太行山作为山脉形成于新生代(龚明权，2010)。南太行山新生代区域抬升强烈，地层以砂岩、砾岩、粘土岩为主(徐杰等，2000)。磷灰石裂变径迹证据显示50～30Ma(尤其是10Ma以来)隆升速度加快，是太行山地区主要隆升期，区域上表现为北早南晚的倾伏式抬升特征，其新生代隆升与华北东部同期快速沉降相耦合。晚白垩世以来，太行山剥蚀去顶量在3km以上(李庶波等，2015)。新生代以来，该区构造演化特征整体表现为向西构造迁移的特点，是区域走滑伸展背景下的一种新的板内盆山关系(曹现志等，2013)。中新世以来，伴随着山西地堑系的形成，太行山大断裂发生构造负反转，控制着一系列山间地堑的发育。

盆地陆源碎屑是盆地沉积和构造演化的直接证据和重要标志，包含了构造演化的诸多信息。现在一般利用碎屑组分(Dickinson分析)和元素地球化学特征(地球化学法)来研究物源区大地构造演化特征(王丹等，2008)。对秦岭造山带泥盆系形成的构造环境研究表明，西和—成县盆地和山阳盆地砂岩为岩屑杂砂岩和长石砂岩，反映了大陆边缘弧背景源区特征，而粉砂岩和泥岩地球化学特征反映了其形成于活动大陆边缘背景(闫臻等，2007)。对下扬子白垩系浦口组的岩石学、地球化学资料分析，得到了该区西部物源区为被动大陆边缘，同时具有某些活动陆缘特征(尚彦军，1994)。

中国新近纪青藏高原隆起带动了西北地区隆起上升，海水从藏南和塔里木西南隅完全退出，海相沉积主要分布于台湾、东海和南海。我国北部大型盆地仍接受沉积，大部分为河流相、浅湖相等稳定性沉积类型(田在艺等，1994)。

南水北调(中线)工程建设，在太行山东麓很大渠段范围上为基础地质提供了一个认识第三系的“地质探槽”。安阳段开挖中遇到了第三纪砾岩、砂岩、粘土岩、泥灰岩等，表现出了较明显的河流、湖泊相变特征。这套上第三系岩性变化大，软岩硬土特征明显，其定名和物理力学指标与常规岩石不同，对工程设计和施工影响较大(闫宇等，2008)。

本文对现场采集的上第三系地质样品开展了化学、矿物学分析。结合沉积构造学研究中常用的构造背景区域识别方法，对其构造背景，尤其是物源区构造特征进行了分析。为便于说明，结合克什米尔西构造节主边界断裂(MBT)南侧中新世早期巨厚的穆里组磨拉石相沉积物分析结果，对比分析了构造稳定区和活跃区岩石化学、矿物特征。

南水北调(中线)安阳段多在第三系中展布。南起羑河北岸驸马营村、北至安阳县漳河南岸的安阳渠段，共划分为9个施工标段。我们现场调查标段主要有6个(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ 标段，表 1)。

表1(Table 1)

表1 安阳渠段施工标段和主要工程桩号分布情况Table 1 Distribution of construction tenders and major project stakes in Anyang canal section 标段 界线桩号 干渠长度/km 邻近村庄 Ⅰ 0+000～6+265.6 6.2656 驸马营、南田村、北田村、丁家庄、郜家庄 Ⅱ 6+265.6～12+014.5 5.7489 辛庄、下毛仪涧 Ⅲ 12+014.5～15+599.7 3.5852 活水村、杜家庵、赵张村等 Ⅵ 25+001.0～26+892.9 1.8919 安阳河、南士旺 Ⅶ 26+892.9～32+168.2 5.2753 赵庄、北士旺、黄甫屯、杜小屯、下柏树 Ⅷ 32+168.2～35+866.9 3.6983 洪河屯、东稻田、西稻田

表1 安阳渠段施工标段和主要工程桩号分布情况 Table 1 Distribution of construction tenders and major project stakes in Anyang canal section

