昆明盆地的地质构造特征.pdf

第 2 6卷第 1 期 2 0 0 3年 1 月地震研究 J OUR NAL OF S E I S MOL O GI C A L RE S E ARC H V 0 1 ． 2 6． No ． 1 J a n．， 2 0 0 3 昆明盆地的地质构造特征姜朝松周瑞琦胡耀雄云南省地震局，昆明6 5 0 0 4 1 摘要根据昆明盆地新生代地层分布特征，分析昆明盆地的形成时代，并通过分析昆明盆地的主要断裂及其活动性、昆明盆地的基底构造，对昆明盆地的地质构造特征进行研究。结果认为，昆明盆地的形成时代为上新世中晚期，中更新世晚更新世为昆明盆地全盛时期；控制昆明盆地形成与发展的有四组主要活动断裂；昆明盆地的基底构造表现为 “ 两凹夹一隆”的构造形式。关键词断裂构造；基底构造；形成时代；地质特征；昆明盆地中图分类号 P 3 l 5 ． 8 文献标识码 A文章编号 1 0 0 00 6 6 6 2 0 0 3 O 1 0 0 6 70 8 0 前言近 3 0年来，由于全球经济高速发展，都市化进程加快，人口和财富向大中城市集中，严重的地质灾害地震、地面沉降、滑坡、沙土液化、地基失效等造成的人员伤亡和财产损失也同步快速增长。仅以地震为例，从 1 9 7 0年云南通海 7 ． 7级地震、1 9 7 6年唐山 7 ． 8级地震到 1 9 9 年日本阪神 7 ． 2 级地震、 1 9 9 9年台湾南投 7 ． 6级地震，近 3 0年中全球地震死亡人数达到 1 0 0万人，经济损失超过 5 0 0 0亿美元，其中城市地震造成的死亡人数占 2 ／ 3 ，而经济损失占 8 5 ％。现代城市抵御灾害能力的脆弱性、地质灾害的严重性及由此引伸的城市地质环境的研究，越来越受到人们的高度关注。昆明市坐落在昆明盆地之中，是我国为数不多的高烈度省会城市，是云南省经济、政治、文化中心。昆明盆地又是位于中国南北构造带南端的一个构造盆地，地质构造复杂。近年来，随着国民经济的持续发展，昆明盆地面临的地质灾害问题日益突出。本文在前人工作的基础上，通过昆明盆地新生代地层分布、断裂构造、基底构造等，研究了昆明盆地的地质构造特征。 1 昆明盆地的形成时代昆明盆地在大地构造上位于扬子准地台康滇古隆起东缘。盆地基底主要由早古生代地层构成，盆地边缘则由元古界昆阳群至第三系始新统路美邑组地层组成。盆地西侧安宁地区大片出露震旦系地层，其上叠置有东西向的晚三叠纪到白垩纪的中生代坳陷，堆积了巨厚层红色含盐地层。盆地北部出露由古生代地层组成的褶皱构造，褶皱轴向近南北，其上还叠置有同方向的中生代坳陷，上部又被晚新生代地层所覆盖盆地东缘出露北东走向的古生代地层，其上叠置有同方向展布的晚三叠世到侏罗纪坳陷。盆地南缘为晚新生代沉积盖于南北向分布的昆阳群至路美邑组地层之上。盆地内部堆积有数百米厚的晚新生代松散地层。 * 收稿日期 2 0 0 20 72 3 ．作者简介姜朝松，男， 1 9 4 7一，研究员，安徽人，主要从事地震地质及环境地质研究工作维普资讯地震研究 2 6 卷 1 ． 1 昆明盆地新生代地层分布特征昆明盆地内除局部地点有构造残山出露及前新生代地层外，大范围分布的松散沉积层，均为晚新生代地层。据云南省地矿局 1 ／ 5 0 0 0 0区域地质调查及昆明盆地内数十个揭露到基岩的深钻资料，昆明盆地内新生代地层分为第三系和第四系① ②⑧。 1 第三系盆地内第三系不甚发育，分布零星，主要为陆相沉积。