段汉明陈兴旺 杨伟强
（西北大学城市与资源学系 西安 710069）
摘要：通过秦岭造山带基本地质特征、北秦岭的组成及宽坪群的演化特征等不同层次的宏观尺度的分析，认为翠华山地质地貌表征了大区域地质构造复杂的演化过程。翠华山地质演化主要受多期多次、多尺度岩浆熔融作用和北秦岭厚皮叠瓦逆冲构造作用两种内、外动力的控制，是秦岭造山带大背景下多种因素在多尺度时空过程中不断演化的结果。
关键词：秦岭造山带北秦岭混合岩化翠华山
横贯于中国大陆中央的秦岭等造山带对我国南北地理、气候、生态、乃至文化分野，无疑起了重要作用。秦岭造山带岩浆活动和隆升成山作用的时空分布、强度、活动方式、隆升速率、演化趋势及其对环境、气候、灾害、生态的控制影响，对全球变化或区域性环境的影响，显然是至关重要的，将为全球化研究提供重要基础与依据。
翠华山地处秦岭北麓，北侧距秦岭北麓大断层直线距离仅4km，断裂南盘为北秦岭厚皮叠瓦逆冲构造带，简称北秦岭，断裂北侧为第四纪山前洪积倾斜平原，断面倾角50～70° ，倾向北，走向近东西，为南升北降的高角度正断层。在太乙峪口断层地貌清楚，可见清晰的断层三角面，河西的洪积扇顶部具有走向近东西长约400m的断层陡坎，北侧断落，实测地形垂直断距7m，推测断层在最近5000年来有过活动。
翠华山地质地貌从一个侧面反映了秦岭地质发展演化的历史，并具有构造地质学、地层学、岩相学等多尺度、多层次的已知的和未知的科学意义。
1 秦岭造山带基本地质特征
秦岭造山带是经历长期多次不同造山作用而形成的复合型大陆造山带，在中国大陆的形成与演化中占有重要地位。地质、地球物理、地球化学等多学科综合研究表明，其形成与演化可以概括主要经历了3个不同构造演化阶段：
（1） 晚太古代～古元古代造山带前寒武纪基底的形成演化（3.01.6Ga）。早期寒武纪结晶基底（Ar—Pt1）的形成包含了现今秦岭造山带中分散残存和包容的各不同成因与来源的非均一拼合结晶岩块（地块），这些结晶岩块（地块）的构造单位、形成体制及原始归属部位、形成与演化等尚不十分清楚。张国伟等（2000）认为，前寒武纪结晶基底的演化应是中国早期地壳的形成演化问题，秦岭造山带的演化应从中新元古代开始。
（2）新古代至中三叠世，以现代板块构造体制为基本特征的板块构造演化
（0.8～0.2Ga）。秦岭是在早前寒武纪先期构造演化基础上，从新元古晚期到中生代早期作为原古东特提斯洋域的北翼分支逐渐发展，先后于震旦纪和泥盆纪分别开始演化出两个有限洋盆，即古秦岭商丹洋盆和勉略洋盆，因而划出三个板块：华北、扬子板块及其之间的秦岭微盆，它们分别沿商丹和勉略两主缝合带俯冲碰撞造山，于晚海西-印支期最后拼合封闭，形成统一板块大陆。总体概括，秦岭主造山期板块构造的一级单元即是三个板块：华北、扬子和秦岭板块和两个缝合带：商丹和勉略带。
秦岭造山带主造山期是通过扬子、秦岭、华北三板块和两个洋盆于新元古代至中三叠世依次向北自东而西斜向俯冲碰撞而形成的，主造山期板块体制的物质建造结构与后主造山期的上叠盖层组合等形成秦岭现今地壳的三大构造层的结构基本格架。它们分别构成秦岭造山带长期形成发展的各主要一级构造演化阶段的组成、结构、主导标志性构造界面与时间序列记录，成为秦岭大地构造演化阶段划分的最主要依据之一。其中新元古代~中三叠世是秦岭造山带形成与演化的主造山作用时期，秦岭带内各主要板块、地块间的关系和秦岭的基本物质组成及其构造骨架是由它所奠定。