安阳主干渠段地貌上位于太行山前低丘地带和山麓洪积—冲积平原，地势西高东低。地面海拔高程一般为90～100m，较高者在 Ⅱ 标魏家营和Ⅶ 标的杜小屯等处，高程都大于100m(图 1)。植被土壤区划上属暖温带森林草原褐色土地带。

图1(Fig.1)

图1 南水北调(中线)安阳段干渠第三系分布图 地质图(据徐杰等，2000；陈波，2011；脚注①(①河北省地质局. 1974. 1︰20万区域地质调查报告(邯郸幅).))；地形底图 ②(②中国人民解放军总参谋部测绘局. 1975. 1︰5万地形图汤阴县、安阳市、水冶、辛店. 1971版图式.) Fig.1 Distribution of Tertiary sediments in Anyang dry-canal section

据区域地质调查结果，安阳段为太行山东麓、豫北地层区，主要分布地层为第三系。第三系下部为类磨拉石建造，上部为碳酸盐建造 ^①。北北东向新华夏系断裂活动大规模发育，其中规模最大的是多个断裂组成的太行山山前断裂(邢台—安阳断裂带，又名邯郸断裂)，大致展布于邢台至安阳间的京广线旁侧(图 1)。山前第三纪沉积盆地的展布方向，亦受北北东向构造控制。在安阳河南岸和安阳市南侧，展布着北西走向的安阳断裂。中新统与上新统之间有轻微褶皱表现出的角度不整合，代表了喜马拉雅山运动的特征。从北西向南东第三系由老变新，岩性由河湖相的类磨拉石变化到湖相—滨湖相碳酸盐建造。

由北西向南东方向(自下而上)安阳段第三系可分为2统3组(见脚注①(①河北省地质局. 1974. 1︰20万区域地质调查报告(邯郸幅).))：

(1) 中新统彰武组(N₁z)

岩性特征：底部为黄绿色砂质胶结的砾岩，夹似层状或透镜状砂岩，砾石全为二叠系砂岩；下部为紫色粘土及砂质粘土；中部为灰白色含砾钙质砂质粉砂岩及紫色砂质粘土，上、下分别为砂岩、含砾砂岩；上部为紫、灰白杂色粘土、砂质粘土夹不稳定的砂岩、砾岩及粉砂质灰岩。砾石除石灰岩外，还有石英砂岩及火成岩等。本组地层岩性主要见于北部 Ⅶ 标和Ⅷ 标。

(2) 上新统鹤壁组(N₂h)

与N₁z为平行不整合接触。这一段地层岩性主要见于 Ⅱ 标段，自下而上大致可分为3段(表 2)。N₂h¹：以灰质砾岩为主，夹粘土及砂岩。下部为灰色灰质砾岩与黄色砂岩互层；中部为紫色粘土、黄色细砂岩及钙质粘土质岩屑细砂岩；上部为灰色灰质砾岩。N₂h²：下部为紫色含粉砂质粘土岩、粘土，夹黄色粉砂岩、细砂岩及一层钙质结核层；上部为紫、黄绿色粘土，夹黄色粉砂岩及7层粉黄、棕黄色砂质泥灰岩。这段地层见于 Ⅲ 标。N₂h³：灰色灰质砾岩间夹紫红、黄色粘土、钙质砂岩、细砂岩及泥灰岩。砾石特征与一般相同，见有5层，每层厚为2～35m不等。钙砂质胶结，一般较紧密，个别也甚松散。岩相横向变化较大，砂岩成为透镜体。

表2(Table 2)

表2 南水北调安阳段地层对比表Table 2 Stratigraphic correlation of Anyang section in the South-to-North Water Diversion Project

表2 南水北调安阳段地层对比表 Table 2 Stratigraphic correlation of Anyang section in the South-to-North Water Diversion Project

(3) 上新统巴家沟组(N₂b)

