0 引言

在朝鲜，叠加褶皱构造是在1960年初进行古元古界摩天岭群内层状铅锌矿床勘探过程中首次被发现的。当时通过对剑德地区铅锌矿体的深部勘探，查明了该含矿层被倒转褶皱改造变形的事实^[1]。2000年以来，为了进一步确定煤炭勘探方向而进行的系列调查研究发现，平南盆地内沉积盖层也受到叠加褶皱的改造而变形。平南盆地内出现的倒转褶皱，过去一般认为是直立褶皱的次级从属褶皱。笔者通过对平南盆地内倒转褶皱发育地区进行详细的地质调查，结合煤炭开发过程中获得的地质及钻探资料，提出了平南盆地叠加褶皱的形态特征、识别叠加褶皱的主要标志及其形成时代的判别、中生代平南盆地褶皱改造变形原因的初探等系列认识，对于进一步深化平南盆地演化和煤炭勘探具有一定指导意义。

1 平南盆地的沉积盖层

平南盆地位于狼林地块之南，赋存于太古宙—古元古代结晶基底之上，是朝鲜半岛发育中、新元古界和古生界最为广阔、完整的沉积盆地^[2-3](图 1)。具有克拉通盖层性质的中元古界、新元古界、下古生界(早寒武统—中志留统)以及上古生界(上石炭统—二叠系)发育完整，出露齐全，是整个朝鲜半岛发育前寒武纪晚期—古生代地层最为广阔的沉积区。该盆地沉积盖层包括中—新元古界、下古生界和上古生界，累积厚度达20 000 m。平南盆地的中—新元古界被称为祥原超群(Sangwon Supergroup)，自下而上分为直岘群(长城系)、祠堂隅群(蓟县系)、默川群(青白口系)、灭岳山群(南华系)和燕滩群(埃迪卡拉系)，呈现北隆南坳的古地理-古构造格局^[2]。中元古界直岘群、祠堂隅群和默川群与中国华北地区的长城系、蓟县系和青白口系岩性、沉积层序及地层厚度等方面具有一致性，产出的叠层石也具有共同点；但在华北地区缺失能与平南盆地南部地区主要发育的灭岳山群和燕滩群可对比的新元古界。

平南盆地的下古生界包括黄州群(下—中寒武统)和法洞群(上寒武统—中志留统)，上古生界包括江东群(中—上石炭统)和介川群(二叠系)。古生界的一般特点与辽东地区相近，尤其是中石炭统平行不整合于中奥陶统碳酸盐岩之上，这一特点与辽东乃至华北地区完全一致，在朝鲜谷山、新溪、遂安和法洞一带，还发育晚奥陶世－中志留世的海相地层^[3]。平南盆地的上述克拉通型沉积盖层到三叠纪晚期及早侏罗世前，经松林构造运动(相当于印支运动)发生褶皱及冲断，并伴随同期的岩浆活动，之后又叠加有燕山期的火山-沉积岩系及构造-岩浆作用。虽然中国东部和朝鲜平南盆地内沉积盖层具有一定差异性，但是两个地区地层的沉积岩性和古生物化石的一致性，说明这些地区经历了共同的地壳演化阶段^[4-8]。

2 褶皱的形态特征

平南盆地沉积盖层被不同阶段的倒转褶皱和直立褶皱改造，经历了复杂的构造变形阶段。

2.1 倒转褶皱特征

在朝鲜半岛，由于倒转褶皱的发育，导致平南盆地乃至狼林地块和临津江构造带内地层均受到变形改造。倒转褶皱出现在平南盆地不同时代地层内，但形态特征相似，正常翼比倒转翼长，二者平均比例为5:1，有的时候达10:1^[9]。倒转褶皱正常翼的长度可达几千米长，其翼部围抱着直立褶皱的两个翼部，导致在地表上只表现为直立褶皱。这些现象给倒转褶皱与直立褶皱互相关系的解释造成了困难，再加上倒转褶皱的脊线与直立褶皱的脊线大部分平行，进一步加大了解释褶皱构造的难度。因而造成到目前为止研究人员都把倒转褶皱认为是直立褶皱的次级从属褶皱。

在平南盆地中部倒转褶皱的脊线近EW向，在结晶基底突出部位脊线变弯曲。倒转褶皱的轴面在平南盆地北部向北倾20°~30°，在南部向南倾20°~30°。两个倒转褶皱之间的褶皱波长为3 km左右，在此褶皱内比它小的次级倒转褶皱呈规律分布。褶皱强度从中元古界向上古生界逐渐变弱。

