論麗江地質環境的演化

周　武

摘 要:通過對云南麗江地區生態地質環境演化過程的研究,從麗江地區構造運動演化、麗江盆地構造地貌演化以及玉龍—哈巴雪山斷塊差異隆升機制與冰川發育三個方面對麗江地質環境的演化進行了分析。

關鍵詞:麗江;地質環境;演化

中圖分類號:P546文獻標識碼: A 文章編號:1005-569X(2009)08-0069-02

1 引言

麗江盆地地處青藏高原與南緣的橫斷山山脈中段,構造背景甚為復雜,筆者試著從三方面討論麗江地質環境的演化。

2麗江地區構造運動演化

2.1麗江盆地雛形形成

始新世中期末,隨著印度板塊與歐亞板塊最終碰撞閉合,麗江地區構造演化便進入了一個新階段。第三紀中晚期,麗江地區在強大水平擠壓力的作用下,經歷了多期強烈的構造變形之后,在上新世進入廣泛的夷平期。麗江地區上新世統一夷平面的海拔約700m,呈NW向SE緩傾的巨大山麓。上新世末或第四紀初(3.4MaBP)強烈的新構造運動伴隨劍川火山活動,統一夷平面開始解體,進入以整體掀斜式抬升和內部強烈差異升降為特征的新構造演化階段。麗江盆地雛形、金沙江等主干水系形成,奠定了麗江地區盆——嶺格局的現代地貌輪廓。

2.2盆地形成的原因

早更新世,區域應力場轉為NNE向。麗江地區受青藏高原大幅度隆升的影響開始整體掀斜(NW強、SE弱),同時中甸—永勝斷裂、紅河斷裂等NW向斷裂為右旋錯動,壓扭性;麗江——小金河斷裂等NE向斷裂為左旋錯動,張拉性。在這種背景下,由于有先成的近SN向斷裂存在,走滑(沿NW和NE向斷裂)拉分(沿近SN向斷裂)在這一時期相當發育,川滇菱形斷塊內形成一系列的拉分盆地。從麗江盆地、鶴慶盆地和賓川盆地等與走滑斷裂的關系分析,盆地的形成與早更新世麗江——小金河斷裂等NE向斷裂強烈活動有關,麗江盆地就是麗江——小金河斷裂左旋走滑拉分的結果,鶴慶盆地是NE向鶴慶——洱源斷裂走滑拉分的產物。

2.3升降強烈時期造就“盆一嶺”地貌

早更新世末,區域應力場轉變成近EW向。形成于早更新世的近SN向拉分盆地受強烈的EW向擠壓,下更新統及更老地層發生褶皺形成SN向構造變形體系,盆地開始萎縮。同時那些具有近SN向內傾型邊界斷裂的次級斷塊如玉龍雪山斷塊,開始大幅度抬升,抬升幅度與內傾型邊界斷裂的傾角成正比,最大幅度達3000m,使原本屬于同一沉積盆地的下更新統被抬升到不同的高度。如屬同一沉積盆地的蛇山組,現今已分布于不同的高度:拉市海2550m、麗江蛇山2440m、鶴慶新民2240m,累計高差達300m。強烈的差異升降所造成的地勢差在中更新統沉積中得到了很好的體現:一是中更新統分布范圍較下更新統顯著縮小;二是各盆地中中更新統均以一套無分選、磨圓度差的礫石層為主,與蛇山組間存在明顯的角度不整合。這種EW向應力場一直持續到晚更新世早期。受昆黃運動影響,中更新世—晚更新世(40kaBP)是麗江差異升降最為強烈的時期,造就了“盆—嶺”反差極為懸殊的地貌景觀。麗江—鶴慶統一盆地被玉龍關斷裂解體,位差幅度為數百米,形成局部的橫向(近EW向)隆起以及盆地內部的不均勻隆起,呈現北升南降的特點,內流水系形成。

2.4斷陷盆地內沉積范圍擴大

晚更新世中期開始,區域應力場轉為NNW向。斷塊運動方向與EW向應力場作用下的剛好相反,斷陷盆地內的沉積范圍又有所擴大,形成廣泛的沖積、湖積,在玉龍雪山、老君山周圍形成冰債和冰水堆積。

晚更新世中期——全新世(12kaBP)的近SN向區域構造應力場的作用,使玉龍雪山—九子海斷塊和燕子巖斷塊發生了幅度不大的相對沉降。由于遭受近EW向擠壓的時間長且作用強烈,而受近SN向擠壓的時間相對較短且作用較弱,故沉降的幅度小于中更新世晚期抬升的幅度。

3麗江盆地構造地貌演化

3.1盆地構造地貌特征

麗江盆地的構造地貌特征非常典型,盆地的東西邊界在幾何學特點上具有明顯的“追蹤張”特點。西邊界由南向北可以分為3段,在走向上,南段為SN向,中段為NNE向(總體走向20°),北段又變為SN向。其中南北兩段都呈直線狀,中段具有向東凸出的弧形特點。3段在長度上也大致相當,在8.0～6.5km之間。東邊界也可分為3段,且每一段的形態與西邊界都相同,走向上除北段偏向NNE,其余兩段也完全可以與西邊界相應的段落對應。整個盆地邊界具有鋸齒狀斷裂的典型特征,可以推斷麗江盆地北部區在構造上很可能是由兩條平行斷裂構成的一條鋸齒狀斷裂帶。

