岷江演化討論： 來(lái)自四川宜賓地區(qū)第四紀(jì)河流沉積物的重礦物證據(jù)*

李 磊 向 芳 劉一鳴 臺(tái)梓含

1 成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，四川成都 610059 2 成都理工大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川成都 610059 3 成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，四川成都 610059 4 中國(guó)電建集團(tuán)江西省電力設(shè)計(jì)院有限公司，江西南昌 330000

1 概述

最早由黃汲清先生命名的喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)使得青藏高原成為地球的“第三極”，高原的強(qiáng)烈隆升過(guò)程以及現(xiàn)今仍處于活動(dòng)狀態(tài)的特征使得青藏高原成為檢驗(yàn)“大陸動(dòng)力學(xué)”的天然實(shí)驗(yàn)室，有可能引發(fā)地球科學(xué)理論新的突破(李吉均和方小敏，1998)。國(guó)內(nèi)外研究者從地磁與古生物(方小敏等，2004，2007；Xieetal.， 2012)、構(gòu)造熱年代學(xué)(Arnaudetal.， 1993；來(lái)慶洲等，2006)、構(gòu)造演化過(guò)程(Harrisonetal.， 1992；潘裕生，1999；許志琴等，2011)等方面對(duì)青藏高原形成時(shí)間、隆升的階段、動(dòng)力學(xué)機(jī)制進(jìn)行了廣泛而深入的研究，取得了重要成果。青藏高原及周緣山脈劇烈的隆升對(duì)于亞洲大陸的氣候、環(huán)境，特別是水系等方面具有重大影響。水系受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與地表過(guò)程兩者耦合作用的影響，同時(shí)對(duì)構(gòu)造隆升有一定的反饋?zhàn)饔?Burbank and Pinter，1999；李勇等，2005)，因此可作為記錄青藏高原隆升過(guò)程的一面鏡子，深入研究其演化過(guò)程可以為解決大陸內(nèi)部地球動(dòng)力學(xué)等重大問(wèn)題提供科學(xué)依據(jù)。

青藏高原東緣構(gòu)造復(fù)雜，變形顯著，水系眾多，是中國(guó)西部地質(zhì)、地貌、氣候的陡變帶和最重要的生態(tài)屏障(李勇等，2006)。岷江作為發(fā)源于青藏高原東緣岷山南麓的一條長(zhǎng)江支流，因流經(jīng)松潘—甘孜褶皺帶、龍門山構(gòu)造帶和四川盆地3個(gè)構(gòu)造單元，對(duì)其形成演化、物質(zhì)傳輸?shù)确矫娴难芯繉?duì)于深入了解晚新生代青藏高原東緣的隆升過(guò)程具有重要意義。通過(guò)沉積物組成來(lái)推測(cè)母巖類型，是確定物源區(qū)構(gòu)造演化、恢復(fù)其古地理環(huán)境的重要方法(Roser and Korsch，1985；趙紅格和劉池洋，2003；Weltje and Eynatten，2004)，隨著現(xiàn)代技術(shù)、分析手段的不斷提高，物源分析方法不斷增多，重礦物因自身穩(wěn)定性強(qiáng)、耐磨蝕，可以較準(zhǔn)確地反映源區(qū)特性(Morton，1985)，所以在解釋水系演化過(guò)程中得到了廣泛應(yīng)用(黎兵，2005；任雪梅等，2006；張建等，2016)。李勇等(2006)曾對(duì)晚新生代成都盆地的大邑礫巖做過(guò)重礦物分析，認(rèn)為曾存在2條“古岷江”，一條發(fā)源于松潘—甘孜褶皺帶，在北川的湔江河口注入四川盆地，另一條發(fā)源于龍門山區(qū)，受晚新生代岷山斷塊隆升速率增大的影響，龍門山區(qū)附近的“古岷江”襲奪了發(fā)源于松潘—甘孜褶皺帶的“古岷江”，進(jìn)而才有了現(xiàn)代岷江形態(tài)。鄭勇和孔屏(2013)通過(guò)分析四川盆地西緣沉積的大邑礫巖中的重礦物特征，認(rèn)為大邑礫巖(形成于約2.0iMa)由岷江帶入四川盆地，距今2.0iMa前現(xiàn)代岷江就已經(jīng)形成。楊農(nóng)等(2003)通過(guò)對(duì)岷江上游河流階地的野外觀測(cè)與年代學(xué)研究，認(rèn)為岷江上游河流階地地貌的形成和演化反映了岷山和龍門山構(gòu)造帶中更新世以來(lái)的隆升過(guò)程。錢洪等(1995，1997)通過(guò)大量分析岷江階地年代資料后認(rèn)為，四川境內(nèi)地面水文網(wǎng)的出現(xiàn)是中更新世后期以來(lái)的事件，早更新世，岷江上游的漳臘盆地和斗雞臺(tái)盆地是2個(gè)孤立的類磨拉石小盆地，當(dāng)時(shí)無(wú)岷江存在，中更新世河流才在磨拉石盆地堆積的基礎(chǔ)上開始下切，形成今日的岷江，并使早更新世沉積物成為各級(jí)階地的基座。

