地球科学进展, 2020, 35(4): 431-440 DOI: 10.11867/j.issn.1001-8166.2020.039

构造地貌学专栏

金沙江龙街段晚更新世以来的阶地发育与河谷地貌演化

刘芬良,1, 高红山,2, 李宗盟3, 潘保田2, 苏怀4

1.湖南城市学院地理信息科学系,湖南 益阳 413000

2.兰州大学资源环境学院西部环境教育部 重点实验室,甘肃 兰州 730000

3.信阳师范学院地理科学学院,河南 信阳 464000

4.云南师范大学旅游与地理科学学院,云南 昆明 650500

Terraces Development and Their Implications for Valley Evolution of the Jinsha River Since Late Pleistocene near Longjie, Yunnan

Liu Fenliang,1, Gao Hongshan,2, Li Zongmeng3, Pan Baotian2, Su Huai4

1.Department of Geographic Information System Science, Hu'nan City University, Yiyang Hu'nan 413000, China

2.Key Laboratory of Western China’s Environmental Systems (Ministry of Education), College of Earth and Environmental Sciences, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China

3.School of Geographic Sciences, Xinyang Normal University, Xinyang He'nan 464000, China

4.College of Tourism and Geography Sciences, Yunnan Normal University, Kunming 650500, China

通讯作者: 高红山(1977-),男,山东汶上人,教授,主要从事地貌演化与第四纪环境变化研究. E-mail:gaohsh@lzu.edu.cn

收稿日期: 2020-01-30   修回日期: 2020-03-18   网络出版日期: 2020-05-06

基金资助: 国家自然科学基金项目“祁连山中段山体隆升扩展及其对水系演化的影响”.  41730637
第二次青藏高原综合科学考察研究“冰—河—湖演化历史事件与耦合过程”(编号:2019QZ‐KK0205)资助

Corresponding authors: Gao Hongshan (1977-), male, Wenshang City, Shandong Province, Professor. Research areas include geomorphology evolution and quaternary environmental change. E-mail:gaohsh@lzu.edu.cn

Received: 2020-01-30   Revised: 2020-03-18   Online: 2020-05-06

作者简介 About authors

刘芬良(1987-),男,湖南益阳人,讲师,主要从事河流地貌研究.E-mail:fenliangliu@126.com

LiuFenliang(1987-),male,YiyangCity,Hu'nanProvince,Lecturer.Researchareasincludefluvialgeomorphology.E-mail:fenliangliu@126.com

摘要

河流阶地是研究现代河谷形成发育的重要地貌标志。通过野外考察,发现在元谋龙街附近金沙江发育了5级河流阶地,其中T1~T4以龙街组湖相沉积为基座,T5以基岩为基座。电子自旋共振测年结合前人研究结果表明T1、T2、T3、T4和T5分别形成于(18±1.7) ka、(23±1.4) ka、(26±2.4) ka 、(29±1.4) ka和(78±12) ka,标志着晚更新世以来金沙江在该区进行了5次下切过程和1次强烈的加积过程。晚更新世以来由于滑坡堵江事件的扰动,河谷的发育形式以“下切—滑坡—堰塞—堆积—下切”过程为主。

