晚奧陶世五峰期上揚子海南緣的同生變形構(gòu)造形成機制

趙明勝，田景春，王約

1)成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，成都，610059； 2) 油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室(成都理工大學(xué))，成都，610059；3)貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴陽，550025

內(nèi)容提要：晚奧陶世上揚子海南緣以黑色碳質(zhì)頁巖為特征的五峰組筆石頁巖段中見有由小型褶皺和層間階梯狀斷層等構(gòu)成的同生變形構(gòu)造，其上下地層均為正常沉積的黑色頁巖。同生變形構(gòu)造開始于凱迪階末期Dicellograptus complexus，結(jié)束于Paraorthograptus pacificus。在空間分布上表現(xiàn)為靠近滇黔桂古陸一側(cè)的上揚子海盆內(nèi)(古藺—桐梓—松桃)的變形構(gòu)造層以小型褶皺為特征；向海一側(cè)(綦江—秀山)則逐漸過渡為以小型階梯狀斷層為主，同時伴有小型褶皺，但川南長寧一帶的五峰組中未發(fā)現(xiàn)有同生變形構(gòu)造。同生變形構(gòu)造在滇黔桂古陸向海一側(cè)較近陸一側(cè)發(fā)育，其變形強度逐漸增強，且由西向東同生變形構(gòu)造的發(fā)育強度增強，表明揚子海在沿滇黔桂古陸的西側(cè)可能為較平坦的古海底地貌，而東側(cè)具有較陡的斜坡存在。在渝東南秀山，僅同生變形構(gòu)造層內(nèi)發(fā)育有地震事件成因的火焰狀巖脈。另外，在桐梓地區(qū)，同生變形構(gòu)造層的上、下與正常沉積的黑色頁巖之間均見有斑脫巖層，因而推測火山噴發(fā)可能是導(dǎo)致變形構(gòu)造形成的主要誘因。在火山事件引起地殼多期震蕩的背景下，處于陡坡上的塑性泥(頁)巖發(fā)生滑動形成同生變形構(gòu)造。同時，奧陶紀(jì)末期是加里東運動的劇烈活動期，導(dǎo)致滇黔桂古陸西側(cè)較為平坦，而東側(cè)較陡的古海底地貌可能與奧陶紀(jì)晚期揚子陸塊與華夏陸塊發(fā)生的碰撞相關(guān)。

同生變形構(gòu)造系指發(fā)生在沉積作用不久后至固結(jié)成巖前的變形擾動(Lowe，1975，1976； Mills，1983；Allen，1986；Vanloon and Brodzikowski，1987；Maltman，1994)。在沉積物富含大量孔隙水或埋藏不深(Lowe，1975；Kawakami and Kawamura，2002)階段，在地殼顫動等因素下，由于壓實差異、重力滑動或滑塌等因素引發(fā)的變形構(gòu)造，其中以滑塌構(gòu)造引起的變形主要以揉搓及小型斷裂為特征(趙澂林和劉孟慧，1988；馮增昭，1993；呂洪波等，2003，2006；杜遠(yuǎn)生等，2007)。同生變形構(gòu)造在沉積盆地分析中具有較為重要的意義，尤其對重建古地理和構(gòu)造格局現(xiàn)狀具有重要的指示作用。趙澂林和劉孟慧(1988)以渤海灣周緣地區(qū)的東蹼凹陷下第三系沙三—沙四段為例，討論了同生變形構(gòu)造在古地理、古構(gòu)造和沉積環(huán)境等方面的意義；姜月華等(1993)通過滑塌揉皺的傾向恢復(fù)了皖南—鄂東南地區(qū)在寒武—奧陶紀(jì)時的古斜坡方向；呂洪波等(2011)根據(jù)靈山島早白堊世萊陽期地層中發(fā)育的滑塌體位移方向判斷了盆地的古地理特征，同時揭示了區(qū)域大地構(gòu)造信息。

