山西晚新生代古地理環(huán)境變遷與新構(gòu)造運動響應(yīng)①

閆小兵，李自紅，2，郭 瑾，趙晉泉，陳 文，扈桂讓，蘇宗正

（1.山西省地震局，山西 太原 030021；2.太原理工大學(xué)，山西 太原 030024；3.成都理工大學(xué)，四川 成都 610059）

0 引言

古地理學(xué)是研究地質(zhì)歷史時期自然地理特征及演化的科學(xué)［1］。山西晚新生代古地理涉及上新世、更新世早、中、晚四個時期的地貌、水系、沉積環(huán)境、動物、植物、氣候、黃土堆積及古人類的活動等，時間跨度是距今550萬年至1.2萬年。最早與山西古地理有關(guān)的研究是19世紀60～90年代外國學(xué)者對黃河中游黃土的調(diào)查與研究；1907年美國維里士在汾河流域的地質(zhì)調(diào)查提出了汾河可能經(jīng)峨嵋臺地入運城盆地［2］。20世紀20年代以后中外學(xué)者有關(guān)第四紀冰川、晚新生代地層的研究、晉東南和山西諸盆地晚新生代地層的調(diào)查研究［3－7］、黃土地層的調(diào)查研究［8］、大同火山的研究，晚新生代古脊椎動物與古人類化石、古人類活動遺址遺跡的研究及地層中孢粉的研究都涉及到山西新生代古地理，但有關(guān)這方面的認識是十分零散而不系統(tǒng)的。山西晚新生代古地理的直接研究自20世紀70年代后期展開，1991年出版的“泥河灣盆地新生代古地理研究”［9］，在地域上跨越了大同盆地東緣和山西廣靈縣境一帶；1994年出版的“中國華北榆社盆地的晚新生代地層學(xué)、年代學(xué)、孢粉學(xué)和環(huán)境演化”［10］涉及到該地上新世、早更新世古地理；1996年出版的“山西地塹系新生代沉積與構(gòu)造地貌”［11］，則系統(tǒng)地給出了山西大同、忻定、太原、臨汾和運城盆地的晚新生代時期的古地理特征及演化。在通讀上述文獻資料基礎(chǔ)上，結(jié)合近年來筆者的野外工作，本文勾勒出了山西晚新生代的古地理分布圖。

山西晚新生代古地理雖然已遠離現(xiàn)代1萬年以上，但現(xiàn)代地理環(huán)境是晚新生代構(gòu)造運動和環(huán)境協(xié)同演化的結(jié)果。山西在晚新生代各個時期具有差異的古地理面貌。其主體盆地和兩側(cè)隆起山區(qū)的形成明顯受到活動構(gòu)造的控制。了解山西晚新生代各個時期古地理也有助于了解山西的新構(gòu)造運動的變化。此外，了解和掌握古地理環(huán)境演化規(guī)律還有助于了解現(xiàn)代地理及環(huán)境的發(fā)展趨勢，進行有效的環(huán)境保護，有助于了解氣候的演變以及礦床的普查和勘探等。本文首先系統(tǒng)解讀了山西晚新生代的古地理古環(huán)境特征，給出各時代古地理分布圖，繼而對古氣候古環(huán)境與新構(gòu)造運動的耦合關(guān)系進行了探討。

1 各時代的古地理概況

1.1 上新世（N2）古地理

無論從地殼的新構(gòu)造運動還是從地理環(huán)境的演變上看，上新世都是一個非常重要的時期。這一時期的新構(gòu)造運動、地理環(huán)境演化奠定了現(xiàn)今地理環(huán)境的基礎(chǔ)，尤其是奠定了現(xiàn)今地貌、水系的輪廓（圖1）。

圖1 上新世古地理（距今550～240萬年）Fig.1 Palaeogeography during Pliocene（5500～2400thousand years ago）

