劉洪， 黃瀚霄， 歐陽淵， 李文昌， 張景華， 張騰蛟

(1.中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，四川 成都 610081；2.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，四川 成都 610059)

0 引言

認(rèn)識自然環(huán)境的變化規(guī)律，尤其是全球變化的過程及其機(jī)理，從而維護(hù)好地球的生態(tài)環(huán)境，是人類生存發(fā)展面臨的重大課題[1-7]。新構(gòu)造指現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場及構(gòu)造地貌格局形成以來(新近紀(jì)以來)所發(fā)生的構(gòu)造運(yùn)動[1,8]，深入理解新構(gòu)造與地貌演化、地表過程、水系演變、氣候變化以及環(huán)境變遷等方面的內(nèi)在動力聯(lián)系，有助于更深入認(rèn)識地球表層系統(tǒng)的變化過程和預(yù)測其未來發(fā)展趨勢。由于新構(gòu)造運(yùn)動和現(xiàn)今正在進(jìn)行的板塊運(yùn)動、斷裂活動、褶皺變形、地震與火山等地質(zhì)過程，以及伴生的地面沉降、崩塌滑坡災(zāi)害、海平面變化、河口變遷、地?zé)?、地下水活動、熱液成礦、油氣運(yùn)移與賦存等資源環(huán)境效應(yīng)密切相關(guān)，新構(gòu)造的調(diào)查和研究成為生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工作的重要內(nèi)容，它對國民經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中的國土空間規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)、能源資源開發(fā)利用、重大基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃建設(shè)、災(zāi)害防御和地震預(yù)測等眾多領(lǐng)域具有重要意義。受印度—?dú)W亞大陸碰撞和青藏高原隆升的影響，地處青藏高原東緣和揚(yáng)子西緣的西昌市，新構(gòu)造運(yùn)動非?；钴S，形成了一系列近南北向的多期變形和多期活動的裂谷、斷裂和褶皺，自然災(zāi)害類型多，強(qiáng)震頻發(fā)，是我國自然災(zāi)害威脅較為嚴(yán)重的地區(qū)之一。本文以大涼山區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查成果為依托，在西昌市建造構(gòu)造背景分析的基礎(chǔ)上劃分構(gòu)造活動的階段，探討西昌市新構(gòu)造運(yùn)動的生態(tài)環(huán)境本底效應(yīng)，為西昌市地質(zhì)災(zāi)害治理、生態(tài)保護(hù)修復(fù)和國土空間用途管制提供科學(xué)依據(jù)。

1 區(qū)域新構(gòu)造運(yùn)動發(fā)展史概述

印度與亞洲大陸的初始受撞時(shí)間大致在晚白堊世末期到古近紀(jì)(E)初期[9-13]，新近紀(jì)(N)以來，青藏高原不斷隆升，在青藏高原以東的揚(yáng)子西緣，先后經(jīng)歷了青藏運(yùn)動階段(N1-2, 11.6～3.6 Ma)、伸展斷陷階段(N2—Q1, 3.6～1.0 Ma)、元謀運(yùn)動階段(Q1-2, 1.0～0.6 Ma)、構(gòu)造松弛階段(Q2, 0.6～0.126 Ma)和共和運(yùn)動階段(Q3-4, 0.126 Ma至今)等5個(gè)新構(gòu)造運(yùn)動階段[14-19]。西昌市位于上揚(yáng)子古陸西緣的康滇斷隆帶中北部(圖1)。①青藏運(yùn)動階段(N1-2, 11.6～3.6 Ma)發(fā)生在中新世(N1)中—晚期，并持續(xù)到上新世末期(N2)[18-22]，表現(xiàn)為青藏高原整體快速隆起與高強(qiáng)度垂直運(yùn)動，以及在高原周邊褶皺變形和大規(guī)模的斷裂活動，甚至伴有強(qiáng)烈的巖漿活動[21]； 青藏板塊持續(xù)向東擠壓導(dǎo)致?lián)P子地塊沉積蓋層向近EW方向進(jìn)一步滑脫、褶皺[18]，在古近紀(jì)青藏高原隆升初期已經(jīng)形成了成都平原東側(cè)的龍泉山復(fù)式褶皺系、四川盆地南部的大小涼山復(fù)式褶皺系以及四川盆地東側(cè)的川東—重慶“朱羅山式”褶皺系等褶皺構(gòu)造帶，在這一階段揚(yáng)子西緣整體發(fā)生褶皺和隆升。②上新世(N2)晚期至更新世早期(Q1)，青藏高原東部整體進(jìn)入伸展斷陷階段(N2—Q1, 3.6～1.0 Ma)，并整體進(jìn)入冰凍時(shí)期，沿其東緣發(fā)育一系列受正斷層控制的SN向伸展斷陷盆地，如安寧河谷盆地、元謀盆地、鹽源盆地等[18,23]，并形成了以昔格達(dá)組(N2Q1x)為代表的穩(wěn)定河湖相沉積，揚(yáng)子西緣的盆嶺結(jié)構(gòu)初步形成。③元謀運(yùn)動(Q1-2, 1.0～0.6 Ma)發(fā)生在早更新世(Q1)和中更新世(Q2)之交，該期運(yùn)動使青藏高原東部地塊進(jìn)一步向東擠壓,地殼逆沖增厚,早期褶皺山系褶皺作用加強(qiáng)并加速隆升，邛海、巧家等斷陷盆地形成，揚(yáng)子西緣的盆嶺結(jié)構(gòu)基本形成[15，18]。④中更新世中晚期，區(qū)域上進(jìn)入構(gòu)造松弛階段(Q2, 0.6～0.126 Ma)，在安寧河谷盆地、元謀盆地、鹽源盆地等地區(qū)再次發(fā)生斷陷作用[18]。⑤更新世晚期—全新世(Q3—Q4)的構(gòu)造活動稱為共和運(yùn)動(Q3-4, 0.126 Ma至今)。川滇菱形地塊發(fā)生繞喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，形成川滇雙弧形旋扭構(gòu)造體系。在這個(gè)最新構(gòu)造變動階段，青藏高原東部下地殼通道流可能是重要的深部構(gòu)造驅(qū)動因素[18](圖1)。

