鄱陽(yáng)湖盆地的地質(zhì)演化、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及其成因機(jī)制探討

楊曉東，吳中海，張海軍

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；2.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院 地質(zhì)力學(xué)研究所，北京 100081；3.國(guó)土資源部新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081)

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鄱陽(yáng)湖盆地的地質(zhì)演化、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及其成因機(jī)制探討

楊曉東1,2，吳中海2,3，張海軍1

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；2.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院 地質(zhì)力學(xué)研究所，北京 100081；3.國(guó)土資源部新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081)

綜合鄱陽(yáng)湖盆地的沉積特征和構(gòu)造活動(dòng)特點(diǎn)，并結(jié)合鉆孔及剖面資料，分析了鄱陽(yáng)湖盆地在東亞地區(qū)中新生代大地構(gòu)造背景下的地質(zhì)演化過(guò)程，總結(jié)了控制鄱陽(yáng)湖盆地發(fā)展的主要斷裂構(gòu)造及其特征以及盆地的中新生代沉積古地理演化，最后進(jìn)一步根據(jù)已有資料，總結(jié)了區(qū)域主要斷裂的第四紀(jì)活動(dòng)性及與地震活動(dòng)的關(guān)系，并探討析了盆地的成因機(jī)制。綜合研究認(rèn)為，在中生代，中國(guó)東南部的燕山運(yùn)動(dòng)事件使一套大致平行的北東—南西向斷裂帶形成，并在此時(shí)期導(dǎo)致了鄱陽(yáng)湖斷陷，形成鄱陽(yáng)湖沉積盆地的雛形；之后，隨著贛江斷裂系活動(dòng)方式的變化，鄱陽(yáng)湖盆地經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造演化過(guò)程；至第四紀(jì)，盆地中部發(fā)生整體拗陷并持續(xù)接受沉積；全新世中期后，演化成現(xiàn)代鄱陽(yáng)湖。

鄱陽(yáng)湖盆地；地質(zhì)演化；新構(gòu)造；活動(dòng)斷裂；地震

鄱陽(yáng)湖盆地是華南由于構(gòu)造作用產(chǎn)生的斷陷盆地，經(jīng)歷了漫長(zhǎng)而又復(fù)雜的地質(zhì)演變過(guò)程。盆地位于揚(yáng)子板塊中部，江南造山帶東段南緣，華南褶皺帶北側(cè)，在李四光提出的新華夏構(gòu)造體系中可歸為第二個(gè)沉降帶中[1]。包括中下?lián)P子地區(qū)在內(nèi)的中國(guó)東南部大地構(gòu)造條件十分復(fù)雜，燕山運(yùn)動(dòng)以來(lái)，華南屬于亞洲東部濱太平洋大陸邊緣活化帶的一部分[2]。關(guān)于鄱陽(yáng)湖盆地的歷史成因以及演化前人也做過(guò)大量工作，但從新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和大地構(gòu)造背景下演化的角度研究鄱陽(yáng)湖盆地的資料較少。鄱陽(yáng)湖與長(zhǎng)江也有著不可分割的關(guān)系，長(zhǎng)江水位的高低和鄱陽(yáng)湖的水位互相支持和作用[3]。鄱陽(yáng)湖平原又是長(zhǎng)江中下游五大平原之一，且研究區(qū)位于環(huán)鄱陽(yáng)湖城市群中央，鄱陽(yáng)湖盆地的發(fā)展演化影響著長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶及周邊城市群的建設(shè)。討論鄱陽(yáng)湖盆地演化特別是第四紀(jì)以來(lái)的活動(dòng)斷裂和新構(gòu)造可以使我們掌握地殼的運(yùn)動(dòng)特征和斷層的活動(dòng)規(guī)律，在今后更好地為當(dāng)?shù)爻鞘薪ㄔO(shè)服務(wù)，具有重要的科學(xué)價(jià)值和實(shí)踐意義。本文在綜合分析前人研究成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步通過(guò)該地區(qū)的沉積古地理及活動(dòng)斷裂資料等討論了鄱陽(yáng)湖的演化和新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)特征，以期對(duì)鄱陽(yáng)湖形成演化的研究有所幫助。

1 區(qū)域概況和背景

鄱陽(yáng)湖位于江西省中北部，北緯28°20′—29°50′、東經(jīng)115°50′—116°45′之間[4]，南北長(zhǎng)173 km，東西寬74 km，是中國(guó)最大的淡水湖。湖泊形似葫蘆，最深水位超過(guò)20 m，水域面積4125 km2[5]。流域內(nèi)水系發(fā)達(dá)，贛江、撫河、修河、信江、饒河5大河流成輻射狀向鄱陽(yáng)湖匯合，并在湖口注入長(zhǎng)江，形成鄱陽(yáng)湖水系。鄱陽(yáng)湖以松門山為界分南北兩部分，南部寬且淺，為湖泊主體，北部為入江水道，湖水窄而深，且鄱陽(yáng)湖水位呈現(xiàn)顯著的季節(jié)性變化[6～8]。

研究區(qū)地貌以鄱陽(yáng)湖平原為主，鄱陽(yáng)湖平原地勢(shì)低平，高程一般小于25 m，湖泊周圍分布著山地、丘陵[9]，其中湖盆西北側(cè)為斷塊隆起而形成的廬山。廬山是典型的地壘式斷塊山，長(zhǎng)約25 km，寬10 km，最高峰為漢陽(yáng)峰，海拔1474 m[10～11]。研究區(qū)屬亞熱帶溫暖濕潤(rùn)氣候區(qū)，土壤、植被類型多，湖盆南北兩側(cè)還斷續(xù)分布著沙山地貌[12]。