圖1 上揚子地區(qū)構(gòu)造綱要示意圖(a)、晚奧陶世五峰期古地理格局(b)(據(jù)Liu Biaojun and Xu Xiaosong，1994；陳旭等，2001；馮增昭等，2004)和上奧陶統(tǒng)五峰組地層柱狀對比圖(c)Fig. 1 Tectonic outline map(a), the palaeogeographic map of the Late Ordovician Wufeng period(b)(after Liu Baojun and Xu Xiaosong，1994；Chen Xu et al．，2001；Feng Zengzhao et al．，2004)and section comparison of the Upper Ordovician Wufeng Formation of upper Yangtze area(c)

五峰期經(jīng)歷了地史上一次生物絕滅事件，導(dǎo)致約有85%的物種絕滅(Sheehan，1988，2001)。同時，全球性的加里東運動對我國南方的古地理、古環(huán)境、古氣候造成了重大的變革，但關(guān)于上揚子海南緣五峰期的同生變形構(gòu)造卻少有報道。本文是在渝南綦江觀音橋(N 28°37′49″, E 106°47′12″)和黔北桐梓南壩子(N 28°03′39″, E 106°51′52″)兩條剖面研究成果的基礎(chǔ)上(趙明勝等，2010)，又選取川南珙縣雙河(N 28°23′36″, E 104°52′50″)和古藺丁木(N 27°56′28″, E 106°07′00″)、渝東南秀山大田壩(N 28°28′01″, E 108°56′07″)、黔東北松桃陸地坪(N 28°12′56″, E 109°09′36″)以及鄂西宜昌王家灣(N 30°58′56″, E 111°25′10″)5條剖面(圖1a、1b)，通過詳細(xì)研究上揚子海南緣的變形構(gòu)造發(fā)育特征，深入探討五峰期變形構(gòu)造的形成機制，為該期上揚子的古地理—古海底地貌和區(qū)域構(gòu)造活動特征提供了證據(jù)。

1 區(qū)域概況

晚奧陶世五峰期揚子海位于赤道附近的中低緯度(王玉忠，1992；Boucot et al.，2009)，九江地峽將其分為上揚子和下?lián)P子兩部分(Wang K et al.,1997；馬力等，2004；嚴(yán)德天等，2009)，其中上揚子海西起川滇古陸、龍門山古陸，東到江南古陸、華夏古陸，南臨滇黔桂古陸。由于受到加里東運動的影響，滇黔桂古陸和華夏古陸面積有所擴大，導(dǎo)致?lián)P子海海域面積縮小，此時的揚子海處于半封閉的低能海洋環(huán)境，而到志留紀(jì)龍馬溪期，華夏古陸急劇擴大，與滇黔桂古陸拼合成一片，揚子海的海域面積進一步縮小(周名魁等，1993)。區(qū)內(nèi)的五峰組分別與上覆志留系龍馬溪組的黑色頁巖和下伏澗草溝組(臨湘組)的含泥質(zhì)灰?guī)r整合接觸(圖1c)，五峰組根據(jù)其巖性劃分為以含泥質(zhì)灰?guī)r為特征的觀音橋段及以碳質(zhì)頁巖為主的筆石頁巖段，生物特征觀音橋段以富產(chǎn)Hirnantia—Dalmanitina動物群化石而聞名(Temple，1965；戎嘉余，1979；汪嘯風(fēng)和柴之芳，1989；肖傳桃等，1996；戎嘉余和詹仁斌，1999；徐論勛等，2004)，并且聚集式保存；而筆石頁巖段沉積期，筆石占有優(yōu)勢地位，保存的化石具有定向排列的特點(尹海鑒等，2012)。五峰組地層沉積厚度較薄，存在有Dicellograptuscomplanatus，D.complexus，Paraorthograptuspacificus，Normalograptusextraordinarius—N.ojsuensis和N.persculptus5個化石帶(陳旭等，2000a，2000b；蘇文博等，2006a)。