2.2 直立褶皱特征

平南盆地内直立褶皱的形态在地质图上较容易识别，其翼部倾斜方向、脊线方向、褶皱宽度和褶皱波长都直接反映于平面地质图上。直立褶皱的相对规模大小不一，但总体脊线方向为近东西向、翼部倾斜度平均为20°。一级直立褶皱的宽度为几千米或者几十千米，其周期具有规律性。这些褶皱在1:20万地质图自南而北划分为：灭岳山向斜、长寿山背斜、默川向斜、正方山背斜、黄州向斜、中和背斜、杉登向斜、成川背斜、笠峰向斜、北仓背斜、长安山向斜、德川背斜、龙门山向斜等^[2]。

3 叠加褶皱的识别标志

前文所述的两种褶皱其形成时代不同，倒转褶皱为第一阶段褶皱，直立褶皱为第二阶段褶皱^[9]。褶皱的叠加性已经引起了很多地质学家的关注，并对其进行了深入的研究。前人^[10-13]提出了前寒武纪叠加褶皱的识别标志, 包括两组或多组不同方向和不同样式的褶皱交叉、穹窿和盆地的规律性分布、褶皱轴面及轴面劈理呈规律的波状弯曲、两组或几组新生面理和线理的交切或叠置、线理或线状构造和褶皱枢纽规律性的系统的弯曲或变位、大型褶皱转折端存在轴面横切后期轴面的小褶皱等。

综合研究表明，平南盆地叠加褶皱的主要识别标志如下：

1) 地质平面图上呈现不同类型的两组褶皱脊线的交叉(图 1)。该地区的地层被向南倾斜的倒转褶皱强烈改造弯曲，形态为平卧褶皱，又被后期直立褶皱叠加改造弯曲。倒转褶皱的脊线弯曲为“S”型，直立褶皱的脊线呈东西向，两组褶皱的脊线交叉。而在平南盆地，倒转褶皱和直立褶皱脊线的走向都近EW向，这样的脊线交叉现象少见。图 2中可见褶皱脊线的交叉现象，平卧的倒转褶皱被直立褶皱叠加改造再弯曲，同时褶皱脊线弯曲，这些现象在平南盆地旸德隆起、平原隆起和店谷隆起等地可以看到^[9]。

2) 倒转褶皱的轴面被直立褶皱改造弯曲。倒转褶皱的轴面被直立褶皱改造弯曲的现象，通过地质图制绘的地质剖面图上能识别和解释(图 3)^[9]。图 3中的黄州直立向斜褶皱导致了倒转向斜褶皱轴面的弯曲，只有通过对区域地层产状的详细调查及下寒武统含磷层钻孔勘探资料才能发现这一现象。倒转褶皱的翼部宽度与黄州直立向斜褶皱相近，因此在1:5万地质图上很难反映出倒转褶皱，只能反映出黄州直立向斜褶皱。所以到目前为止，黄州直立向斜褶皱内存在着倒转褶皱的事实尚未查明，我们把新查明的倒转向斜褶皱命名为黑桥倒转向斜褶皱。这样的构造在平南盆地正方山背斜、笠峰向斜和长安山向斜等地也可以查到。

3) 直立褶皱的两翼发育的倒转褶皱表现为两组牵引褶皱(次级褶皱)，即正牵引型褶皱出现于北翼、逆牵引型褶皱出现于南翼(图 4)^[14-15]。在平南盆地发育的直立褶皱翼部大致形成了周期性规模不等的倒转小褶皱，主要发育于晚古生代物理性质不同含煤岩层内^[16]。

由图 4可见，长安山向斜内部发育了南德直立背斜褶皱，因此长安山向斜为一复式向斜。在大同江南岸进行详细的地质调查过程中发现了规模比较大的倒转褶皱，同时在煤炭开发工作中收集的地质资料及许多巷道调查、钻探资料也确定了这些倒转褶皱的存在，将长安山向斜的南翼命名为松林倒转背斜，北翼命名为济南倒转向斜。由于济南倒转向斜的翼部大部分遭受剥蚀，因而前人很难将该向斜识别出来。

总之，长安山向斜的两翼为松林倒转背斜和济南倒转向斜，这些倒转小褶皱不是直立褶皱的从属褶皱，而是倒转褶皱形成的次级牵引褶皱。由于受到后期直立褶皱的影响，所以表现为一组正牵引褶皱和另一组逆牵引褶皱，即在南翼出现逆牵引型倒转小褶皱，在背斜转折端逐渐变化，在北翼呈现正牵引型小褶皱。倒转小褶皱的褶皱波长为100~200 m，煤炭多富集在倒转小褶皱的背斜转折端和向斜转折端处。

此外，两组节理或破裂出现于一个露头、香肠构造的变形等特征也是本研究区叠加褶皱识别的主要标志。

4 讨论

平南盆地地处中朝板块东端的朝鲜半岛中部，其各时代地层的发育特点与中国辽吉东部地区的情况大致类似。由于地处中朝板块东缘，且毗邻华南与中朝板块之间苏鲁—大别早中生代超高压碰撞带和东亚中生代活动大陆边缘，因此研究区内中生代的构造变形十分强烈。

