于庆文　李长安　张克信　古凤宝

METHOD FOR INVESTIGATION OF ENVIRONMENTAL
CHANGE OF THE MOUNTAIN-BUILDING PROCESSES
IN OROGENIC BELTS

Yu Qingwen^①, Li Chang'an^②, Zhang Kexin^② and Gu Fengbao^③
(①Geological Survey Bureau, Ministry of Land and Resources, Beijing)
(②University of Geosciences, Wuhan, Hubei)
(③Institute of Geological Survey of Qinghai Province, Xining, Qinghai)

1　研究背景及意义

2　成山运动研究

2.1　成山期地质调研内容
　　(1)成山运动的时代：即造山带现代山脉开始隆起的时代，是成山期与造山期划分的界限。
　　(2) 成山运动的特点：主要是研究山脉隆升的幅度、速率、阶段划分和不同隆升阶段达到的海拔高度。通过冬给措纳湖幅的研究，东昆仑造山带的山脉隆升具有非等频、间歇性、不断加速隆升的特点；整个隆升过程可分为3个阶段：3.4～1.2　MaBP,1.2～0.15　MaBP、0.15　MaBP至今。这方面的研究成果将有另文讨论。
　　(3) 成山运动大陆动力学环境：首先要查明成山运动的区域构造应力场，大部分造山带的山脉是受挤压而隆升的，但有些山脉是在扩张环境下形成的断块山，也有些是剪切环境下的产物，其次要研究造山时期与成山时期构造环境的关系。从已有的研究来看，这种关系有继承性的——相同的，也有新生性的——相异的。东昆仑造山带造山期与成山期的大陆构造环境就是相异的，造山期为挤压环境，成山期为拉伸环境。

2.2　成山运动的研究方法
　　就其本质而言，成山运动和造山运动同样都属于构造运动，因此在研究方法上造山运动的一套研究方法也适合于成山运动的研究。但由于成山运动时代新，其结果在地貌上表现明显，变形弱而变位强，因而有一些新的研究方法，在东昆仑造山带研究中注意了以下方法的使用。
　　(1)地质学方法:夷平面、古岩溶面与河流阶地面等标志性地貌面是进行现代山脉隆升过程研究的重要材料。每一级这样的地貌面的存在，都代表着造山带在成山过程中的一次稳定与强烈抬升的过程。其中，夷平面代表了地壳处于长时期的稳定环境，外力剥蚀夷平使地表达到了准平原状态。因此，最新一级夷平面的时代一般就是成山期的下限，即成山运动的时代。最新一级夷平面高度，可大致反映成山运动以来的隆升幅度。河流阶地则反映了成山运动过程的一些细节和特征。经野外调查发现，东昆仑造山带存在着两级夷平面、一级古岩溶面和5级河流阶地^［1］。地貌面形成年代的确定是利用地质学方法研究造山带成山运动的关键。我们采取裂变径迹、宇宙核元素法对夷平面和古岩溶面的形成年代进行了测定；采用古地磁、热释光、光释光和C¹⁴ 方法研究阶地的年代，获得了较理想的结果。
　　(2)沉积学方法:伴随造山带的隆升，总有一些盆地生成。与造山带隆升相伴生的盆地大致有3种类型：一种是由深部地质作用过程导致的山—盆耦合而形成的盆地，这种盆地规模巨大，往往分布在造山带外侧，如昆仑山北侧的柴达木盆地；另一种是在山脉隆升过程中因断层活动而形成的断陷盆地，主要分布在造山带内并有断层控制，如昆仑造山带沿昆南断裂形成的一系列断陷盆地；还有一种盆地是由于造山带各段隆升强度不一致而造成的局部拗陷作用形成的。这些盆地沉积物记录了造山带隆升过程中许多重要信息，是研究造山带成山过程中隆升与剥蚀的重要资料：盆地的沉积速率变化，沉积物的成因类型和沉积环境变化，沉积物的岩性和粒度变化，以及沉积层之间的接触关系等。如分布在昆仑山北麓的西域砾岩、玉门砾岩、积石山砾岩等，已被很多地质学家作为昆仑山和青藏高原隆升的主要证据^［2～4］。
　　(3)古生态学研究：由于生态环境随着高度的变化而变化，因而造山带古动物、古植物遗存所反映的古生态环境变化，对造山带的构造隆升也有一定的指示意义。如东昆仑地区现在为一高寒气候环境，但古生态学研究表明，在距今400万年前，该区则为湿热的气候环境。根据对发现的三趾马化石组合的生态环境比较分析，推测当时的海拔高度在1 000 m左右。