2 變形構(gòu)造特征及時空分布

本文選取的剖面按其地理位置可以大致分為向海一側(cè)(四川長寧—重慶綦江—重慶秀山)以及向陸一側(cè)(四川古藺—貴州桐梓—貴州松桃)，并且向海與向陸一側(cè)的各剖面點的連線與滇黔桂古陸的西東走向大體一致(圖1b)。除川南長寧五峰組內(nèi)并未發(fā)現(xiàn)有變形構(gòu)造層外，其余均發(fā)育在五峰組的筆石頁巖段內(nèi)，且主要由小型褶皺和層間階梯狀的斷層構(gòu)成，其上覆和下伏地層均為同一巖性的、正常沉積的黑色頁巖(圖2；圖3)。

在時間分布上，通過對重慶綦江、貴州桐梓、貴州松桃、湖北宜昌4條剖面筆石帶的地層對比發(fā)現(xiàn)，重慶綦江的變形構(gòu)造層發(fā)生在D.complexus—P.pacificus內(nèi)的T.typicussubz.地層中(圖4a)；貴州桐梓的變形構(gòu)造層僅限于D.complexus(圖4a)；貴州松桃的變形構(gòu)造層發(fā)育在P.pacificus地層中的上部(圖4a)；湖北宜昌變形構(gòu)造層則發(fā)育于P.pacificus內(nèi)的T.typicussubz.的地層中(圖4a)。綜合上述4條剖面，五峰組的變形層開始于D.complexus，結(jié)束于P.pacificus，即凱迪階的末期(圖4a)。

圖2 重慶綦江、貴州桐梓、貴州松桃以及四川古藺剖面晚奧陶世五峰期變形構(gòu)造發(fā)育特征Fig. 2 Characteristics of deformation structures during Late Ordovician Wufeng period from sections of Qijiang in Chongqing, Tongzi and Songtao in Guizhou, and Gulin in Sichuan

(a)五峰組內(nèi)的同生變形構(gòu)造層。野外照片，重慶綦江觀音橋；Ⅰ—以密集陡傾角的階梯狀斷層為特征，Ⅱ—小型褶皺較為密集為特征，Ⅲ—階梯狀斷層產(chǎn)狀較緩且稀少，與其上伏正常黑色頁巖沉積層相接觸。LF—龍馬溪組；BM—五峰組筆石頁巖段；GM—五峰組觀音橋段；JF—澗草溝組；NS—正常沉積的黑色頁巖層；(b)示同生變形構(gòu)造層內(nèi)的階梯狀斷層，箭頭所指為共軛階梯狀斷層；(c)示階梯狀斷層間的小型褶皺。(d)示五峰組筆石頁巖段正常沉積黑色頁巖之下的小型階梯狀斷層。箭頭所指為同生變形構(gòu)造層中的階梯狀斷層。野外照片，重慶綦江觀音橋。(e)示五峰組筆石頁巖段同生變形構(gòu)造層內(nèi)的小型褶皺和共軛階梯狀斷層。小箭頭所指為共軛的小型階梯狀斷層，大箭頭所指小型平臥褶皺。野外照片，重慶綦江觀音橋。(f)示五峰組筆石頁巖段正常沉積層之下的小型褶皺。野外照片，重慶綦江觀音橋。(g)示五峰組筆石頁巖段同生變形構(gòu)造層上下的斑脫巖，箭頭所指為斑脫巖層。野外照片，貴州桐梓南壩子。(h)示五峰組筆石頁巖段同生變形構(gòu)造層內(nèi)的小型褶皺。野外照片，貴州松桃陸地坪。(i)示五峰組筆石頁巖段同生變形構(gòu)造層內(nèi)的小型褶皺。野外照片，四川古藺丁木(a)The contemporaneous deformed structures in Wufeng Formation. field photo, Guanyinqiao, Qijiang, Chongqing; Ⅰ—layer characterized by dense and angle-higher graded-faults; Ⅱ—layer characterized by the dense small-sized folds; Ⅲ—layer characterized by sparse and angle-lower graded-faults, and underlain the normal sedimentary black shales. LF—the Longmaxi Formation; BM—the Graptolite-shale Member, Wufeng Formation; GM—the Guanyinqiao Member, Wufeng Formation; JF—the Jiancaogou Formation; NS—normal sedimentary black shales layer. (b)Showing the graded-faults limited within the layer of contemporaneous deformed structures. Arrows showing the graded-faults. (c)Showing the small-sized folds between the double graded-faults.(d)Showing the small-size graded-faults underlaid the normal sedimentary black shales in the Graptolite-shale Member of the Wufeng Formation. Field photo, Guanyinqiao, Qijiang, Chongqing. Arrows showing the graded-faults.(e)Showing the small-size folds and graded-faults within the contemporaneous deformed structures in the Graptolite-shale Member of the Wufeng Formation. Field photo, Guanyinqiao, Qijiang, Chongqing. Small-arrows showing the conjugate faults; large-arrow showing the small-sized recumbent folds.(f)Showing the small-sized folds unerlaid the normal sedimentary black shales in the Graptolite-shale Member of the Wufeng Formation. Field photo, Guanyinqiao, Qijiang, Chongqing.(g)Showing a bentonite layer overlaid and underlain the contemporaneous deformed structures separately in the Graptolite-shale Member of the Wufeng Formation. Field photo, Nanbazi, Tongzi, Guizhou. Arrows showing the bentonite layers.(h)Showing the small-size folds within the contemporaneous deformed structures in the Graptolite-shale Member of the Wufeng Formation. field photo, Ludiping, Songtao, Guizhou.(i)Showing the small-size folds within the contemporaneous deformed structures in the Graptolite-shale Member of the Wufeng Formation. Field photo, Dingmu, Gulin, Sichuan