（3） 中新生代陆内造山作用与构造演化。中新生代陆内造山作用主要包括：①主造山期后的伸展塌陷构造（T3—J1）；②燕山中晚期的陆内造山的逆冲推覆和花岗岩浆活动（J—K1）；燕山晚期至喜马拉雅期的挤压与伸展构造共存的急剧隆升成山演化（K2—R）。
秦岭造山带在中新生代陆内造山作用下发生的板块间或板内（陆内）多个块体间、多期次、多层次相互俯冲、碰撞、拼贴、叠覆的复杂过程和发散型的广泛构造变形，具有多样性、区域性和复杂性。秦岭在其长期地质演化历史中，经历不同构造发展阶段，以不同构造体制的演化和多期不同构造体制下的挤压收缩与伸展扩张和剪切走滑旋转构造的反复交替复合深化过程，造成其现今复杂综合的构造格局、组合与基本形态。
张国伟等（2000）将秦岭造山带上部地壳构造几何学模型与运动学特征概括为：总体呈现为近东西向狭长展布的不对称扇状反向多层次逆冲推覆叠置构造，并叠加广泛的剪切走滑与扩张伸展构造与东西向趋于三块裂解的复合型构造几何学模型，简称为东西向不对称扇状反向多层次推覆构造叠置为主的复合型造山带构造模式。
2 北秦岭的组成及宽坪群的演化特征
秦岭造山带现今基本构造单元划分为：Ⅰ华北地块（原华北板块）南部：Ⅰ1秦岭造山带后陆逆冲断裂褶皱带，或称华北地块南缘带，Ⅰ2北秦岭厚皮叠瓦逆冲构造带；Ⅱ扬子地块（原扬子板块）北缘：Ⅱ1秦岭造山带前陆逆冲断裂褶皱带，Ⅱ2巴山—大别山南缘巨型推覆前锋逆冲带；Ⅲ秦岭地块（原秦岭微板块）：Ⅲ1南秦岭北部晚古生代裂陷带，或称南秦岭北部逆冲推覆构造带，Ⅲ2南秦岭南部晚古生代隆升带，或称南秦岭巴山弧形逆冲推覆系；SF1商丹断裂系（原商丹板块主缝合带）；SF2勉略断裂系（原勉略板块主缝合带）等。
北秦岭东西延伸千余公里狭长一带，南北最宽约150Km，一般仅80Km，是秦岭造山带中从组成到构造最为复杂的地带，现今地表成大小不一的透镜状岩块以不同级别规模和性质、类型的断裂为骨架，总体构成指向南的高角度逆冲叠瓦推覆堆置拼合构造，是在原秦岭板块构造的华北板块南缘沟、弧、盆活动大陆边缘基础上，发生华北与扬子、秦岭板块的先后俯冲碰撞拼合，又叠加中新生代陆内造山构造而形成的一个复杂拼合结合带和多期叠加的复合构造带。北秦岭逆冲推覆构造系主要由秦岭杂岩推覆构造、二郎坪推覆构造和宽坪推覆构造组成。翠华山地质公园就位于北秦岭宽坪推覆构造带上。
宽坪群分布于北秦岭北半部，呈宽窄变化很长的狭长一带断续延伸，东西向千余公里，从陕甘交界的天水—宝鸡—河南的桐柏毛集，向东则成断裂构造混杂岩块混入北淮阳带中。
宽坪群自上而下有三套变质岩石组合构成。下部主要为绿帘纳长阳起片岩、斜长角闪岩、石榴斜长角闪岩等。中部为云母石英片，二云石英片岩、石榴二云斜长片麻岩等。上部为石英大理岩、黑云大理岩和角闪大理岩等。原岩主要由基性火山岩、碎屑岩和碳酸盐岩组成。其中碎屑岩研究证明其物质来自南侧秦岭杂岩和北侧太华杂岩而具双源性。