研究区内识别出的形态和产状不同的褶皱构造可能是区域上不同构造运动作用的结果。研究这些褶皱构造的成因及形成时代可以为平南盆地及朝鲜半岛中生代陆内构造演化历史提供科学依据，在下面的章节将进行讨论。

4.1 叠加褶皱的形成时代

朝鲜半岛中生代构造运动分为3个阶段：中—晚三叠世的松林运动(相当于印支运动)、中侏罗世的大宝运动(相当于早期燕山运动)和晚侏罗世—早白垩世的载宁江运动(晚期燕山运动)^[2]。松林运动主要以强烈的褶皱改造变形与褶皱伴生的冲断层、前陆盆地形成及酸性岩浆活用为特征，导致克拉通沉积盖层(中元古界—古生界)的褶皱改造变形，特别表现在平南盆地西部地区。该时期的褶皱大致为倒转褶皱，枢纽走向为近EW向，这表明中生代初期平南盆地受到南北向的强烈挤压，形成东西向褶皱与断裂，构成盆地内的构造格架。大宝运动主要以强烈的断裂运动、较弱的褶皱改造和广泛的花岗岩侵入为特征，基底强烈韧性剪切，沉积盖层和下侏罗统发生褶皱和断裂变形。反而载宁江运动主要以断裂与岩浆活动为特征，褶皱改造变形极为薄弱。

叠加褶皱变形时代是比较难以准确限定的。到目前为止，还没有对平南盆地叠加褶皱形成时代的相关研究，也缺少构造年代学限定，只能根据沉积地层的地质时代、变形程度以及穿切关系推测每个阶段褶皱形成的相对地质时代。

倒转褶皱可以认为是第一阶段褶皱，其形成时代为松林期(相当于印支期)。由于平南盆地内沉积盖层到了早中生代才受到倒转褶皱的改造而变形，但松林山组(下侏罗统)没有受到倒转褶皱的影响，只受到直立褶皱的变形^[2]。并且前人研究认为印支运动主要为挤压构造运动^[17-19]。因此倒转褶皱的形成时代可限定为中—晚三叠世。

直立褶皱可以认为是第二阶段褶皱，平南盆地沉积盖层发育地区的地质调查研究表明直立褶皱与松林运动无关，但现在尚无定量研究资料。只能通过下侏罗统受到直立褶皱的变形改造来推测直立褶皱的形成时代。平壤市大同江清流壁由下侏罗统松林山组砂岩组成，形成的直立褶皱翼间角为25°~30°，可以识别为褶皱波长几十米的背斜和向斜构造，1:5万平壤幅地质图上也可识别出松林山组的直立褶皱构造。而平壤地区发育的上侏罗统没有受到直立褶皱的变形，因此把直立褶皱的形成时代限定为中—晚侏罗世或大宝期(相当于早燕山期)初期^[20]。平南盆地内沉积盖层中还发育脊线走向为北北东向的开启褶皱，这些褶皱被认为是第三阶段褶皱(叠加型)，其形成时代为载宁江期(相当于晚燕山期)。

4.2 中生代陆内褶皱改造变形的原因初探

众所周知，在晚古生代—早中生代期间，中朝板块北缘主要与亚洲洋板块和西伯利亚板块相互作用，经历了古亚洲洋消减、两个大陆板块陆陆碰撞拼贴的演化历史；南缘随着古特提斯洋的关闭，与华南板块发生陆陆碰撞作用，导致中朝板块发生广泛的陆内变形，中生代以来受到太平洋板块活动的强烈改造与叠加，构成环太平洋构造带的重要组成部分^{[3, 5, 8, 20-23]}。

如前所述，朝鲜半岛中生代松林运动主要以强烈的褶皱改造变形为特征，前中生代沉积盖层受南北方向挤压改造变形而形成近EW方向的线状倒转褶皱和冲断裂。早期的挤压造山作用导致朝鲜半岛整体抬升，经历由海相环境向陆相环境的转换，基底强烈韧性剪切，盖层发生褶皱和冲断变形^{[2, 22]}。

