西昆侖依格孜也爾河階地沉積特征及其對河流演化的指示

許應石 歐健 郭剛

摘要： 對西昆侖山前依格孜也爾河階地進行野外地質調查，獲得階地河拔、分布、發(fā)育及沉積特征等資料。在此基礎上，分析階地沉積相及沉積環(huán)境，進一步研究西昆侖山前河流階地發(fā)育成因及河流演化過程。依格孜也爾河發(fā)育基座階地T4和T3，堆積階地T2和T1，階地T1、T2、T3和T4時代依次為5～8 ka B.P.、18～30 ka B.P.、40～50 ka B.P.和80～100 ka B.P.。階地形成主要受控于間歇性構造抬升，受氣候變化影響較小，階地類型差異主要受河流演化影響。階地沉積相分析表明，T4和T3階地分別為泥石流相和沖洪積扇相，河流侵蝕作用強，間歇性堆積;T2階地沉積期河流系統(tǒng)出現(xiàn)重大轉變，呈多旋回辮狀河沉積，堆積作用增強;T1階地為主河道-漫灘相沉積，侵蝕-堆積作用趨于平衡。

關鍵詞： 西昆侖;依格孜也爾河;河流階地;沉積特征;河流演化

中圖分類號：P588.1

文獻標識碼：A

文章編號：2096-1871（2020）03-237-09

河流階地的形成和發(fā)育受構造、氣候、基準面變化控制，與物源條件、河流地貌過程、植被覆蓋等因素密切相關[1-3]。河流階地沉積物記錄了沉積環(huán)境、地貌地質條件以及經(jīng)歷的構造抬升等信息，是第四紀地質研究的重要對象之一[4-10]。

國內外學者對河流階地沉積物開展大量研究，主要集中于階地成因及其對構造運動、氣候變化的指示意義[11-18]，較少涉及階地沉積相分析與河流演化過程研究[19-20]。西昆侖北麓山前地區(qū)是青藏高原北部與塔里木盆地西南緣的接觸部位，地形落差大、物源豐富，沉積物對區(qū)域構造活動與環(huán)境變化響應迅速，是第四紀河流階地研究的理想?yún)^(qū)域。西昆侖山前大河發(fā)育數(shù)量有限，而長度數(shù)十至數(shù)百千米的小型河流十分密集，這些河流與人類活動密切相關，大部分山區(qū)村鎮(zhèn)均沿河而筑，人類生產(chǎn)生活大多集中于低位階地之上，對此類小型河流開展階地調查，研究河流演化歷史，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

本文在新疆西昆侖1∶5萬區(qū)域地質礦產(chǎn)調查的基礎上，選擇阿克陶縣克孜勒陶鄉(xiāng)依格孜也爾河作為研究對象，對比不同階地分布及沉積特征，探討西昆侖山前河流的演化歷史。

1 地質背景

西昆侖山位于塔里木板塊與印度板塊之間的西昆侖造山帶，地質構造演化歷史復雜，經(jīng)歷了塔里木板塊基底形成階段、被動大陸邊緣沉積及碰撞造山階段、陸內斷陷盆地發(fā)展階段、陸表海發(fā)展階段和前陸盆地發(fā)展階段，發(fā)育一系列NW向—SE向褶皺-逆沖斷層帶構造[21-23]。依格孜也爾河發(fā)育于西昆侖山東北段，向北東匯入塔里木盆地，全長約90 km，以冰雪補給為主，汛期為7—8月，是1條典型的礫質辮狀河（圖1）。流域內以陸源碎屑沉積為主，巖石易風化破碎，物源豐富。流域上游主要出露石炭紀—二疊紀灰色灰?guī)r、白云巖、泥巖、石英砂巖，侏羅紀灰黑色、灰綠色砂巖、泥巖、頁巖，局部出露花崗巖、閃長巖、變質巖;中游主要出露侏羅紀灰黑色、灰綠色砂巖、泥巖、頁巖、礫巖，局部出露泥盆紀灰紫色、灰色砂巖、礫巖、灰?guī)r、泥巖;下游主要出露侏羅紀灰色、灰綠色砂巖、泥巖、頁巖及第四紀砂礫石層[24-25]。依格孜也爾河垂直穿過西昆侖山體與塔里木盆地之間的過渡帶，沿途發(fā)育多級河流階地，階地地貌和沉積物記錄了區(qū)域地質環(huán)境演化的重要信息。