在空間分布上，向海一側(cè)的重慶綦江和重慶秀山變形構(gòu)造層具有多期變形的特點，并根據(jù)其變形構(gòu)造的特點可以大致分為2～3個構(gòu)造層段。兩地的變形特征具有相似性，趙明勝等(2010)曾對重慶綦江觀音橋剖面的變形構(gòu)造進行了報道。分布于綦江剖面的Ⅰ構(gòu)造層段與秀山Ⅰ構(gòu)造層段具有相同的構(gòu)造特征，均為密集的、陡傾角的、共軛的階梯狀斷層(圖2a、2b；圖3a)；綦江剖面的Ⅱ—Ⅲ構(gòu)造層段與秀山的Ⅱ構(gòu)造層段結(jié)構(gòu)相似，表現(xiàn)為以小型褶皺為主(圖2a、2c、2e、2f；圖3a、3b、3c)，并有層間階梯狀斷層切穿部分小型褶皺(圖2c；圖3c)。兩地的變形層厚度較厚，變形強度較為強烈。在秀山Ⅱ構(gòu)造層段的中部見有似層狀分布的、火焰狀的碳酸鹽巖脈，巖脈多與層面斜交或垂直(圖3a、3d、3e)；向陸一側(cè)(四川古藺—貴州桐梓—貴州松桃)的變形構(gòu)造層中的變形構(gòu)造基本一致，均見有小型褶皺(圖2g～i)，在桐梓剖面還見有層間小型階梯狀斷層，并且在變形層與上覆和下伏的黑色頁巖間發(fā)育有1.5～2cm的斑脫巖層(圖2g)。向陸一側(cè)的變形層厚度均較薄，且變形程度相對較弱。另外，還有一條剖面位于鄂西宜昌王家灣，該剖面的五峰組已被提名為赫南特階國際層型剖面(GSSP)，保存有完整筆石序列和豐富的赫南特動物化石(Chen Xu et al.，1999；陳旭等，2000a)。在王家灣五峰組筆石頁巖段也發(fā)育有較為寬闊的由褶皺構(gòu)成的變形構(gòu)造層，變形構(gòu)造層的上覆和下伏地層均為未變形的、產(chǎn)狀正常的黑色頁巖層(圖3f)。

