楚雄盆地的性质综述

2013-03-15李长志

地下水 2013年5期

郭佩，李长志

(西北大学地质系大陆动力学国家重点实验室，陕西西安710069)

云南省的楚雄盆地位于扬子板块西南缘，是云南有名的中生代红色沉积大盆地，地层厚度巨大。本文所探讨的盆地是指中新生代以来的陆相盆地，对于中生代以前的盆地性质认识较统一。由于盆地后期改造强烈，很难追溯相邻造山带的演化及其控盆过程，因而，有关中生代以来盆地的性质一直说法不一，甚至有截然相反的观点。较老的观点有黄第潘提出的块断盆地、杜全义的断凹盆地、王尚义的克拉通多旋回盆地、李德生的克拉通内挤压盆地、任治机提的山间盆地、肖荣吾的康滇古裂谷带、地矿部高原所的张裂凹陷盆地、黎功举的弧后盆地、成都地矿所的边缘前陆盆地、王维贤、吴延之等提的断块裂陷盆地等［1］

为对楚雄盆地性质有整体认识，本文综合了近十几年来前人对楚雄盆地形成与演化的观点(表1)，概况起来对于盆地的类型归属有以下几种:(1)裂谷盆地(包括断陷盆地和坳陷盆地)(2)弧后前陆盆地(3)周缘前陆盆地(4)后陆盆地(5)复式盆地。

表1 前人对楚雄盆地形成与演化阶段划分对比表

1 盆地性质及证据

1.1 后陆盆地

张志斌(2002)［2］、方维萱(2002)［3］、邹海俊(2008)［4］等人认为，楚雄盆地不是前陆盆地，而是汇聚型的后陆盆地。主要有以下证据:

1)深部构造证据

深部物质研究结果表明，楚雄盆地的形成模式是，在楚雄盆地所在的扬子板块向西俯冲的过程中，基底俯冲在特提斯洋壳之下，但是表层盖层则由于滑脱层的影响而沿该层横向张裂，造成西侧地体向东侧挤入(楔入)增生，而东侧则沿红河断裂向上滑动的造山作用，即哀牢山造山作用，使楚雄盆地西侧向东掀斜。因此，楚雄盆地处于红河断裂的上盘陆内位置，由于哀牢山的造山作用，使得楚雄盆地成为扰曲盆地。

2)边界构造演化证据

晚三叠世，哀牢山洋全面闭合，扬子板块与兰坪一思茅地块发生碰撞，形成点苍山－哀牢山造山带及哀牢山－红河断裂带(晚印支期)，导致扬子地台盖层向西逆冲推覆于思茅地体之上。由于扬子地台基底向哀牢山造山带俯冲，造成表层垂向抬升及向西逆冲推覆作用，形成哀牢山造山带西侧的墨江晚三叠世前陆盆地，属于思茅盆地;红河断裂北东侧的楚雄盆地则处于造山带的后缘的仰冲盘位置，具有后陆盆地的性质"前陆盆地不在楚雄地区，而是在盐源地区和墨江地区(图1)。

图1 楚雄盆地及邻区沉积盆地－造山带耦合与转换格局［4］

3)古地磁证据

前人大量文献研究了中国华南、四川盆地西南部及云南中部、西(南)部的古地磁演化。古地磁研究表明，晚古生代时，扬子地块与兰坪－思茅地体(古特提斯板块)相互分离、独立存在，属于两个不同演化历史的大地构造分区。从三叠纪(尤其是晚三叠世)起，二者基本处于相近的纬度线上，反映出它们是从晚三叠世起就碰撞并拼合在一起，构成了亚欧大陆的组成部分，楚雄地区开始了盆地阶段的演化。

4)沉积学证据

丽江台褶束为古生代地层，向东逆冲推覆至晚三叠世地层之上，表明逆冲推覆是在晚三叠世之后发生的。在现今盆地西部，并不存在为盆地提供主要物源的较高隆起剥蚀区。但深部向哀牢山造山带俯冲消减。可能因哀牢山造山带的垂向抬升和扬子地块西侧俯冲消减引起岩石圈弯曲沉降，在二者之间，从中晚三叠世起楚雄后陆盆地开始发育。石油钻探结果显示，三叠统－侏罗系碎屑物质主要来自盆地东部的滇中古隆起。

通过以上讨论，作者认为楚雄中生代盆地是扬子地台西南缘与古特提斯构造域在早二叠世末－晚三叠世发生陆内俯冲作用，导致哀牢山垂向抬升及以后的沉积盖层向西逆冲推覆，而形成的造山带后缘扰曲(坳陷)盆地，盆地类型属于会聚型的后陆盆地。