上新世之前，平陸—芮城一帶和運城一帶已是三門峽盆地和運城盆地，而山西的廣大地區(qū)仍處于長期隆起遭受剝蝕的狀態(tài)，僅繁峙和忻州楊湖一帶為局部斷陷的小盆地。如圖1所示，上新世初的新構(gòu)造運動使山西斷陷帶開始斷陷沉降，在大同、忻定、太原、臨汾一帶斷陷盆地開始形成并相應(yīng)出現(xiàn)小型湖泊。上新世中后期，上述諸盆地均因強烈的構(gòu)造運動而大規(guī)模斷陷并形成大湖，相鄰山地則大幅度隆起而形成盆地的邊山，地貌基本格局已與現(xiàn)今基本一致。上新世早、中期山西整體的氣候特征為干熱的亞熱帶—暖溫帶季風(fēng)氣候，最高氣溫可能大于40°，年降水量可能大于1500～1750mm。在這樣的氣候下活躍著熱帶—亞熱帶森林草原哺乳動物群，生長著云杉、冷杉等喬木和其他適宜植物。上新世末期，斷陷盆地的斷陷沉降加劇，氣候開始向溫涼濕潤方向發(fā)展，相對濕度變大，各斷陷盆地的大型湖泊開始出現(xiàn)。鑒于上新世在山西古地理環(huán)境形成中的重要作用，且其對各個主要盆地的影響效果不同，下面將分別論述。

大同盆地在上新世早、中期為唐縣夷平面地貌，即起伏不大的寬谷丘陵地貌，地面廣泛堆積殘坡積紅土，盆地中心部位出現(xiàn)小的湖泊。上新世末發(fā)生強烈的構(gòu)造運動，盆地大幅度斷陷，湖泊擴展到整個盆地，且為淡水湖。哺乳動物以熱帶—亞熱帶森林草原動物為特征，如古麟屬、靈獵、中華貉、尖齒狼、桑氏東方鼠等。植物有蒿、藜、櫟、木犀、柳、松、冷杉、銀杏等。在上新世大部分時期，大同盆地為比較炎熱少雨、不利于湖泊發(fā)展的熱帶—亞熱帶疏林草原氣候，晚期向溫涼方向變化，為比較干燥的暖溫帶—亞熱帶森林草原氣候。

太原盆地形成于上新世時期，沉降約3200m。上新世初期，僅盆地中心為湖泊，大部分地方為沖積、洪積作用；上新世晚期，湖泊占據(jù)整個盆地［11］。根據(jù)該時代化石研究結(jié)果，太原盆地及其周邊地區(qū)的哺乳動物主要有三趾馬、羚羊、鹿、鬣狗等，魚類有榆社鲴、鯉科、鰍科，還有鳥類、昆蟲類、腹足類等。

臨汾盆地在上新世早期，北部霍州一帶為淡水湖泊與河流共同作用，其余大部分地區(qū)為洪積作用。上新世晚期，臨汾盆地北部抬升為臺地，其余廣大地區(qū)（襄汾一帶除外）發(fā)育湖泊，以淡水湖泊為主，兼有半咸水至咸水湖［11－13］。上新世早、中期氣候相當于現(xiàn)今的中亞熱帶或北亞熱帶森林草原氣候。哺乳動物有翁氏鼬鼠、巴氏劍齒虎、軛齒象、三趾馬等；植物主要為孢粉，草本中多為蒿，藜、菊。

忻定盆地上新世初形成盆地雛形，與現(xiàn)今盆地輪廓基本一致。氣候為干濕交替明顯的暖溫帶—亞熱帶季風(fēng)氣候，高溫多雨，與我國現(xiàn)今亞熱帶氣候相當，在這種氣候條件下，地貌作用以流水作用為主，形成紅土風(fēng)化殼。運城和三門峽盆地是上新世前形成的斷陷盆地，這一帶上新世時期繼承性繼續(xù)斷陷。但在上新世早期盆地中以河流作用為主，偶有湖泊發(fā)育；上新世晚期以湖泊作用為主。

