黄河贵德段河流阶地及演变研究

贵德盆地作为青藏高原东北部的一个构造地貌单元,处于黄河上游中段,盆地中河流阶地发育,但是阶地的形成时代仍存在很大争议.选择贵德盆地黄河阶地作为研究对象,并从龙羊峡至松坝峡共采集阶地ESR测年样品10个,进行了年代测试,结果表明贵德盆地新构造运动具有间歇性、差异性特征.笔者还并分析了黄河贵德段演变特征     

黄河上游第四纪河流地貌演化--兼论青藏高原1∶25万新生代地质填图地貌演化调查

在青藏高原1∶25万地质填图中,新生代地貌演化调查方法是查明地貌组成的形态、分布、形成年代等特征,分析地貌成因类型,研究地貌与构造、气候、沉积的关系,通过夷平面、河流阶地等反映隆升过程的标志性地貌面调查,分析地貌发展阶段,建立区域地貌演化史.由黄河上游羊曲段阶地地貌调查结果,推断黄河在0.03 Ma才切开共和南山.对比黄河上游不同发育地段阶地,表明黄河上游地貌演化过程是伴随高原阶段隆升而向上游阶段性溯源侵蚀发展的.1.6 Ma黄河稳定出现在民和-兰州-临夏,1.1 Ma切开积石峡到达化隆-贵德,0.15 Ma切开龙羊峡出现于共和盆地,约0.03 Ma经历最新抬升事件,切开贵南南山及西秦岭,并沟通若尔盖盆地抵达黄河源区.     

青藏高原东北部阶段性变形隆升：西宁、贵德盆地高精度磁性地层和盆地演化记录

青藏高原东北部的形成演化是检验高原隆升模型及其驱动季风-干旱环境形成假说的关键。青海贵德和西宁盆地新生代高精度磁性地层和盆地演化揭示出贵德和西宁盆地在早新生代两个盆地曾经为一个统一的、发育于东昆仑山前的弱挤压型陆内挠曲盆地或前陆盆地,可能包括兰州盆地、循化-化隆盆地和祁连山东部一些盆地在内的周边地区都向这个统一的盆地内注入水流和沉积物质,在西宁一带形成汇水中心,并在当时为行星风系的亚热带副高压带作用下形成巨厚的膏盐层。从约21Ma的中新世早期开始,前陆盆地挠曲下沉明显加剧,盆地早期地层被挤压变形,形成盆地中最显著的角度不整合,推测分隔贵德盆地东部的海宴—泽库右旋断裂强烈活动,分隔贵德和西宁盆地的拉脊山东部开始隆升,贵德盆地河流水系由北转向西流,至中中新世,隆升可能席卷整个拉脊山,贵德盆地水系明显南流,盆地挤压中心由早先的昆仑山前转移至拉脊山两侧。从约8Ma开始,拉脊山开始强烈阶段性幕式(3.6、2.6及1.8Ma)变形隆升,导致两侧断层以花状向盆地中心逐步扩展,断裂、掀斜和褶皱地层,盆地转变成山间盆地,并在约1.8Ma的强烈变形隆升后,黄河出现,紧接着形成上千米深切河谷和7级阶地,高原东北部现今构造地貌沉积格局最终形成。上述盆地形成演化过程总体揭示出印度板块碰撞早期最远端的高原东北部就已经开始变形隆升响应,这个过程阶段性由弱至强,至8Ma以来达到最大,反映了高原南北的同步变形隆升但幅度不同的动力学过程与形成模式,可能指示了脆性上地壳块体间柔性变形、块体内刚性挤压破裂变形和塑性下地壳连续变形增厚与流动的共同作用机制。     

