構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)河床深厚覆蓋層的影響

李 治 財(cái)

(新疆維吾爾自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，新疆 烏魯木齊 830006)

構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)河床深厚覆蓋層的影響

李 治 財(cái)

(新疆維吾爾自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，新疆 烏魯木齊 830006)

基于現(xiàn)有覆蓋層勘察資料和西南構(gòu)造背景，提出了河床覆蓋層的形成條件，包括地形地貌條件、物源條件以及水動(dòng)力條件，并進(jìn)一步從區(qū)域構(gòu)造隆升、斷塊差異升降、地震活動(dòng)、河流發(fā)育、岸坡發(fā)育等方面分析了構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)覆蓋層形成的影響，得出了一些有價(jià)值的結(jié)論。

深厚覆蓋層，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，差異性升降，斷陷盆地

河床深厚覆蓋層是指堆積于河床之中，厚度大于30 m的第四紀(jì)松散堆積物[1]。勘察結(jié)果表明在青藏高原東緣斜坡地帶發(fā)育的岷江、大渡河、金沙江等河流河床中深厚覆蓋層最為發(fā)育，厚度一般為數(shù)十米至百余米，局部地段可達(dá)數(shù)百米[2]。河床深厚覆蓋層經(jīng)常引起滲漏、不均勻沉降、壩基抗滑穩(wěn)定及砂土液化等工程地質(zhì)問題[3]，為了更好地解決這些問題，需要我們對(duì)覆蓋層的成因機(jī)理進(jìn)行深入的研究。本文基于現(xiàn)有河床覆蓋層勘察資料和研究區(qū)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)史，從構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的區(qū)域整體性隆升、斷塊的差異性升降、地震活動(dòng)以及構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響下的河流與岸坡發(fā)育等方面入手，探究其對(duì)河床覆蓋層形成條件的影響，從而較為系統(tǒng)地分析構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)深厚覆蓋層的影響，此研究工作對(duì)于今后深厚覆蓋層的研究具有基礎(chǔ)地質(zhì)和工程地質(zhì)價(jià)值，為類似地區(qū)深厚覆蓋層的成因分析、結(jié)構(gòu)特征與工程地質(zhì)問題研究等提供一定參考。

1 河床深厚覆蓋層的形成條件

按照層序地層學(xué)理論，河流的發(fā)育演化存在一個(gè)受海平面、構(gòu)造沉降、沉積負(fù)荷補(bǔ)償、沉積物補(bǔ)給、沉積地形等綜合因素制約的地層基準(zhǔn)面[4]，此基準(zhǔn)面是一個(gè)相對(duì)于地球表面波狀升降的、連續(xù)的、略向盆地方向下傾的抽象面，其位置、運(yùn)動(dòng)方向及升降幅度不斷隨時(shí)間而變化(見圖1)，基準(zhǔn)面相對(duì)于地表的波狀升降，伴隨著沉積物可容空間的變化[5]。

此基準(zhǔn)面的變化控制著河流侵蝕與堆積特征，對(duì)覆蓋層的發(fā)育特征有著極大影響，根據(jù)深厚覆蓋層的發(fā)育與沉積特征，認(rèn)為河床深厚覆蓋層的形成條件主要有3個(gè)：1)地形地貌條件：深厚覆蓋層的形成要求基準(zhǔn)面位于地表之上，有大量的可容空間，以沉積作用為主；當(dāng)基準(zhǔn)面位于地表之下時(shí)，可容空間消失，將發(fā)生侵蝕和深切作用；當(dāng)基準(zhǔn)面與地表一致時(shí)，沉積與侵蝕作用均衡，可容空間為零。2)物源條件：深厚覆蓋層的形成需要大量的物質(zhì)，當(dāng)物質(zhì)供給速率大于可容空間產(chǎn)生速率時(shí)，發(fā)生進(jìn)積；當(dāng)兩者相等時(shí)，發(fā)生加積；當(dāng)物質(zhì)供給速率小于可容空間產(chