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大河坝沟景区:构造条件及地层变形与峡谷成因

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:在大河坝沟景区,大河坝沟逆断层以东西走向横切景区,该断层经历先期挤压、后期张裂的构造作用,这是形成窟窿洞天景观的基础。图6-13逆断层景观(二)褶皱褶皱对景观的贡献有两个方面,一是对大型地貌如山峰、沟谷的形成提供构造背景,二是褶皱形迹直接形成景观。强烈频繁的新构造运动,直接参与园区地质构造景观的形成,奠定了园区南高北低的格局。

大河坝沟景区:构造条件及地层变形与峡谷成因

地质构造运动对园区地形的塑造起着重要的作用,而地质构造作用留下的构造形迹直接形成了官鹅沟国家地质公园内的某些地质构造景观。

(一)断层

1.断层对地貌形成的控制作用

断层对景观地貌的形成,表现为两个方面的控制作用。一方面,断层的垂直运动造成地貌上的垂直变化,比如正断层上盘向下的运动,形成一些断坎、台地或沟谷等负地层;逆冲断层上盘向上运动,则使得地层抬升,形成高出周边地形的山峰、高地等正地形。另一方面,断层水平方向的展布或运动,控制了区域地层及主体地貌骨架的走向,园区发育多条规模不等的断层(表5-1),其中穿过园区的鸭子滩-秦峪和花儿滩-通北口断层,是两条区域性的大断裂,控制了区内地层的展布方向和主要的构造线(图4-1、图5-1),是公园内山体总体呈近东西-北西西向展布的主要原因。

在以上两组主要断裂构造影响下,公园内岩石地层的破裂、节理构造极为发育,将岩石切割成不同的块体(如图5-8),形成陡壁悬崖、峡谷、一线天等,为峰林、峡谷和岩溶等地质遗迹的形成奠定了基础。特别是在公园南部石灰岩地区,在三个景区南北不足10 km宽的范围内,发育有30多个峡谷。这些峡谷大多与地层走向、水系流向高角度相交,是构造作用和流水共同作用的结果。如图6-11,在北西-南东向挤压应力作用下,通天峡一带发生剪切破裂,剖面上形成“X”形剪节理破裂,在流水作用下,形成了现今的“之”字形峡谷形态。在大河坝沟景区,大河坝沟逆断层以东西走向横切景区,该断层经历先期挤压、后期张裂的构造作用(见图2-35),这是形成窟窿洞天景观的基础。

由于断层横向切过官鹅沟国家地质公园区的主要沟谷,在大河坝沟、官珠沟、缸沟都有断层的横断面露头,大气降水、雪山融水沿着断层上盘的节理、层理渗入地下,遇到断层带的断盘间相互挤压推覆带,形成挤压揉皱、韧性剪切带里的断层泥-隔水层,地下水在断层带中汇聚,在峡谷主流切割的断崖处,泉水外溢,形成断层上升泉、下降泉,从而形成“悬瀑”景观。因此,断层对这些瀑布的形成也有着重要的控制作用。

图6-11 通天峡“之”字形峡谷与区域应力关系

2.断层遗迹景观

断层作用的遗迹,本身就是一些观赏性很强的地质构造遗迹。如在马圈沟景区南部红砂流沟西侧分支沟口处,有一高角度正断层,上盘下降、下盘上升明显,断层面比较平直。断层两盘一层厚层状灰岩刚好被错开,断距即为该层灰岩厚度,约为2 m,旁侧牵引褶曲、次级张裂隙明显,为一极典型的小型正断层,见图6-12。

图6-12 正断层景观(马圈沟景区红砂流沟西分支沟口处,王新春等,2004)

在官珠沟景区官珠沟南部十八相会附近,有一个逆冲断层,见图6-13。断层面呈45°角状产出,上下两盘岩石为薄层状砂板岩,两盘间形成宽10~50 cm的挤压破碎带(图片中部对角产出),两盘拖拉,牵引构造反映了该断层多次活动的特征,总体为上盘上升,下盘下降。同样,从大河坝沟和平人家龙家乐院内穿过的逆冲断层,形成了宽2 m多的断层破碎带,其中的断层泥、角砾岩、透镜体等(见图5-9),对认识断层的形成过程,具有很直观的科普意义。

