黃河貴德段河流階地及演變研究

苗 琦，錢 方，趙志中，劉曉剛

（1.中國煤炭地質(zhì)總局，北京 100039；2.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京 100081）

黃河貴德段河流階地及演變研究

苗 琦1，錢 方2，趙志中2，劉曉剛1

（1.中國煤炭地質(zhì)總局，北京 100039；2.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京 100081）

貴德盆地作為青藏高原東北部的一個構(gòu)造地貌單元，處于黃河上游中段，盆地中河流階地發(fā)育，但是階地的形成時代仍存在很大爭議。選擇貴德盆地黃河階地作為研究對象，并從龍羊峽至松壩峽共采集階地ESR測年樣品10個，進行了年代測試，結(jié)果表明貴德盆地新構(gòu)造運動具有間歇性、差異性特征。筆者還并分析了黃河貴德段演變特征。

河流階地；構(gòu)造隆升；黃河發(fā)育；貴德

1 引言

河流階地是河流地貌系統(tǒng)的有機組成部分,其自身的發(fā)展演變不同程度地記錄了流域環(huán)境的演變過程。國內(nèi)外研究者對河流階地的研究起步早,在階地地貌的形成原理、年代學(xué)、以及階地地貌對構(gòu)造運動、氣候環(huán)境之間的響應(yīng)等方面取得了顯著進展[1-4]。

徐叔鷹、徐德馥、石生仁[5]，潘保田[6]，楊達(dá)源、吳勝光[7]，張智勇、于慶文等、宋春暉、方小敏[8]等對貴德盆地演變、氣候變化、古地理和環(huán)境變遷、地層的劃分及青藏高原的構(gòu)造隆起進行了科學(xué)研究。由于研究地段不同、研究角度各異,學(xué)者們得出的結(jié)論也各不相同,概括起來黃河形成年代有上新世前、上新世、早更新世、早更新世末或中更新世初、中更新世末、晚更新世后期、全新世，至今尚有爭議[1-17]。因此，黃河貴德段河流階地及演變研究具有十分重要的意義。

2 黃河貴德段河流階地研究

2.1 區(qū)域概況

貴德地區(qū)出露地層主要有古元古界、寒武系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系、第三系及第四系。其中第三系分布廣，厚度大，與下伏元古宇、三疊系均呈不整合接觸,與上覆第四系平行不整合或整合接觸，第三系地層構(gòu)成了貴德新生代拗陷的主體，第四系主要分布于山麓及河谷地帶。

貴德盆地在大地構(gòu)造上位于祁連、昆侖和秦嶺三大褶皺系交匯地帶，屬于祁連褶皺系南緣。貴德盆地為一新生代斷陷盆地，基底主要由三疊系地層組成，局部尚有二疊系和印支期花崗巖[2,3,5]。盆地主要由在喜馬拉雅運動時期發(fā)展起來的斷陷、斷隆組成。貴德盆地南北兩側(cè)分別受貴南南山斷裂和拉脊山南側(cè)斷裂控制。

2.2 河流階地分布概況

黃河流經(jīng)貴德盆地，受構(gòu)造抬升的影響而強烈下切，從東部松壩峽峽谷口至西部龍羊峽峽谷口，形成了9級階地，貴德縣城即處于第Ⅰ級階地上。筆者選擇龍羊峽、紅柳灘、山坪臺、阿什貢、松壩峽等作為黃河階地剖面及水系分布特征、現(xiàn)代河谷地貌特征的研究重點，進行了樣品采集、年齡測試（圖1，表1）。

2.3 河流階地特征及測年

從龍羊峽至松壩峽（黃河貴德段）共采集階地ESR測年樣品10個（表1），樣品為階地底部的堆積物，成分較為復(fù)雜，樣品的處理與測試在國土資源部海洋地質(zhì)實驗檢測中心完成（測試儀器為德國Bruker公司的EMX型ESR譜儀；樣品用Ge測年）。

為了便于對黃河貴德段河流階地及演變研究，根據(jù)測得數(shù)據(jù)及野外記錄，繪制黃河貴德段河流階地綜合剖面示意圖（圖2）。從圖2及野外調(diào)查分析，受構(gòu)造運動的影響，黃河強烈下切貴德盆地過程中，形成了9級階地。其中，Ⅸ級階地年代187 ka.B.P.，代表黃河在貴德盆地貫通形成，切穿龍羊峽并進入共和盆地的年代。測得貴德盆地高河漫灘、Ⅰ級階地、Ⅱ級階地、Ⅳ級階地的形成年代分別為：7.5 ka.B.P.、16 ka.B.P.、40 ka.B.P.、81 ka.B.P.。

圖1 黃河貴德段河流階地工作位置圖（據(jù)1/5000遙感圖）Fig.1 Working area of the Yellow River terraces in Guide

表1 黃河貴德段河流階地數(shù)據(jù)及年代表Table 1 Date and ages of the Yellow river terraces in Guide

