云南东川盆地发育阶段及其与区域构造运动的关系

2019-10-15 05:32孔凡全郑立龙石海涛黄诚
四川地质学报 2019年3期
关键词:发育阶段东川小江

孔凡全,郑立龙,石海涛,黄诚

云南东川盆地发育阶段及其与区域构造运动的关系

孔凡全,郑立龙,石海涛,黄诚

(中国人民武装警察部队黄金第九支队,海口 571127)

东川盆地是小江断裂带中段新生代发育的一系列盆地之一,根据其发育阶段可分为上新世—早更新世、中更新世—晚更新世和晚更新世—全新世3个阶段,根据其发育持续性显示东川盆地为继承性盆地。本文结合前人资料综合分析了东川盆地的分布特征和成因机制,认为:东川盆地在上新世-早更新世为拗陷盆地;在中更新世-晚更新世为半地堑断陷盆地;在晚更新世-全新世盆地规模缩小,也可称为收缩型断陷盆地;东川盆地形成与区域运动密切相关,受小江断裂的控制作用最为明显。

小江断裂带;盆地;断层活动;东川

1 盆地概况

东川盆地位于小江断裂带东支寻甸-功山断裂蒙姑-东川段次级断层一带,沿次级断裂分布,整体上呈纺锤形,剖面形态不对称,其面积可达46km2,最大沉积厚度约600m。盆地在不同的发育阶段其形态和规模有一定的差异[1-3]。盆地的堆积类型多样,主要有河湖相、洪积相、冰水相、冲积相、和湖积相等。东川盆地在地貌上有清楚的显示,盆地面相对周围基岩山地面明显要低。盆地东缘相对高差200m左右,盆地西缘可达300m左右。(图1)

图1 川盆地平面展布图

1-晚更新世-全新世堆积;2-中更新世堆积;3-前中更新世地层构成的山地;4-断层;5-隐伏断层;6-盆地边界

2 盆地发育阶段特征

东川盆地上新世-早更新世开始发育,并一直持续到全新世,根据其发育阶段可分为上新世-早更新世、中更新世-晚更新世和晚更新世-全新世3个阶段,属继承性盆地[1-3]。不同发育时期,盆地的堆积类型存在很大差异,盆地的成因和规模大小亦不同。(见下表)

2.1 上新世-早更新世阶段

该时期东川盆地和其西侧的大路边盆地、乌龙盆地是相连的北东向盆地,当时主要是古地形控制的拗陷型盆地(图2)。该时期的堆积类型为河湖相堆积,其岩性自下而上为:浅灰色砂质粘土;灰褐色泥砂质粘土;褐色含泥砾砂质粘土。该套地层的堆积厚度根据钻孔资料在现代盆地西缘位置可大于370m(云南省地质局水文地质工程地质队,1980),向盆地东缘逐渐减薄。

2.2 中更新世-晚更新世阶段

中更新世-晚更新世盆地继续发育。此时位于盆地西缘的小江东支断裂蒙姑-东川次级断裂对盆地的发育起明显的控制作用,盆地成因类型为半地堑断陷型盆地。中更新世,盆地规模最大,北起白沙井,南至木树郎南,南北长约20km,东西宽1~4km,面积46km2(图1)。

中更新世盆地堆积类型为洪积相、冰水相、冲积相和湖积相。据石甲地钻孔资料揭露,其堆积物由上而下:灰褐色砂质粘土,卵砾石及泥砾石层;深灰色砂质粘土,夹淤泥质粘土及劣质煤;棕褐色碎石,角砾泥砾石层;褐色、灰色砂质粘土夹砂层,砂卵石层,深灰色至黑色粉砂质粘土夹淤泥质粘土;棕色、黄褐色泥砾,灰色含角砾砂粘土,粉细砂层。厚约132.5m。

东川盆地特征表

发育阶段堆积类型堆积厚度/m规模成因机制 上新世-早更新世河湖相>370扩大拗陷 中更新世-晚更新世洪积相、冰水相、冲积相、湖积相132.5最大半地堑 晚更新世-全新世湖积相、冲积相、洪积相36.5缩小半地堑