黄河兰州段河谷演化研究与认识

兰州盆地作为黄河自青藏高原流入黄土高原的转折点,其河谷演化对黄河水系在不同地貌单元的演化研究有承上启下的意义。兰州黄河河谷演化研究至今已有近100年的历史,在研究过程中取得了重要的研究成果和认识:①兰州盆地黄河河谷之上发育1级剥蚀面,河谷中发育了宽广连续的9级阶地;利用多种测年技术较系统地测定了1级剥蚀面和9级黄河阶地的年代。②提出兰州黄河基座阶地的形成模式——在长期地面抬升的背景下,气候变化控制阶地形成的年代,抬升速率影响阶地的级数。③兰州至其上游各盆地内黄河最高级阶地年代逐渐年轻化,揭示现代黄河上游水系格局的形成是黄河自兰州盆地不断溯源侵蚀,逐渐贯通上游内流盆地的结果。同时,阶地序列年代学仍需继续深入,区域构造抬升变形特征缺乏直接证据,阶地发育模式需要模型模拟进行验证,水系变化的地貌响应不清楚,以及阶地河漫滩沉积记录的河流过程缺乏关注,这些问题将是今后研究的重点。     

滇西弥渡盆地中晚更新世断陷特征及环境演化

为了解滇西弥渡盆地中晚更新世以来的断陷特征及环境演化,开展了弥渡盆地各级阶地沉积物的热释光测年、沉积相和孢粉的研究工作.通过野外调查发现弥渡盆地西侧至少发育5级阶地,对应于5次间歇断陷阶段,重点调查弥渡盆地西侧的奇家营I级阶地、龙华寺Ⅲ级阶地、平安庄Ⅳ级阶地、大树坪V级阶地.I级、Ⅲ级、Ⅳ级和V级阶地热释光测年值分别为200.48±22.05ka,239.06±26.30ka,320.85±35.29ka和332.07±36.59ka.年代学分析结果表明:滇西弥渡盆地的地貌格局形成约33万年来的间歇式断陷运动,而且表现出早期断陷速率快,晚期断陷速率减缓的趋势.从沉积特征分析:早期沉积特征中出现半深湖沉积物,说明湖盆断陷速率相对较快,反映出该段时期程海断裂带南段的活动性相对较强;晚期主要以湖泊近岸、浅湖为主,说明湖盆断陷速率相对较慢,反映出该段时期程海断裂带南段的活动性相对较弱.通过阶地堆积物沉积相和孢粉分析研究显示,更新世中晚期弥渡盆地沉积环境主要为山间盆地河湖环境,气候由凉爽湿润→温暖湿润→凉爽湿润转变的特点.弥渡盆地西缘、北缘发育较多洪积扇,洪积扇以线性排列,东缘洪积扇较少,多为单个扇体,说明盆地西、北侧断陷速率相对较快.盆地西侧的洪积扇,由北向南规模逐渐变小,堆积物由粗变细,扇面坡度由大变小,说明北段断陷运动较强.这一现象说明盆地近代具有向北掀斜的趋势.     

黄河上游阿什贡滑坡群发育期次及演化过程分析

黄河上游贵德盆地滑坡泥石流灾害制约着该地区河谷城镇化建设。文章在野外调查和室内研究的基础上,首次划分了尕让河阶地序列,分析了阿什贡滑坡群的发育期次及与河道演变的宏观地质作用过程和机制,主要取得以下认识:(1)尕让河至少发育了7级阶地,根据阶地与滑坡堆积体的披覆关系,厘定了滑坡发育的时间先后顺序;(2)阿什贡滑坡演化过程分为二期,Ⅰ期滑坡为巨型滑坡并触发了前缘革匝滑坡,发生时间为16 ka BP以来,阿什贡Ⅱ期滑坡为Ⅰ期的解体滑坡;(3)阿什贡滑坡群发育时间先后顺序为:尕让滑坡→尕让河Ⅲ级阶地形成→阿什贡滑坡Ⅰ期→革匝滑坡→堰塞湖及湖相层发育→尕让河Ⅱ级阶地形成→阿什贡滑坡Ⅱ期→现代河道;(4)阿什贡滑坡群目前总体处于稳定状态,但Ⅱ期滑体发生局部解体的可能性较大,须加强滑坡灾害防治。     

百色盆地右江阶地特征及演化研究

百色盆地位于广西壮族自治区西部,右江穿过盆地中间流向南东。笔者在前人研究的基础上,通过野外地质调查,得出了百色盆地西部地区普遍发育Ⅰ-Ⅲ级阶地,其中Ⅲ级阶地遭受断裂活动改造破坏,呈阶梯状台地,在百色市东富联村可见Ⅳ级阶地发育。总结了百色盆地右江阶地各级阶地特征,并通过TL热释光测年,得出了Ⅱ级阶地河流阶地底部堆积物的年龄为距今(16.736±1.422)×104～(17.712±1.506)×104a,Ⅲ级阶地河流阶地堆积物的年龄为距今(21.097±1.793)×104～(29.365±2.496)×104a。     