圖2 黃河貴德段河流階地綜合剖面示意圖（*數(shù)據(jù)文獻(xiàn)引用參考文獻(xiàn)[15]）Fig.2 Comprehensive section of the terraces of the Yellow Rver in guide

2.4 新構(gòu)造運動規(guī)律

為了便于對黃河貴德段河流階地及演變進行研究，對黃河貴德段河流階地的縱剖面進行了綜合分析研究，具體情況見統(tǒng)計表（表2）。從黃河貴德段河流階地位相圖中（圖3），可以得出貴德盆地晚更新世以來黃河貴德段的新構(gòu)造運動的一些規(guī)律。

（1）間歇性

黃河貴德段自更新世以來在距今約81 ka、40 ka、16 ka、7.5 ka有過間歇性抬升。

（2）差異性

龍羊峽Ⅳ級階地相對高378 m，尼那、貴德Ⅳ級階地相對高102 m，龍羊峽抬升速度是貴德盆地的3.7倍。

3 黃河貴德段演變研究

伴隨“青藏運動B、C幕”的發(fā)生發(fā)展，青藏高原有一次大范圍隆升，其內(nèi)部地質(zhì)環(huán)境發(fā)生了巨大的變化，使統(tǒng)一的高原主夷平面開始解體，伴隨河西構(gòu)造體系的發(fā)展，扎馬山、日月山強烈隆升并處于剝蝕夷平階段。約1.8 Ma B.P.左右[16]，青藏高原發(fā)生一次強烈抬升，使貴德盆地結(jié)束河湖相沉積。

早、中更新世河湖相地層發(fā)生褶皺變形，這次構(gòu)造運動使貴德盆地東部扎馬山東側(cè)的河流獲得了強大的溯源侵蝕能力，約1.0 Ma B.P.左右[13，14]，向西延伸將山地切開，形成松壩峽谷，從而使貴德盆地原屬的水系外連，現(xiàn)代黃河誕生。

伴隨著青藏高原進一步間歇性抬升，黃河溯源侵蝕加劇，到達(dá)貴德盆地后繼續(xù)上延，由現(xiàn)在黃河龍羊峽出口處北側(cè)的作那經(jīng)羅漢堂沿葉后浪、倒淌河和青海湖相連，青海湖成湖時代距今約50萬年左右[18]。此時黃河進一步向西溯源侵蝕，在龍羊峽地區(qū)開始下切早更新世湖相層，可能在中更新世期間有小股流水切開龍羊峽，在共和盆地形成三塔拉、二塔拉黃河階地。直到一塔拉形成時，才確定黃河主流線切開龍羊峽大規(guī)模進入共和盆地[19]。黃河溯源侵蝕切開松壩峽、龍羊峽，受構(gòu)造抬升的影響而強烈下切，黃河在貴德盆地面下切的過程中，形成了9級階地，形成黃河水系現(xiàn)狀。其中距今約81 ka、40 ka、16 ka間歇式抬升在貴德盆地內(nèi)形成Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ級階地。

晚更新世到全新世，氣候逐漸轉(zhuǎn)暖，貴德地區(qū)基本上處于半干旱氣候條件下，逐步發(fā)育山前沖洪積扇，風(fēng)成砂、黃土堆積，相繼步入現(xiàn)階段的地形地貌發(fā)展時期。全新世以來隨著黃河繼續(xù)下切和貴德盆地斷陷下沉，在盆地中形成黃河漫灘、河心灘及游蕩性河谷，并測得高河漫灘年代為8 ka.B.P.。辨狀水系的發(fā)育，也證明了貴德盆地一直處于相對下沉。隨著末次冰期的結(jié)束，氣候逐漸變暖，大量動植物的繁衍，使人類開始在貴德盆地居住，產(chǎn)生了羅漢堂尼多崗仰韶文化、山坪臺卡約文化，建立尕讓古城、貴德古城等。

表2 黃河貴德段河流階地年表Table 2 Date and ages of the Yellow River terraces in Guide

T0.高漫灘；T1.級階地；T2.Ⅱ級階地；T4.Ⅳ級階地

4 結(jié)論

通過多次野外考察，主要對黃河貴德段的龍羊峽、紅柳灘、山坪臺、阿什貢和松壩峽河流階地的分布特征、現(xiàn)代河谷地貌特征、典型河流階地的沉積特征和年代學(xué)進行了研究，采集、測試階地ESR測年樣品10個，對測試結(jié)果進行了分析研究，取得了以下認(rèn)識：①通過對各級階地的產(chǎn)狀、地層結(jié)構(gòu)、底礫石磨圓分選狀況進行了分析，建立了T0-T4階地的海拔、河拔高度序列。②依據(jù)測定的樣品ESR年齡，估算了貴德段T0-T4階地的形成時代，建立了貴德段階地序列的年代框架。③根據(jù)河流階地位相圖及其測年數(shù)據(jù)，探討了區(qū)域新構(gòu)造運動特征，認(rèn)為黃河貴德段先后在80 ka、40 ka、18 ka、8 ka前發(fā)生過間歇性抬升，且隆升速率和幅度具有區(qū)域差異性。④探討了黃河貴德段演變，大約1.8 Ma B.P.左右，青藏高原發(fā)生一次強烈隆升，使貴德盆地結(jié)束河湖相沉積，黃河水系也在此時首次形成，但尚未貫穿本區(qū)。直到一塔拉形成時，才確定黃河主流線切開龍羊峽大規(guī)模進入共和盆地。

建議加強黃河貴德Ⅳ級以上的河流階地研究。

[1]張會平，張培震，吳慶龍，等.循化－貴德地區(qū)黃河水系河流縱剖面形態(tài)特征及其構(gòu)造意義[J].第四紀(jì)研究，2008，28(2):299-309.

