貴州梵凈山世界自然遺產(chǎn)地重要地質(zhì)遺跡特征、成因及演化研究

葉 飛 ， 李江風(fēng) ， 舒多友 ， 石 磊 ， 葛風(fēng)建 ， 潘 文 ， 吳桂武 ，石春光 ， 李海波 ， 李核良 ， 謝興友

1)貴州省地礦局一〇三地質(zhì)大隊(duì)， 貴州銅仁 554300； 2)中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)， 湖北武漢 430074；

3)貴州梵凈山國家級自然保護(hù)區(qū)管理局， 貴州江口 554400；

4)中國貴州梵凈山世界地質(zhì)公園申報小組領(lǐng)導(dǎo)辦公室， 貴州銅仁 554300；

5)重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局607地質(zhì)隊(duì)， 重慶 400054

貴州梵凈山世界自然遺產(chǎn)地位于武陵山脈西南端， 大地構(gòu)造位置位于江南造山帶的西南緣(范啟超等， 2017a)， 是一個元古宙時期的裂谷盆地(王敏等， 2012； 范啟超， 2017b)。歷經(jīng)了原特提斯—古特提斯—新特提斯以及太平洋-印度洋俯沖匯聚的影響， 是多期次、復(fù)雜的地塊拼合和造山帶演化產(chǎn)物(戴傳固等， 2013) (圖1)。梵凈山世界自然遺產(chǎn)地是 2017年中國政府向世界遺產(chǎn)中心提出并通過的唯一世界自然遺產(chǎn)地， 是人類罕見的、具有世界級價值意義的、無法替代的不可再生資源， 不僅屬于遺產(chǎn)地所在國， 同時屬于整個人類社會(World Heritage Centre， 1972， 2017； 曹杰， 2018)。研究區(qū)內(nèi)地勢總體以梵凈山為核心， 向周邊緣迅速降低。最高峰鳳凰山處海拔 2 570.5 m， 相對高差可達(dá)2000 m。年均溫 6～17 C°； 年平均降水量 1100～2600 mm； 年均相對濕度 80%以上， 具有典型的中亞熱帶季風(fēng)山地濕潤氣候(巫仁霞， 2017)。

圖1 研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖Fig. 1 Regional geological map of the study area

研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)遺跡景觀豐富。其中包括： 全球同緯度最為完整的喀斯特地貌景觀， 貴州獨(dú)特的層狀淺變質(zhì)沉積巖侵蝕地貌， 揭示動物起源的重要證據(jù)——新元古代陡山沱組甕安生物化石遺跡、具有島弧玄武巖特點(diǎn)， 揭示 Rodinia超大陸聚合演化海底火山噴發(fā)形成的枕狀玄武巖， 揭示地史時期海陸變遷的梵凈山群/板溪群角度不整合面， “雪球地球”結(jié)束后具有全球?qū)Ρ纫饬x的“蓋帽白云巖”(圖版I-7)等等。諸多地質(zhì)遺跡記錄了揚(yáng)子古陸的地質(zhì)、地貌演化、發(fā)展、形成過程。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

1.1 大地構(gòu)造位置

梵凈山世界自然遺產(chǎn)地位于江南造山帶的西南緣， 是一個元古宙時期的裂谷盆地(王敏等， 2012)，地史時期先后經(jīng)歷了梵凈—武陵構(gòu)造旋回期、雪峰構(gòu)造旋回期、燕山構(gòu)造旋回期和喜馬拉雅構(gòu)造旋回期四期較顯著的構(gòu)造運(yùn)動。前人研究認(rèn)為區(qū)內(nèi)先期構(gòu)造旋回期活動方式以近南北向擠壓為主， 后期則逐漸轉(zhuǎn)為以南北向引張為主。至喜馬拉雅期以來的新構(gòu)造活動時期， 由于受自西側(cè)地塊的側(cè)向擠壓，表現(xiàn)為較強(qiáng)烈的斷塊運(yùn)動， 先期所形成的構(gòu)造應(yīng)力場進(jìn)行了重新調(diào)整、改變， 構(gòu)造體系也進(jìn)一步得到發(fā)展、轉(zhuǎn)化(蔣炳銓， 1984； 樂光禹等， 1994； 余開富和王守德， 1995； 崔敏等， 2009； 鄧新等， 2010； 戴傳固等， 2013； 吳開彬等， 2016； 葉飛等， 2019a)。普遍認(rèn)為燕山運(yùn)動是貴州省內(nèi)最為強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動， 奠定了現(xiàn)今主要的構(gòu)造格局(戴傳固等， 2014)。