下部为紫色粘土与黄色巨厚层含粉砂泥灰岩互层，靠上夹二层灰黄色中-细粒砂岩；中部为灰、黄白色灰质砾岩、巨厚层泥灰岩，间夹黄色钙质砂岩及少许粘土；上部为黄、灰黄色泥灰岩、砂岩互层，靠上夹有粘土及一层深灰色灰质砾岩，砂质胶结。这组岩性见于 Ⅰ 标段。

在开挖剖面浅表部和局部低洼地带，可见第四系堆积物，主要为下更新统冰碛泥砾层(Q^gl₁)、中更新统洪积粘土夹砂砾石层(Q^pl₂)、上更新统黄土状亚粘土(Q₃)和全新统松散堆积物(Q₄)。本渠段基岩顶面埋深从0.5m至数米不等。

在 1︰20万鹤壁幅(见脚注③(③ 河南省地质局.1979.1:20万区域地质调查报告(鹤壁幅).))见到的上新统庞村组(N₂p)中基性陆相火山角砾岩，本段主干渠部位未见。中新统九龙口组(N₁j)发育了1层粉砂质灰岩、4层粘土(岩)、3层含砾砂岩和1层底砾岩(龚明权，2010)；上新统壶流河组(N₂h)上部为红色粘土夹砂砾透镜体，下部含角砾和钙质结核粘土。它们同主干渠段的相关地层岩性对应较好。

从北部的漳河向南过安阳河，至南面的羑河，地层由老变新，主干渠段先后出露了中新统彰武组，砂砾岩为主，厚为72m；上新统鹤壁组以粘土岩和细砂岩为主，厚度>292m；上新统巴家沟组以泥灰岩为主，厚度>100m。它们反映出了河湖相及滨湖相交替出现的沉积特征。

安阳渠段大地构造位置，位于中朝准地台的西部山西台隆和东部华北断陷之间。进一步地，西部太行拱断束和东部内黄凸起之间的汤阴断陷部位，向北明显位于邢台—安阳(邯郸)深断裂的西侧(河南省地质矿产局，1989)。此深断裂为活动断裂(马杏垣，1989)，其西中朝准地台上发育了第五套盖层，其东为新生代喜山旋回盆地(河北省地质矿产局，1989)。 表 3对比给出了3级大地构造位置，北部发育的邢台—安阳深断裂，控制了太行山东麓的地形陡变。向南延伸后，汤阴断陷开始明显发育。

表3(Table 3)

表3 南水北调中线安阳段大地构造位置Table 3 Tectonic location of Anyang section in the South-to-North Water Diversion Project Ⅰ 级构造 Ⅱ 级构造 文献出处 中朝准地台Ⅰ2 西部 主干渠段 东部 (河北省地质矿产局，1989) 山西断隆 Ⅱ23 邢台—安阳深断裂 华北断坳 Ⅱ24 Ⅲ级构造 太行拱断束 Ⅲ211 邢台—安阳深断裂 内黄台拱 Ⅲ217 Ⅰ 级构造 Ⅱ 级构造 中朝准地台 Ⅰ 西部 主干渠段 东部 (河南省地质矿产局，1989) 山西台隆 Ⅰ1 华北坳陷 Ⅰ4 Ⅲ级构造 太行拱断束 Ⅰ11 汤阴断陷 Ⅰ41 内黄凸起 Ⅰ42

表3 南水北调中线安阳段大地构造位置 Table 3 Tectonic location of Anyang section in the South-to-North Water Diversion Project

太行山前断裂带(南段为邯郸断裂)东侧形成复式盆岭构造系统，断陷盆地的基底面被埋于1000～6000m厚的下第三系之下。断裂带西侧太行山地区整体相对隆升，早第三纪末出现相对挤压，盆地区断陷作用消失。下第三系遭到一定程度的挤压变形和剥蚀，形成了上、下第三系之间的区域不整合面(吴忱等，1999)。晚第三纪和第四纪，太行山东缘断裂带大部分被埋于华北大平原之下，西侧太行山仍有不同程度的间歇性隆升(陈波，2011)。

