馬欄河河流階地堆積物特點研究

(遼寧師范大學地理科學學院 遼寧 大連 116029)

一、引言

鑒于河流階地的重要性，國內外研究者對河流階地的研究起步早。河流階地形成演變主要受構造運動和氣候變化以及侵蝕基準面變化的影響。在構造隆升區(qū)，一種主張認為構造抬升是階地形成的主要動力[1-2]。另一種主張認為河流階地的形成是氣候變化和構造抬升共同作用的結果，構造抬升為河流下切提供持續(xù)的驅動力，冰期-間冰期的氣候旋回控制河流堆積下切行為的轉變。因此河流階地是記錄構造運動過程和氣候變化的重要載體[3-4]。階地高程變化及上覆堆積物特點承載著該區(qū)域多階段性隆升與氣候環(huán)境變化的綜合信息[5]。國內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、以及階地地貌對構造運動、氣候環(huán)境之間的響應等方面取得了顯著進展[6-9]。

本文調查馬欄河河流階地，觀測河流階地堆積物剖面，分析馬攔河流域新構造運動的表現特點，河流階地堆積物發(fā)育特點，結合東北地區(qū)-遼南地區(qū)新構造運動特點和馬攔河流域新構造運動特征，研究馬欄河河流階地形成和變化趨勢，在很大程度上為其它河流階地堆積物特點研究提供了參考，具有一定的學術作用。

二、研究方法與區(qū)域概況

(一)研究方法

研究馬攔河流域地形地貌，擬定馬攔河流域范圍和階地分布基本情況。搜索馬欄河流域地形圖、地質圖。進行野外調查，對于重點位置，通過開挖剖面或利用已有的剖面觀測河流階地堆積物垂向分布與變化特點。到馬欄河流域河流階地多組定點、挖坑、觀測河流階地剖面堆積物橫斷面和縱斷面，殘積物、沖積物、洪積物二元結構。

運用CAD繪制河流階地沉積物剖面圖和河谷橫斷面圖。詳細描述河流階地堆積物特點，分析河流階地演變過程。詳細了解河流階地堆積物特點，并拍照記錄，做好GPS定位，高程。根據露頭繪制剖面圖，進行比較，分析第四紀以來構造運動的表現及演化趨勢和河流發(fā)育階地堆積物特點。搜集勘察報告，鉆孔柱狀圖資料。根據在野外調查情況，前往水工院，大勘院，遼寧師范大學基建處搜集資料，根據資料做圖。

(二)研究區(qū)域概況

馬欄河流域隸屬遼寧省大連市。地理坐標介于北緯38°54′24″——38゜52′28″，東經121°22′15″——121°35′13″。馬欄河是發(fā)育成熟的山地河流，原生態(tài)河床最窄處20多米，最寬處100多米；主要為沙礫石、粗砂、鵝卵石等組成，其成分為石英巖、板巖、少量輝綠巖。河床覆蓋層淺，流經洪枯比大，斷面沖淤變化大。

從地貌上看[10]，馬欄河基本上為西東向延伸。但其上游作北東向展布，與大連地峽屬北東向山脊露出海面部分相一致，受東西向、北北東向、北東向斷裂控制，河道蜿蜒曲折，支溝多。西部上游地勢較高，深切谷地橫斷面具有谷中谷的形態(tài)，由原先已經形成的曲流河進一步深切發(fā)育而成。

三、馬欄河河流階地堆積物特點

(一)野外實測剖面

本次研究野外觀測從王家店水庫到星海廣場的約二十公里的階地形態(tài)，從馬欄河上游開始一直走到下游，進行七組定點，在每個定點開挖剖面(圖1)，觀察河流階地堆積物。在野外開挖剖面的過程中，遇到困難，無法繼續(xù)，未觀測完整剖面，后續(xù)前往大勘院，水工院等地搜集鉆孔資料，查閱各層厚度。(表1)

表1 馬欄河河流階地定點簡表

圖1開挖剖面圖

(二)河流階地的發(fā)育特征描述

受構造運動的影響，馬欄河中游形成河漫灘，河流下蝕過程中，形成Ⅱ級階地。從西山水庫開始沿河觀察河流階地，定點開挖剖面，各級階地特征描述如下：

1.上游階地：

西山水庫：基巖為上元古界青白口系橋頭組(Qbq)板巖、石英巖。中生代印支期輝綠巖順層侵入。根據《遼寧師范大學西山校區(qū)圖書館巖土工程勘察報告》中的內容，地層自上而下為第一層素填土(Q4ml)：第二層粉質粘土(Q4dl+pl):黃褐色，含氧化鐵結核及10%-20%石英巖角礫含量較多，切面稍有光澤，層厚0.70-1.90米。第三層碎石(Q3dl+pl)。場地鉆孔深度與河流階地橫剖面圖中堆積物厚度有些差異，但基本上可以推斷出馬欄河上游西山水庫附近的河流階地堆積物特點。(圖2)

