滇西地区上新世高山峡谷地貌的形成与形成

滇西地区上新世高山峡谷地貌的形成与形成

1大断裂和断裂带怒江断裂位于云南省西部和青藏高原的东南端。它是斑公湖-怒江断裂带的东南一部分，全长约500公里。怒江断裂在北部地区由多条走向近NNW向至近SN向的断裂组成,断裂大致沿着河谷延伸,断裂带较窄,宽约几公里。在六库以南,断裂带逐渐变宽,河谷也逐渐变宽,断裂大体位于怒江西侧,沿高黎贡山东麓延伸。断裂延伸至怒江坝南部明显分为两支:西支沿高黎贡山东麓延伸,走向转为SW向,切过高黎贡山达龙陵附近,并交于龙陵-瑞丽断裂;东支则继续沿怒江河谷西岸呈SN向延伸,并最终交于EW向的畹町断裂带。怒江断裂带可能是晋宁运动时伴随高黎贡山复背斜的形成而出现的,其后发生多次的挤压拉张作用。需要指出的是,怒江断裂带喜马拉雅期之前的构造形迹已难以辨认,目前所展示的是喜马拉雅期十分明显的剪切特征。晚第三纪以来,由于印度板块的NE向推挤,使得青藏高原强烈隆升,印支地块向南挤出,怒江断裂带表现为挤压逆冲和右旋走滑运动。这种挤压剪切运动在上新世至早第四纪十分强烈,且自北而南,活动时代有逐渐变老的趋势。自新近纪以来,尤其是上新世以来,滇西地区伴随着青藏高原的强烈隆升而快速隆起,使得在此前形成的夷平面被抬升为高原面。2阶地类型及岩性组成在构造抬升活跃的地区,河流强烈的下切作用往往形成深切的高山峡谷地貌,怒江区域就处在这种构造环境下。对于这样的地区,河流的下切速率往往被用来衡量构造抬升速率,。而对于河流下切速率的研究则又依赖于河流阶地的研究。怒江自北向南由西藏流入云南省境内,然后从云南西南部流入缅甸,在滇西境内全长约500km,怒江北部河水狭窄湍急,高山峡谷地貌特征明显,南部河谷逐渐变得宽阔。前人通过研究认为怒江的形成时代大约为早更新世至中更新世。怒江形成之后在流域内普遍发育有三级阶地,只是在六库以北局部地区发育有4~6级阶地,表1为怒江流域阶地高程的测量结果。(1)在对怒江流域进行多次的考察中,先后对该流域的各段进行了阶地测量。在察瓦龙段怒江河流阶地(图2),主要特征如下:T1阶地:基座阶地,由亚粘土、砾石层组成,砂砾层厚30~40m,砾径较大,砾径20~40cm者居多,砾石层内见透镜状砂层,阶地表层为厚30~50cm黄土状亚粘土层,阶地表面有崩积巨砾石。阶地面宽约60m,拔河高度约50m。距阶地顶面1m砂土样品的TL测定,年龄值为(38.07±3.24)ka。T2阶地:基座-堆积阶地,以砾石层为主,表层有极薄的粘土层。砾石层厚约60m,下部砾径5~10cm、30~40cm的砾石居多,靠近顶部有6~8m厚细砂层,砾石成分主要为花岗岩,其次为板岩;上部为厚约25m的巨砾层,砾径1.5~3m者居多,巨砾间为2~8cm小砾石充填。阶地面宽约70m,拔河高度约100m。T3阶地:基座-堆积阶地,表层由亚粘土组成,下部为砾石层。砾石层厚度约70m,大小混杂,次磨圆状,成层、分选性差。下部砾石粗大,砾径5~10cm者常见;中部砾石略小,砾径10~30cm,上部砾石较大,砾径多大于1m,成分以花岗岩为主,顶部有薄砂层及含角砾粘土层,胶结较坚硬。阶地面宽约150m,拔河高度约150m。在砾石层上部和下部分别取砂土样品,TL测定结果分别为(52.01±4.42)ka和(72.87±6.19)ka。