沿著盆地走向,盆地寬度的變化也顯示出一定規律性。NNE走向的中間部分窄,平均3.5km左右;近SN走向的南段和北段寬,平均4.5km,比中間部分高出約1km,顯示出具有剪切位移分量的鋸齒狀斷裂的一個重要特征。

3.2運動方式

在運動方式上,可分解為左旋剪切位移與在垂直盆地邊界走向上的拉伸,整體上反映了NEE-SWW方向的張應力環境。與NNE向段落相比,近SN向段落的拉伸作用強,剪切作用弱。故在形態特征上,近SN向段落寬,NNE向段落窄。齒端相對錯開的距離可以看成是斷裂帶剪切走滑分量,北齒端左旋剪切位移分量AC為2200m,南齒端左旋剪切位移分量BD為1700m,平均左旋剪切分量為1950m。

在橫切麗江盆地區的EW向地質剖面上,盆地北部區屬于地塹式斷陷盆地,兩側的山地基本上處于同一高度,尤其是構成盆地兩邊山地的三疊紀灰巖具有幾乎相同的產狀。說明在盆地斷陷下掉過程中,盆地兩側的構造塊體基本上保持一個相對穩定的狀態。根據盆地內第四紀松散層最大沉積厚度1200m(麗江水文地質普查報告,1977)以及盆地面與兩側山體海拔高程差300m(盆地東側象山海拔2704m,盆地內中海一帶海拔2400m),可獲得盆地邊界斷裂兩盤垂直落差1500m,盆地邊界正斷層傾角取理論平均值60°,可得盆地拉張量為1730m。

3.3形成時代與活動速率

滇西北地區下更新統與中更新統之間普遍存在角度不整合,在麗江盆地表現為蛇山組與東元橋組之間的角度不整合。在早更新世晚期至中更新世初期,滇西北地區構造應力作用方向發生過明顯變化,最大主壓應力方向從早更新世的近EW向變為中更新世以來的NNE向。與構造應力場變化相對應,麗江地區自中更新世以來,表現出強烈的垂直差異運動。

發生在早更新世與中更新世之間的構造運動造成麗江地區沉積相變和沉積盆地的解體。鶴慶盆地與麗江盆地在早更新世還為統一的盆地,在中更新世末—晚更新世解體。以盆地開始形成于中更新世初期(約800kaBP)計算,盆地平均左旋剪切位移速率為2.44mm/a,平均拉張速率為2.16mm/a。對麗江盆地動力學特征的認識,一是盆地總體上表現為左旋剪切拉張;二是具體到不同區段上,垂直與水平運動分量出現明顯差異。其中,在近SN向走向段,垂直運動分量明顯大于水平運動分量;在麗江盆地北部區中段的NE-NNE向邊界斷裂上,則反之。

4 玉龍——哈巴雪山斷塊差異隆升機制與冰川發育

受青藏高原新生代以來持續階段性隆升的影響,玉龍—哈巴雪山地區新構造運動強烈,主要表現為上新世—更新世以來(約2MaBP)斷塊的差異性活動和斷陷盆地的形成。玉龍一哈巴雪山斷塊與其周緣斷塊之間表現為明顯的垂直差異活動。玉龍雪山與麗江斷陷盆地之間的相對高差達2800m以上。玉龍—哈巴雪山斷塊由龍蟠一喬后斷裂、玉龍雪山東麓斷裂、中甸—大具斷裂、麗江—劍川斷裂等4條主要邊界斷裂圍限而成,形成不規則梯形。玉龍雪山東麓斷裂與大具—麗江斷裂構成麗江斷陷盆地?，F今區域構造應力場為近SN(NNW-SSE)向。

對于玉龍—哈巴雪山地塊的隆升機制,傳統的觀點認為是“地壘式”斷塊正斷隆升(云南省地質局第一區調隊,1977),而有研究者(王運生,2000;蘇生瑞,2004)認為玉龍雪山東西兩側的斷層(即龍蟠—喬后斷裂和玉龍雪山東麓斷裂),包括玉龍——哈巴背斜內部的斷層均是傾向山內的逆斷層,玉龍雪山是在主壓應力為近EW向應力場的作用下沿雙剪型逆沖斷裂向上快速逆沖而快速抬升的。玉龍一哈巴地區是典型的斷塊正斷隆升,并且其快速隆升時代始于早更新世末——中更新世初期發生的昆黃運動。

綜合研究表明,早更新世晚期玉龍——哈巴雪山地區的構造應力場的最大主壓應力為近EW方向,中更新世時轉變為NNE方向,在整體隆升的同時伴隨著斷塊的隆升與盆地的沉陷,是由4條邊界活動斷裂所圍限的玉龍—哈巴雪山地區是典型的在青藏高原整體隆升背景下的局部斷塊差異隆升。

參考文獻:

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