按岩相、沉积建造、生物特征可分为下第三系山麓、河湖相沉积、上第三系湖沼相沉积，它们不整合于上古生界或中生界之上。 a 路美邑组 E 2 1 该组地层出露于宝象河水库及其以北、海口东侧、晋城石碑村等地，厚度 2 8 ． 1 6～1 1 9． 3 8 m；可分为上部砾砂岩段宝象河水库、粉砂岩一泥岩段海口地区，中部砾岩段，下部砾砂岩段。路美邑组具有典型的二元结构，下部砾砂质沉积，上部粉砂泥质沉积，不具韵律粒序变化，层理不发育，冲刷面普遍存在，属山麓间歇性河流相沉积。 b 第三系上新统茨营组 N c 为昆明含煤地层之一，是新生代一个重要含煤建造。主要分布在昆明、晋城盆地的凹陷部位及竹园村一大坡村与龙头街等地，为一套河湖沼泽相沉积。据昆明、呈贡、晋城等地 7个钻井资料，其平均厚度 1 6 7 ． 2 2 m，最大厚度 4 2 4． 9 m，厚度变化极大，严格受沉积时古地貌的影响。该套地层可分为上、下两部分。下部岩性为一套灰、青灰色砾岩、砂砾岩或含砾砂岩、粘土岩组成，岩石松散半胶结状，岩性、岩相变化不大，厚度稳定。砾石成分多为玄武岩、石灰岩、砂岩等。呈半棱角状，分选差，泥质胶结，胶结差。砂砾岩的厚度受基底地形起伏的控制，在基底隆起部位一般缺失，超覆明显，沉积环境多变，有急流河道相、分流河道相、滨湖相，逐渐过渡到含煤沼泽相沉积。上部岩性主要为灰、灰白、褐灰色粉砂岩、砂质粘土岩、泥灰岩，间夹多层褐煤及炭质粘土岩。岩性松散，呈半胶结状。松华坝地区含煤较好，晋城、呈贡等地煤质较劣。据煤层中发现的植物化石及古地磁测年资料，绝对年龄 2 4 8～3 1 0万年，属上新世晚期。 2 第四系第四系主要分布于昆明盆地及边缘山麓地带。总体以碎屑沉积为主，夹有一定有机质，为昆明最后一个成煤期，与新第三系呈弱不整合一假整合接触。按成因可将第四系划分为湖积、洪积、坡积、残积、洞穴堆积及其复合类型。由于洞穴堆积主要分布于盆地周围山地且范围有限，下面仅介绍分布于盆地内部的第四纪地层。 a 下更新统 Q 下更新统包括松花坝组 Q 。 s 、滇池组 Q。 d 。为一套河湖相、沼泽相的灰、灰白色等杂色粘土夹灰黑色粘土，炭质粘土及褐煤，不整合于上新统茨营组之上。出露于松花坝一龙头街一线以西的下更新统为冲洪积层，可以由下而上分为三个由粗到细的粒序层。每个粒序层底部均是由灰白色砂砾石组成，部分由灰白色细砂、粉砂组成，夹少量细砾石。其中冲刷面、大型槽状交错层相当发育。上部以灰白、灰色粘土为主，属湖岸坡带的冲洪积相沉积。下更新统湖积层分布于龙头街一羊方凹一带，并见于盆地内深钻之中，为一套河湖沼泽相杂色粘土、粉砂粘土夹灰黑色粘土、炭质粘土及褐煤，含丰富的动植物化石，古地磁年龄距今 7 3 ～2 4 8万年。 b 中更新统 Q 2 ① 云南省地质矿产局区域地质调查大队．1 ／ 5 0 0 0 0地质图昆明市幅说明书．1 9 8 7 ② 云南省地质矿产局．1 ／ 5 0 0 0 0地质图观音山幅、晋宁县幅说明书．1 9 8 9． ③ 云南省地质矿产局．1 ／ 5 0 0 0 0地质图大板桥幅、呈贡县幅说 [j月书．1 9 9 0．维普资讯 2 6卷姜朝松等昆明盆地的地质构造特征中更新统中营组 Q 2 z 分布于滇池北、晋城五里铺及滇池东岸盆地边缘一带。盆地边缘一带中更新统地层以冲积、冲洪积为主，盆地内据钻孑 L 揭露以湖相沉积为主。冲积层总体以杂色砾石层和黄、灰白色砂质粘土、粘土组成。可见三个由粗到细的韵律层，下部无分选、磨圆度差、上部略有分选、磨圆度较好，具有典型的二元结构。