Ⅱ.上揚(yáng)子陸塊構(gòu)造區(qū); Ⅱ2.上揚(yáng)子西緣逆沖帶; Ⅱ2-2.龍門山逆沖帶; Ⅱ2-3.鹽源—麗江中生代逆沖帶; Ⅱ3.上揚(yáng)子陸塊; Ⅱ3-1.楚雄中生代前陸盆地; Ⅱ3-2.康滇斷隆帶; Ⅱ3-3.四川中生代前陸盆地; Ⅱ4.上揚(yáng)子陸塊東南緣逆沖帶; Ⅱ4-1.揚(yáng)子陸塊南部被動邊緣褶沖帶; Ⅲ.甘孜—松潘構(gòu)造區(qū); Ⅲ1.巴顏喀拉中生代雙向周緣前陸盆地; Ⅲ1-2.若爾蓋盆地; Ⅲ1-3.雅江盆地; Ⅲ2.甘孜—理塘結(jié)合帶； ①.甘孜—理塘斷裂帶； ②.鮮水河斷裂帶； ③.龍門山斷裂帶； ④.小金河斷裂帶； ⑤.金河—菁河斷裂帶； ⑥.安寧河斷裂帶； ⑦.則木河斷裂帶； ⑧.大涼山斷裂帶； ⑨.小江斷裂帶； ⑩.華鎣山斷裂帶； .滎經(jīng)—馬邊斷裂帶； .龍泉山斷裂帶。

2 西昌市新構(gòu)造活動概述

西昌市在地貌上兼具干熱峽谷(如雅礱江河谷等)、高寒山區(qū)(如牦牛山—磨盤山區(qū)、螺髻山區(qū)等)、中高侵蝕山區(qū)(北山、東河、普詩等地)和中山寬谷盆地(如安寧河谷、邛海盆地等)等類型[2,25-28]。該地區(qū)構(gòu)造演化復(fù)雜，自古太古代以來，經(jīng)歷多期次的構(gòu)造活動，逐步形成了底部的前震旦紀(jì)基底、西部的造山帶(牦牛山—磨盤山區(qū))、中部的第四紀(jì)河谷盆地(安寧河谷、邛海盆地)以及東部的震旦紀(jì)—白堊紀(jì)沉積蓋層(瀘山—北山—普詩一帶)(圖2)。在古生代末該地區(qū)經(jīng)歷了海陸變遷，在中生代末—新生代、新近紀(jì)以來，由于印度—?dú)W亞大陸碰撞和青藏高原隆升，該地區(qū)經(jīng)歷了5個(gè)階段的新構(gòu)造運(yùn)動，發(fā)生強(qiáng)烈的褶皺變形，形成現(xiàn)今復(fù)雜的一系列近SN走向斷裂-復(fù)式褶皺構(gòu)造系統(tǒng)[2,29-32]，主要包括則木河斷裂帶、安寧河斷裂帶和轎頂山—中梁子復(fù)式向斜和瀘山向斜等(圖2，表1)。

圖2 西昌市建造構(gòu)造簡圖[2]

表1 西昌市新構(gòu)造運(yùn)動簡表[14-18]

2.1 則木河斷裂帶

則木河斷裂帶為康滇斷隆帶中一條重要左旋水平走滑的活動斷裂。斷裂西北由西昌開始，向東南至云南巧家盆地與大涼山斷裂相匯，由多條次級剪切斷層呈左階斜列組合而成，長約150 km，寬約7 km，走向NNW，斷面SWW傾斜，傾角50°～70°(圖1，圖2)。斷裂具有左行走滑、壓扭特征，最初形成于二疊紀(jì)，并于晚白堊世定型，具有多期活動特點(diǎn)。該斷裂作為“川滇菱形斷塊”東南邊界的一部分，新構(gòu)造活動極其強(qiáng)烈，歷史上發(fā)生過多次強(qiáng)震。

早更新世(Q1)中晚期—中更新世早期(Q2)的元謀運(yùn)動階段，由于青藏高原由西向東側(cè)向擠壓增大和川滇塊體向南東方向的滑移，使區(qū)域應(yīng)力場由NE向轉(zhuǎn)變?yōu)榻麰W向。則木河斷裂由原來的逆沖斷裂系逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)?條寬度為l～4 km，由5條次級剪切斷層組成的左旋走滑斷裂帶[33-34]，錯(cuò)斷了昔格達(dá)組(N2Q1x)及早期河流階地和山脊。到中更新世(Q2)的構(gòu)造松弛階段，則木河活動斷裂帶內(nèi)的各次級剪切斷層的活動得到了進(jìn)一步的加強(qiáng)和發(fā)展，形成1條羽列式排列的不連續(xù)左旋走滑活動斷裂帶[33-34]。更新世晚期—全新世(Q3—Q4)的共和運(yùn)動階段，則木河活動斷裂帶的力學(xué)性質(zhì)由原來的壓扭性質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)今的張扭性質(zhì)。其中在更新世晚期(Q3)，則木河斷裂走滑運(yùn)動形成斷陷湖，并沉積一套以河湖相為特征的堆積物，導(dǎo)致邛海斷塊的垂直斷陷以及大箐梁子向SSE方向的掀斜抬升，使得沿?cái)嗔褞С霈F(xiàn)了一連串的斷層陡坎或斷層陡崖地貌(圖3)。而全新世(Q4)以來，則木河活動斷裂帶仍以左旋走滑活動為主，發(fā)育水平斷錯(cuò)地貌[35-36]。

