1.1　洱海流域自然环境

洱海汉代时称为叶榆泽、昆明（㳽）池、洱河、西洱河和西二河。白语曰“洱稿”（下边的海子）、“色油阁”（叶榆海）或“歹来阁”（大理海）。因湖形似人耳，汉语遂称其为洱海。洱海位于云南省大理白族自治州境内，地理坐标为东经99°32′～100°27′，北纬25°25′～26°16′。洱海是大理市饮用水源地，也是苍山洱海国家级自然保护区和风景名胜区的核心，具有饮水源、农灌、养殖、航运和发电等多种功能。

洱海被誉为高原明珠，地处澜沧江、金沙江和元江三大水系的分水岭地带，属澜沧江-湄公河水系，流域面积为2 565 km2，湖泊南北长为42 km，东西宽为3～9 km，平均宽度为6.3 km，湖周长为129.14 km，岛屿面积为0.748 km2，最大水深为21.3 m，平均水深为10.8 m，属中等深度湖泊。当最低运行水位为1 964.3 m时，湖面积为244.5 km2，湖容量为25.34亿米3；当最高运行水位为1 966.00 m时，湖面积为252.1 km2，湖容量为29.59亿米3。

1.1.1　地形地貌

洱海大地构造位置处于金沙江-哀牢山深大断裂带以东的扬子准地台（Ⅰ级）西部的丽江台缘褶皱带（Ⅱ级）中的鹤庆-洱海台褶来（Ⅲ级）的西南部，其西为以洱海断裂（金沙江断裂的南延部分）为界的点苍山-哀牢山断褶东（Ⅲ级）北部的点苍山断块（Ⅳ级）。图1-1为大理盆地第四系及洱海等深线图。

洱海地区的总体地质构造线方向与云南省西部的构造线方向一致，均为北北西向。洱海是一个典型的内陆断陷盆地，湖中有三岛，湖岸曲折多弯。

洱海地区的重要断裂为洱海断裂和西洱河断裂两条。其中洱海断裂呈北北西向纵贯全区，南延称红河断裂。断层东盘为古生界，西盘为中生界，沿该断裂带形成断陷盆地，盆地中各类第四堆积物发育，累计最大厚度已逾1 000 m。

西洱河断裂呈近东西向延伸，西段渐趋北西向，与漾江断裂交汇；东段趋北东向延伸，止于洱海断裂，平面形态略成弧形；其北盘为下元古界（苍山岩群）；其南盘以中生界为主，紧靠断裂带，在下关塘子铺（现凤凰温泉度假区）有高温热泉涌出。在与洱海断裂交汇处的红山库子一带为地热异常区。

洱海周边的火成岩具有多期次、多阶段、多旋回的特点。岩类复杂，集中分布于九顶山-乌龙坝区，以华力西期基性、喜马拉雅期碱性火山喷发为主。此外，尚有华力西期超基性/基性和燕山期酸性岩浆侵入，喜马拉雅期则发育小型碱性、中酸性、酸性侵入体。

1.1.2　洱海的形成

洱海和其他世间事物一样，经历着形成—成熟—消亡的演变过程。演变是在一定的地质、地理作用下进行的流域自然因素和人类社会活动共同作用的结果。

1）洱海的雏形

洱海地区受燕山构造运动影响强烈，燕山晚期（距今约6 500万年）构造运动奠定了洱海的原始形态。大约距今5 500万年的第三纪始新世，印度板块从南方的冈瓦纳古陆分离出来，向北漂移，与欧亚大陆发生碰撞，并向大陆下俯冲，引起地壳抬升，喜马拉雅山就此诞生。作为这一山脉东南端点的大理苍山，因洱海断裂的分割，脱离扬子准地台洱海断裂向西逆冲并以“飞来峰”的姿态雄踞于海西相对较中轻的地质体而崛起。

在苍山抬升的同时，东侧地壳相对下降，这一升和一降的演化机制造就了洱海山间盆地，但此时的大理盆地与其他山间盆地一样处于常年无水的状态。图1-2为苍山-洱海地质构造模式剖面图。

