盆-山轉換帶構造變形特征及成因機制
——以四川盆地東南部桑木場背斜為例

楊金赫

[中國地質大學(北京) 能源學院，北京 100083]

近年來，雪峰山造山帶及其西側盆-山過渡帶的構造樣式與變形機制一直是研究的熱點。桑木場背斜位于湘鄂西“隔槽式”褶皺帶前緣，其西側為川東南“隔擋式”褶皺帶，是兩個構造帶過渡轉換、復合疊加的位置[1-2]，它的構造變形特征記錄了兩個變形帶之間的組合關系，同時這里也是四川盆地東南緣的盆-山轉換帶。對桑木場背斜開展相關研究，不僅對兩個構造帶的構造差異及其在空間上的組合關系具有指示意義，還是探究“隔槽式”褶皺帶與四川盆地東南緣盆-山轉換帶的地質結構及成因機制的重要條件。此外，由于齊岳山斷裂的走向在此發(fā)生改變，研究對分析齊岳山斷裂的分段特征同樣具有重要的指示意義。

前人對桑木場背斜所在川東南盆-山轉換帶的研究大多集中在地層的節(jié)理特征、裂縫發(fā)育模式與期次、以及脈體特征等方面[3-7]，并沒有對轉換帶上構造單元的地質結構開展系統(tǒng)的分析，對轉換帶兩側不同構造帶構造差異與過渡關系的研究也略為匱乏。關于背斜所處“隔槽式”褶皺帶及相鄰“隔擋式”褶皺帶之間的過渡關系，雖然前人建立了諸多的地質模型，并提出了與之相對應的成因機制[2,7-15]，但是他們的研究成果大多來自于對于野外地質資料的分析及各種模擬實驗，缺乏深部地震資料的約束。對于齊岳山斷裂的研究，有些學者認為它是一條出露地表或切穿蓋層的逆沖斷裂[16-18]，這與在桑木場背斜地表沒有明顯斷距的逆斷層的現象存在沖突。

針對以上問題，本文以桑木場背斜為例，結合地震、鉆井與淺表地質資料，以斷層相關褶皺理論為指導，對研究區(qū)內橫穿背斜的二維地震剖面進行了精確的解釋，建立了深反射約束下的構造模型，進而分析了川東南盆-山轉換帶的地質結構特征；并利用平衡剖面技術，結合前人的研究成果，研究了其構造演化過程，分析了其成因機制。

1 區(qū)域地質背景

1.1 大地構造背景

桑木場背斜位于貴州省遵義市習水縣東南側大約12 km的魯城-桑木場一帶，西側為大自塘向斜，東側為官店向斜及二郎壩向斜，北接酒店埡背斜(圖1)。其構造位置處于四川盆地東南緣，同時也是湘鄂西隔槽式褶皺與川東隔擋式褶皺帶的過渡部位，以東為湘鄂西隔槽式褶皺區(qū)，以西為川東隔擋式褶皺區(qū)[19-21]，南西側為北東向的齊岳山斷裂[1,21]。關于桑木場背斜的形成過程，前人的研究認為在燕山運動中晚期以前，研究區(qū)的構造變形主要以垂向運動為主，其現今構造樣式的形成主要受控于燕山運動中晚期之后的構造活動[22-25]。

圖1 四川盆地東南部桑木場背斜及鄰區(qū)構造綱要圖Fig.1 Structural outline of the Sangmuchang Anticline and adjacent areas in southeastern Sichuan Basin

1.2 地層特征

四川盆地是海相與陸相疊合的典型盆地，研究區(qū)的基底主要由前震旦系的絹云母石英板巖及石英片巖組成(圖2)。沉積蓋層中，震旦紀至中三疊世發(fā)育了一套以灰?guī)r、白云巖為主的海相沉積地層，沉積厚度為3 400～5 800 m；晚三疊世至白堊紀發(fā)育一套主要由砂泥巖組成的陸相沉積地層，沉積厚度為3 200～4 200 m，沉積地層的總厚度為7 000～10 000 m。研究區(qū)內的蓋層中存在兩套重要的滑脫層，分別為中-下三疊統(tǒng)及中-下寒武統(tǒng)的膏巖層，背斜蓋層的變形主要為這兩套滑脫層控制的順層剪切變形。這兩套膏巖層及基底中的部分片巖、板巖層一同構成了研究區(qū)的滑脫層系統(tǒng)。桑木場背斜及其鄰區(qū)整體缺失泥盆系及石炭系，白堊系主要沉積于背斜西側。