3 同生變形構(gòu)造形成機制

3.1 變形類型

同生變形構(gòu)造其明顯特征為被局限于未變形的某一層(曾允孚和夏文杰，1986；趙澂林和劉孟慧，1988；陳洪德等，1989；呂洪波等，2003；趙明勝等，2010)。研究區(qū)五峰組內(nèi)的變形構(gòu)造層均發(fā)育在筆石頁巖段且由階梯狀斷層以及其間小型褶皺所組成，不同于沉積前構(gòu)造(pre-depositional structure)(Selley，2000；呂洪波等，2003)，并且變形構(gòu)造層上、下地層均為正常沉積的、且?guī)r性與變形構(gòu)造層相同的未變形黑色頁巖。Lowe(1975)認(rèn)為發(fā)生在粘土巖中的變形則是處于液化與未活化二端元狀態(tài)之間的一種過渡狀態(tài)。五峰期的變形構(gòu)造發(fā)生時，沉積物應(yīng)處于水塑性(Hydroplastic)的狀態(tài)，此時沉積物顆粒之間內(nèi)聚力(由沉積顆粒之間的磨擦力或電子鍵力產(chǎn)生)并未完全消退，使得沉積物保留有較大的屈服強度(yield strength)。在該狀態(tài)下發(fā)生變形的沉積物通常具有較大的粘度，且較為完整地保存了沉積物變形時的狀態(tài)。在空間上表現(xiàn)為靠近滇黔桂古陸一側(cè)的變形構(gòu)造層以小型褶皺為特征，向海一側(cè)則逐漸過渡為以小型階梯狀斷層為主，同時伴有小型褶皺，并且小型褶皺的軸面方向和階梯狀斷層的走向也與古海岸線及水下隆起的方向基本一致(圖4b)。綜上所述，上揚子海南緣的變形構(gòu)造層為形成于沉積后-固結(jié)成巖前的同生變形構(gòu)造，而非成巖之后的后期構(gòu)造運動所致。

3.2 古地貌及觸發(fā)機制

發(fā)生同生變形需要塑性沉積物處于陡峭的古地貌條件以及足夠的動力因素促使其發(fā)生(Hampton and Lee, 1996)。研究區(qū)內(nèi)靠近滇黔桂古陸一側(cè)且發(fā)育有同生變形構(gòu)造層的五峰組筆石頁巖段沉積厚度(9.2～26.25m)較向海一側(cè)(1.3～12.02m)厚(圖1c)，兩側(cè)的筆石頁巖段在沉積厚度上存在較大的差異(圖1c)，加之東部的“黔中隆起”，因而推測奧陶紀(jì)五峰期較遠(yuǎn)離古陸的綦江—秀山一帶可能存在有相對較陡的古地貌地形。另外，斜坡的坡度在1～2度時就可在地震或自身重力的條件下發(fā)生水下滑坡(王東波，1980；炎金才，1995)。但在川南長寧(11.64m)的五峰組中未發(fā)現(xiàn)有同生變形構(gòu)造層，且在古地理分布上，同生變形構(gòu)造在滇黔桂古陸向海一側(cè)較近陸一側(cè)發(fā)育，且由西向東同生變形構(gòu)造的發(fā)育強度增強。因而上揚子海在沿滇黔桂古陸的西側(cè)可能為較為平坦的古海底地貌。與戎嘉余等(2011)認(rèn)為西部海岸線相對平穩(wěn)、海底相對平坦，而東部海岸線變化增大、海底起伏不平的格局相一致，研究區(qū)內(nèi)五峰期具有南高北低、西緩東陡的古地理格局。