圖 1 岷江上游及支流主要變質(zhì)帶及巖漿巖分布(A)和岷江及大渡河流域巖性分布(B)(A圖據(jù)四川省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1991，有修改；B圖據(jù)康春國(guó)等，2014)Fig.1 Metamorphic belt and magmatic rock distribution in the upper reaches of Min Jiang River and its tributaries are dominated (A) and lithology map of Min Jiang River and Da Du River drainage basin(B)(Fig. A is modified from the Sichuan Bureau of Geology， 1991；Fig.B is modified from Kang et al.， 2014)

以上研究結(jié)果表明，前人研究多集中于岷江上游，對(duì)下游階地沉積物的物源指示及構(gòu)造意義方面缺乏明確認(rèn)識(shí)，對(duì)于岷江演化過(guò)程還沒有達(dá)成完全統(tǒng)一的見解，尚存在著較大爭(zhēng)議。因此作者以重礦物為切入點(diǎn)，系統(tǒng)分析了宜賓地區(qū)岷江下游階地沉積與現(xiàn)代沉積的重礦物特征，進(jìn)而揭示岷江的形成演化過(guò)程。

2 區(qū)域地質(zhì)概況

岷江發(fā)源于青藏高原東緣川西高原之上的岷山貢嘎嶺和郎架嶺，后切川西高原、穿龍門山區(qū)、入成都平原，在宜賓匯入長(zhǎng)江，全長(zhǎng)793ikm。岷江上游流域展布于松潘—甘孜褶皺帶與龍門山構(gòu)造帶之上(圖1)。松潘—甘孜褶皺帶呈倒三角狀與龍門山構(gòu)造帶毗鄰，構(gòu)成了青藏高原東緣的絕大部分，它是中生代以來(lái)長(zhǎng)期演化的陸內(nèi)褶皺帶，印支晚期的褶皺造山運(yùn)動(dòng)是該區(qū)最主要的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，自新生代以來(lái)該區(qū)又經(jīng)強(qiáng)烈抬升和剝蝕。該區(qū)基本上是由以三疊系西康群為主的被動(dòng)陸緣半深海復(fù)理石、斜坡相復(fù)理石類型的碎屑物質(zhì)組成，上三疊統(tǒng)復(fù)理石的出露面積大約占岷江流域面積的50%(Lietal.，2003)。龍門山構(gòu)造帶是在中生代發(fā)展的褶皺和俯沖帶的一部分，呈北東—南西向展布，處于松潘—甘孜褶皺帶與揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)的接合部位，由一系列大致平行的疊瓦狀沖斷帶構(gòu)成(劉樹根，1993)，地層巖石呈明顯的中間老、兩邊新的特征，主要出露由前寒武系片麻巖及花崗巖體組成的揚(yáng)子地臺(tái)結(jié)晶基底、新元古代—二疊系變質(zhì)沉積巖(譚錫斌，2012)。據(jù)《四川省區(qū)域地質(zhì)志》(四川省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1991)，龍門山后山變質(zhì)地帶經(jīng)歷了華力西期中壓型區(qū)域動(dòng)力熱流變質(zhì)作用，并部分疊加了印支期區(qū)域低溫動(dòng)力變質(zhì)作用，可劃分出5個(gè)漸進(jìn)變質(zhì)帶： 絹云母—綠泥石帶、黑云母帶、鐵鋁榴石帶、藍(lán)晶石帶和矽線石帶。

3 樣品的采集與測(cè)試方法

為了進(jìn)行相關(guān)研究，筆者在宜賓地區(qū)岷江下游段進(jìn)行了詳細(xì)的野外調(diào)查，并采集了相關(guān)分析測(cè)試樣品，采樣點(diǎn)位置及更新世以來(lái)古水流主流向示意圖見圖2。采樣剖面特征如下。

圖 2 四川宜賓地區(qū)岷江下游采樣剖面位置及更新世階地沉積礫石的最大扁平面傾向示意Fig.2 Schematic diagram showing location of sampling sections and the maximum flat plane tendency of the Pleistocene terrace sedimentary gravels in the lower reaches of Min Jiang River，Yibin area，Sichuan Province

008剖面： 位于宜賓市高場(chǎng)鎮(zhèn)大明村，剖面海拔高度321.98im，為岷江Ⅲ級(jí)基座階地，可見厚度1.8im。下部為棕紅色粉砂填隙的礫石層，礫石粒徑6～15icm，圓狀，石英質(zhì)為主，可見風(fēng)化礫石，礫石含量占30%～40%，疊瓦狀，礫石最大扁平面產(chǎn)狀為343°∠11°。在礫石填隙物中采集樣品008-1。

