三江地区认识实习指导书2015.6 - 图文
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云南三江地区基础地质实习指导书
(适用:资源勘查工程专业、勘查技术与工程专业)
昆明理工大学城市学院
2015年6月
前 言
基础地质实习是地质类专业讲授完《地质学基础》课程后,进行的一次理论与实践相结合的普通地质野外实习,它是整个教学计划中的第一次重要实践性教学环节,也是进入专业基础课、专业课学习的必经之路。该实习对于巩固所学的理论知识、培养学生热爱地质专业、初步了解野外地质工作方法、调动学生学习地质科学的主动性和积极性,具有极为重要的作用,对学生后续课程的学习,乃至以后的工作将产生重要的影响。 云南三江地区内、外动力地质现象极为丰富,部分地质观测点具有典型的地质特征,适合开展地质学基础的基础地质实习教学工作。近年来,由于实习区内高速公路、建筑施工等工程推进,破坏了原实习路线的部分地质现象,影响了实习内容的观测。2013年11月,由国土资源工程学院范柱国教授带队、我系部分教师参加,赴三江地区进行基础地质实习备课,重新安排并选定了实习路线及观测点,由参加老师共同将调整后的实习内容整理汇编本册《云南三江地区基础地质实习指导书》。
编者
2013年11月
第一部份 实习大纲
一、实习目的及要求
(一)目的
1、通过野外地质现象观察,结合室内理论学习所获知识,做到理论与实践相结合,巩固所学的知识,加深对《地质学基础》课程的理解。
2、通过野外对地球的外表特征、物质组成、各种地质作用和地质构造的观察,一方面增加学生对地质工作的感性认识;另一方面培养学生观察问题、分析问题和解决问题的能力,使之成为职业技能突出的“应用型”技能人才。
3、加深拓宽学生所学基本理论知识,为后续课程的学习打下基础。
4、培养学生了解地质工作的科学性,初步掌握野外地质工作的基本方法和技能。
5、通过对自然因素与人类活动的观察分析,教育学生认识地质工作在社会经济建设中的重要性,加深对“人与自然和谐发展”的理解,从而激发学生对即将从事专业的热情和责任感。
(二)要求
三江地区内外动力地质现象极为丰富,根据《地质学基础》教学大纲的要求,以及野外实际情况和实习条件,我们选取“楚雄盆地恐龙化石区”、“腾冲火山地热区”、“大理洱海周缘”、“丽江石鼓镇及其邻区”为本次实习的工作区,要求学生掌握以下重要内容:
1、常见矿物
石英、方解石、正长石、斜长石、黑云母、绢云母、绿泥石、绿帘石、石榴子石、辉石、角闪石、黄铁矿、磁铁矿、褐铁矿等。
2、三大类岩石
(1)岩浆岩:橄榄岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩、闪长岩、花岗岩、各种斑岩。 (2)沉积岩:角砾岩、砾岩、砂岩、粉砂岩、灰岩、白云岩及过渡性岩石。
(3)变质岩:板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、混合岩、大理岩、石英岩、变粒岩及过渡性岩石。 3、各种内动力地质作用的观察分析。
(1)禄丰阿拉乡办事处恐龙化石地参观:观察禄丰恐龙化石的产出层位、岩性特征。教师带领学生观察认识断层,测量断层产状,确定断层性质,绘制断层信手剖面图。
(2)参观腾冲火山地热国家地质公园和热海景区:教师介绍腾冲火山地热形成的地质背景及成因、火山喷发期次及类型,观察腾冲火山地貌(火山锥、熔岩台地、堰塞湖等)、火山喷发物(火山熔岩、火山灰、火山弹)、玄武岩柱状节理断面形态特征、地热田地表显示的类型(沸泉、喷沸泉、间歇喷泉、水热爆炸、高温喷气孔和地面冒气等),观察黄瓜箐地热沟和澡塘河,分析玄武岩柱状节理的形成原因。
(3)向阳(海东镇)下奥陶统剖面观察:岩性、古生物化石、岩层产状、接触关系、沉积岩原生构造(层理、波痕等)。依据地层层序和岩层产状分析褶皱特征。作海东镇北村下奥陶统第一段信手剖面图(向阳背斜西南冀)。仔细观察其中的小断层特征:断层破碎带特征、两盘运动方向等。
(3)向阳、温泉等地断层的分析,详细分析向阳断层,要求: ① 确定向阳断层存在的证据; ② 确定向阳断层的性质;
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③ 初步掌握描述断层(向阳断层)的方法:断层产状、断层两盘地层及岩性特征、断层破碎带特征等。
④ 以向阳断层为例学会画断层素描图。
(4)各种小构造的观察。西洱河及石鼓镇两地变质岩系中线理、劈理、节理、原始层理的鉴别和褶皱构造的观察。详细观察江风寺附近片麻岩中的两组节理,教师带领学生分析其可能的配套关系及应力状态。
(5)北村下奥陶统第一段中辉绿岩脉的观察。观察辉绿岩脉出露的形态、产出特征,分析其与围岩的接触关系、侵入时代等。
(6)点苍山和石鼓镇变质岩系的岩石类型、变质程度、变质类型及原岩分析,侧重石鼓镇附近公路旁下泥盆统变质岩剖面的观察。
(7)教师带领学生在参观大理三塔寺、丽江古城地震遗迹的基础上,分析滇西地区地震带、地震区的划分。
4、各种外动力地质作用的观察分析
(1)三大类岩石风化作用的特点;以下关至中甸公路边玄武岩风化壳为例,观察风化壳的垂直分带性并绘制信手剖面图。
(2)西洱河、弥苴河、金沙江等河流地质作用特征及演化现状。侧重观察金沙江石鼓段和虎跳峡段河流的侵蚀、搬运、沉积作用特征,包括心滩、河漫滩、河流阶地、虎跳石的观察分析;老师带领学生重点分析长江第一湾的形成原因,虎跳峡的峡谷特征及成因,下关天生桥的成因及演化。
(3)苍山东麓十八溪洪积扇,洪积裙及洪积平原。详细观察万花溪洪积扇的形状、坡度、组合与组构、水系特征、演化过程。在教师的指导下,分析断裂活动与现代地貌的关系。
(4)洱海形状、面积、水深、水质、湖水的补给及排泄状况、地质作用特征、成因及类型、演化特点。侧重观察以下几个方面的内容:
① 洱海东西两岸地质作用的特点和差异; ② 上关弥苴河河口三角洲;
③ 喜洲海舌、金梭岛、观音阁侵蚀与沉积特征,形成原因分析。
(5)下关塘子铺温泉和大理蝴蝶泉的出露特征、水质、成因及类型,可利用的价值。可在教师指导下,分析地下水(热水、冷水)的生成及运移与构造活动的关系。
(6)玉龙雪山和哈巴雪山的冰川作用及冰蚀地貌。教师可简要介绍大理冰期与丽江冰期。 (7)沿途观察大理-丽江地区夷平面的变化情况(以教师介绍为主)。 5、工程地质及环境地质
(1)大保公路西洱河段地质灾害及防治工程,边坡的稳定性分析、边坡护理方法。 (2)西洱河梯级电站的地质环境及其对洱海环境的影响。 (3)莫残溪泥石流防治工程的规划、设计等问题。
(4)引洱入宾工程、大理及虎跳峡自然生态旅游区开发中的环境地质问题。 6、地质工作方法的初步培训
(1)地质罗盘的原理及使用方法,岩层产状的测定,定向、定点的学习。 (2)地层层序划分的基本方法及信手剖面的作法,素描图的要求、格式。 (3)标本的采集和整理。 (4)地质现象的记录方法和格式。
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(5)野外及室内资料的搜集和整理。 (6)基础地质实习报告的编写。
二、实习计划安排
(一)室内准备阶段
1.实习前夕,由带队老师召开学院、系领导参加的实习动员会,向学生阐明基础地质实习的目的、要求及重要性,介绍野外工作方法、实习区的基本概况及所能观察的地质现象。
2.学生根据教师认识实习大纲要求,准备实习所需资料和仪器设备,并备好个人生活用品。 3.由一名带队教师负责安排好后勤保障工作,联系、安排车辆和住宿,为实习做出周密的准备。 (二)野外实习阶段
根据实习要求,野外地质观察路线安排如下,实习区交通位置图见图1:
图1 “三江地区”交通位置图
线路1.昆明→楚雄→下关 点号:NO.1
点位:昆楚高速旁恐龙谷停车场北西侧200m处,修路人工开挖边坡 点性:岩性点、构造点、地貌点
内容:①恐龙化石;②断层;③信手剖面素描图;④滇中红层。
线路2.下关→保山→腾冲→热海→腾冲县城 点号:NO.2
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(1)未达到大纲中规定的基本要求,实习报告抄袭别人、或马虎潦草、或内容有明显错误。 (2)未能参加实习时间超过全部实习时间的三分之一以上者; (3)实习中有违纪行为,教育不改,或有严重违纪行为者。 (4)实习中违反安全纪律规定,出现安全隐患者。
四、注意事项
由于本实习为野外实习,为保证实习的顺利进行,要求学生既要认真学习,又要遵守我校《昆明理工大学校外实践安全责任书》的相关要求。结合实习区的实际情况,对全体学生提出如下规定或要求:
(1)整个认识实习过程中,每位学生需特别注意人身与财产安全,严格听从指导老师安排,严禁进入危险区域,避免接触存在安全隐患的人、事、物,做到安全第一。
(2)实习之前,每一位学生应认真学习实习大纲,明确实习目的、内容及安排,做到心中有数,有条不紊。
(3)实习期间,做到精力集中,勤观察、勤思考、勤记录、勤小结,认真、工整地做好野外记录。每到一个新的实习点,学生利用所学的知识自己先观察,按照野外地质工作方法,描述地质现象、绘素描图、分析成因等。然后由教师进行授课和总结,上升到理论的高度。
(4)必须按时参加野外实习,如有特殊情况必须向带队老师请假,经同意后方可休息。 (5)上山不许穿凉鞋、高跟鞋、短裤、裙子,在野外禁止嬉戏、打闹,要注意安全。 (6)尊重当地群众的风俗习惯,不采摘瓜果,不攀折树木,不损坏庄稼,搞好群众关系。 (7)严守国家机密,保管好地形图、野簿,不得复制、损坏或丢失,出现问题及时向老师报告。 (8)严格遵守组织纪律,服从指导教师的安排和指导,关心他人,互相帮助,爱护国家财产和公物;严禁打架斗殴、酗酒闹事。
(9)课余时间外出必须请假,并且至少2人同行。有关实习期间安全纪律管理的细则,要求每位学生认真、仔细地阅读学生本人签名的《昆明理工大学校外实践安全责任书》,并切实遵守该责任书。