图6-13 逆断层景观(官珠沟南部十八相会附近,王新春等,2004)(www.xing528.com)

(二)褶皱

褶皱对景观的贡献有两个方面,一是对大型地貌如山峰、沟谷的形成提供构造背景,二是褶皱形迹直接形成景观。

褶皱对地貌形成的控制,最普遍的是我们经常说的向斜成山、背斜成谷。如图6-14,背斜顶部由于受到拉张应力的作用,平行于背斜轴面的劈理、节理发育,岩石容易破碎,在流水和风力作用下,这些破碎的岩石容易被侵蚀、搬运而形成谷地。而在向斜槽部,由于受到挤压应力的作用,岩石不容易发生张性破碎,不易被侵蚀,反而形成山岭。如雷古山,由于二叠系形成一个巨大的向斜(见图5-13),向斜核部岩层,沿马鬃岗梁南-雷古山一线形成一条长约20 km的北西西向展布的高大的山脉,横亘在公园南部,是公园内地势最高的地区,也是公园内大多数河流的发源地。

图6-14 向斜成山、背斜成谷示意图

公园及周边经历多次构造作用影响,褶皱极为发育,从公园南部到北部发育大大小小的褶皱20个,见表5-2、图5-11和图5-12。这些褶皱是园区内一些山、谷形成的重要地质控制因素。但是受穿过园区断层的影响,加上后期风化侵蚀强烈、植被覆盖严重等因素,较大规模的褶皱及其对地貌的控制作用,在野外并不容易被观察到。

而一些小规模的简单褶皱,形成易于观察的野外露头,构成地质景观。如官珠沟景区中部官鹅沟西侧沟边发育一系列的向斜和背斜构造,岩层为隆务河群第三岩性段中厚层状灰岩。向斜核部岩石较破碎,局部具香肠状构造,呈紧密褶皱,向两翼逐渐开阔,演变为开阔型向斜,如图6-15。背斜构造枢纽呈弧状,属不对称歪斜背斜,向上部逐渐变为尖棱状背斜,如图6-16。

图6-15 官鹅沟西侧沟边向斜(王新春等,2004)

图6-16 官鹅沟西侧沟边背斜(王新春等,2004)

另外,在断裂带内或褶皱的核部,多发育一些次级褶皱,表现为尖棱褶曲、不对称或波浪式褶曲等,如在花儿滩断裂带下盘的层内褶皱带,宽约50 m的范围内出现了30多个尖棱褶皱、同斜褶皱、歪斜褶皱等(见图5-8),这些都是非常美观的地质构造景观。

(三)新构造

新构造活动也是官鹅沟国家地质公园地貌形成的重要因素。官鹅沟国家地质公园所在西秦岭地区,位于印度板块与欧亚板块的碰撞带远程效应的最前端,新构造活动非常强烈。据GPS观测研究,该地区的地壳变量每年可达20 mm(王琪等,2001),造成西秦岭地区活动断层发育。由于处于青藏高原推挤作用的前缘,这里的构造活动以逆冲推覆为主,如穿过园区的鸭子滩-秦峪断层和花儿滩-通北口断层,早期为一大型由北向南的韧性推覆带,晚期为由南向北逆冲,断裂带在第四纪以来具有强烈的构造活动和地震活动(郭进京,2009)。

青藏高原的推挤作用直接导致西秦岭地区隆升为现今的高大山脉,在距今1万年以来,西秦岭隆升速度达到6 mm/年(亓亮,2007)。强烈频繁的新构造运动,直接参与园区地质构造景观的形成,奠定了园区南高北低的格局。抬升作用促使流水不断下切,对中部峡谷景观、北部河流阶地的形成有重要影响。

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