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，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，通過開挖剖面或利用已有的剖面觀測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)以來構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)及演化趨勢和河流發(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)測剖面

本次研究野外觀測從王家店水庫到星海廣場的約二十公里的階地形態(tài)，從馬欄河上游開始一直走到下游，進(jìn)行七組定點(diǎn)，在每個(gè)定點(diǎn)開挖剖面(圖1)，觀察河流階地堆積物。在野外開挖剖面的過程中，遇到困難，無法繼續(xù)，未觀測完整剖面，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)簡表

圖1開挖剖面圖

(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，河流下蝕過程中，形成Ⅱ級(jí)階地。從西山水庫開始沿河觀察河流階地，定點(diǎn)開挖剖面，各級(jí)階地特征描述如下：

1.上游階地：

西山水庫：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附近的河流階地堆積物特點(diǎn)。(圖2)

圖2 西山水庫階地橫剖面圖

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：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：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)稱性：在上游水庫地區(qū)，階地在單側(cè)發(fā)育，原來的一級(jí)階地被水庫覆蓋。在中游地區(qū)，部分區(qū)域?qū)ΨQ發(fā)育，部分區(qū)域單側(cè)階地發(fā)育。下游地區(qū)，對(duì)稱發(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，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)沒有帶土鉆或其他鉆孔設(shè)備到河流兩岸，到現(xiàn)場采用鐵鍬開挖階地剖面也沒有成功，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。