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1、1：25万区域地质调查成都盆地（平原）第四系专题研究一、研究的目的和意义成都盆地（平原）位于四川盆地与青藏高原东南缘接合部位，东至龙泉山西麓，西缘龙门山前山之边，南抵总岗山西北坡，北东濒临川中红层丘陵区，为轴向呈NE3040展布盆地，面积大于达8400km2。目前开展的龙门山地区5幅1：25万区域地质调查区覆盖了其中的大部分地区。成都盆地（平原）晚新生代，主要是第四系以来伴随着青藏高原东南缘龙门山脉大幅度抬升，盆地边缘急剧下降，形成了一套厚度较大、成因类型多样的第四系堆积物。长期以来，对成都盆地（平原）第四系地层的划分与对比、成因类型、新构造运动的方式及特点以及盆地的形成与演化均进行了一定程度
2、的研究，但受到工作的目的和水平、地质理论与方法等多种因素的制约，成都盆地第四系研究中还存在许多有待进一步研究的问题。第四系的地层的划分与对比、第四纪以来的环境变化、青藏高原东缘构造变形与成都盆地形成演化的关系以及盆地内部新构造运动，特别是断裂及隐伏断裂对盆地形成发育的控制与影响，以及断层的活动性等问题都有待深入的研究。本次研究将在前人研究的基础上，对上述问题进行深入的研究，进一步查明成都盆地第四系的组成特征、形成年代、成因类型、新构造远动的特征等，揭示第四系地层中蕴含有第四纪环境变化的丰富信息。二、研究现状对成都盆地第四系的研究可以追溯到上世纪三十年代，李春昱等调查四川地文、地形时，就涉及到成
3、都平原，侯德封等(1939)曾针对四川盆地内的“阶段地形”，归纳划分出六个地文期。此后，李承三等亦作过类似调查与划分。解放后，对成都平原的地质调查日渐加强，不少单位进行过晚新生代地质范畴的专题研究。其中主要的有四川盆地第四系调查（刘兴诗等）、成都平原水文工程地质勘察(成都水文工程地质大队、成都地质学院)、成都地区地震烈度调查等。对盆地成生时间、形成机制、堆积层的时代归属和成因类型、新构造运动等方面提出过不同的见解。其中上世纪80年代中期，成都水文、工程地质队在进行成都平原水文地质工程地质综合勘察工作时（四川省地矿局成都水文工程地质队.成都平原水文地质工程地质综合勘察评价报告。1985.），在平
4、原周边实测了不少地质地貌剖面，在平坝区施工了大量钻孔，获取了大量地质资料，初步查明的盆地基底形态和松散堆积层的结构和层序。1、盆地（平原）的构造格架成都盆地东至龙泉山西麓，西缘龙门山前山之边，南抵总岗山西北坡，北东濒临川中红层丘陵区，为轴向呈NE3040展布盆地，面积大于达8400km2。构造位置处于四川盆地西北缘，夹于持于龙门山造山带与四川盆地中的龙泉山褶断隆起带之间，其东北还受德阳、合兴和绵阳旋卷构造的制约；南端受康滇南北向构造所限。盆地西部边缘主要受限于北东向灌县(都江堰市)一江油深大断裂；东南部边缘受北北东向龙泉释断裂及南部康乐场断裂控制。其中龙泉山西麓的龙泉断裂为川西坳陷与川中隆起的
5、分界断裂线，重力、航磁资料显示亦为二者结晶基底的分界线。自大邑砾岩沉积以来，堆积了厚0541m的砂砾卵石层。成都盆地（平原）内部众多地点施工的水文、石油、盐卤地质钻孔资料表明，盆地松散堆积层最大厚达54lm（郫县竹瓦），在靠近龙门山一侧的大邑崇庆温江郸县彭县一带的盆地凹陷中心区，沉积厚300500m。2、晚新生代成都盆地的充填序列及其特征根据地表区域地质调查和钻井勘探资料，晚新生代成都盆地充填实体均为半固结松散堆积物。主要由横切龙门山的横向河流所产生的冲积扇和扇前冲积平原沉积物构成。盆地中陆源碎屑沉积物主要来自于龙门山。该套沉积物在垂向上表现为以三个不整合面分割的三个向上变细的退积序列。根据这
6、一特点，李勇等（2006）将晚新生代成都盆地充填序列作为一个构造层序，并分为三套沉积层序，其中下部为大邑砾岩，中部为雅安砾石层，上部为上更新统和全新统砾石层。晚上新世至早更新世大邑砾岩是成都盆地中充填的最古老的冲积砾石层，其与下伏中新生代地层均为不整合接触，与上覆的雅安砾石层也为不整合接触。大邑砾岩为灰褐、黄褐色复成分砾岩夹棕黄色岩屑砂岩透镜体，砾石成分以石英岩、闪长岩、浅色花岗岩和变质砂岩为主，次有砂岩、脉石英，并含少量灰岩和燧石；砾石磨圆好，分选性差，砾径一般为820cm,常见大漂砾，最大者近2 m，部分砾石具压裂和扭曲现象；填隙物为砂、泥，钙泥质胶结。地表出露的残留厚度为34.4380.
7、6 m不等，一般出露厚度界于100200m之间。在横向上,西部的河口地段砾石粗大，并含大量漂砾，向下游粒度减小，具短距离搬运、快速堆积的特征，整体上显示大邑砾岩由冲积扇沉积物构成。中更新世雅安砾石层位于晚新生代成都盆地充填序列的中部，厚度较大。在钻孔剖面中，雅安砾石层由23个向上变细的旋回构成。每个旋回的下部为砾石层，上部为砂质粘土和泥炭层。在地表上，雅安砾石层广泛分布于成都盆地西南缘名邛台地表层，主要由两套沉积物构成，下部为砾石层、上部为网纹红土层。下部砾石层为一套河流冲积物，以砾石层为主,厚1030 m不等，砾石成分为石英岩、石英砂岩、花岗岩、玄武岩和辉长岩等，砾石含量70%，砾径一般35
8、cm，大者3040cm，砾石磨圆度好，分选较差，分布不均匀，排列具定向性，具叠瓦状构造。砾石呈强风化特征，酥裂风化较强烈。砾石间充填物为粉砂质、泥质物质，呈钙泥质胶结，具有颗粒基底式支撑类型。上部网纹红土层为亚粘土，厚36 m不等，呈黄褐色、棕红色粘土(网纹红土)及亚粘土状，呈块状发育白色高岭石条带，并见铁、锰质结核和斑状结构结构致密，节理不发育。其中含极少量砾石，砾石含量5%,砾径一般12 cm，砾石主要成分为砂岩、花岗岩、石英岩，呈强风化特征。晚更新世和全新世砾石层为晚新生代成都盆地充填序列中的最上部沉积物，该套沉积物在垂向上由两个向上变细的旋回构成；每个旋回的下部为砾石层，上部为粘土层。
9、其中上更新统由广汉砾石层和广汉粘土层或成都粘土层组成，厚度为841 m不等，粘土层中的粘土矿物以伊利石为主，含钙质结核现代地貌显示，成都平原主要由冲积扇和冲积平原构成。龙门山山前主要发育冲积扇群,由北向南依次为绵远河冲积扇、石亭江冲积扇、湔江冲积扇、岷江冲积扇和两河冲积扇，其中以岷江冲积扇规模最大。各扇体均位于横切龙门山的横向河谷的河口地带,地势均自北西向南东倾斜，联辍成群，并在扇前缘犬牙交错地叠置于上更新统地层之上。扇间为洼地，一般为砂质粘土沉积。不同地段的冲积扇砾石层的砾石成分不同。成都盆地处于高原东南缘龙门山造山带与四川盆地两级地貌交接部位，盆地的形成演化受到龙门山的龙门山隆起的控制。上
10、述盆地的充填序列表明，随着逆冲作用向前陆地区前展式推进，成都盆地的结构和沉积特征发生了明显地变化，上新世至早更新世的龙门山逆冲作用使前陆地区产生了沉降，形成第一个成盆期，并产生新的进积于成都盆地的冲积扇裙。随着中更新世龙门山逆冲作用向盆地推进，产生了新的沉降，形成第二个成盆期, 并产生新的进积于成都盆地的冲积扇裙，成都盆地范围由窄变宽,沉降中心向东迁移。原成都盆地的西部边缘卷入龙门山冲断带，形成新的地貌高地，并成为成都盆地的新物源地，盆地的西部边界也向盆内迁移，冲积扇裙和盆地沉降中心也随之向盆内迁移。3、第四纪的地层划分及成因类型（1）第四纪的地层划分早在上世纪三十年代初期，李春昱等调查四川地
11、文、地形时，就涉及到成都平原。侯德封等(1939)曾针对四川盆地内的“阶段地形”，归纳划分出六个地文期，即（1）现代侵蚀与堆积；（2）江北期；（3）嘉陵期；（4）雅安期；（5）杨子期；（6）)盆地期。此后，李承三等亦作过类似调查与划分。在晚新生代地层划分的多种意见中，比较完整的为康彦仁等(1979)和刘兴诗(1983)的方案。前者按气候地层系列将成都平原的第四系分作三次冰期、二次间冰期及冰后期堆积。后者沿用地文期法，分析了前人资料和新获得的古生物、同位素测年资料，归并为五个主要的地文期，即：（1）天鹅抱蛋期；（2）松林坡期；（3）雅安期；（4）广汉期；（5）资阳期，并对各期的时代作了对比分祈，