(2)丙中洛段,怒江发育有五级阶地,T1~T4为基座-堆积阶地,阶地面高度为:T1为基座阶地,拔河40m,以粘土夹砾石层为主,砾石成分多为板岩、花岗岩,砾石层厚约25~20m;T2为基座阶地,以灰色砾石层为主,层厚约30m,拔河80~120m;T3为基座-堆积阶地,以砂质粘土夹砾石为主,砾石磨圆好,层厚约50~60m,拔河150~200m;T4为基座-堆积阶地,以砾石夹中细砂为主,砾石磨圆较好,拔河250~280m;T5为侵蚀阶地,以砾石夹灰黑色粘土为主,砾径多为5~10cm,层厚约20~30m,拔河约600m(图3)。(3)六库段发育有五级阶地,其中T1阶地见于怒江及其主要支流河谷两岸,属于堆积阶地,拔河高度17m;岩性其上部为灰黑色粉砂粘土层,厚0~0.5m,下部为砂砾石层,厚4~5m。T2阶地沿怒江及其主要支流河谷发育,属于堆积阶地,拔河高度25~30m。T3及其以上阶地为基座阶地或侵蚀阶地,其中T3阶地拔河高度45~50m;岩性主要为砂质粘土及砂砾石,磨圆度较好。T4阶地拔河高度75~80m,受后期侵蚀作用,阶地堆积厚度明显减薄;T5阶地拔河高度100~110m(图4)。(4)道街段怒江发育有三级阶地(图5),主要特征如下:河漫滩:由砂卵砾石层组成,厚约1.5m,以亚粘土为主,砾石含量较少,砾石磨圆较好,主要成份为花岗岩、片麻岩、砂岩。粒径2~10cm,拔河约1m。Ⅰ级阶地(T1):堆积阶地,由亚粘土、砂、砾石层组成,厚度大于10m,偶夹巨砾石,阶面宽100~120m,拔河高程21m。顶面TL年龄值为(7.61±0.65)ka。Ⅱ级阶地(T2):堆积阶地,上部由含砾石黄土组成,下部为砾石层,砾石层可见厚度大于10m,砾石粒径5~15cm居多,磨圆度较好,砾石成份主要为花岗岩、片麻岩、石英岩、砂岩、硅质岩等,阶面宽度大于150m,拔河高程49m。顶面TL年龄值为(23.29±1.99)ka。Ⅲ级阶地(T3):堆积阶地,上部由含角砾红土组成,厚度6~8m。下部为砾石层,砾石磨圆度好,略具分选,偶含大砾石。其间夹厚0.4~1m透镜状砂、粉砂层。阶面宽度大于80m,拔河高程90m。顶面TL年龄值为(37.02±3.15)ka。在对怒江各段阶地测量过程中,笔者在相应的地点也采集了测年样品(表2),对测年结果进行了分析,并与区域资料进行了对比。Ⅰ级阶地的形成时代为全新世(Q4),Ⅱ级阶地的形成时代为晚更新世中期(Q2332),Ⅲ级阶地形成时代为晚更新世初期至中更新世晚期(Q1331~Q3223),Ⅳ和Ⅴ级阶地的形成时代为中更新世至早更新世(Q2~Q1)。通过对怒江河流的下切速率的计算得到,察瓦龙段自72.87ka以来河流平均下切速率约为2.10mm/a,丙中洛段自155.96ka以来河流平均下切速率约为1.60~1.80mm/a;古登段自123ka以来河流下切速率为0.97mm/a;六库段自55ka以来河流下切速率为0.80mm/a;道街段自95.47ka以来河流下切速率为0.80mm/a。其中察瓦龙段在72.87~38.07ka之间河流的下切速率达到了2.87mm/a,在38.07ka至今河流下切速率为1.29mm/a;道街段在95.47~74.38ka之间河流下切速率达到1.95mm/a,而在74.38ka至今河流下切速率则为0.66mm/a。