王孔偉,張 帆,邱殿明
1.三峽大學(xué)土木與建筑學(xué)院,湖北 宜昌 443002 2.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)編輯部,長(zhǎng)春 130026
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三峽庫(kù)區(qū)黃陵背斜形成機(jī)理及與滑坡群關(guān)系
王孔偉1,張 帆1,邱殿明2
1.三峽大學(xué)土木與建筑學(xué)院,湖北 宜昌 443002 2.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)編輯部,長(zhǎng)春 130026
黃陵背斜、秭歸向斜是三峽地區(qū)構(gòu)造地質(zhì)研究熱點(diǎn)之一,前人將其劃歸于秦嶺造山帶的組成部分,認(rèn)為是東西向構(gòu)造后期改造的結(jié)果;分布于此區(qū)的仙女山斷裂是否穿越長(zhǎng)江也是爭(zhēng)論的焦點(diǎn)問(wèn)題之一。這些問(wèn)題的解決對(duì)澄清研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分布特征具有重要意義。筆者在前人研究的基礎(chǔ)上,從沉積學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)角度,在大量野外地質(zhì)研究工作的基礎(chǔ)上,提出了新的看法:黃陵背斜、秭歸向斜、當(dāng)陽(yáng)向斜、仙女山斷裂同屬統(tǒng)一的構(gòu)造體系,其形成和演化與中國(guó)東西部構(gòu)造格局的變遷一致,黃陵背斜具有斷層相關(guān)褶皺的特點(diǎn),秭歸向斜具有前陸撓曲型盆地構(gòu)造屬性;仙女山斷裂形成之初具有傳遞斷層的屬性,后期又經(jīng)歷了引張、擠壓演化過(guò)程,不存在跨越長(zhǎng)江向北延伸的問(wèn)題;受秭歸向斜沉降幅度以及東西向構(gòu)造與南北向構(gòu)造復(fù)合影響,在研究區(qū)形成3個(gè)滑坡聚集區(qū),分別為賈家店滑坡聚集區(qū)、八字門(mén)--向家店滑坡聚集區(qū)、興山縣城附近滑坡聚集區(qū)。
三峽庫(kù)區(qū);黃陵背斜;秭歸向斜;滑坡群;秦嶺造山帶;仙女山斷裂
黃陵背斜位于揚(yáng)子地臺(tái)上揚(yáng)子臺(tái)褶帶的東緣。該背斜西邊為秭歸向斜,東邊為當(dāng)陽(yáng)向斜, 三者軸向互相平行,方位近南北向,在其西南部為仙女山斷裂。背斜本身為一穹窿構(gòu)造,核心部分由前震旦系結(jié)晶雜巖組成,西翼陡東翼緩,依次由震旦系到三疊系組成,層間大都呈連續(xù)的整合或假整合接觸,角度不整合出現(xiàn)在震旦系和前震旦系之間。在黃陵背斜與秭歸向斜之間發(fā)育香溪河,地質(zhì)災(zāi)害主要分布于香溪河右岸,秭歸向斜中的侏羅系構(gòu)成本區(qū)地質(zhì)災(zāi)害主體構(gòu)造層。其中,賈家店附近是本區(qū)地質(zhì)災(zāi)害主要集中地區(qū),其次為八字門(mén)--向家店滑坡聚集區(qū)和興山縣城附近滑坡聚集區(qū)。
近幾年隨著三峽工程的建設(shè),本區(qū)相關(guān)研究逐步深入。前人將本區(qū)劃歸于秦嶺造山帶的組成部分,認(rèn)為是東西向構(gòu)造后期改造的結(jié)果[1-2],同時(shí)關(guān)于分布于此區(qū)的仙女山斷裂是否穿越長(zhǎng)江也是爭(zhēng)論的焦點(diǎn)問(wèn)題之一[3-4]??傊P(guān)于黃陵背斜的形成時(shí)間和機(jī)理,目前意見(jiàn)尚不統(tǒng)一。對(duì)黃陵背斜的發(fā)展演化特征論及者較少, 本文僅就黃陵背斜的形成和演化過(guò)程談些粗淺認(rèn)識(shí),供今后進(jìn)一步研究參考。論及黃陵背斜,不能不考慮其與秭歸向斜、當(dāng)陽(yáng)向斜以及仙女山斷裂的內(nèi)在關(guān)系,這可能是研究黃陵背斜形成時(shí)間和成因規(guī)律的突破口。同時(shí)分布于本區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害與地質(zhì)環(huán)境的內(nèi)在關(guān)系同樣與這些基礎(chǔ)問(wèn)題的澄清具有重要聯(lián)系。