2）洱海的成长

大约在第三纪晚期的上新世（距今约350万年），洱海断裂再次复活，使部分地壳进一步下陷，并开始局部积水。

在长达350万年的地质历史中，大理地区经历了早更新世、中更新世、晚更新世和全新世早期（距今约1万年）的多次冰期和间冰期（统称大理冰期）的冷暖交替，特别是间冰期的冰川退缩，使洱海进入由小到大的演化，大约在中更新（距今约70万年）才逐渐丰满成型。滇西谷地由于受特殊的径向构造控制，均形成近南北向的断陷盆地。而在众多的断陷盆地中，仅在少数盆地形成以洱海为代表的湖泊（沼），在形成过程中，总体北高南低地势的洱海深大断裂起着关键性作用。洱海深大断裂贯穿深藏于地壳中的元古界地层，古老的地层（结晶基底）顺洱海断裂的西逆冲形成点苍山。而且由于断层的多次复活，使得苍山不断抬升，盆地相对下降，并在断层之东的地块接受古生代沉积，形成湖盆。东缘屏障同时处于洱海南端的近东西向派生断裂——西洱河断裂，使南盘地层推覆于北盘元古界之上，高出湖盆，形成东西向的“挡块”，造就了相对封闭的湖盆，大理冰期的消退使水源有了保障，沿洱海西断裂破碎带这一薄弱环节夺路西去。

3）洱海的消亡

从洱海的现状看，在疏浚西洱河出水口修建节制闸前后，其水位控制海拔高程为1 966 m。而据《蛮书》《新唐书·南诏传》载：“砖窑林西系船处”“佛前村西南鱼台”均系当时洱海水域地带，其高程在2 040 m左右。经考证，上述两地在今太和之北的凤阳邑、大锦盘一带，而统一六诏的蒙舍诏主皮逻阁在唐开元二十七年（公元739年）由巍山迁都太和城。从以上推算，在历史记载的1 300年左右，洱海水自然下降了70 m左右，其下降速率为54 mm/a。相应可以佐证的是，在喜洲大理二中的两棵大榕树下揭开一层很薄的冲积层便可见到水生螺蛳壳层，而且这里海拔已在2 000 m以上。

按照湖泊演化规律，湖泊的形成接受泥沙沉积、化学沉积和生物沉积，湖水变浅。植物残体形成泥灰、泥炭，进一步增厚形成草煤，甚至褐煤（如属更新世早期松毛褐煤）。湖水进一步变浅、湖面缩小，营养水平逐渐上升，最后水面消失，水草丛生，沦为沼泽。

纵观洱海的兴衰演变，首先是洱海深大断裂使西（苍山）升东（盆地）降的山盆耦合机制造就南北向的狭长谷地，而沿西洱河断裂的逆冲在盆地南筑成“堤坝”。这北高南低半封闭式的盆地为洱海的储水提供了必要的条件。

第四纪的大理冰期、间冰期和大气降水为湖盆提供了忽多（间冰期）忽少（冰期）的水源。直到距今20万～1万年，冰盖和冰川退缩为2 500 m以上的海拔，这是洱海水域最大的扩大期，水面最高可达2 160 m，特别是距今2万年前后，水淹宝林村，使洱海水位达到鼎盛。距今1万年前后，随着大理冰期的消亡，洱海水沿宝林村—荷花村—大展屯—小关邑日渐退缩，成为现在的洱海。

洱海水域涉及117条大小溪流，来水水源以一河二江（弥苴河、罗时江、永安江）和苍山十八溪为主，而天然出水口仅西洱河一条。在洱海的形成与成长期间，西洱河从漾濞的平坡大致以西至东开始溯源侵蚀，并一路袭夺苍山西坡和南坡的河流，最终在江风寺（天生桥）与洱海贯通，从此西洱河水浩浩荡荡一路向西奔去，并不断地深切河道，使湖水从龙打洞高于天生桥10 m下降至距今的天生桥下约10 m。西洱河不断下切对洱海的演变和消亡起着决定性的作用。