盆地具有變質(zhì)和褶皺雙層基底，下部為中元古界雙橋山群變質(zhì)巖基底，上部為震旦—侏羅系沉積巖褶皺基底。盆地發(fā)育的陸相沉積蓋層包括：下白堊統(tǒng)冷水塢組，上白堊統(tǒng)周家店組、南雄組，古新統(tǒng)清江組。盆地內(nèi)廣泛發(fā)育白堊系，古近系見于盆地西部小部分地區(qū)。盆地多被第四系沉積物覆蓋，沉積體系包括河流相、三角洲相和湖泊相[5]。

鄱陽(yáng)湖盆地是地殼拉張作用產(chǎn)生的規(guī)模較大的斷陷盆地，面積約20000 km2[5]，位于揚(yáng)子板塊中部和江南復(fù)背斜的交界處，北鄰秦嶺褶皺系，南側(cè)是華南褶皺帶，處于這2個(gè)構(gòu)造單元南北距離最短的構(gòu)造部位[4](見圖1)。本區(qū)自印支運(yùn)動(dòng)以來(lái)，經(jīng)歷了多期構(gòu)造活動(dòng)，地質(zhì)構(gòu)造大部分為北東和北北東走向，僅部分為北西和近東西走向。贛江斷裂是穿過(guò)研究區(qū)的主要斷裂，呈北東—南西向展布，并且控制著盆地的發(fā)育演化[13～14]。江南復(fù)背斜是多輪回褶皺區(qū)，從上海起延伸到廣西北部，經(jīng)過(guò)鄱陽(yáng)湖盆地和洞庭湖盆地的褶皺斷裂地帶。很多學(xué)者研究過(guò)華南的大地構(gòu)造問(wèn)題，黃汲清[15]認(rèn)為加里東運(yùn)動(dòng)后江南復(fù)背斜成型，而后在燕山期遭受褶皺和斷裂作用，亦有花崗巖侵入。江南復(fù)背斜是揚(yáng)子沉積區(qū)和華南沉積區(qū)的分界線。印支運(yùn)動(dòng)是影響華南地區(qū)的一次重要的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，華南的印支運(yùn)動(dòng)不僅使蓋層褶皺，還使加里東基底不同程度地卷入褶皺作用。印支運(yùn)動(dòng)后，華南轉(zhuǎn)為濱太平洋構(gòu)造域，屬于亞洲東部大陸邊緣活化帶的一部分。同時(shí)在更大的大地構(gòu)造背景上看，由于貝尼奧夫帶的出現(xiàn)，中國(guó)東部由被動(dòng)邊緣轉(zhuǎn)為太平洋式主動(dòng)邊緣。在燕山期，西太平洋古陸與中國(guó)東部大陸碰撞，西太平洋大陸邊緣的性質(zhì)從安第斯型轉(zhuǎn)為西太平洋型，由于張裂作用，亞洲東部大陸開始解體[16]。任紀(jì)舜[2]認(rèn)為此時(shí)中國(guó)南部遭受了劇烈的巖漿活動(dòng)，在下?lián)P子地區(qū)主要表現(xiàn)為強(qiáng)烈的褶皺、逆掩和左旋走滑斷裂作用。在李四光[1]提出的新華夏體系中，松遼盆地、華北平原、江漢平原等分段落式地構(gòu)成第二個(gè)沉降帶，它們由于東西向構(gòu)造的影響而單獨(dú)成為沉積盆地，鄱陽(yáng)湖盆地位于此沉降帶東側(cè)，屬于典型的“多”字型構(gòu)造體系。

圖1 江西中北部鄱陽(yáng)湖盆地地質(zhì)圖Fig.1 Geological map of the Poyang Lake Basin in centra-north Jiangxi

2 鄱陽(yáng)湖盆地的基本地質(zhì)構(gòu)造格局

在繼承性和新生性構(gòu)造作用下，如今的鄱陽(yáng)湖盆地具有“兩凹夾一隆”的格局[4,14]，分為北鄱陽(yáng)凹陷、長(zhǎng)山隆起、南鄱陽(yáng)凹陷3個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元(見圖2)，其中南鄱陽(yáng)凹陷占整個(gè)盆地的二分之一以上，北鄱陽(yáng)凹陷和南鄱陽(yáng)凹陷亦呈凹陷和凸起相間的格局，南鄱陽(yáng)凹陷中的南昌凹陷最深，達(dá)4000 m(見圖3)，且有良好的油氣開發(fā)前景[17～20]。

圖2 鄱陽(yáng)湖盆地構(gòu)造分區(qū)簡(jiǎn)圖(據(jù)周松源等[22])Fig.2 Tectonic divisions of the Poyang Lake Basin

T1—南雄組三段(K2n3)底面；T2—南雄組二段(K2n2)底面；T3—南雄組一段(K2n1)底面；T4—周家店組(K2z)底面；T5—冷水塢組(K1l)底面(即前白堊系頂面)；走滑斷裂：Fa—贛江斷裂主枝(南昌—丁坊)；Fa′—贛江斷裂副枝(新建—坪湖)；Fb—進(jìn)賢—石門街?jǐn)嗔阎髦?進(jìn)賢—長(zhǎng)山)；Fb′—進(jìn)賢—石門街?jǐn)嗔迅敝?鐘陵—石門街)圖3 盆地內(nèi)部地震構(gòu)造解釋圖[11](剖面位置見圖2)Fig.3 Seismic structural interpretation in the Poyang Lake Basin