據(jù)筆者野外調(diào)查，上新世時期山西的呂梁山以西至現(xiàn)今黃河一帶因新構(gòu)造運動而發(fā)育一些小型盆地，并積水成湖。呂梁山隰縣—柳林—臨縣—保德一帶，上新世早期（N12）堆積的底礫及底礫上部的湖相泥灰?guī)r說明，上新世初為河流作用，后發(fā)育湖泊，湖泊范圍大體沿今黃河兩岸發(fā)育，而底礫的范圍還更大些。這個地區(qū)主要動物有李氏三趾馬、羚羊、大唇鹿、古長頸鹿、鹿、變異鬣狗等；植物則有麻黃、松、櫟、山核桃等。太行山榆社—武鄉(xiāng)—沁縣—襄垣一帶，上新世凹陷為盆地，早期（N12）以河流作用為主，后期（N12）發(fā)育湖泊，為水深不大于15m的淡水湖泊［14］；長治一帶在上新世斷陷為盆地，上新世早期為河流作用，后期發(fā)育湖泊。這個地區(qū)動物多樣，有30多個種屬，主要有李氏趾馬、丁氏劍齒虎、巴氏劍齒虎、中國五棱齒象、桑氏劍齒象、新俄羅斯祖鹿、高氏羚羊、鼢鼠等。植物為溫帶植物群落，以闊葉樹為主，有三毛櫸科、栗屬、板栗、蒙古櫟、鵝爾櫪屬等。

1.2 早更新世（Q1）古地理

早更新世地理環(huán)境最突出的事件是各斷陷盆地中湖泊廣泛發(fā)育，出現(xiàn)淹沒整個盆地的大湖景觀（如圖2）。其古氣候總的特征是：具有干濕交替的溫帶森林草原季風(fēng)氣候，較上新世濕潤和溫涼。早期溫暖而濕潤，晚期變?yōu)闇貨霭霛駶櫋?/p>

大同盆地湖岸線范圍達現(xiàn)今海拔1150～1170 m處的邊山地帶，僅黃花梁、沙板梁、馬鋪山、迂架山為湖中孤島。應(yīng)縣—山陰南一帶，懷仁一帶，養(yǎng)老洼東至河北陽原、南至六棱山山前，天鎮(zhèn)—陽高一帶和山陰縣北鹽池一帶分別為大湖中的幾個湖泊中心。大同湖的湖水為淡水—微咸水，鹽度約3～10‰。按各地發(fā)現(xiàn)的大量哺乳動物化石，大同盆地河北陽原縣北熊耳山辛窯子一帶有較多的熱帶—亞熱帶森林—森林草原動物，如泥河灣劍齒象、納瑪象、劍齒虎、桑干鬣狗，草原動物有鼢鼠、三門馬、三趾馬、羚羊、喜濕的水鹿、四不象，還有除哺乳動物之外的耐旱的駝鳥等。此外陽原泥河灣一帶動物有野牛、獵豹、中國犀、水獺、李氏豬、狼、獾等。早更新世山西植被為溫帶—暖溫帶森林草原植被，植物種屬主要由植物孢粉分析得到。大同盆地一帶亞熱帶種屬消失，早期以松、蒿、藜、禾木科為主，晚期以松、云杉、冷杉、鐵杉占優(yōu)勢。

圖2 早更新世古地理（距今240～73萬年）Fig.2 Palaeogeography during Early Pleistocene（2400～730thousand years ago）

太原盆地在早更新世為河、湖相間的景觀。盆地東部以湖泊分布為主，今侯城一帶的東莊－大峪坪小盆地均為湖；盆地東北部為河湖相間，其中湖泊主要出現(xiàn)在太谷—王公、盤道一帶；盆地北部的陽曲一帶為一個小湖，盆地西部的深斷陷區(qū)也以湖為主，上述湖泊均為淡水湖。太原盆地太谷一帶有鬣狗、丁氏鼢鼠、真犀、三門馬、鹿、似中國羚羊，榆次長凝一帶還有翁氏轉(zhuǎn)角羚羊、水牛、鹿科、納瑪象、長鼻三趾馬等動物。太原盆地一帶草本植物主要有蒿屬和藜科，次為毛茛科、禾木料與樸屬，水生草本眼子菜、黑三棱屬。闊葉樹種以榆屬和樺屬為主，次為櫟屬和柳屬；針葉樹以松屬、云杉屬、冷杉屈等為主。

臨汾盆地在早更新世萬安斷裂以北至霍州一帶為河流作用區(qū)，其余廣大地區(qū)如洪洞、臨汾、侯馬、河津一帶及峨嵋臺地均為湖泊占據(jù)，并與運城湖連通。今柴莊一帶的襄汾凸起區(qū)也為湖，湖水為淡水或微咸水（圖2）。在整個早更新世期間，湖水有過3次小規(guī)模進退。該盆地在早更新世哺乳動物發(fā)育有馬、長鼻三趾馬、犀屬、羚羊、中國羚羊、鹿科、貓科、三門馬、鹿亞科、牛科、狒狒、汾河羚羊和犀牛等；闊葉植物有松、榿木、榆、櫸、胡桃、椴、樺、鐵杉、山核桃和第三紀子遺植物楓楊；灌木和草本植物有蒿、菊屬，茜草科，鵝爾勵屬、大戟科、毛莨科、十字花科、禾木科、麻黃、藜科、香蒲、眼子菜；蕨類有喜濕的水龍骨科，鳳尾蕨屬等。