1.1.3　洱海的边缘

自然界或宇宙间的事物大都是互相关联、互相制约的。因此研究洱海的远古情况，了解其周边的地域和相关的地质构造，以及古气候等十分必要。

1）特提斯地槽

特提斯是古希腊神话中的一个女海神名。1888年奥地利著名地质学家E.徐士（E. Suess）在其所著《地球外貌》中以特提斯命名古地中海。特提斯海是泥盆纪末期（有人认为是元古代晚期）发育在劳亚古大陆（北方）和冈瓦纳古陆（南方）之间略呈东西走向的海域，其后逐渐成长而形成地槽。地槽由南欧的北利中斯山、亚平宁山、阿尔卑斯山，经北非、喀尔巴阡山、帕米尔、喜马拉雅山转向云南，过缅甸和中南半岛而向马来半岛、东印度群岛方向延伸，与环太平洋海域相连。地槽经历漫长的地质年代，堆积有厚的沉积岩。地槽的造山期为老第三纪及其前后期间（喜马拉雅山运动），新第三纪以后，地槽急剧上升，上新纪及其后发生大规模隆起，形成现代的阿尔卑斯-喜马拉雅山系。

始新世中期，欧亚板块与印度板块相碰撞，印度板块俯冲入欧亚板块之下，喜马拉雅山脉急剧升起。古地中海迅速变窄，东部上升为陆，现今的地中海、黑海、里海等是当年特提斯海的残留部分。大理，特别是洱海及以西地区则处于特提斯海演化史上，地质构造由近东西向转为南北向的重要部位，曾经是特提斯海的漫浸之地。

2）洱海断裂和西洱河断裂

洱海断裂多为浮土覆盖，仅在红山、狮岗村、松毛坡等处见其露头。卫星照片和航拍照片影像显示，其为洱海中一偏东的北北西向断裂构造。

断裂为深大断裂性质，南延称红河断裂，北延则踪迹不太清晰，其去向有两种可能：一是沿洱海中轴继续以北北西向，经邓川洱源与北北东向鹤庆断裂相接，二是断裂到洱海中部后，转而向北西，从茫涌溪一带穿过，在乔后以北与剑川断裂汇合，继而造就了茈碧湖、剑湖等断裂湖泊，后一种可能性较大。

洱海断裂东盘为古生界，西盘为中生界（苍山断块除外），区内第四系下更新统松毛坡组（Qps）受其切割，并局部动力变质。治断层附近岩石破碎，有钙质角砾岩、碎裂岩、断层泥分布，断层产状倾向角度为50°～60°。断裂规模大，活动时间长，洱海断陷盆地的形成受到其严格控制，洱海盆地的发展演变也一直深受其影响。

西洱河断裂沿西洱河呈近东西向延伸，西段渐趋北西向与漾江断裂交汇，东段渐趋北东向延伸，止于洱海断裂，平面形状略呈向南凸的弧形。北盘为下元古界，并有较强的动力变质叠加，常见千糜岩、糜棱岩带；南盘为中生界，具有不同程度的动力变质，主要为变质砂岩、板岩、千枚岩等。该断裂具河谷地貌及断层崖，为河流溯源侵蚀所致，在下关塘子铺（今凤凰温泉度假区）有高温热泉涌出。

西洱河断裂是洱海深断裂的派生次一级构造，在燕山晚期-喜马拉雅早期，西洱河断裂面向北呈缓倾斜状态，使元古界向南逆冲，这与杨子准地台的结晶基底沿洱海断裂向西逆冲几乎同时。但到喜马拉雅中晚期，地壳继续抬升，断裂面产生扭曲甚至南倾，形成洱海盆地的南缘堤坝。

3）大理冰期

苍山分布着一套冰蚀地貌及冰碛地貌，形态清晰，保存完好。1937年首先由成斯曼把这次冰川活动取名为大理冰期。其后，李四光在《冰期之庐山》一书中，认为我国西部的大理冰期可能晚于东部的庐山冰期，可与欧洲阿尔卑斯区的玉木冰期对比。此后，有关文献中就常把大理冰期作为我国晚冰期的通用名称。