12、这是迄今关于成都平原第四系最详细的论述。西南地区区域地层编表组划分为：近代河流冲积层、更新统冲积层、洪积层、雅安冰啧层等。1984年徐毅峰积多年工作之基础资料，包括新近获得的大量同位素测年资料，提出了新的地层划分方案（表1），是当前关于成都平原第四系划分的一个重要意见。表1 成都平原第四系地层划分表（徐毅峰，1984）第四纪全新世I级阶地、漫滩沉积晚更新世成都粘土，广汉砾石层中更新世网纹红土（包江桥组）雅安砾石层早更新世花果山组上新世大邑砾岩上述方案的主要分歧点在于:(1)成都平原是否受到第四纪冰川的直接影响;(2)介于雅安砾石层和白垩系之间的大邑砾岩、包江桥砾石层、高店子湖积层的时代归属。由
13、于其间有构造运动存在，故直接关系到新构造活动的分析。（2）成都盆地内第四纪沉积的成因成都平原的第四系分布较广，成因类型众多。对于成都盆地内第四纪沉积的成因认识，有两种截然不同的意见。以李承三为代表的冰泛说，认为岷江上游的五次冰期的冰川直接影响到成都盆地，龙门山前有规模巨大的名邛冰泛，盆地内为冰川和冰水堆积物，在盆地中心区的全新统冲积层之下埋藏着冰泛沉积物，盆地边缘由冰泛沉积物组成了多级阶地。以刘兴诗为代表的冲积说，认为所谓冰泛实则是冲积、洪积相沉积，属流水成因，西部山地内的冰川并未下达盆地之中。对成都粘土的成因也进行了长期探索，但至今没有形成统一认识，有风成说、水成说等多种观点。1977年成都
14、水文地质队提交的1：20万成都平原区域水文地质普查总结报告中认为，成都粘上属冰水沉积，时代早于广汉粘土。1980年他们提交的1：5万成都平原水文地质普查总结报告中，将广汉层分为上下两段，下段由广汉粘士与成都粘土组成，属同期异相的冰水与风成混合沉积，上段为一套河流相沉积。其后的研究者根据其分布、粒度组成、矿物特征、磁性特征以及石英颗粒形貌特征等认为成都粘土属风成成因。最近，乔彦松等（2007）、赵志中等（2007）通过对位于成都双流县胜利和黄甲两个剖面系统的磁性地层学、沉积学、地球化学特征的研究表明，该区的红土堆积是第四纪中期以来形成的，成都粘土和网纹红土的母质可能属于风成成因。乔彦松等（200
15、7）对位于成都双流的胜利红土剖面样品的粒度、石英颗粒表面形态以及稀土元素分布模式进行了系统分析，并将研究结果与甘孜地区的典型黄土样品进行了对比。结果表明，红土剖面中的成都粘土、网纹红土层是以具有风成特性的细颗粒物质为主，并且其粒度分布及粒度参数特征与甘孜地区典型风成黄土样品非常相似，而与该剖面中下伏的河流相样品有很大不同。并认为第四纪中期整个长江流域的环境状况发生了很大变化，主要表现为冰期时植被覆盖率的大幅度降低，而青藏高原在此时期的快速隆升可能是形成该区环境变化的直接原因。4、年代学研究对成都盆地应用ESR、14C、等方法进行了绝对年龄的研究，为该区第四系的年代学、地层的划分和对比研究积累了
16、一定的资料。李吉均等(2001)通过ESR年龄测定提出大邑砾岩的沉积始于2.62.4 Ma；李勇等（2002，2006）对大邑砾岩剖面的下部砂岩开展了电子自旋共振测年研究，已获得17个ESR年龄值，结果表明大邑砾岩形成的时间介于0.823.6Ma之间，雅安砾石层形成的时间介于0.200.64 Ma之间。李勇等（2006）对雅安砾石层中的4个砂层开展了电子自旋共振测年研究，年龄值分别为0. 20Ma、0. 35Ma、0. 46Ma、0. 64Ma，表明雅安砾石层形成的时间介于0. 200. 64Ma之间，相当于中更新世。成都粘土根据其中钙质结核的14C测定，其年龄值为16 960210 、22310士260、25290士1448、22310士260a，以上资料表明成都粘土形成于距今1.0万2.5万年，形成时代晚于广汉粘土的形成时代，应为晚更