2.2 安寧河斷裂帶

安寧河斷裂帶沿安寧河谷發(fā)育，北起石棉，向南過菩薩崗，順西昌至德昌(圖1(b),圖2)，其主要部分繼續(xù)伸展到會理以南，全長超過300 km，寬10～20 km，呈近SN走向展布； 斷面以西傾為主，傾角約 70°，長約170 km，具有明顯的擠壓和走滑特征。安寧河斷裂帶由3～6條斷面陡傾的主干斷裂并列組成(圖4)，其中以安寧河西側(cè)斷裂、大平山—白果灣斷裂和啞口村斷裂規(guī)模最大[23-37]。安寧河斷裂可能發(fā)育在中元古代以前，在古生代晚期(二疊紀(jì))控制了大規(guī)模峨眉玄武巖和花崗巖侵位，具有張性特征； 在隨后的中生代早期(三疊紀(jì))受EW向的擠壓，斷裂兩側(cè)斷塊西升東降，在斷塊內(nèi)部形成NW和NE向斷裂； 新生代，斷裂兩側(cè)斷塊的差異升降形成安寧河斷陷盆地和斷塊山脈，總體表現(xiàn)出擠壓、走滑特征。

圖4 西昌市巨龍一帶構(gòu)造地段綜合剖面示意[23]

中新世晚期—上新世早期，在上新世早期(N2)的青藏運(yùn)動階段，安寧河斷裂帶以擠壓走滑變形為特征，這一時(shí)期沿?cái)嗔褞纬闪艘惶装咨珨鄬幽啵缓笃诘奈舾襁_(dá)組(N2Q1x)河湖相沉積覆蓋。從區(qū)域推測，這期斷裂剪切變形與鮮水河斷裂帶中新世中晚期的變形是同時(shí)的。在晚上新世—早更新世(N2—Q1)的伸展斷陷階段，安寧河斷裂帶以左旋走滑活動為主，活動強(qiáng)度較弱。沿?cái)嗔褞Ь植康貐^(qū)發(fā)育同沉積生長斷層。早更新世(Q1)中晚期—中更新世早期(Q2)的元謀運(yùn)動階段，安寧河斷裂帶以擠壓走滑為主活動，具有北強(qiáng)南弱的特征。該期運(yùn)動使昔格達(dá)組湖相巖層褶皺變形，且與中更新世紅色砂礫層之間呈角度整合接觸。安寧河斷裂帶平均主壓應(yīng)力方向?yàn)镹EE—SWW向。根據(jù)磁性地層學(xué)研究結(jié)果，推斷其發(fā)生的時(shí)間在1.1～0.8 Ma[23-37]。中更新世(Q2)的構(gòu)造松弛階段，安寧河斷裂帶發(fā)生斷陷作用，這期斷陷作用導(dǎo)致了安寧河河谷中、南段地塹—地壘構(gòu)造和斷陷盆地的形成，斷陷盆地充填晚更新世河湖相砂泥巖。鉆孔資料揭示，西昌一帶的昔格達(dá)組之上發(fā)育一套厚140～200 m 的河湖相沉積[23-37](圖4)。在晚更新世—全新世(Q3-4)的共和運(yùn)動階段，安寧河斷裂以左旋走滑活動為主，區(qū)域構(gòu)造擠壓應(yīng)力方向?yàn)?NWW—SEE向。構(gòu)造變形主要集中在安寧河—則木河主邊界活動斷裂帶上，走滑破裂在地表形成顯著的斷坎地貌，使水系沿?cái)嗔褞Оl(fā)生拐折?，F(xiàn)有資料顯示，斷裂帶現(xiàn)今平均走滑速率為4.5 mm/a[38]。此時(shí)，西昌市的安寧河斷裂帶由2條近平行的斷裂組成，2條斷裂中間為條狀上升的山體，東側(cè)斷裂控制了斷層槽谷并發(fā)育串珠狀的山間小盆地，西側(cè)斷裂以西為安寧河谷地。

該斷裂帶自晚新生代以來經(jīng)歷了3次以擠壓走滑為特征的變形期和2次以斜張走滑為特征的活動期。作為大涼山次級地塊西側(cè)活動邊界，安寧河斷裂具有強(qiáng)烈的地震活動性。