青藏高原东北部新近纪古流向与物源分布对隆升的响应

通过对青藏高原东北部11个新近纪沉积盆地的沉积相演化、古流向和物源演变的详细对比研究,揭示了研究区新近纪4次沉积演变与构造隆升的响应.①中新世早期(23～19.5Ma):阿牙克库木湖、柴达木、德令哈和酒泉盆地的古流向和物源分析表明东昆仑和阿尔金已经抬升成剥蚀区.循化、贵德和临夏等盆地物源和古流向指示西秦岭和拉脊山也已成为隆起区.区域上整体地势差异不显著.②中新世早中期(17.5～15Ma):区域湖盆面积扩大,阿牙克库木湖、索尔库里、柴达木和酒泉盆地的资料反映东昆仑、阿尔金和祁连山已经全面隆升,贵德循化、临夏盆地的古流向反映为盆地周缘型,指示西秦岭和拉脊山明显抬升,区域差异隆升造成盆地凹陷扩张进入湖泛期.③中新世中晚期(10～7Ma):阿牙克库木湖、索尔库里、柴达木和酒泉盆地沉积物的粒径和沉积速率增大,与热年代学证据一致,揭示出阿尔金山和祁连山进一步快速隆升.贵德、循化和临夏盆地古流向和物源反映为显著的多源性,除西秦岭和拉脊山外,位于循化和临夏两盆地间的积石山也开始隆起.④上新世(5.3Ma以来):索尔库里、柴达木和酒泉盆地古流向没有明显变化,沉积速率和粒径继续增大,阿尔金和祁连山加速隆升为高海拔地貌.贵德盆地主物源区是拉脊山.区域上,地势差异加强,湖盆被肢解后逐步萎缩消亡.     

基于遥感技术的贵德盆地多元信息干热岩靶区预测

为探明贵德盆地干热岩资源位置及分布范围,首先利用Landsat 8 TIRS(thermal infrared sensor)热红外数据,通过单窗算法和劈窗算法对贵德盆地地表温度进行遥感识别,确定了高温异常区位置;然后基于干热岩形成条件构建了包括地层、岩体、断裂、环形构造、线性构造、水热蚀变异常、地表温度异常、温泉、地热钻探、区域重力异常、区域航磁异常、电磁勘探信息等12个因子的多元信息干热岩靶区预测模型,并对贵德盆地干热岩靶区进行了预测。研究结果表明：1)贵德盆地干热岩以新近系、三叠系和第四系为保热盖层,大型北西向晚三叠世中酸性隐伏花岗岩为储热岩体,北北西向瓦里贡山深大断裂及花岗岩体为导热通道,下地幔软流圈供热和壳内部分熔融层供热为主要热源,岩石放射性产热为叠加热源;2)盆地内隐伏岩体预测区、地表温度异常区、水热蚀变异常区均具有沿北西—南东方向分布的特点,且分布位置相互印证;3)经过模型确定贵德盆地内存在一个沿北西—南东方向分布的大型干热岩带,面积约820 km²。     

黄河中游响应气候变化和地表相对抬升发育阶地研究

揭示河流系统响应气候变化和地表抬升的机制是理解流域地貌演化以及水系发育过程的基础,其核心难题是如何充分认识它们在阶地发育中扮演的角色。以往的研究倾向于分开讨论气候变化和地表抬升在河流阶地发育中的作用,认为河流堆积/侧蚀和下切行为分别与冰期和间冰期气候对应,或者将阶地作为地表抬升的直接证据。首先,从上下游河段对比的视角初步解释了黄河中游响应气候变化和地表相对汾渭盆地抬升发育阶地的过程。1.2 Ma以来黄河下蚀鄂尔多斯地块和峨眉台地分别形成了7级阶梯状阶地和6级堆积阶地序列。黄土地层分析结合年代学研究揭示这些阶地面都直接上覆一层古土壤,指示它们形成于气候由冰期向间冰期的过渡阶段,即使在沉降的盆地依然如此。然而,黄河中游并没有在1.2 Ma以来的每一次冰期向间冰期转换都发育阶地,说明气候虽能通过控制河流堆积-侧蚀与下切行为的转换决定阶地的形成时代,但其本身并不是阶地形成的唯一控制因素。在峨眉台地沉降的背景下,黄河无法形成正常的阶梯状阶地序列,取而代之的是堆叠的阶地序列（阶地越年轻拔河高度越大）;而当鄂尔多斯地块相对汾渭盆地抬升缓慢时,黄河仅能在极为干旱的冰期向间冰期过渡阶段形成阶地;相比之下,它们相对汾渭盆地抬升速率都足够快速时,驱动黄河近乎对每一次的冰期向间冰期转换都能做出响应而发育阶地。以上黄河中游阶地与气候和地表抬升的对比模式揭示出,快速地表抬升也是阶梯状阶地序列发育不可或缺的因素,能驱使河流在冰期向间冰期过渡阶段显著下切,拉大相邻阶地面垂直距离从而利于后期保存。因此,研究认为黄河中游发育的系列阶地是响应气候变化和地表相对汾渭盆地抬升的结果。     

金沙江石鼓-宜宾河段的贯通与深切地貌过程的研究

近年来,在长江金沙江石鼓-宜宾河段进行了大量的调查研究,发现了云南巧家附近的古河谷;并在金沙江永善-宜宾河段两岸多处发现了"高阶地","高阶地"堆积物的物质成分比较单一,而且互相之间有明显差别。根据各地"高阶地"堆积物的测年资料,推测金沙江云南永善-四川宜宾河段的袭夺贯通,发生在距今10³万年左右;禄劝乌东德峡谷-金坪子河段的袭夺贯通是在距今约80万年左右;虎跳峡峡谷的贯通并袭夺古中甸河大约发生在距今98万年前后。金沙江贯通以来强烈深切,平均深切速率为25～30cm/ka,但近十多万年以来平均深切速率达到99～77cm/ka。     

山西河曲黄河阶地序列初步研究

黄河干流奇特的"几"字形格局是其复杂发育历史的表现。由于流域内的地质与气候条件复杂多样,分段开展深入研究是全面认识黄河的基础。晋陕峡谷是研究黄河演化的关键地段之一,河流阶地忠实地记录着河流发育的历史。文章选择山西河曲县城附近黄河阶地发育典型的河段进行研究,在实测河流阶地地貌剖面的基础上,系统采集了20个年代样品进行光释光(OSL)测年。依据地貌类型、沉积特征以及定年结果,建立了该河段黄河阶地的演化序列,得出以下结论:1)河曲地区黄河曲流凸岸形成有4级阶地,T₄阶地的形成主要受构造控制,而T₃,T₂和T₁阶地的形成主要与气候变化有关,各阶地的年龄分别是T₄为90ka,T₃为30ka,T₂为20ka,T₁为3.4ka。2)河曲地区约140ka以来河流地貌的演化经历了5个阶段,各阶段以下切侵蚀开始,结束于各阶地堆积面的塑造。约90ka以来,该地区河谷谷底下降速度和曲流可能最大侧蚀速度的平均值分别为0.9mm/a和33.4mm/a。在不同阶段,二者的大小变化及组合状况各异,在构造相对稳定条件下,河流以侧蚀作用为主,其侧蚀速度与气候和岩性条件有关。3)河曲地区的黄河曲流是在河流下切过程中逐渐侧蚀、演化而成的,具有内生曲流的特点。4)T₄阶地的泥流沉积和加积堆积,可能记录了地方性气候变化,其范围和意义有待进一步研究,另外,T₃,T₂和T₁形成过程中气候变化的作用也有待探讨。     

黄河黑山峡口最高阶地宇宙核素的初步年龄 及所反映的新构造运动*

黄河深切于青藏高原东北缘的构造山地中,留下了山地和黄河形成演化的记录,但其高阶地年龄因超出常规测年技术的范围而存在困难。文章尝试用原地成因宇宙核素¹⁰ Be和²⁶ Al以及垂直剖面取样技术,通过剖面X²最小统计同时求出了年龄、侵蚀速率、继承浓度以及阶地沉积物密度等参数,所获得的黑山峡口247m最高基座阶地的参考年龄和剥蚀速率分别约为2.4Ma和15.5 ＋8 -4 m/Ma,这是该河段高阶地测年的一次新探索。根据这一结果及相关的构造地貌特征,认为香山-天景山断裂带西段2.4Ma前以逆冲为主,以后逐渐过渡到左旋走滑,该段黄河诞生于逆冲作用减弱时期。     

Distribution and Forming Model of Fluvial Terrace in the Huangshui Catchment and its Tectonic Indication

<正>The Huang Shui River,a main tributary of the Yellow River,crosses a series of tectonically subsided and uplifted areas that show different patterns of terrace formation.The distribution of fluvial terrace of the Huang Shui River is studied through topographic and sedimentologic terrace mapping.Three terraces in the Haiyan Basin,four terraces in the Huangyuan Basin,19 terraces in the Xi'ning Basin(the four high terraces may belong to another river),nine terraces in the Ping'an Basin, five terraces in the Ledu Basin and 12 terraces in the Minhe Basin are recognized.Sedimentology research shows that the geomorphologic and sedimentological pattern of the Huang Shui River,which is located at the margin of Tibet,are different from that of the rivers at other regions.The formation process of the terrace is more complicated at the Huang Shui catchment:both accumulation terrace and erosion terrace were formed in each basin and accumulation terraces were developed in some basins when erosion terraces were formed in other basins,indicating fluvial aggradation may occur in some basins simultaneously with river incision in other basins.A conceptual model of the formation process of these two kinds of fluvial terraces at Huang Shui catchment is brought forward in this paper.First,the equilibrium state of the river is broken because of climatic change and/or tectonic movement,and the river incises in all basins in the whole catchment until reaching a new equilibrium state.Then,the downstream basin subsides quickly and the equilibrium state is broken again,and the river incises at upstream basins while the river accumulates at the subsidence basin quickly until approaching a new equilibrium state again.Finally,the river incises in the whole catchment because of climatic change and/or tectonic movement and the accumulation terrace is formed at the subsidence basin while the erosion terrace is formed at other basins.The existence of the accumulation terrace implied the tectonic subsidence in the sub-basins in Huang Shui catchment.These tectonic subsidence movements gradually developed from the downstream Minhe Basin to the upstream Huangyuan Basin.Dating the terrace sequence has potential to uncover the relationship between the subsidence in the catchment and the regional tectonic at the northeastern Tibetan Plateau.     

Pleistocene evolution of the Danube in the Carpathian Basin

The present-day drainage system of the Carpathian Basin originates from the gradual regression of the last marine transgression (brackish Pannonian Sea). The flow directions of the rivers including the Danube, are determined by the varying rates and locations of subsidence within the region. The Danube, which forms the main axis of the drainage network, first filled the depression of the Little Plain Lake and then, further southward, the Slavonian Lake. From the end of the Pliocene, the crustal movements which caused the uplift of the Transdanubian Mountains, forced the Danube to flow in an easterly direction, towards the antecedent Visegrid Gorge, and into the subsiding basins of the Great Plain. Climatic changes during the Pleistocene had the effect of forming up to seven fluvial terraces. The uplift of the mountains is demonstrated by the deformation of the terraces, while the subsidence of the Plains is proven by an accumulation of several hundred metres of sediment. The river only occupied its present position south of Budapest in the latest Pleistocene.     

