龙门山与前陆盆地之间的剥蚀-沉积系统研究

摘要

山脉的隆升与剥蚀过程研究一直是地学界研究的热点和难点,而与造山带毗邻的沉积盆地则真实的记录了山脉的隆升、剥蚀历史。龙门山与前陆盆地之间的剥蚀-沉积系统为这一研究方法提供了良好的素材。2008年汶川8.0级大地震触发了大量的崩塌、滑坡和泥石流。这些由汶川地震触发的崩塌、滑坡和泥石流,为研究山脉的隆升、剥蚀和毗邻盆地物质沉积提供了一个理想的研究资料和素材。
　　 本次对龙门山和前陆盆地之间的剥蚀-沉积系统的研究,在充分考虑构造活动与气候变化的基础上,结合其他研究方法得到的结论,对晚三叠世以来龙门山与前陆盆地之间的剥蚀-沉积系统演化过程作更详细的刻画与分析,并试图建立晚三叠世以来龙门山与前陆盆地耦合关系的地质模型。
　　 通过对晚三叠世以来龙门山与前陆盆地之间剥蚀-沉积系统演化过程的分析与研究,主要在以下几方面取得了一些进展与认识:
　　 1.汶川地震导致了大量滑坡、崩塌、泥石流沉积物被传输至河流系统中,而这些物质的快速沉积-侵蚀—传输-再沉积的作用,则揭示了龙门山地区的剥蚀作用和前陆盆地的沉积物聚集是由若干次特大地震导致的,在物质搬运、传输过程中气候也是重要的影响因素。
　　 2.汶川地震并未对龙门山造成体量的实际增长,相反,由于大量同震滑坡、崩塌、泥石流造成剥蚀作用,造成龙门山体量的“亏损”,并且地震导致的松散物源体积约为同震岩石隆升体积的两倍或两倍以上,这说明强烈的构造活动造成的地壳抬升并不一定造成古地形的增高。构造抬升(地壳隆升)速率与剥蚀速率之间的相互竞争是造成地形变迁的决定性因素。
　　 3.汶川地震驱动的前陆盆地地表同震垂直位移表明,龙门山前陆盆地演化过程中,阶段性的逆冲推覆作用是导致前陆盆地岩石圈不均匀的挠曲沉降的主要原因,并形成西深东浅的盆地,进而使该阶段的充填地层呈楔状体。
　　 4.在充分考虑构造活动、气候变化的基础上,对龙门山冲断带的地壳隆升幅度(大于9-11km)、剥蚀厚度(平均6.79km)等进行估算,研究结果表明,晚三叠世以来龙门山经历了三次较快的隆升,分别为Ds2(199.6 Ma～155.6Ma)、Ds4(112.0 Ma～88.6 Ma)和Ds6(3.6Ma～),形成了相对较高的山脉。
　　 5.龙门山前陆盆地的演化过程是由冲断带若干次构造负载阶段与剥蚀卸载阶段组成的,总体上可以分为三个构造负载阶段和三个剥蚀卸载阶段。两种阶段形成的前陆盆地在沉降机制和沉积样式上具有较大差异,代表了龙门山与前陆盆地之间的两种耦合模型。Ds1(晚三叠世)、Ds3(晚侏罗世-早白垩世)和Ds5(晚白垩世-中新世)三个阶段为冲断带构造负载阶段,龙门山冲断带海拔较低,平均海拔仅为700-1700m,前陆盆地发育楔状地层。Ds2(早、中侏罗世)、Ds4(中白垩世夹关期)和Ds6(晚新生代)为冲断带剥蚀卸载阶段,龙门山冲断带海拔海拔较高,平均海拔为2000-2800m,前陆盆地发育板状地层。