研究區(qū)位于揚(yáng)子地臺(tái)的4個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元及它們的拼接帶之上,以城口--襄樊?dāng)嗔?、齊耀山斷裂以及黃陵背斜為界,將研究區(qū)分為4個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元,分別為大巴山臺(tái)緣褶皺帶(大巴山弧形構(gòu)造帶)、四川臺(tái)坳(川東褶皺帶)、上揚(yáng)子臺(tái)褶帶(八面山弧形構(gòu)造帶)和江漢斷坳(圖1)。在時(shí)間上,不同的構(gòu)造體系形成于不同的時(shí)間,區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)經(jīng)歷了長(zhǎng)期的發(fā)展演化。特別是后期構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)對(duì)先存構(gòu)造的改造和利用,使各構(gòu)造體系的組成部分發(fā)生了顯著變化,改變了原來(lái)的面貌;對(duì)于其歸屬以及成因存在不同的認(rèn)識(shí)。其中的關(guān)鍵點(diǎn)就是黃陵背斜的隆起時(shí)間和仙女山斷裂活動(dòng)特征。
1.1 空間分布特征
黃陵背斜及其相關(guān)構(gòu)造位于上揚(yáng)子臺(tái)褶帶(八面山弧形構(gòu)造帶)和江漢斷坳分界帶上,深部構(gòu)造屬于大興安嶺--武陵山巨型重力梯度帶的一部分[5]。該梯度帶一直被中國(guó)地質(zhì)學(xué)界認(rèn)為是東西構(gòu)造格局轉(zhuǎn)變的過(guò)渡地帶。背斜西邊為秭歸向斜,東邊為當(dāng)陽(yáng)向斜,三者軸向互相平行,方向近南北向,該地區(qū)侏羅系只分布于黃陵背斜兩翼的秭歸向斜和當(dāng)陽(yáng)向斜中,成因關(guān)系明確(圖2)。
圖1 研究區(qū)構(gòu)造綱要圖Fig.1 Structure outline map of the Three Gorges area
圖2 黃陵背斜、秭歸向斜、當(dāng)陽(yáng)向斜、仙女山斷裂空間關(guān)系Fig.2 Space site relation of Huangling anticline,Zigui syncline,Dangyang syncline, and Xiannü Mountain fault
1.2 秭歸向斜充填特征
秭歸向斜周邊分布有三疊系,展布方向?yàn)榻鼥|西向,并沒(méi)有受到秭歸向斜控制,相反侏羅系分布嚴(yán)格受到秭歸向斜限制(圖3)。這表明秭歸向斜應(yīng)該形成于侏羅紀(jì)時(shí)期,其形成過(guò)程與黃陵背斜的隆起密切相關(guān),具有前陸撓曲型盆地[6]充填特征。
首先,由于黃陵背斜隆起形成的逆沖楔形體的垂向應(yīng)力作用,使其邊緣秭歸向斜地殼發(fā)生形變而形成撓曲沉降,巖層產(chǎn)狀由山前向盆地內(nèi)部逐漸變緩(圖4),形成同構(gòu)造期角度不整合[7-8],巖性整體上由一大套細(xì)--粗旋回組成(圖5)。
圖3 秭歸向斜對(duì)侏羅系分布范圍控制作用Fig.3 Control of Zigui syncline on Jurassic system
圖4 秭歸盆地充填模式及巖層產(chǎn)狀變化Fig.4 Filling mode and rock stratum attitude in Zigui syncline
圖5 研究區(qū)地層巖性柱狀圖Fig.5 Stratigraphic column of Zigui syncline
自流井組--陳家灣組主要是一套泥巖和細(xì)碎屑巖組合,地層厚度較薄,相當(dāng)于黃陵背斜隆起初期沉積階段的產(chǎn)物。此時(shí)秭歸盆地的沉降速度大于沉積速度,黃陵背斜尚未露出水面成為主要?jiǎng)兾g區(qū)域,碎屑物質(zhì)來(lái)源很少,整個(gè)盆地處于饑餓沉積狀態(tài),形成一套以深水沉積類(lèi)型為主體的泥質(zhì)巖組合。其最底部巖性為礫巖、含礫粗砂巖,主要分布于秭歸盆地北部,向上逐漸變化為深灰色泥巖夾頁(yè)巖層,整體上表現(xiàn)為一套淺湖相到深湖相沉積。
