Question

新生代构造地貌演化

Answer 1

中国东部新生代发育典型层状地貌，包括不同时期形成高度不同的夷平面和河流阶地; 夷平面主要形成于新生代早中期，河流阶地主要形成于第四纪 ( 吴珍汉等，2001) 。作为构造地貌重要类型，区域夷平面的发育与新生代构造运动、古气候变化和古环境演化都存在密切关系。

一、区域夷平面及对比分析

早燕山期挤压缩短和地壳增厚，导致扬子地块和华南地块发生大面积隆升，形成古海拔不尽相同的高平原。由于晚燕山期伸展构造运动和喜马拉雅期地壳运动，在部分地区形成白垩纪—古近纪断陷盆地和坳陷盆地，在武陵山西北侧形成大庸-阳和断陷盆地，在武陵山东南侧形成高桥-张曹坪-沅陵断陷盆地，在洞庭湖与鄱阳湖等地区形成第四纪断陷盆地 ( 图 1-9) 。显著的地貌反差导致古平原剥蚀解体，残留海拔不同的剥夷面，不同时期形成不同高度的夷平面。

根据区域地貌观测资料，张家界周边的贵州北部、鄂西山地与巫山、大娄山晚白垩世—新生代早期发育2 级夷平面，海拔分别为1600 ～2000 m 和800 ～1200 m，由不同高度的山顶面构成 ( 王乃梁，1980) 。新生代中晚期，在张家界西南侧广西地区发育 7 级夷平面与剥夷面。第一级夷平面表现为齐平的山顶面与山峰线，西北高东南低，总体分布于海拔1200 ～ 1600 m，与滇东南海拔 1800 ～ 2000 m 的高原面呈渐变过渡关系; 第二级夷平面分布于桂中中低山区与广西盆地，海拔约 800 ～1000 m; 第三 ～ 第七级夷平面主要分布于广西盆地，属间歇性相对抬升的梯级剥夷面 ( 王乃梁，1980) 。中国东部新生代不同时期夷平面在不同地区发育时代存在一定的可对比性 ( 表 1-1) 。广西分布于海拔 1200 ～1600 m 的第一级夷平面形成于古近纪; 在贵州山地古近纪发育大娄山期或鄂西期夷平面，分布于海拔 1600 ～2000 m，在燕山地区古近纪发育北台期夷平面，分布于海拔2000 ～23000 m 和1600 ～1800 m。广西分布于海拔800 ～1000 m 的第二级夷平面上覆上新世砖红色风化壳，下伏岩层的剥夷时代应早于上新世，属中新世剥蚀夷平的面状构造地貌; 在贵州山地，中新世夷平面称为山盆期或山原期夷平面，分布于海拔800 ～ 1200 m; 在燕山地区，中新世夷平面称为唐县面，分布于海拔 1300 ～ 1500 m 与 1100～ 1200 m; 在黄山被称为皖南剥夷面，在大别山被称为淮南剥夷面; 在东北吉黑地区被称为布西期夷平面，分布于海拔 800 ～ 1000 m。上新世—第四纪由于气候波动和新构造运动，在广西盆地 100 ～650 m 形成 5 级层状地貌面; 在山东低山丘陵区形成临城期剥夷面，分布于海拔 150 ～200 m。

图 1-9 长江中下游地区构造地貌分布图

二、张家界构造地貌及演化过程

张家界地区泥盆系、二叠系与侏罗系共同经历了早燕山期挤压缩短与地壳增厚过程，导致张家界及邻区武陵山与雪峰山地区发生较大幅度隆升，形成古高平原。白垩纪发生了区域性伸展构造运动，导致地壳局部显著减薄，在武陵山东南和西北两侧分别形成白垩纪断陷盆地，沉积了厚达千余米的白垩纪—古近纪紫红色砂砾岩系。在白垩纪盆地裂陷与断陷同时，武陵山和雪峰山相对隆升，形成了北东向盆地与山脉相间分布的古构造地貌格局。新生代中晚期尤其第四纪以来，随着洞庭湖地壳断陷沉降运动和洞庭湖盆地的发育，张家界景区、武陵山和雪峰山相对隆升运动加剧，逐步形成向洞庭湖汇聚的现代河流水系和现今盆-山构造地貌格局。洞庭湖水系与长江贯通后，张家界地区的澧水、沅江成为长江支流水系，河流向东北经洞庭湖汇入长江，最终流入东海。

张家界砂岩峰林地貌发育与区域地壳运动、古气候环境变化、区域水系演化存在密切关系。自晚白垩世以来，张家界砂岩峰林景区与武陵山、雪峰山地区一起长期处于隆升剥蚀状态，在区域构造活动相对平静和气候环境适宜时期形成区域性夷平面，在区域构造运动比较强烈和古气候、古环境快速变化时期发生侵蚀加剧和夷平面解体事件，构造地貌演化与喜马拉雅运动、古气候环境变迁应该存在对应关系和成因联系。

表 1-1 中国东部山地夷平面对比表

( 据王树基，1998; 吴珍汉等，2001)

根据野外观测资料，张家界景区发育三级夷平面，包括海拔 1000 ～1200 m 高度的峰顶面与山顶面 ( 第一级夷平面) 、海拔 400 ～600 m 高度的夷平面 ( 第二级夷平面) 及海拔 200 ～300 m 高度的夷平面 ( 第三级夷平面) 。第一级夷平面属泥盆纪砂岩峰林顶面( 图 1-10) ，上覆下二叠统灰岩 ( 图 1-11) ，在泥盆纪砂岩峰林顶面残留部分棕红色古风化壳。第一级夷平面空间分布范围很大，古地貌起伏相对较小，应该形成于燕山晚期或喜马拉雅早期持续时间较长、地壳相对稳定、气候温暖湿润的古环境。湘西北地区具备这些条件的地质历史时期应该为白垩纪—古近纪红层盆地发育期后、喜马拉雅运动开始之前的始新世晚期—渐新世。由于张家界景区第一级夷平面广泛分布，而且构成张家界砂岩峰林地貌顶面，因此拟将始新世晚期—渐新世夷平面称为张家界期夷平面或张家界面，对应于广西桂东北山顶面、贵州山地大娄山期或鄂西期夷平面及燕山地区北台期夷平面、吉黑山地兴安期夷平面。

图 1-10 张家界砂岩峰林地貌及顶部夷平面

图 1-11 张家界景区砂岩峰林顶部残留上覆下二叠统灰岩

张家界地区第二级夷平面高悬与现代低山丘陵顶部 ( 图 1-12) ，现今海拔为 400 ～600m，平面分布范围较大; 部分地区如河口东北侧残留有古河流砾石层和古河流阶地，碳酸盐岩地区发育古岩溶塌陷。第二级夷平面被现代水系侵蚀破坏，形成高达 300 ～ 400 m的峡谷地貌，沿古断裂破碎带发育陡峭的悬崖绝壁地貌，在峡谷峭壁形成 3 ～ 5 层古溶洞( 图 1-13) 。不同高度的古溶洞群反映现代河流侵蚀下切过程和第四纪气候演化的不均匀性。张家界地区第二级夷平面形成于现代河流水系发育之前，暨洞庭湖汇水盆地形成之前，属中新世夷平面，对应于贵州山地的山盆期或山原期、广西山地第二级夷平面及燕山地区的唐县期夷平面、吉黑山地的布西期夷平面。

图 1-12 河口东北侧山顶唐县期夷平面及残留古河床

图 1-13 河口西侧现代河流沿古断裂破碎带侵蚀形成的黄龙洞峭壁及多层古溶洞

张家界地区第三级夷平面主要分布于现代河流宽谷或高阶地，海拔约 200 ～ 300 m，平面分布范围较小，顶部发育厚度不等的早中更新世砾石层。如大庸县西北官坪，沿澧水支流发育面积较大的夷平面，上覆厚达 3 ～5 m 的第四纪砾石层 ( 图 1-14) ，砾石层间夹棕黄色和棕红色粘土层。官坪第三级夷平面现今海拔约 230 ～ 250 m，局部遭受现代河流的侵蚀切割和破坏，属第四纪早期夷平面。第三级夷平面形成以后，张家界地区沿长江支流澧水和沅江还发育 3 ～5 级河流阶地。

图 1-14 官坪高海拔 242m 高度的第三级夷平面上覆第四纪早期砾石层

张家界地区由于具有有利的区域地质条件，处于独特的区域构造部位，经过新生代长期侵蚀、多期夷平和复杂的构造地貌演化，最终形成现有峡谷地貌、现代河流水系和秀丽的砂岩峰林地貌。