四川盆地地质风貌的研究

四川盆地地质风貌综述

摘要

大家都知道盆地—顾名思义“盆状地形”矣。我们学习和生活的成都，地处四川盆地的西缘，但其地质风貌对我们而言就显生疏，本文主要从岩层构造、土壤质量、生态群落和地壳活动四个方面对四川盆地做一定的调查和分析，并对相关的地壳活动进行论述。

关键词：四川盆地 岩层构造 土壤质量

地质风貌 生态群落

1、盆地概述

四川盆地是中国四大盆地之一，面积26万km 2，其中盆地底部面积约16万km 2，是中国地势划分的第二级阶梯上相对凹下的部分。

四川盆地可再分为三部分；在龙泉山和龙门山、邛崃山之间的盆西平原（又称成都平原，素有" 天府" 之称）、在龙泉山和华莹山之间的盆中丘陵和华蓥山以东为盆东平行岭谷区。

2、地貌特征

四川盆地由连结的山脉环绕而成，西依青藏高原，北近秦岭，东接湘鄂西山地，南连云贵高原。盆地北缘米仓山，南缘大娄山，东缘巫山，西缘邛崃山；西北边缘龙门山（2008年5月12日汶川8.0级特大地震就发生在龙门山断裂带上），东北边缘大巴山，西南边缘大凉山，东南边缘武陵山。盆周山地海拔多在1000m ～4000m 之间；盆底地势低矮，海拔300m ～700m 。

盆西平原海拔450m ～750m ，地势由西北向东南倾斜，地表平坦，相对高差一般不超过20m ～50m ，由氓江、沱江、涪江、青衣江等八条河流冲积联缀而成，土壤肥沃，河渠稠密，有著名的都江堰自流灌溉；盆中丘陵地势低矮，海拔大多在300m ～500m 之间，相对高差50m ～150m ，地势由北向南倾斜，岩层近于水平，在流水的长期侵蚀切割作用下，形成台阶状的方山丘陵，南部多浅丘，北部多深丘。丘陵地表软硬相间的紫红色砂、页岩极易风化为紫色土，富含磷钾，自然肥力较高，宜种性广，是全省粮食、经济作物主产区；盆东平行岭谷由多条近东北西南走

向的条状背斜山地与向斜宽谷组成，山地陡而窄，高700m~1000m，其中，华蓥山高1704m ，为盆地底部最高峰。山地顶部的石灰岩被雨水溶蚀后，常成凹槽，故山地大多具有" 一山二岭一槽" 或" 一山三岭二槽" 的特色。山岭间的谷地宽而缓，海拔300m ～500m ，其间丘陵、平坝交错分布，是平行岭谷区工农业生产主要地区。

据统计，在四川盆地的次级地貌单元中，平原占7%，丘陵占52%，低山占41%。

3、岩层构造

宏观上看，四川盆地由盆地周边的褶皱和断裂围限起来的一个大型构造沉积盆地。岩层特征表明，四川盆地是在古生代海相沉积盆地的基础上发展起来的一个陆相盆地，盆地岩层具有沉积厚、多旋回的特点。因为地表广泛出露侏罗纪~白垩纪的红色岩系，主要由紫红色砂岩和页岩组成。因此，四川盆地又称为红层盆地。

根据相关资料，四川盆地发育有自震旦系至第四系厚逾13000m 的沉积地层。其中，早古生代震且系~志留系主要属海相沉积，为一套台地型碳酸盐岩~碎屑岩，在盆地边缘龙门山及康滇古陆有陆相碎屑岩夹火山岩沉积； 泥盆系主要分布于四川盆地边缘，龙门山地区发育比较齐全，为一套碎屑岩、生物碎屑灰岩、生物灰岩和白云岩组成，属陆棚沉积~局限台地沉积；石炭系在龙门山一带发育齐全，为开阔台地相灰岩沉积；在盆地中，二叠系分布比较稳定，下二叠统下部以陆相~海陆过渡相的砂页岩夹煤线沉积; 中上部为台地相灰岩、泥质灰岩夹砂质灰岩、生物灰岩、白云岩、黑色页

