略兩主縫合帶俯沖碰撞造山，于晚海西-印支期最后拼合封閉，形成統(tǒng)一板塊大陸?？傮w概括，秦嶺主造山期板塊構(gòu)造的一級(jí)單元即是三個(gè)板塊：華北、揚(yáng)子和秦嶺板塊和兩個(gè)縫合帶：商丹和勉略帶。
秦嶺造山帶主造山期是通過揚(yáng)子、秦嶺、華北三板塊和兩個(gè)洋盆于新元古代至中三疊世依次向北自東而西斜向俯沖碰撞而形成的，主造山期板塊體制的物質(zhì)建造結(jié)構(gòu)與后主造山期的上疊蓋層組合等形成秦嶺現(xiàn)今地殼的三大構(gòu)造層的結(jié)構(gòu)基本格架。它們分別構(gòu)成秦嶺造山帶長(zhǎng)期形成發(fā)展的各主要一級(jí)構(gòu)造演化階段的組成、結(jié)構(gòu)、主導(dǎo)標(biāo)志性構(gòu)造界面與時(shí)間序列記錄，成為秦嶺大地構(gòu)造演化階段劃分的最主要依據(jù)之一。其中新元古代~中三疊世是秦嶺造山帶形成與演化的主造山作用時(shí)期，秦嶺帶內(nèi)各主要板塊、地塊間的關(guān)系和秦嶺的基本物質(zhì)組成及其構(gòu)造骨架是由它所奠定。
?。?） 中新生代陸內(nèi)造山作用與構(gòu)造演化。中新生代陸內(nèi)造山作用主要包括：①主造山期后的伸展塌陷構(gòu)造（T3—J1）；②燕山中晚期的陸內(nèi)造山的逆沖推覆和花崗巖漿活動(dòng)（J—K1）；燕山晚期至喜馬拉雅期的擠壓與伸展構(gòu)造共存的急劇隆升成山演化（K2—R）。
秦嶺造山帶在中新生代陸內(nèi)造山作用下發(fā)生的板塊間或板內(nèi)（陸內(nèi)）多個(gè)塊體間、多期次、多層次相互俯沖、碰撞、拼貼、疊覆的復(fù)雜過程和發(fā)散型的廣泛構(gòu)造變形，具有多樣性、區(qū)域性和復(fù)雜性。秦嶺在其長(zhǎng)期地質(zhì)演化歷史中，經(jīng)歷不同構(gòu)造發(fā)展階段，以不同構(gòu)造體制的演化和多期不同構(gòu)造體制下的擠壓收縮與伸展擴(kuò)張和剪切走滑旋轉(zhuǎn)構(gòu)造的反復(fù)交替復(fù)合深化過程，造成其現(xiàn)今復(fù)雜綜合的構(gòu)造格局、組合與基本形態(tài)。
張國偉等（2000）將秦嶺造山帶上部地殼構(gòu)造幾何學(xué)模型與運(yùn)動(dòng)學(xué)特征概括為：總體呈現(xiàn)為近東西向狹長(zhǎng)展布的不對(duì)稱扇狀反向多層次逆沖推覆疊置構(gòu)造，并疊加廣泛的剪切走滑與擴(kuò)張伸展構(gòu)造與東西向趨于三塊裂解的復(fù)合型構(gòu)造幾何學(xué)模型，簡(jiǎn)稱為東西向不對(duì)稱扇狀反向多層次推覆構(gòu)造疊置為主的復(fù)合型造山帶構(gòu)造模式。
2 北秦嶺的組成及寬坪群的演化特征
秦嶺造山帶現(xiàn)今基本構(gòu)造單元?jiǎng)澐譃椋孩袢A北地塊（原華北板塊）南部：Ⅰ1秦嶺造山帶后陸逆沖斷裂褶皺帶，或稱華北地塊南緣帶，Ⅰ2北秦嶺厚皮疊瓦逆沖構(gòu)造帶；Ⅱ揚(yáng)子地塊（原揚(yáng)子板塊）北緣：Ⅱ1秦嶺造山帶前陸逆沖斷裂褶皺帶，Ⅱ2巴山—大別山南緣巨型推覆前鋒逆沖帶；Ⅲ秦嶺地塊（原秦嶺微板塊）：Ⅲ1南秦嶺北部晚古生代裂陷帶，或稱南秦嶺北部逆沖推覆構(gòu)造帶，Ⅲ2南秦嶺南部晚古生代隆升帶，或稱南秦嶺巴山弧形逆沖推覆系；SF1商丹斷裂系（原商丹板塊主縫合帶）；SF2勉略斷裂系（原勉略板塊主縫合帶）等。