关键词: 河流阶地 ; 河谷发育 ; 金沙江 ; 龙街

Abstract

The drainage evolution and valley development of the Jinsha River is an important issue constantly concerned by researchers in geology and geomorphology. Despite hundreds of years of research, there is a big dispute on the formation time and the evolution process of the fluvial valley. Fluvial terraces are very important geomorphic markers for studying the formation and evolution of the fluvial valley. Through field investigation combined with Electron Spin Resonance (ESR) dating, we confirmed that 5 fluvial terraces were formed, and then preserved, along the course of the Jinsha River near the Longjie, which are all strath terraces. Among them, T5 developed on the base rock, with an age of (78±12) ka; all T4~T1 developed on the lacustrine sediments, named Longjie Group by Chinese, with an age of (29±1.4) ka, (26±2.4) ka, (23±1.4) ka, (18±1.7) ka, respectively. Compared with the global and regional climate change history, the terraces are all the result of the river responding to the climate change. T5 formed at MIS 5/4, and T4~T1 formed at the period of regional climate fluctuation. The relationship of terraces and the Longjie Formation, combined with sedimentary characteristics analysis demonstrate that the Longjie Formation is landslide dammed lake sediment. The landslide and blocking events.seriously influenced the valley evolution, inhibiting the river incising, and making the valley evolution defer to the mode of “cut-landside-damming-fill-cut” in the period of Late Pleistocene. Synthesized studies of the terraces and the correlative sediments indicate that the formation of the Jinsha River valley may have begun in the late Early Pleistocene.

Keywords: Fluvial terrace ; Valley landform evolution ; Jinsha River ; Longjie.

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本文引用格式

刘芬良, 高红山, 李宗盟, 潘保田, 苏怀. 金沙江龙街段晚更新世以来的阶地发育与河谷地貌演化. 地球科学进展[J], 2020, 35(4): 431-440 DOI:10.11867/j.issn.1001-8166.2020.039

Liu Fenliang, Gao Hongshan, Li Zongmeng, Pan Baotian, Su Huai. Terraces Development and Their Implications for Valley Evolution of the Jinsha River Since Late Pleistocene near Longjie, Yunnan. Advances in Earth Science[J], 2020, 35(4): 431-440 DOI:10.11867/j.issn.1001-8166.2020.039

1 引 言

金沙江为长江的上游河段,是青藏高原辐射状水系格局的重要组成部分,其形成演化长期以来是国内外地质地貌学界关注的重大科学问题。从20世纪初开始包括Davis W. M.在内的大量学者就对金沙江的形成与演化,特别是石鼓附近长江第一弯的成因展开研究[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12],至今已有百年历史。近年来,随着物源示踪技术和测年手段的发展,对金沙江水系演化的研究取得了一系列重要的新成果[13,14,15,16,17,18],如Zheng等[14]通过对长江下游盆地中的沉积地层进行物源示踪研究,认为金沙江水系曾经南流入古红河,后来因为长江逐步向西袭夺才导致金沙江东流,时间不晚于23 Ma;Kong等[16]同样基于对河谷中湖相沉积物源示踪研究,支持古金沙江曾经南流的观点,但认为东流水系建立的时限为早更新世。对金沙江河谷地貌发育的研究更是卷帙浩繁[19,20,21,22,23,24,25,26,27],但关于河谷的形成时代和形式等问题依然存在较大争议。如对下游段河流阶地和湖相沉积的研究认为金沙江现代河谷形成于早更新世[16,20,21,22],对攀枝花和大具附近埋藏沉积地层(埋藏阶地)的研究认为金沙江在早上新世时就已经下切至目前的谷底了[25],对石鼓附近洞穴沉积物的宇生核素测年的研究则认为现代河谷在早中新世(18 Ma)时就已经从高原面上下切了近1 km[26],还有学者则基于低温热年代学反演的剥蚀速率研究认为河谷下切的时代为中中新世(9~13 Ma)[27]。造成如此大争议的原因,除问题本身复杂外,不同学者研究问题的角度和所采用的证据不同可能是其重要因素。河流阶地作为曾经的河床或河漫滩随着河流的下切而被废弃在河谷谷坡之上的阶梯状地形,是流域地貌演化与河谷发育历史最直接的记录者[28,29]。虽然许多学者对金沙江的阶地进行了大量的研究[19,20,21,22,23,24,30,31,32,33],但由于阶地整体来说不发育,研究仅集中在少数几个地点,且缺乏年代,这对于反演金沙江这样一条大河的形成演化历史来说是不够系统的。

近年来,我们对金沙江河谷龙街地区的河流阶地进行了详细调查研究,并运用GPS高程测量技术获取了一系列较为准确的高程资料,利用电子自旋共振(Electron Spin Resonance, ESR)等测年手段得到了一批年代数据,完善了金沙江河谷中的阶地研究。基于这些数据,本文对该段河谷的形成时代和形式进行了探讨。

