鐘 果

(中國水電顧問集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，成都，610072)

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自然地理

雅魯藏布江中游河谷階地成因的演化與分析

鐘 果

(中國水電顧問集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，成都，610072)

現(xiàn)有的第四紀(jì)地貌學(xué)教材對(duì)河谷階地均有明確定義及描述，并按形成方式及物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)已對(duì)其劃分歸類。筆者在雅魯藏布江下游河谷形態(tài)地貌的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，該地段河谷階地形成方式特殊，物質(zhì)組成與傳統(tǒng)階地差異較大，且教材中少有涉及。而這些階地的形成與其所處的特殊地質(zhì)背景密不可分，它們與傳統(tǒng)河流相階地相比究竟有何異同，本文分析了它們的特點(diǎn)并提出新的見解。

第四紀(jì) 地貌學(xué) 階地 雅魯藏布江 堰塞湖

1 研究范圍及背景

雅魯藏布江發(fā)源于喜馬拉雅山脈中段北麓的杰馬央宗冰川，近東西向橫貫我國西藏自治區(qū)南部，在大拐彎下游巴昔卡流出國境，后經(jīng)印度、孟加拉國注入印度洋的孟加拉灣，我國境內(nèi)全長2057km，流域面積為240480km2。其中，朗縣～直白河段地處雅魯藏布江中游，長約270km，天然落差130m，河道平均比降1.3‰，為典型的高山峽谷地貌地區(qū)。該段河谷寬闊，多呈“U”型河谷，寬度可達(dá)1000m～3000m，兩岸山體雄厚，山脊高程4200m～5000m，切割深度達(dá)1000m～2000m，谷坡坡度較緩，沿江兩岸階地?cái)嗬m(xù)發(fā)育。

2 階地發(fā)育特征及其影響因素

沿江兩岸階地在不同高程上斷續(xù)發(fā)育，其中在大渡卡、岡嘎、堆米、洞嘎等地均可見發(fā)育較完整的多級(jí)階地，拔河高度8m～240m不等，階面寬度300m～1300m，階坡多為35°～40°。經(jīng)調(diào)查，這些階地的組成物質(zhì)成分存在多樣化的特點(diǎn)。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，除侵蝕階地為基巖構(gòu)成外，堆積階地及基座階地組成物質(zhì)多為河流相沖積物，常為砂卵礫石層構(gòu)成或有二元結(jié)構(gòu)的砂卵礫石層及粉砂、粘土層互層或夾層。而在雅魯藏布江中游河段，除上述常見物質(zhì)組成的低級(jí)階地外，則多見階高數(shù)十～數(shù)百米，以物質(zhì)成分單一的厚～巨厚層狀的粉土、成分單一的塊碎石土或以塊碎石土為基座，上覆粘土、粉土層的階地。按其成份，分別可劃分為湖相沉積和與冰川活動(dòng)相關(guān)的冰磧物堆積。這些階地物質(zhì)組成與傳統(tǒng)階地有明顯差異，究其原因是和該地區(qū)歷史時(shí)期上的冰川活動(dòng)分不開的。

雅魯藏布江中下游地區(qū)是我國海洋型冰川的主要分布區(qū)，其分布面積約5000km2，約占我國冰川總面積的1/12，占我國海洋型冰川的5/8。僅在直白，沿江兩岸就分別發(fā)育有海拔7294m的加拉白壘峰和海拔7782m的南迦巴瓦峰主峰，其最大垂直高差可達(dá)4882m。兩峰均屬現(xiàn)代冰川區(qū)，分別發(fā)育數(shù)十條現(xiàn)代山谷冰川。其中，南迦巴瓦峰西坡有一條罕見超長的躍動(dòng)冰川—?jiǎng)t隆弄冰川，長約l0km，其各類冰川地貌發(fā)育，據(jù)從山頂至下3700m高的一巨大冰斗和與其相連的冰川槽谷及山底的四條深切槽谷和其溝內(nèi)冰川堆積物等地貌特征，可推測在其地質(zhì)歷史時(shí)期上，該冰川活動(dòng)頻繁且規(guī)模巨大。據(jù)史料記載，該冰川歷史上曾多次堵塞雅魯藏布江干流，其沉積物廣泛分布于直白～郎縣河段。

則隆弄冰川地處雅魯藏布江右岸，從其上游6km河段左右岸連續(xù)分布有拔河高度為240m的冰川堆積物推測，歷史上因則隆弄冰川活動(dòng)曾將雅魯藏布江堵塞并形成玉松古堰塞湖，因此形成了巨厚的河湖相沉積層。如距則隆弄冰川上游6km的大渡卡，分布高程為3105m～3009m近100m的湖相沉積；上游12km的麥朗也可見高程2905m～2935m的湖相沉積。通過對(duì)朗縣～直白河段的調(diào)查表明，河湖相沉積物在3105m高程以下廣泛分布，低于冰磧壩體頂高程3125m～3150m，也印證了此觀點(diǎn)。陳亞寧(1984)在林芝、八一發(fā)現(xiàn)與宜淀冰磧同期的海拔3100m冰磧物厚70m，冰磧物疊置在一套河湖相沉積物上，米林、德陽該套河湖相沉積物上限海拔3040m，推測該河湖相沉積物是海拔3125m宜淀冰磧平臺(tái)堵塞雅魯藏布江造成。而直白下游河段為雅魯藏布江大拐彎峽谷段，兩岸陡峻，河谷呈“Ⅴ”型深切，多基巖裸露，未見同時(shí)期冰磧物廣泛堆積，且河道平均比降達(dá)到9.04‰，地貌上如此大的反差，也和則隆弄冰川活動(dòng)、冰磧物堰塞淤高直白上游河段，現(xiàn)代河流尚未切穿其堆積物密切相關(guān)。