009剖面： 位于幺店子鄉(xiāng)，剖面海拔高度330.06im，為岷江Ⅳ級(jí)階地，可見總剖面厚度7～8im，礫石層厚3im。礫石層中為棕黃、棕紅色粉砂和泥填隙，粉砂中蟲孔發(fā)育，可見疊瓦狀構(gòu)造，礫石最大扁平面產(chǎn)狀292°∠15°。礫石含量30%～40%，呈磨圓狀，粒徑6～20icm，以石英質(zhì)礫石為主，少見風(fēng)化礫石，偶見風(fēng)化的晶屑凝灰?guī)r。往上礫石含量與礫徑均減小。最上部為棕黃色粉砂和黏土。在礫石填隙物中采集樣品009-1。

014剖面： 岷江右岸采砂船旁采現(xiàn)代河床砂樣，為岷江現(xiàn)代沉積，采集樣品014-1。

020剖面： 位于屏山鎮(zhèn)蔣壩村，剖面海拔高度336im，為岷江Ⅳ級(jí)階地，剖面下部礫石層中為棕黃—棕紅色長(zhǎng)英質(zhì)粗砂填隙，礫石最大扁平面產(chǎn)狀345°∠26°，疊瓦狀明顯，成分多樣，常見火山碎屑巖、泥巖、砂巖，可見巖漿巖、變質(zhì)巖(千枚巖、片麻巖)，粒徑5～15icm居多，最大18icm。剖面往上礫石含量為10%～20%，大小8icm為多，填隙物為棕黃色、紅色粉砂質(zhì)泥。剖面總體上填隙物不均勻，向北西方向變成粉砂質(zhì)泥。在礫石層的粗砂填隙物中采集樣品020-1。

021剖面： 位于蕨溪鎮(zhèn)，剖面海拔高度320.86im，為岷江Ⅲ級(jí)階地，剖面出露高度約3im，礫石層中見棕黃色粉砂質(zhì)泥填隙，質(zhì)干。礫石粒徑一般為2～10icm，最大15icm，最小1icm，含量為40%～50%，可見疊瓦狀，礫石最大扁平面產(chǎn)狀40°∠20°。礫石成分主要為石英巖及石英砂巖，其次為玄武巖，可見磨圓度較好的花崗巖，部分礫石風(fēng)化嚴(yán)重。往上泥質(zhì)成分增多，礫石含量變化不明顯。在礫石填隙物中采集樣品021-1。

022剖面： 位于泥南鎮(zhèn)北江村，為岷江現(xiàn)代沉積，在岷江河床砂中采集樣品022-1。

024剖面： 位于北江村聯(lián)合組糖房梗，剖面海拔高度388.13im，為岷江Ⅴ級(jí)階地，剖面出露高度2im，不見基巖。由橙黃色粉砂質(zhì)泥和礫石構(gòu)成，礫石含量約70%，主要成分為石英巖及石英砂巖，可見較多花崗巖，偶見灰白色長(zhǎng)石砂巖形成的風(fēng)化礫石。礫石粒徑4～15icm，最大可達(dá)30icm，礫石最大扁平面產(chǎn)狀300°∠30°，偶見豎直產(chǎn)狀礫石。在礫石填隙物中采集樣品024-1。

采樣統(tǒng)計(jì)見表 1，總計(jì)7個(gè)樣品。其中008剖面與021剖面為岷江Ⅲ級(jí)階地(圖 3-A，3-D)，009剖面與020剖面為岷江Ⅳ級(jí)階地(圖 3-B，3-C)，024剖面為岷江Ⅴ級(jí)階地(圖 3-E)，其余2個(gè)為岷江現(xiàn)代沉積河床沙。根據(jù)采樣點(diǎn)巖性與礫石排列方向具有明顯定向性的特點(diǎn)，筆者統(tǒng)計(jì)了008、009、020、021和024剖面的礫石最大扁平面傾斜方向，繪制了最大扁平面傾向示意圖(圖 2)，結(jié)果均表明岷江的古水流方向與現(xiàn)代岷江水流方向一致，顯示當(dāng)時(shí)物源來(lái)自于西北地區(qū)，同時(shí)表明在Ⅴ級(jí)階地形成時(shí)，岷江下游段就已經(jīng)存在并具有與現(xiàn)代岷江相同的流向。

表1 四川宜賓地區(qū)岷江下游更新世階地沉積物與現(xiàn)代沉積物樣品特征

通過(guò)野外剖面觀察和室內(nèi)薄片鑒定結(jié)果發(fā)現(xiàn)，岷江Ⅴ級(jí)階地礫石主要成分為石英巖及石英砂巖，可見長(zhǎng)石砂巖形成的風(fēng)化礫石，同時(shí)可見較多以細(xì)晶花崗巖、文象花崗巖、晶屑凝灰?guī)r為代表的酸性巖漿來(lái)源的礫石，少量云英片巖和強(qiáng)風(fēng)化玄武巖(圖 3-H，3-I)；岷江Ⅳ級(jí)階地礫石主要為石英巖及石英砂巖、長(zhǎng)石砂巖，偶見千枚巖和片巖礫石，可見較多中—酸性巖漿巖礫石；岷江Ⅲ級(jí)階地礫石主要成分仍為石英巖、石英砂巖，可見文象花崗巖等中—酸性巖漿巖(圖 3-F，3-G)，并可見玄武巖礫石；岷江現(xiàn)代河床沉積中礫石成分多樣，除穩(wěn)定的石英巖及石英砂巖外，中—酸性巖漿巖、凝灰?guī)r、玄武巖礫石常見，并可見多種變質(zhì)巖礫石。