岩沉积。上二叠统是一套海陆过渡相泥页岩、岩屑砂岩夹煤层沉积~海相碳酸盐岩、硅质岩及泥页岩沉积，夹裂谷型峨眉山玄武岩；三叠系分为上下两套沉积序列，中下三叠统包括飞仙关组、嘉陵江组、雷口坡组，为一套浅海相灰岩、泥灰岩、紫红色页岩、砂质泥岩、鮞粒灰岩、白云岩夹泥页岩及石膏层沉积。上三叠统小塘子组~须家河组为滨海相~三角洲~湖泊相~河流相沉积的砂泥岩和砾岩组合；侏罗系主要为湖泊相红色碎屑岩沉积，在盆地分布广泛。从盆地边缘到盆地中心沉积相分布具有由河流、滨湖、三角洲相~浅湖泊相~半深水~深水湖泊相页岩、灰岩沉积组合的特征；白垩系~第三系分布于川西及川西南和川中地区，主要为河流、湖泊相沉积的砂岩、泥岩夹粉砂岩、泥灰岩和砾岩；第四系分布局限，为一套河流相砂砾岩沉积。

4、土壤质量

由于地表广泛出露侏罗纪~白垩纪的红色岩系，土壤母质主要由侏罗系和白垩系紫色砂岩和页岩组成，它们易于破碎、风化形成紫色土，含有丰富的钾、磷、钙、镁、铁、锰、硒等营养元素，土质风化度低，土壤发育浅，有明显的富铝化和黄化过程，胶体硅铝率2.1~3.1。自然肥力较高，但粘性重，酸性强，是四川分布面积最广的土壤，也是我国最肥沃的自然土壤之一，宜种性广，是全省粮食、经济作物主产区。盛产水稻、油菜、甘蔗、茶叶和柑桔等。

有研究表明，在四川盆地，紫色土的母质占盆地总面积的85%，并集中在沱江河嘉陵江流域。

①紫色土的质量指标

颜色：通体紫色，并随母体的地层层位不同而略有差异，如自流井组暗自森、沙溪庙组灰棕紫色、遂宁组红棕紫色、蓬莱镇组棕紫色等。

厚度：土层浅薄（厚度小于20cm 的区域占旱耕地的30%以上），层次分化而不明显，砾石含量高。

结构：水稳性差，雨打易碎。

保水性：保水性能差，失水快。

矿物成分：以水云母、蒙脱石、绿泥石为主，少量高岭石、针铁矿等。 化学成分：CaCO3含量盆地中部高、东部偏低、盆周较少；pH 值呈酸性~微碱性；富P 丰K 贫N 。

②紫色土的质量问题

抗旱力弱，生产不稳定：这与降雨时空分布不均、水利设施不足和土层浅薄等因素有关。

水土流失严重：这与土层薄等因素有关，在低山丘陵区更加明显。 有机质低：主要是缺N 。

③紫色土的改良

重点：解决水的问题。

蓄水：配套中小型、微型蓄水设施，雨时蓄水少时用。

保水：增厚土层、覆盖地膜等，增强土壤保水能力、发挥土壤蓄水功能。

耕作：改革耕作制度，如横坡种植、网格化垄作等。

5、生态群落

四川盆地地处亚热带，生物资源很丰富。受盆边地形地貌、盆地岩层构造和土壤质量影响，四川盆地有着明显的生态群落特征。

历史上，由于四川盆地物产丰饶而使四川在经济、文化等各方面自成一体，成为一个相当独立的世界，含有“盆地即天下”的意境。也使得生活在四川盆地的四川人具有某种特有的意识，俗称“盆地意识”。盆地意识有自足、自满、自大等多种意思，体现了一种封闭性，这也与四川盆地几乎完全封闭的地理特性和自成一体有关。