(10)对违纪行为,将按《昆明理工大学学生手册》有关规定进行处理,实习成绩一律按“不及格”计算。
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第二部份 三江地区地质概要
三江地区位于青藏高原东南缘,横断山系或“三江”流域中段,特提斯-喜马拉雅构造域东南部弧形构造转折处,冈瓦纳古陆与欧亚大陆的拼合带的边缘,也是扬子准地台与滇西地槽褶皱带交接区。
区内地层比较齐全,自前震旦系至第四系均有分布。由东向西各时代地层发育程度、沉积厚度及岩相变化十分显著。不同时代及各种类型的变质岩、岩浆岩亦有相当程度的发育。构造十分复杂,发育有北西向、北东向和近南北向等多组断裂,这些断裂具有不同的延伸方向,规模大小、切割深度、活动性质和演化历史,将本区地壳分割围限成许多大小不一、级次不同的构造块体(图2)。上新世中晚期以后,块体运动发生变化,沿块体的东、西边界逐渐发育形成了近南北向的裂陷构造带,地貌上表现为盆地带,构成了本区现代活动构造的基本格局。
为了便于学生实习时学习,现将“腾冲火山地热区”、“大理洱海周缘”及“丽江石鼓镇及其邻区”三个个实习工作区的地质情况概述如下:
I 腾冲火山地热区地质概况
腾冲位于滇西边陲,西临缅甸,是省级历史文化名城和翡翠集散地,被称为“极边第一城”。腾冲火山地热区位于南亚次大陆东部,处在印度板块、冈底斯中间板块、拉萨地块、缅甸板块、滇缅泰板块、印支板块、扬予板块、松潘一甘孜活动带汇聚处,是全球古今强烈活动地带,故本区火山地热地震活动频繁,是享誉世界地学界的天然火山与地热博物馆。加之弧形构造与弧后盆地的发育,地块运动和造山作用的影响,在大地构造上具有十分重要的地位,历来为地学界所瞩目。
区内共有99座火山(其中火山机构保存完整(有火山口、火山锥)的有25座,有火山锥但火山口不明显的18座,其余25座火山机构遭到严重破坏,但仍见火山山体),88处温泉,是中国大陆唯一的火山地热并存地区。腾冲火山岩以熔岩为主,主要岩石类型有:①玄武岩类—橄榄玄武岩、辉橄玄武岩、辉石玄武岩、橄榄粗面玄武岩;②玄武岩与安山岩过渡类型—玄武安山岩、粗面玄武安山岩;③安山岩类—辉石安山岩、粗面安山岩、角闪安山岩、二辉安山岩;④英安岩类—方辉闪石英安岩、斜辉英安岩、玄闪英安岩。
一、地层概况
区域内大面积出露的元古界高黎贡山群,是各类片岩、变粒岩、片麻岩、混合岩、角闪岩夹少量板岩及大理岩等组成的中、深变质岩系;分布零星、厚度小的古生界、中生界碎屑岩和碳酸盐岩沉积;龙川江、梁河等盆地是新生界上第三系火山一碎屑沉积盆地,在冲积扇、河流、湖泊环境碎屑沉积;中央有大量的火山碎屑流、火山熔岩流和火山灰流的沉积及第四系的河湖及冲击扇环境中形成的粗碎屑沉积和火山堆积。依据腾冲火山活动分期划分原则,对腾冲火山地热区的沉积地层、喷出岩和侵入岩分别进行逐一介绍。
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(一)沉积地层 1.第四系 (1)全新统
①冲积堆积(Q4al):主要见于大盈江、龙川江等现代河床及两岸I级河流阶地。堆积物为河床相一河漫滩相、砾石、粘土层,地表多为风化土。
据中国地质大学在瑞滇盆地山寨一带Ⅱ级阶地,测得同位素14C年龄为7500年;在粱河盆地,测得大盈江I级阶地14C同位素年龄为(3800±140年)。
②洪积堆积(Q4pl):主要见于山间沟谷。腾冲附近郭家寨、吴邑等处出露面积较大,为一套沉积砾石层、砂砾层,砾石一般分选不好,磨圆度差,杂乱堆积。
③洪冲积堆积(含泥石流)(Q4pal):主要分布于本区西北之胆札、郭家大坡、苏江,研究区东北桥头附近,以及芦水塘、花泥沟等地,属I、Ⅱ、Ⅲ级河流阶地或山间小盆地的冲洪积层,多为砾砂、粘土杂乱堆积,砾石成分复杂,磨圆度差。
④湖沼堆积(Q4fl):主要见于腾冲下绮罗、邹家营一带,堆积物为灰白色粘土夹草煤及砂,砂砾石厚度20 ~110.70 m。
(2)上更新统
①冲积堆积(Q3al):主耍分布于瑞滇、固东附近的小松坡、蒋家冲、罗香寨、河头等地,以及大盈江河谷囊宋等地Ⅱ级阶地(厚>30 m)。由河流相砾石层、含粗砂砾石层、粗砂、粘土等组成。据
2钻孔资料,腾冲盆地在上更新统晚期火山岩(Q3b)与上更新统早期火山岩(Q13b)之间有l0 m厚的含
砂、砾粘土夹含砾粗砂层。
②洪冲积堆积(Q3pal):主要分布于瑞滇附近以及固东一王家坝一线以西,岩性为一套中一粗砂砾石层、含粘砾石层夹粘土层
③湖积层(Q3l):广泛分布于瑞滇一固东一下顺江一带,为粗砂细砾石层夹粉砂层、粘土层、含砾或含粘土砂层组成。在瑞滇东门桥一带为巨厚含炭粘土层。在金家湾取泥炭层14C为0.0229 Ma。此外在界头附近有少量出露,为粉砂层。
④沼泽相粉土草煤层(Q3f):见于瑞滇上后甸东北、古永上街附近,为黑色粘土夹砂层、草煤层、泥炭层,在得朵寨泥炭层中取14C年龄样,测得同位素年龄为0.0236 Ma。
(3)中更新统
①冲积堆积(Q2al):大面积出露于大盈江两岸的Ⅲ级阶地,主要由砾石、粗砂层夹粘土、粉砂质粘土,少量泥炭层组成。堆积厚度大于88.49 m。在瑞滇、固东一带钻孔揭露有该期含砂砾层分布。
②洪冲积堆积(Q2pal):主要分布于桥头一瓦甸一线及乾洞坝附近。为一套全风化角砾岩层,成分复杂,由花岗岩、千枚岩、细晶岩、钙硅酸盐岩等角砾组成,砾径2~30 cm,最大50~300 cm。据钻孔揭露在瑞滇、固东湖盆边缘湖滨为砂砾层夹粘土层、粉砂层,向湖中变为湖积层。
③湖积层(生物堆积层)(Q2l):主要分布于桥头一瓦甸一线附近,为粉砂层、细砂层、粉质粘土层组成,部分地段可见10~20 m厚的硅藻生物堆积层、草煤层。瑞滇、固东乃至下顺江一带,钻孔中见粉砂硅藻土夹砂层、粘土质砂质,厚度可达66 m。
(4)下更新统
①冲积层(Q1al):主要见于梁河东街,以砾石层、砂层为主夹少量粉质粘土层组成Ⅳ级在大盈江阶地,厚度可达172.94 m(据1/50000区测报告)。不整合于芒棒组中段火山岩上,在勐蚌附近有少
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C样年龄值为0.045
百万年,在山寨河测14C年龄为(34247±899)年,在酒右坡14C样测年为(37510±1100)年,经西街南
量出露。另据钻孔资料,在瑞滇、固东一带,有属此期的含砾粗砂层分布。
②湖积冲积层(Q1lal):仅见于乾洞坝附近,光明大河两岸,为一套砾石层、粉砂层、粘土质粉
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砂层、粘土层互层的河湖相沉积。据钻孔资料在界头附近,上部为厚6 m的灰白色砂砾层,以下为含砾粘土层、中一细砂层及中粗砂层,揭露厚度3l m。
③湖沼积层(生物堆积层)(Q1fl):零星见于乾洞坝北西及南西地区。为黑色含粘土粉砂层夹透镜状草煤层,出露面积较小。
据钻孔资料在瑞滇、固东一带,有湖沼积层,岩性为紫灰色含砾粉砂层,褐黑、灰黑粉一粗砂层、粘土层以及属深湖区的泥炭层。在下顺江附近,该湖沼泥炭层厚4.99 m,为湖盆底部堆积、不整合于燕山期花岗岩之上。
2.第三系
(1)上新统,芒棒组(N2m)
上段(N2m3):仅分布于勐连、大丙弄、固东街东南,为粗砂岩、含砾砂岩、粘土夹砾岩,厚30~40 m。
中段(N2m2):主要分布在囊宋北东一线与北纬25°以南地区,以及固东一曲石一芒棒一线沿龙川江两岸分布,为灰黄、灰黑、紫灰色橄榄玄武岩、粘土岩、玄武岩等火山岩,最大厚度104.03 m。
2作为地层不整合于下覆地层岩石如南林组(N1n)、燕山早期花岗岩(?5)之上。
(2)中新统南林组(N1n)
仅分布于新砂坝一和顺一线南东附近地区,由花岗质砾岩、砂砾岩互层,粉砂岩、粉砂质泥岩、粘土岩、局部薄煤层组成,最大厚度近千米,不整合于高黎贡山群、燕山期花岗岩之上。
3.三叠系(T)
见于固东北西以及乾洞坝向南到赵家寨一带,属三叠纪中晚期的沉积。按最新(1995年)资料分组划分如下:
(l)南梳坝组(T3n):由泥质灰岩、粉砂质页岩、钙质粉砂岩及灰岩组成,可见厚度285.5 m。 (2)大水塘组(T3d):由砾屑灰岩、鲕状灰岩、白云质灰岩、微晶灰岩等组成,顶部夹少量硅质岩、泥岩,厚度大于707.66 m。
(3)河湾街组(T2h):主要由灰岩、泥质灰岩、白云岩、钙质砂屑、砾屑白云岩和大理岩组成,最大厚度700.53 m。与下覆二叠系为假整合接触。
4.二叠系(P)
主要分布在乾洞坝一河头山一带,鸦乌山西、王家坝西北、勐蚌附近等地有少量分布,主要为早二叠世海相碳酸盐沉积,称大硐厂组。岩性以灰岩、白云岩、大理岩、炭泥质生物碎屑灰岩为主,最大厚度566.2 m。与下覆石炭系为整合接触,局部为假整合接触。
5.石炭系(C)
主要分布于囊宋一腾冲一线以北地区。以南地区仅于本区东南角大丙弄南有少量出露,以浅海陆棚沉积为主,岩性以一套含砾泥质、粉砂质碎屑岩为主,地层厚度达395.l m。据最新资料,由上到下可分为:
(1)空树河组(C3k):
上段以炭质板岩、粉砂质板岩、粉砂质粘板岩为主,有少量长石石英砂岩、粉砂岩,最大厚度1184 m。
中段主要为石英砂岩、含粉砂质粘板岩组成,最大厚269 m。
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下段主要为灰色粉砂质二云板岩、灰黄色绢云母、含砾石英砂岩组成。最大厚429 m。 (2)丝光坪组(C2s):由灰色、灰绿色斑点状粉砂质二云板岩及含砾黑云石英砂岩、角闪黑云石英砂岩组成。二云板岩普遍见黄铁矿化。厚度大于556 m。
(3)罗地埂组(C2l):主要为浅灰、灰色中一厚层状浅变质含砾岩屑石英杂砂岩夹钙质板岩,粉砂质板岩、砂岩占80%左右,厚634 m。
(4)邦读组(C1b):