直白～朗縣河段在宜淀冰磧堰塞壩體高程以下的階地大體可劃分為6個(gè)時(shí)期，多數(shù)河段僅能見2～3級(jí)階地殘留物，其中階地保存較為完整的為距則隆弄冰川上游6km的玉松村附近河段。該處的階地可簡要概括朗縣～直白河段的階地發(fā)育特征(表1)。

表1 玉松村階地發(fā)育簡表

在玉松村僅1級(jí)階地為傳統(tǒng)現(xiàn)代河流階地，其余5級(jí)階地均直接或間接與則隆弄冰川活動(dòng)有關(guān)。其中，T6階地為粒徑分布寬泛，粒度相差懸殊，無分選及明顯層理的冰磧、冰水堆積，成分單一，階面為某時(shí)期冰川活動(dòng)后堵江的堰塞壩體頂面；T5發(fā)育在右岸玉松村，前后基巖山脊地貌使得其間凹岸處未受冰川活動(dòng)影響填充，處堰塞壩體后的水庫內(nèi)，為靜水相環(huán)境堆積提供了空間。而湖相粘土中多夾厚度不等的細(xì)砂層和下部的冰積層則表明沉積過程不連續(xù)，這與堰塞壩體曾多次發(fā)生規(guī)模不等的潰壩及冰川活動(dòng)時(shí)期雅江側(cè)向冰川物質(zhì)堆積入庫有關(guān)；T3～T4在該地僅殘留保留，這可能與堰塞體突然潰決，水流下切侵蝕，帶出物質(zhì)沖刷導(dǎo)致，而離該堰塞壩體較遠(yuǎn)的堆米、洞嘎等地該高程階地則保留較完整，但高程的對(duì)應(yīng)性較差；T2物質(zhì)為河湖相互層，同樣表明在堰塞壩體后期反復(fù)經(jīng)歷靜水至緩慢流水的過程，是以湖相沉積為基座的堆積階地。其中沉積層中多見水平層理，表現(xiàn)了當(dāng)時(shí)相對(duì)穩(wěn)定的沉積環(huán)境。

3 格嘎堰塞湖及相關(guān)階地的認(rèn)識(shí)

階地原本指由于地殼上升，河流下切的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形成的階梯狀地貌。而雅魯藏布江朗縣～直白河段的階地，除格嘎堰塞湖消亡后形成的T1階地外，其余階地成因及物質(zhì)組成卻與傳統(tǒng)階地存在區(qū)別。首先，階地成因除了構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及河流侵蝕的參與，與雅魯藏布江中游末端發(fā)育的則隆弄冰川活動(dòng)也密切相關(guān)。該冰川活動(dòng)造成大量冰磧物堵江形成堰塞湖，并正是堰塞壩體反復(fù)的潰決和再形成的過程，導(dǎo)致湖水基準(zhǔn)面的變化，并因此形成了多級(jí)階地的地貌。其次，階地物質(zhì)組成是以冰川活動(dòng)堆積殘留的冰磧物和古堰塞壩體內(nèi)沉積的湖相粉土、粘土層為主，而這兩類物質(zhì)與傳統(tǒng)河流相的砂卵礫石差別明顯。正因?yàn)檫@些差異的存在，使此類階地的要素表現(xiàn)出一些新的特征，如：各級(jí)階地階面代表了堰塞壩體各時(shí)期的壩頂面，階高則與兩次潰決時(shí)間間隔及沉降速率有關(guān)；階坡及階面寬度則與潰決規(guī)模、水面消退過程有關(guān)等。而堆積此類階地的冰磧物是由冰川的某幾次活動(dòng)間歇性從河流下游至上游方向逆向推移并堆積而成，而不同于河流階地的順流向緩慢連續(xù)的堆積過程。