奧陶紀(jì)晚期受加里東運動的影響，揚子陸塊與華夏陸塊發(fā)生匯聚作用(李志明等，1997；尹福光等，2002；蘇文博等，2006a，2007)，造成華夏板塊不斷由東南向北西方向擴大和推擠的態(tài)勢，因此華夏陸塊與揚子陸塊的拼合表現(xiàn)為東早西晚的特征(周名魁等，1993；李志明等，1997；戎嘉余等，2010)，導(dǎo)致“宜昌上升”與“黔中隆起”出現(xiàn)。宜昌上升和黔中隆起開始于卡拉道克期和阿石極期之交(陳旭等，2001)，“宜昌上升”的影響范圍在宜昌的西南地區(qū)(圖1b，圖4b)，使宜昌地區(qū)處于相對較陡的斜坡上而產(chǎn)生以褶皺為主的同生變形構(gòu)造，陳旭和丘金玉(1986)在研究王家灣五峰組剖面時，發(fā)現(xiàn)在觀音橋段底部發(fā)育有不等粒的長石石英砂巖，長石石英砂巖的出現(xiàn)也表明宜昌王家灣地區(qū)水下隆起處于持續(xù)上升的狀態(tài)。另外，滇黔桂古陸西部較平坦而東部具斜坡的地貌特征，也可能與奧陶紀(jì)晚期揚子地塊與華夏板塊發(fā)生的碰撞造成黔中隆起和宜昌上升相關(guān)。研究區(qū)內(nèi)的同生變形構(gòu)造發(fā)生于D.complexus—P.pacificus帶，表明這一時期是宜昌上升和黔中隆起的主要發(fā)育時期。同時，在鄂西宜昌地區(qū)、黔北桐梓等地的五峰組地層中均發(fā)育有多層斑脫巖(蘇文博等，2002，2006a，2006b；Su Wenbo et al.，2003)，斑脫巖系板塊俯沖與碰撞引起的大陸邊緣以及島弧地區(qū)的火山噴發(fā)所致的凝灰物質(zhì)(Huff et al.，1992，1993，1995，1998，2003；Kolata et al.，1996)，經(jīng)蝕變后沉積而成的粘土巖，是保存于地層中的火山活動記錄。蘇文博等(2002，2006a)和Su Wenbo et al.(2003)通過對相距近500km的湖北宜昌和貴州桐梓五峰組中鉀質(zhì)斑脫巖的對比，認(rèn)為上揚子臺地的東南緣附近曾發(fā)生過多期大規(guī)模的火山運動。火山運動引起地殼顫動，打破沉積物體系所處的平衡狀態(tài)，使沉積物的屈服強度降低，導(dǎo)致斜坡地貌之上的沉積物質(zhì)發(fā)生滑動或滑塌變形。另外，在渝東南秀山，僅在同生變形構(gòu)造層內(nèi)發(fā)育有似層狀分布的、由石英和方解石脈組成的、具火焰狀特征的巖脈(圖3a、3d、3e)，且其上下均為連續(xù)沉積的、同巖性的黑色頁巖(圖3a、3d)，推測這些巖脈應(yīng)形成于沉積過程中?；鹧鏄?gòu)造的巖脈多被解釋為地震觸發(fā)機制(Fortuin and Dabrio，2008；喬秀夫和李海兵，2009)。同時，在桐梓地區(qū)，同生變形構(gòu)造層的上、下與正常沉積的黑色頁巖之間均見有斑脫巖層，因而推測火山噴發(fā)引起地殼震蕩是導(dǎo)致研究區(qū)內(nèi)同生變形構(gòu)造形成的主要誘因。

圖3 重慶秀山、湖北宜昌晚奧陶世五峰期變形構(gòu)造發(fā)育特征Fig. 3 Characteristics of deformation structures during Late Ordovician Wufeng period from sections of Xiushan in Chongqing, and Yichang in Hubei