宽坪群变形强烈。多期构造叠加置换，新生面理发育，可恢复其有四期构造变形：第一期以顺层片理及片内无根褶皱及侧层韧性剪切固态流变为主要特点，判别主要为晋宁期产物；第二期为大中型平卧褶皱及倒转重褶及韧性剪切作用。区域对比与同位素年代学研究证明该期构造是古生代海西期弧—陆碰撞产物（C2-3），以上两期也被称为宽坪先期逆冲推覆构造；第三期为中新生代晚期—印支晚期的逆冲推覆构造，主要表现为小宽坪和北宽坪等先期逆冲断层构造，重新成为新的脆性推覆断层，自北向南逆冲推覆在南侧云架山群（相当二郎坪群，Pt3—P2）和T3—J1之上；第四期在印支期构造基础上，发生伸展抬升，沿断裂形成了J—K沉积盆地，但又于燕山中晚期再次发生多级向南的逆冲推覆构造，使宽坪岩群、栾川岩群等先期构造岩片又逆冲叠覆于J-K岩层之上，无疑是新生代构造用所致。
从北秦岭整体分析，其厚皮叠瓦逆冲推覆构造系具有以下特点：
（1） 它是在先期多次逆冲推覆构造基础上复合叠加，以晚期中新生代为主体的复合型逆冲推覆结构。
（2） 北秦岭推覆构造系剖面组合显示，上部以主干推覆断层和三大推覆构造岩片呈高角度北倾南倒指向南的依次逆冲叠瓦堆置为其基本构造格局，总体构成北秦岭现今中上地壳向南的叠瓦状堆置结构。
3 翠华山地区的地质特征
翠华山地质公园大部分是处在宽坪群变质岩系中，出露的宽坪群变质岩有黑云母石英片岩、黑云母角闪片岩等，构成围岩的主体，其中贯入大量古生代与中生代多期花岗岩，并引起混合岩化，形成混合交代型岩体。混合交代型与交代、熔融程度有关，当交代彻底、熔融程度高时，岩石类型较为简单，反之复杂。翠华山岩体属交代熔融程度低的岩体，受多期多次岩浆，岩石类型较为复杂。
翠华山混合岩的类型从注入式混合岩—眼球状混合岩—肠状混合岩—条带状混合岩—片麻状混合岩—混合花岗岩，清楚地展示了混合演化作用由弱到强的发展过程。
在翠华山原山门东侧,围岩与岩脉形成侵入接触，界限明显，中间为花岗质岩脉，两侧为中元古界宽坪的黑云母片岩。
在白水泥厂前公路旁,围岩与岩浆形成底辟构造，岩浆上涌是原岩地层被拱起，形成宽缓的背斜构造。
混合片麻岩，岩石中的暗色矿物定向排列，具有清楚的片麻状构造，岩性均一，已不能区分基体与脉体，成分与花岗岩相似。混合岩化作用的最后阶段是花岗岩化作用，基本与脉体之间的界限完全消失，形成一种不同于岩浆侵入形成的花岗岩，岩性均一，块状节理发育，有时可见到原变质岩的残留体。
翠华山的混合岩在古构造—热基础上，又经历中新生代晚期推覆构造，又由于秦岭的晚近急剧隆升，遭受强烈侵蚀，终使公园属地形成现今地质内外动力作用下，山峰岩层发育近似垂直的不同类型的构造剖面、断层、片理、节理等，构成后来山体易于发生高空崩塌的地质基础。
翠华山岩石节理以剪切节理为主，节理面产状基本稳定，延伸较远，节理面平直光滑，矿物质充填较少，并以共轭X型节理系产出，将翠华山岩体切成菱形及棋盘格式形状。根据野外实地观察，翠华山岩体发育六组节理构造，其中以近东西向及近南北向两组节理最为发育，而该两组节理又以高倾角(65～80°)倾向分别以向北及向东为特征。