圖2 四川盆地東南部桑木場背斜區(qū)域綜合柱狀圖Fig.2 Composite column of the Sangmuchang anticline area,southeastern Sichuan Basin

2 地質結構

桑木場背斜的軸向為40°N～50°E，與齊岳山斷裂帶在此處的走向基本一致。背斜軸長約63 km，寬度約36 km，其北東端在青龍閣附近傾沒，傾角為20°；南西端被北東走向的向家場斷裂切斷于回龍場地區(qū)，與酒店埡背斜呈左行雁行側列。其核部出露最老地層為震旦系上統(tǒng)燈影組的白云巖，并由其構成背斜的高點，北西翼從核部向翼部依次出露寒武系至白堊系，南東翼出露寒武系-三疊系，軸部地層的傾角為2°～7°，兩翼傾角約為15°～35°。背斜核部出露面積由南西至北東逐漸減小，整體表現為南西側較寬、北東側較窄且大體對稱，地表形跡呈錐形。

2.1 桑木場背斜淺表斷裂特征

桑木場背斜發(fā)育大量出露地表的淺層斷裂，包括一系列平行于背斜走向的北東向高角度斷裂及少量垂直于背斜走向的南東向斷裂，其中南東向斷裂是在背斜變形過程中產生的調節(jié)斷層。北東向斷裂主要有桑木場斷裂、艮房咀斷裂、芭蕉灣斷裂及二郎灘斷裂等(圖1)，這些斷裂的長度在10～65 km，基本覆蓋背斜核部，且均未切穿蓋層。

桑木場斷裂在背斜中部下盤出露震旦系燈影組，上盤出露下寒武統(tǒng)清虛洞組；在背斜北東部下盤出露下寒武統(tǒng)清虛洞組，上盤出露中上寒武統(tǒng)婁山關群；艮房咀斷裂及桑木場斷裂具有走滑特征。北東向斷裂的野外露頭的擦痕指示這些斷層為正斷層。綜合斷層兩側地層的接觸關系以及擦痕所指示的斷層兩側地層的運動方向來看，背斜區(qū)域北東向的淺部斷裂為具有走滑性質的正斷層(圖3)。

圖3 四川盆地東南部桑木場斷裂地表特征(28°08′27.93″N，106°15′11.59″E)Fig.3 Surface features of the Sangmuchang Fault in southeastern Sichuan Basin(28°08′27.93″N，106°15′11.59″E)a.桑木場斷裂淺表特征解釋； b.桑木場斷裂淺表地質模型

2.2 縱向地質結構特征

基于林1井合成地震記錄的層位標定以及區(qū)域內的地震層位追蹤對比，選用了品質較好、研究區(qū)覆蓋全面、構造特征較為清晰且垂直于背斜軸向的3條代表性剖面AA′、BB′、CC′(位置見圖1)，結合地表地質資料，運用斷層相關褶皺理論，對所選地震剖面進行了精細的構造解釋，明確了桑木場背斜的幾何學特征。桑木場背斜存在分層滑脫變形的變形機制，具有相互疊置的結構特征，蓋層的變形為順層剪切變形，并沒有大型的逆沖斷層，但在背斜核部淺表存在一些斷距很小的正斷層；背斜基底的變形主要由深部基底構造楔與其上方的疊瓦構造相互疊置而成，齊岳山斷裂在背斜區(qū)域表現為多條基底逆沖斷層組成的隱伏斷裂系統(tǒng)。