上段为蓝色、灰色薄层状钙质板岩,灰、深灰色粉砂质板岩夹石英岩,个别地方夹白云岩、大理岩透镜体,最大厚度大于1000 m。
下段为青灰色薄层状绢云母板岩、绢云母粉砂质板岩,夹长石石英细一粉砂岩,最大厚度920 m。与本区最古老地层高黎贡山变质岩为断层接触。
6.元古界高黎贡山群(Pt)
据前人资料,这是区内出露最古老的地层,其时代属元古代。由于受岩浆侵入和构造活动的强烈破坏,及后期地层、岩石的掩盖,分布较零星。古永一勐蚌以西、下绮罗南较为集中。主要是一套变质程度较高的混合岩一花岗混合岩及少量浅变质岩系,如二云钾长片麻岩、眼球状混合岩、石英岩、二长花岗质混合岩、二云片岩、黑云石英片岩等,总厚度大于4000 m。
(二)侵入、喷出岩
腾冲火山地热区内的岩浆岩以燕山期花岗岩、喜山期花岗者以及喜山期火山岩为主。 为突出火山岩,对燕山期、喜山期花岗岩均给予简化,现由新到老简述如下: 1.全新世晚期腾冲和顺西马鞍山火山岩(Q4b)
马鞍山火山口标高1793.2 m,熔岩分布面积约30 km2,是腾冲地区最新的一期火山活动。马鞍山之熔岩直接盖在南林组(N1n)、老龟坡火山岩(Q4b)及上更新统河流阶地堆积物(Q3al)之上。本章第一节所述,马鞍山最新一期的火山岩测年值为2500~3800年。
马鞍山火山岩为喷溢一爆发相,主要以含橄安山岩及粗安岩为主。熔岩表面几乎不见风化土。火山碎屑物质由安山质火山弹、集块岩、火山浮石、火山灰等组成。
该期火山熔岩可进一步划分为四个活动亚期。 2.全新世中期腾冲北西打鹰山火山岩(Q4b)
打鹰山火山口标高2614.5 m,火山爆发口的碎屑锥保存完好,熔岩分布于打鹰山周围,面积约25 km2。熔岩表面有薄薄的一层风化土,厚20~40 cm,熔岩表面流纹、波峰、波谷等构造尚清晰可见,所获绝对年龄值为0.09百万年,比老龟坡火山新,比马鞍山火山老,故将其划分为全新世中期的火山堆积。
火山岩为喷溢—爆发相,主要为安山岩。火山碎屑物质由浮石、火山弹碎块、火山灰组成,在碎屑堆上见有火山熔岩夹层。
该期火山岩可划分为四个活动亚期。
3.全新世早期腾冲和顺北老龟坡火山岩(Q4b)
火山口标高1847.0 m,熔岩流面积约l5 km2,火山岩为溢出一喷发相,熔岩主要以安山玄武岩、橄榄玄武岩为主,表层为多孔状。火山碎屑由浮石、火山弹和火山角砾岩构成,并互组成层。
老龟坡火山岩可划分为四个活动亚期。 4.全新世早期腾冲北黑空山火山岩(Q4h)
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11213火山口标高2070 m。熔岩面积27 km2,火山岩为喷溢一爆发相。熔岩主要为辉石安山岩。 火山碎屑由浮石、安山质火山弹、集块岩组成。熔岩为清晰见到波峰、波谷及绳状构造。熔岩表面几乎未经任何风化。该火山岩可进一步划分二个活动亚期。
5.晚更新世晚期腾冲北大空山组火山岩(Q33d)
该火山岩包括铁锅山、龙虎山、小空山、大空山、大团山、黑龙湾、小团山、焦山、城子楼等火山口形成的火山岩,可分为早期的喷溢相和晚期的爆发相。
(1)晚期爆发相(Q3d):分布于大空山、小空山、铁锅山等上述火山口周围,熔岩分布面约20 km2,由玄武质火山弹、集块岩、浮岩等组成火山锥锥体上部,锥体下部过渡为橄榄玄武岩(Q3d)。这些火山锥高40~l00 m不等,顶部一般较平,中央下凹15~60 m不等,火山口直径50~350 m不等。
(2)早期喷溢相(Q3d):主要分布于马站、黑龙潭、赵家寨、曲石街、云头街附近广大地区,面积为80 km2。由橄榄玄武岩组成。它是由上述火山口,围绕喷发中心向四周流淌的熔岩会聚而成,其上很大部分被黑空山火山喷溢相Q4h掩盖,只有铁锅山火山口喷溢出的橄榄玄武岩,呈扇形,自火山口向东展布。未被黑空山火山喷溢Q4h掩盖。
26.晚更新世中期火山岩(Q3)
1111323131(1)碗窑火山岩(Q3w):见于腾冲北下顺江西南碗窑、大河一带,出露面积仅5 km2,为橄榄玄武岩,为喷溢—爆发相,不整合于石炭系或燕山期花岗岩之上。岩石风化程度较深,上部风化土厚达3m左右,未见相应的火山机构。
2(2)马耳山、交椅凹火山岩(Q3b) 这也是一期混合式火山活动。最早的第一亚期和第三亚期为爆
2发相,第二亚期和第四亚期为溢出相。地面所见为晚期熔岩,以橄榄玄武岩、安山玄武岩为主夹少量玄武质凝灰岩及角砾岩。在腾冲附近钻孔中,见该期火山岩盖在上更新统Ⅱ级河流阶地堆积的砂砾层之上,其上则为全新世湖沼相砂砾层夹粘土层、泥炭层。据
7.晚更新世早期火山岩(Q13b)
这是分布于腾冲北下顺江的姊妹湖火山,以及腾冲三谊村一余家营、荷花池一朗烟及中和街附近的火山岩。大小姊妹湖火山口,保存完好直径80 m及40 m的火山湖。据钻孔资料,姊妹湖火山口有三期喷发活动,最早的第一亚期,以喷溢为主,形成厚度大于25 m的致密状玄武质安山岩,不整合于中更新统砂质粘土层之上。第二亚期以爆发相为主,见厚约20 m的安山质玄武质火山弹,炉渣状安山玄武岩。第三亚期以喷溢相为主,为辉石安山岩,形成熔岩台地。
三益村附近,从地貌上看,似有火山溢出口。中和附近,火山溢出口不清楚,朗烟一荷花池一带的溢出口,可能为后期马鞍山火山岩所掩盖。这些地区的岩石类型以橄榄玄武岩、粒玄岩、安山玄武岩为主,也有少量玄武安山岩。熔岩单层厚度2~10 m,熔岩层间见有风化剥蚀,为脉冲式间歇性火山活动,火山间期短,熔岩岩浆量少而稀薄,形成盾状熔岩盖。该期火山岩,在朗烟及其北的邦老,均见盖于中更新统Ⅲ级河流阶地堆积的砂砾层之上。在朗烟钻孔中,见该火山岩上覆层为上更新统Ⅱ级河流阶地堆积的砂砾层。在邦老该期熔岩中,测得同位素年龄为0.494百万年。
8.早更新世中期火山岩(Q1)
分布于瑞滇一固东一鸦乌山之间,由新到老可分为三个组:
17
214
C样,该湖沼相为(26240±1400)
年,交椅凹火山岩同位素年龄为0.309百万年,马耳山熔岩为0.3845百万年。
2(1)大黑山组(Q1d):分布于瑞滇东南大黑山火山口周围,展布面积约20 km2。同位素年龄值为
1.63万年,由呈500~600 m宽的灰流相熔岩环带及环带外围的喷溢相和环带内的爆发相组成,岩性主要为橄榄玄武岩、浮岩、火山弹等。
2(2)双山组(Q1s):主要分布于大黑山火山口之南,甘海子附近,出露面积约8 km2。火山口在双
山,火山岩年龄值为2.27万~2.01万年。由早期的喷发一沉积相泥砂质凝灰岩、凝灰质砂岩及后来的灰流相凝灰熔岩、爆发相角砾集块岩、喷溢相橄榄玄武岩等组成,在瑞滇东门桥见被Q13l含粘土粉砂层不整合掩盖。
2(3)河底组(Q1h):出露于河底、鸦乌山、明光河一带,火山口已隐没,熔岩分布面积5 km2。从
熔岩分布推测,应在大黑山东,为喷溢相辉石英安岩。在鸦乌山北侧,不整合于Q1al含砾粗砂层之上。
9.早更新世早期火山岩(Q1)
主要分布于曲石、云头街、箱子坡、邵家营东西一线以南地区,以北仅在黑龙湾、焦山附近有少量出露。
(1)大团山组(Q1d):分布于黑龙湾、天生桥一带面积0.5 km2。主要为喷溢相辉石安山岩。火山机构保存完好,为大团山火山锥,由安山质集块岩、火山弹、浮岩组成,锥体高40 m,顶部圆形,中央下凹约20 m。年龄值为105万年。
(2)来凤山组(Q1l):该期火山岩见于大呼山、照壁山、箱子坡、大六冲、屈家营、勐新、和顺、芹菜塘、上云、朗蒲寨、大坪山等地附近地区,火山岩面积约为50 km2。该火山岩在大呼山、箱子坡、王家坝附近,前人划归中更新世火山岩,但大呼山与王家坝附近火山岩均与25°10′以南火山岩相接,前人又划归晚更新世火山岩,而且划分为三个亚期。
10.上新世杜家坡组火山岩(N2D)
分布于瑞滇西侧,呈南北向零星展布,面积仅3.5 km2。可分三个火山岩相:①灰流相晶屑凝灰岩,纹层构造,层厚几毫米至几厘米,晶屑含量90%左右,大者可达2 mm,大致与层面平行排列。②爆发相英安质熔角砾集块岩,角砾集块含量50%~90%,次为角砾,熔岩或凝灰岩胶结。③侵出相角闪英安岩,出露于杜家坡东麓,形成长2.6 km、宽0.7 km、高300 m的熔岩锥。与西侧爆发相主侵入接触。熔锥内气孔直立上大下小,即由底向顶孔径逐渐增大,由角闪石组成的流线近于直立。依熔岩分布特点,可能为上新世沿南北向断裂喷发之产物,在熔岩中测得同位素年龄值为6.36百万年。
11.上新世芒棒组火山岩(N2M2)
这是夹于上新统芒棒组中段的火山岩。分布于腾冲东北思魔针、赵家寨、曲石街附近的河谷中,主要火山有城子山、朗桑两座分别于龙川江两岸,以及北纬25゜以南、大盈江以东的朗蒲寨、河东街、勐连、大丙弄、橄榄寨附近地区,熔岩流面积约为150 km2。主要火山有,大坪山、大勐场等火山,分布在囊宋东南。为一套黑色块状橄榄玄武岩。在朗蒲寨附近,最大厚度104.03 m。各处均为不整合方式覆盖于中新世南林组、燕山期花岗岩等之上。
12.华力西晚期侵入岩(?)
仅见于打鹰山北西,出露面积不大,为花岗斑岩,据古永幅资料,年龄为269.9l Ma。 13.印支期侵入岩(?T1H)
14218
见于打鹰山北西双树坡一和尚塘一带,出露面积不大,岩性为花岗岩、侵入于石炭系地层中。据同位素年龄测定为235.2 Ma。
14.燕山早期侵入岩(?2)
分布于固东一打鹰山一大坪山南北一线以东地区,岩石类型主要为角闪石英二长闪长岩一黑云花岗闪长岩一角闪二长花岗岩、白云花岗岩、二长花岗岩等。据古永幅1/50000资料,其年龄分别为141 .35~156.56 Ma。
15.燕山晚期侵入岩(?)
主要分布于图幅南边上的新沙坝-中和街一思魔针,再转东西一线以北以西地区。岩石类型以二长花岗岩、黑云母花岗岩为主,年龄值在76.9~86.l Ma之间。
16.喜山早期侵入岩(?1)
主要分布于新沙坝一中和街一古永一线以西地区。图幅东南图边有少量分布。岩石类型主要为黑云母二长花岗岩、细粒花岗岩、二长花岗岩、白云母花岗岩等。据古永幅1/50000资料,年龄值为47.6~50.05 Ma。
17.喜山中期侵入岩(?)
