關(guān)中盆地地貌類(lèi)型及新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)分析

黃丹青 毛南趙

(西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系， 西安 710069)

多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是新生代以來(lái)，新時(shí)期發(fā)生的地殼運(yùn)動(dòng)，但對(duì)于它的起始時(shí)間卻看法不一[1]?？梢源_定的是，它是新時(shí)期發(fā)生的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，對(duì)地形地貌、水系變化和人類(lèi)活動(dòng)等有著很大的影響。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境保護(hù)、地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)警與防治等越來(lái)越重視，對(duì)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的研究越來(lái)越關(guān)注[2]。

1 地質(zhì)概況

關(guān)中盆地也稱(chēng)渭河盆地，主要由渭河及其支流和渭河南北兩岸的黃土臺(tái)塬組成。地面平坦寬廣，約3.4×104km2。因地殼的間歇性運(yùn)動(dòng)和河流的侵蝕作用，形成了以渭河為中心向兩側(cè)逐漸隆升的階梯狀地勢(shì)。新生代以來(lái)，受喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)的影響，陜北高原緩慢上升，秦嶺山脈強(qiáng)烈上升，關(guān)中斷陷盆地在新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中變化最為顯著，見(jiàn)圖1[3]。

關(guān)中盆地是新生代以來(lái)發(fā)育于秦嶺與鄂爾多斯地臺(tái)之間的盆地，總體上呈東西走向，東邊與山西運(yùn)城盆地相連，西側(cè)與蘭州盆地接壤，南邊毗鄰東秦嶺造山帶。秦嶺造山帶經(jīng)歷了長(zhǎng)期的地質(zhì)演化，在中生代末期的印支運(yùn)動(dòng)中，秦嶺再次隆升，以商丹斷裂帶為界，北邊為加里東期褶皺帶，南邊為海西 — 印支褶皺帶[4]。在燕山運(yùn)動(dòng)時(shí)期，其以抬升運(yùn)動(dòng)為主，發(fā)育一些斷陷盆地。山地內(nèi)有短小的水系發(fā)育，因侵蝕作用和斷裂活動(dòng)而溝谷較深，以斷層的形式與關(guān)中盆地接壤。

鄂爾多斯地臺(tái)與關(guān)中盆地以北山為界。鄂爾多斯地臺(tái)是中生代時(shí)期的內(nèi)陸盆地，堆積了三疊紀(jì)至白堊紀(jì)地層[5]。在中生代后期，盆地的構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈使該區(qū)呈上升趨勢(shì)，并伴隨有侵蝕作用；而地臺(tái)不斷抬升，其地勢(shì)表現(xiàn)為西北高東南低。新近紀(jì)時(shí)期，堆積了三趾馬紅色黏土層[6]。第四紀(jì)時(shí)期，由于季風(fēng)變化堆積了大量的風(fēng)成沉積物并形成黃土高原。在其南緣還分布著低山丘陵，即北山山地。山地低矮，與陜北高原沒(méi)有明顯界限。鄂爾多斯臺(tái)地出露地表的中生代地層逐漸變小。

中生代以來(lái)，受南北方向擠壓應(yīng)力長(zhǎng)期作用，盆地大面積隆升，導(dǎo)致其背斜與秦嶺地塊和鄂爾多斯臺(tái)地相連。由于應(yīng)力作用隨時(shí)間的變化而不斷增強(qiáng)，使得隆升部分出現(xiàn)破裂，后期的地殼運(yùn)動(dòng)就沿著這一破裂帶活動(dòng)。到新近紀(jì)時(shí)期，渭河區(qū)域就陷落為盆地。

2 地貌及分布特征

關(guān)中盆地地貌類(lèi)型復(fù)雜，在分布上各種地貌呈東西方向延伸。

2.1 山地

關(guān)中盆地的南界為東秦嶺山地。新生代以來(lái)，東秦嶺山地由于強(qiáng)烈的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，發(fā)育了褶皺和斷裂帶，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間隆升和凹陷，最終形成斷塊山地。山勢(shì)走向呈西北東南向，其主峰太白山海拔逾 3 000 m，其他山脈海拔為2 000～3 000 m。地殼的抬升運(yùn)動(dòng)，使得山勢(shì)表現(xiàn)為西高東低。山地內(nèi)存在長(zhǎng)期發(fā)育的斷裂帶。在發(fā)生構(gòu)造運(yùn)動(dòng)時(shí)，山地大幅度隆升，關(guān)中盆地凹陷，使得秦嶺與盆地之間有明顯的高差，最終形成斷層崖。