2 階地分布與剖面特征

2.1 階地分布

依格孜也爾河階地主要分布于河流下游大約15 km的河段兩側，向上游階地迅速消減，高位階地消失，僅發(fā)育漸進狹窄的一級階地，本次研究在河流下游15 km范圍內開展（圖2）。依格孜也爾河屬于礫質辮狀河，溝谷深切，地貌較破碎，發(fā)育2～4級河流階地，分布不連續(xù)。

（1）T4階地。分布于河流下游喀爾烏勒村附近，距離河口約5 km。該階地基本喪失階地形態(tài)，在基巖頂部出露礫石層，厚30～50 m，風化剝蝕嚴重，階面寬10～20 m，高出現(xiàn)代河床80～90 m。

（2）T3階地。呈帶狀分布于河流下游，在喀爾烏勒村及康闊勒吉勒尕附近出露，最遠距離河口約12 km，階面寬15～20 m，階坡較陡，局部近直立，礫石層出露厚30～50 m，高出現(xiàn)代河床60～70 m。

（3）T2階地。斷續(xù)分布，自河口—莫瑪鐵熱克均有出露，局部缺失。該階地集中分布于河流左岸，右岸零星分布，呈臺階狀地形，界面寬20～30 m，礫石層厚10～20 m。

（4）T1階地。呈條帶狀廣泛分布，研究區(qū)普遍出露，階面寬闊平坦，河流左岸階面寬度>200 m，右岸較窄;階面土壤發(fā)育，植被茂密，是人類農(nóng)牧活動的主要聚集地，階面高出現(xiàn)代河床2～5 m。

綜上，依格孜也爾河階地分布特征為：由老到新分布范圍逐漸向河流上游延伸。高位階地礫石層厚度大于低位階地，低位階地階面寬度大于高位階地。階地沿現(xiàn)代河流展布，越向下游階面越寬闊。高位階地剝蝕嚴重，低位階地保存相對完整。

根據(jù)各級階地分布位置、階面距離現(xiàn)代河床高度、階地礫石層厚度，還原完整的依格孜也爾河4級階地位相示意圖（圖3）。本文選取PM034和PM040橫向剖面（圖2），分析依格孜也河階地沉積 ?物的沉積相特征，并進一步探討其成因及河流演化過程。

2.2 階地剖面

2.2.1 克孜勒陶鄉(xiāng)河流階地剖面（編號：PM034）

該剖面位于克孜勒陶鄉(xiāng)康闊勒吉勒尕附近，露頭較好，出露T1和T3階地，T2階地缺失，剖面沉積特征如圖4所示。

（1）T3階地。河拔68 m，出露厚38 m，基座階地。礫石層整體無層序，混雜堆積，下部礫石含量約50%，上部礫石含量>85%。粒徑分為多個組分，大者粒徑10～20 cm，含量約40%;小者粒徑3～5 cm，含量40%～50%;另含粒徑30～40 cm的巨礫，含量5%～10%。礫石分選差，磨圓中等，次棱—次圓狀，礫石成分主要有灰綠色細砂巖、灰黑色砂巖、粉細砂巖、黑色碳質泥頁巖，見少量白色含礫粗砂巖、石英巖、花崗巖。礫石層，下部半固結，上部較松散。基座為康蘇組，下切厚度為10～20 m。

（1）T3、T4階地屬于基座階地，地貌切割較深，級差較大，分布不對稱，多分布于北西岸，這種階地特征是氣候變化難以驅動的，主要受構造抬升控制，第四紀晚期印度板塊向北加速俯沖，青藏高原階段性隆升，西昆侖山前部位階段性構造抬升，伴隨發(fā)生區(qū)域斷裂差異抬升，河流持續(xù)下切，形成多級階地。

（2）T2階地形成年代對應深海氧同位素MIS2階段，該期全球氣候迅速變冷，處于末次冰盛期[36]，與氣候階地冰期堆積、間冰期下切的一般規(guī)律相悖，表明氣候變化對區(qū)域階地形成影響較小。