1.2 地層及巖石

梵凈山世界自然遺產(chǎn)地地層出露較為完整， 發(fā)育新元古界—中生界地層(受都勻運(yùn)動影響， 局部缺失奧陶系上統(tǒng)—志留系下統(tǒng)地層； 受廣西運(yùn)動影響， 普遍缺失志留系中上統(tǒng)—二疊系下統(tǒng)地層)及第四系(圖 1)。梵凈山位于江南古陸西南緣(范啟超等， 2017a)， 分布著中國出露最連續(xù)、面積最大的新元古代淺變質(zhì)巖漿-沉積巖系(代雅然等， 2019)， 是研究揚(yáng)子克拉通與華夏板塊碰撞拼接后華南大陸裂谷盆地演化的重要載體(張嘉瑋等， 2019)， 歷來是國內(nèi)外前寒武紀(jì)地質(zhì)研究的理想場所(王敏， 2017)。新元古界地層主體出露于梵凈山穹窿周邊。區(qū)內(nèi)出露地層大致沿該穹窿向周緣逐漸變新。區(qū)內(nèi)沉積類型多樣， 前南華系地層主要為裂陷盆地、匯聚盆地；南華系—奧陶系地層為大陸裂谷盆地、被動大陸邊緣盆地； 志留系為前陸盆地。相位齊全， 從深水盆地相-濱岸相均有發(fā)育， 其中寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)早期、二疊系、三疊系主要為碳酸鹽巖臺地相。沉積物三分結(jié)構(gòu)明顯， 志留系主要為陸源碎屑沉積， 其下奧陶系、其上二疊—三疊系主要為碳酸鹽巖沉積。區(qū)內(nèi)前南華系地層總體經(jīng)受了低級區(qū)域變質(zhì)作用和低-中級的熱液變質(zhì)作用， 主要為變質(zhì)礫巖、變質(zhì)砂巖、變質(zhì)粉砂巖系列、板巖、變質(zhì)凝灰(質(zhì))巖系列、大理巖類、變鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖類、低變質(zhì)的酸性侵入巖及滑石片巖等。另外， 區(qū)內(nèi)巖漿巖較為發(fā)育，集中分布于梵凈山地區(qū)， 主要有輝綠巖、花崗巖、玄武巖、凝灰?guī)r， 少量橄輝巖、流紋巖等(譙文浪等，2013； 葉飛等， 2019b)。

2 地質(zhì)遺跡資源分類

本次根據(jù)原國土資源部 2017年 3月所頒布的《地質(zhì)遺跡調(diào)查規(guī)范》(DZ/T 0303-2017)， 將研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)遺跡分為地貌景觀大類地質(zhì)遺跡、基礎(chǔ)地質(zhì)大類地質(zhì)遺跡、地質(zhì)災(zāi)害大類地質(zhì)遺跡3個大類， 11類。并在此基礎(chǔ)上細(xì)分為11個亞類， 共計約100多處地質(zhì)遺跡點(diǎn)(圖 2)。其中達(dá)世界級地質(zhì)遺跡景觀共計4處， 分別為： 新元古代枕狀玄武巖、江口翁會生物群、松桃大塘坡間冰期超大型錳礦地質(zhì)層型剖面及以新、老金頂為代表的層狀淺變質(zhì)沉積巖侵蝕地貌。

3 重要地質(zhì)遺跡特征及成因分析

3.1 區(qū)域構(gòu)造演化

梵凈山世界自然遺產(chǎn)地大地構(gòu)造位于江南造山帶西南緣， 構(gòu)造演化史與揚(yáng)子陸塊、江南陸塊的發(fā)展歷史息息相關(guān)(郝江波， 2017)。根據(jù)各時期的盆地性質(zhì)、構(gòu)造組合樣式、構(gòu)造運(yùn)動特征等， 將區(qū)域構(gòu)造演化史劃分為武陵構(gòu)造旋回、加里東構(gòu)造旋回、印支—燕山至喜山構(gòu)造旋回期 3個構(gòu)造旋回期(戴傳固等， 2013)。

I武陵構(gòu)造旋回期：

主要表現(xiàn)在梵凈山期?？煞譃槿A南中元古代時期(900～1000 Ma)(覃永軍， 2015)， 該時期華夏陸塊主體與揚(yáng)子陸塊主體內(nèi)部微板塊的拼合， 形成了各自統(tǒng)一的地塊； 新元古代早—中期： 不同板塊拼合形成新元古代中期(820 Ma)統(tǒng)一的古華南大陸板塊。即在820 Ma±揚(yáng)子陸塊與華夏陸塊拼合成了古華南古陸(董學(xué)發(fā)， 2016)。