圖1 關(guān)中盆地帶地貌分布圖

驪山是盆地內(nèi)前震旦紀(jì)巖石和上覆新近紀(jì)黃土因斷裂活動(dòng)堆積形成的斷塊山，主峰九龍頂海拔為1 300 m。剝蝕作用使山地內(nèi)斷層深谷眾多。北山大多為低矮的沉積巖山地，與陜北高原沒(méi)有明顯界限。從表面上看山勢(shì)呈西高東低趨勢(shì)，但沒(méi)有秦嶺構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈。

2.2 黃土臺(tái)塬地貌

黃土臺(tái)塬又稱(chēng)黃土平臺(tái)，是關(guān)中盆地特有的構(gòu)造地形，主要分布在渭河南北兩岸。在地形上，以階梯形式逐級(jí)向盆地中心傾斜。黃土臺(tái)塬是在新近紀(jì)時(shí)期因周?chē)臉?gòu)造活動(dòng)和黃土加積而形成的。按自然界線可將黃土臺(tái)塬分為14個(gè)，形態(tài)特征如表1所示。

根據(jù)表1中臺(tái)塬的平均高程可知，臺(tái)塬也具有高低之分。以700 m高度為界，塬面的平均坡度在1°～ 2°,海拔較高的黃土臺(tái)塬有合陽(yáng)塬、潼關(guān)塬、白水塬、白鹿塬等，海拔較低的黃土臺(tái)塬有韓城塬、蒲城塬、五丈塬等。由各塬的高程和分布情況可知，白鹿塬、少陵塬、神禾塬逐漸變低，這也反映出斷塊山地在第四紀(jì)以來(lái)的強(qiáng)烈隆升且向西傾斜的運(yùn)動(dòng)，塬面相對(duì)高差較大，出現(xiàn)了洼地和隆起。

2.3 沖積平原地貌

渭河沖積平原由河流階地和河漫灘組成。盆地內(nèi)部由于升降運(yùn)動(dòng)階地的發(fā)育程度、類(lèi)型不同而有所不同，具體可分為3種。

(1) 第3級(jí)河流階地。渭河第3級(jí)階地，距河床較遠(yuǎn)，在渭河兩岸斷續(xù)分布。北岸在涇河以西，南岸主要分布在西安少陵塬前。第3級(jí)階地的組成物質(zhì)為中更新世晚期的涇河、洛河河口沖積黃土狀砂質(zhì)黏土和砂礫石[7]，上覆地層為第四紀(jì)黃土。

表1 關(guān)中盆地黃土臺(tái)塬形態(tài)特征

(2) 第2級(jí)河流階地。渭河第2級(jí)階地，南北兩岸不對(duì)稱(chēng)。南岸階地與山前沖積扇匯合發(fā)育。北岸階地影響因素眾多，與支流洪積扇匯合，形成獨(dú)特的地貌景觀。階地的分布特征與關(guān)中盆地的地質(zhì)活動(dòng)和河流河口的泥沙堆積有關(guān)。

(3) 第1級(jí)河流階地。渭河第1級(jí)階地具有河漫灘二元結(jié)構(gòu)，上層為水平的河漫灘，下層為交錯(cuò)層理的河床。河流溝谷以下切為主，表現(xiàn)為基座階地。

綜上所述，秦嶺、北山、驪山等山地，受斷裂活動(dòng)影響，山勢(shì)都表現(xiàn)為西高東低的趨勢(shì)。黃土臺(tái)塬，因受盆地帶內(nèi)斷塊運(yùn)動(dòng)影響和黃土堆積而形成。盆地帶內(nèi)沖積平原、黃土臺(tái)塬和河流階地呈東西方向延伸，且地勢(shì)北高南低，呈階梯狀，盆地帶內(nèi)的主流及支流兩側(cè)有多級(jí)階地發(fā)育。新近紀(jì)以來(lái)，由于喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)的作用，構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，導(dǎo)致該地區(qū)隆升部分破裂松散并發(fā)生大幅度的斷裂和下陷。關(guān)中盆地南緣的斷裂活動(dòng)強(qiáng)烈，影響了盆地內(nèi)部和另一邊的斷裂活動(dòng)[8]，為關(guān)中盆地的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)提供了動(dòng)力來(lái)源，使得關(guān)中盆地的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)十分活躍，并對(duì)關(guān)中盆地的地形地貌起著直接的控制作用。

3 新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)

關(guān)中盆地新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的類(lèi)型眾多，主要為升降運(yùn)動(dòng)和斷裂運(yùn)動(dòng)兩大類(lèi)型。