安阳处于中国大陆喜马拉雅期构造中的河北—环渤海弱变形区，区域沉积受太行山东侧正断层(犁式)控制。太行山地处岩浆活动微弱陆壳区(万天丰，2011)。北部的邯郸断裂走向为北北东，倾角为40°～60°，中生代开始发育，中新生代活动强度不大。安阳北断裂，走向北西西，倾向向南。晚更新世晚期以来无明显活动。安阳南断裂走向北西西，倾向向北，倾角为60°～85°，长100km。早-中更新世有活动，晚更新世以来无明显活动。汤东断裂走向为北北东，倾角为40°～60°，新生代活动强烈，和汤西断裂一起控制了汤阴凹陷的发育(徐杰等，2000)。

在安阳段泥灰岩、砂岩和砾岩段，基岩分布较完整、岩块强度较高的区段，现场调查发现存在陡立的走向为40°～50°的构造节理，显示前期为压扭性，后期转变为张扭性，有暗紫红色粘土充填。这在 Ⅰ 标1+300、3+300，Ⅶ 标27+300、29+100、30+600、31+000，以及 Ⅷ 标33+660等7处都有发现。在 Ⅶ 标的29+100尤其明显，初步认为该处为一断层破碎带，在垂直干渠走向约50m宽度范围内见6条走向50°、间距1.2～2.0m、岩块宽度约3.5m、充填厚1～3cm暗紫红色粘土的近平行排列的节理带组成的断层带(图 2)。在 Ⅷ 标33+320砾岩南东端还发现产状为136°∠75°的断层带。

图2(Fig.2)

图2 Ⅶ 29+100(AY13)处6条粗大 节理组成的断层带(2009-7-14，镜头SW向) Fig.2 Fault zone composed of six joints inⅦ 29+100(AY13)

位于巴控克什米尔地区穆扎东的巴国目前最大的水利水电工程项目N—J引水隧洞，位于喜马拉雅山脉西北部，处于印度板块与欧亚板块分界线区域。喜马拉雅山在该区的主要特征是在中新世(N₁)发展成为一种哈扎拉(Hazara)—克什米尔(Kashmir)合并弯曲形状(西构造节HKS)。这种合并弯曲形状，主要由弯曲成160°的地质轮廓线条组成。隧洞工程位于喜马拉雅主边界逆掩断层带(MBT)的南西侧，处于外部区的亚喜马拉雅逆冲推覆体中。早中新世磨拉石沉积作用下造就了穆里(Murree)岩层，由单一系列的砂岩和泥岩组成。位于其上部属中新世晚期的卡米列组(Kamlial)，其独特的Q-F-L(石英—长石—岩屑)三端元组分特征显示，沉积物源区属于岩浆弧物源区(Najman et al., 2003)。该区域主要河流分布的大地构造背景研究显示，引水隧洞上第三系物源区为被动陆缘沉积环境(Brookfield，1993)。

中新世(N₁)磨拉石堆积处于这种复合构造的中心，并且由于主要逆冲推力的作用而呈现强烈变形。这些磨拉石层已形成陡立软硬岩层发育、局部构造劈理化泥岩发育为特征的褶皱带。在现场采集了新鲜的砂岩、粉砂岩、泥岩等地质样品。

现场采集沉积岩样品包括泥灰岩、泥岩和粘土岩、粉砂岩、砂岩等。将25个沉积岩样品化学分析结果列于 表 4，其中来自安阳(AY)和巴控克什米尔(NJ)分别为19个和6个。仪器为飞利浦PW2404型波长色散4KW X-射线荧光光谱仪国家标准. 2010. GB/T14506.28-2010硅酸盐岩石化学分析方法.。从 表 4可见，沉积岩中SiO₂、Al₂O₃含量变化幅度较大，K₂O比Na₂O高，CaO含量普遍较高。按Pettijohn et al.(1972)化学成分分类法，将样品lg(Na₂O/K₂O)和lg(SiO₂/Al₂O₃)数值对进行投影(图 3)。结果发现，AY大部分砂岩样品落在杂砂岩和岩屑砂岩中间，部分落在长石砂岩区，而粘土岩大多落在岩屑砂岩区，少量落在长石砂岩区。NJ沉积岩样品大部分落在了岩屑砂岩和长石—亚长石砂岩过渡区，显示其长石含量较高。