山西平陆黄河阶地与古三门湖消亡、黄河贯通三门峡时代问题的探讨

山西平陆黄底沟入三门峡水库北侧发育了一级湖滨阶地(T₃)和两级河流阶地(T₂和T₁)。阶地上覆黄土地层野外划分和室内磁化率测试结果与蓝田段家坡黄土地层的对比结果表明,T₃上覆黄土地层最底部为古土壤层S₂;T₂最底部为黄土层L₂中弱发育古土壤层L_2-2;T₁最底部为马兰黄土L₁中弱发育古土壤层L_1-4。根据黄土-古土壤年代序列及光释光(OSL)年龄测试结果,T₃,T₂和T₁阶地分别于245kaB.P. ,149kaB.P.和50kaB.P. 前形成。其中,T₃和T₂阶地的形成时间,分别代表了山西平陆古三门湖开始消亡和最老黄河阶地形成的年代。古三门湖消亡与黄河贯通三门峡的时代是否一致,有待进一步研究。     

黄河晋陕峡谷1.1 Ma阶地的形成及其构造背景*

对黄河晋陕峡谷河曲、黑峪口、延水关和壶口等4个地区进行了详细的野外考察。河曲地区共发现3级河流阶地,更高的则为唐县期宽谷;唐县期宽谷的海拔高度约1000m(拔河高度150m),而3级河流阶地的拔河高度分别约为110m、80m和12m。黑峪口地区也存在唐县期宽谷,宽谷之下发育5级河流阶地,唐县期宽谷西高东低,海拔高度位于970m和940m之间,5级河流阶地的拔河高度分别约为130m,80m、50m、12m和4m。延水关地区共发现6级河流阶地,全部为第四纪期间形成,6级河流阶地的拔河高度分别为180m、130m、95m、50m、20m和4m。壶口地区共存在8级阶地,也全部为第四纪期间的阶地,阶地的拔河高度分别约为260m、210m、180m、120m、80m、60m、35m和15m。对壶口最高阶地进行了地层学研究,发现这一阶地上覆厚度约110m的黄土地层,黄土层的最底部为L13,古地磁研究结果和古土壤断代都指示了这一阶地的形成时间在距今1.1Ma左右。综合晋陕峡谷地区现有的研究结果认为,3.3Ma之前,鄂尔多斯地块内部构造极为稳定,发育了唐县期夷平面,古黄河在此夷平面上主要以侧蚀拓宽为主,下蚀极其微弱;3.3-1.1Ma,鄂尔多斯地块的构造稳定可能被打破,黄河小幅度下切;而1.1Ma以来,受鄂尔多斯地块快速抬升的影响,黄河发生剧烈下切,1.1 Ma阶地和晋陕峡谷的主体在这一时期形成。     

长江上游水系变迁的河流阶地证据

以金沙江石鼓-巧家河段与川江宜宾-重庆丰都河段的阶地堆积物物质成分变化为着眼点研究了长江上游水系变迁。分河段对阶地堆积物重矿物成分进行时空对比后发现,金沙江下段沿岸各地的高位阶地重矿物成分差异较大,说明当时该地区尚未有贯通的金沙江,而可能是独立的小水系。白汉场、剑川、漾濞、元江等地古河谷堆积物样品重矿物成分的相似说明古金沙江可能是在石鼓、鸿文附近向南经过白汉场-剑川-漾濞盆地入红河的。川江各处高位阶地重矿物成分的差异说明当时该地区也存在分散的水系。金沙江下段以及川江贯通之后汇水东流,现代长江上游水系格局形成,并发育了重矿物成分相近的低阶地。     

贵州涟江惠水段河流阶地特征与地貌演化研究

贵州涟江惠水段级次清晰的四级阶地是流域地貌阶段性演化的直观记录。笔者等利用差分GPS测量法精确厘定了涟江阶地的级序和高程,结合剖面观测发现从上游到下游,涟江惠水段阶地标高和级差逐渐降低,地貌面整体呈“收拢”趋势;阶地沉积物呈现砾石层厚度变小,砾石含量降低、砾径减小,砂质沉积占比增大趋势;阶地类型从基座阶地为主向堆积阶地为主演变。光释光(OSL)测年显示,T1阶地埋藏年龄31.2±2.0 ka BP到14.7±1.3 ka BP,T2阶地122.4±8.5 ka BP到66.9±3.8 ka BP,阶地年龄与贵州高原其他流域十分相近,具有同步演化特征。结合阶地时代和发育特征,认为贵州高原河流阶地是构造运动的产物。涟江四级阶地记录了在更新世以来四次构造抬升背景下,流域经过多期自北向南“削高补低”的地貌改造,逐步由构造洼地演变为山间盆地的地貌过程。