采樣點(diǎn)采集的沉積物樣品通過(guò)如下流程進(jìn)行重礦物處理與篩選： 首先將每個(gè)樣品烘干后稱重，接著破碎(全部通過(guò)0.4imm和0.3imm的篩子)，手工淘洗并與搖床分選，把分選出的粉泥拋棄，得到的砂再次淘洗出尾砂和重砂，然后將重砂進(jìn)行磁選，磁選出的有磁部分進(jìn)行稱重并作鏡下鑒定，由于有磁部分的重礦物不具有物源指示意義，因此不計(jì)入表內(nèi)；無(wú)磁部分作電磁分選得到重?zé)o磁部分和電磁部分，最后將重?zé)o磁部分精淘并進(jìn)行稱重和鏡下鑒定。鏡下統(tǒng)計(jì)重?zé)o磁部分重礦物的顆粒數(shù)，并將統(tǒng)計(jì)出來(lái)的顆?？倲?shù)作為分母來(lái)進(jìn)行每個(gè)樣品中不同類型重礦物的均一化。重礦物統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(表 2)。

4 重礦物結(jié)果分析

重礦物在砂巖中含量一般為1%以下，它們通常是母巖中的副礦物。研究區(qū)7個(gè)樣品中鑒定出的重礦物主要有鋯石、磷灰石、金紅石、白鈦石和電氣石、赤褐鐵礦、磁鐵礦、石榴子石、藍(lán)晶石、綠簾石等。通過(guò)對(duì)重礦物的組合類型及代表的母巖巖性統(tǒng)計(jì)(表 2，表 3)發(fā)現(xiàn)，階地沉積的重礦物組合與現(xiàn)代沉積的重礦物組合存在明顯差異： 階地沉積中，鋯石、電氣石、金紅石和磷灰石等巖漿巖型重礦物含量高，并且隨著階地級(jí)數(shù)的不斷下降，巖漿巖型重礦物含量呈現(xiàn)不斷降低的趨勢(shì)；現(xiàn)代沉積中，藍(lán)晶石、石榴子石、綠簾石和角閃石等變質(zhì)巖型重礦物含量占比高，而巖漿巖型重礦物的含量降至最低。從Ⅴ級(jí)階地到現(xiàn)代沉積，這種相反的變化趨勢(shì)很好地體現(xiàn)在巖漿巖型重礦物鋯石+金紅石組合與變質(zhì)巖型重礦物藍(lán)晶石+石榴子石組合中(圖 4)。

A—008剖面，大明村Ⅲ級(jí)基座階地下部的棕紅色粉砂填隙的礫石層；B—009剖面，Ⅳ級(jí)階地下部棕黃、棕紅色粉砂—泥填隙的礫石層；C—020剖面，蔣壩村Ⅳ級(jí)階地下部棕黃—棕紅色長(zhǎng)英質(zhì)粗砂填隙的礫石層；D—021剖面，蕨溪鎮(zhèn)Ⅲ級(jí)階地下部棕黃色粉砂質(zhì)泥填隙的礫石層；E—024剖面，北江村粉砂質(zhì)泥填隙的礫石層；F—文象花崗巖，008剖面岷江Ⅲ級(jí)階地，單偏光；G—文象花崗巖，008剖面岷江 Ⅲ級(jí)階地，正交偏光；H—強(qiáng)風(fēng)化玄武巖礫石，024剖面岷江Ⅴ級(jí)階地，單偏光；Ⅰ—晶屑凝灰?guī)r，024剖面岷江Ⅴ級(jí)階地，正交偏光圖 3 四川宜賓地區(qū)岷江下游更新世5級(jí)階地采樣剖面及及礫石特征Fig.3 Characteristics of sampling sections and gravels on the Pleistocene five terraces in the lower reaches of Min Jiang River, Yibin area，Sichuan Province

表2 四川宜賓地區(qū)岷江下游更新世階地沉積物與現(xiàn)代沉積物主要重礦物含量百分比(%)Table 2 Percentage of major heavy minerals in the Pleistocene terrace sediments and modern sediments in the lower reaches of Min Jiang River, Yibin area, Sichuan Province

