新构造运动表现
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广东地质
2004年9月GUANGDONG GEOLOGY 第19卷第3期对新构造运动表现特征的一些认识
魏国灵何珊儒
(广东省惠州地质工程勘察院,惠州516008)
摘要新构造运动在地形地貌上明显或隐蔽地表现,给工程技术人员进行野外判别带来一定困难,笔者从水系、地形、地貌及地质方面对第四纪构造运动的分析谈一点体会,主要对广东省境内局部
地区新构造运动的表现特征提出一些认识。
关键词新构造运动水系分析地貌分析
第四纪构造运动是继第三纪,特别是上新世构造运动的基础上发育和演化而来。多年来,岩土工程界对第四纪构造运动作了大量研究;广大工程技术人员深感由于新构造运动在地形地貌上明显或隐蔽地表现,给野外判别带来一定困难。笔者多年来在广东省境内从事高速公路、铁路沿线工程地质、水文地质测绘和岩土工程勘察、施工,试图从水系、地形、地貌及地质方面对第四纪构造运动的分析谈一点体会,主要对广东省境内局部地区新构造运动的表现特征提出一些认识。
1 新构造运动特征的水系分析
1.1 水系分析的基础
(1)水系发育服从最大倾斜
线法。即水系是沿平面与水平面的
夹角为最大倾斜角的方向发育(图
1a)。
(2)按避硬就软原则此种水
系在页岩及泥质岩石中表现尤为明
显(图1b)。
(3)对沿裂隙发育的水系进
行统计,可以得两组裂隙,主要为
张裂隙,其次为扭裂隙(图1c)。图1 水系发育规律
1.2 水系分析的内容
(1)水系密度:水系发育的密度与地面松软程度有关,地面越松软水系密度越大,另本文2004年7月收到,8月改回。
2广东地质第19卷
外水系密度与大气降水量、植被发育程度也有关。
(2)水流长度:水系密度越大,水流长度越短,另外水流长度与水系分叉程度也有关,更主要决定于原始地形倾斜面的弧顶高度(即原始地形的最高点与最低点距离)一般情况下,新构造运动下降区,使侵蚀基准上升,使地表水流变长,出现有槽水流(图2)。
(3)水系的分叉角,即支流入主流的汇入角,支流与主流的夹角。一般情况下,若原始地形平缓,分叉锐角均指向下游。这与原始地形坡度有关,原始地形坡度越陡,分叉角则越大,直至支流与主流夹角呈直角。若锐角指向相反,则河流改道,锐角所指方向为新构造运动上升区(图3) 。
图2 水流长度与地形的关系
(4)水系的对称性:主要指河流两侧的支流与支流的长度,支流与主流的汇入角是否对称。假若基底是均匀的,若河流两侧水系不均匀对称,则表明水系发育长的地段为新构造运动掀斜隆起区(图4)。
假若基底不均匀,即水系发育条件不均匀,而两侧支流角度对称,侧表明新构造基底较硬处斜陷所致(图5)。
图4 水系长短与新构造运动的关系图5基底软硬与新构造运动的关系
1.3 老构造对水系的影响
(1)裂隙构造对原水系起控制
作用,新构造对水系起改造作用,若
新构造运动幅度较大,也可对水系起
控制作用(图6a)。
(2)岩性分布对水系也起一定
的作用,水系发展遵循避硬就软原则,图6 老构造与新构造运动的关系
若水系一侧岩石较坚硬,又处在新构造运动掀斜隆起区,则水系沿软岩一侧不断侵蚀和下切形成局部“V”形峡谷,并在河床底部出露基岩段可形成深槽和壶穴,反之,由于坚硬岩抗侵蚀较强,主要表现为河流下切,形成阶地。
第2期魏国灵,何珊儒:对新构造运动表现特征的一些认识 3
(3)老褶皱构造决定了原始地形的起伏,一般背斜成山,向斜成谷,褶皱枢纽代表了原始地形倾斜方向;若背斜成谷,向斜成山,则可能表明新构运动处于上升区(图6b);背斜核部一般张断层和裂隙发育,岩层破碎,长期受侵蚀剥削,也是形成地形倒置的一个重要因素。
1.4 基底抬升对水系的改造
1.4.1 基底均匀整体抬升
即每个点的升降幅度均相等,造成侵蚀
基准面的下降,河流下切作用加强,形成阶
地。在基岩出露的河床中,基座阶地是新构
造运动上升,河流下切的明显标志。
侵蚀基准面总是随着地壳运动的不断
抬升而下降,其原则是尽量接近终极水平面,
直至达到海平面而终极(图7)。随着新构造
运动的不断抬升,河流出现向源侵蚀,导致图7 侵蚀基准面的发育规律
上升河床中出现裂点(如跌水、瀑布、横阶地
等)每个裂点即代表新构造运动的一次上升
期。而下游则取直,形成河漫滩,最后发育
成阶地;根据阶地的相对高差,可以估算新
构造运动上升幅度。
新构造运动上升幅度较大的地区,常常
使河流改道,形成袭夺河,袭夺河在地貌上
的标志:袭夺河与被袭夺河近于垂直,在袭
夺点的垭口上可以找到河床相沉积物(图8)。图8 河流袭夺平面形态示意图
1.4.2 基底不均匀整体抬升
(1)基底不均匀整体抬升相当于褶皱过
程中对线理的改造作用,若抬升轴(假想的几
何线)垂直主流,则:
①上游抬升幅度大,其主要起取直河道
作用(图9),并使河流发生侧向侵蚀,上游
河谷加宽,并形成河漫滩。图9 基底不均匀抬升对河流的改造
②下游抬升幅度大,若小于原来高差,
则原来的上游仍为上游,对河道基本不改造,对中、下游河道造成蛇曲发育,河床坡度变小,河道的侵蚀力变小,形成新的蛇曲;若下游抬升幅度大于原来的高差,则形成逆向河,使得支流汇入主流角指向相反方向(图3C)。
(2)若基底抬升轴与主流平行,则出现不对称水系,抬升幅度大的一侧水系长,并可产生袭夺谷、秃尾河(图8、10)。
(3)基底抬升轴倾斜,形成的主流垂直最大倾斜线方向,侧蚀作用大于下切作用,河谷