剖面AA′位于桑木場背斜的南西部，剖面中背斜南東翼地層的傾角為13°～37°，由核部向翼部地層逐漸變陡；北西翼地層的傾角為10°～37°，在翼部的大田壩次級背斜北西側，地層的傾角逐漸變緩，直至大自塘向斜西側過渡為盆內向斜寬緩、背斜高陡的川東隔擋式褶皺帶。總的來看，背斜南西部地層在核部相對寬緩，翼部相對陡峭，為一箱式背斜。桑木場背斜在此剖面處，深部滑脫層D1所在位置寬度為28.5 km，背斜的隆升高度為4.8 km。

剖面的解釋結果顯示，桑木場背斜在此處表現出分層滑脫變形的特征，其隆升的機制位于基底(圖4b)。背斜蓋層中并沒有發(fā)育大型逆沖斷層，僅發(fā)育一些出露地表的小型正向斷裂。這些斷裂斷距不明顯，且均未切穿寒武系，對背斜的形態(tài)沒有產生明顯的影響。背斜基底的變形為多條逆沖斷層與之產生的多重疊瓦構造，呈現相互疊置的復合變形特征，其垂向上的疊置關系受到多套基底滑脫層及多條基底斷裂的共同影響?；搶覦1與D2之間的基底被傾向南東的斷層F2、F3分割為多個逆沖斷片，以堆垛式疊置，呈前展式破裂結構，滑脫層D2下方的基底在斷層F1控制下以構造楔的模式向北西楔入，深部疊瓦構造及基底構造楔的相互疊置決定了桑木場背斜在剖面位置的主要構造形態(tài)。

圖4 川東南桑木場背斜南西部NW-SE向剖面AA′ 的淺表地質剖面及解地震解釋結果Fig.4 Section AA′ (striking NW-SE) and interpretations showing the surface and shallow subsurface in southwestern Sangmuchang Anticline,southeastern Sichuan Basina.淺表地質剖面； b.構造解釋方案； c.構造模型

此外，背斜的北西翼還發(fā)育有大田壩次級背斜構造，它是淺層基底在傾向北西的反沖斷層F4控制下形成的斷坪-斷坡式斷層轉折褶皺，其上、下斷坪分別位于基底的兩套滑脫層中。斷層F4為淺部對深部構造變形的響應，它直接控制了大田壩背斜的幾何形態(tài)，同時改變了桑木場背斜前翼的構造形態(tài)。

剖面BB′位于桑木場背斜的中部，背斜沉積蓋層在此處的展布特征與南西部略有差異，這種差異主要體現在核部地層的寬度與兩翼地層傾角的變化上，與南東部核部寬緩、兩翼陡窄的地層展布特點不同，背斜中部地層的核部較窄，兩翼的傾角也略大于南東部(圖5)；此外，雖然背斜前翼與后翼的傾角相差不大，但前翼的長度卻遠大于后翼，背斜南東側一系列向斜核部的地層與北西側大自塘向斜核部地層相比也被大幅抬高，這種現象是齊岳山斷裂帶兩側不同構造帶構造樣式與變形機制差異在淺部地層中的表現。剖面BB′所在位置，桑木場背斜在滑脫層D1所處深度的寬度為36.5 km，隆升高度為9.2 km。背斜兩翼地層與核部地層過渡自然，呈圓弧狀，為典型的圓弧褶皺。

圖5 川東南桑木場背斜中部NW-SE向剖面BB′ 的淺表地質剖面及解地震解釋結果Fig.5 Section BB′ (striking NW-SE) and interpretations showing the surface and shallow subsurface of central Sangmuchang Anticline,southeastern Sichuan Basina.淺表地質剖面； b.構造解釋方案； c.構造模型