鋯石、 金紅石為巖漿巖型重礦物； 藍(lán)晶石、 石榴子石為變質(zhì)巖型重礦物圖 4 四川宜賓地區(qū)岷江下游更新世階地沉積與現(xiàn)代沉積典型巖漿巖型重礦物與典型變質(zhì)巖型重礦物含量變化對(duì)比Fig.4 Comparison of changes in contents of typical magmatic heavy minerals and typical metamorphic heavy minerals in the Pleistocene terrace sediments and modern sediments in the lower reaches of Min Jiang River, Yibin area, Sichuan Province

表3 四川宜賓地區(qū)岷江下游更新世階地沉積物與現(xiàn)代沉積物主要重礦物組合及母巖巖性統(tǒng)計(jì)

表4 四川宜賓地區(qū)岷江下游更新世階地沉積重礦物與現(xiàn)代沉積重礦物特征指數(shù)統(tǒng)計(jì)

對(duì)于特征變質(zhì)礦物，在5個(gè)階地沉積樣品中，石榴子石自Ⅴ級(jí)階地沉積時(shí)開始出現(xiàn)但含量極少，此后Ⅳ、Ⅲ級(jí)階地雖有偶見，但總的來(lái)看石榴子石含量極少或沒有，在2個(gè)現(xiàn)代沉積樣品中，石榴子石含量明顯增加，與階地沉積形成鮮明差異；藍(lán)晶石自階地沉積開始一直到現(xiàn)代沉積都有出現(xiàn)，但總的來(lái)看藍(lán)晶石的含量呈增加的趨勢(shì)，特別是在2個(gè)現(xiàn)代沉積樣品中增加得尤為明顯。

Morton和Smale(1990)認(rèn)為自然環(huán)境中水動(dòng)力作用和埋藏成巖作用是影響物源信息的2個(gè)主要因素。在相同水動(dòng)力條件與成巖作用下，穩(wěn)定重礦物的比值將不易受水動(dòng)力條件變化的影響，可以更好地反映物源特征(Morton and Hallsworth， 1990)，如ZTR指數(shù)和GZi 指數(shù)等。其中ZTR指數(shù)=鋯石%+電氣石%+金紅石%，一般代表重礦物的成熟度，其數(shù)值愈大則成熟度愈高，指示沉積物的搬運(yùn)距離愈遠(yuǎn)。GZi指數(shù)=100×石榴子石/(石榴子石+鋯石)，主要反映中低級(jí)變質(zhì)巖物源(陳心怡等，2018；姜磊等，2019)。岷江下游重礦物特征指數(shù)統(tǒng)計(jì)表(表 4)顯示，岷江現(xiàn)代沉積物GZi 指數(shù)高達(dá)70%，表明現(xiàn)代沉積物源主要來(lái)自于中低級(jí)變質(zhì)地區(qū)。據(jù)四川省區(qū)域地質(zhì)志，松潘—甘孜褶皺帶變質(zhì)程度最高不超過(guò)低綠片巖相，為典型低級(jí)變質(zhì)地區(qū)，因此，岷江現(xiàn)代沉積物源區(qū)應(yīng)主要為岷江上游松潘—甘孜褶皺帶。表 4顯示ZTR指數(shù)值隨階地級(jí)數(shù)的下降而減小，一般來(lái)說(shuō)，鋯石、電氣石、金紅石在重礦物中最為穩(wěn)定，又幾乎在所有結(jié)晶巖中常見，因此其含量下降的原因最合理的解釋是源區(qū)的改變。上述2個(gè)重礦物特征指數(shù)的變化顯示了岷江階地沉積與現(xiàn)代沉積在物源方面的重要轉(zhuǎn)變： 階地沉積中含有較多的巖漿巖型重礦物，而現(xiàn)代沉積中巖漿巖型重礦物大量減少，變質(zhì)巖型重礦物大量增加，指示岷江Ⅴ級(jí)階地至Ⅲ級(jí)階地沉積時(shí)其物源主要是中酸性巖漿巖，現(xiàn)代沉積時(shí)其物源則主要來(lái)源于松潘—甘孜褶皺帶的變質(zhì)巖。

表5 成都盆地岷江現(xiàn)代河沙與大邑礫巖重礦物豐度(%)對(duì)比Table 5 Comparison of heavy mineral abundance(%) between modern river sand and Dayi conglomerate in Min Jiang River，Chengdu Basin