(a)五峰組筆石頁巖段內(nèi)的同生變形構(gòu)造層。野外照片，重慶秀山大田壩。Ⅰ—以密集陡傾角的階梯狀斷層為特征，Ⅱ—小型褶皺較為密集為特征，伴有少數(shù)階梯狀斷層，與其上伏正常黑色頁巖沉積層相接觸。(b)示同生變形構(gòu)造層內(nèi)的小型褶皺；(c)示同生變形構(gòu)造層內(nèi)階梯狀斷層切穿小型褶皺；(d)示五峰組筆石頁巖段內(nèi)的火焰狀巖脈；NS—正常沉積的黑色頁巖層。(e)圖d的局部，示火焰狀的巖脈，野外照片，重慶秀山大田壩。(f)示五峰組筆石頁巖段內(nèi)同生變形構(gòu)造層內(nèi)的小型褶皺。野外照片，湖北宜昌王家灣(a)The contemporaneous deformed structures in the Graptolite-shale Member of the Wufeng Formation. field photo, Datianba, Xiushan, Chongqing. Ⅰ—layer characterized by dense and angle-higher graded-faults; Ⅱ—layer characterized by the dense small-sized folds with seldom graded-faults, and underlain the normal sedimentary black shales.(b)Showing the small-size folds within the contemporaneous deformed structures.(c)Showing the graded-faults cut through the small-size folds within the contemporaneous deformed structures.(d)showing the flame dikes within contemporaneous deformed structures. NS—Normal sedimentary black shale layer.(e)Showing flame dikes. Magnifying parts of figure d, field photo, Datianba, Xiushan, Chongqing.(f)Showing the small-size folds within the contemporaneous deformed structures in the Graptolite-shale Member of the Wufeng Formation, field photo, Wangjiawan, Yichang, Hubei

3.3 形變機制

Lewis(1971)將斜坡相的滑塌區(qū)劃分為較陡的且具有拉張構(gòu)造的頭部、較緩的主體以及呈擠壓狀態(tài)的趾部3個部分(圖5)。本文通過對晚奧陶世五峰期上揚子海南緣同變形構(gòu)造的研究，認(rèn)為在滑塌區(qū)之前還存在一個變形區(qū)，包括蠕動、準(zhǔn)滑兩段。

上揚子地區(qū)D.complexus—P.pacificus沉積期，在火山事件等誘發(fā)因素下，導(dǎo)致地殼以及古海水發(fā)生強烈的顫動，使處于較陡古地貌上的、富含沉積水的塑性泥(頁)巖處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，沿斜坡向下蠕動變形，導(dǎo)致位于變形區(qū)蠕動段的古藺、松桃地區(qū)產(chǎn)生以寬緩褶皺為特征的塑性變形(圖2h、2i)。當(dāng)剪切應(yīng)力超過抗剪切力時,沉積物向下滑動，并使處于變形區(qū)準(zhǔn)滑段的桐梓地區(qū)產(chǎn)生小型褶皺并伴有小型階梯狀的斷層(圖2g)。Lewis(1971)在研究海底滑塌時，認(rèn)為由于滑塌作用會出現(xiàn)滑塌崖或巖層缺失，在頭部還可能出現(xiàn)后退滑塌(retrogressive slumping)的現(xiàn)象，并覆蓋在之前所產(chǎn)生滑塌地層之上(圖5)，在滑塌區(qū)的主體部位帶動或推動下伏地層一起滑動。但在研究區(qū)內(nèi)未見滑塌區(qū)的頭部及主體部分。當(dāng)沉積物滑動至地形相對平緩的滑塌趾部地區(qū)，剪切應(yīng)力沿斜坡面不斷減弱，呈擠壓堆積。在剪切應(yīng)力與抗剪應(yīng)力的作用下，沿疊覆面發(fā)育共軛的小型階梯狀斷層(圖5)，并產(chǎn)生具有平臥狀、前積狀等小型褶皺(圖2e)。在沉積物多期滑動疊覆的作用下，呈階梯狀向源區(qū)方向疊覆(圖5)。渝東南秀山以及渝南綦江的同變形構(gòu)造層內(nèi)以小型階梯狀斷層為特征，并伴有小型褶皺，且具有多期性的變形特點，與滑塌趾部變形特征相一致(圖3a、3b、3c)。當(dāng)沉積物滑動體停止后，斑脫巖和正常沉積的黑色頁巖覆于其上(圖2g)。