北秦嶺東西延伸千余公里狹長(zhǎng)一帶，南北最寬約150Km，一般僅80Km，是秦嶺造山帶中從組成到構(gòu)造最為復(fù)雜的地帶，現(xiàn)今地表成大小不一的透鏡狀巖塊以不同級(jí)別規(guī)模和性質(zhì)、類型的斷裂為骨架，總體構(gòu)成指向南的高角度逆沖疊瓦推覆堆置拼合構(gòu)造，是在原秦嶺板塊構(gòu)造的華北板塊南緣溝、弧、盆活動(dòng)大陸邊緣基礎(chǔ)上，發(fā)生華北與揚(yáng)子、秦嶺板塊的先后俯沖碰撞拼合，又疊加中新生代陸內(nèi)造山構(gòu)造而形成的一個(gè)復(fù)雜拼合結(jié)合帶和多期疊加的復(fù)合構(gòu)造帶。北秦嶺逆沖推覆構(gòu)造系主要由秦嶺雜巖推覆構(gòu)造、二郎坪推覆構(gòu)造和寬坪推覆構(gòu)造組成。翠華山地質(zhì)公園就位于北秦嶺寬坪推覆構(gòu)造帶上。
寬坪群分布于北秦嶺北半部，呈寬窄變化很長(zhǎng)的狹長(zhǎng)一帶斷續(xù)延伸，東西向千余公里，從陜甘交界的天水—寶雞—河南的桐柏毛集，向東則成斷裂構(gòu)造混雜巖塊混入北淮陽帶中。
寬坪群自上而下有三套變質(zhì)巖石組合構(gòu)成。下部主要為綠簾納長(zhǎng)陽起片巖、斜長(zhǎng)角閃巖、石榴斜長(zhǎng)角閃巖等。中部為云母石英片，二云石英片巖、石榴二云斜長(zhǎng)片麻巖等。上部為石英大理巖、黑云大理巖和角閃大理巖等。原巖主要由基性火山巖、碎屑巖和碳酸鹽巖組成。其中碎屑巖研究證明其物質(zhì)來自南側(cè)秦嶺雜巖和北側(cè)太華雜巖而具雙源性。
寬坪群變形強(qiáng)烈。多期構(gòu)造疊加置換，新生面理發(fā)育，可恢復(fù)其有四期構(gòu)造變形：第一期以順層片理及片內(nèi)無根褶皺及側(cè)層韌性剪切固態(tài)流變?yōu)橹饕攸c(diǎn)，判別主要為晉寧期產(chǎn)物；第二期為大中型平臥褶皺及倒轉(zhuǎn)重褶及韌性剪切作用。區(qū)域?qū)Ρ扰c同位素年代學(xué)研究證明該期構(gòu)造是古生代海西期弧—陸碰撞產(chǎn)物（C2-3），以上兩期也被稱為寬坪先期逆沖推覆構(gòu)造；第三期為中新生代晚期—印支晚期的逆沖推覆構(gòu)造，主要表現(xiàn)為小寬坪和北寬坪等先期逆沖斷層構(gòu)造，重新成為新的脆性推覆斷層，自北向南逆沖推覆在南側(cè)云架山群（相當(dāng)二郎坪群，Pt3—P2）和T3—J1之上；第四期在印支期構(gòu)造基礎(chǔ)上，發(fā)生伸展抬升，沿?cái)嗔研纬闪薐—K沉積盆地，但又于燕山中晚期再次發(fā)生多級(jí)向南的逆沖推覆構(gòu)造，使寬坪巖群、欒川巖群等先期構(gòu)造巖片又逆沖疊覆于J-K巖層之上，無疑是新生代構(gòu)造用所致。
從北秦嶺整體分析，其厚皮疊瓦逆沖推覆構(gòu)造系具有以下特點(diǎn)：
?。?） 它是在先期多次逆沖推覆構(gòu)造基礎(chǔ)上復(fù)合疊加，以晚期中新生代為主體的復(fù)合型逆沖推覆結(jié)構(gòu)。
?。?） 北秦嶺推覆構(gòu)造系剖面組合顯示，上部以主干推覆斷層和三大推覆構(gòu)造巖片呈高角度北傾南倒指向南的依次逆沖疊瓦堆置為其基本構(gòu)造格局，總體構(gòu)成北秦嶺現(xiàn)今中上地殼向南的疊瓦狀堆置結(jié)構(gòu)。
3 翠華山地區(qū)的地質(zhì)特征