3.1 地貌特征

升降運(yùn)動(dòng)使盆地帶發(fā)生隆起和凹陷，但這種運(yùn)動(dòng)不是持續(xù)不斷的，有其自身的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的歷史時(shí)期，升降運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致盆地內(nèi)地面參差不齊，從而發(fā)育了河流階地和沖積平原等地貌類(lèi)型。階地呈階梯狀分布，而黃土臺(tái)塬介于階地與平原之間，地面寬度呈逐漸遞減趨勢(shì)。一系列的抬升運(yùn)動(dòng)造就了現(xiàn)在的地貌類(lèi)型。

3.2 水系特征

從渭河盆地水系發(fā)育來(lái)看，渭河南北兩岸水系分布不均勻。南岸水系短支流多、流速急、密度較大，其與盆地北部大面積抬升有關(guān)；北岸水系長(zhǎng)支流少、流速緩、密度較小，其與秦嶺斷塊運(yùn)動(dòng)有關(guān)[8]。渭河南北兩岸的水系差異，也是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的體現(xiàn)?？傊?，渭河的分布、遷移、密度等體現(xiàn)了新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的繼承性。

3.3 巖相變化

沉積物中的巖相變化，也可以作為地殼垂直運(yùn)動(dòng)的依據(jù)。渭河盆地內(nèi)主要以河湖相沉積為主，巖相隨著時(shí)間變化而變化。早新近紀(jì)時(shí)期，沉積物顆粒較大，層次分明，下部顆粒粗而上部顆粒較細(xì)，水系也有所變化，反映了秦嶺山地強(qiáng)烈抬升過(guò)程；晚新近紀(jì)時(shí)期，以河湖相為主，顆粒小，沉積規(guī)律顯著，垂直運(yùn)動(dòng)有所體現(xiàn)，但是沒(méi)有早期運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，這與在盆地凹陷和秦嶺上升過(guò)程中山前的斷裂活動(dòng)有關(guān)；第四紀(jì)時(shí)期，河湖相的范圍擴(kuò)大，更新世時(shí)期由40 km擴(kuò)大到120 km，甚至可能覆蓋整個(gè)區(qū)域，沉積物的顆粒較細(xì)，厚度大，下部較細(xì)，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)的幅度大，秦嶺與盆地之間處于連續(xù)不斷的垂直運(yùn)動(dòng)中；在更新世后期，沉積物顆粒較粗，地殼的上升運(yùn)動(dòng)形成了現(xiàn)今的地貌。

4 新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)地貌形成的作用

4.1 對(duì)斷塊山的控制作用

秦嶺與驪山受山前斷裂帶影響。南秦嶺的山勢(shì)呈西北東南走向，可以暫時(shí)定位為造山帶。它是經(jīng)過(guò)多次造山運(yùn)動(dòng)作用形成的。

在中生代以來(lái)，在盆地內(nèi)部處于拉伸狀態(tài)的秦嶺巖石圈，由于受南北方向張力拉伸作用發(fā)育了斷陷盆地。當(dāng)秦嶺再次隆升，就形成了現(xiàn)代的秦嶺山脈。如秦嶺東段的華山，華山山前發(fā)育著明顯的斷層崖、斷層三角面。在華山峪 — 甕峪間可以看到斷層崖前形成了大的斷層三角面，而斷層大三角面前又發(fā)育著小的斷層三角面，逐漸地疊加[6]。斷層形態(tài)可以記錄不同時(shí)期的活動(dòng)。在研究中，主要尋找斷層小角面，因?yàn)樗男螒B(tài)較完整，頂點(diǎn)高程在580～680 m，高度一般在100～150 m，并且斷層面上的擦痕、鏡面和階步保留清晰，容易觀察。

華山山邊的一些峪口還發(fā)育著陡坎，并伴有瀑布。根據(jù)其發(fā)育的特征分析，其形成于全新世。而北山山地的一些斷塊山呈連續(xù)分布，但是沒(méi)有秦嶺的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈。

4.2 對(duì)黃土臺(tái)塬的控制作用

黃土臺(tái)塬在新近紀(jì)末隨著盆地內(nèi)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和黃土沉積而逐漸形成。渭河以北的黃土臺(tái)塬分為2級(jí)。1級(jí)臺(tái)塬呈連續(xù)分布如鳳翔、禮泉、三原等；2級(jí)臺(tái)塬呈斷續(xù)分布如陵塬、合陽(yáng)北塬等。由于受斷陷活動(dòng)影響，黃土臺(tái)塬塬面上會(huì)出現(xiàn)隆起和洼地。