洪积层以含砾粘土、粗砂、粉砂、粘土相间出现，不具有成层性，冲刷面普遍存在，砾石层中具急流型大型交错层。湖积层以含炭砂质粘土、褐灰色块状粘土夹硅藻土和粉砂互层。据动植物化石和古地磁测定，中营组距今 1 8～7 3万年。 C 上更新统 Q 3 上更新统官渡组 Q 3 g 出露于滇池北、滇池东岸海拔 1 8 8 0～1 9 0 0 m的坝区，为河湖相、岸滩、三角洲相沉积。据钻孑 L 资料，厚度大于 7 8 ． 2 m。岩性上部为灰、褐灰色砾石层夹含砾砂岩，含螺壳碎片。中下部为灰绿色、暗灰色细砂、粉砂夹褐色粘土，含菱化石及植物残迹， “ C年龄为 1 ． 2～1 ． 8万年。 d 全新系统 Q 4 全新统海坝组 Q , h 分布于 1 8 8 0 m以下的坝区及滇池水域，为一套正在沉积的湖沼相沉积。岩性为浅绿、灰黑色细至粉砂、粘土夹黑褐色炭质粘土、淤泥及草煤，含螺蚌化石。本组底界 H C年龄距今约 1 ． 2万年。昆明盆地新生代地层分布见图 1 ，第四纪地层划分和对比见表 1 ，部分H C年代测定结果见表 2 。表 1 昆明盆地第四纪地层划分和对比表 ⋯分／ Ma ⋯⋯号冲区 ⋯一冲称⋯积分组名称代号深度／ m 极性地层剖面代号全新统 0 ．0l～0． 0l 2 海埂组 Q 4 h 9 ．6 ～ l 1 ．0 澶油B a 措昱矿洞穴玎拍f 第上更新统 n 1 ～ n 1 女官渡组 Q 3 g “ n～， n n 漕汕磐，，、、三家村洞穴系中更新统 ⋯ ⋯～中营组 Q2 小 ⋯ ⋯。 ⋯一一儿例孔 u ， J l u 1 u ～ J u “ 1 0 廿一1 Y U U 卯{ 下更新统滇池组 Q - d 松花坝组 Ql s 上 z ． u ． ∞ 3 ． U～4 0 0 ． 0 松山一向侨界线篓上新统 3 ． 23 ． 3 洪家村组 N 2 h 洪家村组 N z h 系新生代基岩表 2 昆明及附近地区部分 C年代测定结果表位置样品名称孔深位置深度 m 4 C年代距今if 资料来源维普资讯 7 0 地震研究 2 6卷 1 ． 2昆明盆地的形成时代从盆地周围地层分布可以看出，自晚三叠世到晚新生代上新世以前，该区主要为剥蚀区，大约到中新世晚期，昆明地区被夷平，成为云南原始高原面的组成部分之一。另据昆明盆地内部新生代地层的情况可以看出，下第三系系 E 2 路美色组仅分布于盆地南部海口及晋城等地，属山麓间歇性河流沉积。上第三系 N 2 由急流河道相、分流河道、滨湖相逐渐过渡到含煤沼泽相沉积。第四系下更新统 Q 。以一套河湖相、沼泽相沉积为主。中更新统 Q 2 以一套河湖相、冲积相及洪积相为主。上更新统以河湖相、三角洲相为主。可以认为，上新世中晚期由于印度板块对欧亚板块的碰撞作用，青藏高原强烈抬升，导致云南主要断裂复活，沿断裂发生了不同程度的差异升降运动和水平方向的位移，使云南高原面发生解体。上新世中晚期昆明盆地开始形成，到第四纪中更新世 Q 2 一晚更新世 Q 3 期间昆明湖盆达到全盛时期。 2 昆明盆地的地质构造特征云南省物探队于 2 0世纪 6 0年代曾对昆明盆地进行过重力和磁法勘探，原煤炭部湖南地矿队 8 0年代进行了盆地的地震勘探。8 0～9 o年代云南省地矿局在昆明地区开展了五万分之一的地质填图，并经深钻揭露，表明昆明盆地是由多断裂控制的复式地堑盆地。 2 ． 1 昆明盆地主要断裂及其活动昆明地区以南北向构造为主，普渡河一西山断裂控制西缘，白邑一横冲断裂位于盆地的东缘，其间发育普吉一韩家村断裂、蛇山断裂、黑龙潭一官渡断裂，另外北东向大春河一一朵云断裂展布于盆地的南东缘图 2 。