在剖面BB′所在位置，桑木場背斜也存在分層滑脫的變形機制。滑脫層D1以上地層的變形以沿滑脫層的順層剪切變形為主，并沒有發(fā)育大型逆沖斷裂。深部基底中的變形與南東部類似，為斷層F2、F3控制的疊瓦構造與其下方的斷層F1所控制的基底構造楔疊置形成的復合構造樣式，其垂向上的疊置關系受到多套基底滑脫層及多期構造活動的共同影響。背斜南東側地層由于基底構造楔的楔入被整體抬高4.5 km，剖面中背斜以東地層也被其整體抬高。雖然桑木場背斜在此處的主要地質結構與剖面AA′所在位置相似，但是在構造樣式上與之存在一定的差異，這主要是由于基底斷裂沿背斜軸向發(fā)生變化導致的。斷層F2、F3在此處的傾角略大于背斜南東部，但地層沿其的滑移量卻比南東部小很多，另外由于斷層F4并未向北延伸至此，大田壩背斜的存在使得背斜南西部與中部前翼的地質結構的差異很大。

剖面CC′位于背斜北東部傾末端，由于處于桑木場背斜與酒店埡背斜轉換帶的部位，此剖面能較好的反映出桑木場背斜北東部的幾何形態(tài)及桑木場背斜與酒店埡背斜及丁山構造在空間上的銜接關系(圖6)。

剖面CC′同樣表現為分層變形、相互疊置的構造變形特征。但是其變形特征與背斜南西部與中部存在明顯差異，桑木場背斜在此處地表出露的寬度為2.4 km，深部志留系底所界定的寬度也僅為5.8 km，背斜的隆升高度為0.9 km。

剖面由淺至深可分為淺部、中部、深部3套變形系統(tǒng)。淺部變形系統(tǒng)的變形主要由兩條傾向南東的逆沖斷層F7、F8所控制，斷層F8斷坡的傾角大于F7。這兩條斷層向上均收斂于志留系中的一套由白云巖組成的滑脫層中，向下收斂于寒武系的膏巖滑脫層中(圖6b)。由斷層F7、F8控制的兩個逆沖斷片在此處形成一個向后破裂式的疊瓦構造。其中斷層F7直接控制了桑木場背斜在剖面位置的淺部幾何形態(tài)，斷層F8直接控制了酒店埡背斜的淺部幾何形態(tài)。中部變形系統(tǒng)的變形由傾向北西的反沖斷層F6與其控制的構造楔組成。斷坡北西側地層在變形中沿斷層向南東楔入，所形成次級背斜的前翼陡窄、后翼寬緩，將桑木場背斜及酒店埡背斜一同抬高，其變形是淺部基底對深部基底變形的響應。

圖6 川東南桑木場背斜北東部NW-SE向剖面CC′的淺表地質剖面及解地震解釋結果Fig.6 Section CC′(striking NW-SE) and its interpretations showing the surface and shallow subsurface of northeastern Sangmuchang Anticline,southeastern Sichuan Basina.淺表地質剖面； b.構造解釋方案； c.構造模型

深部變形系統(tǒng)的變形是由斷層F5控制的斷層轉折褶皺及斷層F1控制的基底構造楔相互疊加形成的，兩個斷層的斷坡均傾向南東。從對剖面的解釋可以看出，這兩個斷層控制了丁山單斜構造的構造形態(tài)并間接影響了桑木場背斜的構造形態(tài)。斷層F1所控制的基底構造楔在剖面位置將桑木場背斜南西側的地層整體抬高約1.1 km。

桑木場背斜在剖面CC′位置已進入消亡段，其構造形態(tài)主要受到淺部疊瓦構造的控制，中部反向構造楔變形系統(tǒng)、深部的斷層轉折褶皺及基底構造楔屬于丁山構造的地質結構，它們僅造成桑木場背斜在剖面位置的縱向隆升，并為對其構造形態(tài)產生直接影響。