云南省地矿局在20世纪末进行的1∶5区域地质调查中，对大理冰期做了比较详细、深入的研究。以第四纪地层研究为基础，结合地貌、古气候、环境等，对大理第四纪冰川活动的类型、特征、期次、时限做了归纳，从老到新划分为松毛坡冰期、间冰期，洱海冰期、间冰期，下关冰期、间冰期，大理冰期、间冰期。自此以后，进入全新世间冰期，气候转暖，雪线高度急剧上升至5 000 m左右，为现代生物繁衍、洱海水源提供了良好的自然环境。表1-1和表1-2分别为大理地区第四纪冰川划分表和大理地区第四纪冰川活动特征简表。

4）苍山

苍山，又称点苍山，山峰南北绵延，形成一道巨大的天然屏障。东侧山体树木较低，东西两侧山脉向南北两侧展开，中间为洱海、盆地、农田和村镇，地势平坦开阔，土质肥沃。

苍山十九峰由北向南为云弄峰（3 600 m）、沧浪峰（3 546 m）、五台峰（3 755 m）、莲花峰（3 958 m）、白云峰（3 790 m）、鹤云峰（3 920 m）、三阳峰（4 039 m）、兰峰（3 955 m）、雪人峰（3 944 m）、应乐峰（4 011 m）、小岑峰（4 092 m）、中和峰（4 092 m）、龙泉峰（4 088 m）、玉局峰（4 097 m）、马龙峰（4 122 m）、圣应峰（3 666 m）、佛顶峰（3 615 m）、马耳峰（3 285 m）、斜阳峰（3 074 m）。

地质调查表明，苍山由古老的（元古代）变质杂岩组成。苍山以大理古城西的点苍山为主体，北至洱源的罗坪山，东以洱海断裂，西以大合江断裂，南以西洱河断裂为界。该区经历了多回旋的长期构造活动，现今所见以晚期构造形迹为主，区域构造线呈北西或北北西向，与周围中、古生界呈断层接触关系，是一巨大的推覆体雄踞于洱海之西。

点苍山东坡岩石片理以东倾为主，西坡以向西倾斜为主，倾角一般为50°～60°，区内褶皱发育，多为变期次构造运动形成的揉皱。以北北西向为主，北东东向次之。

点苍山断裂呈北北西向，从苍山十九峰以东穿过东盘为中元古界苍山岩群，西盘为下元古界沟头箐岩群。从地貌上看，该断裂将苍山东坡划分为二元结构：断裂之西较完整地保存了大理冰期的角峰、刃脊、冰斗等地貌景观；而断裂之东地形相对较为平缓，由于长期的剥蚀，冰川地貌多已不存在，较厚的风化残坡积层为植物的生长提供了良好的基础。

大理断裂走向北北西，位于点苍山东麓，主要切割中元古界茫涌溪组地层，在断层以东主要为冰碛、洪积和冲积物所覆盖，堆积最大夏季可达800 m以上（见图1-1大理盆地第四系及洱海等深线图）。

苍山在地质学上有两个显著的特点：一是其形成时间开始于第三纪早期（距今约6 000万年）的喜马拉雅运动，至第三纪中晚期（距今1 000万年）基本定型，因此从地质年代上讲，它是年轻的；二是组成苍山的岩石是原深埋于洱海断裂之东杨子准地台的前寒载纪（距今10亿～25亿年）的结晶基底，其沿洱海断裂往西逆冲，以断层接触方式置于中、古生界之上的巨型“飞来峰”（老地层以断层接触方式置于新地层之上）。因此，其组成岩石是极其古老的。