圖2 西山水庫階地橫剖面圖

沖積砂、砂礫石組成河床與漫灘，上游碎石磨圓與分選性差。一級階地高于河床2-8米，由粉質粘土、砂礫石組成，階面平坦。馬欄河二級基座階地以沖洪積砂礫石為主，局部混粘土，礫徑達2～5cm，厚度不大，為1-5米，階面不甚連續(xù)，高于河床20米，海拔80米，單側階地發(fā)育。T1和T2堆積物都符合上粗下細的二元結構。

灣家紅旗小學：沖洪積砂礫石局部混土礫徑達2～5cm組成馬欄河二級基座階地，粉質粘土含碎石透鏡體。沖積砂、砂礫石組成河床與漫灘，碎石磨圓與分選性上游差，下游較好。沖積，沖洪積砂礫石層組成馬欄河一級階地，沖洪積相組成丘間谷地地形。

2.中游階地：

馬欄廣場：沖積，沖洪積砂礫石層組成馬欄河一級階地，沖洪積相組成丘間谷地地形。沖積砂、砂礫石組成河床與漫灘，碎石磨圓與分選性上游差，下游較好。沖洪積砂礫石局部混土礫徑達2～5cm組成馬欄河二級基座階地，黃土狀亞粘土含碎石透鏡體。(圖3)

圖3 馬欄廣場階地橫剖面圖

沖積，沖洪積砂礫石層組成馬欄河一級階地，沖洪積相組成丘間谷地地形，海拔80米。沖積砂、砂礫石組成河床與漫灘，碎石磨圓與分選性上游差，下游較好。沖洪積砂礫石局部混土礫徑達2～5cm組成馬欄河二級基座階地，粉質粘土。

3.下游階地

凱德和平廣場：沖積，沖洪積砂礫石層組成馬欄河一級階地，沖洪積相組成丘間谷地地形。沖積砂、砂礫石組成河床與漫灘，碎石磨圓與分選性上游差，下游較好。(圖4)

圖4 凱德和平廣場階地橫剖面圖

四、結論與不足

(一)結論

1.馬欄河階地堆積物共性與差異：共性為馬欄河河流階地堆積物都具備二元結構，上部堆積物為粉質粘土，下部為砂礫石。差異為：一級階地堆積物具備堆積物厚度較薄，而且砂礫石和粉質粘土混雜，二元結構分界不明顯，馬欄河河谷低階地屬于堆積階地中比較典型的內迭階地，上部為河漫灘相的亞粘土和亞砂土等較細物質，下部為河床相的砂礫石等較粗物質。二級階地堆積物具備堆積物厚度較厚，二元結構明顯，主要是由于河流強烈下切所形成的。

2.馬欄河河流階地上游中游下游堆積物特點的共性與差異：馬欄河河流階地堆積物符合上細下粗的二元結構，上部為粉土、粉質粘土、下部為砂礫石。從上游到中游到下游，海拔逐漸降低，沉積物規(guī)模逐漸增大，分選逐漸變好沉積物厚度逐漸增大。

3.馬欄河階地發(fā)育的對稱性：在上游水庫地區(qū)，階地在單側發(fā)育，原來的一級階地被水庫覆蓋。在中游地區(qū)，部分區(qū)域對稱發(fā)育，部分區(qū)域單側階地發(fā)育。下游地區(qū)，對稱發(fā)育階地，兩岸階地寬度不同。

(二)不足

(1)研究馬欄河河流階地堆積物。馬欄河形成時間長，本文只研究近幾年堆積物特點，搜集到最近幾年馬欄河鉆孔資料，沒有研究河流階地堆積物隨年代變遷而具備不同的特點。

(2)沒有帶土鉆或其他鉆孔設備到河流兩岸，到現場采用鐵鍬開挖階地剖面也沒有成功，原因是挖到地下一米深時，不能繼續(xù)。

(3)馬欄河沿岸住宅區(qū)和商業(yè)區(qū)都有鉆孔資料，本文只是以部分資料為例，缺乏全面性。