上沙溪廟組和下沙溪廟組沉積物較下侏羅統(tǒng)有較大變化,粗粒物質(zhì)開(kāi)始增多,顏色以紅色為主體,表現(xiàn)出厚層砂巖與細(xì)粒粉砂巖、泥巖的旋回特征。厚層砂巖中發(fā)育板狀斜層理、平行層理等,在砂巖底部出現(xiàn)泥礫,局部出現(xiàn)礫巖透鏡體,具有河道沉積特點(diǎn)。粉砂巖、泥巖中發(fā)育水平層理、波狀層理、砂紋層理,具洪泛平原沉積特征。整體表現(xiàn)為由自流井組--陳家灣組形成時(shí)期的湖泊環(huán)境逐漸向曲流河環(huán)境的轉(zhuǎn)變過(guò)程。此時(shí)期黃陵背斜的隆起幅度達(dá)到最大,出露于水面之上,并長(zhǎng)時(shí)間保持相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài);也是剝蝕碎屑物質(zhì)達(dá)到最大值時(shí)期,沉積厚度為前陸撓曲盆地形成過(guò)程中的最厚階段,整體上具有沉降速度基本等于沉積充填速度。
上侏羅統(tǒng)遂寧組--蓬萊鎮(zhèn)組為多個(gè)紅色中粗粒砂巖與粉砂巖、泥巖組成的旋回。在砂巖底部可見(jiàn)泥巖礫石和植物莖干化石,泥質(zhì)礫巖具有疊瓦狀分布特點(diǎn),砂巖與下伏泥巖或者粉砂巖間存在侵蝕面,砂巖中發(fā)育板狀斜層理,具有河道沉積特點(diǎn)。細(xì)粒沉積物沉積構(gòu)造發(fā)育,存在大量鈣質(zhì)結(jié)核,具洪泛平原沉積特點(diǎn)。整體上具有前陸盆地后期“磨拉石”沉積充填特征。此時(shí)黃陵背斜隆起基本停止,秭歸向斜進(jìn)入快速充填消亡階段。
總之,地層在垂向上具有逐漸變厚再減薄的特點(diǎn),反映出秭歸向斜的沉降速度與沉積速度的相互關(guān)系,沉降最快時(shí)期為上、下沙廟溪組沉積時(shí)期,也是黃陵背斜隆起最快的時(shí)期。其次,秭歸盆地初期具有軸向水系發(fā)育,后期主要變?yōu)闄M向水系特征[9]。古水流方向的變遷反映出黃陵背斜隆起程度的變化,黃陵背斜抬升成為剝蝕區(qū)的時(shí)間與秭歸向斜沉降最快時(shí)間基本吻合(圖6)。
古水流方向改變基本在中侏羅統(tǒng)上、下沙廟溪組沉積時(shí)期,與秭歸盆地沉積最厚時(shí)期相對(duì)應(yīng)。下侏羅統(tǒng)自流井組底部礫巖表明侏羅紀(jì)盆地開(kāi)始形成。盆地西北緣的礫巖較厚,主要形成于沖積扇體系,顯示距離物源區(qū)較近,向東南部和南部礫巖逐漸較薄,形成于曲流河沉積環(huán)境,在山前附近則表現(xiàn)為細(xì)粒物質(zhì)沉積;礫石排列方向等特點(diǎn),表明盆地早期沉積物主要來(lái)自于盆地西北部神農(nóng)架地區(qū)[9]。中侏羅統(tǒng)上、下沙廟溪組以厚層粗砂巖或含礫粗砂巖較發(fā)育,向西則表現(xiàn)為泥質(zhì)和粉砂質(zhì)巖層占據(jù)優(yōu)勢(shì);可以利用砂巖層底部滯留礫石或巖層中的斜層理來(lái)恢復(fù)古水流,恢復(fù)的結(jié)果表明,這一時(shí)期古流向較侏羅紀(jì)早期逐漸發(fā)生了改變,趨于自東向西。晚侏羅統(tǒng)的遂寧組、蓬萊鎮(zhèn)組砂巖中的斜層理和砂巖底部的滯留礫石指示其古流向同樣表現(xiàn)為自東向西。
總之,在盆地演化初期和晚期,古流向具有截然不同的結(jié)果,表明秭歸盆地的物源區(qū)主要有兩個(gè):一個(gè)為盆地西北部山區(qū),神農(nóng)架地區(qū);另外一個(gè)為盆地東部山區(qū),即黃陵背斜地區(qū)。它們分別在盆地演化的不同階段,為盆地提供物源。由此可見(jiàn),秭歸盆地的形成與黃陵背斜的隆起存在密切的關(guān)系。通過(guò)前人[10]研究也表明,秭歸盆地與當(dāng)陽(yáng)盆地侏羅系沉積特征具有一定的可比性和同時(shí)性,但明顯缺失秭歸向斜下部層位。
1.3 成因關(guān)系
黃陵背斜的不對(duì)稱(chēng)性特征(或局部箱狀特征)以及區(qū)域地質(zhì)特征表明,黃陵背斜具有斷層相關(guān)褶皺的特征。逆沖造山帶地形可以提供復(fù)雜的物源背景與沉積物之間的擴(kuò)散體系[11-12]。一般認(rèn)為,碎屑楔形體系是由活動(dòng)的逆斷層所形成,沉積物的擴(kuò)展方向可以與構(gòu)造遷移方向一致或相反(圖7),斷層相關(guān)褶皺(此處為黃陵背斜)形成地貌高,形成兩種沉積物擴(kuò)散方向,即同向擴(kuò)散體系和反向擴(kuò)散體系。
圖6 秭歸盆地古流向分布和礫石成分統(tǒng)計(jì)圖[9]Fig.6 Paleo-current restoration and statistics of conglomerate composition in Zigui syncline[9]
