馬欄河河流階地堆積物特點(diǎn)研究

(遼寧師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院 遼寧 大連 116029)

一、引言

鑒于河流階地的重要性，國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)河流階地的研究起步早。河流階地形成演變主要受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和氣候變化以及侵蝕基準(zhǔn)面變化的影響。在構(gòu)造隆升區(qū)，一種主張認(rèn)為構(gòu)造抬升是階地形成的主要?jiǎng)恿1-2]。另一種主張認(rèn)為河流階地的形成是氣候變化和構(gòu)造抬升共同作用的結(jié)果，構(gòu)造抬升為河流下切提供持續(xù)的驅(qū)動(dòng)力，冰期-間冰期的氣候旋回控制河流堆積下切行為的轉(zhuǎn)變。因此河流階地是記錄構(gòu)造運(yùn)動(dòng)過(guò)程和氣候變化的重要載體[3-4]。階地高程變化及上覆堆積物特點(diǎn)承載著該區(qū)域多階段性隆升與氣候環(huán)境變化的綜合信息[5]。國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)河流階地的研究起步早,在階地地貌的形成原理、年代學(xué)、以及階地地貌對(duì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、氣候環(huán)境之間的響應(yīng)等方面取得了顯著進(jìn)展[6-9]。

本文調(diào)查馬欄河河流階地，觀測(cè)河流階地堆積物剖面，分析馬攔河流域新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)特點(diǎn)，河流階地堆積物發(fā)育特點(diǎn)，結(jié)合東北地區(qū)-遼南地區(qū)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和馬攔河流域新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)特征，研究馬欄河河流階地形成和變化趨勢(shì)，在很大程度上為其它河流階地堆積物特點(diǎn)研究提供了參考，具有一定的學(xué)術(shù)作用。

二、研究方法與區(qū)域概況

(一)研究方法

研究馬攔河流域地形地貌，擬定馬攔河流域范圍和階地分布基本情況。搜索馬欄河流域地形圖、地質(zhì)圖。進(jìn)行野外調(diào)查，對(duì)于重點(diǎn)位置，通過(guò)開(kāi)挖剖面或利用已有的剖面觀測(cè)河流階地堆積物垂向分布與變化特點(diǎn)。到馬欄河流域河流階地多組定點(diǎn)、挖坑、觀測(cè)河流階地剖面堆積物橫斷面和縱斷面，殘積物、沖積物、洪積物二元結(jié)構(gòu)。

運(yùn)用CAD繪制河流階地沉積物剖面圖和河谷橫斷面圖。詳細(xì)描述河流階地堆積物特點(diǎn)，分析河流階地演變過(guò)程。詳細(xì)了解河流階地堆積物特點(diǎn)，并拍照記錄，做好GPS定位，高程。根據(jù)露頭繪制剖面圖，進(jìn)行比較，分析第四紀(jì)以來(lái)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)及演化趨勢(shì)和河流發(fā)育階地堆積物特點(diǎn)。搜集勘察報(bào)告，鉆孔柱狀圖資料。根據(jù)在野外調(diào)查情況，前往水工院，大勘院，遼寧師范大學(xué)基建處搜集資料，根據(jù)資料做圖。

(二)研究區(qū)域概況

馬欄河流域隸屬遼寧省大連市。地理坐標(biāo)介于北緯38°54′24″——38゜52′28″，東經(jīng)121°22′15″——121°35′13″。馬欄河是發(fā)育成熟的山地河流，原生態(tài)河床最窄處20多米，最寬處100多米；主要為沙礫石、粗砂、鵝卵石等組成，其成分為石英巖、板巖、少量輝綠巖。河床覆蓋層淺，流經(jīng)洪枯比大，斷面沖淤變化大。

從地貌上看[10]，馬欄河基本上為西東向延伸。但其上游作北東向展布，與大連地峽屬北東向山脊露出海面部分相一致，受東西向、北北東向、北東向斷裂控制，河道蜿蜒曲折，支溝多。西部上游地勢(shì)較高，深切谷地橫斷面具有谷中谷的形態(tài)，由原先已經(jīng)形成的曲流河進(jìn)一步深切發(fā)育而成。

三、馬欄河河流階地堆積物特點(diǎn)

(一)野外實(shí)測(cè)剖面

本次研究野外觀測(cè)從王家店水庫(kù)到星海廣場(chǎng)的約二十公里的階地形態(tài)，從馬欄河上游開(kāi)始一直走到下游，進(jìn)行七組定點(diǎn)，在每個(gè)定點(diǎn)開(kāi)挖剖面(圖1)，觀察河流階地堆積物。在野外開(kāi)挖剖面的過(guò)程中，遇到困難，無(wú)法繼續(xù)，未觀測(cè)完整剖面，后續(xù)前往大勘院，水工院等地搜集鉆孔資料，查閱各層厚度。(表1)

表1 馬欄河河流階地定點(diǎn)簡(jiǎn)表

圖1開(kāi)挖剖面圖

(二)河流階地的發(fā)育特征描述

受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，馬欄河中游形成河漫灘，河流下蝕過(guò)程中，形成Ⅱ級(jí)階地。從西山水庫(kù)開(kāi)始沿河觀察河流階地，定點(diǎn)開(kāi)挖剖面，各級(jí)階地特征描述如下：