5 對(duì)岷江演化的討論

前人在岷江上游進(jìn)行了大量的階地測(cè)年工作(表 6)， 不同學(xué)者間獲得的結(jié)果差異較大， 并未達(dá)成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)， 無(wú)法進(jìn)行比對(duì)。 筆者在對(duì)岷江下游河段進(jìn)行野外調(diào)查工作時(shí)發(fā)現(xiàn)， 岷江下游共發(fā)育有5級(jí)河流階地， Ⅰ、 Ⅱ級(jí)階地人為破壞嚴(yán)重難以進(jìn)行取樣。 前文古流向研究證實(shí)自Ⅴ級(jí)階地形成后岷江下游流向便與現(xiàn)今岷江流向一致， 表明岷江下游河段在Ⅴ級(jí)階地形成時(shí)就已存在。 據(jù)中國(guó)大地構(gòu)造分區(qū)(潘桂棠等，2009)， 岷江中下游與長(zhǎng)江宜賓—宜昌段同處于穩(wěn)定的揚(yáng)子陸塊區(qū)， 因此兩者形成的階地級(jí)數(shù)和時(shí)間應(yīng)大體一致。 通過(guò)對(duì)宜賓長(zhǎng)江Ⅴ級(jí)階地進(jìn)行ESR測(cè)年， 獲得了773.4±93.1ika的年齡值(具體采樣位置和相關(guān)內(nèi)容在另一篇文章中討論)， 這與前人(向芳等， 2005)在宜昌—重慶地區(qū)所獲得的長(zhǎng)江階地級(jí)數(shù)和年齡值較吻合， 因此作者對(duì)岷江下游階地采用如下年齡： Ⅴ級(jí)階地： 0.7～0.73iMa； Ⅳ級(jí)階地： 0.3～0.5iMa； Ⅲ級(jí)階地： 0.09～0.11iMa(數(shù)據(jù)源自向芳等，2005)。 通過(guò)對(duì)比還可以發(fā)現(xiàn)， Ⅴ級(jí)階地至Ⅲ級(jí)階地主要出現(xiàn)在龍門山區(qū)， 在岷江靠近河源地區(qū)主要出現(xiàn)的是Ⅰ級(jí)階地與Ⅱ級(jí)階地， 而少見Ⅲ級(jí)階地至Ⅴ級(jí)階地， 這種特征顯示出岷江向源頭方向變年輕的特點(diǎn)(表 6)。

表6 岷江上游更新世階地信息統(tǒng)計(jì)Table 6 Statistics of the Pleistocene terrace information in the upper reaches of Min Jiang River

總結(jié)階地沉積的重礦物組合、特征變質(zhì)礦物、重礦物特征指數(shù)等方面特點(diǎn)，結(jié)合岷江上游主要變質(zhì)帶和巖漿巖分布，認(rèn)為在岷江Ⅴ級(jí)階地(約0.7iMa)形成時(shí)，其物源可限定于龍門山構(gòu)造帶內(nèi)，推測(cè)古岷江的源頭在現(xiàn)今汶川一帶。其證據(jù)有藍(lán)晶石和石榴子石特征變質(zhì)礦物的出現(xiàn)，鋯石、電氣石和金紅石等巖漿巖型重礦物含量為最大值，指示此時(shí)岷江源頭溯源侵蝕到龍門山構(gòu)造帶內(nèi)前中生界花崗巖基底、藍(lán)晶石帶與鐵鋁榴石帶；在岷江Ⅲ、Ⅳ級(jí)階地(約0.09—0.5iMa)形成時(shí)，岷江源頭可以限定在現(xiàn)今茂縣至石大關(guān)(龍門山后山構(gòu)造帶的北界)之間，其證據(jù)有鋯石、電氣石和金紅石等巖漿巖型重礦物含量表現(xiàn)為慢慢下降，藍(lán)晶石含量依舊穩(wěn)定，指示此時(shí)岷江進(jìn)入一個(gè)相對(duì)較慢的下切過(guò)程；Ⅲ級(jí)階地以后至現(xiàn)代沉積(約0.09iMa至今)，岷江上游連續(xù)切穿松潘、漳臘等地，到達(dá)現(xiàn)今岷江源地區(qū)，進(jìn)而形成現(xiàn)代岷江。其證據(jù)有： 重礦物成分存在重大轉(zhuǎn)變，鋯石、電氣石等巖漿巖型重礦物含量只占很少一部分，取而代之的是角閃石、綠簾石、石榴子石和藍(lán)晶石等變質(zhì)巖型重礦物占據(jù)主要部分，特別是石榴子石含量較多，指示岷江上游已經(jīng)切穿龍門山構(gòu)造帶，深入到松潘—甘孜褶皺帶腹地的志留系—上三疊統(tǒng)復(fù)理石建造(含石榴子石變質(zhì)帶)發(fā)育區(qū)(李勇等，2006)。不可忽視的是，岷江支流的匯入(圖 1)可能會(huì)使物源分析產(chǎn)生偏差。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，岷江上游支流眾多(圖 1-A)，但長(zhǎng)度較短，其主體部分發(fā)育于松潘—甘孜褶皺帶內(nèi)，上文提到自岷江Ⅲ級(jí)階地形成以后，其源頭便開始切入到松潘—甘孜褶皺帶，表現(xiàn)為以變質(zhì)巖型重礦物為主，由此可見上游眾多支流的匯入對(duì)于物源分析和岷江演化討論影響不大；大渡河作為岷江最長(zhǎng)的支流，其在岷江中游的注入可能會(huì)使下游重礦物類型變復(fù)雜。通過(guò)調(diào)查大渡河流域出露巖性發(fā)現(xiàn)(圖 1-B)，其流域巖石分布主要以中酸性巖漿巖類、超基性和基性巖漿巖類為主，其中的中酸性巖漿巖類與龍門山構(gòu)造帶中的巖性相似，而其主要的巖石類型與松潘—甘孜褶皺帶的巖性差異較大，因此對(duì)解釋岷江溯源侵蝕的演化過(guò)程不會(huì)造成影響。此外階地沉積礫石特征對(duì)物源具有重要指示意義，前文已提及，通過(guò)野外觀察與室內(nèi)鏡下鑒定岷江階地沉積礫石成分特征，發(fā)現(xiàn)除穩(wěn)定的石英巖及石英砂巖外，Ⅴ級(jí)階地至Ⅲ級(jí)階地以中—酸性巖漿巖礫石居多，并含少量玄武巖礫石，現(xiàn)代沉積中則出現(xiàn)很多變質(zhì)巖礫石，以上礫石成分差異變化表明岷江上游物源區(qū)的改變，即Ⅴ級(jí)階地至Ⅲ級(jí)階地沉積物源主要來(lái)自龍門山構(gòu)造帶，Ⅲ級(jí)階地以后物源主要來(lái)自于松潘—甘孜褶皺帶。此外，玄武巖礫石的少量出現(xiàn)也表明大渡河的匯入對(duì)于岷江下游礫石成分特征影響較小。