中生代初期，由于地殼運(yùn)動(dòng)，秦嶺抬升形成造山帶。燕山運(yùn)動(dòng)時(shí)期，地幔物質(zhì)大量涌出，渭河斷陷盆地帶隆起。新生代時(shí)期，渭河流域發(fā)生凹陷，陸塬碎屑物的厚度達(dá)2 000 m。

渭河裂谷自新生代以來(lái)，南北方向的擠壓應(yīng)力為新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力。盆地下沉，渭河兩側(cè)的山地和河流兩側(cè)的臺(tái)地隨之上升，而臺(tái)地的組成物質(zhì)是河湖相沉積，再加上第四紀(jì)以來(lái)的風(fēng)成黃土堆積在河流臺(tái)地的兩側(cè)[9]，就形成了黃土臺(tái)塬地貌。

由于秦嶺的強(qiáng)烈抬升，使得有一部分黃土臺(tái)塬消失。如在華陰、華縣之間，由于華山山前斷裂帶運(yùn)動(dòng)的影響，華山的抬升和固市的下陷，導(dǎo)致黃土臺(tái)塬呈斷續(xù)分布[3]。渭河以南的升降運(yùn)動(dòng)較北部強(qiáng)烈。從表1數(shù)據(jù)可知，塬面的相對(duì)高差大，高低不平。黃土臺(tái)塬自西向東逐漸向下傾斜，也反映出了盆地帶內(nèi)斷塊山的抬升。

4.3 對(duì)河流階地的影響

從渭河水系圖可知，渭河南北兩岸水系各有千秋，兩岸的階地也廣泛發(fā)育(見(jiàn)圖2)。因升降運(yùn)動(dòng)的影響，盆地內(nèi)形成了不同類(lèi)型的階地，它的發(fā)育與黃土臺(tái)塬一樣，與盆地內(nèi)的隆升與凹陷有關(guān)。不同等級(jí)的河流階地，體現(xiàn)了新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的間歇性，如渭河各支流系等，如表2所示。

圖2 渭河水系分布圖

階地階級(jí)階面海拔∕m階面寬度∕m黃土厚度∕m古土壤層寶雞段階地T5730～800—90S15T4600～78050～15070S9T3450～70015045S6T2360～620200～400—S1T1350～550300～1500—灞河段階地T4630～71070055S9T3570～61070030S5T2520～5403500～750030～40S1T1480～510300～25001洛河段階地T4400～4304000～600060S8T3370～3805000～700045S6T2350～360—10S1T1340～350—1S0

寶雞段階地共有5級(jí)：第5級(jí)階地海拔700～800 m；第4級(jí)階地海拔600～780 m，階面寬50～150 m；第3級(jí)階地海拔400～700 m，階面150 m；第2級(jí)階地海拔350～600 m，階面寬度南北兩岸相差很大，南岸200～400 m，北岸1 000～2 000 m；第1級(jí)階地海拔300～550 m，階面寬度一般為300～1 500 m。

灞河段階地共有4級(jí)：第4級(jí)階地海拔630～710 m，比第3級(jí)階地稍高；第3級(jí)階地海拔570～610 m，其在發(fā)育過(guò)程中受構(gòu)造活動(dòng)和侵蝕作用影響，只分布在構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈的袁家?guī)r地區(qū)，沉積物厚度達(dá)60～70 m；第1、2級(jí)階地均呈東西向分布。

洛河段階地共4級(jí)，階地的海拔在340～430 m，每級(jí)階地相差20～30 m。在地殼運(yùn)動(dòng)中，該階地會(huì)不斷堆積黃土層。涇河段階地也因構(gòu)造活動(dòng)和侵蝕作用，形成1、2級(jí)階地。階地比河床高出15 m左右。

新時(shí)期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是影響階地?cái)?shù)量和海拔高度的主要因素，其次是侵蝕作用。關(guān)中盆地西側(cè)為寶雞地區(qū)。寶雞西緣靠近祁連山造山帶，其強(qiáng)烈的地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)使得地殼抬升；原來(lái)形成的階地則隨著盆地的下陷，而被埋在地下，被黃土覆蓋，最終形成基座階地。根據(jù)沉積物的厚度可推斷構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中地殼的抬升幅度，因此研究階地的形成是有意義的。