5）喜洲海舌

湖泊消亡的过程，也就是湖盆不断地接受来自湖岸的泥沙，湖区动植物遗体的堆积，磷、氮等元素富集而高度营养化沼泽化的过程。

在喜洲之东近湖岸有一伸入洱海呈北东向的舌形半岛，称为“大鹳鹏洲”，俗称“海舌”。海舌由冲积的泥沙和螺壳堆积而成。半岛北西坡和南东坡相对较陡，伸入洱海约1.5 km，为大理市重点风景游览区。海舌的形成是物理、化学作用的结果。供给海舌的泥沙来自其西的万花溪，万花溪流程较短，且河道降坡比大，因而在雨季携带大量的泥沙直接冲入洱海，除部分因重力作用堆积于河口三角洲之外，其余以悬浊液形式继续往湖内深入，与原有湖水接触汇合，而原有的湖水和新入的悬浊液，其Eh值（氧化还原电位）、pH值、盐度、矿化度均有差异，在离湖岸口远处逐渐堆积成条状，并与陆地相连，形成长状半岛，加上海舌两侧湖水较浅，营养物质供应充足，导致附着性植物大量繁衍，更加速了海舌的成长。随着时间的推移，此作用还在继续，海舌不断在加长、加宽，使洱海容积变小。这种沉积机制实际在各河（溪）口均有发生，只是目前还未露出水面而已，它们也在加速洱海的消亡。

大理除海拔3 000 m以上地段保留有众多典型的冰川地貌外，因年代久远，风化剥蚀的影响，其地貌特征大多已消失，但仍有迹可寻。

大理第四纪冰川中松毛坡冰期是较早的一次冰川活动。冰碛物地表高度为2 120 m，深部钻探中，分布高程为1 100～1 300 m，据此推测雪线高度不大于2 200 m，为大陆冰盖类型，在凤仪镇东南有馒头状冲碛保存。松毛坡间冰期中的松毛坡阻湖积物分布高程为1 300～2 100 m，其古生物化石与孢粉组合代表了亚热带潮湿沉积，反映出冰期向间冰期演化。

洱海冰期的洱海组下段冰碛层标志着中更新世的开始，热带生物被淘汰，古气候环境由暖变寒。冰碛物露头高度为2 060 m，呈馒头状低迁残存于凤仪镇东南部盆缘区，以冰川堆积为主，在大理盆地深部只有冰水沉积相，分布高程为1 500 m。据此推测雪线高度小于2 500 m，为大陆冰盖类型，后期有演变为山麓冰川的可能。洱海间冰期以洱海组上段河湖沉积物为代表，分布高度为1 700～1 880 m，属中更新世晚期，古气候环境温凉，在河湖中鱼类生物发育的同时，在湖岸繁衍哺乳动物，其以金梭岛洞穴堆积物中的四川竹为依据。

下关冰期的下关组下段冰碛层代表本区晚更新世早期冰期的开始，分布高度为1 800～1 900 m，属古冰川槽谷缘消融前产物，并见漂砾杂于其中。下关冰期的下关组上段湖积物分布高度为1 820～1 920 m（仅为钻孔可见），埋深于盆区内部，孢粉组合为针、阔叶林混生植物相系，温凉气候环境。

大理冰期可以明确地划分为早晚两次副冰期，与我国东部沿海相似。大理第一副冰期以大理组下段冰碛泥砾层为标志，代表了晚更新世晚期冰川活动的开始。冰碛砾残存于下关红土坡、上村、蛇骨塔及太和村西等处，露头高度为2 050～2 100 m，在盆缘形成冰碛迁、冰碛垄等微地貌景观。钻探证实，在1 860～1 950 m有冰水相沉积。景观上在点苍山3 000～3 500 m有保存完好的角峰、刃脊、冰川悬谷、幽谷、冰窖及冰斗等。大理第一副冰期活动时限距今4万～7万年。

大理副冰期以大理组中段湖积物为标志，分布高度为1 930～2 150 m，代表了温凉的古气候环境，上下两个泥炭层14C年龄控制时限为1 594～35 000年。

大理第二副冰期以大理组上段冰碛砾为代表，分布高度为2 150～2 200 m，为冰碛相产物，仅见部分漂砾。本期冰蚀地形分布高度为3 500～4 000 m，全为山岳冰川景观，尤以刃脊、角峰、冰窖、冰斗等保存完好。苍山之巅的黄龙潭、洗马潭、黑龙潭等由冰川腐蚀作用形成的冰斗湖如碧玉般镶嵌在万山丛中，其时限为1万～115万年。