圖7 斷層相關(guān)褶皺內(nèi)物源及擴(kuò)散類(lèi)型示意圖Fig.7 Schematic diagram of sediment source and diffusion type in fault related folds
同向擴(kuò)散體系形成前陸撓曲盆地主體構(gòu)造層,也就是秭歸向斜沉積楔狀體;反向擴(kuò)散體系形成當(dāng)陽(yáng)向斜侏羅系沉積體系,屬性隸屬于山間盆地。黃陵背斜隆升過(guò)程控制了其兩側(cè)沉積格架的形成。
在此基礎(chǔ)上,做出了黃陵背斜、秭歸向斜、當(dāng)陽(yáng)向斜形成機(jī)理示意圖(圖8)。從圖8中可以看出,黃陵背斜、秭歸向斜、當(dāng)陽(yáng)向斜三位一體關(guān)系。進(jìn)一步證明黃陵背斜真正形成時(shí)間為侏羅紀(jì)時(shí)期,秭歸向斜、當(dāng)陽(yáng)向斜在此期間同時(shí)形成。
圖8 黃陵背斜、秭歸向斜、當(dāng)陽(yáng)向斜形成機(jī)理示意圖Fig.8 Schematic diagram of formation mechanism of Huangling anticline,Zigui syncline and Dangyang syncline
仙女山斷裂位于黃陵背斜西南,向北消失于秭歸向斜,向南與都鎮(zhèn)灣斷裂相連。該斷裂全長(zhǎng)約20 km,走向北西350°,傾向南西,傾角地表所見(jiàn)為70°~80°(圖9),在斷層面上見(jiàn)兩組擦痕,一組側(cè)伏角80°,另外一組側(cè)伏角為30°。仙女山斷裂主要展布在古生代、中生代組成的地層中,并控制了白堊系分布。秭歸周坪鎮(zhèn)龍洞附近重金石礦開(kāi)采礦洞中可見(jiàn)斷裂破碎帶寬數(shù)米至數(shù)十米不等,帶中片狀構(gòu)造巖極其發(fā)育,具明顯的擠壓特征(圖10)。
八面山構(gòu)造整體走向特征及黃陵背斜走向特點(diǎn)(向南傾覆)表明,在燕山運(yùn)動(dòng)早期(侏羅系沉積時(shí)期)區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)的方向應(yīng)該表現(xiàn)為NWW向(大概為60°N~80°W)。在這種應(yīng)力場(chǎng)作用下仙女山斷裂形成。同時(shí)仙女山斷裂也具有傳遞斷層的基本屬性,作為一種調(diào)整型構(gòu)造存在(傳遞斷層(轉(zhuǎn)換帶或調(diào)整帶)的概念最初在20世紀(jì)70年代應(yīng)用于逆沖推覆構(gòu)造的研究中)。變形帶的應(yīng)變?cè)趨^(qū)域上應(yīng)該是守恒的,但逆沖斷層帶內(nèi)的各單個(gè)構(gòu)造并不是如此。在逆沖斷層走向上,主逆斷層某些部分變成了分支斷層或褶皺。這些分支斷層或褶皺分擔(dān)了一部分形變,其規(guī)模與同主斷層引起的地殼形變呈消長(zhǎng)關(guān)系。
黃陵背斜向南隆起幅度逐漸縮小,正好與仙女山斷裂的出現(xiàn)相對(duì)應(yīng),同時(shí)秭歸向斜向南終止于仙女山斷裂。所有這些都表明,仙女山斷裂的出現(xiàn)協(xié)調(diào)了南北向的黃陵背斜構(gòu)造與八面山弧形構(gòu)造之間的過(guò)渡關(guān)系,限制了黃陵背斜向南發(fā)展過(guò)程。同時(shí)也正是由于仙女山斷裂的存在,秭歸向斜沒(méi)有再向南發(fā)展;正是由于秭歸向斜的存在,仙女山斷裂也不可能再向北發(fā)展。從一定意義上來(lái)說(shuō),仙女山斷裂與黃陵背斜、秭歸向斜、當(dāng)陽(yáng)向斜同屬同一構(gòu)造體系。此時(shí)期(侏羅紀(jì))區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)方向與太平樣板塊的活動(dòng)一致,與庫(kù)拉板塊俯沖消亡時(shí)間基本一致,此時(shí)間仙女山斷裂表現(xiàn)為左行滑動(dòng);由于秭歸向斜的形成和發(fā)展,限制仙女山斷裂向北繼續(xù)延伸,導(dǎo)致其不可能穿越秭歸向斜向北發(fā)展。前人對(duì)仙女山斷裂的爭(zhēng)議也主要集中于是否穿越長(zhǎng)江向北延伸,就此分析向北延伸的可能性已經(jīng)不存在,從根本上解決了前人遺留的問(wèn)題。仙女山斷裂傳遞斷層屬性的確立表明,仙女山斷裂與黃陵背斜、秭歸向斜、當(dāng)陽(yáng)向斜在時(shí)間上同為一期構(gòu)造的產(chǎn)物,在空間上互相聯(lián)系,形成統(tǒng)一構(gòu)造體系。