II加里東構(gòu)造旋回期：

研究區(qū)內(nèi)在820～740 Ma期間迅速轉(zhuǎn)入伸展裂谷構(gòu)造時期， 而后在雪峰短暫的隆升作用后， 研究區(qū)再次回到離散背景下， 形成南華紀(jì)裂谷盆地， 后期由于大陸地殼不斷加厚、穩(wěn)定性增強(qiáng)。區(qū)內(nèi)由裂谷盆地轉(zhuǎn)化為被動大陸邊緣盆地。震旦紀(jì)至奧陶紀(jì)早期為較穩(wěn)定的被動大陸邊緣構(gòu)造背景沉積。中奧陶世至早志留世， 研究區(qū)轉(zhuǎn)為匯聚條件下的大地構(gòu)造背景， 為擠壓型前陸盆地環(huán)境(貴州省地質(zhì)調(diào)查院， 2013)。

圖2 研究區(qū)內(nèi)主要地質(zhì)遺跡分布示意圖Fig. 2 Sketch map showing the distribution of main geological relics of the study area

在志留—奧陶之交， 受加里東作用的擠壓應(yīng)力影響， 區(qū)內(nèi)發(fā)生了近北北東向的阿爾卑斯復(fù)式褶皺，并由于后期構(gòu)造應(yīng)力調(diào)整， 以梵凈山群淺變質(zhì)巖系為原地系統(tǒng)與角度不整合界面之上地層構(gòu)成的滑面系統(tǒng)組成變質(zhì)核雜巖構(gòu)造及伸展剝離斷層系； 該滑面系統(tǒng)由紅石斷層、下瓦溪斷層等數(shù)條北東向正斷層呈疊瓦狀排列而成(譙文浪等， 2013)。

III印支—燕山—喜山構(gòu)造旋回期：

區(qū)域上中二疊世地層假整合于志留紀(jì)地層之上， 泥盆紀(jì)至早二疊世區(qū)域上無沉積記錄， 該時期特提斯洋往南打開的背景可能使研究區(qū)該時期存在由陸相剝蝕下降至海平面之下的臺地沉積。鄰區(qū)白堊紀(jì)地層低角度不整合于中晚三疊世地層之上， 為特提斯洋關(guān)閉背景下， 區(qū)域上轉(zhuǎn)化為陸相并受擠壓發(fā)生褶皺并陸相沉積的產(chǎn)物。區(qū)域上形成近東西走向的寬緩向斜構(gòu)造， 早期近東西向斷層發(fā)生往北逆沖。由此研究區(qū)進(jìn)入陸內(nèi)造山演化。

燕山晚期至喜山期的走滑、抬升機(jī)制， 在早期構(gòu)造格局的基礎(chǔ)上進(jìn)一步調(diào)整， 表現(xiàn)為走滑及正斷層構(gòu)成的地塹、地壘組合及山間盆地。逐步將研究區(qū)的構(gòu)造面貌最終定型。新構(gòu)造運(yùn)動至今， 紅石斷層等古斷層依然活躍， 沿斷層熱泉發(fā)育(葉飛等，2019a)。

3.2 地貌演化特征

研究區(qū)位于我國西南， 北鄰四川盆地， 西靠青藏高原， 地貌特征明顯有別于華南其他地區(qū)。研究區(qū)地貌是中國地貌格局的重要組成部分。對其地貌進(jìn)行解析， 能有效推斷云貴高原隆升的起點(diǎn)及地面抬升歷史(張君等， 2013)。

梵凈山世界自然遺產(chǎn)地內(nèi)穹隆構(gòu)造輪廓成型于加里東構(gòu)造變形期， 新生代以后進(jìn)行了長時間的持續(xù)隆升。梵凈山、鳳凰山等主峰地段不斷地抬升，自梵凈山主峰向周緣， 海拔高程自鳳凰山頂2572 m，由北向南迅速降至海拔500 m左右。形成了多個夷平面。由于梵凈山地區(qū)隆升時間及速率早于鄰區(qū)，區(qū)內(nèi)較為完整地記錄了華南地區(qū)新生代以后構(gòu)造、地貌演化史。梵凈山區(qū)的主體由前寒武紀(jì)淺變質(zhì)巖碎屑巖組成， 在古近紀(jì)以后， 在復(fù)雜的外應(yīng)力如風(fēng)化、冷暖溫差、第四紀(jì)冰期霜凍等的綜合影響， 塑造了該區(qū)獨(dú)特的侵蝕-構(gòu)造地貌類型(張珍珍，2017)。在研究區(qū)內(nèi)主要表現(xiàn)為以梵凈山自然遺產(chǎn)地為中心， 以前寒武紀(jì)淺變質(zhì)碎屑巖地貌為主， 形成梵凈山地區(qū)獨(dú)特的、形態(tài)各異的峽谷、嶂谷、雪蝕洼地貌； 其外圍地區(qū)主要出露寒武紀(jì)—三疊紀(jì)碳酸鹽巖， 尤其以研究區(qū)西部最為典型； 為典型的喀斯特地貌及流水地貌； 反映了新構(gòu)造運(yùn)動以來不同地貌組合， 如河谷、河流階地、夷平面等的不協(xié)同隆升與變形， 對研究中國南方喀斯特與非喀斯特地區(qū)的新生代以來的構(gòu)造運(yùn)動具有極其重要的科學(xué)價值。