新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響河流階地的形成。岳樂(lè)平等人認(rèn)為雖然河流發(fā)育與氣候有關(guān)，但構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是階地形成的主要因素[10]。通過(guò)對(duì)渭河支流如灞河、洛河等研究發(fā)現(xiàn)，河流階地形成與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和氣候有關(guān)。渭河南岸階地發(fā)育差異較大：西安拗陷中發(fā)育第1、2級(jí)階地；臨潼在凸起中發(fā)育第3級(jí)階地，但階地面狹窄；華縣、華陰的固市拗陷只發(fā)育第1級(jí)階地，階地面平坦，沒(méi)有黃土臺(tái)塬；而潼關(guān)地區(qū)凸起中又發(fā)育第3級(jí)階地[3]。

關(guān)中盆地的河流階地主要在渭河中下游，主要受地殼運(yùn)動(dòng)控制。盆地內(nèi)地殼抬升，使河床的縱比度增加，河流的下蝕作用增強(qiáng)，形成V型谷。經(jīng)過(guò)侵蝕作用，河漫灘變成了河谷兩側(cè)的階地。當(dāng)?shù)貧は鄬?duì)穩(wěn)定時(shí)，河流以旁蝕作用為主，形成U型谷，此時(shí)發(fā)育與第1級(jí)階地沒(méi)有明顯界限的河漫灘[11]。天水段的渭河、彬縣段的涇河就是在穩(wěn)定抬升運(yùn)動(dòng)和河流下蝕作用下形成的。而驪山山地的抬升運(yùn)動(dòng)，使得灞河側(cè)移，向白鹿塬方向侵蝕，最終形成階地。從渭河階地的位相上看，除渭河盆地?cái)嗔褞?huì)有一些變化外，其他地方也有一些變化。如渭河的上游寶雞段往下游方向呈逐漸下降趨勢(shì)；而在西安以東的臨潼、渭南、華陰、華縣等地區(qū)卻沿著洛河段下游方向逐漸抬升。由于受華山北坡斷裂帶下陷的影響，渭南到華縣缺失第3級(jí)階地。而渭河中下游階地相位的變化，說(shuō)明驪山斷塊山和渭南以東地區(qū)在新近紀(jì)以來(lái)的地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)中發(fā)生了隆起抬升。從渭河階地相位變化可知，渭河盆地內(nèi)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)具有不均勻性。

5 結(jié) 語(yǔ)

關(guān)中盆地帶是由山地、河流階地、黃土臺(tái)塬及沖洪積平原組成，主要被斷塊活動(dòng)和垂直差異運(yùn)動(dòng)所控制，是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的地貌標(biāo)志。不管是斷塊山還是黃土臺(tái)塬、河流階地，它們的形成均與新構(gòu)造活動(dòng)有關(guān)。因此，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)地貌的形成有著重大的意義。

[1] 蔡厚雄.祁連山新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)[J].西北地質(zhì),1984(4):25-30.

[2] 徐煜豎,李玶,李志義.新構(gòu)造學(xué)的研究現(xiàn)狀[J].科學(xué)通報(bào),1965,16(12):1088-1091.

[3] 韓恒悅,米豐收,劉海云.渭河盆地帶地貌結(jié)構(gòu)與新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)[J].地震研究,2001,24(3):251-257.

[4] 張國(guó)偉,孟慶任,于在平,等.秦嶺造山帶的造山過(guò)程及其動(dòng)力學(xué)特征[J].中國(guó)科學(xué)(D輯:地球科學(xué)),1996，26(3):194-200.

[5] 夏勇.渭河盆地新生代沉積特征及與構(gòu)造的關(guān)系[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué),2007:8-9.

[6] 宋友桂,方小敏,李吉均,等.六盤(pán)山東麓朝那剖面紅黏土 — 年代及其構(gòu)造意義[J].第四紀(jì)研究,2000,20(5):457-463.

[7] 于學(xué)峰,薛祥熙.洛河大荔人遺址段的地貌學(xué)研究[J].西北地質(zhì),2001,34(3):62-67.

[8] 常丕興,王亨方.渭河盆地地貌特征水系格局與新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)[J].西安地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào),1992,14(2):34-41.

[9] 孫繼敏,許立亮.汾渭地塹的河流階地對(duì)第四紀(jì)時(shí)期印度-歐亞板塊碰撞帶的構(gòu)造響應(yīng)[J].第四紀(jì)研究,2007,27(1):20-26.

[10] 岳樂(lè)平,雷祥義,屈紅軍.黃河中游水系的階地發(fā)育時(shí)代[J].地質(zhì)論評(píng),1997,43(2):186-192.

[11] 張猛剛.渭河中下游河流階地的演化模式[D].西安：西北大學(xué),2003:1-38.