2 研究区概况

研究区位于云南省楚雄州大姚县龙街乡(图1)。金沙江自攀枝花三堆子转向南流后,在该处又折向东流。从构造上来说,该区位于青藏高原东南缘的川滇菱形地块内,受晚新生代青藏高原向外扩展的影响,构造活动非常活跃,主要的断层为元谋断裂,为南北向左旋走滑断裂磨盘山—绿汁江断裂的一部分,该断裂上地震频繁[34]。从地形地貌上来说,该区地处龙街盆地北端,河谷谷底开阔,河床平缓,为金沙江深切河谷中的宽谷段。支流龙川江自南而北流经元谋盆地和龙街盆地后在此处汇入金沙江。该段河谷的上、下游段河谷非常狭窄,谷坡陡峭,滑坡崩塌频繁。在该段河谷的谷肩之上为宽广的云南高原面,发育了1级夷平面和2级剥蚀面[35,36]。该段河谷中第四纪沉积物非常发育,河床沉积物深厚,在谷坡之上则发育了1套以灰白、灰绿色粉砂及黏质粉砂为主的湖相沉积,被称之为龙街组[37]。这套湖相沉积地层产状近水平,层理发育,沿金沙江和龙川江广泛分布,特别是在龙川江下游的河谷(龙街盆地)中分布十分连续,从河口可以向上游追溯到鱼冼。在鱼冼附近,可见这套灰白的龙街组粉砂层不整合覆盖于倾斜的红色元谋组之上。在龙街附近,龙街组粉砂层厚度巨大,从已有的钻孔资料可知,龙街组厚度约100 m,出露于河面之上的厚度约45 m,底部下伏1套灰绿色含角砾粗砂。从气候上来说,该区位于亚热带季风气候区,夏季主要受印度季风的影响,冬季则受西风漂流南支的影响,年均温度21.9 °C,年均降水量613.8 mm,降水量主要集中在每年的5~10月[38],但河谷中气候干燥炎热,为典型的干热河谷。

图1

图1   金沙江龙街段的地形及龙街组湖相地层的分布

Fig.1   Schematic map showing the topography and the spatial distribution of the lacustrine sediments named Longjie Formation in Longjie section of the Jinsha River


3 研究方法

首先对研究区的河谷地貌与沉积进行详细的野外考察,并利用GPS(精度1 m),结合1∶50 000地形图对河流阶地的空间分布、阶地面高程、现代河床高程进行测量,对河流阶地砾石层的厚度、砾石粒径、磨圆度、分选性和岩性等特征进行了详细描述,此外,还对阶地与湖相沉积的沉积关系进行了分析。

河流阶地的形成时代主要采用ESR方法进行测定。在野外,首先清除采样点处约30 cm厚的表层沉积物,以避免采集到表层曝光的样品,然后在遮光条件下采集样品,并将样品直接装入黑色塑料袋进行包装封存,带回实验室处理。在实验室内,将每个样品分成2份。第一份用来测定样品的剂量率,前处理方法参考Zhao等[39]提供的步骤,首先在水中冲洗筛选出的100~140 μm粒组,然后依次加入30%的双氧水除去杂质,在37%的盐酸中浸泡2天除去碳酸盐,用40%的氢氟酸浸泡约6 h,除去大部分长石以及石英颗粒的表层,待冲洗干净后,在40 °C烘箱中烘干,用磁选仪去掉磁性矿物。然后,样品被分成9份,每份重约300 mg,送至北京大学放射化学院钴源实验室进行人工辐照,辐照剂量分别为0、200、400、800、1 200、1 600、2 000、3 000、4 000和6 000 Gy。辐照后的样品在实验室放置1个月,去除辐照后产生的不稳定型号。最后,这些样品被送至中国地震局地质研究所,在德国Bruker公司生产的EMX型ESR谱仪上进行ESR信号强度的测试,测年信号为E'心和Ge心。测试条件为:室温、X波段、中心磁场348 Mt、扫宽5 Mt、调制幅度0.1 Mt、转换时间5.12 ms、时间常数40.96 ms、微波功率2 MW。本文选用单饱和指数方程对这些信号数据进行拟合[40],通过线性外推,即可计算得到ESR信号强度为零时的辐照剂量,即样品的总剂量。第二份样品送至核工业北京地质研究院分析测试中心用激光荧光法、比色分光光度法和原子吸收技术分别测定样品中的U、Th和K的质量分数,含水量的测定则在兰州大学前处理实验室完成,然后根据样品中的U、Th、K和水的含量,计算得到样品的年剂量。