主要分布于中和街一大寨子、勐蚌等附近。打鹰山西南有出露。属区内最新的酸性岩浆侵入体,岩石类型主要为黑云花岗斑岩,年龄测定值为32.4~52.4 Ma。
18.时代不明的石英斑岩(λ π)及混合花岗岩(?m)
在横寨子及澜坝南侧,分别有时代不明的石英斑岩(λ π)及混合花岗岩(?m)出露,分布面积不大。
23二、变质作用
本区变质作用强烈,根据变质作用类型和强弱,可分为东部变质岩区和西部变质岩区。 (一)东部变质岩区
自东至西由祟山—大勐龙变质带、昌宁—孟连变质带和勐统—西盟变质带组成。祟山—大勐龙变质带,卷入地层为祟山群、澜沧群和大勐龙群,原岩均为优地槽型火山—沉积建造。自东至西,变质岩石由片麻岩、变粒岩—片岩、千枚岩、变质砂岩、变火山岩变化,变质矿物由柘榴石、十字石、堇青石、红柱石——黑云母——云母、绿泥石变化,变质强度由低角闪岩相—高绿片岩相—低绿片岩相变化。
(二)西部变质岩区
主体部分为高黎贡山变质带和独龙江—梁河变质带。此变质岩群一般认为其变质原岩属地槽型碎屑岩—火山岩系,但不排除其中可能存在变质深成岩类。变质岩石为片麻岩、变粒岩、片岩等,偶有大理岩透镜状岩片。典型变质矿物主要为柘榴石,红柱石、堇青石亦有发现。芒市—龙陵地区,向东可延至施甸旧城一带,主要由公养河群组成一轻变质岩区。
三、地质构造
本区构造线主要受南北向和北东向两组断裂控制,从而显示以南北向为主,兼有北东走向的构造格局;或者在两组构造的复合部位,形成向东突出的弧形褶断系统,如盈江——龙陵地区和昌宁——凤庆一带(见图3)。
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新生代以来,印度板块持续向北东挤压,缅甸板块向东俯冲于腾冲地块之下。区内活动断裂主要为南北向或近南北向,其次是北东向断裂。火山岩及火山口的分布与新构造活动关系密切,其中有最新喷发活动历史的火山口基本上都沿南北向的瑞滇一腾冲断裂展布。中新世一更新世期间,由于印度一缅甸板块沿葡萄一密支那持续向东俯冲,使腾冲一带拉张,爆发了碱性玄武质喷发,形成了我国著名的腾冲火山群。
腾冲地区的火山喷发主要始于上新世。在滇西地区,新生代不同时期的块体滑动和旋转、构造带的滑移及抬升,形成了这一地区的主体构造格局。总体的表现为22~27Ma左右的块体和构造带向南、南东和南西方向的滑移与挤出。与腾冲火山岩发育区密切相关的是高黎贡山构造带,呈近南北向分布。早期发育向南的旋转和滑移,后期形成了向北的右行走滑,并与缅甸弧地区的实皆右行走滑断裂形成时间相
图3 腾冲火山地热区及其邻近区域构造略图(佟伟,1989)
当。腾冲火山发育区位于一个近南北-北东至北东东走向的构造带所夹的范围内。早期的块体整体向南、南南西方向滑移之后,发生了与红河断裂等地区一致的构造抬升。依断陷作用及所形成的沉积物分析,腾冲地区剪切-拉张作用可能始于中新世末期至上新世,亦即发生于5-6 Ma。腾冲地区沿SN-NE-NEE方向呈弧型分布的断层主要有NE、NW、近SN走向的不同性质的断层,如正断层、小规模的逆断层和右行走滑断层等。总体上依南北向构造带发育,两侧相对较老。部分切割中新世和上新世地层但分别被更新世、全新世的沉积层和火山岩、火山熔岩所覆盖。断层的形成与火山岩的形成时序相对应。
腾冲地区不同类型的断层总体以正断层为主,断层倾角有陡、有缓。另外也分布有逆冲断层和走滑断层,显示为不同构造应力场作用下的产物,正断层及走滑断层等并不是同一时间形成的。总的体现为右旋、拉张作用。而这与迁就和利用了早期强烈右旋基础上形成的构造格局,如龙陵构造
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带、腾冲西侧的变质带(花岗岩带)有关。晚新生代形成西侧向北右行走滑时,并没有形成明显的位移。而正断层的形成序列,除了中部的断层形成晚(Q2-Q3,更新世中晚期)而外,其它并不能体现出活动的时序。区内断层的形成很大程度上与区域断裂作用有关。而现今腾冲和龙陵地震带P轴方向为NE-NNE,正反映了这一特征。
在一系列的断陷盆地形成之后或后期,形成了区内分布的火山活动。第一期火山活动体现着近SN向的剪切作用形成的分布特征(4~0.9Ma)。之后,NW-SE向的拉张作用形成了中部地区腾冲一带的更新世早-中期的张性断层,同时导致这一地区的第二期火山活动(0.8~0.1Ma)。晚期NNE-SSW方向的右行走滑作用,也相应形成了黑空山、打莺山、马鞍山三座火山的喷发(小于0.1Ma)。从断陷区边部向其内部,断层和火山活动具有从早到晚的分布规律。边部的断层形成较早,而内部的断层特别是切穿该区中部、边部最晚形成的三座火山锥(黑空山、打莺山和马鞍山)的近南北向展布的走滑-正断层,其形成时间为中更新世和晚更新世之间,与火山的形成有直接的相关性。
Ⅱ 大理洱海周缘地质概况
一、地层概述
大理洱海周缘地层发育,从元古界到新生界除部份系、统、组缺失外均有出露,元古界苍山岩群和沟头箐岩群分布于西部点苍山一带,呈北北西向展布,为一浅至深变质岩系。下古生界下、中奥陶统、志留系主要分布于海东向阳地区,下、中奥陶统由一套泻湖、滨海相-陆棚边缘相碎屑岩组成(缺失上奥陶统),志留系由一套陆棚边缘相-台地相碳酸盐岩组成。上古生界泥盆、石炭、二叠系均发育,主要为台地-深海盆相碳酸盐岩及玄武岩,大多出露于洱海之东。中生界三叠、侏罗、白垩系,以红色陆相地层为主,部分为煤系,主要分布于南部地区。新生界见有上第三系上新统和第四系出露,前者为一套裂隙型喷发式喷出-溢出产物,分布于云浪村、挖色两地,受断裂控制,后者为一套洪积、冲积、湖积和冰碛物,主要分布于洱海东部的乌龙坝,点苍山的东坡(表1)。
本次实习,将重点观察海东向阳地区下奥陶统向阳组地层,并要求画向阳上庄村O1χ第一段信手剖面图(图4)。据1:50000中华人民共和国区域地质调查报告大理县幅、下关市幅、凤仪镇幅、现对下奥陶统向阳组(O1χ)综述如下:
上覆地层:中奥陶统迎凤村组第一段(O2у1) 整合 下奥陶统向阳组第六段(O1χ6)
21.灰绿、黄绿色含粉砂质粘板岩夹少量变粉砂岩。产笔石类:Didymograptus murchisoni Pseudoclimacograptus sp.,三瘤虫类:Hoekaspis daliensis Sheng, Symphysops? Sp., Hanchungolithus xiangyangensis Sheng 155.32m
20.深灰色薄层状粘板岩,产笔石类:Didymograptus sp.及三瘤虫碎片 46.82m 19.浅灰色粘板岩夹同色薄层状变质粉砂岩 35.13m 18.深灰色薄层状粘板岩 6.86m 17.黄绿色薄层状粘板岩 2.30m 整合
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向阳组第五段(O1χ5)
16.深灰色薄层状粘板岩夹黄绿色变质粉砂岩 83.53m
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表1 大理洱海周缘地层系统表 界 系 统 地层名称(组) 代号 alal全新统 Q4、Q4、Q4l Q3d3lgl、al 第 新 四 生 系 界 上 第 三 系 上更新统 大理组(Q3d) Q3d2l Q3d1l 下关组(Q3x) 中更新洱海组(Q2e) 统 Q3x2l Q3x1gl Q2e2al Q2e1gl 厚度(m) 主要岩性 0—25 紫红色、紫灰色砾石、砾石层,粘土夹砂砾,草煤 ≥20.00 74.52 44.56 66.80 ≥10.52 60.46 ≥80.00 93.36 ≥100.00 ≥200.24 52.64 ≥54.65 ≥69.80 405.97 637.55 315.65 111.49 128.66 389.46 181.51 84.93 179.86 315.40 132.62 214.54 341.37 185.80 575.02 252.95 ≥150.19 紫红色透镜状钙质砂砾岩层 紫红色、浅黄色粉砂岩、泥岩 紫红色泥岩粉砂岩 紫红色泥岩 紫红色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩 紫色、紫红色细粒岩屑长石石英砂岩,粉砂岩和泥质粉砂岩互层 浅褐灰色泥质砾石层 灰色、黄灰色粘土层,夹砂砾层、泥炭、草煤 浅灰、黄色粘土质砂砾层 灰色粘土夹含砾砂层、含泥炭、草煤 浅灰、灰白色含粘土质砂砾层 灰色、深灰色粘土夹泥炭、砂砾层 灰黄、灰白色砂砾岩 灰色、深灰色粘土层夹含砾砂岩,含褐煤2-3层 浅黄、灰白色砂砾岩 浅红、灰紫色安山玄武岩 灰白色、黄褐、黄绿色岩屑晶屑凝灰岩 灰绿、黄绿色晶屑凝灰岩 紫红色泥质粉砂岩、泥岩、石英细砂岩 灰紫、紫红色含岩屑石英砂岩,粉砂岩 灰紫、紫红色砂岩中细粒长石石英砂岩夹粉砂质泥岩 灰紫、紫红色砂岩,中细粒长石石英砂岩夹粉砂质泥岩 紫红色石英粉砂岩、泥质粉砂岩 灰白色含岩屑石英砂岩夹紫红色泥岩、泥质粉砂岩 灰白色石英砂岩夹灰白色岩屑石英砂岩、紫红色粉砂岩、泥岩 紫红色泥质粉砂岩,粉砂质泥岩 紫色、紫红色细粉石英砂岩、粉砂岩 紫红色泥岩、粉砂岩 Q1s2l 下更新松毛坡组(Q1s) 统 Q1s1gl N2j3 上新统 剑 川 组 N2j2 N2j1 K2n2 2白 垩 系 中 统 南 新 组 K2n2 K2n1 K2n1 K1j2 2121下 统 景 星 组 K1j1 K1j1 1中 侏 罗 生 系 界 三 叠 系 J3b3 上 统 坝 注 路 组 J3b2 J3b1 J2h2 中 统 花 开 左 组 J2h1 J2h12 13J2h1 下统(?) J1?y3 漾 江 组 J1?y2 J1?y1 T3m4 麦 初 箐 组 T3m3 T3m2 T3m1 上 统 挖 鲁 八 组 三 合 洞 组 T3wl2 T3wl1 T3s2 T3s1 T3w3 歪 古 村 组 T3w2 T3w1 P2w4 264.30-314.90 灰、深灰色微晶片岩、白云母石英片岩 90.40-114.40 灰、深灰色微晶片岩、石英绢云片岩 116.46-229.70 浅灰色变质砂岩、千板岩、白云母石英片岩 74.88-81.70 黑灰色粉砂质板岩 26.25-51.00 黑灰色绢云板岩 20.91-44.40 浅灰色结晶灰岩 37.60-49.53 灰色结晶灰岩 219.51-404.80 灰绿色千板岩 752.74 >284.03 >632.70 23