[2]宋春暉，方小敏，李吉均，等.青海貴德盆地晚新生代沉積演化與青藏高原北部隆升[J].地質(zhì)論評，2003，49(4):337-346.

[3]方小敏，宋春暉，高軍平，等.青藏高原東北邊緣晚新生代哺乳動物化石的磁性地層學(xué)[J].科學(xué)通報，2002，47(23):1824-1828.

[4]魏全偉，譚利華，王隨繼.河流階地的形成、演變及環(huán)境效應(yīng)[J].地理科學(xué)進展，2006，25(3):55-60.

[5]徐叔鷹，徐德馥，石生仁.共和盆地地貌發(fā)育與環(huán)境演化探討[J].蘭州大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)報），1984，20（1）:146-157.

[6]潘保田.貴德盆地地貌演化與黃河上游發(fā)育研究[J].干旱區(qū)地理，1994，170（3）:43-50.

[7]楊達(dá)源，吳勝光，王云飛.黃河上游的階地與水系變遷[J].地理科學(xué).1996，16(2):137-143.

[8]張智勇，于慶文，張克信，等.黃河上游第四紀(jì)河流地貌演化－兼論青藏高原1/25萬新生代地質(zhì)填圖地貌演化調(diào)查[J].地球科學(xué)－中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報,2003，28(6):621-633.

[9]曹伯勛.地貌學(xué)及第四紀(jì)地質(zhì)[M].武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1995.

[10]楊景春，李有利.地貌學(xué)原理[M].北京:北京大學(xué)出版社，2001.

[11]Bull W B.Thresh shold of critical power in streams[J].Geological Society of America Bulletin,1979,90(5):453-464.

[12]Brakenridge G R.Late Quaternary Floodplain Sedimentation along the Pommede Terre River,Southern Missouri[J].Quaternary Research,1981,15(1):62-76.

[13]Fuller I C,etc.River Response to High Frequency Climate Oscillations in Southern Europe Over the Past 2000K.y[J].Geology,1998,26(3):275-278.

[14]Chatters J C,Hoober K A.Response of the Columbia River Fluvial System to Holocene Climate change[J].Quaternary Research,1992,37:42-59.

[15]趙振明，劉百篪.青海共和至甘肅蘭州黃河河谷地貌的形成與青藏高原東北緣隆升的關(guān)系[J].西北地質(zhì)，2003，36(2):1-12.

[16]聶軍勝，宋春暉，方小敏，等.貴德盆地黃河出現(xiàn)的古地磁年代及其意義[J].海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，2003，23(2):59-64.

[17]劉志杰，孫永軍.青藏高原隆升與黃河形成演化[J].地理與地理信息科學(xué)，2007，23(1):79-82.

[18]袁寶印.青海湖的形成與演化趨勢[J].第四紀(jì)研究，1990，(3):233-243.

[19]懂光榮，高尚玉.青海共和盆地土地沙漠化與防治途徑[M].北京:科學(xué)出版社，1993.

圖3黃河貴德段河流階地位相圖
Fig.3 Phase of terraces of the Yellow Rver in Guide

Terraces and Evolution of the Yellow River in the Guide Segment

MIAO Qi1,QIAN Fang2,ZHAO Zhi-zhong2,LIU Xiao-gang1
(1.China NationalAdministration of Coal Geology,Beijing 100039,China;
2.Institute of Geomechanics,ChineseAcademy of Geological Sciences,Beijing 10081,China)

As a unit of the northeast Qinghai-Tibet Plateau tectonic landform,Guide basin is located in the middle stretch of the Yellow River upstream.The river terraces were developed well in the basin,but the age when the river terraces were born still exists much controversy.By testing and analyzing of 20 EsSR age data of river terrace,from LongYang Gorge to Songba Gorge,we preliminarily discuss the evolution of the Yellow River in Guide,the uplift of the Yellow River in Guide characterized by multi-period and heterogeneity.

river terrace;tectonic uplift;the Yellow River evolution;Guide

P512.31

A

1672－4135（2012）01－0034-05

2012-01-12

青海省貴德縣國家地質(zhì)公園項目辦資助

苗琦（1974-），男，工程師，2009年畢業(yè)于中國地質(zhì)科學(xué)院研究生院，第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)；現(xiàn)主要研究方向為區(qū)域地質(zhì)、地質(zhì)生態(tài)環(huán)境，Email:miaoqee@163.com。