3　环境变化研究

3.1　气候环境变化
　　由于气候随高度而变化，山脉隆升必然引起造山带地区的气候变化。同时，地球的大气圈是运动的，当山脉隆升到影响大气圈运动的时候，又会对邻区的气候环境产生影响。因此，在造山带隆升与环境变化调研时，除了认真开展研究区气候变化的调查外，还要注意收集邻区的气候环境资料，以便全面分析隆升与环境变化的关系。气候变化调查应尽可能选择沉积连续的地层剖面进行。首先要建立具有高分辨率的时间地层标尺，然后再进行详细的宏观、微观、有机、无机的气候信息研究。应收集的主要气候标志见表1。

3.2　水系环境变化
　　造山带常常是地表水系的分水岭和发源地。因此，造山带的隆升必然会对地表水系的形成、发展与演化起控制作用。东昆仑造山带冬给措纳湖幅的野外调查表明，造山带地表水系的形成与消亡、河流阶地的形成与发展、水系的溯源侵蚀与袭夺，以及地表水文网格局的变化，都是与造山带隆升有关的水环境变化。初步调研表明，测区的水系环境有两次重大的变化，一次发生在1.2 MaBP前后，区内大部分的湖泊消亡，河流形成并开始发展；另一次发生在0.15 MaBP前后，区内发生了一次强烈的水系袭夺和河流改道。这两次水环境变化正好与东昆仑两次强烈的构造隆升相对应。

4　造山带现代构造运动与地质灾害调研

4.1　地质灾害调查
　　由于造山带在成山期强烈的隆升及与之同时发生的河流深切，地表地形陡峻，起伏大，气候条件复杂。同时，现代构造活动性较强。使造山带具备了各种地质灾害的发生条件，是地质灾害的集中分布地带。开展造山带地质灾害调查，具有重要的理论和实际意义。造山带地区地质灾害类型繁多，区调工作中也不可能把区内全部调查清楚。从造山带形成演化以及未来经济发展规划的角度出发，根据造山带地质灾害的特点，我们认为1∶25万造山带填图应着重于图1所列的地质灾害类型的调查和研究。在对各类地质灾害调研的基础上，还应对测区的地质灾害的类型和发育程度做出区划，以便为国土资源规划提供基础资料。东昆仑造山带冬给措纳湖幅地质灾害的类型和发育程度具有明显的分区性特点，位于布青山和布尔汉布达山之间的昆南断裂带，以内力地质灾害为主，地震（现代的、历史的和史前的）和活断层错动沿带分布。其余地区以气候地质灾害为主，可根据其类型划分出亚区：布尔汉布达山亚区，以寒冻风化和荒漠化地质灾害为主；布青山亚区，则以冻融和山洪地质灾害为主。

4.2　现代构造运动调研
　　1∶25万造山带区调的现代构造运动调研的重点是：(1)造山带现代隆升状况：应通过全新世以来的地貌等研究获得信息。东昆仑造山带近2 000年来的强烈构造隆升在河谷地貌中表现得非常明显。此外，还应收集大地水准测量的资料。(2)活断层调研：活断层的分布及其最新活动年代是区域构造稳定性评价的主要指标。活断层调查方法很多，有无地震发生是识别活断层的重要标志，泉水的线状排列，水系的同步扭动与错开，活动的断层崖等都是活断层的常见标志。沿昆仑山昆南活断层，这些标志都十分清楚。影像解译是识别活断层的有效方法。在活断层识别和确定的基础上，确定活断层的最新活动年龄和活动速率是一项重要的研究工作，这两个参数是区域稳定性评价的重要依据。在有条件的地方，还应通过现代构造运动的调查，对区内构造稳定性进行分区。值得提到的是，地震活动应当成为区调的一项重要内容。由于强震的周期一般较长，除了现代地震的调查外，更重要的是要注重于历史地震和史前地震的调查与研究，尤其是史前地震只有靠地质调查来发现。古地震调查和研究内容：震中、发震时间、震中烈度及震级、发震构造等。
　　以上是对1∶25万区调造山带成山期隆升、环境变化和地质灾害调研内容和方法的一些初步看法，实际上这方面的研究是十分复杂的。隆升→环境变化→地质灾害三者之间有着密切的联系，共同构成了一个演化系统——成山演化系统。区调中，除了完成上述方面的调研外，还应对演化系统做一些较为深入的研究和探讨，如隆升、环境、灾害三者的耦合关系，系统涨落的主控因子等。造山带的成山运动、环境变化和地质灾害调查，无疑应当成为造山带1∶25万区调的基本研究内容，这不仅是基础地质调查本身的需要，也是社会经济发展对区调工作的要求，即扩大区域基础地质调查的服务领域。

　　本文于1998年6月20日收到。
　　作者简介：于庆文，男，1954年生，高级工程师，1980年毕业于长春地质学院，从事区调管理工作。
　　作者单位：于庆文　国土资源部地调局　北京　100812；
　　　　　　　李长安　张克信　中国地质大学　武汉　430074；
　　　　　　　古凤宝　青海省区调院　西宁　810012