1.2 裂谷盆地

潘杏南(1987)［6］、肖荣吾(1988)［7］、冉崇英(1998)［8］、房建军(2004)［9］(表1)等认为中生代以来楚雄盆地主要经历了裂谷盆地演化阶段，其中晚三叠世主要经历了断陷期、侏罗纪－白垩纪经历了坳陷阶段，新生代盆地主要经历了改造。

肖荣吾认为，楚雄盆地处于康滇大陆古裂谷带中，演化同古裂谷带一致，经历了晚古生代早期穹起阶段，中生代中期成谷阶段和中生代晚期－第三纪初期、晚期回返阶段。证据主要有:早期穹起阶段的峨眉山溢流玄武岩经地球化学分析，峨嵋山玄武岩主体部分为弱碱性玄武岩，次要部分为拉斑玄武岩，可泛称为拉斑玄武岩－弱碱性玄武岩系列，属于大陆裂谷裂隙－中心式溢流玄武岩类型;中期成谷阶段，断裂作用加强，地壳陷落，沿裂谷带产生内陆断陷盆地。沉积作用明显，主要发育断陷型红色磨拉石建造、断陷型含煤磨拉石建造、红色含铜砂岩建造、红色膏盐建造。伴随断裂作用尚有碱性杂岩体侵入和喷出。晚三叠世断陷型含煤磨拉石建造具有厚度大、由下而上为细－粗粒磨拉石建造、相变迅速、急速堆积等特点，非一般断陷盆地产物，而是古裂谷在演化过程中裂陷沉积阶段的重要表现，故属于裂谷型含煤盆地;晚白垩世末－早第三纪古新世的四川运动，使康滇古陆完全回返，从而结束了该裂谷的发展史。

房建军(2004)［9］根据不整合面及相关的构造变动证据，认为楚雄盆地经历了三叠世基底沉降－裂陷阶段、侏罗纪－白垩纪基底差异升降－坳陷阶段和后期的强烈改造阶段。

1.3 周缘前陆盆地

蒲心纯 (1996)［10］、刘怡君 (1998)［13］、许效松(1999)［15］、朱同兴(2000)［14］、谭富文(2000［11］、2004［12］)等认为楚雄盆地是在扬子西缘被动大陆盆地基础上发育起来的一个周缘前陆盆地。证据有:

1)沉积建造、充填层序

蒲心纯、刘怡君等通过研究盆地的充填层序，沉积建造，得出楚雄前陆盆地在晚三叠世经历了3个明显的发育阶段:第一阶段为早期聚敛碰撞阶段，发育了黑色页岩建造和碳酸盐复理石建造;第二阶段为构造相对静止期，发育了火山复理石建造和陆源复理石建造，由于俯冲持续进行，先前位于冲断带附近的前陆盆地沉积被卷入造山带并加载于经拉伸变薄的克拉通陆壳上，挠曲作用受阻时，则使盆地变得浅而宽，并接受来自再旋回造山带陆屑的磨拉石沉积，完成了由早期复理石向晚期磨拉石的转化，并形成向上变浅的沉积序列。第三阶段为盆地充填阶段，发育了早期的海相磨拉石建造和晚期的陆相磨拉石建造。在第二阶段明显地表现出了多期次逆冲推覆造山活动的特点。此盆地的发育演化历程与典型的周缘前陆盆地演化历史很相似，并具有粘弹性变形的特征。

2)沉降史

朱同兴通过恢复盆地的沉降史，楚雄盆地具有较高的沉积物堆积速率，晚三叠世一般为207～446 m/Ma，侏罗纪一般为40～731 m/Ma，其中晚三叠世瑞替期的白土田组和晚侏罗世牛津期的蛇店组的沉积速率高达374～612 m/Ma，表明这两个时期为盆地构造强烈活动期，分别属于印支造山晚幕和燕山造山早幕的沉积。造山运动的强烈时期，造山带风化剥蚀的碎屑物质倾于前陆地区，形成山前磨拉石的超补偿沉积。沉积速率如此高的超补偿沉积作用通常仅发育于世界上一些经典的前陆盆地或断陷盆地中，而在稳定的克拉通盆地和被动大陆边缘盆地中是不可能存在的。

1.4 弧后前陆盆地

刘和甫等(2000)［17］认为在印支期晚三叠世，墨江洋盆向东消减，在哀牢山断裂西侧分布有晚三叠世沉积岩夹中酸性火山岩，代表晚三叠世火山弧及弧前盆地沉积。再向西分布有由变质橄榄岩、基性熔岩及含放射虫硅质岩构成的混杂岩，两者形成由西向东俯冲的弧沟系。在哀牢山东侧则发育有前陆褶皱冲断带及楚雄前陆盆地。他将楚雄盆地及邻区构造格局可以分为3部分:

1)西部褶皱冲断带

位于红河断裂带与鱼泡江－三街断裂之间，变形带卷入古生界、上三叠统及部分侏罗－白垩系。鱼泡江－三街断裂带，断面西倾，地表附近倾角较陡，达50°～60°，向下角度变缓，呈铲式逆冲断层，上三叠统向东逆冲在侏罗－白垩系之上，为薄皮构造，由盖层滑脱所产生的褶皱构造。

2)中部前陆盆地

平缓褶皱带展布在楚雄盆地主体部分，西界为鱼泡江断裂，东部为元谋隆起带，变形主要卷入上三叠统至第三系，向斜开阔，主要为白垩系及下第三系地层组成，背斜陡窄，为侏罗系地层组成，形成侏罗山式滑脱褶皱。平面上系列褶皱常呈雁行排列，反映走滑构造作用;剖面上呈现出断展褶皱、断弯褶皱及冲隆构造等特点。大姚－会基关断弯褶皱带，主体由侏罗系构成，地震剖面显示背斜核部下侏罗统明显构造增厚。

3)东部冲断隆起带

东以元谋－绿汁江断裂为界，为东倾冲断层，元古宇地层逆冲于中、新生界之上，地球物理资料显示“元谋隆起”为无根变质基底，剖面上呈现为一冲断推覆基底岩片。

王国力等(2005)［19］通过研究楚雄盆地构造－热演化与古地温场，得出晚三叠世盆地热流值大体与弧后前陆盆地的热流一致，古地温及地温梯度相对较低。侏罗纪至早白垩世的地温及地温梯度相对于晚三叠世表现出平缓的降低，接近正常的克拉通盆地的热流值分布范围。晚第三纪以来盆地受陆内走滑活动及深部断裂导致岩浆的侵入与热液活动的影响，地温急剧上升，热流增大。

1.5 复式盆地

尹福光等(1997)［18］认为，盆地形成与演化分为六个阶段:(1)被动大陆边缘沉降阶段，(2)拉张热隆起边缘－裂谷盆地阶段，(3)沟－弧－盆系阶段，(4)残洋－周缘前陆盆地阶段，(5)走滑－拉张盆地阶段;(6)走滑－挤压－改造阶段。即中新生代楚雄盆地经历了弧后前陆盆地—周缘前陆盆地—走滑－拉张盆地—走滑－挤压盆地。楚雄盆地的形成与演化体现了盆地动力学性质转化和复合，在多种动力系统作用下或经过多旋回构造阶段产生了复式盆地。

2 展望

楚雄盆地建立在扬子地块西缘古生代被动大陆边缘过渡壳基底之上，呈狭长状夹持于哀牢山造山带和丽江台缘褶皱带与扬子克拉通之间，盆地西边界为红河断裂，北临龙门山构造带，西临印度板块嵌入欧亚板块的特提斯－青藏构造域。要弄清楚盆地性质，首先要解决的问题是:①古特提斯洋关闭的时间及俯冲方向和位置;②哀牢山造山带和红河断裂与原形盆地的关系;③西部推覆断隆是外来体还是盆地的共生体。在这三个问题的基础上，结合盆地内的沉积特征及盆地形成的地球动力模型，对盆地类型做出清楚认识。

［1］陈根文，吴延之.楚雄弧后前陆盆地的形成及演化［J］.云南地质.1999，18(4):392－397.

［2］张志斌，曹德斌.澳中楚雄中生代盆地的形成、演化及其与哀牢山造山带的关系—以楚雄西舍路至禄丰碧城镇.地球学报，2002，23(2):129－134.

［3］方维营，胡瑞忠，谢桂青等.云南哀牢山地区构造岩石地层单元及其构造演化闭.大地构造与成矿学，2002，3:28－36.

［4］邹海俊.楚雄盆地构造变形及其成矿作用研究［D］.昆明理工大学，2008.

［5］翟光明，宋建国，斩久强，高维亮著.板块构造演化与含油气盆地形成和评价［M］.北京:石油工业出版社，2002.

［6］冉崇英，刘卫华等著.康滨地轴铜矿床地球化学与矿床层楼结构机理［M］.北京:科学出版社，1993.

［7］冉崇英，张智药，庄汉平.楚雄盆地铜，膏盐，有机矿床组合地球化学团.成都理工学院学报，1998，25(2):241 －245.

［8］肖荣吾.康滇大陆古裂谷带特征及其演化［J］.云南地质.1988，7(3):229－235.

［9］房建军.楚雄盆地构造变动与后期改造综合研究［D］.西北大学，2004.

［10］蒲心纯，尹福光.楚雄前陆盆地的充填层序与造山作用［J］.岩相古地理.1996，16(3):47－57.

［11］谭富文，尹福光.楚雄前陆盆地系统的构造单元及沉积标识［J］.沉积学报.2000，18(4):573－579.

［12］谭富文，尹福光，许效松，等.楚雄前陆盆地的构造特征与沉积演化［J］.大地构造与成矿学.2004，28(3):345－352.