圖4 上揚子海南緣不同剖面上變形構(gòu)造發(fā)育時間對比圖(生物地層主要參考汪嘯風(fēng)等，1986；賴才根，1979；陳旭等，2000a，2000b；蘇文博等，2006a)與變形構(gòu)造層內(nèi)小型褶皺軸面和階梯狀斷層走向及其影響范圍Fig. 4 The temporal comparison map about deformated structure in different sections from upper Yangtze Sea(biostratigraphy after Wang Xiaofeng et al．，1986；Lai Caigen，1979；Chen Xu et al．，2000a，2000b；Su Wenbo et al．，2006)and the strikes of the small-sized fold axis and the graded-faults in the deformed structural layers and its sphere of influence

4 結(jié)論

通過對五峰期上揚子海南緣的同生變形構(gòu)造研究，初步得到以下結(jié)論:

(1)五峰組筆石頁巖段的黑色頁巖中，有規(guī)律地發(fā)育有由小型褶皺和層間階梯狀斷層構(gòu)成的同生變形構(gòu)造：在時間分布上，同生變形構(gòu)造開始于D.complexus，結(jié)束于P.pacificus；在空間分布上表現(xiàn)為靠近滇黔桂古陸一側(cè)(古藺—桐梓—松桃)以小型褶皺為主，逐漸向海一側(cè)(綦江—秀山)過渡為層間階梯狀斷層為主，同時伴有小型褶皺。

(2)多層鉀質(zhì)斑脫巖發(fā)育于貴州桐梓、宜昌王家灣等地的五峰組筆石頁巖段地層中，且在貴州桐梓山王廟剖面的同生變形構(gòu)造層上下均發(fā)育有斑脫巖層；重慶秀山大田壩五峰組筆石頁巖段發(fā)育有地震成因的火焰狀巖脈。表明在上揚子地區(qū)曾發(fā)生過多期火山地震事件，因而推測火山地震事件可能是變形構(gòu)造成的主要誘因。

圖5 海底緩坡滑塌構(gòu)造示意圖(據(jù)Hampton and Lee, 1996；Lewis，1971略有修改)；(a)海底緩坡滑塌構(gòu)造平面圖；(b)海底緩坡滑塌構(gòu)造結(jié)構(gòu)圖, Ⅰ—以密集陡傾角的階梯狀斷層為特征，Ⅱ—小型褶皺較為密集為特征，層間階梯狀褶皺切穿部分小型褶皺，并與其上伏正常黑色頁巖沉積層相接觸Fig. 5 The sketch map of slump structure in the slow slope of sea bottom(changed after Hampton and Lee, 1996；Lewis，1971)；(a)The planimetric map of slump structure in the slow slope of sea bottom;(b)The structure map of slump structure in the slow slope of sea bottom, Ⅰ—layer characterized by dense and angle-higher graded-faults, Ⅱ—layer characterized by the dense small-sized folds, graded-faults cut through parts of folds, and underlain the normal sedimentary black shales

(3)上揚子地區(qū)D.complexus—P.pacificus沉積期，在多期火山運動誘因的作用下，引起地殼顫動，處于較陡古地貌之上變形區(qū)(古藺—桐梓—松桃)的塑性泥(頁)開始向下滑動，并在滑塌趾部(綦江—秀山)擠壓堆積，產(chǎn)生以層間階梯狀斷層和小型褶皺為特征的同生變形構(gòu)造。同時，沿滇黔桂古陸的西側(cè)為較平坦的古海底地貌，而東側(cè)具有一較陡的斜坡存在，這一古地貌特征可能與奧陶紀(jì)晚期揚子地塊與華夏板塊發(fā)生碰撞造成的黔中隆起和宜昌上升相關(guān)。

致謝：審稿專家提出了十分寶貴的建議，在此表示衷心的感謝！參加野外工作的還有貴州大學(xué)的尹海鑒和雷靈芳同學(xué)。

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