對于區(qū)內(nèi)新生代以后的隆升， 目前在該區(qū)域尚沒有確切的熱隆升數(shù)據(jù)加以約束， 筆者在研究區(qū)南西， 思南烏江國家喀斯特地質(zhì)公園內(nèi)通過磷灰石裂變徑跡測年和熱演化史模擬， 得出了區(qū)內(nèi)自白堊紀(jì)末期以來開始了間歇性的隆升的認(rèn)識， 該隆升事件的啟動可能與四川運(yùn)動有關(guān)(另文介紹)?？紤]到區(qū)域上志留紀(jì)—二疊紀(jì)之交的廣西運(yùn)動使得揚(yáng)子古陸與華夏古陸的再次匯聚碰撞， 使該地區(qū)與廣大東南地區(qū)形成了遼闊的華南加里東褶皺區(qū)， 與揚(yáng)子陸塊聯(lián)為一體， 進(jìn)入了統(tǒng)一的華南陸塊發(fā)展階段。區(qū)域熱隆升的啟動時間應(yīng)該是大致相同的。區(qū)內(nèi)采樣點(diǎn)海拔受區(qū)域高程特征影響， 低于研究區(qū)核心梵凈山自然遺產(chǎn)地海拔。采樣層位為早古生代志留紀(jì)下統(tǒng)碎屑巖與研究區(qū)內(nèi)所出露最老地層——新元古代梵凈山群之間尚有約16 000 m地層厚度差異， 換而言之， 研究區(qū)內(nèi)自白堊紀(jì)晚期以來發(fā)生了不均衡的間歇隆升， 隆升速率自核心梵凈山自然遺產(chǎn)地向周緣逐漸降低， 筆者推測這可能與梵凈山特有的穹窿構(gòu)造有關(guān)。該穹窿構(gòu)造主體呈北北東向展布； 兩翼產(chǎn)狀 30°左右， 往南西及北東傾伏， 長度大于 40 km，寬度大于 20 km， 為寬緩型背斜， 南北兩端傾伏時構(gòu)成橢圓形穹窿狀背斜。對于梵凈山穹窿構(gòu)造的形成時限， 目前尚無定論， 前人認(rèn)為在梵凈山群地層中存在一系列具有阿爾卑斯式褶皺典型特點(diǎn)的緊閉相似褶皺， 但梵凈山穹窿屬寬緩背斜， 其構(gòu)造行跡與加里東期所形成的寬緩型阿爾卑斯式褶皺大致相同， 加之該褶皺東西兩翼不同程度的卷入了少量早古生代地層。該穹窿構(gòu)造從構(gòu)造應(yīng)力及卷入地層而言， 應(yīng)該形成于加里東期， 發(fā)育于燕山期， 核部為梵凈山群， 兩翼巖層漸新； 其次， 區(qū)內(nèi)存在多個滑脫層， 一個是下寒武統(tǒng)碎屑巖， 作為滑脫層影響了區(qū)內(nèi)志留紀(jì)—奧陶紀(jì)地層； 一個是志留系下統(tǒng)碎屑巖層， 影響了志留紀(jì)—三疊紀(jì)的地層(葉飛等，2019a)； 另一個是前南華系淺變質(zhì)巖系組合， 這可能是前人推測的區(qū)域更深部滑脫層(楊坤光等，2012a， b)； 總體而言區(qū)內(nèi)穹窿構(gòu)造的存在， 控制了梵凈山自然遺產(chǎn)地向東西兩側(cè)地層由老變新， 多個滑脫層的存在， 在構(gòu)造樣式上， 使得區(qū)內(nèi)地層以梵凈山穹隆構(gòu)造為中心， 東側(cè)地層由西向東收縮， 西側(cè)地層沿滑脫層由東向西收縮， 滑脫面上發(fā)育的逆斷層向西擴(kuò)展， 不僅在構(gòu)造樣式上在地表形成了斷展褶皺(蘇金寶等， 2014； 顏丹平等， 2018)， 更加劇了梵凈山穹窿區(qū)域的地層剝蝕， 從而奠定了如今的地貌雛形。