進(jìn)入白堊紀(jì)時(shí)期,仙女山斷裂的活動(dòng)性質(zhì)與中國(guó)東部整體活動(dòng)特性一致,進(jìn)入引張發(fā)育階段,形成了仙女山斷陷盆地,具有斷陷盆地的充填特征。在盆地的西部邊界存在大量低水位沉積體系,主要為洪積扇沉積,向內(nèi)部逐漸過(guò)渡為扇三角洲相,局部存在湖泊沉積體系,同時(shí)沿著仙女山斷裂存在縱向水系(圖11)。仙女山斷裂作為斷陷盆地是短壽的,只具有斷陷盆地初期特征,隨之就消亡了,相反在江漢盆地則發(fā)育成完整的斷陷盆地演化旋回。因此,仙女山斷裂作為中國(guó)東部構(gòu)造域的最西端概念上是成立的。
在白堊紀(jì)末期,隨著仙女?dāng)嘞菖璧叵觯瑩?jù)黑巖屋及楊家?guī)X兩處逆斷層特征分析,該期應(yīng)力場(chǎng)為近東西向,仙女山斷裂表現(xiàn)為左旋活動(dòng)特征(圖12)。
楊家?guī)X構(gòu)造的整體特征表現(xiàn)為奧陶系整體覆蓋在志留系之上,存在兩種成因解釋?zhuān)旱谝?,地質(zhì)災(zāi)害說(shuō),認(rèn)為楊家?guī)X構(gòu)造為滑坡堆積物,由于地殼上升,河流下切,山體不穩(wěn),形成巖質(zhì)滑坡,但其物質(zhì)來(lái)源尚不清楚,也很難解釋清楚;第二,推覆體說(shuō),認(rèn)為楊家?guī)X構(gòu)造奧陶系為推覆體上盤(pán)殘留物質(zhì),覆蓋于志留系泥頁(yè)巖層之上。
從相對(duì)應(yīng)構(gòu)造配套的角度,推覆體說(shuō)更合理一些,特別是在楊家?guī)X構(gòu)造仙女山的另一側(cè),黑巖屋構(gòu)造的存在表明形成楊家?guī)X推覆體的構(gòu)造環(huán)境是存在的。黑巖屋構(gòu)造為一逆斷層(地表產(chǎn)狀,320°∠40°),表現(xiàn)為二疊系逆沖到白堊系之上,確定了其構(gòu)造的形成時(shí)間為白堊紀(jì)之后;同時(shí),在龍洞重晶石礦平硐內(nèi)也見(jiàn)到該斷層面的存在,斷層走向基本一致,傾角相對(duì)變緩(320°∠25°~30°),在地震監(jiān)測(cè)平硐內(nèi)部同樣看到產(chǎn)狀相對(duì)平緩的逆斷層(223°∠32°)。從組合特征分析,皆為仙女山斷裂活動(dòng)的產(chǎn)物,其應(yīng)力場(chǎng)的恢復(fù)表明擠壓應(yīng)力方向?yàn)榻麰W方向,具備產(chǎn)生楊家?guī)X構(gòu)造的區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)條件。
圖9 仙女山斷層及其面上的擦痕線(xiàn)狀構(gòu)造Fig.9 Scratch on fault surface of Xiannü Mountain fault
圖10 周坪鎮(zhèn)重晶石礦巷道中仙女山斷層面(擠壓特征)Fig.10 Fault surface of Xiannü Mountain fault in barite deposits tunnel in Zhouping Town
圖12 白堊紀(jì)末期仙女山斷裂壓扭性活動(dòng)特征Fig.12 Compression fracture feature of Xiannü Mountain fault at the end of Cretaceous
總之,仙女山斷裂的3期活動(dòng)性代表了研究區(qū)3次構(gòu)造變遷:仙女山斷裂的第一次活動(dòng)與中國(guó)中部地區(qū)前陸盆地形成時(shí)期相吻合,體現(xiàn)為傳遞斷層屬性,與黃陵背斜、秭歸向斜、當(dāng)陽(yáng)向斜同屬同一構(gòu)造體系,與北部的鄂爾多斯盆地同屬相同構(gòu)造時(shí)期;第二次活動(dòng)時(shí)期與中國(guó)東部裂陷構(gòu)造域相一致,形成斷陷型盆地,只是規(guī)模和持續(xù)時(shí)間相對(duì)短暫;第三次活動(dòng)時(shí)期主要受中國(guó)西部構(gòu)造域影響,表現(xiàn)為擠壓走滑性質(zhì)。
香溪河流域位于黃陵背斜與秭歸向斜的交接部位。黃陵背斜與秭歸向斜作為同一構(gòu)造體系中的不同構(gòu)造單元,基本是在東西向構(gòu)造基礎(chǔ)上發(fā)育起來(lái)的。前已述及秭歸向斜作為一前陸撓曲盆地,其沉