2.3 轎頂山—中梁子復(fù)式向斜

轎頂山—中梁子復(fù)式向斜(圖2)北起漢源轎頂山，經(jīng)過喜得、西昌，南至普格縣中梁子，北寬南窄，全長70 km以上，由白堊系、侏羅系組成。南段褶皺形態(tài)對稱，兩翼巖層傾角15°～20°； 中段有幾個(gè)次一級的背斜和向斜，巖層傾角多在20°以下； 北段西翼巖層傾角15°～20°，東翼20°～35°。在西昌市，該向斜核部由北向南依次出露雷打樹組(KEl1)、小壩組(K1-2x)、飛天山組(K1f)、官溝組(J3g)、牛滾凼組(J2n)、新村組(J2x)、益門組(J1-2y)，兩翼主要為白果灣組(T3bg)。該褶皺軸線呈波狀，軸面東傾，產(chǎn)狀為72°～120°∠84°～89°，屬直立對稱開闊向斜。瀘山向斜(圖5)為轎頂山—中梁子復(fù)式向斜西翼的組成部分，北起西昌四合北部，經(jīng)過瀘山，南至西昌西溪南部，由白堊系、侏羅系組成。該向斜核部由北向南依次出露雷打樹組(KEl1)，兩翼為小壩組(K1-2x)、飛天山組(K1f)和官溝組(J3g)。該褶皺軸線呈波狀，樞紐總體呈波狀。該系列向斜形成于青藏運(yùn)動階段(N1-2, 11.6～3.6 Ma)揚(yáng)子地塊沉積蓋層滑脫、擠壓和褶皺過程中，并在元謀運(yùn)動階段(Q1-2, 1.0～0.6 Ma)和共和運(yùn)動階段(Q3-4, 0.126～0 Ma)褶皺作用不斷加強(qiáng)，同時(shí)不斷剝蝕，形成現(xiàn)今的地貌。

Qhapl.全新統(tǒng)沖洪積物； Qpapl.更新統(tǒng)沖洪積物； N2Q1x.上新統(tǒng)—更新統(tǒng)昔格達(dá)組淺灰色、深灰色黏土巖、粉砂巖； KEl1.磚紅色石英砂巖、粉砂巖夾泥巖； K1-2x3.小壩組三段： 磚紅色泥巖夾砂巖； K1-2x2.小壩組二段: 磚紅色、暗紅色泥巖夾粉砂巖； K1-2x1.小壩組一段： 磚紅色泥巖夾粉砂巖，底部為砂巖； K1f.飛天山組: 紫紅色泥巖夾粉砂巖，底部為礫巖； J3g2.官溝組二段： 紫紅色、灰綠色泥巖夾砂巖； J3g1.官溝組一段： 磚紅色泥巖夾砂巖； J2n2.紫紅色粉砂巖、泥巖互層。

3 新構(gòu)造運(yùn)動特點(diǎn)及變形行跡

3.1 新構(gòu)造特點(diǎn)

西昌市新構(gòu)造運(yùn)動具構(gòu)造性質(zhì)轉(zhuǎn)換、水平和垂直運(yùn)動顯著等基本特征[33-39]。中新世(N1)以前，安寧河、則木河等活動構(gòu)造總體以逆沖推覆為主。在此動力學(xué)環(huán)境下，昔格達(dá)等盆地和螺髻山等山脈形成。早更新世，構(gòu)造體制由逆沖逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樽笮呋降刈呋瑪D壓隆升，盆地走滑斷陷。全新世以來，構(gòu)造體制由走滑伸展反轉(zhuǎn)為走滑擠壓收縮，斷塊山得以顯著崛起，盆地抬升受切割而逐漸肢解。

新構(gòu)造具有明顯的水平和垂直差異運(yùn)動。垂直差異運(yùn)動不僅表現(xiàn)為攀西地區(qū)整體隆升，也表現(xiàn)在盆地與斷塊山地的垂直差異運(yùn)動和盆地內(nèi)部不同斷塊與山地不同斷塊之間的相對垂直差異運(yùn)動。安寧河西側(cè)和東側(cè)的斷裂控制了冕寧到德昌的安寧河河谷，安寧河?xùn)|側(cè)斷裂和婭口村斷裂控制了西昌北邊由大海子山、大平山、謝家山和癲子山組成的窄條狀“平頂山梁”(圖4)； 主斷裂帶又被多條次一級橫向斷裂穿切，形成“縱向成條、條中有塊”的構(gòu)造格局[33-39]。

構(gòu)造水平運(yùn)動也引人注目。運(yùn)動方式受活動斷裂帶的左旋走滑運(yùn)動控制，剪切變形帶內(nèi)的平行逆斷裂在新的應(yīng)力條件下形成平行而斜列的次級剪切斷層。次級剪切斷層的樞紐運(yùn)動使斷層兩盤塊體的運(yùn)動以剖面旋轉(zhuǎn)為主，兩盤塊體在滑動前方擠壓隆起、滑動后方拉張下降，形成拉分盆地[33]。

3.2 構(gòu)造變形行跡

在青藏運(yùn)動階段(N1-2)，西昌市處在青藏高原向東的擠壓作用背景下[33-39]，震旦紀(jì)到白堊紀(jì)的沉積蓋層發(fā)生進(jìn)一步的強(qiáng)烈褶皺、斷裂和隆升(表1)。同時(shí)，運(yùn)動中構(gòu)造向東的擠出作用導(dǎo)致了青藏高原東緣牦牛山?jīng)_斷構(gòu)造帶的發(fā)育，使西昌市西部牦牛山一帶的中生代地層發(fā)生構(gòu)造拆離，形成褶皺構(gòu)造，高原東緣年輕山系快速隆升，主要河流快速下切，地貌邊界帶形成。根據(jù)河流下切深度，估計(jì)此階段高原隆升幅度可能在2 000～2 500 m，深切谷地與山頂面之間地形高差超過3 000 m，螺髻山等山地可能達(dá)到了現(xiàn)今的海拔高度。西昌市的構(gòu)造地貌格局基本形成[23,37]。

在上新世(N2)晚期到早更新世(Q1)的伸展斷陷階段(N2—Q1)，安寧河和則木河等斷裂進(jìn)入到構(gòu)造相對穩(wěn)定階段，氣候進(jìn)入冰凍時(shí)期，在攀西深切河谷中冰川逐漸演化成昔格達(dá)湖盆，在湖盆中加積了300 m厚的砂泥巖沉積(表1)。

在元謀運(yùn)動階段(Q1-2)，走滑擠壓-盆嶺構(gòu)造組合形成于擠壓收縮轉(zhuǎn)向走滑擠壓的時(shí)期。該期構(gòu)造變形在宏觀上造就了西昌市盆嶺構(gòu)造地貌的基本輪廓。這次構(gòu)造變動不僅導(dǎo)致了昔格達(dá)湖盆的消失和昔格達(dá)組(N2Q1x)的變形，也使中侏羅世的泥質(zhì)粉砂巖、砂巖逆沖于早更新世昔格達(dá)組(N2Q1x)的粉砂層之上，而且使高原進(jìn)一步抬升，從而缺失中更新世地層。西昌市進(jìn)一步抬升，安寧河河谷發(fā)育了6級階地(圖4)[23,37]。則木河活動斷裂帶因走滑拉分形成邛海盆地等，形成盆山結(jié)構(gòu)。盆地邊緣較為低洼的地方有一些中更新世的物質(zhì)堆積[33]。

共和運(yùn)動階段(Q3-4)，走滑擠壓變形構(gòu)造組合的動力學(xué)環(huán)境主要為擠壓走滑(表1)。則木河、安寧河等活動斷裂帶的走滑運(yùn)動更加突出。在邛海、大箐梁子和拖木溝等地沉積形成全新統(tǒng)邛海群(Q4qh)[23,37]，斷裂則以強(qiáng)烈的抬升運(yùn)動為主，致使邛海盆地相對于其西側(cè)的滬山斷塊大約下陷130 m。頻繁的地震活動和連續(xù)的斷錯(cuò)地貌反映了該期構(gòu)造組合的特征，如大箐梁子強(qiáng)烈隆升，坡中谷、斷層崖、地表破裂等地震斷裂地貌形成(圖3，圖4)[33]。大箐梁子的強(qiáng)烈隆起使得從南東向北西流的古則木河改道反向南流，其斷頭河即為鵝掌河[33]。

4 新構(gòu)造活動的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)討論

新構(gòu)造運(yùn)動時(shí)刻影響著生態(tài)地質(zhì)環(huán)境[21-23]。新構(gòu)造運(yùn)動不斷地改變西昌市地貌，引起了氣候和水環(huán)境的變化，影響著生態(tài)環(huán)境的演化。隆起和斷陷斷塊的差異性活動加劇了地貌演化與地表過程。斷裂的掀斜運(yùn)動改變了地表水系格局與地?zé)徇\(yùn)移等現(xiàn)象[40]。

4.1 新構(gòu)造活動與氣候

青藏高原的隆升與亞洲季風(fēng)、北非干旱化以及新生代全球3次變冷等現(xiàn)象密切相關(guān)，而秦嶺也是我國亞熱帶季風(fēng)氣候和溫帶季風(fēng)氣候的分界線。因此，造山運(yùn)動能改變大氣環(huán)流的面貌，引起不同時(shí)空尺度的氣候改變。

4.1.1 新構(gòu)造活動與古氣候

西昌市位于揚(yáng)子陸塊西緣，經(jīng)歷多期次的構(gòu)造活動，形成了前震旦紀(jì)基底(AnZ)及震旦紀(jì)—白堊紀(jì)(Z—K)的沉積蓋層。新生代以來，受印度—?dú)W亞大陸碰撞及青藏高原隆升的影響，沉積蓋層褶皺成山，本區(qū)形成了現(xiàn)在的地貌皺型。青藏運(yùn)動(N1-2)和元謀運(yùn)動(Q1-2)造成地殼間歇性和差異性升降，并發(fā)生局部翹起和陷落，奠定了現(xiàn)今盆嶺地貌格局。共和運(yùn)動(Q3-4)階段，地殼升降運(yùn)動仍在強(qiáng)烈進(jìn)行，主要河流不斷下切。

蔣實(shí)等[41]通過安寧河谷青龍山昔格達(dá)組垂向剖面研究發(fā)現(xiàn)，昔格達(dá)組在該剖面的底部為青灰色和灰黃色巖層交錯(cuò)沉積，向上巖層逐漸過渡到以紫色泥巖和灰黃色粉砂質(zhì)泥巖為主的沉積物，沉積物礦物類型及Th/U值逐漸減小等變化說明氣候由上新世的干燥、寒冷逐漸向更新世溫和、潮濕轉(zhuǎn)變。安寧河Ⅰ～Ⅲ級階地孢粉記錄表明，0.010 3～0.004 1 Ma形成的I級階地沉積以針葉裸子植物為主的常綠針葉林，說明此時(shí)氣候溫和、較濕或輕濕； Ⅱ級階地形成時(shí)期為0.026～0.016 Ma，階地頂部及上部沉積森林草原相關(guān)的植被，說明氣候溫和、或溫涼輕爽或輕潤； 中部至下部沉積以松為主的常綠針葉林，說明氣候溫和、較濕或輕濕； III級階地形成時(shí)期為0.046～0.030 Ma，孢粉記錄揭示該階段沉積以針葉裸子植物松為主組成的常綠針葉林，氣候溫和、較濕?？傮w來看，0.046 Ma以來，安寧河谷氣候總體為溫和、較濕或輕濕，期間出現(xiàn)過2次以上比較明顯的變化及波動[42]?？梢?，西昌市古氣候的變化與安寧河河谷新構(gòu)造運(yùn)動演化密切相關(guān)。