四川盆地中植物近万种，古老而特有种之多为中国其他地区所不及。在盆地边缘山地及盆东平行岭谷可见水杉、银杉、鹅掌楸、檫木、三尖杉、珙桐、水青树、连香树、领春木、金钱槭、蜡梅、杜仲、红豆杉、钟萼木、福建柏、穗花杉、崖柏、木瓜红等珍稀孑遗植物与特有种；在湿热河谷可见桫椤、小羽桫椤、乌毛蕨、华南紫萁、里白等古热带孑遗植物，目前已在金佛山和缙云山分别设立了自然保护区；盆地东南缘的酉阳还有世界上最高大的白花泡桐，最高者达44m 。

四川盆地的地带性植被是亚热带常绿阔叶林，其代表树种有栲树、峨眉栲、刺果米槠、青冈曼青冈、包石栎、华木荷、大包木荷、四川大头茶、桢楠、润楠等，海拔一般在1600m ～1800m 以下。其次有马尾松、杉木、柏木组成的亚热带针叶林及竹林；边缘山地从下而上是常绿阔叶林、常绿阔叶与落叶阔叶混交林；寒温带山地针叶林，局部有亚高山灌丛草甸。 四川盆地也是中国动物种类最多，最齐全的地区之一。盆地西缘山地

是中国特有而古老动物保存最好、最集中的地区，属于一类保护动物的有大熊猫、金丝猴等，已设立唐家河、王朗、卧龙、蜂桶寨、喇叭河等7处大熊猫、金丝猴等自然保护区；盆地边缘山地溪沟中的大鲵也为四川所特有，均属国家保护动物；四川盆地的山地丘陵区，气候终年温暖湿润，森林是以樟科、壳斗科、山茶科为建群种的湿性亚热带常绿阔叶林，以马尾松、杉木、川柏木为主的亚热带低山常绿针叶林和以多种大茎竹为主的亚热带竹林；川东南山地宽谷盆地区，气候干湿季分明，森林是以耐干性的壳斗科种类为优势的干性亚热带常绿阔叶林和以云南松为主的亚热带针叶林；川西高山峡谷区，山高谷深，垂直差异大，但主要属温带高原气候，有大面积的以冷杉属、云杉属为主的亚高山常绿针叶林和以高山栎为主的山地硬叶常绿阔叶林；川西北高原区，已属高原寒冷大陆性气候，亚高山常绿针叶林仅小块状分布于局部水热条件适宜之地，而广大高原、山原面上，或因气候严寒，最暖月均温已在10摄氏度以下，在森林生长线之上。或因风速过大，环境条件恶劣，乔木难于成长，广泛分布着高山高原灌丛和高山高原草甸。

四川盆地动物资源也十分丰富，仅脊椎动物就有1247种，占全国所产总数的40％左右，其中鸟类和兽类约占全国的一半。根据它们对人类的社会经济意义大体分为珍贵稀有动物类，毛皮、革、羽用动物类，渔猎动物类以及其它资源动物类和有害动物类等。盆地及其边缘山地，耕作历史悠久，种植业较为发达，以农田动物群为主，珍贵动物有鸳鸯、华南虎等；盆地西缘山地资源动物丰富，特产动物繁多。珍稀动物中主要有大熊猫、

牛羚、金丝猴、小熊猫、白唇鹿、梅花鹿、毛冠鹿、林麝、兰马鸡、藏雪鸡、斑角雉等。鸟类以画眉亚科和雉科占优势，其中四川山鹧鸪、雉鹑为特产鸟类。爬行类与两栖类丰富，有不少国内特著品种，如宜宾龙蜥、峨眉髭蟾、北鲵等。

6、地壳活动

关于四川盆地的成因，地质学理论主要有：

①传统说：四川盆地属扬子陆台一部分，称为四川陆台，属较稳定的地区，但仍经过两次大规模的海浸。第一次从5亿多年前的寒武纪开始，延续到3.7亿多年的志留纪，不断下陷成了海洋盆地，志留纪时发生加里东运动，除了西部的龙门山地槽继续下陷外，其余地区上升为陆。