目田T H -- 四．t H ．t l Fd t 回笨呈蚕、固簟四系晚更张团四系全张图 l 昆明盆地新生代地层分布图维普资讯 2 6卷姜朝松等昆明盆地的地质构造特征 7 l 1 普渡河一西山断裂 F 1 普渡河一西山断裂是昆明盆地西缘最重要的控制性断裂。由沙朗向南自乌龟山东侧进入昆明盆地，经海源寺、马街镇西侧到西山脚下，再向南基本没于第四系及滇池水域之下。断面呈疏缓波状，断裂面垂向上呈阶梯状，破碎带宽达数百米。据物探资料，断裂深度达 2 5 k in以上。断裂是由多条断层构成的断裂带，从破碎带中具压性特征的构造岩和张性结构面共存的现象来看，该断裂是一条经多期压、张转化的构造。据研究 _ 1 J 该断裂新生代以来，水平运动表现为左旋扭动。垂直运动表现为西盘上升，东盘下降。平均水平运动速度为 0 ． 9～2 ． 0 m m ／ a ，垂直位错速率为 0． 3 5～ 0． 4 7I n i I l ,／ a。 2 黑龙潭一官渡断裂 F 4 黑龙潭一官渡断裂又名双桥断裂，走向南北，北起于嵩明县阿子营之西，向南经大哨、小哨、黑龙潭进入昆明盆地。地表出露长度达 2 0 多千米余，沿断层线性谷发育，整条断层上背斜构造被错开，其左旋错距达 1 ． 3 k m ⋯ 。另外，沿断层发育的河流被错开，其中石关附近的一条小河左旋错距约 1 0 0 0 m。大哨、小哨一带断层露头显示晚更新世地层有明显变形。 3 白邑一横冲断裂白邑一横冲断裂北起白邑，经前卫屯、果林水库，向南延至呈贡东南附近。团姗团．1 M - i 口“ M - I 田蝴田上古生 J - 田下古生界口一旦系[ 圭 I H曩 _ 号图 2 昆明地区地质构造简图北段铜牛寺水库以北呈舒缓波状延伸，连续性较好，地貌上反映为一系列小河谷，第四系山间盆地；沿走向表现有众多的断层分支复合，形成一系列断层挟持的透镜体，如乌龙和鬼门关断层透镜体，沿走向长 2 ． 5～1 0 k in、宽 1 ～4 k m。中段铜牛寺水库一果林水库间下盘发育一系列与主干断裂平行的次级断层，形成较宽的由数条断层组成的断层带。南段多为第四系掩盖，但在卫星 1 M 片上有明显的影像显示，山区与坝区分界直线状南北向排列，地表常见有上升泉出露。断裂沿线水系位错显示，断层具左旋扭动特征，断距各段不同，其中北段水平断距达 2 0 0 0 m，中段为 3 0 0 m；垂直位错为东盘抬升，西盘下降。 4 大春河一一朵云断裂 F 6 大春河一一朵云断裂展布于昆明盆地东南晋城一呈贡以东的盆地边缘，南起大春河水库，向北东经龙泽山、大青石岩水库、一朵云 Nd , 寨村北东。断裂沿线有明显的地貌显示，表现为北东向延伸的线状沟谷及小盆地等。构造岩发育，一般宽 5～ 1 0 m，以碎裂岩为主，其中还有挤压透镜体，靠近主断面发育有厚度不等的断层泥，表明断裂具有压性特征。另外，在昆明盆地北部分别于蛇山东西两侧发育普吉一韩家村断裂 F 2 和蛇山断裂 F 1 ，断裂走向均为南北向，长度在 2 0 k in左右。各断裂的活动时代根据两个途径进行研究，一是依据 C年龄测定、孢粉分析结果确定被断错地层维普资讯 7 2 地震研究 2 6卷的时代，从而推断断层的活动时代；二是根据断层泥中石英颗粒形貌结构的电镜扫描分析方法进行研究，结果见表 3 。表 3 昆明地区主要断裂活动时代从表 3可以看出，昆明地区主要断裂的活动时代大都在第四纪中更新世，其中普渡河一西山断裂、黑龙潭一官渡断裂、白邑一横冲断裂的活动时代为中更新世，大春河断裂在晚更新世有活动显示。 