降幅度最大的地方位于長(zhǎng)江北岸賈家店附近,該區(qū)也是秭歸向斜侏羅系南北向產(chǎn)狀傾角最陡的地區(qū),向兩側(cè)傾角變緩。也就是說(shuō)該區(qū)是后期黃陵背斜隆起幅度最快的地區(qū),相應(yīng)對(duì)同沉積構(gòu)造層侏羅系的影響較其他地區(qū)大,因此在該區(qū)形成滑坡聚集區(qū)[13](賈家店滑坡聚集區(qū))。同時(shí),受先期東西向向斜構(gòu)造影響在其兩翼同樣形成兩個(gè)滑坡聚集區(qū),八字門(mén)--向家店滑坡聚集區(qū)和興山縣城附近滑坡聚集區(qū),在聚集區(qū)中間過(guò)渡部位滑坡數(shù)量和密集度很低,規(guī)模相對(duì)很小(圖13、表1、表2)。
該區(qū)滑坡群的分布特征表現(xiàn)出3個(gè)滑坡聚集帶的形成。從演化特征上看,具有從兩側(cè)向中心的演化規(guī)律,是繼承東西向構(gòu)造基礎(chǔ)上所表現(xiàn)的特點(diǎn)。同時(shí),該區(qū)滑坡的共同特征是以反向堆積型滑坡為主(圖14),局部地段還表現(xiàn)為多期疊加的特征(八字門(mén)滑坡);在興山新縣城附近,香溪河的左岸侏羅系表現(xiàn)為順向坡結(jié)構(gòu),由于巖層傾角普遍大于地形坡腳,具備形成重力背斜的基本條件,但是由于沒(méi)有達(dá)到極限坡長(zhǎng),重力背斜構(gòu)造現(xiàn)象在該區(qū)基本不存在,表現(xiàn)為順向堆積體滑坡(圖15),堆積體成因?yàn)楸榔路e。
1.八字門(mén)--向家店滑坡聚集區(qū);2.賈家店滑坡聚集區(qū);3.興山縣城附近滑坡聚集區(qū)。圖13 香溪河流域滑坡聚集帶示意圖Fig.13 Schematic diagram of Xiangxi River landslide zones
八字門(mén)向家店滑坡聚集區(qū)庫(kù)岸長(zhǎng)度2.4km編號(hào)滑坡名稱(chēng)規(guī)模/(104m3)中間過(guò)渡區(qū)庫(kù)岸長(zhǎng)度7.9km編號(hào)滑坡名稱(chēng)規(guī)模/(104m3)賈家店滑坡聚集區(qū)庫(kù)岸長(zhǎng)度3.0km編號(hào)滑坡名稱(chēng)規(guī)模/(104m3)1八字門(mén)滑坡7101柚子樹(shù)滑坡701鹽關(guān)煤礦滑坡9732白家包滑坡7302耿家坪滑坡492賈家店滑坡2063向家店滑坡1023歸興寺滑坡1754游家河下游滑坡525游家河上游滑坡546譚家灣滑坡137譚家灣上游滑坡41總計(jì)15421191514
表2 香溪河流域滑坡聚集區(qū)特征表(2)
圖14 八字門(mén)--向家店和賈家店滑坡聚集區(qū)典型滑坡剖面圖Fig.14 Profile of typical landslide of Bazimeng-Xiangjiadian and Jiajiadian landslide zones
圖15 興山縣城附近滑坡聚集區(qū)典型滑坡剖面圖Fig.15 Profile of typical landslide of nearby Xingshan County
1)黃陵背斜、秭歸向斜、當(dāng)陽(yáng)向斜、仙女山斷裂同屬統(tǒng)一的構(gòu)造體系。其形成和演化與中國(guó)東西部構(gòu)造格局的變遷一致,黃陵背斜具有斷層相關(guān)褶皺的特點(diǎn),秭歸向斜具有前陸撓曲盆地構(gòu)造屬性。
2)仙女山斷裂形成之初具有傳遞斷層的基本屬性,后期又經(jīng)歷了引張、擠壓演化過(guò)程,不存在跨越長(zhǎng)江向北延伸的問(wèn)題,從構(gòu)造觀(guān)點(diǎn)上澄清了地學(xué)界存在已久有關(guān)這一問(wèn)題的爭(zhēng)議。
3)受秭歸向斜沉降幅度及東西向構(gòu)造與南北向構(gòu)造復(fù)合影響,在研究區(qū)形成3個(gè)滑坡聚集區(qū),分別為賈家店滑坡聚集區(qū)、八字門(mén)--向家店滑坡聚集區(qū)、興山縣城附近滑坡聚集區(qū)。
[1] 張或丹.黃陵背斜的形成和構(gòu)造發(fā)展初析[J].江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào),1986(1):29-40. Zhang Huodan. Tectonic Evolution and Formation About Huangling Anticline[J].Journal of Jianghan Petroleum Institute,1986(1):29-40.