圖 5 岷江上游路徑剖面(A)和演化模式(B)(底圖來(lái)自于張會(huì)平等，2006)Fig.5 Path profile(A)and evolutionary model of the upper reaches of Min Jiang River(B)(base map is from Zhang et al.， 2006)

上已述及，前人對(duì)青藏高原隆升階段與時(shí)間做了大量研究，李廷棟(1995)根據(jù)隆升性質(zhì)、構(gòu)造—熱事件演化和地質(zhì)建造特征，將高原隆升分為俯沖碰撞隆升期(晚白堊紀(jì)末期—始新世)、匯聚擠壓隆升期(漸新世—中新世)和均衡調(diào)整隆升期(上新世—第四紀(jì))；潘裕生(1999)根據(jù)同位素年代學(xué)等綜合分析，認(rèn)為高原抬升分為快速抬升階段(45—38iMa、25—17iMa、13—8iMa和3iMa至今)和長(zhǎng)期的夷平過(guò)程，青藏高原現(xiàn)今的面貌是3—4iMa以來(lái)快速抬升的結(jié)果；李吉均(2013)認(rèn)為可將青藏高原隆升過(guò)程分為印亞板塊碰撞階段(60—50iMa)、完全縫合階段(岡底斯運(yùn)動(dòng)，約33iMa)、喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)主幕(約23iMa)、青藏運(yùn)動(dòng)主幕(約4iMa)和昆黃運(yùn)動(dòng)(1.2—0.6iMa)5個(gè)階段；張克信等(2013)認(rèn)為青藏高原新生代主要經(jīng)歷了5個(gè)強(qiáng)隆升期，分別是58—53iMa、45—30iMa、25—20iMa、13—7iMa和5iMa以來(lái)。由此可見，雖然不同學(xué)者對(duì)青藏高原隆升劃分階段及時(shí)間各有差異，但均是基于基本事實(shí)與證據(jù)所得，不同地區(qū)對(duì)高原隆升的響應(yīng)時(shí)間不同。根據(jù)青藏高原新近紀(jì)以來(lái)三趾馬動(dòng)物群和高山櫟植物群分布，一些學(xué)者認(rèn)為高原的快速隆升發(fā)生在3.6iMa以來(lái)(劉東生等，1998；Fangetal.， 2007)，3.6iMa以來(lái)青藏高原從1000im左右的夷平面開始上升，到1.2—0.6iMa昆黃運(yùn)動(dòng)之后高原達(dá)到3000im(李吉均，2013)。前文已表明岷江下游總計(jì)5級(jí)階地，重礦物特征顯示Ⅴ級(jí)階地形成時(shí)(0.7—0.73iMa)物源來(lái)自龍門山構(gòu)造帶，指示古岷江發(fā)源于龍門山區(qū)(圖 5)，此前并無(wú)完整意義上岷江的存在。對(duì)比岷江5級(jí)階地形成時(shí)間，結(jié)合青藏高原隆升階段與時(shí)間，作者認(rèn)為發(fā)生于早更新世末的昆黃運(yùn)動(dòng)B幕(0.8iMa左右)(崔之久等，1998)使得龍門山不斷抬升，山前強(qiáng)烈拗陷(戴宗明，2012)，這為岷江Ⅴ級(jí)階地形成提供了條件；昆黃運(yùn)動(dòng)C幕(0.6iMa左右)導(dǎo)致Ⅳ級(jí)階地的形成；距今0.15iMa以來(lái)的共和運(yùn)動(dòng)(孫延貴等，2007；戴宗明，2012)使得川西高原上升了近1000im，受如此強(qiáng)烈的隆升影響導(dǎo)致岷江Ⅲ級(jí)階地形成之后，其上游又開始相對(duì)強(qiáng)烈的下切過(guò)程，自石大關(guān)附近向上連續(xù)切穿松潘、漳臘等地并最終形成現(xiàn)代岷江。值得指出的是，岷江上游階地信息統(tǒng)計(jì)(表 6)顯示，岷江上游Ⅱ級(jí)階地形成時(shí)間最老為尕米寺—貢嘎嶺河源段的27ika(周榮軍等，2000)，同時(shí)，與多位學(xué)者利用TL和14C獲得的尕米寺—漳臘、茂縣等地Ⅱ級(jí)階地形成時(shí)間都較為接近，均為23.46～27.8ika，因此以27ika來(lái)限定岷江Ⅱ級(jí)階地形成的時(shí)間。綜上所述，作者認(rèn)為岷江形成演化主要受0.8iMa以來(lái)的昆黃運(yùn)動(dòng)與共和運(yùn)動(dòng)2次構(gòu)造事件的影響。昆黃運(yùn)動(dòng)B幕使岷江在龍門山構(gòu)造帶內(nèi)下切，Ⅴ級(jí)階地形成；昆黃運(yùn)動(dòng)C幕使岷江形成Ⅳ級(jí)階地；中更新世晚期共和運(yùn)動(dòng)使得岷江形成Ⅲ級(jí)階地，其源頭自石大關(guān)(龍門山構(gòu)造帶北界)向上一路下切，進(jìn)而在27ika左右形成現(xiàn)代岷江。值得借鑒的是，受昆黃運(yùn)動(dòng)影響的中更新世氣候轉(zhuǎn)型，使青藏高原東緣多數(shù)山地上升至冰凍圈內(nèi)發(fā)育冰川，氣候變得濕潤(rùn)，泥石流活動(dòng)強(qiáng)烈(施雅風(fēng)，1998；李吉均，2013)，這為岷江的發(fā)育提供了物質(zhì)條件；黃河作為受昆黃運(yùn)動(dòng)與共和運(yùn)動(dòng)控制強(qiáng)烈下切的典型例子，0.15iMa以來(lái)切開共和盆地，并形成Ⅲ級(jí)階地至Ⅰ級(jí)階地(Lietal.， 2007)，這與岷江Ⅲ級(jí)階地至Ⅰ級(jí)階地具有很好對(duì)應(yīng)關(guān)系。此外黃河0.1iMa以來(lái)切穿龍羊峽，形成深邃峽谷(李吉均等，1996；劉志杰和孫永軍，2007；潘保田等，2007)，這也為岷江的連續(xù)下切提供了現(xiàn)實(shí)參照。