绿灰色石英岩 紫灰色千板岩 灰绿色致密块状玄武岩、杏仁状玄武岩 上 统 乌 龙 坝 组 界 系 二 叠 系 石 炭 系 泥 盆 系 志 留 系 统 上 统 地层名称(组) 乌 龙 坝 组 茅 口 组 栖 霞 组 斗 顶 山 组 李 子 园 组 跃进新村组 (待建) (待建) 莲 花 曲 组 代号 P2w3 P2w2 P2w1 P1m P1q C3d C2l C1y2 C1y1 D3 D2 D1l2 D1l1 D1q3 D1q2 D1q1 S3w3 厚度(m) 1184.97 901.10 719.70 主要岩性 灰绿色角砾状、块状玄武岩、玄武质凝灰岩 灰绿色玄武质熔角砾岩—致密玄武岩 灰绿色玄武质熔角砾岩—气孔状玄武岩 下 统 上 统 中 统 下 统 上 统 中 统 21.69-53.00 浅灰色灰岩灰角砾状灰岩 75.21-197.40 浅灰色灰岩夹质灰岩 82.60 397.60 >308.70 >125.00 >106.05 >258.20 >150.00 >100.09 297.06 浅灰色灰岩 浅灰、灰色泥晶灰岩夹骨屑泥晶灰岩 浅灰、灰色泥粉晶灰岩、泥晶灰岩 深灰色硅质岩 浅灰色条带状硅质岩 浅黄色砂岩、粉砂岩 浅黄色泥质灰岩、白云质灰岩 深灰色砂屑灰岩、灰质砾岩 深灰色内砂屑灰岩夹质砾岩 43.03-105.10 灰、深灰色灰岩 古 生 界 下 统 青 山 组 134.09-319.38 灰白色内屑灰岩 284.43-476.87 浅灰色含砂质白云质灰岩 328.31-337.56 浅灰色含铁质白云质灰岩 337.46-377.17 灰白色白云质灰岩 196.41 142.24 39.80 152.46 154.11 301.47 246.43 254.11 401.77 171.22 87.13 >31.63 ≥412.45 灰白色厚层状细晶白云岩 灰色、黑灰色砂质条带状灰岩 灰、浅灰色厚层状陆屑灰岩 深灰色瘤状灰岩,变质砂岩、板岩 深灰、黄绿色粘板岩、粉砂岩、石英砂岩 灰色、黄绿色、砂岩、粉砂岩、石英砂岩 灰色、灰绿色、黄绿色粉板岩夹变质粉砂岩 深灰、灰绿色粘板岩、变质粉砂岩、石英砂岩 黄绿色、深灰色变质粉砂岩、粘板岩 深灰色、黄绿色粘板岩,粉砂质板岩 灰、灰白色变质细粒长石石英砂岩 浅黄绿、灰白色变质石英粉砂岩 灰绿色、灰白色长英质糜棱岩 上 统 中 统 下 统 五 福 山 组 阴 阳 山 组 小 湖 西 组 S3w2 S3w1 S2y S1x2 S1x1 O2y3 O2y2 O2y1 O1x6 O1x5 O1x4 O1x O1x2 O1x1 Pt2m2 3Pt2? Z3中 统 奥 陶 系 迎 凤 村 组 下 统 向 阳 组 茫涌溪岩组 苍 山 岩 群 Pt2cn 中 和 寺 岩 组 龙泉峰岩组 石门关岩组 黄龙谭岩组 Pt2m1 491.95-494.74 灰紫色长英质糜棱岩、斜长角闪岩 71.31-96.67 灰白、灰色条带状理岩 元古界 2Pt2? 250.15-280.21 灰、灰绿色钙质绿泥片岩 Z1Pt2? Z19.98-36.00 灰白、灰色细晶大理岩 >253.51 >773.80 灰绿色石英角闪片岩 灰色钾长二云片岩、变粒岩 Pt2l Pt2?2 s 沟 头 箐 岩 群 Pt1gt Pt2?1 s32.80-68.20 灰白色、浅灰色大理岩 311.80-572.70 灰绿色、浅灰色变粒岩 793.50 >323.20 灰、灰绿色糜棱岩、斜长角闪岩 浅黄、灰白色黑云母微晶片岩、糜棱岩、角闪岩 Pt1h3 Pt1h2 Pt1h1 24
15.深灰、黄绿色薄层状变质粉砂岩 113.10m 57.48m
整合 向阳组第四段(O1χ4)
13.黄绿色薄层状变质粉砂岩,含云母碎片为特征 93.23m 12.黄绿色薄层状变质细粒石英砂岩夹变质粉砂岩,含云母碎片 92.63m 11.深灰、黄绿色薄层条带状粘板岩,夹灰白色薄层变质石英砂岩及粉砂岩 100.61m
10.黄绿色及深灰色薄层状变质粉砂岩,含云母碎片,下部夹粉砂质粘板岩。产三瘤虫类:Hoekaspis daliensis Sheng H.daliensis ovatus Sheng, Pemopleurides sp.,及其它生物碎片。底界因断层破坏,厚度略有缺失 >115.30m
向阳组第三段(O1χ3)
9.灰紫、灰白色中薄层状斑点板岩、变质石英砂岩。产笔石类:Didymograptus sp.,及三瘤虫碎片 >12.67m
8.深灰色薄层状粘板岩 59.58m 7.深灰色夹黄绿色薄层状粘板岩、粉砂质板岩 20.94m 6.黄绿、浅紫、灰、灰白色薄层状变质石英砂岩 23.97m 5.黄绿、灰色中厚层状变质细粒长石石英砂岩夹钻板岩、变质薄层状粉砂岩 24.50m
4.浅黄绿、灰白色中厚层状变质细粒长石石英砂岩夹薄层状变质粉砂岩、粉砂质板岩
28.84m
整合 向阳组第二阶段(O1χ2)
3.灰色中厚层状变质细粒长石石英砂岩 45.13m 42.00m
整合 向阳组第一段(O1χ2)
1.浅黄绿、灰白色薄层状变质石英粉砂岩、粉砂质粘板岩。未见底 >31.63m
①浅灰色、黄褐色中厚层状细粒变质长石石英砂岩,产状为282°∠40°,见有灰绿色辉绿岩脉侵入,未见底。
②灰白色、黄褐色块状细粒变质长石石英砂岩,夹薄层状泥质砂岩,产状为273°∠28°。见有灰绿色辉绿岩脉侵入。F1断层切断岩层,产状为135°∠40°,断层破碎带2-20cm,具明显分带性,中间为断层泥化带,两侧分别为糜棱岩带,碎裂岩带,发育有构造透镜,上盘相对下盘向上滑动。因此,该断层性质为逆断层,其力学性质具压扭性特征。
14.灰绿色薄层状变质石英砂岩夹极少量变质粉砂岩、深灰色粘板岩。有超基性岩脉侵入
2.灰白色薄-厚层状变质含岩屑石英粉砂岩夹变质长石石英砂岩、深灰色粉砂质粘板岩
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图4 向阳北村O1χ信手剖面图
1
③灰绿色辉绿岩,呈岩脉状产出,与O1χ1呈侵入接触及断层接触关系。
④青灰色、黄褐色厚层状细粒变质长石石英砂岩,夹薄层状泥质粉砂岩,产状为251°∠35°。 ⑤黄褐色、中层状细粒长石石英砂岩,产状为269°∠42°,未见顶。
二、岩浆岩
实习区岩浆岩发育,具有多期次、多阶段、多旋回活动特点,活动时期有晋宁期、华力西期、燕山期和喜马拉雅期,活动方式有侵入和喷发两类。岩类复杂多样,有酸性、中性、基性及超基性岩类。限于篇幅,并从实习的角度出发,现对本次实习观察的岩浆岩概述如下:
(一)侵入岩 1.周城闪长岩体
周城闪长岩体出露于大沟箐和上兴庄两地。岩体呈岩瘤状、半环状侵入苍山岩群中,出露面积约3.1 km2。岩性为细-中粒角闪辉长岩,粒状结构、嵌晶结构、块状构造。矿物成分为斜长石54%,单斜辉石12%,普通角闪石32%;副矿物有钛铁矿、磷灰石、榍石、黄铁矿等,岩体绝对年龄为892.3Ma,属晋宁期。
2.五福山岩群
五福山岩群主要出露于五福山-海东向阳一带,所见岩体规模较小,呈岩株、岩枝、岩墙、岩脉状产出(图2),与古生界之不同地层呈侵入接触。岩性为辉长辉绿岩、辉绿岩,辉长辉绿结构、辉绿结构、块状构造。矿物成分为斜长石57%,普通辉石35%,石英1%,钛铁矿+磷灰石3%。岩体属晋宁期之产物。
(二)喷出岩(火山岩)
区内二叠纪火山岩,集中分布于挖色-双廊-桂平一线以北,南起弥渡,北抵鹤庆,出露面积169km2,共分为四个岩性段(表1)。岩性以玄武岩为主,火山碎屑岩(凝灰岩、火山角砾岩)次之。斑状结构、火山凝灰结构、火山角砾结构、致密块状构造、杏仁状构造、角砾状构造。从岩石组合特征来看,区内二叠纪玄武岩喷发期次可以划分为一个完整的喷发旋回,两个喷发亚旋回,从下向上由海相喷发转为陆相喷发,岩类则有由基性―中性―酸性的演化趋势。
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三、点苍山变质带
大理洱海周缘变质岩发育,主要分布于洱海以西至漾濞江两岸,由下元古界沟头箐岩群,中元古界苍山岩群、变质中生界三部分组成,尤以变质元古界令人瞩目,人称“点苍变质带”。
点苍山变质岩为一北西向发展的多旋回变质带,从前寒武纪至第三纪,不同构造发展阶段皆有不同程度的表现,不同期次的变质环境与变质、变形作用各具特色,其中以中、晚期的韧性剪切变形及动力变质作用最为鲜明(表2)。 (一)下元古界沟头箐岩群(Pt1gt)
分布于点苍山、罗平山西部,西与浅变质的晚三叠世歪古村组,呈韧性剪切带(韧性断层)接触,始新世宝相寺组和上新世三营组不整合覆盖其上。按岩性又细分为黄龙潭岩组和石门关岩组,总厚大于1461米(表1)。前者为斜长角闪岩、变粒岩、片麻岩及云母片岩;后者为大理岩、云母片岩。原岩为一套基性火山沉积岩系。片岩和片麻岩中出现铁铝榴石、十字石、蓝晶石及矽线石;大理岩中有透闪石、透辉石及橄榄石。显示沟头箐岩群变质程度达角闪岩相,属中压相系区域变质作用的产物。
表2 点苍的变质带主要变质、变形期次划分及特征简表
主要时期 喜马拉雅中期 喜马拉雅早期 燕山晚期 华力西晚期 晋宁期 吕梁期 变质类型 动力变质 区域动力 热流变质 区域动力变质 区域变质 变质相 低绿片岩相 低-高绿片岩相 高绿片岩相 低-高绿片岩相 角闪岩相 变质、变形特征 推覆构造、退变质作用,碎裂岩带 推覆构造,断裂走滑糜棱岩带叠加超糜棱岩 层掩构造,深层滑脱,韧性剪切糜棱岩片 年龄 20-35 55-85 250-290 主压应力方向 NE-SW SE-SW NW-SE 近SN 褶皱、断裂、混合岩化,876-1900 形成结晶基底
岩群普遍受到强烈的糜棱岩化,石英几乎都具有塑性变形特征,细粒化的石英形成流状石英带,部分长石亦塑性变形。大部分糜棱岩都经历过静态重结晶,形成变晶糜棱岩,石英条带均为多晶石英带和矩形石英带。
岩群变形强烈,保存较好的早期面理有片理、片麻理,后期叠糜棱面理,二者平行。与糜棱岩化同时或稍晚有一次强烈的挤压,形成紧闭褶皱、无根钩状褶皱和鞘状被皱。
(二)苍山群变质岩(Pt2cn)
苍山岩群变质岩是指点苍山断裂与洱海断裂之间,分布于点苍山东坡,宽3-4km,呈北北西(NNW)向带状展布,北部延至上阳溪附近为泥盆系覆盖,南部在下关天生桥北尖灭。西与沟头箐岩群呈断层接触。按岩性又分为龙泉峰岩组、中和寺岩组和茫涌溪岩组,总厚大于1086米(表1)。原岩为基性火山沉积岩系。龙泉峰岩组为斜长角闪岩、云母片岩;中和寺岩组为大理岩、云母片岩夹斜长角闪岩,驰名中外的大理石就产于此岩组中;茫涌溪岩组为云母片岩,钠长阳起片岩。苍山岩群中变质特征矿物仅出现黑云母,少量铁铝榴石及蓝绿色普通角闪石,显示变质程度达低绿片岩相到高绿片岩相。
该组岩石以区域变质叠加普通的糜棱岩化—强烈的退变质作用为特征,岩群中的岩石大多糜棱岩化,形成千糜岩和糜棱岩,石英多具有塑性变形,长石塑性变形少见。大理岩中小褶皱发育,造
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就了大理石工艺品千姿百态的图案。