[2] 陳明是,張樹(shù)淮.長(zhǎng)江三峽地區(qū)弧形對(duì)突構(gòu)造特征及形成機(jī)制[J].華南地質(zhì)與礦產(chǎn),1998 (1):47-55. Chen Mingshi,Zhang Shuhuai. Characteristics and Forming Mechanism of Opposite Protruding Arcuate Structural Zone in the Three Gorges Area of the Yangtze River South China[J].Geology and Mineral Resources of South China,1998 (1):47-55.
[3] 周明禮,秦興利,馮選朝. 對(duì)鄂西仙女山斷裂帶的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)[J].地殼形變與地震,1984,4(1) :82-89. Zhou Mingli,Qin Xingli,Feng Xuanchao.Several Views on Xiannüshan Fault Zone[J].Crustal Deformation and Earthquake,1984,4(1): 82-89.
[4] 譚成軒.長(zhǎng)江三峽工程庫(kù)首區(qū)仙女山斷裂北延問(wèn)題研究[J].水文地質(zhì)與工程地質(zhì),1991,18(5):13-17. Tan Chengxuan.North Ward Extension of Xiannüshan Fault in the Front Region of Yangtze Gorges Project[J].Hydrogology and Engineering Geology,1991,18(5):13-17.
[5] 王清云, 李安然,張秋文. 長(zhǎng)江三峽地區(qū)地球物理異常帶地表地質(zhì)特征[J].地殼形變與地震,1998,18(1): 64-69. Wang Qingyun,Li Anran , Zhang Qiuwen. Surface Geological Charac Teristics of the Yangtze Geophysical Abnormal Beltin the Three Gorge Area[J].Crustal Deformation and Earthquake,1998, 18(1):64-69.
[6] 張廣良,張培震,閔偉,等.逆沖-褶皺造山過(guò)程中生長(zhǎng)地層的識(shí)別及應(yīng)用[J]. 地震地質(zhì),2006,28(2):299-307. Zhang Guangliang,Zhang Peizhen, Min Wei,et al. The DentificationI and Application of Growthstra Talinked to the Foreland Fold-and-Thrust Belt During Mounta in Building[J]. Seismology and Geology,2006,28(2):299-307.
[7] 賈東,李一泉,王毛毛,等.斷層相關(guān)褶皺的三維構(gòu)造幾何學(xué)分析:以川西三維地震工區(qū)為例[J]. 巖石學(xué)報(bào),2011, 27(3):732-740. Jia Dong,Li Yiquan,Wang Maomao,et al.Three-Dimensional Structural Geometryof Fault-Relatedfolds: Examples from 3-Dseismic Explored Blocks in the Western Sichuan Province[J] .Acta Petrologica Sinica,2011, 27(3) :732-740.
[8] 李本亮,賈承造,龐雄奇,等.環(huán)青藏高原盆山體系內(nèi)前陸沖斷構(gòu)造變形的空間變化規(guī)律[J]. 地質(zhì)學(xué)報(bào),2010, 84(9): 1200-1207. Li Benliang, Jia Chengzao, Pang Xiongqi,et al.The Spatial Distribution of the Foreland Thrust Tectonic Deformation in the Circum Tibetan Plateau Basin and Range System[J]. Acta Geologica Sinica,2010, 84(9):1200-1207.