3 鄱陽(yáng)湖盆地地質(zhì)演化過(guò)程

關(guān)于鄱陽(yáng)湖盆地開始演化的時(shí)代尚有爭(zhēng)論，有些學(xué)者認(rèn)為是侏羅紀(jì)早期，而有些學(xué)者認(rèn)為白堊紀(jì)是盆地的起始演化時(shí)代，但對(duì)于盆地演化大致過(guò)程的認(rèn)識(shí)較為統(tǒng)一。根據(jù)大地構(gòu)造的發(fā)展演化及盆地在沉積和區(qū)域應(yīng)力特征上的變化，可將鄱陽(yáng)湖盆地自白堊紀(jì)以來(lái)的演化過(guò)程分為早白堊世、晚白堊世—古近紀(jì)和新近紀(jì)、第四紀(jì)以來(lái)3個(gè)階段(見圖4)。

圖4 白堊—古近系地層序列特征[11]Fig.4 Stratigraphic sequence and sedimentary features of the Cretaceous and Paleogene

3.1 早白堊世鄱陽(yáng)湖盆地的演化特征

這一時(shí)期為燕山運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈而頻繁活動(dòng)時(shí)期，也是洋殼板塊與歐亞板塊強(qiáng)烈作用時(shí)期，同時(shí)也是濱太平洋構(gòu)造域發(fā)展演化和巖漿活動(dòng)的主要階段[21]。

早白堊世為盆地演化開始的時(shí)間，沉積盆地最早出現(xiàn)于江西中部的花草尖—周家源—打鼓頂一線，而后以此為軸線分別向北西、南東2個(gè)方向逐漸擴(kuò)大與遷移；早白堊世晚期盆地僅限于南昌以東，此時(shí)的拉分盆地的沉積中心在麻丘—涇口，最大沉積厚度可達(dá)1000 m，向兩側(cè)迅速減薄[11]。冷水塢組屬于贛江斷裂控制的拉分盆地河流谷地相沉積，其巖系展布局限于斷裂圍限的盆地范圍內(nèi)(見圖5)。

Ⅰ—早白堊世拉分盆地雛形出現(xiàn)；Ⅱ—晚白堊—古近紀(jì)盆地穩(wěn)定擴(kuò)張階段；Ⅲ—新近紀(jì)—第四紀(jì)盆地萎縮，呈整體拗陷階段，受多條斷裂影響；Fa—贛江斷裂；Fb—進(jìn)賢—石門街?jǐn)嗔褕D5 鄱陽(yáng)湖盆地地質(zhì)演變簡(jiǎn)圖(據(jù)文獻(xiàn)[14]，[22]修改)Fig.5 Geological evolution sketch of the Poyang Lake Basin

在周松源等[22～23]劃分的演化階段中，早白堊世晚期(冷水塢期)贛江斷裂左旋走滑，拉分盆地形成；鄱陽(yáng)盆地周邊的南豐、吉水等新的凹陷盆地還繼承了之前的火山活動(dòng)，有大量火山凝灰物質(zhì)或少量火山灰流噴出。

在中生代，由于燕山運(yùn)動(dòng)，盆地周邊地區(qū)強(qiáng)烈褶皺成山，盆地本身斷裂下陷成為地塹式洼陷，東西向構(gòu)造、華夏系和新華夏系是構(gòu)成本區(qū)的骨架[24]。其結(jié)構(gòu)基底為晚印支和中燕山期拆離造山帶變質(zhì)巖系和古生界海相沉積巖系雙層結(jié)構(gòu)，受控于北北東向展布的贛江走滑斷裂系和印支—中燕山期北東向展布的逆沖斷裂系晚期反轉(zhuǎn)的共同作用[11]。贛江斷裂是始于早侏羅世的主體呈左旋走滑的剪切帶，斷裂北起湖口，貫穿江西，南端延入到廣東，走向NE20°，大致與贛江的走勢(shì)吻合，自白堊紀(jì)以來(lái)一直控制著鄱陽(yáng)湖盆地的發(fā)育[22]。

已有研究表明，此時(shí)的西太平洋洋殼板塊發(fā)生高速、斜向俯沖，它不僅先后形成了西太平洋島弧和各邊緣海盆，而且形成了中國(guó)東部大陸邊緣活動(dòng)帶和濱太平洋構(gòu)造域。郯廬斷裂帶也發(fā)生了大規(guī)模的左行平移[25]，而且贛江斷裂在早白堊世也發(fā)生左旋走滑活動(dòng)，這導(dǎo)致了鄱陽(yáng)湖拉分盆地的形成。

3.2 晚白堊世—古近紀(jì)盆地的演化特征

晚白堊世，盆地廣泛發(fā)育于贛中—贛北地區(qū)，并且盆地發(fā)育向南變差之勢(shì)明顯。鄱陽(yáng)湖地區(qū)在晚白堊世以周家店組和南雄組為代表，沉積范圍擴(kuò)大，整個(gè)盆地基本接受周家店組沉積，但長(zhǎng)山隆起地區(qū)和部分南鄱陽(yáng)拗陷地區(qū)遭受了不同程度剝蝕，且沉積中心有自東向西遷移之勢(shì)。鄱陽(yáng)湖盆地的周家店組沉積與附近的清江、弋陽(yáng)和撫州等盆地一樣，以洪泛-河谷沉積為主體，大體經(jīng)歷了3種沉積環(huán)境的交替：早期為干熱氣候條件下的洪積型沉積環(huán)境，以辮狀河床滯留沉積為特征；中期為濱湖相水下河道-水下沖積扇沉積環(huán)境；晚期為相對(duì)穩(wěn)定的湖泊沉積環(huán)境。但氣候總體較干旱，巖系均以棕紅色為基調(diào)。晚期鄱陽(yáng)湖盆地區(qū)表現(xiàn)為峽谷環(huán)境，盆地的性質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)閺埮嘞菖璧?。上白堊統(tǒng)南雄組可分為3段，反映了從低水位到高水位的演變[11]。