近年来,有些学者又提出点苍山变质带是由古元古代沟头箐岩群、中元古代苍山岩群,新元古代罗平山岩组、三叠纪洱源岩群和晚三叠世歪古村组等不同时代、不同构造环境形成的多个地质体拼接而成,这里就不再详细叙述。
四、地质构造
大理实习区位于扬子准地台与三江褶皱系之结合部位,根据区域沉积建造、岩浆活动、变质作用、成矿作用、构造层次及构造形迹、地形地貌特征,该区以洱海深大断裂为界,划分为东、西两个构造区(图5)。
(一)东部构造区
泛指洱海断裂以东的向阳、挖色一带地区。区内广泛分布着古生界海相沉积岩层,岩性以碎屑岩、碳酸盐岩和基性火山岩为主,间有硅质岩,上覆以中生界红色碎屑岩。中生代末期燕山运动,促使上述地层褶皱,复经喜山运动进一步复杂化,再经近期外力地质作用的塑造而显露当今外貌。
1.褶皱
区内褶皱轴向多为北东及北西向,呈两组分布,普遍被不同性质、不同方向的断层破坏。前者以早期褶皱为主,在华力西晚期已确立其雏型;后者主要与洱海断裂带晚期构造活动关系密切。现以向阳复式背斜说明之。
向阳复式背斜位于洱海断裂之东,轴线呈北北西向,南起五福山、经向阳北抵康廊,轴长大于70公里,由于第四系的掩盖和断裂活动的影响,致使褶皱形迹比较零碎,多有弧形弯曲。背斜核部主要由下奥陶统向阳组第一、二段组成,向阳组第三段至第六段、中奥陶统迎风村组、下志留统湖西组则分居两翼,东翼保存较好,西翼为断裂破坏及第四系堆积物掩盖。两翼次级褶皱发育,次级褶皱的轴线方向与主背斜轴向总体一致。两翼地层倾角40°~45°,基本对称,枢纽呈北倾或近于水平。因此,为一枢纽波状起伏的直立复式背斜。另外,在洱海断裂东侧,第四系下更新统松毛坡组也有褶皱存在,说明该区挽近时期仍有较强的活动。
2.断裂
区内裂断发育,主要有北西向及北东向两组。其中北西向断裂,主要分布在洱海断裂的东侧,并与之有成生联系,有较强的晚期活动。北东向断裂与相应方向的褶皱关系密切,可能同属华力西晚期的构造形迹,但其后又继续活动,并部分错移了北西向构造形迹和喜马拉雅期早期的中酸性斑岩体。断裂性质以逆冲断层为主,部分断裂在挽近时期有向张扭性转化的趋向。现以向阳断裂为例说明之。
向阳断裂出露于合山顶西坡,走向北北东至北北西,呈弧形转折,地貌表现为冲沟,断层面倾向250°~325°,倾角78°~82°,上盘为上志留统五福组地层(S3w),下盘为下奥陶统向阳组(O1X)地层。断层破碎带宽10~15米,构造角砾岩发育,可见少量断层泥。向阳组粉砂页岩见有小褶皱,据局部断层段分析,为一高角度正断层,具有张扭性特征(图6)。
(二)西部构造区
洱海断裂以西的苍洱一带地区。该区经历多旋回的长期活动,现今所见以晚期构造形迹为主,区域构造线方向呈北西或北北西。点苍山变质带与周围中、古生界呈断层接触关系,其地貌景观拔地而起,呈一巨大推覆体,内部为一背形构造格局。洱海盆地呈北北西向展布于苍山东缘,为一走滑拉分盆。从山巅到盆地高差达2000米,反映了现代地壳运动表现为强烈差异性抬升之中。
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图5 大理-下关地区地质构造图
1.全新统;2.更新统;3.上第三系;4.侏罗系;5.三叠系;6.二叠系;7.石炭系;8.泥盆系;9.志留系;10.奥陶系;11.点苍变质岩带;12.喜山期玄武岩;13.喜山期岩屑、晶岩凝灰角砾岩;14.燕山期黑云母花岗斑岩;15.海西期辉长岩;16.晋宁期花岗岩;17.花岗岩;18.闪长岩;19.正长斑岩;20.断层
1.褶皱
该区褶皱发育,古老的褶皱形态,由于多次构造叠加、改造已难恢复,但见局部呈东西向的紧闭褶皱残迹存在。后期的叠加褶皱轴向则以北东或北西向为主,尤以北西向发育,但多为次级揉皱。表明该区区域构造应力场的主压应力方向由南北向向北东-南西方向的转变。这种多期的叠加褶皱,在大理石工艺品中比比皆是,使之呈现出美丽的花纹。
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2.断裂
区内断裂发育,以北北西向为主,北北东向次之。前者以压扭性断裂结构面为主,后者则以张扭性平移断层为主。苍山东麓多级冲(洪)积扇、台地、辫状“V”型河谷、发育于西洱河“V”型河谷两侧的多级阶地、第四纪沉积物褶皱和断错、大理三塔寺地震遗迹、泉眼呈带状展布、洱海东西两岸夷平面与剥蚀面的差异等都表明该区新构造运动强烈,为红河断裂带活动最强的地段,从而也形成了苍山洱海对照性极强的现代地貌。
3.大理断陷盆地
主要分布于点苍山以东,东侧为洱海水域,西侧为第四系堆积物掩盖,为新第三纪上新世以来拉张断陷形成的盆地,走向北北西,长约50公里,长宽比为4:1,盆地大致以洱海断裂为东界,邓川-大理断裂为西界,第四纪堆积厚度达2000米,挽近时期以来,湖盆面积日渐缩小,表明湖盆已逐渐走向更年期。
(三)区域边界断裂 1.洱海断裂
呈北北西向纵贯全区,为红河断裂带北段中一条代表性断裂,区内全长60余公里。该断裂深切基底,对两侧的古地理、古生物和沉积建造均有明显的控制作用,也控制了洱海的东边界,使洱海东岸成为山水相连的基岩陡壁,不发育冲(洪)积扇和“海岸”过渡带。洱海断裂既是扬子准地台与三江褶皱系的区界,又是横断山脉与云贵高原的分界线,形成于晋宁运动后期,其后历经多次构造活动至今。燕山运动时期以来,断裂除具升降差异运动外,还表现有水平运动的迹象,渐新世35~22Ma期间呈左行走滑,第四纪以来以右行走滑为特征。
2.西洱河断裂
西洱河断裂总体呈近东西向延伸,为洱海深大断裂派生之次级构造,实习区东界断裂。断层面多向南倾,倾角50°~60°,北盘为下元古界,南盘为中生界。该断裂河谷地貌(呈“V”型谷,并发育多级阶地)及断层崖,紧靠断裂带在下关塘子铺处的次级断裂带上有高温热泉涌出,表明断裂现今仍在活动。长期以来,该断裂活动以逆冲为主,兼有少许左旋分量。
3.大合江断裂
大合江断裂呈北西向延伸,全长40余公里,为实习区西界断裂。断层面倾向南西,倾角50°~80°,东盘为下元古界,西盘为上三叠统,为一东盘逆冲之压扭性断裂结构面,具多期活动特点,晚期表现为右旋走滑性质。
图6 向阳某断层素描图 五、洱海及其周缘外动力地质作用
(一)概况
洱海位于滇西大理市境内,为一外流湖泊。流域面积2565km2,湖泊面积250km2,海拔1965.4m,平均水深10m,最大水深21.5m,容积29亿m3。湖泊呈NNW向展布,长轴方向(SN向)长40km,短轴方向(EW向)宽3~8km,湖泊周长129km。湖水盐度小于3‰,属于淡水湖泊(云南省第二大,仅次于滇池)。水的能见度为 6.1m,水型为HCO3―Ca―Mg型。湖泊水体主要靠河流及大气降水补给。西南角西洱河为洱海湖水唯一的天然出口,湖水经漾濞江入澜沧江。
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洱海湖泊周围有数十条河流注入,其中大致沿湖泊长轴方向有北部的弥苴河、罗时江,南部的波罗江。湖泊短轴方向有西侧的苍山十八溪,自北向南依次为霞移溪、万花溪、上阳溪、茫涌溪、锦溪、灵泉溪、白石溪、双鸳溪、隐仙溪、梅溪、桃溪、中溪、白鹤溪、龙溪、青碧溪、莫残溪、亭溟溪、阳溪,东侧有玉龙河、凤尾箐。其中流域面积最大的是沿湖泊长轴方向入湖的弥苴河,全长200km,流域面积为880km2。苍山十八溪多为流程短、能量强、坡度大的季节性河流。河长一般为3-5km,洪水期平均流量26.0m32S-1,平均坡降比为3.06%,其中最大河流为万花溪。洱海湖泊水系的分布特征,决定了洱海沿长轴
方向容易形规模相对较大的沉积沙体,而沿短轴方向则形成规模相对较小,但粒度较粗的碎屑体。
洱海地区属北(中)亚热带气候区,温暖、潮湿,雨量充沛,多集中在5~10月,占全年降水量的85%以上。湖区多年平均蒸发量为1150mm,平均降水量1067mm,蒸发量稍大于降雨量。湖区年平均气温15.3℃,冬春季节盛行西南风,风力常为2~3级,少数高达8~9级。
(二)洱海的成因类型
洱海位于红河断裂带北段,湖盆东、西界分别受洱海断裂带和苍山东麓断裂控制,晚第三纪已具雏形。第四纪以来,该区随着印度板块向欧亚板块的碰撞、俯冲,青藏高原的明显隆升,红河断裂呈右旋剪切拉张性质。组成红河断裂带的一系列正断层系在近期构造应场作用下形成地堑型(裂谷型)断陷盆地(拉分盆地),盆地积水便形成了洱海。由上可知,洱海的成因类型为一典型的地堑型断陷湖泊(构造湖)。
(三)洱海的地质作用
由于湖盆两侧新构造运动的强度和幅度具有明显差异,苍山东麓断裂垂直差异活动明显,洱海断裂相对较弱,使得湖盆西侧和东侧结构不对称,呈现西岸陡,东岸相对较缓的特点。加之气候冷暖的变化和近代人类活动影响,致使洱海在不同时间和空间范围内的地质作用具有明显的差异。
1.洱海东岸的剥蚀作用
在洱海东岸,湖水受下关西南风的影响形成波浪,湖浪冲击和磨蚀东岸,形成了湖蚀洞穴、湖蚀凹槽、湖蚀岸等湖蚀地形地貌。随着剥蚀作用的加强,湖蚀岸垮塌后退,形成湖蚀平台(图7)。
图7为洱海东岸罗荃寺南东侧环湖公路旁典型的湖蚀地貌现象。湖岸岩性为C1y灰岩,为基岩湖岸。湖蚀洞深为0.3~1.8m,大小不一,湖蚀岸高5~10m;湖蚀平台宽20~30m,微向湖心倾斜,且有湖岸基岩碎屑堆积。在湖岸基岩上见有大小不等的由湖水溶蚀作用形成的小溶沟。
2.洱海西岸的沉积作用
第四纪以来,洱海西岸苍山东麓,是红河断裂带北段活动性最强的地段,形成了苍山洱海对照性极强的地形地貌特征。苍山强烈隆升,快速剥蚀,为洱海西岸快速堆积提供了丰富的碎屑物质,在苍山十八溪和洱海湖水的共同作用下,形成了从山前缘带向下到湖盆呈NNW向带状分布的洪积扇、老扇三角洲、现代扇三角洲平原和近岸水下扇沉积,这种带状分布特征以洱海西岸喜洲地区尤为显著(图8)。
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图7 洱海东岸罗荃寺湖蚀地貌 1.湖蚀崖;2.湖蚀洞; 3.湖蚀平台
图8 洱海西岸喜洲地区扇三角洲及沙咀分布
1―洪积扇;2―老扇三角洲;3―现代扇三角洲平原;4―滨岸水下扇;5―山麓线;6―3600年前湖岸线; 7―1200年前湖岸线;8―今湖岸线
洱海西岸喜洲地区,高陡、短促的万花溪以与湖岸线呈53°~60°的交角自西向东进入洱海,形成了互相叠置,依次向洱海倾斜的洪积-冲积沙体。现择其两例介绍如下:
(1)万花溪山麓洪积扇
万花溪洪积扇为山麓洪积扇,据野外观察,主要由砾石、岩块、砂、泥组成的松散沉积物,砾径一般为0.1m~0.5m,少数达1m以上,多呈棱角状或次棱角状,无分选性,砾石成分与河谷中上游基岩岩性相同,以变质岩类为主,头部粒度特粗,至前缘渐细,厚度7~15m。洪积扇被万花溪现代河床所切割,切割深度6~8m。