運城湖在早更新世占據(jù)了包括峨嵋臺地的廣大地區(qū)，僅紫金山、嵇王山和孤峰山為幾個湖中島狀山地。湖泊中心分別在今虞鄉(xiāng)、解州和鹽湖東部一帶。早更新世晚期現(xiàn)今峨嵋臺地區(qū)退出湖泊（圖2）。據(jù)筆者研究，三門峽盆地早更新世為湖，平陸、芮城及今黃河河谷及其盆地中的支流河谷均為湖泊所占據(jù)。垣曲盆地南部和同善盆地也都為湖泊。三門峽盆地有裴氏板齒犀、鬣狗、象科、步氏鹿、原田鼠、小諾米鼠、刺猬、巨河貍、兔科、鬣狗屬、劍齒象屬、平額象、納瑪象、李氏豬、麋鹿、三門馬等動物。

與大同等盆地不同，忻定盆地此時是河、湖并存。代縣湖在今棗林至大芳一帶；原平湖在今崞陽至原平一帶；忻定湖是盆地中最大的湖，中心在今董村一帶；東冶湖在東冶盆地南段。湖泊之間由滹沱河相連，形成沿滹沱河的串珠狀湖泊景觀，且均為淡水湖。早更新世忻定盆地一帶亞熱帶種屬基本消失，木本植物中裸子植物居首位且針葉林占絕對優(yōu)勢，有松屬及松科、少量云杉和麻黃屬、還有漆樹屬和榛屬等。草本植物較多，僅次于木本裸子植物，以菊科（主要為蒿屬）和藜科為主；少量蓼科和禾本科；蕨類植物最少，主要為水龍骨科與禾本科、風(fēng)尾蕨屬和蕨綱。

更新世早期，山西東部的湖泊有長治盆地，以及屯留縣中村、八泉、余吾等地沿絳河及其主要支流發(fā)育成的湖泊。榆社、武鄉(xiāng)、沁縣一帶的河谷形成的湖泊，主要沿今濁漳河及其西側(cè)主要支流發(fā)育，為水深不超過15m的淺水湖。到1.5Ma年前，湖泊消亡，為河流沼澤所代替，但仍有一些暫時性的湖泊。壽陽縣芹泉以西的東河、白馬河、龍門河一帶也發(fā)育河谷型湖泊。山西東部的壽陽一帶有中華河貍、鼢鼠、真象，低冠次兔等草原與森林草原動物。榆社一帶的森林草原動物群有鼢鼠、兔、松鼠、水獺、貂、獾、鼬等。屯留一帶有似板橋膜鼠、長鼻三趾馬、山西軸鹿、華麗黑鹿、中國羚羊等。沁水下川有德永氏象、粗面軸角鹿新種、齒齒類等。垣曲同善一帶有德永氏原齒象、粗面軸角鹿新種、嚙齒類等。山西東部榆社、武鄉(xiāng)一帶以落葉闊葉林為主，夾有亞熱帶植被，并有針闊葉混交林出現(xiàn)。山西西部隰縣午城一帶有藜、蒿等。

黃土高原風(fēng)塵沉積是青藏高原構(gòu)造隆起和東亞季風(fēng)系統(tǒng)共同影響下的產(chǎn)物，風(fēng)塵物質(zhì)的來源變化不僅反映了亞洲內(nèi)陸干旱化過程，而且同大氣環(huán)流關(guān)系密切［15］。黃土堆積是山西早更新世古地理的另一個重要事件，是氣候變干的標志。早更新世的黃土堆積就已遍布全省，但主要堆積區(qū)是山西西部離石一帶以南的呂梁山分水嶺以西，其它地區(qū)黃土堆積基本沒保存下來。另外，早更新世山西的古人類化石遺址發(fā)現(xiàn)于芮城西侯渡村東神圪瘩北坡的三門組上部，主要有石器、骨器及燒骨，屬石片文化系統(tǒng)。

