甘東科，田 雄

（中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川成都 610072）

西藏朋曲某規(guī)劃水電站壩址古河槽特征及成因分析

甘東科，田 雄

（中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川成都 610072）

西藏朋曲某規(guī)劃水電站壩址左岸發(fā)育古河槽。為了查明古河槽形態(tài)特征及沉積物質(zhì)，進(jìn)行了鉆孔勘探工作?？碧浇Y(jié)果表明：古河槽形態(tài)呈深寬“V”型；沉積物質(zhì)主要有冰川冰水堆積的含孤塊碎石，堰塞湖積的黏土層、淤泥質(zhì)土層，河流沖積的砂層、圓礫石層等。成因分析表明：河流改道主要由壩址左岸沖溝冰川冰水物質(zhì)堆積堰塞形成?？辈旖Y(jié)果可為大壩防滲設(shè)計提供地質(zhì)依據(jù)。

朋曲；古河槽；冰川；堰塞

0 前 言

古河槽是原河流改道后廢棄形成。河流改道有由內(nèi)因引起，也有由外因引起。外因包括構(gòu)造運(yùn)動使某一河段地面抬升或下降，或冰川、崩塌、滑坡等物質(zhì)將河道堰塞，或人工另劈河道等［1-4］。

朋曲位于西藏日喀則地區(qū)，是西藏較大的外流河之一。河流發(fā)源于希夏邦馬峰北坡，切過喜馬拉雅山主脈，在定結(jié)縣陳塘鎮(zhèn)流入尼泊爾。國境內(nèi)河流全長376 km，河床海拔高程5 400～2 120 m，河道平均比降8.7‰。

朋曲某規(guī)劃水電站初擬采用堆石壩，壩高約70 m，壩址左岸發(fā)育古河槽。為了查明古河槽形態(tài)特征和沉積物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)，對古河槽進(jìn)行了勘探和成因分析工作。勘察成果可為大壩防滲設(shè)計提供地質(zhì)依據(jù)，同時對青藏高原河流地貌演變歷史及新構(gòu)造運(yùn)動研究具有一定的參考意義［1、5］。

1 壩址區(qū)地質(zhì)概況

1.1 區(qū)域地質(zhì)

壩址位于青藏高原西南部，在大地構(gòu)造位置上屬于喜馬拉雅造山帶中段北翼，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景復(fù)雜，斷裂構(gòu)造發(fā)育，晚新生代構(gòu)造隆升顯著。

壩址河谷左岸山前發(fā)育一條近南北向（與河谷近平行）大規(guī)模斷裂—康工—卡達(dá)斷層（見圖1），延伸長度約100 km，正斷性質(zhì)，以70°傾向河谷，與壩址距離約3.6 km。右岸發(fā)育一條上述斷裂的派生斷裂—赤村斷層，規(guī)模較小，延伸長度約5 km，正斷性質(zhì)，以55°傾向河谷右岸偏下游側(cè)，與壩址距離約0.7 km。

1.2 基本地質(zhì)條件

壩址河谷狹窄，河床水面高程約4 104 m，覆蓋層厚約20 m。右岸山體完整，邊坡高陡，基巖裸露。左岸為平緩開闊的冰川冰水堆積臺地，橫河寬度約1～2 km。臺地前緣臨河岸坡拔河高度約150 m，坡度約15°～35°，僅中下部（4 170 m高程以下）基巖裸露。臺地后緣及下游發(fā)育多條較大規(guī)模沖溝（見圖1）。

基巖地層巖性為喜馬拉雅地層區(qū)一套元古界結(jié)晶基底深變質(zhì)巖系，主要巖性為黑云斜長片麻巖。

2 古河槽形態(tài)特征

古河槽在橫河剖面上布置有4個鉆孔。

臺地前緣臨河鉆孔ZK211、ZZK03揭穿覆蓋層，厚度分別為23.6 m、90.5 m，相應(yīng)基巖頂板高程分別為4 152 m、4 101 m。臺地中部鉆孔ZK212、ZK213在孔深188 m、321 m時均未揭穿覆蓋層，相應(yīng)孔底高程分別為4 064 m、3 944 m。

根據(jù)鉆孔揭示及推測，古河槽在橫河剖面上形態(tài)呈深寬“V”型（見圖2），在臨河基巖出露頂部，即4 170 m高程寬度約880 m，與現(xiàn)代河床之間基巖寬度約30～150 m，古河槽底部基巖頂板高程至少3 944 m，較現(xiàn)代河床水面高程低約170 m。

3 古河槽沉積物質(zhì)

古河槽沉積物質(zhì)組成較復(fù)雜，從上之下主要可分為4段：

圖1 壩址區(qū)地質(zhì)平面示意（據(jù)Google）

圖2 古河槽剖面示意

表部上段厚20～35 m，主要由冰川冰水堆積的含孤塊碎石組成，塊碎石粒徑一般5～30 cm，磨圓較差，多呈棱角～次棱狀，成分為花崗片麻巖、黑云斜長片麻巖等。

中上段厚150～185 m，主要由堰塞湖積的灰黃色粘土層、青灰色淤泥質(zhì)土層和河流沖積的灰黃色砂層、圓礫石層（粒徑一般1～3 cm）多次互層組成，共計約近15層，一般層厚5～15 m，最大約40 m，最小僅0.5 m。4 150 m高程以下多具弱膠結(jié)。

中下段厚約110 m，主要由冰川冰水堆積的含孤塊碎石組成。塊碎石粒徑一般5～40 cm，磨圓較差，多呈棱角～次棱狀，成分為花崗片麻巖、黑云斜長片麻巖等，多具弱膠結(jié)。其中部夾有一層厚約16 m的堰塞湖積淤泥質(zhì)土層。

底部為河流沖積的砂層、圓礫石層，具弱～強(qiáng)膠結(jié)。僅由最深鉆孔ZK213揭示約1 m。

4 古河道走向分析

壩址右岸山體雄厚完整，基巖裸露。左岸多為第四系覆蓋。基巖主要出露于壩址上游800 m的條形山脊，壩軸線附近，下游2.1 km、4.0 km的3號沖溝、都普溝溝谷兩側(cè)，在2號和3號沖溝之間4 140 m高程也有零星出露（見圖1）。

壩址下游700～2 700 m右岸發(fā)育平緩臺地，拔河高度約50～60 m（見圖3）。其靠山側(cè)為基巖，靠河側(cè)為沖積的砂礫石層、砂層和堰塞湖積的粘土層。沿基覆界線顯現(xiàn)出一條順河向的、由差異沉降形成的破裂線。

壩址下游1 000～1 500 m左岸臺地前緣塊碎石岸坡分布十余處殘留沖積物（見圖4），分布高程與右岸臺地臺面高程近一致，呈直線斷續(xù)發(fā)育，單處規(guī)模一般幾十方至幾百方，主要由砂卵礫石層組成，多具水平狀分選層理。據(jù)初步調(diào)查，都普溝以下河段兩側(cè)岸坡未發(fā)現(xiàn)堰塞湖積或沖積殘留物。

根據(jù)上述壩址下游右岸臺地和左岸岸坡沖積殘留物發(fā)育情況以及兩岸基巖出露情況，經(jīng)綜合分析，古河道進(jìn)口位于壩軸線左岸基巖與上游條形基巖山脊之間，繞壩址左岸，在1號、2號、3號沖溝段以左岸岸坡沖積殘留物為左邊界、以右岸臺地破裂線為右邊界發(fā)育，該段基本與朋曲現(xiàn)代河道重疊，至3號沖溝與都普溝之間、赤村斷層跨朋曲處與朋曲現(xiàn)代河道合并，總長約3.5 km。其走向如圖1所示。