4.1.2 新構(gòu)造活動與現(xiàn)代氣候

西昌市屬于亞熱帶干熱峽谷氣候，在全國氣候區(qū)劃中是南亞熱帶西段的一個(gè)孤島[43]，氣候總體具有熱量豐富、光照充足，氣溫年較差小、日較差大，干、雨季分明，四季之分不明顯，垂直氣候差異明顯等特點(diǎn)，小氣候復(fù)雜多樣，在河谷和半山暖潤地區(qū)表現(xiàn)尤為突出。西昌的海拔與緯度相對攀枝花高一些，因而具有紫外線強(qiáng)、多風(fēng)、溫度相對較低、雨季降水量相對較少等特點(diǎn)。

該地區(qū)北接川西高山，南鄰云南高原，東抵四川盆地，西靠橫斷山系，南北縱向排列的嶺谷起伏高差懸殊。冬半年時(shí)，本區(qū)受南支西風(fēng)急流影響，云雨較少，形成干季； 夏半年時(shí)，印度洋暖濕氣流沿平直河谷急速北流，水汽被輸送到北部地勢增高之處形成地形降雨。而南北縱向排列的嶺谷地形波導(dǎo)致水熱條件在EW向的波動，形成明顯的降水波狀起伏分布曲線。由于地形和光熱條件的差異，西昌市形成了完整的層次分明垂直氣候帶譜[43-45]，多年平均降雨量、多年平均氣溫和土壤植被的分布均呈明顯的垂向分帶特征(圖6，圖7): 在西昌中部的安寧河谷和邛海盆地形成高溫多雨、光照豐富的干爽氣候，在雅礱江峽谷形成干旱少雨、高溫酷暑的干熱峽谷的氣候，而在螺髻山、牦牛山等高山區(qū)則形成高寒氣候。西昌市獨(dú)特的垂直氣候分帶與新構(gòu)造活動形成的獨(dú)特地貌密切相關(guān)。

圖6 西昌市多年平均降雨量(左)和多年平均氣溫(右)分布(數(shù)據(jù)據(jù)四川省氣象局)

圖7 牦牛山區(qū)土壤和植被的垂向分帶示意

4.2 新構(gòu)造與水資源環(huán)境

新構(gòu)造是水系發(fā)育的基礎(chǔ)，水系是新構(gòu)造的反映。新構(gòu)造運(yùn)動對地下水的形成、分布、運(yùn)移和富集以及化學(xué)性質(zhì)都具有重要的控制作用[46]。

4.2.1 新構(gòu)造與河流演化

西昌市主河道有雅礱江、安寧河、鵝掌河、則木河、東河、西河、海河、關(guān)壩河和小青河等(圖2)。

安寧河為NS走向，全長337 km，水面平均寬73 m，平均流量217 m3/s，是雅礱江下游左岸最大支流。安寧河谷平原面積約1 800 km2，是川西南最大的河谷平原。如今安寧河流量與所形成的河谷規(guī)模極不匹配。大渡河支流南椏河存在大量廣谷平川的殘遺景觀以及野雞洞古河道的延伸方向等現(xiàn)象表明，安寧河和大渡河在地質(zhì)歷史時(shí)期可能是同一條河流，昔格達(dá)組碎屑鋯石的U-Pb研究結(jié)果支持這一論斷[20]。安寧河昔格達(dá)組沉積物的碎屑鋯石的U-Pb年齡譜與現(xiàn)代大渡河的碎屑鋯石具有相似的U-Pb年齡分布，證實(shí)在昔格達(dá)組沉積期間大渡河與安寧河之間是相互連通的[20]，我們把這一時(shí)期相連通的河叫古大渡河。上新世(N2)，古大渡河由今南椏河河道經(jīng)菩薩崗沿今安寧河谷向南流，最后匯入古雅礱江(圖7)。然而，安寧河現(xiàn)代河沙的碎屑鋯石年齡譜特征迥異于大渡河碎屑鋯石，這說明大渡河與安寧河的連接在早-中更新世(Q1-2)或之后被切斷[20]?？梢?，今安寧河河道和南埡河河道在早—中更新世(Q1-2)或之前是古大渡河的河道(圖8)，隨后，青藏高原南東塊體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使鮮水河—小江斷裂系反向弧突部位積累巨大勢能，形成小相嶺(菩薩崗)隆起[20]，該事件造成古大渡河下游總體偏移11 km和左旋7 km。這種位移可能使古大渡河南北兩段斷開，導(dǎo)致河網(wǎng)重組[47-48]： 北面的古大渡河北段被迫向東切開大瓦山，流向四川盆地，形成今大渡河下游匯入岷江； 古大渡河在菩薩崗以南的河道則成為斷頭河，繼續(xù)南流，形成安寧河匯入雅礱江； 而古大渡河的菩薩崗—石棉段掉頭往北流，形成南埡河，并在石棉匯入今大渡河(圖8)。此外，在更新世晚期—全新世(Q3—Q4)的共和運(yùn)動階段，大箐梁子強(qiáng)烈隆起導(dǎo)致古則木河在大菁梁子以南從NW流向改道SE流向，而古則木河在大菁梁子以北的河道則繼續(xù)NW流向[33]，形成現(xiàn)在鵝掌河匯入邛海(圖3，圖8)?？梢?，河流演化除受制于水文、氣候等外營力條件外，又受新構(gòu)造運(yùn)動、地質(zhì)構(gòu)造、基巖等內(nèi)營力作用的影響。

圖8 大渡河和則木河改道示意圖[20-33]