江西省北部殘存的古近系有清江組、新余組和臨江組，鄱陽(yáng)湖盆地區(qū)僅殘存清江組，主要局限于進(jìn)賢—石門街?jǐn)嗔岩晕鳎渲邪擦x凹陷、鄱陽(yáng)湖區(qū)和南昌凹陷分布較厚，最厚超過(guò)400 m。清江組分為2個(gè)沉積體系域，下部為低水位沉積體系，沉積相由河流相轉(zhuǎn)為內(nèi)陸鹽湖沼澤相；中上部為湖泛期體系域[26～27]。到古新世時(shí)，沉積盆地明顯受控于贛江斷裂，并且該階段以鹽湖沉積為主。雖然有些學(xué)者認(rèn)為從晚第三紀(jì)起，包括華南的中國(guó)大陸東部斷裂作用和差異性構(gòu)造已經(jīng)大大減弱[16]，但是有人通過(guò)在盆地內(nèi)部第三紀(jì)巖層中發(fā)育著2組共軛斷裂，認(rèn)為第三紀(jì)以來(lái)斷裂活動(dòng)還較為活躍[28]，贛江斷裂在距今100 Ma左右轉(zhuǎn)為向東陡傾的正斷層系，使東盤下降。所以斷裂從盆地形成開始一直在活動(dòng)并影響著盆地的地質(zhì)演化。

黃第藩等[29]曾對(duì)長(zhǎng)江中下游的湖泊進(jìn)行了地質(zhì)考察，認(rèn)為鄱陽(yáng)湖盆處在構(gòu)造轉(zhuǎn)折地帶和顯著的差異運(yùn)動(dòng)區(qū)，通過(guò)地貌景觀的差異判斷出鄱陽(yáng)湖盆地是斷陷成因，斷裂活動(dòng)和南北向的構(gòu)造線與湖盆的產(chǎn)生密切相關(guān)，這一系列斷陷盆地是在第三紀(jì)時(shí)由于喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)使鄱陽(yáng)湖及其鄰近地區(qū)的斷塊差異運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致。林承坤[28]指出鄱陽(yáng)湖盆地在第三紀(jì)為斷陷盆地，長(zhǎng)江和鄱陽(yáng)湖盆地位于不同的大地構(gòu)造單元上，前者位于下?lián)P子準(zhǔn)地槽，而包括廬山和鄱陽(yáng)湖在內(nèi)的鄱陽(yáng)湖盆地位于江南復(fù)背斜，開始于白堊紀(jì)末第三紀(jì)初的斷塊升降運(yùn)動(dòng)是主要的運(yùn)動(dòng)形式。盆地西側(cè)的廬山地區(qū)和東面的湖口—都昌以東地區(qū)均呈斷塊抬升狀態(tài)，夾在中間的鄱陽(yáng)湖呈地塹式斷塊下降。湖東側(cè)老爺廟砂山上的四級(jí)階地和西側(cè)星子砂山上的三級(jí)階地可以反映出間歇性的斷塊升降運(yùn)動(dòng)。

晚白堊世—古近紀(jì)早期，太平洋板塊的高角度正向俯沖使中國(guó)東部出現(xiàn)軟流圈上涌、巖石圈拆沉，從而導(dǎo)致郯廬斷裂帶與整個(gè)中國(guó)東部卷入強(qiáng)烈的伸展活動(dòng)。此時(shí)郯廬斷裂帶轉(zhuǎn)變成巨型的伸展構(gòu)造，普遍控制了斷陷盆地發(fā)育[25]，江西中北部也普遍發(fā)育了一系列北東—北東東向斷陷盆地，在一些近北東向老斷層的聯(lián)合控制下，鄱陽(yáng)湖盆地區(qū)普遍發(fā)生伸展斷陷，到古近紀(jì)，盆地以拗陷為主。

3.3 新近紀(jì)、第四紀(jì)以來(lái)盆地的演化特征

新近紀(jì)以來(lái)，由于西太平洋弧后擴(kuò)張，贛江斷裂遭受了東西向的擠壓作用使盆地消亡或變形[30～31]，差異性升降作用導(dǎo)致了廬山的隆起，并且控制了鄱陽(yáng)湖盆地的演化；第四紀(jì)以來(lái)贛江斷裂繼承并加強(qiáng)了前期活動(dòng)[32]。

更新世地層在鄱陽(yáng)北湖表現(xiàn)為一套磨圓度較好的灰白色卵石，自下而上粒度變細(xì)，呈正旋回，為河流相沉積，其上為厚15～20 m的全新世黑褐色有機(jī)質(zhì)淤泥；南湖三角洲地區(qū)更新世地層為灰白色、淺黃色礫石和砂夾青灰色、黃褐色薄層黏土，其上為全新世卵石、砂和淤泥，總厚21 m，呈現(xiàn)河流相-湖泊相-三角洲相的轉(zhuǎn)變[33]。雖然早期許多學(xué)者對(duì)鄱陽(yáng)湖地區(qū)的更新世地層和沉積做過(guò)劃分和探討[3,29,34～38]，但是研究的地點(diǎn)較分散，沉積物都曾受不同程度的濕熱風(fēng)化、淋濾或成土作用；并且更新世期間鄱陽(yáng)湖地區(qū)曾多次發(fā)生侵蝕切割和湖侵沉積的交替，在剖面上表現(xiàn)為鄱陽(yáng)湖濱更新世沉積與較早的沉積呈鑲嵌內(nèi)迭關(guān)系，所以鄱陽(yáng)湖區(qū)的更新世沉積保存不連續(xù)，也不完整[3](見圖6)。

圖6 第四紀(jì)各時(shí)期鄱陽(yáng)湖盆地剖面圖[33]Fig.6 Section maps of Poyang Lake Basin during the Quaternary period

第四紀(jì)盛冰期時(shí)，長(zhǎng)江中下游的水面比現(xiàn)今低20～40 m，表現(xiàn)為河流深切，湖泊疏干，盆地地區(qū)為河網(wǎng)洼地，被切割的更新世沉積成為階地[39～40]。距今5～7 ka期間，冰后期海侵使海平面上升，長(zhǎng)江口退至如今的鎮(zhèn)江—揚(yáng)州一帶[41]，江水的頂托作用導(dǎo)致長(zhǎng)江中下游低洼平原積水成湖，形成了位于長(zhǎng)江北岸的彭蠡澤，之后逐漸向南推進(jìn)擴(kuò)張。馬振興等[42]利用高分辨率有機(jī)質(zhì)碳同位素資料，認(rèn)為距今8 ka以來(lái)鄱陽(yáng)湖地區(qū)經(jīng)歷了4次大的氣候冷暖交替旋回。同時(shí)，粒度變化及沉積環(huán)境的演變顯示鄱陽(yáng)湖自距今4.5 ka以來(lái)是呈現(xiàn)河湖相交替發(fā)展的[43]，于距今2360 a左右長(zhǎng)江南擺至今湖口附近，江水首次倒灌鄱陽(yáng)湖盆地[44]，最終在距今1500 a左右時(shí)形成了鄱陽(yáng)南湖的大水面[33]。有的學(xué)者還把青藏高原不斷隆起以及對(duì)氣候的影響作為當(dāng)時(shí)中國(guó)東部湖面擴(kuò)張的原因[39,45]。

全新世以來(lái)，鄱陽(yáng)湖接受了江西省五大河流的來(lái)水來(lái)沙，逐漸積水成湖，形成了其特有的沉積模式[45～46]。張春生等[47]根據(jù)露頭、取心研究以及最大樹模糊聚類分析結(jié)果認(rèn)為，鄱陽(yáng)湖全新世共發(fā)育3類沉積體系，分別為沖積扇-扇三角洲沉積體系、河流沉積體系和三角洲沉積體系，并對(duì)每種沉積體系測(cè)定了年代(見表1)，提出了沉積體系時(shí)間域的概念。

鄱陽(yáng)湖盆地周緣沉積在垂向上可分為東西2個(gè)部分，且東厚西薄，其沉積序列也稍有不同(見圖7)，造成這種差異的原因是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和河床坡降的影響以及氣候的暖濕更替[45,47]。

表1 各類沉積體系的時(shí)間域[47]

圖7 鄱陽(yáng)湖東西兩側(cè)沉積垂向特征[45,47]Fig.7 Vertical characteristics of the deposition in the east and west of Poyang Lake

閔騫[48]首次應(yīng)用放射性同位素137Cs、210Pb測(cè)定了鄱陽(yáng)湖沉積物年齡及沉積速率，近期鄱陽(yáng)湖沉積速率約3.2 mm/a。根據(jù)沉積特征的不同，鄱陽(yáng)湖盆地在平面上可以分為4個(gè)沉積區(qū)域：入江水道區(qū)、五河入湖擴(kuò)散區(qū)、主湖區(qū)和東部湖灣區(qū)，其中入江水道區(qū)沉積速率最大，最高達(dá)7 mm/a，主湖區(qū)沉積速率最小，平均2.1 mm/a[48～49]。分析造成這種平面上沉積差異的原因?yàn)椋菏紫熔蛾?yáng)湖湖底地貌類型復(fù)雜，分布著天然堤、水下河道、邊灘和漫灘、堤外洼地、開闊湖灣等各種水下地貌地形，不同地貌有不同的沉積特征和規(guī)律[50]。除此之外，還有沙源、重力型湖流的流場(chǎng)特性、地理位置、風(fēng)浪作用、五河入湖的沉積差異等因素(見圖8)，尤其贛江三角洲面積占鄱陽(yáng)湖沉積區(qū)面積的七成以上，其所攜帶的大量泥沙自古以來(lái)向前的推進(jìn)成為影響鄱陽(yáng)湖盆地沉積的重要因素。正是由于贛江三角洲向前推進(jìn)速度較快而湖東側(cè)的河灣地區(qū)推進(jìn)速度慢，造成了當(dāng)今鄱陽(yáng)湖的形態(tài)。據(jù)此有人推測(cè)湖泊處于消亡階段[5]，而有些人則認(rèn)為未來(lái)湖區(qū)有向東擴(kuò)展之勢(shì)[48～54]。

圖8 鄱陽(yáng)湖周緣全新世沉積剖面圖[47]Fig.8 Holocene sedimentary profile of Poyang Lake periphery

綜上所述，鄱陽(yáng)湖原是一個(gè)由南向北傾斜的古贛江下游河谷盆地，全新世早期，水面僅限于北部，南部仍然為河流沉積區(qū)，后來(lái)的水侵是由于長(zhǎng)江的改道、江水的頂托作用、梅家洲的形成以及氣候變化等因素而自北向南逐漸推進(jìn)的[33,46,55～56]。

4 鄱陽(yáng)湖盆地新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)特征

新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)期間，在印度與歐亞大陸持續(xù)碰撞匯聚作用和太平洋板塊向西俯沖的影響下，中國(guó)大陸構(gòu)造活動(dòng)有繼承性，也有新生性，并且產(chǎn)生了復(fù)雜的活動(dòng)斷裂系統(tǒng)[57～58]。長(zhǎng)江中下游地區(qū)的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)大多是由于垂直斷塊運(yùn)動(dòng)而引起的，這也是與第四紀(jì)前的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)不同的地方[59]。鄱陽(yáng)湖盆地在繼承了晚印支—燕山期構(gòu)造模式的基礎(chǔ)上，第四紀(jì)以來(lái)繼續(xù)發(fā)展演化。

鄱陽(yáng)湖盆地受贛江斷裂、萍鄉(xiāng)—樂(lè)平斷裂、進(jìn)賢—石門街?jǐn)嗔训葦嗔鸦顒?dòng)的影響，尤其是贛江斷裂的控盆作用明顯[21,60]。梁興等[11]通過(guò)對(duì)地震、MT(大地電磁測(cè)探)和鉆井資料的研究認(rèn)為，控制鄱陽(yáng)湖盆地的區(qū)域性斷裂有20余條，可分為3大斷裂體系和5條主要斷裂；陳炳貴等[61]利用遙感(RS)技術(shù)，建立了湖區(qū)活動(dòng)斷裂遙感解譯標(biāo)志，共解譯出線性標(biāo)志266條，即使有些還需要驗(yàn)證，但與已知的構(gòu)造線吻合度良好，且大部分為北東—北北東向和北西向。據(jù)此，可把鄱陽(yáng)湖盆地區(qū)斷裂分為4組(見表2)。

表2 贛北地區(qū)主要活動(dòng)斷裂基本特征[21]

①北北東向斷裂系：如九江—靖安斷裂為贛江走滑斷裂系的西枝，此外還有南昌—丁坊、新建—坪湖等斷裂，他們總體屬于贛江平移斷裂體系，且往往切割其他幾組斷裂。斷裂性質(zhì)以壓剪性為主，自中生代以來(lái)具長(zhǎng)期多階段活動(dòng)特點(diǎn)，控制著第四紀(jì)沉積物的巖相及厚度的變化。

②北東向斷裂系：如宜豐—新建斷裂、武寧—銅鼓斷裂，它們?cè)谇捌谀鏇_斷裂背景上發(fā)生負(fù)反轉(zhuǎn)而重新活動(dòng)，對(duì)北東向構(gòu)造線的繼承起關(guān)鍵作用；控制了區(qū)內(nèi)中新生代以來(lái)沉積盆地的展布及沉積相變化，多為壓剪性斷層，主要形成于古生代，到新生代繼續(xù)活動(dòng)。此外還有湖口—吉安斷裂、余干—婺源斷裂等。

③北西向斷裂系：如撫河斷裂和余干—鷹潭斷裂，它們是贛江走滑斷裂系配套的派生斷裂。斷裂的性質(zhì)為張性或張剪性，形成于中生代，新構(gòu)造時(shí)期控制第四系的分布及厚度變化，明顯控制水系格局。

④近東西向活動(dòng)斷裂系：如宜春—東鄉(xiāng)斷裂，此斷裂系是前震旦紀(jì)以來(lái)長(zhǎng)期多次活動(dòng)的斷裂帶，多為縱向逆沖或斜沖斷層，大體控制了第四紀(jì)以來(lái)沉積物及修河水系格局和溫泉的分布。

贛江斷裂系在燕山運(yùn)動(dòng)時(shí)開始出現(xiàn)，經(jīng)歷了5個(gè)活動(dòng)階段：①早、中侏羅世，以左行壓扭為主，斷裂走向NE25°—35°；②晚侏羅到早白堊為左行平移階段；③白堊紀(jì)中期的伸展階段，為左行發(fā)展到右行的過(guò)渡階段；④晚白堊紀(jì)以來(lái)右行平移；⑤古近紀(jì)以來(lái)的差異性升降。晚近時(shí)期的差異升降使廬山升起，全新世開始盆地區(qū)有較為明顯的斷塊差異運(yùn)動(dòng)[14,43,62～64]。

地震資料[65～66]顯示，在上地殼三維速度結(jié)構(gòu)成像上，鄱陽(yáng)湖盆地為高速區(qū)，雖然盆地及周邊地區(qū)總體地震活動(dòng)水平較低，屬于相對(duì)少震、弱震活動(dòng)區(qū)，但是歷史上贛江斷裂帶上曾發(fā)生至少6次破壞性地震，贛北的贛江斷裂帶區(qū)域也被認(rèn)為是地震安全性評(píng)價(jià)中的危險(xiǎn)區(qū)[67～68]。2005年江西九江5.7級(jí)地震是江西有地震記錄以來(lái)發(fā)生的最大地震，此次地震發(fā)生在九江—靖安地震斷裂帶西側(cè)的銅鼓—武寧斷裂(丁家山—郎君山斷裂帶[69])區(qū)；2011年江西瑞昌又發(fā)生4.6級(jí)地震，可能與九江5.7級(jí)地震屬于同一發(fā)震構(gòu)造，也有研究指出此次地震發(fā)生在郯廬斷裂帶的南延隱伏段中[70～72]。這預(yù)示著江西北部的斷裂可能將繼續(xù)活動(dòng)，因此江西省北部及鄰近地區(qū)未來(lái)的地震活動(dòng)(見圖9)仍值得關(guān)注。

①武寧—銅鼓斷裂；②九江—靖安斷裂；③湖口—吉安斷裂(贛江斷裂)；④宜豐—新建斷裂；⑤余干—鷹潭斷裂；⑥撫河斷裂；⑦宜春—東鄉(xiāng)斷裂；⑧余干—婺源斷裂圖9 江西省北部斷裂與地震分布簡(jiǎn)圖Fig.9 The distribution of earthquakes and faults in the north Jiangxi

5 討論

鄱陽(yáng)湖盆地是華南地區(qū)規(guī)模較大的陸內(nèi)斷陷盆地，基底構(gòu)造性質(zhì)和區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力是控制盆地發(fā)展的重要因素?；讟?gòu)造方向在一定程度上控制著盆地內(nèi)構(gòu)造的方向，斷裂控制了盆地的發(fā)展，區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力控制著盆地的沉積特征和構(gòu)造變形等[73]。鄱陽(yáng)湖盆地的形成以及地質(zhì)演化過(guò)程是華南地塊經(jīng)歷了印支運(yùn)動(dòng)之后不斷發(fā)展的縮影，盆地的發(fā)展和整個(gè)亞洲東部大地構(gòu)造問(wèn)題緊密相關(guān)。