根据样品的总剂量和剂量率,利用公式T=TD/d计算得到每个样品的ESR年代,其中T为样品年代,TD为样品的总剂量,d为样品的年剂量。测试结果发现,所有样品均表现出清晰的E’心或Ge心信号,ESR信号强度随剂量的增加呈指数增长,信号未饱和,曲线拟合良好,年代结果的误差均介于10%~15%。样品的ESR年代结果和相关信息如表1所列。

表1   金沙江龙街段河流阶地ESR年代及相关参数

Table 1  ESR ages and related parameters of Jinsha River in Longjie

测年部位测年物质采样深度/mU/(μg/g)TU/(μg/g)K2O/%含水量/%古剂量/Gy年剂量/(Gy/ka)年龄/ka
T1砾石层砂2.01.478.471.481.7644.9±4.42.5318±1.7
T2砾石层砂1.52.017.161.581.0561.9±3.72.6823±1.4
T3砾石层砂0.51.678.911.560.2871.7±6.62.7326±2.4
T5砾石层砂1.01.7810.601.602.29223.0±34.02.8578±12.0

注:T1、T2、T3、T5分别代表元谋龙街附近金沙江发育的第一、第二、第三和第五级阶地

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4 河流阶地的空间展布与形成年代

野外考察发现,位于金沙江右岸的龙街乡附近(图1),龙川江与金沙江的交汇处共分布5级河流阶地(图2图3),下面分别对5级阶地的特征和形成年代进行描述。

图2

图2   龙街附近金沙江阶地的空间展布

Fig.2   The spatial distribution of the Jinsha River terraces near Longjie


图3

图3   龙街附近金沙江的河谷横断面以及阶地的野外照片

断面位置和野外照片的拍摄位置如图2所示

Fig.3   Cross section of the Jinsha River valley showing the terrace sequences and field photographs near the Longjie

Location of the cross section and location of the filed photographs are shown in Fig.2


第五级阶地(T5):基座阶地,基座为灰岩,基座拔河约70 m。该级阶地面宽广,达250 m,为龙街公园所在地。河流二元相结构明显,下部为河流相砾石层,厚约2 m,砾石磨圆度非常好,分选性较好,砾径大多为3~12 cm,岩性复杂,以石英砂岩、砂岩、粉砂岩和泥质粉砂岩等为主;上部为河漫滩相细砂—粉砂层,灰黄色,厚约2 m。在该细砂—粉砂层之上还覆盖了一层厚约20 cm的黄土状土。ESR测年结果显示阶地砾石层顶的年代为(78±12) ka,大致可以代表该阶地的形成时代。

第四级阶地(T4):基座阶地,基座为龙街组湖相沉积,基座拔河约60 m。阶地面非常宽广。河流二元相结构明显,下部砾石层厚约2 m,砾石磨圆度以次圆为主,分选性较好,砾径大多为5~12 cm,岩性以石英砂岩、砂岩、粉砂岩和泥质粉砂岩等为主;上部为河漫滩相粉砂层,厚约1 m。在该粉砂层之上发育了一层黄土状土。对于该级阶地的年代,李朝柱等[41]通过光释光测得砾石层的年代为(29±1.4) ka,可以代表该级阶地的形成时代。