2.7亿年前的石炭纪末，发生范围更大的第二次海浸，盆地再次为海洋占据。二叠纪时海陆交替，形成重庆附近的南酮、松藻、天府等煤矿。二叠纪末，盆地西部岩浆喷出，峨眉山小金顶及清音阁一带的玄武岩就在这时生成。

距今1.9亿年的三叠纪，“印支运动”使盆地边缘逐渐隆起成山，被海水淹没的地区逐渐上升成陆，由海盆转为湖盆。当时湖水几乎占据现今四川盆地的全境，称为“巴蜀湖”，从此结束了海浸的历史。在中生代漫长的1亿多年里，盆地气候温暖湿润，到处生长蕨类、苏铁和裸子植物，是又一个成煤期，永荣煤矿即在三叠纪和侏罗纪时形成。东起长寿、垫江，西到江油、邛崃，北抵大巴山麓，南到贵州赤水，还是天然气富集区。这一时期爬行动物恐龙称霸一时。1957年在合州发现的

“合州马门溪龙”身长22m ，高3.5m ，是我国亚洲最大和最完整的恐龙化石。

7000万年前的白垩纪末期，发生又一次强烈的地壳运动“燕山运动”。盆地四周山地继续隆起，同时产生不少大断层，如西部的龙门山大断层和东部的华莹山大断层，把盆地分为三部分。巴蜀湖缩小为仅有2万km 2的蜀湖。封闭的盆地地形及急剧缩小的水面，使气候逐渐变得干热，沉积物由海相、海陆交替相变为陆相，大量风化、侵蚀、剥蚀的物质在盆地堆积了数千米厚，形成红色和紫红色的砂、泥、页岩。裸子植物不断衰退，恐龙灭绝了。内陆湖泊在干燥条件下，经强烈蒸发，浓度增大，盐分不断积累，形成盐湖，后来泥沙掩埋而保存于地层之中，经过漫长的地质作用形成岩层，自贡一带是著名的井盐产地。

2000多万年前的新第三纪，受喜马拉雅造山运动的影响。距今二、三百万年的第四纪，地壳再次发生构造运动。巫山两侧水系溯源侵蚀，共同切穿巫山，形成举世闻名的长江三峡，盆地之水纳入长江水系。从而，四川盆地由内流盆地变为外流陆盆，由封闭的内流区变为外流区，由以堆积为主变为侵蚀为主，经历了海盆~湖盆~陆盆的沧桑之变。 第四纪是冰川广布的时代，盆地西北山地发育大量冰川。冰川消融后，大量沉积物由岷江、沱江等携带，堆积在西部的凹陷区，即以前的蜀湖之中，最终形成了成都平原。

②小行星撞击说：有研究者认为，从立体地图不难看出盆地的地貌不仅外形似盆，而且较圆，很有规则，同时周围山脉的高度比较接近一致，

呈西高东低的态势。假如从来就没有四川盆地，那么该处的地形就应该是与其四周的地形相接近的整体山形地貌，即：盆地之西是青藏高原的东臂，盆地之北是秦岭山脉的南枕，盆地之南是云贵高原的北部后背，盆地之东是大巴山西依的靠山。

这个突然出现的巨大能量所致的地貌梯度的显著变化的原因，就是小行星的撞击。而小行星在撞击之前，四川盆地原本是中国西部大片高原的东部边缘地带，撞击才形成了盆地以及周边的外貌特征。

自贡位于四川盆地的中部，是恐龙化石出土的地方。而关于恐龙的灭绝，“小行星撞击论”比较占优势。因此，这类研究者得出结论，四川盆地的成因是小行星撞击所致，而恐龙灭绝的成因也是小行星的撞击所致。