[9] 渠洪杰,胡健民,崔建軍,等.大巴山構(gòu)造帶東段秭歸盆地侏羅紀(jì)沉積充填過(guò)程及其構(gòu)造演化[J]. 地質(zhì)學(xué)報(bào),2009, 83(9): 1255-1268. Qu Hongjie, Hu Jianmin, Cui Jianjun,et al. Jurassic Sedimentary Filling Process of Zigui Basin in the Eastern Section of Daba Mountain Tectonic Belt and Its Structural Evolution[J]. Acta Geologica Sinica,2010, 84(9): 1200-1207.
[10] 余建華.湖北省秭歸盆地層序地層特征[J]. 資源環(huán)境與工程,2005, 19(4):257-267. Yu Jianhua. Sequence Stratigraphic Characteristics of Zigui Basin in Hubei[J].Resources Environment and Engineering,2005, 19(4):257-267.
[11] 何登發(fā),呂修祥,林永漢,等.前陸盆地分析[M].北京:石油工業(yè)出版社,2009:17-34. He Dengfa,Lü Xiuxiang, Lin Yonghan,et al. Foreland Basin Analysis[M].Beijing:Petroleum Industry Press,2009:17-34.
[12] 朱光,王勇生,王道軒,等.前陸沉積與變形對(duì)郯廬斷裂帶同造山運(yùn)動(dòng)的制約[J].地質(zhì)科學(xué),2006,41(1):102-121. Zhu Guang,Wang Yongsheng,Wang Daoxuan,et al. Constraints of Foreland Sedimentation and Deformation on Synorogenicmotion of the Tan-Lu Fault Zone[J]. Chinese Journal of Geology,2006,41(1):102-121.
[13] 王孔偉,趙小明,鄧成進(jìn),等. 三峽庫(kù)區(qū)作輯托背斜和巴東斷裂與滑坡類(lèi)型的關(guān)系[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào):地球科學(xué)板,2013, 43(1):169-177. Wang Kongwei,Zhao Xiaoming,Deng Chengjin,et al. The Relationship Between Zuojituo Anticline Badong Fault and Landslide in the Three Gorges Reservoir Area[J].Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2013,43(1):169-177.
Relation of Huangling Anticline and Landslide Group in the Three Gorges Reservoir Area
Wang Kongwei1,Zhang Fan1,Qiu Dianming2
1.CollegeofCivilEngineeringandArchitecture,ThreeGorgesUniversity,Yichang443002,Hubei,China2.EditorialDepartmentofJournal,JilinUniversity,Changchun130026,China
The study to Huangling anticline-Zigui syncline in the Three Gorges area is hot in the field of structure geology. Predecessors thought that it was the result of a later reformation of the east-west structure, and classified it into Qinling orogenic belt. Another focus is whether Xiannü Mountain fault is across Yangtze River or not. To Solve these problems is of great importance for disclose the distribution of the geological disasters in the study area. The authors put forward a new opinion from sedimentology and tectonics based on the predecessors’ studies and a lot of field work by the authors. Huangling anticline, Zigui syncline, Dangyang syncline, and Xiannü Mountain fault belong to one unified tectonic system. This is consistent with the formation and evolution of the fracture of the East-West China. Huangling anticline is the characteristics of fracture related fold, Zigui syncline has a foreland flexural basin syncline tectonic attribute, and Xiannü Mountain fault is the characteristics of the transfer fault with undergoing tension at first and compression later,and not going across Yangze River. Impacted by the east-west and south-north structures as well as Zigui syncline’s subsidence range, the landslide accumulation areas are formed such as Jiajiadian landslide accumulation area, Bazimen-Xiangjadian landslide accumulation area, and Xingshan landslide accumulation area.
the Three Gorges reservoir area;Huangling anticline;Zigui syncline;landslide group;Qinling orogenic belt;Xiannü Mountain fault
10.13278/j.cnki.jjuese.201504117.
2014-12-24
國(guó)家“973”計(jì)劃前期研究專(zhuān)項(xiàng)課題(2012CB426502);中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目(1212010814057)
王孔偉(1966--),男,副教授,主要從事構(gòu)造地質(zhì)方面研究工作,E-mail:wangkongwei@126.com
邱殿明(1972--),男,副編審,主要從事構(gòu)造地質(zhì)學(xué)方面研究工作,E-mail:qiudm@jlu.edu.cn。
10.13278/j.cnki.jjuese.201504117
P542.2;P642.22
A
王孔偉,張帆,邱殿明.三峽庫(kù)區(qū)黃陵背斜形成機(jī)理及與滑坡群關(guān)系.吉林大學(xué)學(xué)報(bào):地球科學(xué)版,2015,45(4):1142-1154.
Wang Kongwei, Zhang Fan, Qiu Dianming. Relation of Huangling Anticline and Landslide Group in the Three Gorges Reservoir Area.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2015,45(4):1142-1154.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201504117.