5.1 鄱陽(yáng)湖盆地演化的動(dòng)力學(xué)機(jī)制

華南地區(qū)的發(fā)展演化和構(gòu)造活動(dòng)與西太平洋的構(gòu)造演化有著密不可分的關(guān)系。歸納起來(lái)，自白堊紀(jì)始，西太平洋板塊構(gòu)造演化和其在中國(guó)大陸東部的地質(zhì)響應(yīng)可大致分為：早白堊世，西太平洋板塊推動(dòng)伊澤納崎板塊高速斜向俯沖于東亞大陸之下，這與中國(guó)大陸東部一系列斷裂的左旋平移和強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)在時(shí)間上是一致的；晚白堊世，伊澤納崎板塊已運(yùn)動(dòng)到東亞?wèn)|北部，西太平洋板塊向亞洲板塊東南部斜向俯沖，運(yùn)動(dòng)方向?yàn)楸北蔽飨?，這一俯沖持續(xù)到古近紀(jì)，并且西太平洋俯沖角度從之前的小角度變?yōu)楦呓嵌龋苍S正是由于這種高角度俯沖，導(dǎo)致了中國(guó)東部大陸的軟流圈上涌、巖石圈拆沉，從而造成大規(guī)模的伸展活動(dòng)和斷陷；晚第三紀(jì)以來(lái)，西太平洋板塊運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化，由北北西向變?yōu)楸蔽魑飨颍瑫r(shí)西太平洋弧后擴(kuò)張活動(dòng)使中國(guó)東部產(chǎn)生擠壓應(yīng)力，這與郯廬斷裂帶等一系列斷裂在此時(shí)期表現(xiàn)為擠壓逆沖也是一致的(見圖10)。同時(shí)印度板塊與亞洲板塊發(fā)生強(qiáng)烈碰撞，因此中國(guó)東部東西向的應(yīng)力場(chǎng)也可能來(lái)自于印度板塊與亞歐板塊的碰撞，但其主要?jiǎng)恿?lái)源于西太平洋的活動(dòng)[25,74]。

1—早白堊世巖漿巖；2—斷陷盆地沉積；3—新生代玄武巖；TLF—郯廬斷裂帶；QDO—秦嶺大別造山帶；SLO—蘇魯造山帶圖10 西太平洋白堊紀(jì)以來(lái)的活動(dòng)演變示意圖[25]Fig.10 A sketch map showing plate motion evolution in West Pacific area since Cretaceous

太平洋板塊的俯沖作用和運(yùn)動(dòng)方向的轉(zhuǎn)變，對(duì)中國(guó)東部盆地的發(fā)展必然起到重要的作用。把盆地的地質(zhì)演化和太平洋板塊的演化過(guò)程進(jìn)行對(duì)比，便可以認(rèn)識(shí)到盆地的形成機(jī)制：從早白堊世起，包括鄱陽(yáng)湖盆地在內(nèi)的中國(guó)東部發(fā)育斷陷型盆地，太平洋板塊的斜向俯沖使中國(guó)大陸東部處在左旋的應(yīng)力場(chǎng)下，并產(chǎn)生一系列北東向斷裂，這些斷裂帶也成為地殼減薄帶，俯沖作用使地幔上涌，地殼上部拉張；后來(lái)由于板塊運(yùn)動(dòng)方向的變化，太平洋板塊向亞洲板塊垂向俯沖，亞洲東部的盆地褶皺回返；新生代期間以印度板塊和亞歐板塊的碰撞最為激烈，喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)使中國(guó)中西部的地殼發(fā)生擠壓性改變，從而使應(yīng)力方向發(fā)生改變，這一改變必然影響到鄱陽(yáng)湖盆地區(qū)，這種作用對(duì)中國(guó)東部應(yīng)力狀態(tài)起著一定的輔助作用[75]。

5.2 鄱陽(yáng)湖盆地的新構(gòu)造格局

第四紀(jì)以來(lái)，盆地區(qū)由于地殼水平擠壓松馳引起的均衡調(diào)整作用，地殼以垂直升降運(yùn)動(dòng)為主，差異性斷塊活動(dòng)明顯。區(qū)內(nèi)的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)為斷裂活動(dòng)的繼承性和新生性。很多證據(jù)指出贛江斷裂與郯廬斷裂有著密不可分的關(guān)系：郯廬斷裂帶不僅止步于長(zhǎng)江以北，而且繼續(xù)向南延伸，贛江斷裂便是郯廬斷裂南延的“痕跡”[76～77]。這樣，分析郯廬斷裂的活動(dòng)特征，對(duì)贛江斷裂以及在其控制下的盆地的發(fā)展演化也有指明作用。郯廬斷裂帶經(jīng)歷了從晚白堊到古近紀(jì)的伸展以及新近紀(jì)以來(lái)的逆沖活動(dòng)，其多期演化是受西太平洋板塊的影響，這與贛江斷裂以及鄱陽(yáng)湖盆地的形成演化是相似的[25]。