河流及水系的平面格局明顯反映了新構(gòu)造運(yùn)動特征。由于新構(gòu)造活動斷裂帶內(nèi)巖石破碎，未固結(jié)，易侵蝕，便于河流取道，因而河流總是沿?cái)嗔褞Оl(fā)育。雅礱江西昌段總體上受NNW向斷裂控制，從北往南流，僅在馬鞍山、銀廠、白馬等地河道出現(xiàn)較大的“U”型彎曲。安寧河受單一的NS向斷裂控制，呈平直狀從北往南流。鵝掌河則沿則木河斷裂呈NWW向展布。牦牛山、磨盤山、螺髻山受新構(gòu)造運(yùn)動的影響而相繼隆起，構(gòu)成重要的分水嶺。牦牛山、磨盤山東側(cè)和螺髻山西側(cè)水系匯入到安寧河中，而牦牛山、磨盤山西側(cè)水系流入雅礱江中。這些次級水系順地形坡面呈樹枝狀和平行狀展布，這種展布格局與近EW向的平行斷裂和軸向SN的褶皺構(gòu)造有關(guān)。邛海—太和是安寧河斷裂和則木河斷裂的交匯部位，屬于下沉的凹陷地區(qū)，因而官壩河和鵝掌河流域的水系集中匯入邛海再流入安寧河。安寧河谷一般寬3～5 km，但在太和段，由于構(gòu)造的交匯，其寬度最大可達(dá)11 km。安寧河斷裂帶的差異隆升致使安寧河?xùn)|西兩側(cè)形成不對稱水系： 西岸水系呈樹枝狀和平行狀且密度大，水短流急，而東岸水長流緩，密度小，呈平行狀。此外，安寧河斷裂的左旋水平運(yùn)動常使東側(cè)支流的河口向北錯(cuò)移或受牽引而朝北彎曲。

4.2.2 新構(gòu)造與地下水

西昌市地下水資源豐富，主要類型為平原、盆地孔隙水、裂隙水和層間水[49]。研究認(rèn)為，活動斷裂對地下水的運(yùn)移、連通更具有重要意義，斷裂規(guī)模越大和活動性越強(qiáng)，富水性也越強(qiáng)?？傮w來看，西昌市地下水分布格局及含量特點(diǎn)與安寧河等新構(gòu)造位置、性質(zhì)和強(qiáng)度相吻合。

安寧河、則木河斷裂帶出現(xiàn)各種泉，主要有爾烏泉、太和溫泉群、川興溫泉等。爾烏泉域泉水H-O同位素研究顯示，爾烏泉泉水補(bǔ)給來源于非現(xiàn)代大氣降水，且泉水的補(bǔ)給來源較遠(yuǎn)，經(jīng)歷較長的徑流時(shí)間?？梢姡顒訑嗔芽蓸?gòu)成大氣降水、潛水和基巖水的通道，使其相互補(bǔ)給，還可使地殼深處的水沿?cái)嗔褔姵觯纬扇驘崴猍50]。安寧河構(gòu)造不僅控制地下水資源在水平方向上的分布，還控制著地下水資源在垂直方向上的分布[49]： 安寧河谷的第一含水層分布在漫灘和一級階地中的全新統(tǒng)河流沖洪積物中，厚10～70 m，埋深0.5～7 m，鉆孔出水量1 000～5 000 m3/d[49]； 第二含水層由上更新統(tǒng)冰水堆積的含泥砂礫石層組成，富水性變化大，埋深1～18 m，鉆孔出水量30～500 m3/d[49]； 第三含水層為中下更新統(tǒng)冰磧、冰水堆積含泥砂礫石層，頂板埋深60～170 m，含水層有效厚度9～88 m，承壓水位4～32 m，鉆孔出水量100～1 000 m3/d[49]； 第四含水層為上新統(tǒng)昔格達(dá)組，深埋在200 m 以上，含水層厚度大于300 m，鉆孔出水量100～1 000 m3/d[49]。

4.3 新構(gòu)造與地質(zhì)災(zāi)害

根據(jù)西昌市地質(zhì)災(zāi)害詳查報(bào)告，西昌市地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育，目前已發(fā)現(xiàn)153處地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)，其中，安寧河流域的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)達(dá)122處，雅礱江東岸發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)有31個(gè)。這些災(zāi)害點(diǎn)和安寧河斷裂、雅礱江斷裂的展布方向基本一致(圖9)，表明新構(gòu)造運(yùn)動與地質(zhì)災(zāi)害存在成因聯(lián)系[51-53]。