（3）T1、T2階地與T3、T4階地沉積結構、沉積相組合截然不同，表明河流形態(tài)、流域范圍發(fā)生巨大變化，河流搬運能力、侵蝕能力增強，河流演化對階地形成產(chǎn)生一定影響。

4.3 階地沉積相對河流演化的指示

階地沉積物是研究河流演化歷史最直接的證據(jù)，通過沉積物沉積相研究可以判斷河流演化過程。依格孜也爾河是西昆侖眾多水系中的一條中型河流，其演化歷史可追溯至晚更新世早期。T4階地以泥石流沉積相為主體，堆積厚度較大，礫石成分單一，分選磨圓差，底部與下伏基巖侵蝕面接觸，具近源快速堆積特征。該時期河谷初生，河道短直，動能強，地形坡度較大，屬山前泥石流通道。晚更新世中期，T3階地開始堆積，以沖洪積扇為主體，沉積厚度巨大，礫石較粗大，分選差，略有磨圓，礫石成分稍雜，指示流域范圍擴大，搬運距離增加，在持續(xù)構造抬升的背景下，河谷加深，支谷延展，沉積物多在洪水期快速堆積，形成間歇性山區(qū)河流。

晚更新世中后期，河流系統(tǒng)發(fā)生重大轉變，T2階地發(fā)育3套二元結構礫石層，下部礫石呈疊瓦狀排列，夾含礫砂層，成層性好，礫石磨圓較好，成分復雜，出現(xiàn)花崗巖、變質巖，表明流域范圍已擴展到現(xiàn)代河流上游巖體出露位置，河谷進一步擴寬，縱比降增大，河流搬運能力增強，堆積作用強于侵蝕作用，形成加積作用為主的辮狀河。晚更新世晚期—全新世早期，T1階地發(fā)育1套二元結構沉積，下部以主河道沉積相為主，具有較強的分選性和成層性，頂部漫灘相發(fā)育，沉積物粒度減小，表明河流坡降變緩和上游侵蝕砂增多，河流侵蝕、堆積速率相對平衡，形成相對平緩的辮狀河。

5 結 論

（1）依格孜也爾河下游現(xiàn)存四級良好階地，T3、T4階地屬基座基地，T1、T2階地屬堆積階地。T1、T2、T3和T4階地時代依次為5～8 ka B.P.、18～30 ka B.P.、40～50 ka B.P.和80～100 ka B.P.。

（2）依格孜也爾河四級階地形成主要受控于構造抬升，受氣候變化影響較小，階地類型的差異主要受河流演化影響。

（3）依格孜也爾河T4、T3階地主要為泥石流相與沖洪積扇相，河流侵蝕作用強，間歇性堆積;T2階地呈現(xiàn)多旋回辮狀河沉積，堆積作用增強;T1階地為主河道-漫灘相沉積，侵蝕-堆積作用趨于平衡。晚更新世以來河流演化過程為泥石流通道-間歇性河道-礫質辮狀河，T2階地沉積期河流系統(tǒng)突變是基座階地轉變?yōu)槎逊e階地的直接因素。

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Abstract：This study obtained heights， distribution， development and sedimentary characteristics of terraces through field geological investigation on Yigeziyer River terraces in the piedmont of West Kunlun. On this basis， authors further investigated development genesis of terraces and evolution process of river by analyzing sedimentary facies and paleo environments of different river terraces. The results show that the Yigeziyer River developed two pedestal terraces （T4 and T3） and two accumulation terraces （T2 and T1）， which formed at about 80～100 ka B.P.， 40～50 ka B.P.， 18～30 ka B.P.， 5～8ka B.P. respectively. The terraces resulted mainly from periodic tectonic uplifting， with limited effect from climate change， and the difference of terrace types was mainly influenced by river evolution. Terrace sedimentary facies analysis shows that the main sedimentary facies of T4 and T3 are debris flow sedimentary and alluvial-proluvial fan sedimentary respectively， with strong river erosion and intermittent accumulation. During the T2 sedimentary period， the river system changed greatly， the sediment shows multi-cycle braided river deposit， with enhanced accumulation. The sedimentary facies of T1 terrace was mainly channel-floodplain deposits， with the erosion-accumulation process towards to balance.

Key words：West Kunlun; Yigeziyer River; river terrace; sedimentary characteristics; river evolution