3.3 代表性地質(zhì)遺跡特征、成因及演化

3.3.1 梵凈山枕狀玄武巖

梵凈山群中部茴香坪組(距今850～830 Ma)中有大量枕狀玄武巖產(chǎn)出(圖版I-2)。由多期次火山噴溢形成了多層玄武巖， 單層厚 10～30 m， 極大值可達(dá)200 m。其中兩層玄武巖內(nèi)發(fā)育枕狀構(gòu)造。

枕狀玄武巖由多個大小、形態(tài)各異的巖枕堆垛、聚集而成， 在每個橢圓球體上發(fā)育有從中心向外放射的裂隙， 外觀似枕頭狀。單個巖枕由外向內(nèi)可分為三個環(huán)帶(圖3a)： a—最外側(cè)肉眼可識別的冷凝邊， 為高溫的熔巖與海水接觸時快速冷凝形成的致密火山玻璃質(zhì)物質(zhì)組成； b—中部為具氣孔狀構(gòu)造的過渡帶， 氣孔普遍被充填， 杏仁體出露， 該層由于熔巖與海水接觸后快速冷卻時， 由于溫度、氣壓降低， 氣體向外逃逸卻被最外側(cè)的致密火山玻璃物質(zhì)所阻， 停滯于熔巖內(nèi)部所形成； c—最內(nèi)側(cè)為由以斜長石、輝石等細(xì)小結(jié)晶礦物組成的塊狀、條帶狀玄武巖。

區(qū)內(nèi)玄武巖結(jié)構(gòu)具間隱結(jié)構(gòu)、間片結(jié)構(gòu)、間粒結(jié)構(gòu)。同一巖體往往因巖流、結(jié)晶程度的差異， 導(dǎo)致其在不同部位結(jié)構(gòu)有所不同。在巖流的表層和上部， 以間片結(jié)構(gòu)或間隱結(jié)構(gòu)居多， 在巖流的中部和下部則以間粒結(jié)構(gòu)為主。前者以球顆結(jié)構(gòu)和放射束狀結(jié)構(gòu)及波狀斑晶結(jié)構(gòu)為主； 后者則主要為拉斑玄武結(jié)構(gòu)或輝綠結(jié)構(gòu)(圖3b)。

圖3 玄武巖結(jié)構(gòu)示意圖Fig. 3 Schematic diagram showing structure of basalts

由于成巖時期火山噴發(fā)頻率較高， 區(qū)內(nèi)早期熔漿流動形成的巖枕尚未完全冷卻就被后一期熔巖流包裹， 從而形成梵凈山枕狀玄武巖獨(dú)特的“大枕套小枕”現(xiàn)象。其橢球體中心由較粗粒的巖石組成， 周緣則為極細(xì)粒結(jié)構(gòu)。巖性以細(xì)碧巖為主， 含鈉元素，由普通玄武巖通過交代吸收海水中的鈉形成。前人通過對該類枕狀玄武巖中稀土配分、微量元素標(biāo)準(zhǔn)化分布顯示研究后， 認(rèn)為梵凈山枕狀玄武巖發(fā)育于新生洋中脊， 形成于地幔橄欖巖部分熔融， 并在后期上涌過程中有部分地殼物質(zhì)混如。并推測梵凈山枕狀玄武巖所處的古海盆深度不大， 這也與枕狀構(gòu)造特點(diǎn)吻合。區(qū)內(nèi)的枕狀玄武巖與同時期形成的玄武巖相比較， 具有堪稱教科書式的典型特點(diǎn)(王敏，2017)； 同時， 該玄武巖在地球化學(xué)特征上兼具島弧玄武巖特點(diǎn)， 對于研究 Rodinia超大陸聚合初期的陸弧碰撞模式也有較為重的大意義(譙文浪等，2013)。

3.3.2 層狀淺變質(zhì)沉積巖侵蝕地貌

層狀淺變質(zhì)沉積巖侵蝕地貌(圖版 I-3)， 主要發(fā)育在貴州東部， 是貴州三大地貌類型之一(另外兩類為巖溶地貌和丹霞地貌)， 且以梵凈山地區(qū)最為典型，，其形成的地貌景觀最為雄偉、奇秀， 最具代表性的該類地質(zhì)遺跡位于梵凈山核心景區(qū)——金頂(圖版 I-1)， 出露地層為甲路組， 面積近 1 km2。主要形態(tài)特征表現(xiàn)為丘陵和山脈， 其山體突兀于周圍丘陵之間。