表4(Table 4)

表4 沉积岩(主量元素/%)化学全分析结果表Table 4 Average main element/% compositions of Neogene sedimentary rocks 序号 岩性 原始标号 样品号 SiO2 Al2O3 TiO2 TFe2O3 MgO CaO Na2O K2O P2O5 LOI 总和 1 泥灰岩 AY1-1 AY1-1 10.48 2.25 0.13 1.24 0.59 45.62 0.14 0.32 0.02 39.25 100.04 2 砂屑灰岩 AY1-2 AY1-2 3.16 0.85 0.04 0.60 0.35 51.68 0.10 0.13 0.02 43.21 100.13 3 鲕粒灰岩 AY1-3 AY1-3 3.20 0.78 0.04 0.42 0.35 51.90 0.07 0.12 0.02 43.01 99.91 4 杂砂岩 AY3-1 AY3-1 10.63 1.15 0.05 0.67 0.30 47.97 0.08 0.17 0.02 38.68 99.72 5 泥灰岩 AY3-2 AY3-2 17.42 5.37 0.22 1.89 0.78 39.83 0.11 1.33 0.04 33.29 100.28 6 杂砂岩 AY6-1 AY6-1 32.06 9.43 0.36 3.06 1.18 28.41 0.32 1.37 0.08 23.56 99.83 7 泥灰岩 AY6-2 AY6-2 16.93 5.69 0.22 1.27 0.49 39.27 0.13 0.65 0.04 35.21 99.90 8 泥灰岩 AY7-1 AY7-1 8.98 2.65 0.10 1.04 0.54 45.89 0.08 0.38 0.03 40.24 99.93 9 绿粘土岩 AY7-2 AY7-2 55.45 15.66 0.69 6.45 1.70 5.74 0.11 1.94 0.03 12.25 100.02 10 绿粘土岩 AY8-2 AY8-2 57.22 13.19 0.68 4.63 1.61 5.23 0.16 1.80 0.04 15.47 100.03 11 红粘土岩 AY8-3 AY8-3 55.70 13.33 0.68 6.36 1.63 3.95 0.11 1.85 0.04 16.37 100.02 12 杂砂岩 AY10-1 AY10-1 36.92 10.05 0.37 2.79 1.41 25.47 0.73 1.37 0.07 20.82 100.00 13 杂砂岩 AY10-2 AY10-2 32.62 6.31 0.22 3.34 0.67 30.42 0.54 0.82 0.06 24.89 99.89 14 泥灰岩 AY11-1 AY11-1 21.07 6.43 0.26 1.89 0.73 36.15 0.17 0.61 0.05 32.69 100.05 15 杂砂岩 AY13-2 AY13-2 26.66 3.12 0.09 0.93 0.35 39.41 0.50 0.57 0.04 27.92 99.59 16 泥质粉砂岩 AY17-1 AY16-1 61.03 16.01 0.62 5.10 1.87 2.94 0.73 2.69 0.11 9.10 100.20 17 红粘土岩 AY17-2 AY16-2 40.46 11.66 0.49 4.20 1.54 17.87 0.32 1.78 0.11 21.49 99.92 18 杂色粘土岩 AY17-3 AY16-3 58.47 16.44 0.75 5.82 1.57 1.31 0.15 2.03 0.07 13.24 99.85 19 杂砂岩 AY19-5 AY17-5 33.64 6.00 0.21 1.86 0.61 31.73 0.43 0.81 0.04 24.52 99.85 20 细砂岩 NJ2 NJ2 72.18 10.61 0.66 4.65 1.48 2.82 0.99 1.88 0.06 4.83 100.16 21 泥岩 NJ1-3 NJ1-3 57.98 17.47 0.91 8.75 2.65 2.09 0.58 3.37 0.16 5.89 99.85 22 泥岩 NJ19-1 NJ19-1 39.14 14.38 0.75 7.12 3.52 14.95 0.42 2.78 0.13 17.16 100.35 23 中粗砂岩 NJ19-2 NJ19-2 55.49 5.64 0.39 2.19 1.48 18.36 0.40 0.88 0.08 16.20 101.11 24 粉砂质泥岩 NJM1 NJM1 70.21 12.61 0.86 6.28 2.22 0.64 0.40 2.21 0.10 4.22 99.75 25 粉砂质泥岩 NJSM1 NJSM1 67.47 11.85 0.82 6.18 2.29 3.01 0.40 1.89 0.12 5.76 99.79