2.3 晚更新世-全新世阶段

晚更新世-全新世盆地亦发育,同时也受到位于盆地西缘的小江东支断裂蒙姑-东川次级断裂较明显的控制作用,盆地成因类型亦为半地堑断陷型盆地。晚更新世-全新世盆地仅在断裂以东发育,规模较小。

晚更新世-全新世,东川盆地在中更新世基础上进一步缩小,盆地西缘部分中更新世堆积区现已隆起形成台地,例如大营盘台地、山脚村西台地。盆地东缘虽然堆积范围变化不大,但其堆积物已变薄,而且在地形上由西向东是一个斜坡,东川市区坡度平均5°左右。该时期盆地仍受小江断裂控制,为半地堑型盆地,由于盆地规模缩小,也可称为收缩断陷型盆地。

晚更新世-全新世,盆地堆积类型为湖积、冲积和洪积,其岩性自下而上为:卵砾石,碎块石、含砾砂粘土互层;钙质砾石层,棕红色砂质粘土层;浅褐色含姜结石粘质砂土。石甲地钻孔厚度36.5m。

图2 乌龙-大路边-东川盆地平面展布图

1-N2-Q1阶段的盆地轮廓;2-保存至今的盆地轮廓;3- N2-Q1阶段的基岩山地

东川盆地在地貌上有清楚的显示,盆地面相对周围基岩山地地面明显要低。盆地东缘相对高差200m左右,盆地西缘可达300m左右。由于东川盆地属半地堑型断陷盆地,因此,盆地面也由东向西倾斜,同样盆地基地也由东向西倾斜(图3)。

3 盆地发育阶段与区域构造运动的关系

东川盆地发育阶段与区域构造运动关系密切,尤其与小江断裂带活动密切相关。但小江断裂带所在地区地壳运动的变化不是孤立的,它与断裂带以西川滇菱形块体的运动变化和青藏高原块体的隆升都是有密切关系的[4-6]。

图3 东川盆地地形地质剖面图

1-中更新统顶面;2-晚更新统-全新统;3-台面和盆地面海拔高度;4-断层

青藏高原的隆升主要发生在上新世以来。在这之前的早第三纪晚期至上新世初期,青藏高原内部和川滇西部地区都曾经历过一个准平原化过程,形成了青藏高原面和川西、云南高原面。当时的海拔不高,气候湿热,断块差异运动和断裂运动都不强烈,此时的小江断裂带还是一条不连续的断裂带且活动强度不大,因此,沿断裂带没有形成与断裂构造有关的盆地,仅老猴街有一规模不大的盆地发育[7]。该盆地主要成因类型属于拗陷型,小江断裂带对它不起控制作用,只有东北边缘先存的北东和北西向断层对其有一定的控制作用。

上新世晚期,受印度板块向北推移的影响,青藏高原及其以东的川滇地区大规模抬升,早第三纪-上新世初形成的高原面解体并发生强烈的断块差异运动,断裂活动也逐步变强。此时是小江断裂带地区盆地发育的鼎盛时期,有多个盆地形成,这些盆地总体呈北东向延伸,与小江断裂带总体走向不同,它们某些边界是受小江断裂控制,具压陷型盆地的性质,而有些边界则不受断裂控制,又具有拗陷型盆地的性质。它们在相当程度上还是受古地形控制的盆地,断裂活动只是加剧了盆地的沉降幅度。

虽然在对上新世-早更新世盆地成因机制进行分析时,有相当多的盆地我们认为是受古地形控制的拗陷型盆地,但是当时出现那么多的北东-北北东方向的古地形低地也是其构造背景的。上新世前,本区在北西-南东方向压应力的作用下,形成一系列北东-北北东方向的隆起和拗陷带,古地形低地是拗陷带的基础上发育的。

早更新世末-中更新世初,小江断裂带及其以西的川滇地区受构造运动的影响又一次全面抬升。上新世-早更新世形成的盆地有许多结束了其发育史,如大路边盆地、金所盆地、功山盆地、凤鸣-可保盆地、小新街盆地、马街盆地和打挂村盆地。这些停止发育的盆地在上新世-早更新世发育时,大多是受古地形控制的拗陷型盆地。这期间,那些受小江断裂带控制的一些盆地却继续发育,如乌龙盆地、羊街盆地、嵩明盆地、东川盆地、寻甸盆地和宜良盆地。只有沧溪盆地是新形成的盆地。