區(qū)內(nèi)淺變質(zhì)巖侵蝕地貌大致可細(xì)分為三種類型： 1)梵凈山山麓南華系及前南華系板溪群淺變質(zhì)巖侵蝕地貌， 其由于原巖變質(zhì)程度較低、巖性堅(jiān)硬度低、巖層傾角較大、流水侵蝕作用較強(qiáng)等原因， 多形成較為粗獷的、山巒起伏的山岳型地貌， 屬于廣義上的層狀淺變質(zhì)巖侵蝕地貌； 2)梵凈山核心區(qū)內(nèi)的變質(zhì)巖漿巖由于質(zhì)地堅(jiān)硬、耐受地球外動力作用較強(qiáng)、巖層傾角或呈高角度或呈巖層傾入接觸， 故形成較為崎嶇的山體、突兀的巨石以及陡崖懸壁；3)只有在梵凈山局部地區(qū)(梵凈山金頂及余家溝一帶)由于出露地層為板溪群甲路組， 地層巖性為板巖及砂質(zhì)板巖， 巖層產(chǎn)狀較為平緩(15o以內(nèi))。

對層狀淺變質(zhì)巖侵蝕地貌遺跡的成因， 主要有流水溯源侵蝕、風(fēng)化作用(武國輝， 2006)和冰川作用(李興中， 2001)兩種觀點(diǎn)。本次工作認(rèn)為， 構(gòu)造是該類型遺跡形成的主要原因。

以著名的梵凈山金頂而言， 在金頂北側(cè)發(fā)育了一條以張扭性斷裂 F1(圖 4)， 該斷裂的發(fā)育導(dǎo)致金頂附近斷層破碎帶以及裂隙廣泛分布， 地層巖層的完整性遭受破壞， 易受外力作用而發(fā)生崩解、風(fēng)化、剝蝕、侵蝕等， 從而造成了地層的切割以及地勢的差異。梵凈山境內(nèi)前南華系的壓性劈理和節(jié)理發(fā)育較廣。此外， 在物質(zhì)基礎(chǔ)方面， 前南華系地層以極淺變質(zhì)-淺變質(zhì)巖為主， 工程力學(xué)上屬于較堅(jiān)硬巖類夾雜少量較軟巖類， 該類型巖石在受到張扭斷層破壞時， 易發(fā)生剛性變形， 與陡崖的形成有直接關(guān)系， 也造就了梵凈山的巍峨和雄偉。

圖4 典型層狀淺變質(zhì)沉積巖侵蝕地貌示意圖Fig. 4 Typical layered metasediment erosional geomorphology

與此同時， 氣候?qū)Φ孛驳挠绊懸彩禽^為深遠(yuǎn)的。相關(guān)研究表明(全明英， 2019)， 梵凈山地區(qū)僅全新世以來就經(jīng)歷5次從冷-暖-冷、干-濕-干的氣候交替變化， 導(dǎo)致水-巖反應(yīng)時間較為充足， 即利于風(fēng)化、侵蝕、剝蝕、溶蝕等作用的發(fā)展， 促進(jìn)土壤的形成， 同時也促使區(qū)域地貌的發(fā)展演進(jìn)。

綜上， 梵凈山層狀淺變質(zhì)巖侵蝕地貌是在以構(gòu)造為主導(dǎo)的應(yīng)力塑造之下， 在局部高位地區(qū)(以背斜核部為主等地勢寬闊平緩區(qū)域)， 經(jīng)由風(fēng)化、剝蝕以及冰川作用共同雕琢， 最終形成了金頂基座——梵凈山整體似層狀的山岳地貌以及金頂最具特色的層狀淺變質(zhì)巖侵蝕地貌以及獨(dú)有的氣象景觀(圖版I-8)。

3.3.3 江口翁會生物群

南華紀(jì)的冰期沉積以后， 震旦紀(jì)初期地球回暖，該時期是生物界的一個大發(fā)展時期， 主要表現(xiàn)有宏觀藻類、軟體后生動物、管狀動物以及多門類小殼動物的出現(xiàn)。2004年4月， 趙元龍等在江口縣桃映鄉(xiāng)翁會村附近， 陡山沱組上部含碳質(zhì)頁巖地層中，發(fā)現(xiàn)了以底棲多細(xì)胞藻類為主， 并伴生有動物或疑似后生動物宏體壓膜化石生物群(組合)(趙元龍等，2004)， 被稱為翁會生物群(圖版 I-4)。