翠華山地質(zhì)公園大部分是處在寬坪群變質(zhì)巖系中，出露的寬坪群變質(zhì)巖有黑云母石英片巖、黑云母角閃片巖等，構(gòu)成圍巖的主體，其中貫入大量古生代與中生代多期花崗巖，并引起混合巖化，形成混合交代型巖體?；旌辖淮团c交代、熔融程度有關(guān)，當(dāng)交代徹底、熔融程度高時(shí)，巖石類型較為簡(jiǎn)單，反之復(fù)雜。翠華山巖體屬交代熔融程度低的巖體，受多期多次巖漿，巖石類型較為復(fù)雜。
翠華山混合巖的類型從注入式混合巖—眼球狀混合巖—腸狀混合巖—條帶狀混合巖—片麻狀混合巖—混合花崗巖，清楚地展示了混合演化作用由弱到強(qiáng)的發(fā)展過程。
在翠華山原山門東側(cè),圍巖與巖脈形成侵入接觸，界限明顯，中間為花崗質(zhì)巖脈，兩側(cè)為中元古界寬坪的黑云母片巖。
在白水泥廠前公路旁,圍巖與巖漿形成底辟構(gòu)造，巖漿上涌是原巖地層被拱起，形成寬緩的背斜構(gòu)造。
混合片麻巖，巖石中的暗色礦物定向排列，具有清楚的片麻狀構(gòu)造，巖性均一，已不能區(qū)分基體與脈體，成分與花崗巖相似。混合巖化作用的最后階段是花崗巖化作用，基本與脈體之間的界限完全消失，形成一種不同于巖漿侵入形成的花崗巖，巖性均一，塊狀節(jié)理發(fā)育，有時(shí)可見到原變質(zhì)巖的殘留體。
翠華山的混合巖在古構(gòu)造—熱基礎(chǔ)上，又經(jīng)歷中新生代晚期推覆構(gòu)造，又由于秦嶺的晚近急劇隆升，遭受強(qiáng)烈侵蝕，終使公園屬地形成現(xiàn)今地質(zhì)內(nèi)外動(dòng)力作用下，山峰巖層發(fā)育近似垂直的不同類型的構(gòu)造剖面、斷層、片理、節(jié)理等，構(gòu)成后來山體易于發(fā)生高空崩塌的地質(zhì)基礎(chǔ)。
翠華山巖石節(jié)理以剪切節(jié)理為主，節(jié)理面產(chǎn)狀基本穩(wěn)定，延伸較遠(yuǎn)，節(jié)理面平直光滑，礦物質(zhì)充填較少，并以共軛X型節(jié)理系產(chǎn)出，將翠華山巖體切成菱形及棋盤格式形狀。根據(jù)野外實(shí)地觀察，翠華山巖體發(fā)育六組節(jié)理構(gòu)造，其中以近東西向及近南北向兩組節(jié)理最為發(fā)育，而該兩組節(jié)理又以高傾角(65～80°)傾向分別以向北及向東為特征。
翠華山斷裂面是具有明顯位移的斷層構(gòu)造面，疊加于節(jié)理構(gòu)造之上，使巖體進(jìn)一步破碎。斷裂構(gòu)造屬于非透入性構(gòu)造，在水湫池景區(qū)內(nèi)僅發(fā)現(xiàn)三條，產(chǎn)狀與秦嶺山前斷裂相似，走向近東西，傾向向北，傾角為65～70°。斷層性質(zhì)以脆性正斷層為主，斷面發(fā)育擦痕及階步構(gòu)造遺跡，斷面光滑如鏡，發(fā)育硅質(zhì)動(dòng)力結(jié)晶擦痕。
變質(zhì)層理面構(gòu)造是破壞翠華山巖體整體性的另一重要因素。該地區(qū)的背景地層為寬坪群中—深變質(zhì)地層。在巖漿侵入就位過程中發(fā)生混合巖化作用，捕虜圍巖包體，形成混合巖化片麻理不連續(xù)結(jié)構(gòu)面，在該結(jié)構(gòu)面上發(fā)育云母片狀礦物，使得巖石更易剝離瓦解。
結(jié)語:
綜合上述秦嶺造山帶—北秦嶺—寬坪群—翠華山的地質(zhì)特征，表明翠華山地質(zhì)狀況從一個(gè)“點(diǎn)”上表征了區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜演化過程：