1.3 中更新世（Q2）古地理

山西中更新世古地理的主要事件是湖泊的發(fā)育和消亡（圖3）。在此期間，由于喜馬拉雅造山運動，在大同盆地發(fā)生火山噴發(fā)與大規(guī)模玄武巖溢流事件。中更新世山西氣候?qū)贉貛О霛駶櫋敫珊瞪植菰瓪夂颍^早更新世時期變冷、變干；中更新世早期較為溫暖濕潤，晚期較為冷而干旱。

大同盆地湖泊在今海拔1050～1070m以下發(fā)育，湖泊仍占據(jù)半個盆地，但小于早更新世時期，中更新世晚期湖退，并漸趨消亡，湖泊為淡水湖。與早更新世相比，中更新世動物種群出現(xiàn)了較大的變化［16］，大同盆地一帶出現(xiàn)了適于草原和荒漠地帶生存的布氏田鼠和耐寒的披毛犀，種屬主要有桑干大角鹿、古菱齒象、三門馬、披毛犀、似布氏田鼠、梅氏犀、腫骨鹿等。而在中更新世末期，則出現(xiàn)了既有適應(yīng)森林、灌木與野草叢生環(huán)境的虎、赤鹿、鼠兔、野豬，也有適應(yīng)沙漠、草原和低丘環(huán)境的野馬、野驢、羚羊和中華鼢鼠，還有喜棲于林邊草地的葛氏斑鹿、河套大角鹿和原始牛。總之，中更新世初期為適應(yīng)森林灌叢和草原混交的較為干旱的森林草原動物群，后期為適應(yīng)干旱的森林草原動物群。大同一帶亞熱帶闊葉林消失，溫帶闊葉樹種也大為減少。中更新世早期，暗針葉林植被占優(yōu)勢，有松、云杉、少量冷杉、羅漢松、鐵杉等，末期草本占優(yōu)勢，有蒿、藜和十字花科，闊葉樹種有樺、櫟、榆等。總之中更新世大同盆地由早期的暗針葉林植被變?yōu)橥砥诘纳植菰脖弧?/p>

圖3 中更新世古地理（距今73～70萬年）Fig.3 Palaeogeography during Medio－Pleistocene（730～700thousand years ago）

忻定盆地中忻州湖和代縣湖仍發(fā)育，但范圍小于早更新世時期。原平一帶早更新世時期的湖泊變?yōu)檎訚伞Ｉ钣谛枚ㄅ璧匾粠У膭游镏饕心[骨鹿、翁氏兔、方氏鼢鼠、真馬、鹿科，還有非哺乳類的駝鳥。忻定盆地一帶為森林草原植被，木本植物以針葉樹為主，草本植物為禾木科、菊、藜等，孢子植物主要為水龍骨科和風(fēng)尾蕨。

本期太原盆地的湖泊也較前期變小，盆地東部和東北部的湖泊消失，變?yōu)楹恿鳎瑬|莊—大坪小盆地的湖泊變?yōu)楹I，廣大盆地區(qū)呈現(xiàn)河、湖相間的景觀，即便是在盆地的深沉降區(qū)也是彼此分隔的小湖泊景觀。活動于太原盆地一帶的動物有鹿亞科、偶蹄類、牛亞科、丁氏鼢鼠等。

臨汾盆地在中更新世時仍為大湖，其范圍在萬安斷裂以南越襄汾凸起至河津、侯馬一帶，九原山和汾陽嶺還是湖中島山，但襄汾一帶在中更新世晚期湖退。生活于臨汾盆地一帶的動物為丁氏、趙氏和方氏鼢鼠、鼠兔屈、黃鼬、鹿、豬、野兔、維氏花鼠、灰倉鼠、變異倉鼠、三門馬、腫骨大角鹿、牛亞科等。臨汾盆地一帶在中更新世早期木本樹種有松、樺、櫟、椴及喜暖的山核桃，草本植物以耐旱的藜科較多，蕨類植物主要是喜熱的膜蕨；中更新世晚期，木本植物有松和喜濕的櫟屬，草本中蒿較多，藜較少，蕨類為喜濕的水龍骨科。