更新世末、中更新世初的地壳运动还使小江断裂带的活动性质发生了重要的变化。它由早先以挤压为主的活动性质变为以左旋走滑为主的活动性质[3,5]。这一重要变化主要是由于青藏高原的强烈隆起使其东缘的川滇菱形块体向东南滑移造成的[8]。小江断裂带活动性质的变化,也使受其控制的盆地在继续发育的过程中,其形成机制也发生了变化。它们普遍由压陷型盆地变为断陷型或拉分盆地。

晚更新世-全新世,青藏高原及其以东的川滇菱形块体继续抬升,块体差异运动和断裂活动都异常强烈。小江断裂带继续以左旋走滑方式强烈运动[3,5]。经过早更新世末、中更新世初断裂活动性质的转变后,它已由先前的并不连续的断裂带变成了连续的且地表十分醒目的断裂带。受其影响,东川盆地在该时期继续发育,盆地仅在蒙姑-东川断裂以东发育,规模较小,并且在中更新世基础上进一步缩小,盆地西缘部分中更新世堆积区已隆起成台地。该时期东川盆地仍受小江断裂控制,为半地堑盆地,由于盆地规模缩小,也称为收缩型断陷盆地。

4 结论

1)东川盆地是小江断裂带中段新生代盆地之一,可分为上新世-早更新世、中更新世-晚更新世和晚更新世-全新世三个阶段。根据东川盆地持续时间,该盆地为继承性盆地;

2)东川盆地在上新世-早更新世为拗陷盆地;在中更新世-晚更新世为半地堑断陷盆地;在晚更新世-全新世盆地规模缩小,也可称为收缩型断陷盆地;

3)东川盆地的成因机制与区域运动密切相关,尤其是小江断裂的控制作用最为明显。

[1] 宋方敏,汪一鹏,沈军,等. 小江断裂带中段盆地的发育阶段及其与区域构造运动的关系[J].地震地质,1997,19(3):211-217.

[2] 沈军,汪一鹏,宋方敏,等. 小江断裂带中段晚新生代构造盆地演化阶段[J].地震地质,1998,21(1):58-64.

[3] 宋方敏,汪一鹏,俞维贤. 小江活动断裂带[M]. 北京:地震出版社,1998.

[4] 沈军,汪一鹏,宋方敏,等. 小江断裂带中段的北东向断裂与断块结构[J].地震地质,1997,19(3):203-209.

[5] 唐文清,刘宇平,陈智梁,等. 云南小江断裂中南段现今活动特征[J].沉积与特提斯地质,2006,26(2):21-24.

[6] 孙鸿烈,郑度,等.青藏高原形成演化与发展[ M] .广州:广东科技出版社, 1998 .

[7] 蒋志文,滇东杨林盆地新生代地层的划分和新构造运动,云南地质科技,1973.

[8] 王二七,B C Burchfiel ,R H Rogden, 等.滇中小江走滑剪切带晚新生代挤压变形研究[ J] .地质科学,1995 ,30(3):209 -219 .

The Development of the Dongchuan Basin and Its Relationship to Regional Tectonic Movement

KONG Fan-quan ZHENG Li-long SHI Hai-tao HUANG Cheng

(No.9 Gold Geological Party, CAPF, Haikou 571127)

The Dongchuan basin is an inherited basin whose development may be divided into 3 stages such as Pliocene-Early Pleistocene, Middle Pleistocene-Late Pleistocene and Late Pleistocene-Holocene stages. It was a downwarped basin in the Pliocene-Early Pleistocene stage, a faulted trough basin in the Middle Pleistocene- Late Pleistocene stage, and a contract faulted trough basin in the Late Pleistocene-Holocene stage. Its formation was in close relationship with the regional tectonic movement and controlled by the Xiaojiang fault.

Xiaojiang fault zone; Dongchuan basin; fault activity

2018-08-15

孔凡全(1987-),男,广西藤县人,硕士,工程师,主要从事区域地质调查工作

P542

A

1006-0995(2019)03-0361-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2019.03.002

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