在秦嶺造山帶的造山期，華北、揚(yáng)子、秦嶺板塊的不斷運(yùn)動(dòng)中，常常是某些突出的部位，首先是點(diǎn)接觸碰撞，同時(shí)北秦嶺的有些地段有規(guī)律出露最早的俯沖碰撞型花崗巖，如柞水（264Ma），翠華山（A型，345Ma）和寶雞（CⅠ、BⅢ、EⅣ等類型，262Ma）等巖體。每期花崗巖漿活動(dòng)及其特定的巖石類型，都表征了秦嶺造山帶板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的一個(gè)特定階段和形式，很好地揭示和反演了秦嶺造山帶構(gòu)造演化和動(dòng)力學(xué)過程。加里東—海西—印支期，出現(xiàn)大量的俯沖和碰撞型花崗巖，是秦嶺造山帶真正板塊構(gòu)造發(fā)展演化的時(shí)期。印支期末出現(xiàn)代表穩(wěn)定環(huán)境的奧長(zhǎng)環(huán)斑花崗巖和A型花崗巖，表明秦嶺大規(guī)模板塊俯沖體制下的擠壓造山作用已經(jīng)完成，華北與揚(yáng)子兩大板塊由東向西，從大別山到秦嶺以拼合為一體，統(tǒng)一的秦嶺巖石圈已經(jīng)形成，開始了板塊內(nèi)的構(gòu)造演化階段，繼續(xù)著秦嶺造山帶的發(fā)展演化歷史。
從翠華山地質(zhì)構(gòu)造的剖面、斷層、片理、節(jié)理、巖相等分析，翠華山的地質(zhì)演化及崩塌機(jī)理，主要受到兩種因素（或過程）的控制：
(1) 古生代與中生代多期花崗巖與寬坪群圍巖的混合巖化作用,形成今天翠華山地質(zhì)公園各種類型的混合巖，這種混合巖化過程是翠華山地質(zhì)演化的內(nèi)在動(dòng)力和演化機(jī)理。翠華山混合巖類型中注入式混合巖到混合花崗巖的眾多類型表明，在一定的地域范圍內(nèi)，在多期構(gòu)造—熱事件作用下，混和巖化受多期多次、多尺度巖漿熔融作用的過程，同時(shí)也反映出其交代熔融程度較低的狀況.
(2) 北秦嶺厚皮疊瓦逆沖構(gòu)造的作用.翠華山地質(zhì)公園位于寬坪群推覆構(gòu)造帶上，而寬坪群變形強(qiáng)烈，多期構(gòu)造疊加置換，新生面理發(fā)育.從目前翠華山地質(zhì)研究的成果來看，要將其疊瓦逆沖推覆構(gòu)造還原為某一期，仍需要進(jìn)行更深入的研究，但有一點(diǎn)是清楚的，即翠華山的山峰巖層形成近似垂直的疊瓦狀構(gòu)造，是與北秦嶺以及寬坪群的多期多次的逆沖推覆構(gòu)造密切相關(guān)的。這種大范圍、大尺度的逆沖推覆構(gòu)造過程，對(duì)翠華山地質(zhì)公園的這個(gè)“點(diǎn)”來講，是巨大的外部動(dòng)力因素。也正是這個(gè)巨大的外部動(dòng)力，才形成今天翠華山山峰巖層近似垂直的疊瓦狀構(gòu)造，才為后來山體高空崩塌造就了地質(zhì)基礎(chǔ)。
翠華山的地質(zhì)特征是秦嶺造山帶歷時(shí)較長(zhǎng)的造山過程的大背景下發(fā)生和形成的，并不是某種或某幾種因素單獨(dú)作用的結(jié)果，而是在主要因素的主導(dǎo)作用下，多種因素（包括內(nèi)因和外因）在多尺度時(shí)空過程中耦合的結(jié)果。
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致謝：工作中得到張國偉院士的悉心指導(dǎo)，得到湯國安教授、張成立教授的鼎力支持，在此一并致謝。