第三级阶地(T3):基座阶地,基座为龙街组,基座拔河约40 m。该级阶地的阶地面较为狭窄,发育了非常明显的河流二元相结构,下部砾石层厚约1.5 m,磨圆度非常好,分选性较好,砾石直径为3~7 cm,岩性以石英砂岩、砂岩、粉砂岩和泥质粉砂岩等为主;上部的河漫滩相粉砂层厚约0.5 m,在该粉砂层砂层之上又覆盖了薄层的黄土状土。ESR测年结果显示该级阶地的砾石层顶的年代为(26±2.4) ka,可以代表该级阶地的形成时代。

第二级阶地(T2):基座阶地,以龙街组为基座,基座顶拔河约30 m。阶地面较窄具有明显的河流二元结构,下部砾石层厚约2.5 m,磨圆度非常好,分选性较好。砾石直径一般为3~7 cm,岩性大致同上;该砾石层之上则为灰黄色的河漫滩相细砂层,后约2 m,粉砂层之上还覆盖有约0.5 m厚的黄土状土。ESR测年结果显示,该级阶地砾石层顶的年代为(23±1.4) ka,可以代表该级阶地的形成时代。

第一级阶地(T1):基座阶地,基座为龙街组,基座顶拔河约10 m。该级阶地的阶地面较为宽广,河流二元相结构明显,砾石层厚约3 m,磨圆度非常好,分选性较好,砾石直径一般为3~15 cm,岩性复杂,大致同上,以石英砂岩、砂岩、粉砂岩和泥质粉砂岩等为主,上部为约3 m的细粉砂,细粉砂层之上覆盖同样有薄层的黄土状土。ESR测年结果显示,该级阶地砾石层顶的年代为(18±1.7) ka,可以代表该级阶地的形成时代。

综上所述,这些阶地的砾石磨圆都较好,表明经过了长距离的搬运,且岩性较为复杂,与当地基岩的岩性存在较大差别,而与现代金沙江河床上的砾石相差不大,应是金沙江的产物,所以这些阶地也是金沙江所形成的。阶地之上普遍覆盖的一层黄土状土则可能为局地环流携带的河床沉积堆积在谷坡上而形成[42]

5 讨 论

5.1 现代河谷形成时代

关于河流起源的定义,不同学科的理论假设和关注的研究载体不同[43],同时,河流、河谷、流域与水系等名词的混用[44],加上多样化的测年手段,导致就同一河流或河段的发育历史而言,不同学者之间的研究结果常常大相径庭。但一条河流的近代地质历史主要反映在河谷地貌上。阶地及其相关沉积是河谷发育过程中的产物,记录了丰富的现代河谷发育信息,是重建河谷发育历史的主要载体。

龙街地区河流阶地研究表明金沙江在该区至少于0.078 Ma就已经形成,由于构造、气候或滑坡等原因,较老的阶地有可能被侵蚀殆尽或者还存在但没有被发现,因而金沙江河谷在该区形成的时代可能远早于0.078 Ma。事实上,在元谋盆地中,支流龙川江就以元谋组为基座发育了6级阶地,表明河谷的下切和该段河谷的出现应在元谋组结束之后,即1.78 Ma之后,大致对应于该区第二级剥蚀面的解体[35];龙川江河谷中以土林为代表的湖相沉积的形成年代为1.21 Ma,大致可以代表该段金沙江深切河谷的形成时代[45]。在金沙江其他河段的阶地研究也支持这一结论,如张叶春[20]等测得金沙江石鼓以上的最高级河流阶地形成于1.54 Ma,而石鼓—宜宾段河谷中的河流阶地形成于1.78 Ma以来,Su等[24]在金江街段测得最高级阶地的形成年代为1.02 Ma,杨达源等[21]通过对永善—宜宾段河谷地貌进行研究并测得高级河流阶地上沉积物的形成时代为1.17~1.02 Ma,Kong等[16]则测得攀枝花段河谷中湖相沉积的年代为1.3~1.5 Ma,此外,He等[46]对雅砻江下游段的河流阶地也进行了研究,最高级阶地的形成时代为1.1 Ma。因此,虽然最近大量基于沉积盆地中沉积物物源示踪的研究表明金沙江现代水系格局的形成可以追溯到中新世甚至更早[13,14],但该区上新世—早更新世剥蚀面的广泛分布[35,36]表明,水系在早更新世末重新进行了组织,现代河谷体系即是在早更新世青藏高原和云贵高原强烈隆升的背景下,河流重新回春后从夷平面上逐渐下蚀而形成的,之前的古水系则随着高原的隆升和夷平面的解体而消亡,其残余河道与现代河谷体系之间表现出显著的地势不整合,在河流纵剖面上显示为大型裂点[47]。河谷中的阶地及其沉积的研究表明金沙江现代河谷体系形成于早更新世,至晚更新世才下切至接近目前谷底的位置。

