论丽江地质环境的演化

周　武

摘 要:通过对云南丽江地区生态地质环境演化过程的研究,从丽江地区构造运动演化、丽江盆地构造地貌演化以及玉龙—哈巴雪山断块差异隆升机制与冰川发育三个方面对丽江地质环境的演化进行了分析。

关键词:丽江;地质环境;演化

中图分类号:P546文献标识码: A 文章编号:1005-569X(2009)08-0069-02

1 引言

丽江盆地地处青藏高原与南缘的横断山山脉中段,构造背景甚为复杂,笔者试着从三方面讨论丽江地质环境的演化。

2丽江地区构造运动演化

2.1丽江盆地雏形形成

始新世中期末,随着印度板块与欧亚板块最终碰撞闭合,丽江地区构造演化便进入了一个新阶段。第三纪中晚期,丽江地区在强大水平挤压力的作用下,经历了多期强烈的构造变形之后,在上新世进入广泛的夷平期。丽江地区上新世统一夷平面的海拔约700m,呈NW向SE缓倾的巨大山麓。上新世末或第四纪初(3.4MaBP)强烈的新构造运动伴随剑川火山活动,统一夷平面开始解体,进入以整体掀斜式抬升和内部强烈差异升降为特征的新构造演化阶段。丽江盆地雏形、金沙江等主干水系形成,奠定了丽江地区盆——岭格局的现代地貌轮廓。

2.2盆地形成的原因

早更新世,区域应力场转为NNE向。丽江地区受青藏高原大幅度隆升的影响开始整体掀斜(NW强、SE弱),同时中甸—永胜断裂、红河断裂等NW向断裂为右旋错动,压扭性;丽江——小金河断裂等NE向断裂为左旋错动,张拉性。在这种背景下,由于有先成的近SN向断裂存在,走滑(沿NW和NE向断裂)拉分(沿近SN向断裂)在这一时期相当发育,川滇菱形断块内形成一系列的拉分盆地。从丽江盆地、鹤庆盆地和宾川盆地等与走滑断裂的关系分析,盆地的形成与早更新世丽江——小金河断裂等NE向断裂强烈活动有关,丽江盆地就是丽江——小金河断裂左旋走滑拉分的结果,鹤庆盆地是NE向鹤庆——洱源断裂走滑拉分的产物。

2.3升降强烈时期造就“盆一岭”地貌

早更新世末,区域应力场转变成近EW向。形成于早更新世的近SN向拉分盆地受强烈的EW向挤压,下更新统及更老地层发生褶皱形成SN向构造变形体系,盆地开始萎缩。同时那些具有近SN向内倾型边界断裂的次级断块如玉龙雪山断块,开始大幅度抬升,抬升幅度与内倾型边界断裂的倾角成正比,最大幅度达3000m,使原本属于同一沉积盆地的下更新统被抬升到不同的高度。如属同一沉积盆地的蛇山组,现今已分布于不同的高度:拉市海2550m、丽江蛇山2440m、鹤庆新民2240m,累计高差达300m。强烈的差异升降所造成的地势差在中更新统沉积中得到了很好的体现:一是中更新统分布范围较下更新统显著缩小;二是各盆地中中更新统均以一套无分选、磨圆度差的砾石层为主,与蛇山组间存在明显的角度不整合。这种EW向应力场一直持续到晚更新世早期。受昆黄运动影响,中更新世—晚更新世(40kaBP)是丽江差异升降最为强烈的时期,造就了“盆—岭”反差极为悬殊的地貌景观。丽江—鹤庆统一盆地被玉龙关断裂解体,位差幅度为数百米,形成局部的横向(近EW向)隆起以及盆地内部的不均匀隆起,呈现北升南降的特点,内流水系形成。

2.4断陷盆地内沉积范围扩大

晚更新世中期开始,区域应力场转为NNW向。断块运动方向与EW向应力场作用下的刚好相反,断陷盆地内的沉积范围又有所扩大,形成广泛的冲积、湖积,在玉龙雪山、老君山周围形成冰债和冰水堆积。

晚更新世中期——全新世(12kaBP)的近SN向区域构造应力场的作用,使玉龙雪山—九子海断块和燕子岩断块发生了幅度不大的相对沉降。由于遭受近EW向挤压的时间长且作用强烈,而受近SN向挤压的时间相对较短且作用较弱,故沉降的幅度小于中更新世晚期抬升的幅度。

3丽江盆地构造地貌演化

3.1盆地构造地貌特征

丽江盆地的构造地貌特征非常典型,盆地的东西边界在几何学特点上具有明显的“追踪张”特点。西边界由南向北可以分为3段,在走向上,南段为SN向,中段为NNE向(总体走向20°),北段又变为SN向。其中南北两段都呈直线状,中段具有向东凸出的弧形特点。3段在长度上也大致相当,在8.0～6.5km之间。东边界也可分为3段,且每一段的形态与西边界都相同,走向上除北段偏向NNE,其余两段也完全可以与西边界相应的段落对应。整个盆地边界具有锯齿状断裂的典型特征,可以推断丽江盆地北部区在构造上很可能是由两条平行断裂构成的一条锯齿状断裂带。

沿着盆地走向,盆地宽度的变化也显示出一定规律性。NNE走向的中间部分窄,平均3.5km左右;近SN走向的南段和北段宽,平均4.5km,比中间部分高出约1km,显示出具有剪切位移分量的锯齿状断裂的一个重要特征。

3.2运动方式

在运动方式上,可分解为左旋剪切位移与在垂直盆地边界走向上的拉伸,整体上反映了NEE-SWW方向的张应力环境。与NNE向段落相比,近SN向段落的拉伸作用强,剪切作用弱。故在形态特征上,近SN向段落宽,NNE向段落窄。齿端相对错开的距离可以看成是断裂带剪切走滑分量,北齿端左旋剪切位移分量AC为2200m,南齿端左旋剪切位移分量BD为1700m,平均左旋剪切分量为1950m。

在横切丽江盆地区的EW向地质剖面上,盆地北部区属于地堑式断陷盆地,两侧的山地基本上处于同一高度,尤其是构成盆地两边山地的三叠纪灰岩具有几乎相同的产状。说明在盆地断陷下掉过程中,盆地两侧的构造块体基本上保持一个相对稳定的状态。根据盆地内第四纪松散层最大沉积厚度1200m(丽江水文地质普查报告,1977)以及盆地面与两侧山体海拔高程差300m(盆地东侧象山海拔2704m,盆地内中海一带海拔2400m),可获得盆地边界断裂两盘垂直落差1500m,盆地边界正断层倾角取理论平均值60°,可得盆地拉张量为1730m。

3.3形成时代与活动速率

滇西北地区下更新统与中更新统之间普遍存在角度不整合,在丽江盆地表现为蛇山组与东元桥组之间的角度不整合。在早更新世晚期至中更新世初期,滇西北地区构造应力作用方向发生过明显变化,最大主压应力方向从早更新世的近EW向变为中更新世以来的NNE向。与构造应力场变化相对应,丽江地区自中更新世以来,表现出强烈的垂直差异运动。

发生在早更新世与中更新世之间的构造运动造成丽江地区沉积相变和沉积盆地的解体。鹤庆盆地与丽江盆地在早更新世还为统一的盆地,在中更新世末—晚更新世解体。以盆地开始形成于中更新世初期(约800kaBP)计算,盆地平均左旋剪切位移速率为2.44mm/a,平均拉张速率为2.16mm/a。对丽江盆地动力学特征的认识,一是盆地总体上表现为左旋剪切拉张;二是具体到不同区段上,垂直与水平运动分量出现明显差异。其中,在近SN向走向段,垂直运动分量明显大于水平运动分量;在丽江盆地北部区中段的NE-NNE向边界断裂上,则反之。

4 玉龙——哈巴雪山断块差异隆升机制与冰川发育

受青藏高原新生代以来持续阶段性隆升的影响,玉龙—哈巴雪山地区新构造运动强烈,主要表现为上新世—更新世以来(约2MaBP)断块的差异性活动和断陷盆地的形成。玉龙一哈巴雪山断块与其周缘断块之间表现为明显的垂直差异活动。玉龙雪山与丽江断陷盆地之间的相对高差达2800m以上。玉龙—哈巴雪山断块由龙蟠一乔后断裂、玉龙雪山东麓断裂、中甸—大具断裂、丽江—剑川断裂等4条主要边界断裂围限而成,形成不规则梯形。玉龙雪山东麓断裂与大具—丽江断裂构成丽江断陷盆地。现今区域构造应力场为近SN(NNW-SSE)向。

对于玉龙—哈巴雪山地块的隆升机制,传统的观点认为是“地垒式”断块正断隆升(云南省地质局第一区调队,1977),而有研究者(王运生,2000;苏生瑞,2004)认为玉龙雪山东西两侧的断层(即龙蟠—乔后断裂和玉龙雪山东麓断裂),包括玉龙——哈巴背斜内部的断层均是倾向山内的逆断层,玉龙雪山是在主压应力为近EW向应力场的作用下沿双剪型逆冲断裂向上快速逆冲而快速抬升的。玉龙一哈巴地区是典型的断块正断隆升,并且其快速隆升时代始于早更新世末——中更新世初期发生的昆黄运动。

综合研究表明,早更新世晚期玉龙——哈巴雪山地区的构造应力场的最大主压应力为近EW方向,中更新世时转变为NNE方向,在整体隆升的同时伴随着断块的隆升与盆地的沉陷,是由4条边界活动断裂所围限的玉龙—哈巴雪山地区是典型的在青藏高原整体隆升背景下的局部断块差异隆升。

参考文献:

[1]范柱国,李峰.丽江——大理地区地球动力学背景变化及其环境影响[M].昆明:昆明理工大学,2008.

[2]范柱国,李峰,谈树成,等.丽江——大理地区新构造运动特征及环境效应[J].大地构造与成矿学,2008,26(1).

[3]方宝初.丽江地区森林历史变迁及其对环境的影响[J].林业调查规划,2002,27(4).