表4 沉积岩(主量元素/%)化学全分析结果表 Table 4 Average main element/% compositions of Neogene sedimentary rocks

图3(Fig.3)

图3 沉积岩样品的化学成分比值对数对应岩性图 注解(底图据Pettijohn et al., 1972) Fig.3 Lithologic diagram of logarithm of sedimentary rock chemical components ratio

对岩石矿物成分采用了岩石薄片和X-射线衍射(XRD)全岩分析(林西生等，1995)。仪器系日本理学电机株式会社D/MAX-2400型X-射线衍射光谱仪。XRD分析结果见 表 5。鉴于粗砂岩、粉砂岩、泥岩粒度变化大，借助光学显微镜，给出主要砂岩骨架成分统计结果，以示其主要矿物组分特征(图 4，表 6)。

表5(Table 5)

表5 沉积岩矿物成分XRD分析结果表Table 5 Mineral composition analysis of sedimentary rock via XRD 序号 样号 岩性 Q(石英)/% F(长石)/% L(岩屑)+副矿物/% 石英 钾长石 斜长石 钠长石 粘土矿物 合计 方解石 赤铁矿 角闪石 合计 1 AY01-1 泥灰岩 5.10 5.80 5.80 89.10 89.10 5 AY03-2 泥灰岩 6.70 7.50 7.50 85.80 85.80 a AY03-3 泥岩/粘土岩 39.20 57.90 57.90 2.90 2.90 8 AY07-1 泥灰岩 3.00 9.10 9.10 87.90 87.90 9 AY07-2 泥岩/粘土岩 28.50 71.50 71.50 0.00 b AY08-1 泥灰岩 5.80 8.40 8.40 85.80 85.80 10 AY08-2 泥岩/粘土岩 37.70 0.60 56.10 56.70 5.60 5.60 11 AY08-3 泥岩/粘土岩 41.20 1.00 49.40 50.40 8.40 8.40 13 AY10-2 杂砂岩 33.00 13.00 13.00 54.00 54.00 14 AY11-1 泥灰岩 8.40 0.20 16.70 16.90 74.70 74.70 15 AY13-2 杂砂岩 23.00 3.00 3.00 74.00 74.00 c AY17-1 泥岩/粘土岩 44.60 5.70 8.00 41.70 55.40 0.00 d AY17-2 泥岩/粘土岩 25.80 1.80 1.10 43.30 46.20 28.00 28.00 e AY17-3 泥岩/粘土岩 40.80 0.50 58.70 59.20 0.00 f AY19-5 杂砂岩 25.00 10.00 10.00 65.00 65.00 24 NJM2 泥岩/粘土岩 47.80 0.30 1.60 46.30 48.20 4.00 4.00 g NJM-3 泥岩/粘土岩 54.71 4.08 14.47 18.55 22.79 3.95 26.74 h NJSM1-1 泥岩/粘土岩 61.09 2.17 4.98 7.15 23.64 1.87 6.26 31.77 i NJS1-3 砂岩 66.73 2.81 0.95 3.76 28.00 1.50 29.50 j NJSS-3 砂岩 63.23 5.27 2.42 7.69 25.97 3.11 29.08 k NJS-3 砂岩 69.88 2.55 0.87 3.42 25.01 1.69 26.70  序号与 表 4一致；a，b，c…编号为化学数据中没有的，采用了新编号以区分；Q(石英). 石英构成，F(长石). 长石与粘土矿物构成，L(岩屑). 云母、方解石等构成

