1∶25万常德市幅区域地质调查主要进展及成果

柏道远，马铁球，王先辉，陈渡平，彭云益，周柯军，李 纲，黄文义

(湖南省地质调查院，湖南 长沙 410011)

0 引 言

前人对洞庭湖盆地第四纪地质的调查由来已久，在第四纪沉积、环境特征与演化过程、构造活动特征、湖泊演变趋势等方面取得了大量成果认识[1-12]。从已有资料来看，前人工作一般是关于第四纪洞庭盆地的整体性与概略性研究，很少涉及其内部不同构造单元的细节特征，对有关洞庭盆地第四纪地质问题如盆地构造性质与构造活动特征、近代洞庭湖演变成因、第四纪气候环境演变等存在不同认识[13]。

1∶25万常德市幅大部跨第四纪洞庭盆地，笔者2006—2009年在进行该图幅区域地质调查(同时进行的尚有东邻的1∶25万岳阳市幅区域地质调查)中，开展了洞庭盆地第四纪地质专题研究。项目在详细的野外地质调查、大量的钻孔资料和分析测试工作基础上，针对上述问题对洞庭盆地第四纪地质特征(具体研究区尚跨江汉盆地南部[14])及演化进行了重点研究，在不同构造单元的构造-沉积特征与环境演化[15-23]、第四纪气候与环境演化过程[24-28]、盆地性质和构造活动特征及其动力机制[24,29-31]、构造-沉积地貌类型划分及其特征[32,33]等方面取得大量研究进展[34]，极大地提高了区域第四纪地质研究水平。

1 第四纪洞庭盆地构造单元及其地质环境演化

第四纪洞庭盆地由澧县凹陷、临澧凹陷、太阳山(次级)隆起、安乡凹陷、赤山(次级)隆起、沅江凹陷等次级构造单元组成(图1)，西、南、东三面分别为武陵隆起、雪峰隆起和幕阜山隆起，北为江汉盆地。洞庭盆地与江汉盆地在西段相接，东段以华容(次级)隆起相隔。隆起区地势一般显著高于相邻的凹陷区，前者多为低山丘陵与岗状平原，后者多为波状平原与低平原。上述隆—凹构造格局主要受第四纪正断裂控制(图1)。

项目以大量钻孔资料和详细的地表地质调查为基础，通过沉积、地貌及地质构造(断裂、掀斜、褶皱等)等分析，分别对洞庭盆地各次级构造单元(包括澧县凹陷[15，16]、临澧凹陷[22，23]、安乡凹陷[21]、赤山隆起[20]、沅江凹陷[19]、华容隆起[17，18]等)及其周缘的第四纪构造活动、沉积特征及环境演化等进行了详细解剖，从而揭示出洞庭盆地第四纪构造-沉积作用的横向差异。

图1 洞庭盆地与邻区第四纪构造格局及第四系等厚图

2 第四纪气候、环境演化过程

对新施工的汉寿县两护村ZKC1孔岩心进行了大量的沉积物年龄(ESR和OSL)、孢粉、磁化率、地球化学、沉积物粒度、重砂等样品的分析测试，从而为洞庭盆地第四纪沉积时代、第四纪气候与环境演化过程等提供了新的约束。

根据ZKC1孔沉积物孢粉组合特征、系统的主量、微量、稀土元素分析及粒度和磁化率测定，结合构造-沉积演化和区域气候背景，重塑洞庭盆地上新世末以来的气候演化过程[25,27,28]：早更新世为冷干→暖湿→冷干→暖湿，中更新世为冷干→暖湿→冷干→温湿→暖湿，晚更新世为寒冷→温湿→寒冷，全新世总体为温湿—暖湿。这一过程与中国东部第四纪气候演化基本吻合。

结合钻孔岩性和岩相变化以及区域地质和地理背景，对ZKC1孔沉积重矿物组成特征进行的研究表明[24]：洞庭盆地存在幕式断陷活动，早更新世早期、早更新世末期和中更新世中—后期等3个时期强烈断陷沉降，相对湖平面上升，来源于盆地南缘中段的资江河水部分向西注入安乡凹陷，导致ZKC1孔华田组下段下部、汨罗组顶部、洞庭湖组上段等相应层位中的锆石、金红石、锐钛矿和菱铁矿等(主要来源于资江流域)含量显著增高。其他时期断陷作用较弱，河湖水位低，沅水和资江分别沿其主水道于赤山隆起西侧和东侧向北汇入长江，导致ZKC1孔相应沉积层位中锆石、金红石、锐钛矿和菱铁矿的含量明显偏低。

对曾被认为属冰川成因的津市黄牯山泥砾混杂堆积进行了详细的野外考察，提出其为泥石流产物[26]，主要证据包括泥砾混杂堆积下细上粗的层序特征、混杂堆积中砾石的定向性、砾石表面沿层理产生差异风化形成所谓“冰川擦痕”的假象、黏性泥石流至稀性泥石流堆积的快速相变、无冰川堆积所需要的高海拔山地等。

3 构造-沉积地貌类型划分

首次提出构造-沉积地貌类型的概念并对图区进行第四纪地质与环境研究。笔者以第四纪构造活动、沉积作用以及现今地势高低和地貌形态特征为主要依据，于1∶25万常德市幅厘定出抬升剥蚀中低山(Ⅰ)、抬升剥蚀丘陵(Ⅱ)、沉积-抬蚀丘陵(Ⅲ)、沉积-抬蚀岗状平原(Ⅳ)、残坡积岗状平原(Ⅴ)、孤山(Ⅵ)、沉降沉积-抬蚀岗状平原(Ⅶ)、沉降沉积-抬升波状平原(Ⅷ)、稳定沉积低平原(Ⅸ)、沉降沉积低平原(Ⅹ)等10种构造-沉积地貌类型(表1,图2)，其不仅反映出地表地理环境暨地貌特征，同时提供了直观表达不同地区第四纪地层、构造特征及其反映的地质与环境演化过程的有效途径[32]。

表1 构造-沉积地貌类型划分

图2 1∶25万常德市幅构造-沉积地貌图[32]

4 盆地性质、构造活动特征及动力机制

目前对第四纪洞庭盆地构造性质与构造活动特征的认识尚存在一定分歧[2,4,5,7,9]。为此，本次工作对洞庭盆地第四纪构造活动特征进行了更为详细、深入的研究。

早更新世—中更新世中期洞庭盆地处于断陷阶段，区域构造活动的主要表现有[30]：① 盆地及次级凹陷边界受NNE、NW、EW和SN向等4组正断裂控制；② 各次级凹陷强烈沉降并接受沉积，沉降中心位于凹陷内部或中央而远离边界断裂；断裂上盘局部可具明显沉降；③ 随着盆地逐渐扩张，断陷活动向东、西边缘迁移；④ 盆地断陷活动具幕式特征，总体可分为早更新世早期、早更新世晚期和中更新世早—中期等3个裂陷幕；⑤ 盆地北面的华容隆起具明显构造沉降，盆地周缘其他隆起及盆地内部的赤山隆起具有脉动式抬升；⑥ 赤山隆起构造较稳定期和构造抬升期分别对应于安乡凹陷缓慢沉降期和快速沉降期。

中更新世晚期以来洞庭盆地处于拗陷阶段，其中中更新世晚期洞庭盆地整体抬升并遭受剥蚀，在盆地东缘和西缘产生倾向盆地的构造掀斜，局部第四系变形形成褶皱；晚更新世—全新世洞庭盆地主体产生拗陷沉降并接受沉积，盆地周缘部分地区存在小幅度抬升[30]。

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