研究認(rèn)為， 該類生物其以營固著生活方式為主，生活于透光性較好、具有一定水動力條件和一定含氧量的相對靜水貧氧淺海環(huán)境中， 生物死亡后， 在貧氧和較快沉積速率的沉積環(huán)境中， 生物遺體得到較好的保存， 并很快被沉積物所埋藏， 從而造就了豐富而完整的生物化石群面貌。可以說， 甕會生物群是在當(dāng)時的古生物群落環(huán)境、沉積環(huán)境和后期成巖過程的共同制約下形成的， 具有時間唯一性和地域獨(dú)特性。

這類化石可與澳大利亞埃迪卡拉生物群、俄羅斯白海地區(qū)埃迪卡拉系(文德系)白海生物群進(jìn)行比對， 為研究區(qū)域上冰期事件之后， 生物演化關(guān)系的研究提供了重要材料(趙元龍等， 2010)。該生物群是迄今為止全球最早的螺旋輻射對稱動物實(shí)體化石標(biāo)本的發(fā)現(xiàn)地， 標(biāo)志著我國在早期后生動物研究方面取得的重大進(jìn)展。這一發(fā)現(xiàn)既豐富了廟河生物群的內(nèi)容， 也為我國震旦紀(jì)早期生物群與澳大利亞典型的伊迪卡拉生物群對比提供了重要證據(jù)。

3.3.4 古喀斯特不整合遺跡

前南華系板溪群甲路組主體為一套以紫紅色含灰?guī)r結(jié)核的鈣質(zhì)板巖、粉砂質(zhì)板巖為主。但在梵凈山自然遺產(chǎn)地北西斑鳩井一帶， 其下部為一套大理巖或大理巖化灰?guī)r， 與上部碎屑巖呈喀斯特不整合接觸（圖版 I-5）。下伏大理巖， 由于風(fēng)化剝蝕、侵蝕以及溶蝕作用， 形成古喀斯特地貌， 頂面形成了凹凸不平的形態(tài)， 凸凹高差一般 2～2.5 m， 最高可達(dá) 3 m。從不整合面上下巖層接觸關(guān)系看， 下伏的大理巖巖溶溝與上覆甲路組薄層狀粉砂質(zhì)絹云母板巖接觸面多呈自然層面順層面接觸， 而在凹凸不平的喀斯特面的凹面底部及兩側(cè)常聚集有一些斷續(xù)分布的鈣鐵質(zhì)膠結(jié)的褐色含灰礫鐵殼及磷礦物質(zhì)。凹入較深處可見薄層粉砂質(zhì)絹云母板巖與下伏甲路組第一段雜色塊狀變質(zhì)含礫砂巖相直接接觸(圖5)。

圖5 甲路組古喀斯特不整合遺跡Fig. 5 Remains of palaeokarst unconformity of the Jialu Formation

筆者認(rèn)為， 自武陵運(yùn)動之后， 華南陸塊形成，形成了廣闊的陸間造山帶， 同時沉積了芙蓉壩組具有河流相二元結(jié)構(gòu)的礫巖和含礫砂巖組合。至甲路組時期， 區(qū)域沉積環(huán)境發(fā)生了變化， 碳酸鹽潮坪環(huán)境初步形成， 沉積了碳酸鹽巖、含鈣質(zhì)砂泥質(zhì)巖及火山碎屑巖等沉積物。在該套鈣質(zhì)巖系形成之后，由于武陵造山運(yùn)動的影響， 梵凈山地區(qū)地殼隆升，暴露地層遭受剝蝕和侵蝕作用， 使甲路組頂部碳酸鹽巖強(qiáng)烈喀斯特化， 形成了喀斯特不整合面。

3.3.5 松桃大塘坡間冰期超大型錳礦

“無錳不成鋼”， 錳在動力電池、磁性材料等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用不斷拓展， 已成為居鐵、鋁之后排位第三的大宗金屬。我國作為全球最大的錳礦石和錳系材料生產(chǎn)、消費(fèi)大國， 對外依存度達(dá)60%，錳礦是國家十分緊缺的戰(zhàn)略礦產(chǎn)資源(周琦等，2016)。

研究區(qū)內(nèi)該類型錳礦賦存于南華紀(jì)(成冰紀(jì))兩次全球性的大冰期(Sturtian冰期和 Marinoan冰期)之間的間冰期—大塘坡早期(660-667 Ma)淺海相黑色碳質(zhì)頁巖中(圖版 I-6)(周琦等， 2016)， 對于該類型錳礦床成因目前尚存在較多爭議， 歷來有生物成因、火山噴發(fā)沉積成因、熱水成因、海水中碳酸鹽巖快速沉積成礦多成因說法。