地質(zhì)構(gòu)造控制了地貌的發(fā)育，地貌的形成為地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育提供了地形條件[54]。前已述及，安寧河、則木河等斷裂活動造成的地殼差異化隆升，是西昌谷嶺地貌形成的根本原因。雅礱江、安寧河等河流深切，與周邊螺髻山、牦牛山等岸坡間重力勢差增大，從而為崩滑流災(zāi)害的發(fā)生提供了基本運(yùn)動條件。此外，斷裂差異化抬升也會造成地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)數(shù)量在斷裂兩盤不對稱的分布。安寧河斷裂差異化抬升，東側(cè)高于西側(cè)，因而地質(zhì)災(zāi)害具有東強(qiáng)西弱的特征[51-52]。新構(gòu)造多期次構(gòu)造運(yùn)動的疊加使巖體完整性降低，易于風(fēng)化，同時(shí)由于破碎帶的影響，其風(fēng)化深度更大，形成大量堆積的松散土體或巖體，為地質(zhì)災(zāi)害的形成提供了物源條件[54]。砂泥巖等軟弱巖組節(jié)理裂隙發(fā)育，極易風(fēng)化，經(jīng)構(gòu)造破碎，形成較厚的殘坡積層，從而利于滑坡、崩塌及不穩(wěn)定斜坡的形成。據(jù)統(tǒng)計(jì)，安寧河、則木河等活動斷裂通過昔格達(dá)組、小壩組等砂礫泥巖地層時(shí)的地質(zhì)災(zāi)害最為發(fā)育，地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布面密度達(dá)到13.5處/100 km2。此外，斷裂破碎帶重疊區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害更易發(fā)生。則木河斷裂、大箐斷裂和核桃村斷裂交錯(cuò)重疊，致使鵝掌河地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害呈簇狀分布，災(zāi)害十分嚴(yán)重[33,51-53]。構(gòu)造裂隙及斷層面常與卸荷裂隙組成向臨空面的不利組合，為崩塌及巖質(zhì)滑坡的形成提供條件[54]。沿則木河斷裂變形帶向南至大箐梁子，可見多處沿?cái)嗔炎呦虼闋畎l(fā)育的滑坡，均反映出了構(gòu)造面對災(zāi)害的制約。鵝掌河4號滑坡前緣由于則木河主斷裂帶通過，其滑坡區(qū)由東向西主要表現(xiàn)為構(gòu)造碎裂巖帶—強(qiáng)劈理化帶—弱劈理化帶的分帶特征，變形強(qiáng)度由東向西遞減； 由于順坡向的陡傾片理為地表水的入滲提供了良好的通道，加之斜坡前緣的河流切割，最終導(dǎo)致滑坡整體下滑[51-53]。

4.4 新構(gòu)造與地震

西昌地處安寧河、則木河斷裂帶交匯部位，是地震高發(fā)區(qū)之一，歷史上發(fā)生過多次強(qiáng)烈地震。地震震中分布與安寧河和則木河斷裂帶走向基本一致，反映斷裂帶與地震之間的關(guān)系極為密切[35-36]。

西昌1850年7.5 級地震的震源機(jī)制解節(jié)面錯(cuò)動方式與安寧河—則木河斷裂的力學(xué)性質(zhì)及活動方式一致，也支持這一看法。印亞板塊持續(xù)碰撞，安寧河—則木河斷裂帶、鮮水河斷裂帶、小江斷裂帶和大涼山斷裂帶構(gòu)成“川滇菱形塊體”，安寧河—則木河斷裂帶就是“川滇菱形塊體”東邊界上的一條重要的活動斷裂帶。安寧河—則木河斷裂帶受NW—NWW向壓應(yīng)力作用影響，在新生代得以繼承和發(fā)展，目前仍以左旋走滑兼擠壓為主?！按ǖ崃庑蔚貕K”在現(xiàn)今NW向構(gòu)造應(yīng)力場作用下向SE方向滑動，相應(yīng)的安寧河—則木河斷裂帶也會向NW發(fā)生反時(shí)針的水平錯(cuò)動[33]。地震是斷裂構(gòu)造強(qiáng)烈活動的反映(圖9)。深部重力異常圖顯示，西昌市存在一EW向的隱伏構(gòu)造。則木河斷裂、安寧河斷裂和隱伏的NW向斷裂相交，形成地質(zhì)上特殊的三角形構(gòu)造部位。由于則木河斷裂比安寧河斷裂深度淺且生成晚，則木河斷裂的反扭受安寧河斷裂和隱伏斷裂所阻，斷裂構(gòu)成的三角形地塊成為應(yīng)力集中區(qū)，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到足夠的強(qiáng)度，驟然釋放，產(chǎn)生地震[33,37]。

注： 地震數(shù)據(jù)據(jù)四川省地震局公開數(shù)據(jù)，地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)據(jù)西昌市地質(zhì)災(zāi)害詳查報(bào)告

5 結(jié)論

(1)西昌市新近紀(jì)以來的5階段新構(gòu)造運(yùn)動造成了該地區(qū)普遍褶皺和斷裂，表現(xiàn)出強(qiáng)烈性、差異性、振蕩性、繼承性和新生性等特征。

(2)新構(gòu)造運(yùn)動導(dǎo)致了西昌市現(xiàn)今的地貌格局，控制了山河湖泊的分布，形成了獨(dú)特的局部氣候，也直接或間接地控制著本區(qū)地質(zhì)災(zāi)害和地震的發(fā)育。

(3)新構(gòu)造運(yùn)動直接或間接地控制著西昌市地質(zhì)環(huán)境的演化，在地質(zhì)災(zāi)害防治、生態(tài)保護(hù)修復(fù)和國土空間用途管制等工作中，需要充分考慮新構(gòu)造運(yùn)動這一要素，最大限度地達(dá)到人類活動和自然環(huán)境的協(xié)調(diào)。

致謝：中國自然資源航空物探遙感中心聶洪峰正高級工程師、肖春蕾高級工程師和郭兆成高級工程師，中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心李建星教授級高級工程師、李富正高級工程師、陳敏華高級工程師和黃勇工程師，中國地質(zhì)大學(xué)(北京)張振杰副教授，四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局攀西地質(zhì)隊(duì)謝恩順高級工程師、李雁龍高級工程師、肖啟亮高級工程師、曾建高級工程師、文登奎工程師，成都理工大學(xué)趙銀兵副教授、李樋博士研究生，以及華東冶金地質(zhì)勘查局段聲義助理工程師對本研究的開展和本文的撰寫提供了大量幫助，土壤數(shù)據(jù)收集自涼山彝族自治州農(nóng)村農(nóng)業(yè)局，在此一并表示衷心的感謝。