(2)喜洲沙坝(沙咀)
喜洲沙坝位于洱海西岸万花溪口,由南向北伸入洱海,呈长条形(图5)。南北长约800m,宽约70m,前端变窄约40m,常年高出水面约1~1.5m,表面呈平缓的不对称形、东缓西陡,东坡1°~1.5°,西坡4°~5°,尾部向湖倾斜,倾角1°~3°。沙坝物源主要来自辫状三角洲水道的季节性洪水沉积,自下而上为黑色粘土质粉沙、中沙、含砾沙及生物层组成的下细上粗的反韵律,具岸滩沉积特征。沙坝东、西坡生物组成有异,西坡以螺壳为主,东坡除螺壳外,还出现少量瓣鳃类残片,即螺壳瓣鳃类组合。一般螺壳类完整,表面有棘刺。沙坝东侧及其前缘因受波浪巅选,分选好,西侧濒临相对平静的湖湾,波浪作用弱,分选较差。据探测剖面显示,在0~1.1m深度内,以生物堆积为主,其次为沙。这显然是因碎屑物质的加入改变了生物的生活环境,从而导致其大量死亡所
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致。
沙坝的东侧为开阔的洱海湖面,西侧至沙村之间为相对平静的浅水湖湾。生物堆积增加了沙坝的障壁作用,使得湖湾水深不足2m,湾内水草从生,沼泽化严重,每年岸滩向湖湾推进2~3m。这一环境表明,近岸水下扇沉积部分,受到了湖浪及湖流的再搬运,并与湖积的螺壳共同形成沙坝。
3.洱海北岸的沉积作用
洱海北岸弥苴河是自北向南经邓川流入洱海的一条最大河流,入洱海后形成鸟足(爪)状三角洲,面积约15.6km2(图9)。三角洲平原有许多分流及次级分叉,但主要有三汊入湖,中间一汊向湖延伸最远,河道有石砌堤岸,河水有闸涵控制,三角平源上全部为水稻田。具有以下沉积特征:①主要由泥、砂、砾石混杂组成,碎屑粒径较粗,砾石直径0.3~2cm,含量5%~10%,中粗砂占50%~65%,成熟相对较低;②垂向上呈现典型的反韵律结构,自下而上为前三角洲粉砂质粘土、三角洲前缘沙、三角洲平原分流河道粗砂及砾石沉积;③三角洲堆积速率极高,据有关资料,平均沉积速率为13.6m/a,向湖延伸速率达1.7m/a。极高的沉积速率造成三角洲前缘坡度较陡,因而稳定性较差,在湖浪冲击下,三角洲前缘往往垮塌,形成滑塌浊积扇沉积。
除上述之外,洱海东岸有玉龙河和波罗江汇入,形成规模较大的冲积扇及三角洲,下关就座落在这片三角洲平源上。
总之,第四纪以来,洱海湖区受新构造运动、古地理演变和现今人类活动影响,沉积了不同岩性、成因和厚度的堆积,并逐渐形成了今日洱海。今日洱海已非昔日洱海之面貌,正逐渐向消亡方向发展。虽然自然因素不以人们意志为转移,但人为的破坏将加剧其消亡的进程。改变人为破坏、科学规划、合理利用、有效保护洱海,应成当务之急。
(四)西洱河地质作用
西洱河是洱海唯一的天然出水河道,呈近东西向展布,湖水经漾濞江流入澜沧江。河谷地貌上呈“V”峡谷,河床坡降比大,河谷两侧发育多级阶地,鲜明的侵蚀构造地貌表明该区地壳的整体上升及河流的急剧下切,溯源侵蚀强烈。由于河流跌水作用,沿节理(构造裂隙)深切后退,冲刷掏空,从而形成了现今的桥高9m、长4m、宽1-3m之江风寺天生桥(图10)。
图10 江风寺天生桥素描图 图9 弥苴河鸟足状三角洲 1―分流河道;2―废弃河道;3―三角洲前缘 33
Ⅲ 石鼓-虎跳峡地区地质概况
石鼓-虎跳峡地区处于99°45ˊE~100°15ˊE,26°40ˊN~27°20ˊN,位于滇西丽江-中甸境内。大地构造位置属三江褶皱系、松潘-甘孜褶皱系和扬子准地台三大构造单元之结合部位。区内地层发育,从寒武系至第四系除部分系、统、组缺失外均有出露,不同时代及各种类型的变质岩、岩浆岩亦有相应程度发育。地质构造极为复杂,区内构造线总体呈略向东凸出的近南北向弧形展布,新构造运动剧烈,高山峡谷蔚为壮观,河流地貌及现代冰川发育,旅游地质资源极为丰富。
该区各种内外动力地质现象极为丰富,据三个实习区的侧重点的不同,区域地质不再作一般性的陈述。现将与本次实习相关的主要地质情况介绍如下:
一、区域地层概述
本地区地层发育齐全,由于跨越两个不同的大地构造单元,又受深大断裂控制,下古生界及以前的地层,分布在宁蒗西南一带,上古生界分布范围扩大至玉龙雪山一带,时代不够的变质岩系分布于虎跳峡谷,二迭系玄武岩全区皆有分布,中生界地层主要分布于丽江以东三县地区,第三系主要以条带状分布于丽江周围、宁蒗以南。丽江、永胜等断陷盆地及金沙江河谷阶地发育着第四系。丽江地区地层岩性列于表3。
表3 区域地层岩性简表
界 系 统 地方性地层名称 全 现代冰碛、新 河流冲积、湖统 泊沉积 大理冰期 第 四 丽江冰期 系 更 新 统 大具间冰期 金江冰期 冰前期蛇山组 上第上新三营组 三统 系 下始 丽江组 第新 三统 宁蒗组 系 中 侏生 罗下统 冯家河组 界 系 Qppl-l 木家桥间冰期 符号 Qh 厚度(m) 0~50 0~100 5.2 岩性描述 现代冰碛见于玉龙山东麓,为浅灰色岩块和岩屑组成,松散无分选,有现代冰舌位于其中。除冰碛外,大量是河流冲积,湖泊沉积,在陡峻的山峰前形成洪如扇,如著名的白沙洪积扇。 主要见于甘海子一带,为灰白色巨砾及岩屑,含少量巨大漂砾,属山谷冰川堆积。 见于丽江南漾弓江边,为细砾、粗砂、粉砂和粘土,属河湖相沉积。 见于玉龙、哈巴雪山四周及宁蒗药山,由巨砾、砂砾和岩屑混合堆积而成,属山岳冰川及冰水沉积。 见于金沙江河谷及金官坝,巨砾岩层夹粗细砾岩层,下部含砂金较富。 分布于金沙江河谷及其两岸冰碛物,为灰、灰白色大理岩角砾组成。 主要为灰色粘土岩,粉砂质粘土岩、粉砂岩和砾岩,属河湖相沉积。 分布于丽江西南山间盆地,为湖相、沼泽相沉积,以灰白—灰色粘土岩,粉砂岩为主,局部夹砂砾层,夹多层褐煤,下部夹铁质结核或菱铁矿小透镜体。 下第三系地层以条带状出露于宁蒗丽江,为一套山间盆地磨粒石建造的红色碎屑岩系。由于两地沉积差异较大,东边命名“宁蒗组”;西区“丽江组”,属古新—始新沉积。 仅在永胜城西出露下统地层,为陆相碎屑建造,岩性为泥岩,粉砂质泥岩夹长石砂岩。 Qpgl-fgl 100 137 0~200 181 新 生 界 E2 s227.8 E2l E2n J1f 1520 2079 >43
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续表3 上段 新安村组 下上统 段 松桂组 中窝组 中 三上生 迭段 界 系 北衙中中统 组 段 下段 下统 腊美组 T3x2 T3x1 T3sn T3z T2b3 T2b2 T2b1 T1l 1381.28 700.72 655.02 7280 889.8 604 145~921 250~350 为细砂岩、粉砂岩、页岩、夹煤线。 以块状细—粗粒砂岩为主。 砂岩、炭质页岩、粉砂质页岩夹可采l~2层及煤线。 灰—深灰色灰岩夹砂质灰岩,上部呈黑色。 为纯灰岩,鲕状灰岩夹少量泥灰岩。 为白云质灰岩。 为砂页岩泥灰岩夹灰岩。 杂色砂岩、岩屑砂岩、长石砂岩夹页岩、粉砂岩,底部见厚l~30m之玄武质底砾岩。 为大规模玄武岩喷发为标志的强烈构造运动后复杂的沉积环境,所以丽江境内有碳酸盐建造沉积(厚549m)及玄武岩喷发沉积(厚88~578m)的两个沉积环境,宁蒗境内则以碎屑岩为主(砂页岩)的沉积建造(厚116~400m)。 为致密状、杏仁状玄武岩,安山岩夹较多凝灰岩及凝灰质页岩。 以致密状玄武岩夹凝灰岩为主,底部为玄武凝灰角砾岩(厚240m),顶部夹灰岩透镜体。 为玄武凝灰岩,致密状,杏仁状玄武岩。 浅灰色灰岩。 灰、深灰色灰岩。 页岩、铝土质页岩及铝土矿层。 灰岩,鲕状灰岩,生物碎屑灰岩。 灰岩泥质条带灰岩,鲕状灰岩。 下部为砾岩,灰质砾岩,上部为主物碎屑灰岩。 灰岩鲕状灰岩。 下部为白云质灰岩,上部为灰岩。 下部为灰色砂岩夹含砾砂岩和黑色页岩,上部为深灰色灰岩,生物灰岩和页岩。 黑灰色生物灰岩与页岩互层。 为滨海—浅海相页岩,粉砂岩夹灰岩。 时代不明的付变质岩系,出露虎跳涧峡谷一带。岩性为浅灰白—灰白绢云石英片岩,与深灰一灰黑色绢云片岩,绢云千枚岩互层。为一套复理式砂泥质中等区域变质岩,其时代根据地层接触关系有前泥盆纪及下泥盆世两种。 为浅海含泥碳酸盐建造。 为浅海相笔石页岩建造。 东部为滨海—浅海相红色碎屑岩建造,西部变深海砂页岩建造。 为一套浅海相不纯(含泥质、硅质)碳酸盐建造。 岩性为灰绿色、紫红色相间出现的页岩、粉沙岩、砂岩为主,厚宁蒗17m,丽江1566m。 岩性为紫红、灰绿、黄绿色粉砂岩,中部夹细砂岩。 主要为白云岩,白云质灰岩。 为一套浅海相沉积,下部以碎屑岩为主,并夹石膏透镜体,上部为泥质灰岩,白云质灰岩。 黑泥哨组 古 二生 迭上统 界 系 上段 中段 下段 P2h 88~578m P2β3 P2β2 P2β1 944 1814 124 172~383.5 188~208 6.8~12.6 137~208.2 129~181 575 297.7~527.2 378.5 617.8 226 92~678 1250 玄武岩组 茅口组 二下迭栖霞组 统 系 梁山组 石上统 马平组 炭中统 黄龙组 系 下统 尖山营组 上统 干沟组 P1m P1q P1l C3mp C2hl C1j D3g lD3 烂泥箐组 泥盆D2t 碳山坪组 系 中统 D2d 大槽子组 D1d 下统 大瓜坪组 古 生 时代不明的 界 石鼓群 副变质岩系 志留系 奥陶系 上统 中统 下统 上统 中统 下统 S3 S2 S1 O3 O2 O1 ∈1 Z2d Z2g 146~595 35~63 181 26~112 17或1566 561 912 527 寒武下统 系 灯影组 元 震古 旦上统 观音崖组 界 系
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二、岩浆岩
研究区岩浆活动从侵入到喷出,从基性—超基性,中酸性至碱性岩浆岩均有活动。其中以华力西期玄武岩分布最为广泛,全区广泛出露二迭系上统玄武岩组和黑泥哨组,表现为大规模基性火山喷发,同期也有零星的基性—超基性岩侵入体,主要分布于研究区北部翠依西南及泸沽湖一带。印支期中酸性岩浆岩侵入体主要分布于研究区西部鲁甸一带,同期在太安等地也有零星基性岩侵入。喜山期主要为酸碱性斑岩类侵入体,分布于研究区东部,多呈岩基形式侵入。此外,区内零星出露时代不明的基性侵入岩。
三、变质岩
研究区内变质岩不发育,在虎跳峡一带出露一套付变质岩系,呈南北向分布,东西两侧与上古生界呈断层接触,岩性为浅灰白—灰白绢云石英片岩,与深灰—灰黑色绢云片岩,绢云千枚岩互层,片理与层理多数一致,局部有硅化等蚀变现象,为一套复理式砂泥质中等区域变质岩,厚度大于1250m。其时代根据地层接触关系有前泥盆纪及下泥盆世两种,统称为“石鼓群”。