2.3 桑木場背斜平面展布特征

桑木場背斜的構造樣式在不同位置略有差異，從對地震剖面的解釋結果來看：垂直于背斜走向，桑木場背斜兩側的構造特征存在較為明顯的差異，這主要體現在背斜兩翼的構造形態(tài)以及兩側向斜構造相同地層的埋深差異上。相比較來說，背斜的后翼陡窄；前翼地層寬緩，且長度卻遠高于后翼。同時，由于基底構造楔的存在，背斜南東側的地層相對北西側被整體抬高。沿背斜走向，自南西至北東背斜的寬度逐漸減小，南西部在剖面AA′所在位置雖然平頂很長，但其寬度及隆升程度卻遠小于背斜中部(剖面BB′所在位置)。在背斜北東部剖面CC′所在位置，背斜的變形強度相對較弱，已經進入消亡段。結合背斜的地表形跡，可以發(fā)現桑木場背斜的幾何形態(tài)及變形強度在其軸向方向并不對稱，地表張性斷裂的發(fā)育情況也印證了這一觀點。

背斜蓋層中的變形主要以垂向隆升為主，并沒有發(fā)育大型的逆沖斷層，但是在背斜北東部與酒店埡背斜相交的地方，志留系與寒武系的滑脫面之間發(fā)育有一個疊瓦構造。深部的構造變形在此處對于桑木場背斜幾何形態(tài)的影響已經非常小，背斜在北東端的構造樣式直接受控于這個淺層的疊瓦構造，這使得背斜在此處的構造形態(tài)較中部及南西部發(fā)生變化。

由上文分析可知，斷層F1、F2、F3共同控制了背斜的整體構造形態(tài)。其中斷層F1是一條區(qū)域型逆沖斷裂，在剖面CC′所在位置，由斷層F1造成的隆升已經不是很明顯。斷層F2、F3向北東方向并沒有延伸至剖面CC′的位置，這說明這兩條斷層向北東終止于桑木場背斜的北東端，背斜北側的酒店埡背斜在剖面CC′位置除斷層F1外，還受到基底逆沖斷層F5及基底反沖斷層F6的共同控制，斷層F5向南東方向同樣終止于桑木場背斜及酒店埡背斜轉換帶的位置。

斷層F2、F3向北東方向終止的位置及斷層F5向南東方向終止的位置均處于齊岳山斷裂走向發(fā)生變化的位置，齊岳山斷裂在此以北走向平行于酒店埡背斜走向，在此以南平行于桑木場背斜走向。

3 構造演化

3.1 變形時間的確定

前人對川東南地區(qū)演化的研究表明川南地區(qū)經歷了燕山-喜馬拉雅多期復合運動[22-25]。本文對前人在桑木場背斜及其鄰區(qū)5個采樣點(位置見圖1)的磷灰石裂變徑跡實驗結果進行了統(tǒng)計與分析[22-29]，結果表明：研究區(qū)的構造變形始于燕山運動中期(約85 Ma)，在此之前，研究區(qū)處于沉降埋藏階段，桑木場背斜并沒有明顯隆升，經歷的構造運動以垂向運動為主，地層并沒有發(fā)生明顯的縮短。自燕山期中期至今，研究區(qū)經歷了燕山中-晚期(85～72 Ma)的快速隆升階段、燕山期末期-喜馬拉雅期中期(72～31 Ma)的緩慢隆升階段及喜馬拉雅期中期至今(31～0 Ma)的快速隆升階段。

3.2 構造演化階段特征

燕山期中期(約85 Ma)，受到來自南西方向應力的擠壓作用，在桑木場背斜下方約15 km以下的基底中產生了一個原始斷面F1，其上盤的地層沿斷面向北西滑動，并沿頂板滑脫層楔入斷層北西側地層，形成一個區(qū)域型的基底構造楔(圖8)，將桑木場背斜南東側的地層整體抬高，這一過程一直持續(xù)到燕山期晚期，桑木場背斜在此階段經歷快速隆升。在這期變形中，剖面中三疊系以上地層的縮短量約為2.0 km，二疊系及以下蓋層的縮短量為2.3 km，基底的縮短量為1.1 km。

圖7 四川盆地東南緣磷灰石裂變徑跡熱隆升模擬圖(據文獻[27-29]修改)Fig.7 Simulation chart of thermal uplift of apatite fission track in southeastern Sichuan Basin (modified from references[27-29])