6 結(jié)論

在對(duì)岷江下游第四紀(jì)河流沉積宏觀特征研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)重礦物的分析，系統(tǒng)總結(jié)了重礦物的組合特征、重礦物含量變化和重礦物特征指數(shù)變化，討論了河流階地沉積與現(xiàn)代沉積的重礦物對(duì)河流演化的指示意義，取得了以下認(rèn)識(shí)：

1)岷江下游階地沉積與現(xiàn)代沉積的重礦物組合、特征重礦物具有明顯的差異性： V級(jí)階地至Ⅲ級(jí)階地中巖漿巖型重礦物占絕大多數(shù)，現(xiàn)代沉積中變質(zhì)巖型重礦物占絕大多數(shù)，指示岷江上游物源區(qū)發(fā)生改變，結(jié)合重礦物特征指數(shù)變化分析，認(rèn)為造成這些改變的原因是由于岷江的溯源侵蝕。

2)古岷江發(fā)源于龍門山區(qū)。岷江下游V級(jí)階地至Ⅲ級(jí)階地形成時(shí)，其物源來(lái)自龍門山構(gòu)造帶，現(xiàn)代沉積物源則來(lái)自松潘—甘孜褶皺帶。造成岷江上游連續(xù)下切的原因是青藏高原東緣階段性隆升。0.8iMa以來(lái)的昆黃運(yùn)動(dòng)與共和運(yùn)動(dòng)使岷江切穿龍門山構(gòu)造帶，深入到松潘—甘孜褶皺帶腹地，進(jìn)而形成現(xiàn)代岷江。

3)昆黃運(yùn)動(dòng)B幕使古岷江于0.73—0.7iMa下切至汶川一帶，并形成Ⅴ級(jí)階地；昆黃運(yùn)動(dòng)C幕使岷江于0.5—0.3iMa形成Ⅳ級(jí)階地；共和運(yùn)動(dòng)使岷江在0.11—0.09iMa溯源侵蝕至石大關(guān)附近，并形成Ⅲ級(jí)階地。此后岷江不斷溯源侵蝕，并于27ika到達(dá)岷江源形成現(xiàn)代岷江。

致謝文章評(píng)審過(guò)程中，2位審稿專家提出了許多寶貴而富有建設(shè)性的意見與修改建議，在此表示衷心的感謝!