③宇宙和地球引力共振旋涡说：四川盆地在早期地球造山运动过程中，由宇宙其他天体引力与地球自身运动共同作用，在此形成椭圆形旋涡，四周隆起，加上地球向东自转，西部、北部隆起变高。由于这种引力和旋涡力主要来自宇宙引力流和地下共振流主要沿盆地西部边沿，由西南向东北呈S 弧形走向，千百万年来成有规律的运动。西部青藏高原，北部大巴山、秦岭、中条山、王屋山、太行山、燕山等山脉受天地共有引力作用而抬升，形成中国大陆的主脊山脉，地震亦沿此线发生较多，冷暖气流交汇、四季气候变化分界也大致以此线为界。而四川盆地以东地区受这条引力共振线的影响较小，故四川盆地及其东部地区，既能够不随喜马拉雅山、秦岭、中条山、王屋山、太行山、燕山系一道隆起，也不受地震的危害。我国主要大城市和古代都城虽然距引力共振线较近，但由于不在此共振线范围，

一般没有大的地震。

2008年5月12日汶川8.0级特大地震就发生在其西北边缘的龙门山逆冲推覆断裂带上。该断裂带是青藏高原和华南地块的边界构造带，经历了长期的地质演化，具有十分复杂的地质结构和演化历史。龙门山断裂带由三条具有发生强烈地震能力的主干断裂所组成：西边一条叫龙门山后山断裂(或汶川~茂县断裂) ，大体上沿汶川到茂县的高深狭谷延伸，这次地震时没有发生破裂，但滑坡等地质灾害十分严重；中间的一条叫龙门山主中央断裂(或映秀~北川断裂) ，沿映秀~北川~平通~南坝展布，连续性较好，这次8.0级地震破裂主要发生在这条断裂上；东边的一条叫龙门山前山断裂(或灌县~江油断裂) ，沿龙门山与成都平原交界处分布，这次地震形成了60km 长的地表破裂。上述三条断裂在垂直剖面上呈叠瓦状向四川盆地内逆冲推覆，断裂倾角在接近地表处较高，随深度向下逐渐变缓，大概到地下20多公里深处，三条断裂收敛合并成一条剪切带，成为青藏高原推覆于四川盆地之上的主要控制构造。强烈的相对运动导致了龙门山与四川盆地的高差十分巨大，在不到60km 的范围内，从海拔约600m 迅速上升到近4000m~5000m，形成巨大的地貌台阶，是中国大陆地形最陡峭的地方。 这次巨大地震的最根本动力来源还是青藏高原和华南地块之间相对运动在断裂带上产生的能量积累和释放。印度大陆向北推挤，形成了“世界屋脊”青藏高原，其平均海拔高度超过5000m ，地下的地壳厚度达60km~70km，比四川盆地厚40km 的地壳多出20km~30km。在这种状态下，青藏高原不可能再向上升高和向下增厚，高原内部的地壳物质只能向东和向北扩展，导

致高原在这两个方向上的增生。由于强硬四川盆地的阻挡，在青藏高原东部与四川盆地交界地带就形成了南起泸定和天全，北达广元和陕西勉县、长近500km 、宽约40km~50km、北东走向的龙门山脉。构成龙门山山脉的重要岩石单元是古老的杂岩体(彭灌杂岩，宝兴杂岩) ，这种岩石抵抗破坏和断裂的强度特别大，能够积累很大的能量在瞬间释放形成强烈地震。而四川盆地，特别是成都市所在区域之下的地层大部分由刚性的岩体构成，并没有深大断裂和基底断裂，所以说几乎不可能在成都市发生大震；另外，由于最大的余震一般低于主震1.5级~2级，震中又离成都一定距离，所以成都市只要是建筑达标的房屋几乎不可能倒塌。

7、结语

四川盆地是不同地壳活动的综合，岩层构造决定了土壤质量，土壤质量又影响着生态群落。这就是四川盆地的地质风貌，本文是作者根据综合众多学者的研究成果整理而成的，在此不一一列出，一并表示感谢。

8、参考文献

【1】 唐时嘉等 《四川盆地紫色土肥力与母质特性的关系》 1984年5月

【2】 翟智高 《四川盆地与地震由宇宙和地球共振旋涡形成》 2008年

【3】 纮野山人 《再论四川盆地木桶效应》 2007年

【4】 王达水 《四川盆地与恐龙灭绝》 2005年5月

【5】 中国地质调查局 《汶川地震构造初步分析》 2008年5月