5.2 阶地发育与气候变化

河流阶地的形成受控于不同时空尺度上构造抬升、气候、基准面变化[48,49,50]或河流系统内在动力的变化[51]。在轨道尺度(地貌尺度)上,构造运动和气候变化共同作用驱动阶地的形成已经逐渐成为学界的共识,即区域的构造隆升为河流的下切提供了垂直空间,气候变化则通过流域降水、植被覆盖度等变化影响河流的径流和泥沙量,从而控制河流的侵蚀与堆积过程[52]。大量全球性的对比研究表明,无论是冰期—间冰期或间冰期—冰期,都可以通过气候转型期的流域水文状况的变化,引起河流的下切,从而形成阶地[53]。在亚轨道或更小尺度上,大量研究同样表明河流的侵蚀下切主要发生在气候转型期[54,55,56]

通过全球的气候变化资料[57]图4),发现T5的形成时代(下切时代)位于深海氧同位素(Marine Isotope Stage, MIS)5/4的转型期,但T4、T3、T2和T1则形成于全球气候的相对平稳期(MIS2的末期),表明T5的形成可能是轨道尺度上气候冷暖波动导致河流下切的结果。T4~T1的形成与轨道尺度上的气候冷暖波动的关系不明显可能是全球气候变化记录分辨率不高的原因。因此,本文将其与区域气候变化资料[58,59]进行了对比,发现T4~T1也都形成于区域气候变化的波动期,显然它们也是对气候冷暖变化的响应,但只不过是对亚轨道上气候变化的响应。

图4

图4   龙街附近金沙江河谷的堆积和下切阶段与区域[58,59]和全球气候指标[57]的对比

Fig.4   Comparison of aggradation and incision phases in the Jinsha River valley near the Longjie with regional[58,59] and global[57] climate proxies


5.3 晚更新世以来河谷地貌的发育形式

河流阶地的形成代表着河流的下切。龙街地区发育的5级河流阶地表明晚更新世以来该段河谷至少经历了5次下切过程。下切速率结果显示,晚更新世以来该段河谷的下切速率可以分为3段:T5~T4期间河流的平均下切速率较低,与金沙江在长时间尺度上的平均下切速率(0.25~0.30 mm/a)[21]相近;T4~T1期间河流的下切速率较高(图3),甚至高于10万年以来金沙江的下切速率(0.77~0.99 mm/a)[21];而T1以来河流的下切速率再次减缓。河流的下切速率主要与河道比降和流量有关,流量越大,比降越大,下切越快。但由于河流下切速率加快的时期为气候的寒冷期,因此,流量应该不是造成下切速率加快的主要原因。那么,河道比降就应该是导致河流下切速率变化的主要因素。河道比降的变化一方面与构造活动的强弱有关,另一方面也受到一些局地因素的影响,如岩性变化、滑坡等。这些因素在103~105 a尺度上对河谷地貌发育的影响是非常显著的[60,61,62],甚至超过了构造和气候[63]。由于在地貌尺度上,区域构造运动的强弱变化可以不予考虑[64],因此,下切速率的变化可能与一些局部因素有关。