運城盆地湖泊較前期大大縮小，僅在中條山至峨嵋臺地之間發(fā)育。運城盆地萬榮一帶的植物有云杉屬、松、櫟、柳、柏等屬，菊科、藜科、禾本科、蒿屬、麻黃屬、薔薇科和風(fēng)尾蕨。三門峽盆地的湖泊則僅在盆地西部今黃河沿岸一帶發(fā)育。生活在三門峽盆地一帶的哺乳動物有披毛犀、馬、腫骨鹿、扁角鹿、斑鹿、水牛、師氏劍齒象、東方劍齒象、納瑪象和一些森林草原動物。

中更新世的火山噴發(fā)和玄武巖溢流事件是大同盆地也是山西的突出地理事件。火山、玄武巖噴溢的時間從距今0.74Ma延續(xù)至距今的0.1Ma，主要時段是0.45Ma至0.73Ma之間。噴溢地點主要在大同盆地的大同縣城一帶向東南到六棱山麓，向東達河北陽原一帶，既有湖水中的噴溢，也有陸地上的噴溢，形成現(xiàn)今大同盆地東北部的20多座火山與玄武巖臺地景觀。此外，大同盆地和山西其它地方的玄武巖、火山巖屬上新世或更早時期的地殼活動產(chǎn)物。目前關(guān)于大同火山對古地理、古氣候的影響未見相關(guān)研究論文的發(fā)表。本文不做相關(guān)論述。

此外，山西中更新世古人類文化遺址是芮城縣的合河遺址，以石片器為主，并有燒骨。中更新世黃土堆積范圍幾乎遍布全省，厚度也最大，并保存至今，表明氣候較早更新世進一步明顯變干，黃土厚可達200m左右。

1.4 晚更新世（Q3）古地理

山西晚更新世古地理的主要特征是湖泊已消亡，古地理基本接近現(xiàn)代地理的輪廓（圖4）。此期間，廣大的山區(qū)處于上升而遭受剝蝕侵蝕的狀態(tài)，斷陷盆地則處于沉積狀態(tài)，堆積了巨厚的湖相、河湖相與沖、洪積相的堆積物，成為現(xiàn)今的平原，成為古人類、現(xiàn)今人類活動的主要場所。該時期古氣候表現(xiàn)為溫帶半濕潤、半干旱森林草原氣候，并逐步過渡為草原氣候。

圖4 晚更新世古地理（距今10～1.2萬年）Fig.4 Palaeogeography during Late Pleistocene（100～12thousand years ago）

大同盆地的湖泊由統(tǒng)一的大湖肢解為一個個小湖，到距今23000～27000年變?yōu)榉e水洼地，湖泊最終消失。盆地一帶的動物主要有裴氏扭角羊、許家窯扭角羊、葛氏斑鹿、赤鹿、河套大角鹿、原始牛、野豬等森林—草原動物。晚更新世山西植物為森林草原漸變?yōu)椴菰脖弧４笸璧啬颈居兴伞⒃粕迹嗄居新辄S、蒿屬和藜屬等。

臨汾盆地的臨汾、襄陵、侯馬一帶有過湖泊發(fā)育，到晚更新世晚期湖泊也消亡。臨汾盆地丁村一帶也是森林—草原動物群，有鼴鼠科、狐屬、熊屬、河貍科等。臨汾盆地的植物在晚更新世早期和中期以草本為主，尤以藜科最多，蒿屬次之，并有落葉闊葉樹種；晚更新世末期，以木本針葉林為多，主要是松屬，草本次之，以蒿屬為主。

本期太原盆地僅在盆地中間有短暫的小湖時期，并最終也消亡了。忻定盆地中東冶次級盆地、定襄河邊一帶和定襄至楊芳一帶為湖，五臺、茹村一帶為湖沼，到晚期湖泊消亡。忻定盆地木本有松屬、云杉屬和樺屬，草本有藜科、菊科（蒿屬為主）與禾本科，孢子植物有石松屬、卷柏屬和水龍骨科，與中更新世相比植物種屬無明顯差別，但草本比例明顯增加，為森林草原型或森林稀疏草原型植被。運城盆地湖泊也大為縮小，但鹽湖形成。此外山西其它地方無湖泊發(fā)育。

