山西河曲黄河阶地研究

【摘要】河流阶地是河流地貌系统的重要组成部分。河流阶地是地质历史时期的古河床遗迹,其形成和发育的过程不但记录着河流地貌的演化史,而且也记录了流域内气候变化和构造运动的相关信息。河流阶地中最高级阶地的形成时代往往代表着河流在该地区最早出现的时代。黄河是中华文明的摇篮,又被称为中国的“母亲河”,黄河有着复杂的发育历史。黄河全程流经多个不同的地质构造单元与气候类型区,因此分段研究就成为了解整个黄河演化的重要手段之一。在黄河的分段研究中,晋陕峡谷段历来是学者们研究在重要河段之一。河曲地处晋陕峡谷北段,河谷开阔,曲流发育,因此在河流凸岸阶地保存相对完好,本文选取河曲地区多个地点进行了野外考察与样品采集,对河曲地区分布的黄河阶地进行了初步的研究。野外观测发现,黄河在河曲地区至少发育有五级阶地,分别为T1、T2、T3、T4和T5。各级阶地的海拔高度分别为850m、920m、935m、955m和1000m。通过对阶地所属砾石层及下覆基岩的观测发现,T1级阶地为堆积阶地,T2、T3、T4和T5级阶地为基座阶地。通过磁化率分析和古地磁研究表明,最高级阶地T5的形成年代约为4.8Ma,T4阶地的形成年代在1.28Ma,T3阶地的年代采用了他人的研究成果,其形成年代在0.787Ma左右,T2和T1的形成年代分别约为0.2Ma和0.01Ma。从成因上来看,各级阶地也有所不同。最高级阶地T5形成年代久远,没有找到与之对应的大规模构造运动的证据,阶地成因还有待探究。T4级阶地的形成时代与“昆仑—黄河运动”时代相对应,并且该时间段内黄河上游多个河段都有阶地形成的相关记录,因此推断该级阶地属于构造抬升作用形成的阶地。T3级阶地由于年代的不确定性其成因暂不好判断,但从复杂的剖面沉积来看其形成有可能是受到地方性气候变化的影响。T2级阶地剖面底部发育有一层古土壤,说明气候因素在该级阶地的形成过程中施加了重要影响,且该级阶地在形成年代可与“共和运动”以及区域性的构造运动相吻合,可能是气候变化与构造运用叠加作用形成。关于T1阶地的形成时代及成因学者们也有着相对比较一致的观点,T1级阶地的形成可能是受气候变化因素的影响。黄河在河曲地区的下切速率自T5级阶地形成以来有逐渐加快的趋势。从T5级阶地到T4级阶地,期间共经历了3.52Ma,黄河在此期间下切了约50m,平均下切速率为0.013mm/a,而从T4阶地到T2级阶地,黄河的下切速率为0.032mm/a,下切速率接近上一个时间段的3倍。T2级阶地到T1级阶地,黄河在河曲地区的下切速率达到了最大,为3.684mm/a。河流的下切速率可以与地壳抬升速率进行很好的对应,从最老的T5级阶地形成以后,至T4级阶地形成,黄河的下切速率仅为0.013mm/a,说明河曲地区在很长的一段时间内地壳抬升速率是有限的,而1.28Ma以后黄河的下切速率明显加快也说明河曲地区在进入第四纪以后地壳抬升速率有加快的迹象。一定时间段内,黄河在河曲地区的下切速率可以与鄂尔多斯高原的隆起速率相对应,二者在趋势上和数量级上都表现出良好的一致性。
【作者】孙强；
【导师】刘运明；
【作者基本信息】西南大学，自然地理学，2014，硕士
【关键词】黄河；河流阶地；形成时代；成因；河曲；

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