巧家县金沙江沿岸莲塘槽谷形成机制

《Scientific Reports》：The formation mechanism of the Liantang trough in Qiaojia County along the Jinsha River

　　

研究人员采用集成方法，结合野外调查、超深钻探（>700 m）、广域电磁剖面（wide-field electromagnetic profiling）、土壤氡测量（soil radon measurements）与地质年代学（geochronology），研究巧家县白鹤滩水电站库区内呈广泛NNW向展布的莲塘槽谷。研究结果表明：（1）该槽谷为小江断裂与则木河断裂连接之后形成的向东凸出的构造沉降特征；（2）其基底由巧家拉分盆地的堰塞湖沉积物组成，上覆泥石流冲积物与崩坡积物；（3）沉降始于约290 ka，止于约20 ka，累计断层位移约37.5 m。本研究建立了将槽谷发育与区域走滑断裂及拉分盆地演化相联系的成因模型。

论文解读：《Scientific Reports》刊发的关于巧家县金沙江沿岸莲塘槽谷形成机制研究

研究背景方面，白鹤滩水电站为按装机容量世界第二的水电站，其库区巧家县分布有广泛NNW向缓倾槽谷，为库区移民安置提供有利地形条件。既有研究对槽谷成因存在分歧：有研究人员据阶地砾石叠瓦状构造将其解释为古河道，也有研究人员提出伸展背景下正断裂控制的古河道。关键局限是缺乏槽谷内部直接地下沉积学证据，且两个结构问题未解决：槽谷是否受纵贯其中的小江断裂带北延控制，相邻巧家拉分盆地演化如何塑造槽谷。因移民安置区场地稳定性评价需要，亟需厘清槽谷沉积组成与成因特征。

主要关键技术方法方面，研究人员布置两条跨金沙江右岸槽谷的土壤氡测量剖面，以KJD-2000R氡探测器按15至25 m间隔测取浓度，用背景值加1.5倍标准差作异常阈值；部署65点、点距50 m的广域电磁法（wide-field electromagnetic method）剖面验证断裂解释并厘清充填序列；沿横穿槽谷剖面布设钻孔，其中QK9达748 m、QZK17达200.95 m，岩心采取率覆层>95%、基岩100%，穿透槽谷充填层；另在巧家平台甘田坝灰岩漂砾钙结皮采样，送中国科学院地质与地球物理研究所做铀系定年。

研究结果如下。

边际特征 of the trough：通过宏观地貌与氡异常、广域电磁、露头验证，龙井湾段槽宽约1000 m，莲塘段约800 m；东界受西倾小江断裂（sinistral strike-slip fault）控制，西界为走滑伴生东倾次级正断裂（secondary normal fault）。人工边坡见同沉积断层，断层面60°∠70°，上盘拖曳倾斜。

Characteristics of the trough infill sequence：以QK9为代表，槽谷充填分上部泥石流冲积层与崩坡积层、下部堰塞（构造）湖层；砾石以玄武岩、砂岩、石灰岩为主，分选差，次棱至次圆状，泥质—砂质夹层发育。

Characteristics of the basin infill sequence：巧家盆地充填六层，含冲积—洪积、河流、湖相与坡积—洪积层；第二、四湖相层对应盆地断陷强活动期，其余第四纪准层序为缓慢充填弱构造活动期。

讨论部分总结：研究人员指出，新生代印度板块与欧亚板块碰撞背景下，川滇菱形块体东南楔入，小江与则木河断裂左阶羽列，走滑拉分形成巧家盆地；后期两断裂在金沙江左岸交汇连接，主应力由南北转为向西单向，第四纪覆层西移，莲塘—龙井湾西侧次级断裂连通而发生构造沉降。铀系定年显示平台坡洪积约350 ka，西台地860 m阶地约290 ka，末端细粉砂层约20 ka，故槽谷裂陷历时约270 ka且已停活动。东界氡异常高于西界，反映右岸小江断裂活动减弱。结论上，槽谷非古河道，而是拉分盆地形成、平台坡洪积叠覆、次级断裂裂陷、晚期堰塞改造四阶段产物；晚更新世以来无活动断裂切穿全新世地表，安置区整体适宜回迁移民。

结论部分翻译：小江断裂与则木河断裂的左旋走滑运动控制莲塘槽谷形成。据边界与内部沉积特征，演化分四阶段：（1）巧家拉分盆地拉分阶段；（2）巧家盆地末期坡洪积叠覆阶段；（3）槽谷裂陷阶段；（4）晚期改造阶段。关键认识为：盆地末段东侧坡面物质经河流与泥石流搬运至盆地东缘，叠加于裂陷盆地砾石层上形成西倾巧家平台，时限350 ka至290 ka、历时60000年；350 ka后小江北段走滑增强并与左阶则木河断裂力学耦合，两断裂在金沙江左岸渐次连接，290 ka前平台东侧次级断裂全连通并触发槽谷裂陷；拉分裂陷后南北端被约20 ka细粒堰塞淤泥覆盖，裂陷历时270 ka，槽谷现已停止裂陷活动。