2 ． 2昆明盆地基底构造据云南省物探队和原煤炭部湖南地震队所完成的昆明盆地磁法勘探和地震测深资料及云南省地矿局钻探资料，昆明盆地基底构造为多组斜滑断层形成的复式地堑盆地，横向上呈现 “ 两凹夹一隆” 的构造格局。 1 龙头街一九甲一晋宁凹陷带位于昆明盆地东缘龙头街、小坝、六甲、九甲、宝丰村、晋宁一带，长约 6 0 k m，宽 4 1 O k m，呈南北向一北北东向展布，自北而南由龙头街、九甲、文家河、晋宁四个次级凹陷组成，基岩埋深分别为 6 0 0 m以上、8 0 0 m以上、2 0 0 m以上和 4 0 0 m左右图 3 。相邻两个次级凹陷之间基底相对隆起，基岩埋深小于 2 0 0 m。凹陷受蛇山断裂和黑龙潭一官渡断裂所控制，为一条地堑式凹陷带，最大凹陷幅度为 8 0 0m。 2 昆明一洪家村隆起区位于昆明盆地北部。夹于两个地堑式凹陷带之间，沿北北东方向展布，北高南低。呈鼻状向盆地内延伸，北部圆通山、五华山一带基岩出露，往南至海子村一带基岩埋深也有 2 0 0 3 0 0 m 图 3 。西边受普吉一韩家村断裂、蛇山断裂控制，东边受黑龙潭一官渡断裂控制，为一地垒式隆起。 3 普吉一韩家村凹陷带位于昆明盆地西缘大普吉、新发村、梁家河、韩家村一带，长 2 0 k m，宽 3 6 k m，南北向展布。由两个次级凹陷组成，北面的普吉凹陷基岩埋深 4 0 0 m，南面的韩家村最大坳陷 1 0 0 0 m。两凹陷之间为六和维普资讯 2 6卷姜朝松等昆明盆地的地质构造特征 7 3 村相对隆起，基岩埋深 l O O m 图 3 。该凹陷带西边受普渡河一西山断裂控制，东边受普吉一韩家村断裂控制。 3 结论 1 在前人工作基础上，本文研究了昆明盆地新生代地层分布特征，并结合 C等年龄测定结果，对盆地第四纪地层进行了划分对比，认为昆明盆地形成时代为上新世中晚期，第四纪中更新世一晚更新世期间昆明盆地达到全盛时期。 2 根据uc年龄测定、孢粉分析结果及断层泥中石英颗粒形貌结构的电镜扫描分析结果，研究了控制昆明盆地形成发展过程的四组主要断裂最新活动时代、活动方式及活动程度。其中，普渡河一西山断裂主要活动时代在第四纪巾更新世，三万年以来活动性逐渐减弱，活动方式水平方向表现为左旋运动，垂直方向表现为西盘抬升、东盘下降。水平运动速率为 0 ． 9～2 ． O m m ／ a ，垂直运动速率为 0 ． 3 5～0 ． 4 7 mm ／ a 。黑龙潭一官渡断裂主要活动时期为中更新世，水平活动表现为左旋扭动，最大水平错距达 1 ． 3 4 k m。白邑一横冲断裂主要活动时代亦为中更新世，水平运动为左旋扭动，北段水平错距达 2 0 0 0 m，垂直运动为东盘抬升，西盘下降。大春河一一朵云断裂活动时代为第四纪中更新图 3 昆明盆地基底埋藏等深线图世，晚更新世仍有活动显示，断裂具有压性特征。 3 昆明盆地基底构造横向表现为 “ 两凹夹一隆” 的构造形式，其中普吉一韩家村凹陷最大坳陷幅度为 l O 0 0 m，龙头街一九甲一晋宁凹陷带最大坳陷幅度为 8 0 0 m。参考文献 [ 1 ]姜朝松，邵德晟，樊友民等．昆明市地面沉降 [ M] ，昆明云南科技出版社，1 9 9 9 [ 2 ]刘宝群．昆明盆地晚新生代地质与沉积演化 [ M] ．重庆重庆出版社。1 9 9 o [ 3 ]罗建材．昆明沉积盆地的沉积演化与能源矿产的关系 [ J ] ．