圖8 川東南桑木場背斜的構造演化剖面(沿背斜中部NW-SE向BB′剖面)Fig.8 Structural evolution of the Sangmuchang Anticline in southeastern Sichuan Basin (along the section BB′ striking NW-SE in central Sangmuchang Anticline)

燕山期末期(約72 Ma)，基底沿斷層F1的運動停止，同時在滑脫層D1、D2間，先后生成了兩個傾向南東的斷面F2、F3，其南東側的地層在南東向擠壓應力下沿斷層向上緩慢滑動，在背斜下方形成了一個由兩個逆沖斷片組成的前展式疊瓦構造，這時研究區(qū)初現背斜形態(tài)。桑木場背斜在這一階段的隆升速度較慢，三疊系以上地層的縮短量約為3.0 km，二疊系及以下蓋層的縮短兩位4.4 km，基底的縮短量為7.6 km。

喜馬拉雅晚期(約31 Ma)，基底沿斷層F2、F3的滑動速率加快，桑木場背斜再次進入快速隆升期。這一期變形一直持續(xù)至今，在這一過程中，背斜核部的地層逐漸露出地表并接受風化剝蝕，背斜現今的幾何形態(tài)逐漸形成。該階段蓋層的縮短量為12.6～13.2 km，基底的縮短量為20.7 km，基底與蓋層縮短量的不同是地層的分層滑脫變形造成的。

總的來說，這3期構造活動均對桑木場背斜構造主體產生了重要的影響，研究區(qū)基底的變形具有持續(xù)活動的特點，從燕山期中期至今從未中斷。燕山中晚期的構造活動僅造成剖面基底1.1 km的縮短，而燕山期末期-喜馬拉雅期中期與喜馬拉雅期中期至今的構造活動分別使剖面基底縮短7.6 km及20.7 km，其縮短量均在第一階段的5倍以上，這表明后兩期構造活動的劇烈程度要遠大于第一期構造活動，從演化剖面也可以看出，燕山期末期至今的一系列構造活動對背斜現今構造樣式的形成所造成的影響明顯大于之前的構造活動，但是燕山中-晚期(85～72 Ma)的構造活動對桑木場背斜的構造形態(tài)尤其是背斜北西翼的形成同樣起到了不可忽略的作用，背斜現今的構造樣式是在多期次構造活動的疊加控制下形成的。

4 討論

4.1 變形機制

前人關于“隔槽式”褶皺帶成因機制的研究一直存在爭議，劉學鋒提出這種構造樣式主要表現為基底卷入型的逆沖褶皺系與組合在垂向上的疊加，其構造在受基底控制的同時，也受蓋層滑脫作用的疊加改造[9]。張必龍等人通過數值模擬研究認為其形成主要受地層的埋深與能干性差異的控制[10]。楊坤光等人提出其主要受滑脫作用的控制，變形的復雜部分應該位于緊閉向斜的核部。在向斜核部發(fā)育有與褶皺樞紐一致走向的斷層，這些斷層控制了向斜的形成，在被斷層間隔出的穩(wěn)定區(qū)域發(fā)育背斜[11]。柏道遠等人提出齊岳山斷裂東側盆山過渡帶褶皺的形成主要受區(qū)域擠壓體制下包括褶皺基底和蓋層在內的原地巖層體的整體水平收縮及其導生的沖斷、滑脫作用所控制[12-13]。顏丹平等人認為在雪峰山陸內造山運動強烈的擠壓應力下先產生一系列階梯狀逆沖斷層，外來巖席沿斷坡向上滑動首先形成尖棱狀背斜，隨著時間的推移，在逆沖帶的前緣產生新的“隔擋式”背斜；后緣的背斜逐漸變寬，之間的向斜逐漸變窄，進而形成“隔槽式”背斜[14-16]。