表5 沉积岩矿物成分XRD分析结果表 Table 5 Mineral composition analysis of sedimentary rock via XRD

表6(Table 6)

表6 新近纪砂岩碎屑组分统计结果Table 6 Detrital model of Neogene sandstones 序号 样号 岩石名称 骨架成分含量/% 石英 长石 岩屑 6 AY06-1 细粒长石岩屑杂砂岩 34.29 6.03 59.68 12 AY10-1 细粒长石岩屑杂砂岩 35.98 5.49 58.54 13* AY10-2 中粒长石岩屑杂砂岩 36.19 6.91 56.91 15* AY13-2 粗中粒长石岩屑杂砂岩 36.97 6.16 56.86 l AY17-4 细粒岩屑长石砂岩 45.54 6.25 48.21 m AY19-3 粗中粒长石岩屑杂砂岩 40.12 7.19 52.69 i* NJS1-3 粉砂岩 43.67 6.01 50.32 j* NJSS-3 细砂岩 43.86 6.02 50.13 序号编排同 表 5；*号表示与 表 5相同的样号

表6 新近纪砂岩碎屑组分统计结果 Table 6 Detrital model of Neogene sandstones

图4(Fig.4)

图4 新近纪砂岩矿物碎屑显微照片 a. AY6-1；b. AY10-1；c. AY10-2；d. AY13-2；e. AY17-4；f. AY19-3；g. NJS1-3；h. NJSS-3；Q. 石英；F. 长石；L. 岩屑 Fig.4 Photomicrographs with cross-polarized light of grain types of Neogene sandstones

对沉积岩可用地球化学常量元素含量及其比值的地球化学法、Q-F-L碎屑骨架三角图为代表的Dickinson分析法等两种沉积学方法，从大尺度范围上判断发生沉积作用时物源区的大地构造环境。

Bhatia(1983)据对已确定大地构造背景的澳大利亚东部古生代杂砂岩以及已发现的现代和古代砂的化学成分的分析，证实了砂岩的化学成分受控于板块构造环境。随着板块构造环境从大洋岛弧、活动陆缘到被动陆缘的变化，砂岩中的Fe₂O₃+MgO、TiO₂和Al₂O₃/SiO₂值减小，而K₂O/Na₂O和Al₂O₃/(CaO+Na₂O)的值却在增加。将这些化学指标投影，可从统计意义上区分4种不同的大地构造背景(图 5)。

图5(Fig.5)

图5 沉积岩主要化学参数构造背景判别图(底图据Bhatia，1983) A. 大洋岛弧；B. 大陆岛弧；C. 活动陆缘；D. 被动陆缘 Fig.5 Tectonic setting discrimination diagrams for sedimentary rock major chemical parameters(after Bhatia，1983)

将研究样品的化学成分参数投入 图 5中，发现NJ样品基本都落入岛弧区(A和B)，而安阳段样品由老到新，从被动陆缘D向活动陆缘C变化，显示了上新世晚期，构造活动趋于活跃，这与N₂晚期发育了安阳市以南庞村组火山砾岩，显示出火山作用的加强，有很大关联。 图 5右图显示AY样品铝硅氧化物之比较大，陆壳成分明显，而NJ样品更近岛弧环境，铁镁含量较高。

Roser and Korsch(1986)认为，泥岩和粉砂岩化学成分同样也可以反映板块构造关系，可用于盆地和物源区构造性质判别，弥补了Bhatia(1983)研究对象只限于砂岩的不足。他们据新西兰已确定构造背景的砂岩、粉砂岩、泥岩化学成分分析，得出 图 6及 图 7所示判别图。