中国地质科学院成都地质矿产勘察所所刊，1 9 9 o 1 2 [ 4 ]罗建宁，肖永林，昆明盆地盘龙江三角洲平原至滇池湖区第四纪沉积相的研究 [ J ] ，中国地质科学院成都地质矿产勘察所所刊，1 9 8 4 维普资讯 7 4 地震研究 2 6卷 Fe a t u r e s o f Ge o l o g i c a l St r u c t u r e f o r Ku n m i ng Ba s i n J i a n g C h a o s o n g Z h o u Ru i q i Hu． Ya o x i o n g , ／ s m o ／ o g ／c a ／B u r e a u ofY u n n a n P r o v ／ n c e ，嘶6 5 1 Ab s t r ac t Ba s e d o n t h e d i s t r i b u t i o n f e a t u r e s o f Ce n o z o i c e r a s t rat a i n Ku n mi n g Ba s i n， i t h as a n a l y z e d the for mi n g t i me s o f K u n m i n g B asi n ． T h rou s h anal y z i n g m a j o r f a u l t s and a c t i v i t i es and b a s e s t r u c t u r e ，the p a p e r p e r f o r me d s t u d i es t o g eo l o g i c al s t r u c t u r a l f e a t u r e s i n Ku n mi ng Bas i n．T ne r e s ul ts s h o w tha t the f o r m i n g t i mes o f Ku n mi n g Basi n Was mi d ．1 a t e r p e r i o d o fPl i oc e n e，an d t h e v i g o r o u s t i me o fKu n mi n g Basi n Was mi d P l e i s t oc e n e～l a t e r Pl e i s t o c e n e ．3 1 n e r e a r e f o u r g r o u p s o f a c t i v e f a ults c o nt r o l l i n g the f o r m i n g an d de v e l o p me n t o f Ku n mi n g Bas i n．Tn e b a s e s t r u c t u r e o f Ku n mi n g Basi n i s e x p r e s s e d as Up l i f t i n g S an d wi c h e d Be t we e n Two Co n c a v es ． Ke y w o r d s K u n m i n g b a s i n ，F a ult s t r u c t u r e ，b a s e s t ruc t u re，f o r m i n g t i me s ，g e o l o gi c al s t r u c t u r a l f e a t u r e 维普资讯