从怒江形成以来,最大隆升速率发生于72.87~38.07ka期间,最大下切速率达到了2.87mm/a,而最小下切速率则发生在38.07ka至今,速率为0.52mm/a。以上数据反映了怒江由北向南河流的平均下切速率是逐渐降低的,各时期的隆升速率也并不相等,具有快慢相互交替的趋势;在同一时间段内各段河流的下切速率也具有差异性,也存在北高南低的现象。这种在同一时间段内各段不同的隆升速率也可能是由于怒江北段处在东喜马拉雅构造结的部位,与受到更加强烈的挤压推挤作用有关。3新世晚期至更新世早期的扩大期岩相古地理在滇西地区广泛发育有一级上新世夷平面。夷平面普遍受到两种变形,一种是大面积的掀斜变形,夷平面高度由西北向东南方向递减;另一种为断裂变形,夷平面呈地堑式下降或地垒式上升。夷平面目前的海拔高度减去准平原的原始海拔高度即为上新世末期以来夷平面被抬升的高度,但值得注意的是滇西高原在不断隆升的过程中也在不断的遭受剥蚀。根据何浩生的研究认为,将滇西的准平原面(即夷平面的原始高度)定在1000m左右是较合理的。而对于夷平面的时代的确定,根据野外实地考察及综合前人的研究成果(表3),笔者认为把滇西的夷平面时代定为上新世晚期至更新世早期是比较合理的。从怒江北部察瓦龙,相当于德钦一线,夷平面的海拔高度为4500m,往南夷平面的海拔高度逐渐降低,存在3200~3000m,3200~2800m,2700~2200m,2500m,2200~2000m等不同高度夷平面,表4为各级夷平面抬升幅度。夷平面表现出由西北向东南倾斜的特点,反映了上新世末期以来云南高原的第四纪构造运动西北强东南弱,为掀斜式的不等量上升。按《国际地层委员会关于建立全球年代地层标准的准则》修订版确定的第四纪下限为1.8Ma。由表4即可推算出察瓦龙段平均隆升速率为1.94mm/a,福贡段平均隆升速率为1.22~1.11mm/a,古登段平均为1.22~1.00mm/a,腾冲、保山段平均为0.94~0.67mm/a,镇安段平均为0.83~0.67mm/a,潞西段平均为0.67~0.56mm/a。考虑到怒江形成于早中更新世,所以河流的下切速率仅能反映怒江形成以来的隆升速率;而夷平面反映的则是第四纪以来的隆升速率。从河流的下切速率和夷平面的隆升速率的计算可以看出,它们的隆升数值还是比较吻合的。滇西夷平面除受到印度板块的挤压而整体性的抬升外,还受到断裂活动而引起的构造变形。主要表现为断裂使夷平面解体为多级地垒式上升,形成多级台地或高山;或使夷平面解体为地堑式下降,形成断陷盆地。在怒江西侧的高黎贡山由于受到断裂的解体而形成了多级夷平面,它们与怒江流域发育的断陷盆地(如道街盆地)形成了反差巨大的多级阶梯式结构。根据夷平面被断裂错移的垂直位移幅度的测量,可以计算出断层的垂直位移量。在道街盆地,最低一级夷平面的高程约为650m,而位于同一水平线的高黎贡山的最高一级夷平面高程大约为2500m。所以可以得知道街盆地西侧的断裂的最大垂直位移幅度为1850m。4验证结果,测量思路及方法规范在实际建(1)怒江流域自早更新世至中更新世形成以来普遍发育有三级河流阶地,只是在六库以北局部地区发育有4~6级阶地,说明怒江上游构造活动更加频繁。(2)通过对怒江河流阶地和夷平面的研究,推测怒江流域第四纪快速抬升发生于72.87