宕昌官鹅沟所在的岷江和白龙江流域,处于我国秦-祁-昆东西向构造带与贺兰-川滇南北向构造带的交汇部位,也位于青藏高原东北缘最前端(图6-28中灰色位置),大地构造位置独特,构造活动强烈,演化历史漫长。官鹅沟国家地质公园就是在这样的构造环境中形成的。
图6-28 中国大陆地质构造简图
岷江-白龙江流域断裂构造极为发育,据李淑贞等(2015)统计,发育不同性质、不同规模的断层142条。总体上,断层走向为北西向和北东向(以武都为界,北部断裂走向以北西向为主,南部走向以北东向和近东西向为主),进一步可分为北西西向、北西向、北北西向、北北东向、北东向和北东东向六种走向(图6-29)。其中,北西向断层数量最多,有98条,规模最大,长度最长大于180 km,大部分长度集中在10~35 km范围内,宽度最大处达1500 m,最小为2 m,大部分为5~20 m;北东向断层规模较小,长度多数集中在15~25 km范围内,宽度多为5~20 m。断层破碎带明显,次级断裂发育,局部断裂两侧发育次级羽状小断裂,致使岩石普遍碎裂化程度高。在断层带附近,地形地貌特征基本都为线性负地形,下切侵蚀明显,延伸较稳定,断层两侧多见陡壁,破碎化程度较高,多见断层角砾岩和碎裂岩,局部有擦痕、镜面和断层泥,部分断层有轻微糜棱岩化现象等。
图6-29 是利用遥感图像解译出来的断裂构造分布图。从这个图上可以看出,官鹅沟国家地质公园所在的位置,是西秦岭地区及岷江-白龙江流域断裂活动不发育的地区之一。公园南北各有一条北西西-近东西向的断裂穿过,即北部的缸沟-官鹅沟村北断裂和南部的鸭子滩-秦峪断裂。有意思的是,在这个图上,公园中部的花儿滩-固主断裂没有被解译出来,可能是由于植被覆盖太多,断层以逆冲为主,而且断层面在平面上呈波状弯曲(见图4-1),而遥感图像对于非线性构造较难识别。但是,在公园内部解译出来了三条近北东向的线性构造,是性质不明的断层。这些断层与公园内缸沟、官鹅沟、大河坝沟的走向大致一致。
按照断层活动特征,李淑贞等(2015)把岷江-白龙江流域的断层活动时期划分为加里东期、海西期、印支期、燕山期和喜山期五个时期,其中海西期和印支期是断裂的主要发育时期。他们对构造应力场分析显示,现今该地区的构造应力场总体以北东-南西向挤压收缩和北西-南东的拉张应力状态为主,见图6-30中左上角应力图显示。这是由于周边几大块体的推挤作用造成的,包括西南部青藏高原(羌塘-昌都地块)持续向北东方向挤压,扬子地块持续向北西方向挤压,阿拉善地块向南挤压(图6-31)。
图6-29 西秦岭地区断裂构造遥感影像解译图
进一步分析显示,这一构造应力格局并不是一开始就存在的,在距今约4亿年的加里东期,秦岭地块弧盆系与华北地块发生南北向俯冲碰撞,形成当时近东西向的构造应力场(图6-30a)。而自海西期开始,由于扬子地块与秦岭地块的斜向俯冲碰撞(图6-31),该区构造应力场转变为北东-南西向挤压收缩和北西-南东的拉张应力状态,见图6-30b。此后各期构造活动时期继承了这一应力场。其中,印支期昆仑洋-西秦岭海闭合形成的构造挤压方向也是北东向(图6-30c、图6-31),而且形成了广泛分布的断裂构造(图6-29)。(www.xing528.com)
图6-30 岷江和白龙江地区区域构造应力场统计结果
燕山期基梅里大陆羌塘地块、拉萨地块陆续向亚洲南部拼贴,构造挤压方向继承了前期的方向(图6-30d、图6-31),强烈的挤压作用的远程效应,在岷江-白龙江流域形成了一系列北西西向的区域性断裂,以及北西-北北西向的山脉。这一时期,官鹅沟国家地质公园内北西西向断裂和平行走向的山系基本形成,并导致官鹅沟国家地质公园及周边三叠系隆务河群地层褶皱,这些都是燕山期青藏高原南部地区基梅里大陆拼贴到亚洲板块的远程效应造成的。
喜山期印度板块向北东方向的持续挤压,加之东南部扬子地块的阻挡(图6-31),西秦岭地区沿着北东-南西方向发生了挤压(图6-30e),导致一系列北西西走向的挤压逆冲断层再次强烈活动,强烈的挤压作用导致官鹅沟国家地质公园内前期形成的褶皱发生了倒转。强烈的挤压还发生了平行应力方向的压张作用,形成了大河坝、鹅嫚滩、缸沟等北东向的张性断裂(图6-29、图6-32),这些断裂在后期流水的作用下,演化成现今官鹅沟国家地质公园内的峡谷地貌。
图6-31 官鹅沟及周边大地构造演化造成的应力场配置图
图6-32 官鹅沟国家地质公园峡谷形成应力示意图
(上图:奥维数字地形图;下图:沟谷显示的破裂方向)
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