晚更新世山西古人類文化遺址已肯定有3處：大同盆地陽高許家窯（南梨益溝）［17－18］，遺址以大量石球為特色，有各類石器、骨器、許家窯人牙3顆、上頜骨l塊、頂骨6塊、枕骨1塊。朔州峙峪（北溝）遺址［19］有峙峪人枕骨1塊及各類石器，距今2.7×104a。臨汾盆地（襄汾）丁村遺址［20］為中更新世晚期至晚更新早期，有丁村人牙3顆、頂骨1塊及各類石器，距今年代為（11～23）×104a。此外晚更新世黃土堆積厚度10m左右，堆積范圍與中更新世一致，也保存至今。堆積的黃土遭受侵蝕后發(fā)育成現(xiàn)今的各種黃土地貌［21］。

2 山西晚新生代古地理的新構(gòu)造運動響應(yīng)及預(yù)測

上述晚新生代各個時期的古地理揭示新構(gòu)造運動在山西古地理變遷中扮演重要的角色，控制著山西的河流水系變遷及地理構(gòu)造格局變化。

2.1 山西水系變遷及預(yù)測

河流階地是河谷地貌中最突出的地貌特征之一，也是它所屬的河流范圍內(nèi)古氣候變遷、古水文和新構(gòu)造運動以及河流侵蝕基準面升降的最豐富的史冊［22］。黃河在早更新世已在今晉陜峽谷一帶發(fā)育，至今發(fā)育有5級階地，最早的階地距今145萬年［22－23］。作者對河曲一帶黃河階地的調(diào)查發(fā)現(xiàn)：河曲—保德一帶新構(gòu)造運動主要表現(xiàn)為上新世早期夷平面的抬升和黃河階地的發(fā)育；黃河在這一帶自北向南流過，發(fā)育4級階地，均為基座基地，黃河階地的形成是該地地殼間歇抬升的結(jié)果。由黃河階地的拔河高度，計算得河曲—保德一帶上升幅度和速率分別是：中更新世以后上升112m，速率0.16mm／a，中更新世上升速率0.14mm／a，晚更新世上升速率0.18mm／a，全新世上升速率0.7mm／a。

黃河階地在晚更新世、尤其在全新世以來抬升速率的迅速提高，可能與黃河三門峽段在晚更新世末期貫通［24］，黃河侵蝕基準面迅速降低有關(guān)。未來，由于黃河三門峽水利設(shè)施的建立，將導(dǎo)致山西、陜西交接地帶的黃河侵蝕基準面抬升、黃河階地的抬升速率將會逐漸下降。山西境內(nèi)流入黃河的一些較大河流，比如滄頭河、蔚汾河、三川河、涑水河等將會將原來流入黃河的一部分水量保留在山西境內(nèi)，使目前黃河沿線干燥的呂梁山地區(qū)未來變得濕潤一點。

汾河作為山西的母親河（汾河），不僅構(gòu)筑了山西斷陷帶中的河湖相堆積，且它的發(fā)育與斷陷帶中的斷陷盆地發(fā)育密切相關(guān)。上新世古汾河原是貫穿忻定、太原、臨汾和運城諸斷陷盆地的河流，滹沱河上游原為汾河上游，它經(jīng)過石嶺關(guān)進入太原盆地。早更新世以后，由于石嶺關(guān)斷塊隆起的抬升加之太行山東側(cè)河流的向源侵蝕，從而迫使滹沱河改道東流。臨汾盆地與運城盆地原也是古汾河連通的，中更新世晚期由于紫金山—孤山的隆起，古汾河道從臨汾盆地向西南流入黃河。由上述可見，斷陷帶內(nèi)部水系的發(fā)育受斷陷帶內(nèi)部不均勻的斷塊差異運動的控制。構(gòu)造抬升作用使斷陷帶內(nèi)部水系表現(xiàn)出較強烈的下切作用，造成河流階地的廣泛發(fā)育。桑干河、滹沱河、濁漳河等河流也是早更新世形成而發(fā)育至今，水系格局與今也基本一致。