此次研究認為：在桑木場背斜所在區(qū)域，“隔槽式”背斜存在分層滑脫變形的變形機制，其形成主要受控于基底的變形。在雪峰山西推應力的作用下，在基底中先后產生數條傾向南東并收斂于不同滑脫層的基底斷裂，基底斷塊沿斷面向西逆沖形成基底構造楔、斷層轉折褶皺及疊瓦構造等多種構造樣式。蓋層中并沒有發(fā)育大型的逆沖斷層，其變形主要為在基底變形的作用下的順層剪切變形。

研究區(qū)及鄰區(qū)的構造主要為一系列走向北東的背斜構造與一系列走向北北東的背斜構造(圖1)，同時區(qū)域內也存在兩條走向分別與之對應的主要斷裂：走向北東的齊岳山斷裂及走向北北東的南川-遵義斷裂[30]。桑木場背斜位于齊岳山斷裂的正上方，走向與齊岳山斷裂向一致，南川-遵義斷裂位于桑木場背斜南東側較遠的位置，且走向與背斜的走向存在明顯差異。故可以判斷，桑木場背斜的變形主要受齊岳山斷裂的控制，結合在第二章中對背斜應力方向的分析可知，造成桑木場背斜變形的主應力來自于雪峰山陸內造山運動所產生的向西的推覆力[12-17,31-39]。

雪峰山的造山運動早在加里東運動前就已經開始，而桑木場背斜在燕山期才開始隆升，這說明“隔槽式”褶皺帶內各背斜的變形時間并不一致，是在雪峰山西推應力的傳遞過程中依次變形的，應力傳遞到桑木場背斜區(qū)域經歷了漫長的時間，在雪峰山造山帶至隔槽式褶皺帶間，變形是從深部向淺部遞進發(fā)育的，由東向西卷入變形的基底的深度逐漸減小[12-17,19-20,22]，應力也在傳遞中釋放并減弱。當應力傳遞至隔槽式褶皺帶西緣時，已經不足以繼續(xù)推動其西側的基底發(fā)生變形，應力在此積累釋放，由此形成齊岳山斷裂，斷裂東側的地層沿斷裂向西滑動，在斷裂帶的位置上形成了一系列成因類似、特征相似的背斜構造，桑木場背斜就是其中之一，這也是桑木場區(qū)域背斜構造形成的主要原因。

斷層F2、F3切斷的地層的厚度與上覆地層壓力要遠小于F1所切斷的地層，從這個角度來看，在相同的應力作用下，由斷層F2、F3造成的變形強度就要大于由斷層F1造成的變形，也就是說，推動地層沿斷層F2、F3發(fā)生滑動需要更小的應力，所以桑木場背斜基底的變形向淺部傳遞很可能是由于應力的減小造成的，此時應力已經無法推動深部地層沿深度更深、長度更長的斷裂滑動。這一過程很可能指示了在齊岳山斷裂帶形成的過程中，來自雪峰山的應力的變化過程。

由應力變化及卷入變形地層的厚度變化等多方面因素的共同作用，桑木場背斜在燕山期末期的隆升速度要較上一階段明顯減緩。在喜馬拉雅晚期，受到喜馬拉雅構造運動的影響，來自青藏高原由西向東的擠壓應力越過華鎣山波及至此[22,40-42]，雖然沒有在產生傾向北西的大型逆沖斷層，但是在背斜核部的該層中產生了數個傾向北西的淺表反沖斷層，且加快了基底沿活動斷層(F2、F3)的滑移速度，進而加速了桑木場背斜的隆升，這一過程一直持續(xù)至今。

4.2 地質意義

桑木場背斜的構造變形，對研究四川盆地東南緣盆-山過渡帶，即湘鄂西“隔槽式”褶皺帶與川東南“隔擋式”褶皺帶之間的過渡關系以及齊岳山斷裂的幾何形態(tài)具有重要的指示意義。