图6(Fig.6)

图6 新近纪沉积岩的化学指标关系图(底图据Roser and Korsch， 1986) PM. 被动陆缘；ACM. 活动陆缘；A1. 岛弧背景，玄武岩和安山岩岩屑；A2. 演变的岛弧背景，霏细岩—深成岩岩屑 Fig.6 Relations of Neogene sedimentary rock chemical indicators(after Roser and Korsch， 1986)

图7(Fig.7)

图7 上第三系沉积岩格架颗粒Q-F-L三端元组分投影图(底图据Dickinson et al., 1983) CB. 陆块物源区；RO. 再旋回造山带物源区；DR.切割的岩浆弧物源区；TR. 过渡型岩浆弧物源区；UR. 未切割的岩浆弧物源区 Fig.7 Q-F-L triangular plots of Neogene sedimentary rock lattice particles

将所研究沉积岩投入 图 6中发现，所有点都落入被动大陆边缘(PM)区，虽然3个点落在了活动陆缘(ACM)区，但其岩性为泥灰岩和较老的砂岩，SiO₂成分很低，将其比上Al₂O₃才能反映碎屑岩的指标。这些点氧化硅含量较少，很大程度上受CaO含量高的影响，显示了新近纪成岩时间较短等特征。

采用X射线衍射和光学薄片观测方法，将沉积岩主要碎屑矿物成分划归为石英(Q)、长石(F)和岩屑(L)3类。对它们不同含量组成的三端元组分图进行物源区构造背景分析。利用Dickinson et al.(1983)首创的Q-F-L图解来判断物源区构造背景方法，将所研究沉积岩数据投入到该图解中(图 7)。从中可看出，大部分NJ样品落在了再旋回造山带(RO)区，AY样品点绝大部分点落入隆升基底的陆块物源区(CB)，少部分杂砂岩落入再旋回造山带物源区，而泥灰岩则落入未切割的岩浆弧物源区(UR)。这说明安阳段喜马拉雅山运动第二幕的隆升作用较强烈，反映在沉积物的矿物组分上，表现为长石和岩屑含量增多。

紫红色粘土岩(编号d)落入切割的岩浆弧物源区(DR)，说明其岩屑组分增加，这与其干旱动荡环境相适宜(图 8)，也说明物源区火山作用的存在。这表明，晚白垩世以来太行山南段3km剥蚀去顶作用不是渐变，而是在某些时段(如新近纪晚期)有突变。

图8(Fig.8)

图8 Ⅶ 标30+800(No.16)剖面上紫红色粘土岩顶部为灰绿色膨胀岩(2009-7-14，镜头N向) Fig.8 Profile ofⅦ30+800(No.16)：Purple clay rock and greyish-green swelling rock(upper)

对采自南水北调(中线)安阳段(AY)、巴控克什米尔(NJ)引水隧洞的沉积岩，开展了常量元素化学测试和矿物组分分析。安阳段新近纪砂岩主要界于岩屑砂岩和杂砂岩之间，物质和结构成熟度不高，反映了搬运距离短而沉积速度快。NJ沉积岩长石组分增多，主要介于岩屑砂岩和亚长石砂岩的过渡带。

从区域构造看，新近纪沉积环境表现为东弱西强，即喜马拉雅运动影响到了西部造山运动，构造活动强烈，物源区表现为岛弧和活动陆缘背景，以及旋回造山带等构造活跃特征。东部安阳段则表现为被动陆缘区和间歇性构造活动，构造活动程度随时间变化较大。安阳段在上新世晚期火山活动增强，沉积作用和火山作用都发育，这与该时期火山沉积岩相吻合，一致反映了构造活动间歇性加强。

致谢 南水北调(中线)干线工程建设管理局郭晖先生、黄河勘测规划设计有限公司孙万里先生等，在工作中给予了大力支持和帮助。参加野外工作的还有吴锋波、林达明、祝介旺博士等人。在此谨致谢忱!