翠华山断裂面是具有明显位移的断层构造面，叠加于节理构造之上，使岩体进一步破碎。断裂构造属于非透入性构造，在水湫池景区内仅发现三条，产状与秦岭山前断裂相似，走向近东西，倾向向北，倾角为65～70°。断层性质以脆性正断层为主，断面发育擦痕及阶步构造遗迹，断面光滑如镜，发育硅质动力结晶擦痕。
变质层理面构造是破坏翠华山岩体整体性的另一重要因素。该地区的背景地层为宽坪群中—深变质地层。在岩浆侵入就位过程中发生混合岩化作用，捕虏围岩包体，形成混合岩化片麻理不连续结构面，在该结构面上发育云母片状矿物，使得岩石更易剥离瓦解。
结语:
综合上述秦岭造山带—北秦岭—宽坪群—翠华山的地质特征，表明翠华山地质状况从一个“点”上表征了区域地质构造的复杂演化过程：
在秦岭造山带的造山期，华北、扬子、秦岭板块的不断运动中，常常是某些突出的部位，首先是点接触碰撞，同时北秦岭的有些地段有规律出露最早的俯冲碰撞型花岗岩，如柞水（264Ma），翠华山（A型，345Ma）和宝鸡（CⅠ、BⅢ、EⅣ等类型，262Ma）等岩体。每期花岗岩浆活动及其特定的岩石类型，都表征了秦岭造山带板块构造运动的一个特定阶段和形式，很好地揭示和反演了秦岭造山带构造演化和动力学过程。加里东—海西—印支期，出现大量的俯冲和碰撞型花岗岩，是秦岭造山带真正板块构造发展演化的时期。印支期末出现代表稳定环境的奥长环斑花岗岩和A型花岗岩，表明秦岭大规模板块俯冲体制下的挤压造山作用已经完成，华北与扬子两大板块由东向西，从大别山到秦岭以拼合为一体，统一的秦岭岩石圈已经形成，开始了板块内的构造演化阶段，继续着秦岭造山带的发展演化历史。
从翠华山地质构造的剖面、断层、片理、节理、岩相等分析，翠华山的地质演化及崩塌机理，主要受到两种因素（或过程）的控制：
(1) 古生代与中生代多期花岗岩与宽坪群围岩的混合岩化作用,形成今天翠华山地质公园各种类型的混合岩，这种混合岩化过程是翠华山地质演化的内在动力和演化机理。翠华山混合岩类型中注入式混合岩到混合花岗岩的众多类型表明，在一定的地域范围内，在多期构造—热事件作用下，混和岩化受多期多次、多尺度岩浆熔融作用的过程，同时也反映出其交代熔融程度较低的状况.
(2) 北秦岭厚皮叠瓦逆冲构造的作用.翠华山地质公园位于宽坪群推覆构造带上，而宽坪群变形强烈，多期构造叠加置换，新生面理发育.从目前翠华山地质研究的成果来看，要将其叠瓦逆冲推覆构造还原为某一期，仍需要进行更深入的研究，但有一点是清楚的，即翠华山的山峰岩层形成近似垂直的叠瓦状构造，是与北秦岭以及宽坪群的多期多次的逆冲推覆构造密切相关的。这种大范围、大尺度的逆冲推覆构造过程，对翠华山地质公园的这个“点”来讲，是巨大的外部动力因素。也正是这个巨大的外部动力，才形成今天翠华山山峰岩层近似垂直的叠瓦状构造，才为后来山体高空崩塌造就了地质基础。
翠华山的地质特征是秦岭造山带历时较长的造山过程的大背景下发生和形成的，并不是某种或某几种因素单独作用的结果，而是在主要因素的主导作用下，多种因素（包括内因和外因）在多尺度时空过程中耦合的结果。
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致谢：工作中得到张国伟院士的悉心指导，得到汤国安教授、张成立教授的鼎力支持，在此一并致谢。