包括鄱陽(yáng)湖盆地在內(nèi)，江西北部還分布著若干其他小型盆地，如清江盆地、修水盆地、武寧盆地等。它們有著相似的特征：大部分都是單斜構(gòu)造，以斷塊作用為主，呈北東—近東西向展布，盆地內(nèi)部都堆積著陸相紅色、雜色碎屑建造，沉積中心呈東西向單側(cè)遷移，而且都是在斷裂的基礎(chǔ)上演化而來(lái)的，都受斷裂的控制，因此，老的基底斷裂的重新活化是影響本地區(qū)新生代以來(lái)構(gòu)造活動(dòng)的重要因素[22]。另外，位于中國(guó)東部的東海陸架盆地的構(gòu)造模式和演化與鄱陽(yáng)盆地也具有相似性，東海陸架盆地內(nèi)部構(gòu)造單元包括長(zhǎng)江坳陷、溫東坳陷、臺(tái)北坳陷和彭佳嶼坳陷，它們都是在晚白堊世—古新世期間發(fā)育起來(lái)的裂谷型斷陷盆地，并且呈北東向展布，盆地東斷西超，其結(jié)構(gòu)類似于中國(guó)東部陸上白堊紀(jì)—第三系斷陷盆地，因此鄱陽(yáng)湖盆地與中國(guó)東部的斷陷盆地具有一定的可對(duì)比性[78]。

6 結(jié)論

在中生代，中國(guó)東南部的燕山運(yùn)動(dòng)事件使一套大致平行的北東—南西向斷裂帶形成，并在此時(shí)期導(dǎo)致了鄱陽(yáng)湖斷陷，形成鄱陽(yáng)湖沉積盆地的雛形。之后，隨著贛江斷裂系活動(dòng)方式的變化，鄱陽(yáng)湖盆地經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造演化過(guò)程，至第四紀(jì)，盆地中部發(fā)生整體拗陷并持續(xù)接受沉積。其既繼承燕山運(yùn)動(dòng)構(gòu)造格局的基礎(chǔ)，又具新生性，并且鄱陽(yáng)湖盆地的發(fā)展歷程與太平洋板塊的向西俯沖有著密不可分的關(guān)系。鄱陽(yáng)湖盆地的演化發(fā)展在不同的時(shí)代具有不同的構(gòu)造演化特征，可大致分為3個(gè)階段，即早白堊世階段、晚白堊世—古近紀(jì)階段以及新近紀(jì)、第四紀(jì)以來(lái)演化階段。

第四紀(jì)以來(lái)鄱陽(yáng)湖區(qū)沉積序列總體呈沖積扇-河流-三角洲相。由于盆地本身不是單一的構(gòu)造模式，由多個(gè)構(gòu)造單元構(gòu)成，構(gòu)造單元復(fù)雜。五河入湖的水動(dòng)力條件和泥沙沉積的差異較大，其中贛江三角洲向前推進(jìn)速度最快，泥沙沉積量最多，導(dǎo)致整個(gè)湖區(qū)的沉積特征在不同區(qū)域上差異很大。另外長(zhǎng)江河水與湖水的交換和頂托作用也使湖區(qū)具有獨(dú)特的沉積特征。結(jié)合上述因素和歷史湖面演化特征，鄱陽(yáng)湖將會(huì)在盆地中穩(wěn)定發(fā)育，并有向東南方向發(fā)展的趨勢(shì)，同時(shí)要注意水土流失、雨期防洪。

第四紀(jì)活動(dòng)斷裂繼承了燕山期的構(gòu)造格局，但又具有新的特征。第四紀(jì)期間區(qū)域內(nèi)活動(dòng)斷裂以北北東向?yàn)橹?，其次是北東向、北西向和近東西向，其中北東—北北東向斷裂以右旋走滑運(yùn)動(dòng)為主，北西向斷裂主要為左旋走滑。北東—北北東向的贛江斷裂系是鄱陽(yáng)湖盆地的主要活動(dòng)斷裂，其在新生代期間經(jīng)歷了從左行走滑、伸展到右行走滑的轉(zhuǎn)變過(guò)程，大致可與鄱陽(yáng)湖盆地的演化對(duì)比。雖然從歷史上看，鄱陽(yáng)湖盆地屬少震地區(qū)，但由于斷裂交匯處往往是區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力集中區(qū)，該區(qū)未來(lái)的地震活動(dòng)仍值得關(guān)注。

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GEOLOGICAL EVOLUTION，NEOTECTONICS AND GENETIC MECHANISM OF THE POYANG LAKE BASIN

YANG Xiao-dong1,2，WU Zhong-hai2,3，ZHANG Hai-jun1

(1.College of Earth Science and Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China;2.InstituteofGeomechanics,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing100081,China;3.KeyLabofNeotectonicMovementandGeohazards,MinistryofLandandMineralResources,Beijing100081,China)

Combining with drilling and profile data, this paper synthesizes the sedimentary characteristics and tectonic activity characteristics of the Poyang Lake Basin and discusses the development and evolution of the basin in the tectonic background of East Asia, and also summarizes the main control faults structures and their characteristics in the basin as well as it’s paleogeographic evolution in the Mesozoic and Cenozoic. Finally summarizes the main fracture of Quaternary activity and its relationship with seismic activity, and the genetic mechanism of the basin is discussed according to the existing data. Comprehensive study showed that, in the Mesozoic, the movement of Yanshan brought about a set of roughly parallel NE-SW trending fault zones in southeast of China, and resulted in the Poyang lake depression and the embryonic form of Poyang lake sedimentary basin. Then, with the change of the Ganjiang fault mode, Poyang lake basin has experienced a complex evolution process. Until the Quaternary, overall depression occurred in the middle of the basin and it continued to be deposited. After the mid Holocene, it evolved into the modern Poyang Lake.

the Poyang Lake Basin; geological evolution; neotectonics; active fault; earthquake

1006-6616(2016)03-0667-18

2016-03-07

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目(12120114002101，DD20160268)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41571013，41171009)

楊曉東(1991-)，男，碩士研究生，專業(yè)方向?yàn)槌练e地質(zhì)學(xué)與環(huán)境分析。E-mail：dong6015@qq.com

吳中海(1974-)，男，研究員，從事新構(gòu)造和活動(dòng)構(gòu)造研究。E-mail：wzhh4488@sina.com

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