前人對于湘鄂西“隔槽式”褶皺帶與川東南“隔擋式”褶皺帶之間轉換關系的研究相對匱乏[31-37,43-56]，大多數學者僅提出以齊岳山斷裂為界，以西為薄皮構造，以東為基底卷入的厚皮構造[14,19,32,36,43-46]。在顏丹平等人提出的雪峰山西推模型中，兩個褶皺帶之間的過渡是變形沿一系列連續(xù)的階梯狀斷層向前傳遞形成的，過渡帶西側的背斜沒有發(fā)生拓寬，東側的背斜已處于拓寬階段，并不存在特殊的構造樣式[14-15]。關于齊岳山斷裂，一種觀點認為它是一條初露地表的區(qū)域性基底斷裂[16,18,44-45]，也有人將其解釋為一條切穿部分蓋層的隱伏斷裂[17,46]。

本次研究認為：齊岳山斷裂南段表現為隱伏斷裂，且未切穿蓋層，是由多條傾向南東的基底逆沖斷層共同組成的斷裂系統(tǒng)，包括一條深部的區(qū)域性基底逆沖斷層及數條淺部基底斷層，在不同的構造位置，齊岳山斷裂的幾何形態(tài)存在差異，在桑木場背斜區(qū)域，其淺部存在兩條逆沖斷層，在丁山構造區(qū)域，淺部僅存在一條逆沖斷層。在兩個構造之間，齊岳山斷裂的走向發(fā)生變化，淺部逆沖斷層的發(fā)育情況指示了齊岳山斷裂走向發(fā)生改變的原因。

同時，“隔槽式”褶皺帶與“隔擋式”褶皺帶并不是由一系列階梯狀斷層連接的，齊岳山斷裂是二者的分界線，兩個構造帶之間是過渡是由齊岳山斷裂以及上方的背斜構造實現的，兩個構造帶的不同構造特征直接反映在背斜兩翼的構造差異上。以桑木場背斜為代表，背斜的南東翼陡窄，在受到基底逆沖斷層控制的同時，還受到其東側背斜構造蓋層較為強烈的橫向擠壓，故表現為背斜寬緩、向斜陡窄的“隔槽式”背斜；背斜北西翼的地層則較為寬緩，由于西側背斜的蓋層并未對其產生強烈的橫向擠壓作用，以至其向西延伸較遠，表現為背斜陡窄、向斜寬緩的“隔擋式”背斜。

5 結論

1) 桑木場背斜處于“隔槽式”褶皺帶與“隔擋式”褶皺帶的過渡部位，二者構造特征的差異體現在背斜的兩翼上。桑木場背斜是多期構造活動疊加作用形成的，其整體構造格局受盆地基底形態(tài)與齊岳山斷裂的聯合控制。在平面上背斜呈現為北東窄、南西寬的錐形展布，剖面上呈現前翼寬緩、后翼陡窄的構造特征。

2)桑木場背斜存在分層滑脫變形的變形機制，在垂向上具有相互疊置的結構特征。蓋層的變形主要為深部基底變形引起的順層剪切變形，并沒有發(fā)育大型逆沖斷裂?；椎淖冃慰刂屏吮承钡臉嬙煨螒B(tài)，深部基底沿其向上逆沖形成疊瓦構造與構造楔相互疊置是桑木場背斜隆升的主要原因。

3) 桑木場背斜的變形發(fā)生在燕山期中期之后，在此之前，研究區(qū)的構造演化以垂向上的升降運動為主，橫向上并未發(fā)生明顯的縮短。燕山期中期開始，研究區(qū)共經歷了快速—緩慢—快速3個隆升階段，背斜在燕山期中晚期的構造活動中的變形受斷層F1的控制，處于快速隆升期。在燕山期末期-喜馬拉雅期中期，背斜的隆升速率較慢，其變形主要受控于斷層F2、F3，桑木場背斜在這一階段初現雛形。喜馬拉雅期中期至今，基底沿斷層F2、F3的滑移速度增加，背斜再次處于快速隆升期，并逐漸形成背斜現今的構造形態(tài)。桑木場背斜的構造演化十分復雜，在其演化過程中，基底的縮短量為29.4 km，蓋層的縮短量為17.6～19.9 km，這主要是背斜的分層滑脫變形導致的。