大理观音塘内的大石庵就建在一块直径大于10 m的巨大冰川漂砾之上（高程2 060 m），将军洞（高程2 146 m）、江风寺（高程2 000 m）等处的冰溜面、冰川擦痕等清晰可见，保存完好。

大理冰期晚期的冰川活动历时较短，但为冰蚀地形保存较好的最后一次古冰川活动。自此以后，进入全新世现代世间冰期，气温较暖，雪线高度急剧上升至4 000 m以上。

1.1.4　洱海的出水

洱海是云南省第二大淡水湖，从它形成之日就有入水口，也有出水口。对于入水口，则“一河二江”、苍山十八溪、海南波罗江、海东海潮河等均无异议，而其出水道，则众说纷纭。除目前向西注入西洱河的既定事实外，还有金沙江流域说、红河水系说、金沙江-澜沧江水系并存说三种说法。

1）金沙江流域说

金沙江水在远古时期是经洱海向南流的，后来金沙江水撞开天堑虎跳峡后夺路先向北后向东去，大理坝高低洼盆地便逐渐成为湖泊，这就是今天的洱海。

这里的“金沙江水向南流淌”承袭了三江并流的金沙江一路从北向南浩浩荡荡流淌，但到丽江的石鼓后突然来了个180°的大转弯向北，然后转东流去，成为长江的上游，留下千古绝唱的石鼓“长江第一湾”和鬼斧神工的虎跳峡。在“长江第一湾”之南确实存在南北向的古河道，这可能是上述说的“远古”时期的金沙江古河道，后来地质构造运动使这一部分抬升，使金沙江另辟出路而向北奔去。因此，洱海原来不是海，而只是金沙江的河道之一段，但这里并未说清“经洱海向南流”是如何向南，出口在哪里。

这一观点还可以从云南省规划的“滇中引水工程”中得到佐证。就是在“长江第一湾”筑坝拦截金沙江水，分流部分江水使其向南流，分流的水在枯水季节需提升设备，而雨水季节可自流，洱海则在这中间起着调节的作用，并可增加约4亿米3的水量。后来为使分流水常年可自流而将出水口上溯至德钦县的奔子栏。

2）红河水系说

洱海及其原始水系可能经凤仪、弥渡，进入红河系统，后受喜马拉雅晚期构造运动的影响，地壳局部升降变迁，阻断向红河水系的通道，海水另找出口，沿点苍山南部近东西向的张性构造断裂带，穿过天生桥，形成年轻的西洱河，注入澜沧江水系。

此说法是洱海沿南的破碎带经凤仪后穿过定西岭经弥渡县流入礼社江，成为红河水系，后来改道西洱河成澜沧江水系。该学说除受“喜马拉雅晚期构造的影响”外，无其他地质依据。

3）金沙江-澜沧江水系并存说

此依据大理地区从第三纪以来至第四纪全新世的沉积记载探讨洱海的发生和发展。

洱海盆地从老第三纪始新世末期开始接受沉积，新第三纪强烈的喜马拉雅运动使洱海断裂以东的地区剧烈上升，河流湖源侵蚀作用强烈，洱海内陆河经鹤庆大王庙袭夺点经落漏河流入金沙江，成为外流湖。第四纪早更新世，上述地区上升缓慢、河流溯源侵蚀基本停止，大王庙等河流袭夺地段塞洱海又恢复为内陆湖泊；中更新世，全区强烈上升；河流湖源侵蚀加剧，在下山口、大王庙等河流袭夺地段下切的作用更加显著，三营、洱海两盆地沟通，水系仍经大王庙亦向东流入金沙江；晚更新世，大理冰期来临，气候寒冷、山岳冰川的刨蚀作用强烈，河道阻塞。虽处冰期，但气温也有升降变化，当温度上升，洱海水泛滥时，通过大王庙和天生桥之北的龙打洞两个溢口，分别泄入金沙江和澜沧江；当温度降低，洱海水量减少时，选择近道龙打洞向西流入澜沧江；距今11 700年的全新世时，大理冰期结束，气候转暖，河岸湖边洪冲积物发育，苍山山麓地带形成洪积扇，此时洱海中如今的团山、金梭岛露出水面，湖面缩小，进入老年期。