未來，運城盆地、臨汾盆地由于南側(cè)的中條山隆起、北側(cè)的靈石隆起進一步抬升，以及東西兩側(cè)羅云山斷裂、霍山斷裂進一步錯斷，可能會形成一個覆蓋整個地區(qū)的大湖泊。作為臨汾、運城盆地分界的峨嵋臺地，由于本身為黃土臺地易被侵蝕、沖刷，且臺地兩側(cè)斷裂活動強度不是很大，可能會成為湖心洲。臨汾盆地的主要河流—汾河，將不再經(jīng)河津一帶入黃河，可能經(jīng)過貫穿峨嵋臺地的北北西向的斷裂（比如陶村斷裂）匯入運城盆地。運城盆地的主要河流—涑水河將由于朝邑隆起的抬升，以及三門峽一帶黃河的逆源侵蝕，將不再流向西南入黃河；可能會取捷徑，由運城向東南方向直接穿過中條山于三門峽一帶入黃河。

筆者估計，由于未來太原盆地兩側(cè)交城斷裂和太谷斷裂進一步錯斷，導(dǎo)致太原盆地斷陷程度進一步加深，最終將形成一個大湖泊。由于其基地海拔的降低，以及兩側(cè)隆起區(qū)河流的側(cè)向侵蝕，離石一帶三川河水系，沁源一帶的沁河水系，榆社、武鄉(xiāng)一帶的漳河水系可能都會改道而不再外流，而是直接匯入未來的太原湖泊。

另外，如果太行山山前斷裂活動加劇，太行山隆起幅度進一步提高，可能會阻礙忻定盆地滹沱河、大同盆地桑干河向東流入河北。忻定盆地系舟山斷裂的錯段進一步加劇，會導(dǎo)致滹沱河改道、重新沿石嶺關(guān)匯入未來的太原湖泊。大同盆地桑干河最大的支流恢河，其發(fā)源于寧武縣西南20km的恢河嶺，現(xiàn)今汾河發(fā)源于寧武縣管涔山附近，如果桑干河不能順利入河北，將可能和現(xiàn)在汾河源頭貫通，最終注入未來的太原湖泊。

2.2 山西地理構(gòu)造格局及預(yù)測

從6500萬年前的新生代開始，太行山山前斷裂帶以東不斷大面積沉降而逐漸形成廣闊的華北平原，斷裂帶以西則大面積持續(xù)隆起。古新世至始新世時期，鄂爾多斯地塊東南隅平陸一帶，受近東西向和北東向斷裂控制開始破裂，形成小型斷裂盆地（三門峽—靈寶盆地），垣曲一帶形成小型凹陷盆地，并一直延續(xù)到漸新世。漸新世時，繁峙一帶也局部斷裂凹陷為小盆地，并有玄武巖噴發(fā)。中新世時期，平陸一帶相對隆起，運城盆地開始形成，在晉、冀、蒙交界地帶（山西是右玉、左云等地），有大量玄武巖噴出地表。到上新世，大約從距今600萬年前開始，南起侯馬、河津，經(jīng)臨汾、太原、忻定，北至大同盆地，一直到河北懷來盆地等，受NE和NNE向斷裂控制，形成山西斷陷帶，隨之山西的整體性隆起完全解體。第四紀基本繼承晚第三紀的構(gòu)造格局，山西斷陷帶繼續(xù)間歇性強烈沉降，接受沉積；斷陷帶兩側(cè)隆起區(qū)則相對緩慢隆起，遭受剝蝕。最終，形成現(xiàn)今山西中間為斷陷盆地、東側(cè)為太行山隆起區(qū)、西側(cè)為呂梁山隆起區(qū)的構(gòu)造、地貌格局。

在山西，破壞性地震通常沿活動斷裂帶分布。山西活動斷裂眾多［25－26］，主要形成于喜山運動時期，有 NE、NNE、NEE向三組（圖1、2、3、4）。正是因為這些活動斷裂在晚新生代時期的“表現(xiàn)”，奠定了目前山西總體北東東向，中間斷陷帶、兩邊隆起區(qū)的構(gòu)造格局。這些活動斷裂也相應(yīng)的成為斷陷帶與兩側(cè)隆起區(qū)的分界斷裂。未來，受到活動斷裂影響，山西中間斷陷盆地會繼續(xù)斷陷下沉、兩側(cè)隆起區(qū)繼續(xù)抬升。若干年后，當斷陷盆地的基地比黃河侵蝕基準面低的時候，山西各個盆地水系將不再外流，而是形成一個南北貫通的大湖景觀，俄羅斯的貝加爾湖可能就是山西未來的“模樣”。

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