丽江-石鼓公路石鼓镇附近泥盆系变质岩剖面如下(图11) ①白色、青灰、灰白色条带状中厚层状细晶大理岩。
②暗绿色绿泥石、石英、云母片岩。片理发育,沿片理有铁质侵染。
③白色、青灰、灰白色条带状中厚层状细晶大理岩。见有一产状为240°∠75°的断层。
④暗绿色绿泥石石英片岩、片理发育。 ⑤白色细晶大理岩(汉白玉),质纯,色单一。 ⑥灰绿色、褐红色绿泥石片岩夹大理岩脉。
⑦白色细晶大理岩(汉白玉),夹二层绿泥石石英片岩。
⑧云母石英片岩,向上绿泥石成分增多,逐渐变为绿泥石片岩。顶部有一层厚约50cm的石榴子绿泥石片岩。
⑨暗绿色绿泥石石英片岩,片理发育。
⑩杂色片麻岩。粒状矿物为长石、石英、片状矿物为云母。
⑾灰、灰白色长英质眼球状片状麻岩。眼球直径最大为5cm,中部夹五层厚约10~30cm的黑云母片岩,底部为一层厚约30cm的绿泥石片岩。
图11 石鼓镇下泥盆统冉家组信手剖面图 四、冰川地质
第四纪以来,大理-丽江地区出现过多次冰川活动,其中晚更新世的丽江冰期和大理冰期在地形地貌、沉积物特征及生物种群的变化等方面都留下了深刻的烙印。
大理冰川是发生在晚更新世末期(1.5~7万年)的一次山岳冰川,推测其雪线高度为4000~4500m,在点苍山一带可见角峰、刃脊、冰斗、冰窟、冰川谷等冰川地貌,洱海东西两岸有分布高
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度不同的冰碛物,出现了针叶、阔叶等喜冷植物。
丽江冰川是发生晚更新世早期(10-20万年)的一次山岳冰川,推测其雪线高度为3500~4000m,在中甸、丽江等地区可观察到各种冰川特点及古冰川遗迹,如角峰、刃脊等水蚀地貌和冰碛砾石等冰碛物。
在丽江冰期和大理冰期之间为下关间冰期,大理冰期之后为现代间冰期。玉龙雪山与哈巴雪山在海拨约5000m左右的雪线以上,冰雪终年不化,白雪皑皑,加上海拔约4200m以上有季节性积雪,形成了现代冰川,可以观察到冰雪覆盖着的各种冰川地貌,如冰斗、角峰、刃脊、槽谷(“U”形谷)、冰蚀湖。本世纪末,随着全球大气环境效应的影响,冰川在不断退缩。
五、河流地质
第四纪以来,本区受新构造运动、气候冷暖变化等因素的影响,使区内河流不断演变,在不同的时间和空间沉积了不同岩性、成因和厚度的堆积物,并逐渐形成现代金沙江。
(一)河流改道―长江第一弯
长江上游金沙江,先顺大雪山向南南东流,至丽江石鼓附近急转向北北东流入长江,形成90°转弯,这就是万里长江上游的第一弯。
长江第一弯显示了滇西北地区新构造运动,在喜马拉雅构造运动晚期,北部的青藏高原和南部的云贵高原虽都在隆升,但其上升速率却有明显差异,丽江附近就是一个过渡地带,也是地壳厚度变化的地带。丽江太安-永胜昔腊坪是一个长期相对隆升的纬向构造带,由于近期的强烈隆升,长江侵蚀能力加强、抢夺原红河上游的金沙江水,形成了现代的长江第一弯。丽江白汉场附近,则成为金沙江和澜沧江两大现代水系分水岭。
长江第一弯的成因是相当复杂,石鼓地区的主构造线呈北北东方向,断裂构造发育,这对河谷的转折起到一定的控制作用。
(二)雪山隆起-虎跳峡
金沙江经石鼓镇到下游虎跳峡镇(又名下桥点)相对较宽而缓的流水后,从虎跳峡镇向北东急流到大具,为著名的虎跳峡,长约17m,分为上虎跳峡、中虎跳峡、下虎跳三段,落差220m,中有18处险滩,峡口海拔约1800m。巍峨耸立于金沙江东的玉龙雪山(主峰海拔5596m)和金沙江西的哈巴雪山(主峰海拔5396m)在江岸呈峭壁陡立,与江面相对高差近3800m。江面狭窄,最窄处上虎跳峡宽仅30m左右,江心有一块13m高的巨大砾石—“虎跳石”,成为猛虎借此石可跃江面而过的虎跳峡。该段峡谷水流湍急,汹涌澎湃,险滩处浪花翻腾,气势磅礴,奇险壮观,是与我国雅鲁藏布江大峡谷(深5382m)、秘鲁科尔卡大峡谷(深3200m)、美国科罗拉多大峡谷(深2133m)等齐名于世的世界大峡谷之一。
丽江地区自三叠纪以来经历了三期主压应力为东西向的应力场,形成了近南北轴向的玉龙雪山-哈巴雪山复式背斜和双剪型逆冲断裂带,致使玉龙雪山-哈巴雪山断块强烈隆起,尤其在早第三纪和中更世抬升最快。在复式背斜核部发育两组呈北北西向和北东东向的共轭剪节理。断块强烈隆升,河流追踪下蚀作用显著,形成了现今呈北东向的虎跳峡。
(三)河流磨蚀—金沙石(鹅卵石)
金沙江及其支流流域的各类岩石经风化剥蚀以后,流水携带大量碎屑物质(砂、砾)经过长距离搬运,相互碰撞与摩擦,不断变园、变细,形成了色调丰富,结构构造复杂,成份多样的金沙石。
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在石鼓附近,金沙石色调以深灰至灰白色、灰绿色为主,结构构造以条带状为主,次为斑状、斑点状;岩石类型有岩浆岩类、沉积岩类和变质岩类。
(四)河流沉积-心滩、边滩与河漫滩
金沙江石鼓-虎跳峡镇(下桥头)段,江面变宽,河道弯曲,水流相对变慢,泥沙淤积,形成了众多的现代洲滩沉积。雄古河漫滩则是其中一例。
雄古河漫滩位于金沙江石鼓-下桥头段上游,长约1800m,平均宽350m,长轴沿北北东向展布,其代表性剖面上在雄古北西、丽江-石鼓公路旁可见(图11)。剖面上表现出典型的二元结构:下部为厚大于2m的河床亚相的底部滞流沉积和点沙坝沉积,这是河道横向迁移引起的沉积物侧加积的结果,主要为砂砾石层,砾石直径3~20cm,最大可达25cm,磨园较度好,具有一定的定向性,成分复杂。上部为河漫亚相的河漫滩沉积,主要是大量的细粒粉砂、粘土砂在洪泛期垂向加强的结果,具层内沉积韵律性和水平层理构造。顶部为约0.6m的黑色泥、含腐烂植物根须的耕作层,可能为溢并相的沉积物。
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第三部份 地质灾害与防治
三江地区处于地壳抬升和强烈差异性活动区,地质构造复杂,活动断裂发育,地质环境十分脆弱,地质灾害极其频繁,危害严重的主要有地震、崩塌、滑坡、泥石流、湖盆萎缩等,严重制约着当地社会和经济发展,人民的生命财产安全受到极大的威胁。
一、地震
处于特殊的地学区位和强烈的构造运动,大理-丽江地区的地震(构造地震)活动水平相当高。据不完全统计,自宋、元以来,史书正史、实录、档案和地方志记载,该区共发生M≥5级地震32次,M≥6级地震23次。
从地震的分布规律看,该区强烈而频繁的地震活动,在空间上具有沿活动断裂呈带状分布特征(图12),这些带也是地应力集中的聚能地带。据国家地震局地质研究所,该区划分为4个地震带,5个地震区(图13)。1925年发生的大理7级地震和1996年发生的丽江7级地震(表4),分别位于洱源-弥渡地震带和丽江-剑川地震带上。在时间上,地震活动表现为活跃期和平静期交替出现的规律。据统计,5级以上地震平均复发周期为20.3年。本世纪至下世纪初,该区处在地震活跃时期。另外,该区地震活动在一定时间内,具有相对的固定性。即大多数历史资料地震多发区,也是现今地震集中分布的地区。
图12 大理-丽江一带主要断裂和历史地震震中分布图`
图13 滇西北地震带、区划分与震中分布图
1.丽江-剑川地震带;2.洱源-弥渡地震带;3.永胜-宾川地震带;4。
中甸地震带;5.云龙-保山地震区;6.维西-兰坪地震区;7.三江口地震区;8.北衙地震区;9. 滇中地震区
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在这跨世纪的地震活跃时期,应做好地震的预报与防御工作,包括:①地震监测台网的现代化建设;②深入开展地震调查与基础理论研究;③完善地震灾害的工程防御措施;④提高城市综合抗震能力。
表4 大理、丽江7级地震一览表
震名 发震时间 地理座标 E100.4° N25.7° E100°13′ N27°18′ 地震带 洱源-弥渡 丽江-剑川 震级 7.0 7.0 震中 震源地震类别 裂度 深度 Ⅸ Ⅸ 20km 构造地震 10km 构造地震 地震遗迹 大理三塔寺南塔北斜3-4° 地裂缝、地陷、崩塌、滑坡、江面堵塞、建筑破坏 大理 1925.03.15 丽江 1996.02.03 二、崩塌、滑坡、泥石流
大理―丽江地区地处滇西北、青藏高原东缘,地形特征为高山与河谷盆地相间,总地势北高南低,地貌景观为高山、深谷(盆)和陡坡,境内地质构造复杂,活动构造发育,地震活动频繁,新构造运动以急骤上升隆起为特征,致使老断裂重新复活形成诸多构造破碎带和不稳定地质体。,本区气候具有南亚热带~寒温带过渡的特征,水平和垂直分异明显。除此而外,近年来人类活动,特别是工程(铁路、公路、水利、水电等)活动和对生态环境的破坏,使得该区崩塌、滑波、泥石统等自然灾害严重,成为云南省两条崩塌、滑波、泥石流带之一,水土流失面积增大。据不完全统计(1990年),本区发生崩塌、滑坡10502处,泥石流2915处,水流土流失面积24181km2,占总土地面积27.0%。
(一)崩塌与滑坡
区内崩塌、滑坡集中分布在陡峻超高的沟谷或河谷两侧、断陷盆地边缘、断裂活动带以及人工切坡点(带)。本次实习详细观察以下两处的崩塌、滑坡特征及其防治工程。
1.金沙江虎跳峡段
金沙江虎跳峡段,江流深切于玉龙雪山和哈巴雪山之间,江面到二岸山峰高差达2500~3000m,峡谷岸坡陡峻,近南北向的构造破碎带发育,岩石破碎。地震活动强烈频繁,自然岸坡稳定性差,加之植被覆盖率较低,在短短17km的峡谷范围内,沿江两岸崩塌、滑坡数十处。如在上虎跳峡峡口,与硕岗河交汇处,分布有1.5~2亿方的巨型古滑坡—冷都大滑坡,而且极有复活的可能。位于虎跳峡江心高13m的巨大砾石——“虎跳石”,也许是江岸岩石崩塌而至。
2.大保公路下关-西河洱二级电站路段
该路段沿西洱河“V”型谷展布,自然坡度较陡,植被发育较好。出露地层为下元古界沟头箐岩群(Pt1gt)、上三叠统歪古村组(T3W)及上侏罗统坝注组(J3b)。西洱断裂呈近东西向展布于公路左侧或右侧,岩层内发育北东向和北西向两组共轭剪节理。地下水主要由大气降雨渗入补给,以散流或泉(如塘子铺温泉)的形式排泄。地表水向邻近沟谷流后汇入西洱河。
野外观察,区段内的边坡类型主要为由于人工切坡诱发的岩质滑(边)坡,局部为土质边坡,根据组成边坡的岩土性质、结构构造以及地形特征采用了不同的边坡护理方法。
人工切坡形成高陡临空面,破坏了坡体的自然平衡条件,在自重力的作用下,极易沿软弱结构面产生应力松驰,逐渐形成整个坡体的下滑条件。如果雨量增加,滑体中的动水压力激增,则诱发滑坡体滑动。当遇下列情况时,需对边坡进行加固。①边坡不稳定或即将发生破坏;②边坡破坏将导致道路阻塞、建筑物毁坏、矿石淹没或造成其他重大损失;③减缓坡脚或排水等其他稳定边坡的方法不可行。
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