成都市地质构造及背景-讲义

成都市地质构造及背景1.地质背景与区域构造2.成都地区的地质构造1.地质背景与区域构造1.1大地构造位置1.2深部构造背景1.3区域动力学环境1.4区域主要活动性断裂1.1大地构造位置成都盆地叠置于上扬子克拉通地块西北缘，东南邻龙泉山构造带，西北邻松潘—甘孜地块东南缘龙门山碰撞造山带。从地壳表层地质构造研究表明，以九顶山—北川断裂带和汶川断裂带为界，以西属松潘—甘孜地块，以东属上扬子地块西北缘川西前陆构造带，成都盆地叠置于川西前陆构造带中南段。汶川8级地震就发生在松潘——甘孜地块与扬子地块交界的龙门山断裂带上。1.2深部构造背景松潘——甘孜地块与扬子地块的岩石圈结构与性质存在重大差异。研究表明，松潘——甘孜地块与扬子地块交界的龙门山断裂带附近，正好是莫霍界面深度明显变化的地带，亦即地壳厚度变化的梯度带。莫霍界面的深度由四川盆地西缘的42km左右，到松潘—甘孜地块的腹地增大到60km以上，跨龙门山形成一个莫霍界面下降约15~20km深的陡降带扬子地块岩石圈显示为高速、坚固和稳定特性，而松潘——甘孜地块为低速、软弱及易于破碎。在松潘——甘孜地块中，中地壳内普遍存在一个低速层，它是引起中上地壳推覆运动的滑脱层，龙门山的推覆构造就是上部地壳仰冲的结果。低速层在龙门山推覆体内有所抬升，使脆性上地壳有所减薄并发生破裂。汶川地震震源深度为14km，正好位于龙门山推覆体的映秀——北川主中央断裂带上。1.3区域动力学环境对青藏高原的研究表明，青藏高原东缘的地块有向SE方向挤出的趋势，地震地质的研究、震源机制解、跨断层的形变测量和大范围GPS测量（图1-2）的证据，均表明松潘—甘孜地块在向南推移，这种强大的推移受到坚硬稳定的扬子地块的阻挡，其挤压的前沿正好就是龙门山带。这次汶川地震的发生，就和这种挤压有着直接的关系。1.4区域主要活动性断裂1．龙门山断裂带2．岷江断裂3．虎牙断裂4．鲜水河断裂5．安宁河断裂6．荥经——马边——盐津断裂带2.成都地区的地质构造2.1成都断陷盆地2.2龙门山断裂带2.3龙泉山断裂带2.1成都断陷盆地成都平原在构造上是成都断陷盆地(又称为成都凹陷)，其西侧为龙门山前山断裂带，东侧紧邻龙泉山西坡断裂。它的形成与龙门山推覆构造带的活动有着密切的关系，第四纪以来，随着青藏高原的抬升和地壳物质向东南的滑动，导致龙门山带由北西向南东强烈挤压、推覆，在山前形成了相对下陷的第四纪断陷盆地。成都断陷盆地的基岩主要为白垩纪砂泥岩和第三纪碎屑岩，盆地内充满了第四纪冲积、洪积物，形成了成都平原。成都断陷盆地具有不对称的特点，第四纪北西厚南东薄，竹瓦铺至茶店子间为第四纪最厚的中心沉陷区，其两侧分布受龙门山山前隐伏断裂和蒲江——新津——德阳隐伏断裂所控制，第四纪沉积等厚线长轴方向沿龙门山作N30°E方向延伸，最大厚度达541米，在郫县竹瓦铺附近。成都盆地内分布有多条断层，这些断层有的部分出露地表，有的则全部隐伏于第四纪覆盖层之下，延伸方向以北东—南西向为主，规模较大，一般延长在30km以上，多表现为逆冲断层。盆地东部逆冲断层一般消失在中三叠统雷口坡组（T2l）构造滑脱层中，以向南东倾斜，向北西逆冲的断层为主，且规模较大。盆地西部的逆断层多构成叠瓦式组合，呈前展式扩展。逆冲断层均系中更新统以来（18万年）以来的活动断层。1．龙门山山前隐伏断裂2．大兴场东侧逆断层3．大兴场西侧逆断层4．蒲江—新津（熊坡背斜西侧）逆断层5．熊坡背斜东侧逆断层6．仙女山东（盐井沟构造东侧）逆断层7．仙女山西（盐井沟构造西侧）逆断层8.黄龙溪-煎茶溪（苏码头构造东侧）逆断层9．秦皇寺（苏码头构造西侧）逆断层10．华阳逆断层11．磨盘山逆断层2.2龙门山断裂带龙门山断裂带南起于泸定、天全，向北东延伸经灌县、江油、广元进入陕西勉县一带，全长约500公里，宽40—50公里。龙门山构造发展大致可分为古生代以前时期、印支运动时期和喜马拉雅时期三个阶段。喜山运动期使龙门山带最终定型。由于印度洋板块陆壳与欧亚板块强烈碰撞，产生的强大推挤力使龙门山断裂带成为松潘-甘孜地块的东南边界。喜山运动主要可以分为三期：第一期为渐新世末，第二期为上新世末，第三期为早更新世末，其中前两期是主要的造山期，特别是第一期，是龙门山的大发展阶段，三大推覆构造带均在此期间形成；第二期逆掩推覆作用继续发展，并形成重滑型飞来峰，龙门山地貌轮廓形成，与四川盆地界线分明，高差对比悬殊；第三期以来龙门山继续抬升，使山前强烈拗陷。通过地表地质调查、地震反射剖面精细解释、GIS地表解析等手段对川西龙门山逆冲断断裂带构造特征进行了厘定，进一步明确了龙门山地表4条大型逆冲断裂带:1.青川－茂汶断裂带2.北川－映秀断裂带3.马角坝－安县－都江堰断裂带4.广元―江油―绵竹―大邑隐伏断裂带受上述4条大型逆冲断裂带控制，龙门山冲断带自北西向南东方向依次划分为松潘－甘孜构造带、韧性变形带、基底卷入冲断带、前缘褶皱－冲断带和前陆坳陷带。每一条大型逆冲断裂带都是由一系列分支断裂组合而成，各分支断裂之间往往被横向走滑断裂或捩断层分隔。龙门山冲断带的形成经历了多期构造演化和多层次滑脱作用的叠加和改造，大型逆冲断裂带是在多期构造活动中发生多期滑脱或逆冲而形成的。2.3龙泉山断裂带龙泉山是四川盆地西部的一条背斜，总体走向NNE，在背斜的东西两翼，各有一条断裂带，分别为龙泉山西坡断裂和龙泉山东坡断裂，全长约200km，相向倾斜。与龙门山相比,龙泉山新构造运动的抬升幅度要小得多。同样，龙泉山断裂带的活动性也要比龙门山断裂带小得多，其地震的频度和强度也远小于龙门山带，该带上的最大地震为1967年仁寿双流间的5.5级地震（震中烈度为Ⅶ度，震中区附近有破坏和伤亡）。龙泉山西侧逆断层、龙泉山东侧逆断层和龙泉山背斜构成冲起构造。纵向上，龙泉山西侧逆断层由龙泉山背斜西翼断至东翼，断面斜切整个龙泉山背斜主体，对龙泉山背斜形态起控制作用，由此显示，龙泉山构造不仅具有冲起构造特征，而且显示该构造沿断层面具有由南东向北西逆冲推覆与滑脱的特征。冲起构造以下龙泉山背斜逐渐消失。龙泉山西侧逆冲断层在南段则表现为倾向北西西，向南东东逆冲性质。