周琦和杜遠(yuǎn)生(2012)通過對區(qū)內(nèi)“大塘坡式”錳礦中軟沉積變形、底辟構(gòu)造、滲漏管構(gòu)造等沉積特征的研究， 結(jié)合大塘坡組第一段C、O、S等穩(wěn)定同位素與微量元素特征研究， 認(rèn)為， 該類型錳礦與古天然氣滲漏有關(guān)， 并提出了古天燃?xì)鉂B漏成礦模型， 認(rèn)為該類型錳礦形成于沉積盆地的中心部位，在該理論指導(dǎo)下陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了松桃道坨、桃子坪、普覺、高地等多個超大型錳礦， 占全球已發(fā)現(xiàn)超大型錳礦床總數(shù)約三分之一。新發(fā)現(xiàn)的錳礦資源量， 超過了2011年全國錳礦保有資源量的總和， 實(shí)現(xiàn)了我國有史以來錳礦找礦的最大突破， 且錳礦找礦潛力依然巨大。使黔東成為中國錳礦資源最豐富的地區(qū)和新的世界級錳礦資源富集區(qū)。古天然氣滲漏沉積型錳礦床成為中國最重要的錳礦床類型， 是繼傳統(tǒng)的海相沉積型、沉積變質(zhì)型錳礦床類型之后， 全球最重要的三大錳礦床類型之一(周琦等， 2016)。改變了世界錳礦格局， 維護(hù)了我國錳礦資源安全(葉飛等， 2019a)。

4 結(jié)論

(1)貴州梵凈山世界自然遺產(chǎn)地位于江南造山帶的西南緣， 是一個元古宙時期的裂谷盆地。區(qū)域上以喀斯特地貌包圍淺變質(zhì)巖山脈地貌為特征。

(2)研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)遺跡、景觀類型多樣。其中達(dá)世界級地質(zhì)遺跡景觀共計 4處， 分別為： 新元古代枕狀玄武巖、江口翁會生物群、松桃大塘坡間冰期超大型錳礦地質(zhì)層型剖面及以新、老金頂為代表的層狀淺變質(zhì)沉積巖侵蝕地貌。

(3)區(qū)內(nèi)自白堊紀(jì)末期開始了間歇性的隆升， 由于受梵凈山穹窿構(gòu)造及多個滑脫層影響， 造成了剝蝕速率的差異， 奠定了如今的地貌雛形。

(4)通過構(gòu)造解析及物質(zhì)組成分析， 認(rèn)為梵凈山特有的層狀淺變質(zhì)巖侵蝕地貌是在以構(gòu)造為主導(dǎo)的應(yīng)力塑造之下在局部高位地區(qū)(以背斜核部為主等其地勢寬闊平緩)， 經(jīng)由風(fēng)化、剝蝕以及冰川作用共同雕琢而成。

Acknowledgements:

This study was supported by Bureau of Geology and Mineral Resources of Guizhou Province (Nos.Qiandikuangkehe[2018]06， Qiandikuangkehe[201502]and Qiandikuangkehe [2017]2)， Science and Technology Support Project of Guizhou Province (Nos. Qiankejizhicheng[2017]2951 and Qiandikuangkehe[2019]2868).

圖版說明

圖版I Plate I

1-紅云金頂；

2-枕狀玄武巖；

3-梵凈山層狀淺變質(zhì)碎屑巖侵蝕景觀——蘑菇石；

4-陡山沱組翁會生物群的八臂仙母蟲Eoandromedaoctobrachiata正型標(biāo)本(譙文浪等， 2013)；

5-芙蓉壩組與下伏余家溝組角度不整合接觸；

6-南華系大塘坡組底部菱錳礦體頂板炭質(zhì)頁巖中的底辟構(gòu)造及軟沉積變形紋理；

7-“蓋帽”白云巖；

8-梵凈“云?！?/p>

1-red cloud Jinding；

2-pillow basalt；

3-erosion landscape of layered shallow metamorphic clastic rocks in Fanjing Mountain： mushroom stone；

4-positive specimen ofEoandromeda octobrachiatafrom the Wenghui biota of the Doushantuo Formation (after QIAO et al.，2013)；

5-angular unconformity of Furongba Formation and lower Yujiagou Formation；

6-diapir structure and soft sedimentary deformation texture in carbonaceous shale on the roof of the bottom of Datangpo Formation， Nanhua system；

7-“cap” dolomite；

8- "sea of clouds" by Fanjing

圖版I Plate I