1.上游階地：

西山水庫(kù)：基巖為上元古界青白口系橋頭組(Qbq)板巖、石英巖。中生代印支期輝綠巖順層侵入。根據(jù)《遼寧師范大學(xué)西山校區(qū)圖書(shū)館巖土工程勘察報(bào)告》中的內(nèi)容，地層自上而下為第一層素填土(Q4ml)：第二層粉質(zhì)粘土(Q4dl+pl):黃褐色，含氧化鐵結(jié)核及10%-20%石英巖角礫含量較多，切面稍有光澤，層厚0.70-1.90米。第三層碎石(Q3dl+pl)。場(chǎng)地鉆孔深度與河流階地橫剖面圖中堆積物厚度有些差異，但基本上可以推斷出馬欄河上游西山水庫(kù)附近的河流階地堆積物特點(diǎn)。(圖2)

圖2 西山水庫(kù)階地橫剖面圖

沖積砂、砂礫石組成河床與漫灘，上游碎石磨圓與分選性差。一級(jí)階地高于河床2-8米，由粉質(zhì)粘土、砂礫石組成，階面平坦。馬欄河二級(jí)基座階地以沖洪積砂礫石為主，局部混粘土，礫徑達(dá)2～5cm，厚度不大，為1-5米，階面不甚連續(xù)，高于河床20米，海拔80米，單側(cè)階地發(fā)育。T1和T2堆積物都符合上粗下細(xì)的二元結(jié)構(gòu)。

灣家紅旗小學(xué)：沖洪積砂礫石局部混土礫徑達(dá)2～5cm組成馬欄河二級(jí)基座階地，粉質(zhì)粘土含碎石透鏡體。沖積砂、砂礫石組成河床與漫灘，碎石磨圓與分選性上游差，下游較好。沖積，沖洪積砂礫石層組成馬欄河一級(jí)階地，沖洪積相組成丘間谷地地形。

2.中游階地：

馬欄廣場(chǎng)：沖積，沖洪積砂礫石層組成馬欄河一級(jí)階地，沖洪積相組成丘間谷地地形。沖積砂、砂礫石組成河床與漫灘，碎石磨圓與分選性上游差，下游較好。沖洪積砂礫石局部混土礫徑達(dá)2～5cm組成馬欄河二級(jí)基座階地，黃土狀亞粘土含碎石透鏡體。(圖3)

圖3 馬欄廣場(chǎng)階地橫剖面圖

沖積，沖洪積砂礫石層組成馬欄河一級(jí)階地，沖洪積相組成丘間谷地地形，海拔80米。沖積砂、砂礫石組成河床與漫灘，碎石磨圓與分選性上游差，下游較好。沖洪積砂礫石局部混土礫徑達(dá)2～5cm組成馬欄河二級(jí)基座階地，粉質(zhì)粘土。

3.下游階地

凱德和平廣場(chǎng)：沖積，沖洪積砂礫石層組成馬欄河一級(jí)階地，沖洪積相組成丘間谷地地形。沖積砂、砂礫石組成河床與漫灘，碎石磨圓與分選性上游差，下游較好。(圖4)

圖4 凱德和平廣場(chǎng)階地橫剖面圖

四、結(jié)論與不足

(一)結(jié)論

1.馬欄河階地堆積物共性與差異：共性為馬欄河河流階地堆積物都具備二元結(jié)構(gòu)，上部堆積物為粉質(zhì)粘土，下部為砂礫石。差異為：一級(jí)階地堆積物具備堆積物厚度較薄，而且砂礫石和粉質(zhì)粘土混雜，二元結(jié)構(gòu)分界不明顯，馬欄河河谷低階地屬于堆積階地中比較典型的內(nèi)迭階地，上部為河漫灘相的亞粘土和亞砂土等較細(xì)物質(zhì)，下部為河床相的砂礫石等較粗物質(zhì)。二級(jí)階地堆積物具備堆積物厚度較厚，二元結(jié)構(gòu)明顯，主要是由于河流強(qiáng)烈下切所形成的。

2.馬欄河河流階地上游中游下游堆積物特點(diǎn)的共性與差異：馬欄河河流階地堆積物符合上細(xì)下粗的二元結(jié)構(gòu)，上部為粉土、粉質(zhì)粘土、下部為砂礫石。從上游到中游到下游，海拔逐漸降低，沉積物規(guī)模逐漸增大，分選逐漸變好沉積物厚度逐漸增大。

3.馬欄河階地發(fā)育的對(duì)稱(chēng)性：在上游水庫(kù)地區(qū)，階地在單側(cè)發(fā)育，原來(lái)的一級(jí)階地被水庫(kù)覆蓋。在中游地區(qū)，部分區(qū)域?qū)ΨQ(chēng)發(fā)育，部分區(qū)域單側(cè)階地發(fā)育。下游地區(qū)，對(duì)稱(chēng)發(fā)育階地，兩岸階地寬度不同。

(二)不足

(1)研究馬欄河河流階地堆積物。馬欄河形成時(shí)間長(zhǎng)，本文只研究近幾年堆積物特點(diǎn)，搜集到最近幾年馬欄河鉆孔資料，沒(méi)有研究河流階地堆積物隨年代變遷而具備不同的特點(diǎn)。

(2)沒(méi)有帶土鉆或其他鉆孔設(shè)備到河流兩岸，到現(xiàn)場(chǎng)采用鐵鍬開(kāi)挖階地剖面也沒(méi)有成功，原因是挖到地下一米深時(shí)，不能繼續(xù)。

(3)馬欄河沿岸住宅區(qū)和商業(yè)區(qū)都有鉆孔資料，本文只是以部分資料為例，缺乏全面性。