中国东部和朝鲜半岛在中生代构造演化方面已经开展了比较大量的研究工作，并取得了丰富的资料和认识，对于早中生代平南盆地褶皱与断裂改造变形，一般认为是由中朝板块与华南板块碰撞造成的^[23-24]。近年来，很多学者对朝鲜半岛中部京畿地块西南角发现的洪城杂岩进行了岩石学与年代学研究^[25-26]，结合野外构造变形特征观测，以及在朝鲜半岛不同构造单元采集的糜棱岩和片麻岩样品的同位素年代学分析，并在此基础上通过对比朝鲜半岛与大别造山带不同构造单元的变形特征，认为自临津江带至沃川带构成了较完整的中生代碰撞造山带，即大别—苏鲁造山带的东延部分，临津江构造带与大别造山带的北淮阳构造带、苏鲁构造带北部威海地区具有可比性，沃川构造带与南大别构造带有相似之处^[23-26]。不过，根据临津江构造带的规模、内部结构、临津群沉积相和古生物特征、岩石变形变质程度等各方面特征以及综合前人的研究成果^{[3, 21, 27]}，临津江带不具有板块碰撞造山带的条件和特征，作为大陆内部裂谷型构造带较为合适^[3]。而且，对洪城杂岩的详细研究表明，这里的榴辉岩虽与苏鲁造山带的岩石组合类似，但从具体的变质年龄分析、围岩变质和分布特点来看，洪城杂岩也显示出了与苏鲁造山带不同的特征^{[21, 27]}。因此，早中生代朝鲜半岛构造变形的具体过程与构造背景是比较难以确定的，我们认为朝鲜半岛中部地区经过了较特殊的演化过程。

朝鲜半岛存在两个古生代盆地，分别是中部的平南盆地和南东部的宁越—太白山盆地，除了平南盆地谷山—新溪—遂安、法洞地区的上奥陶统—中志留统以外，主要由下古生界(寒武系—中奥陶统)和上古生界(上石炭统—下三叠统)组成^{[2, 3, 27-29]}。值得注意的是，平南盆地沉积盖层构造方向与宁越—太白山盆地不一致，前者古生界褶皱构造以EW方向为主，后者以NS或NE—SW方向为主，特别是宁越、丹阳和闻庆地区古生界由NE—SW方向的冲断层引起的叠瓦状构造构成^[28-29]。这表明松林期平南盆地受南北方向的挤压而导致褶皱改造变形，而宁越—太白山盆地受东西方向的挤压变形。前人^[28]根据朝鲜半岛南部地区沉积盆地的地质构成研究，提出了京畿地块和沃川带西南部地体是在二叠纪晚期—三叠纪期间从华南推过来的(图 5)。考虑到在松林运动中—晚三叠世期间，东亚境内古特提斯洋的关闭使得华北和华南地区内部发生强烈的构造-岩浆活动，导致沉积盖层被强烈再造，形成大规模的早中生代褶皱，并使华北和华南地区构造格架基本定型，也可以认为该时期朝鲜半岛平南盆地以北地区受南北方向挤压而形成褶皱改造变形。

大宝期(中—晚侏罗世)初期朝鲜半岛主要受南北方向挤压，但是中期和末期一直受区域伸展作用而进入裂陷盆地发育期，形成多种类型的伸展构造裂陷盆地，岩浆活动强烈。大宝运动不仅使已改造变形的地层发生褶皱，也使NE—SW、SN方向深部断裂复活，岩浆上涌，形成NE—SW、NW—SE、NNE—SSW及NNW—SSE方向断裂，形成多种伴随断裂的断陷盆地，不过褶皱改造变形较弱，只发生直立褶皱^{[2, 23, 27-29]}。对大宝期区域伸展作用，我们认为不是中朝板块陆内裂解作用的结果，而应是太平洋板块俯冲于欧亚板块之下引起的^[30]。朝鲜半岛中生代构造动力体制经历了从特提斯构造域向滨太平洋构造域的转换，由此产生了强烈的断裂及岩浆活动，形成了复杂的构造组合型式。

5 结论

1) 平南盆地叠加褶皱的主要识别标志为：地质平面图上呈现不同类型的两组褶皱脊线的交叉；倒转褶皱的轴面被直立褶皱改造弯曲；直立褶皱的两翼发育的倒转褶皱表现为两组牵引褶皱(次级褶皱)，即正牵引型褶皱出现于一翼，逆牵引型褶皱出现于另一翼。

2) 平南盆地发育的沉积盖层受到3个阶段褶皱构造的改造而变形:第一阶段褶皱为EW方向脊线的倒转褶皱，形成于松林期(相当于印支期)，即中—晚三叠世；第二阶段褶皱为EW方向脊线的直立褶皱，形成于中—晚侏罗世，即大宝期(相当于早燕山期)初期；第三阶段褶皱为NNE方向脊线的直立褶皱，形成于载宁江期(相当于晚燕山期)。

3) 松林期(中—晚三叠世)平南盆地受南北方向的挤压而褶皱改造变形，可能是京畿地块和沃川带西南部地体在二叠纪晚期—三叠纪期间从华南推过来的缘故。大宝期(中—晚侏罗世)受区域伸展作用而进入裂陷盆地发育期，形成多种类型的伸展构造裂陷盆地，岩浆活动强烈，这是东亚地区从特提斯构造域向滨太平洋构造域转换的结果。