圖3 壩址下游右岸臺地破裂線

圖4 壩址下游左岸岸坡沖積殘留物

5 河流改道成因分析

根據(jù)壩址河段地形地質(zhì)條件及古河槽沉積物質(zhì)初步分析，河流改道主要由壩址左岸沖溝冰川冰水物質(zhì)堆積堰塞形成。

壩址左岸發(fā)育多條較大規(guī)模沖溝，受左岸山前康工—卡達(dá)斷層和高海拔氣候影響，冰川活動發(fā)育，冰川冰水堆積物豐富。推測壩址左岸臺地后緣沖溝、3號沖溝、都普溝溝口附近為3處主要堰塞點(diǎn)，并經(jīng)歷多次堰塞。

古河槽底部砂層、圓礫石層為正常的古河道河流沖積物。中下段的含孤塊碎石顯示當(dāng)時古河道在該處經(jīng)歷過堰塞，為左岸臺地后緣沖溝較早時期的一次冰川冰水活動堆積。

古河槽中上段沉積物由堰塞湖積的粘土層、淤泥質(zhì)土層和沖積的砂層、圓礫石層多次互層組成，顯示在該段歷史時期經(jīng)歷了多次沖積—堰塞—沖積—堰塞堆積，堰塞位置推測在下游3號沖溝、都普溝附近，當(dāng)時現(xiàn)代河道尚未形成。在形態(tài)上，中部ZK213鉆孔處堆積的砂層、圓礫石層相對臨河側(cè)鉆孔層次較多、較厚。據(jù)此推測，ZK213鉆孔處為原古河道中心，由于水流的沖刷，原堆積較厚的堰塞湖相沉積被侵蝕變薄，并堆積較厚的河流沖積物。

古河槽表部上段厚約20～35 m的含孤塊碎石為臺地后緣沖溝最近歷史時期的一次冰川冰水活動堆積，造成古河道最新一次堰塞。根據(jù)臨河側(cè)基巖出露高程等情況，正是該次堰塞促使古河流改道至現(xiàn)代河道。

6 結(jié) 論

（1）對西藏朋曲某水電站壩址左岸古河槽進(jìn)行了勘探，基本查明了古河槽形態(tài)結(jié)構(gòu)，沉積物質(zhì)組成，并分析了古河道走向和改道原因，為大壩防滲設(shè)計提供了地質(zhì)依據(jù)。

（2）古河槽形態(tài)呈深寬“V”型，寬度約880 m，底部基巖頂面高程至少較現(xiàn)代河道河床低約170 m。

（3）古河槽沉積物質(zhì)較復(fù)雜，從上至下可大致分為4段，分別為：表部上段的冰川冰水堆積；中上段的堰塞湖相和河流沖積互層堆積；中下段的冰川冰水堆積；底部的河流正常沖積堆積。

（4）初步分析表明：河流改道主要由壩址左岸沖溝冰川冰水物質(zhì)堆積堰塞形成。其中左岸臺地后緣沖溝最近一次冰川冰水活動形成的堰塞，使古河道改道至現(xiàn)代河道。

（5）如果開展古河槽沉積物測年，將有助于河谷演化歷史和河流改道原因分析。壩址河段左岸發(fā)育較大規(guī)模斷層，為斷陷河谷，河流改道與構(gòu)造運(yùn)動的關(guān)系也值得進(jìn)一步研究。

［1]曹伯勛.地貌學(xué)及第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)［M］.武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1995：168-208.

［2]孫仲明.古河道的類別、成因與研究意義［J］.灌溉排水.1984，3（2）：42-44.

［3]陳曉，楊文鵬，王旭紅.古河槽工程地質(zhì)問題的勘察研究及處理［J］.四川地質(zhì)學(xué)報.2011，31（專輯）：44-46.

［4]李會中，王團(tuán)樂，段偉鋒，等.金坪子滑坡形成機(jī)制分析與河段河谷地貌演化地質(zhì)研究［J］.長江科學(xué)院院報.2006，23（4）：17 -22.

［5]曹光杰，李彥彥.末次盛冰期長江南京段古河槽特征［J］.海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì).2009，29（3）：39-42.

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1003-9805（2015）04-0013-03

2015-06-29

甘東科（1978-），男，湖南湘陰人，高級工程師，從事水電工程地質(zhì)勘察工作。