研究结果显示T5的基座为基岩,T4~T1则发育在龙街组湖相沉积之上,表明T5形成后,金沙江下切,然后发生强烈加积,堆积龙街组粉砂层,最后金沙江才再次从龙街组上逐步下切至现今谷底。因此,龙街组的堆积可能是导致T5~T4期间河谷下切速率减慢的重要原因。显然,龙街组的成因对于该段河谷地貌的发育至关重要。目前,关于龙街组湖相沉积的成因和形成时代还存在较大争议,有全新世的河漫滩沉积、晚更新世的河流回水湾沉积[65]、晚更新世的堰塞湖沉积[66]和中更新时的构造湖沉积[65]等几种主要观点。本文的研究显示,龙街组形成于T5之后,T4之前,因此,其形成时代应该为78~29 ka。按沉积厚度为60 m计算,龙街组的沉积速率约为1.2 m/a,远远高于一般内流湖泊的沉积速率[67],但与青藏高原东南缘河谷中的一些堰塞湖的沉积速率相仿,如岷江河谷中叠溪古堰塞湖形成于3.5万年以来,沉积速率在数十至数百米/万年,汶川地震中形成的堰塞湖的沉积速率达数十至数百厘米/年[68]。因此,本文认为龙街组湖相沉积更可能为滑坡堵江形成的堰塞湖相沉积。Liu等[66]也支持堰塞湖相沉积的观点,甚至指出造成该堰塞湖的堵江坝体和滑坡位于下游段的白马口附近。事实上,由于区域强烈的构造抬升和河流下切,加上高山峡谷地形,金沙江河谷中的滑坡堵江事件非常频繁。因此,T5~T4期间河流下切速率较慢的原因是滑坡堵江导致坝体上游以堆积为主,抑制了河流的下切;T4~T1期间河流下切速率如此之快则是由于坝体的存在和上游的加积,增加了该段河道的比降,提高了河流的动能,导致坝体溃决后,河流将快速从湖相沉积上下切。

显然,该段河谷地貌的发育除了响应气候冷暖变化,还受到局地滑坡堵江事件的扰动,使得晚更新世以来该段河谷的发育过程极为复杂,先是强烈下切,然后滑坡堵江造成强烈的堆积,堰塞湖消亡后,河流又逐步下切。因此,与黄河兰州段河谷发育的形式“下切—均夷—下切—均夷”[69]不同,晚更新世以来该段河谷地貌的发育形式以“下切—滑坡—堰塞—堆积—下切”为主(图5)。

图5

图5   晚更新世以来龙街附近金沙江河谷的发育形式

Fig.5   The evolution model of the Jinsha River valley near the Longjie since the Late Pleistocene


6 结 论

通过对金沙江龙街附近的河流阶地进行详细调查研究,发现该段河谷中发育了5级河流阶地,其中,T5为以灰岩为基座,形成时代为(78±12) ka;T4~T1均以龙街组湖相沉积为基座,形成时代分别为(29±1.4) ka、(26±2.4) ka、(23±1.4) ka、(18±1.7) ka。对比全球和区域气候资料,发现T5响应轨道尺度上气候的冷暖变化,而T4~T1则响应亚轨道尺度上的气候波动。龙街组湖相沉积的发育特征表明其为滑坡堵江造成的堰塞湖相沉积,形成于78~29 ka。由于滑坡和堰塞事件的扰动,导致该段河谷在晚更新世以来的发育历史非常复杂,经历了4次强烈的下切和1次强烈的堆积过程。河流的下切速率显示滑坡堰塞事件会抑制了河谷的下切,但会增加河流比降,从而在坝体溃决时导致河流快速下切。晚更新世以来,该段河谷的发育表现为 “下切—滑坡—堰塞—堆积—下切”的形式。综合流域内河流阶地和河谷沉积的研究,金沙江现代河谷的形式时代为早更新世。

参考文献

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[本文引用: 1]

Davis W M.

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