另外，格嘎附近階地的級(jí)序也比傳統(tǒng)階地“上老下新”的模式復(fù)雜許多。首先，中更新世以來則隆弄冰川曾多次爆發(fā)堵江，規(guī)模大小不一，其冰磧物時(shí)代從中更新世、晚更新世早期、末次冰期早冰階、末次盛冰期貫穿直至全新世冰期和現(xiàn)代冰川，各時(shí)代堆積物或殘留于階地階坡或階面，或被后期冰磧物堆積覆蓋變?yōu)榛?。但?150m晚更新世晚期宜淀冰磧物堰塞體頂面T6作為最近一次堵江時(shí)間點(diǎn)，其上游的階地成因與此次冰川活動(dòng)關(guān)系最為密切，且由于時(shí)間較近，堆積物保存相對(duì)較完整，其演變活動(dòng)還是有跡可循。從左岸索松平臺(tái)至河面高約260m斷面連續(xù)的冰磧物及該地多個(gè)鉆孔資料得知，該處連續(xù)的冰磧堆積厚達(dá)近650m，且格嘎堰塞壩的迎水面也在此地，至吞白附近，堆積物由堰塞壩體冰磧物逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閴蝺?nèi)的湖相沉積物。此后壩內(nèi)開始逐漸堆積湖相物質(zhì)，其穩(wěn)定的最高高程為目前T5頂面3100m～3120m，之后堰塞壩開始潰決下泄，從鉆孔揭示情況看，期間至少經(jīng)歷了3次小規(guī)模的冰川活動(dòng)并再次由堆積物造成堵江，冰磧物厚度從6m～30m不等。此時(shí)從離格嘎較遠(yuǎn)的雅江中游河段推測，堰塞湖穩(wěn)定較長的時(shí)期為T3、T4，高程分別為2995m～3010m、3050m～3080m，當(dāng)然離格嘎較近處可能存在更多的次級(jí)階地，但從雅魯藏布江中游近240km河段分析，T3、T4階地高程最具代表性，且從規(guī)模上和其它階地是對(duì)應(yīng)較好的，其他文獻(xiàn)上的一些細(xì)分的階地，筆者在調(diào)查中未見其明顯的階地各要素及時(shí)間斷點(diǎn)，將其作為格嘎堰塞湖各時(shí)期不同水環(huán)境、氣候環(huán)境下的各層沉積物或規(guī)模級(jí)別較低的次級(jí)階地更為合理。綜上，推測T3～T5為同一沉積序列，且在堰塞湖相沉積后以沖刷侵蝕為主，無新近沖積相物質(zhì)殘留，階地仍按堆積時(shí)的下老上新沉積順序排列，此為與上疊階地不同之處。據(jù)祝嵩等(2012)測得，玉松海拔3000m湖泊湖心帶湖相沉積物14C年齡為21096±1466aBP；成都地質(zhì)礦產(chǎn)研究所(2002)在玉松海拔3018.5m處測得冰水湖積紋泥湖泊湖心帶湖相沉積物14C年齡19.61kaBP等資料來看，是符合這種推測的。而據(jù)祝嵩等(2012)測得麥朗最高海拔2940m湖相沉積物(即文中T2)OSL年齡1.8±0.1kaBP，新于T3。筆者認(rèn)為這是則隆弄冰川在末次冰期繼3150m堰塞體潰壩至T3高程以下后的又一次小規(guī)?；顒?dòng)堵江所致。湖相沉積層厚度約30m，不及T5近百米的一半，表明了此次堰塞時(shí)間的短暫(由于缺乏系統(tǒng)的取樣測齡等調(diào)查工作，對(duì)T2及其他階地的演化順序仍不能完全確定)。此后由于冰川活動(dòng)規(guī)模逐漸減小，冰磧物補(bǔ)充能力減弱，導(dǎo)致堰塞湖逐漸消亡。而雅魯藏布江中游的T1正是形成于堰塞湖消亡后的全新世，表現(xiàn)出正常河流階地的物質(zhì)特征，但在格嘎附近的T1，仍具有全新世及現(xiàn)代冰川發(fā)育的足跡。

4 結(jié)語

雅魯藏布江中游的河谷階地形成與中游末端的則隆弄冰川活動(dòng)息息相關(guān)，且與冰川堰塞湖活動(dòng)狀態(tài)有著很強(qiáng)的對(duì)應(yīng)性，這與傳統(tǒng)的構(gòu)造抬升，河流下切形成的階地有著本質(zhì)區(qū)別。目前國內(nèi)外學(xué)者對(duì)雅魯藏布江中游地區(qū)的宏觀地質(zhì)構(gòu)造背景及地貌演化等方面的認(rèn)識(shí)仍存在不少分歧，對(duì)格嘎冰川堰塞湖及相關(guān)階地系統(tǒng)研究的文獻(xiàn)資料也相當(dāng)有限，且缺乏嚴(yán)密的論證和足夠的數(shù)據(jù)支撐。筆者認(rèn)為通過對(duì)格嘎堰塞湖及其相關(guān)階地的年代及其演化史進(jìn)行研究，對(duì)雅魯藏布江河谷發(fā)育、青藏高原區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造以及古冰川、氣候研究等方面均具有重大意義，應(yīng)作一步探索和研究。

〔1〕王運(yùn)生，李永昭.第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)及地貌學(xué)簡明教程.成都理工大學(xué)，2004.10.

〔2〕祝 嵩.雅魯藏布江河谷地貌與地質(zhì)環(huán)境演化.2012.6.

〔3〕王志超，南迦巴瓦峰地區(qū)古冰川遺跡概述.1984.9.

鐘 果(1983-)，男，成都人，工程師，本科，主要研究方向工程地質(zhì)。

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2095-1809(2015)04-0063-03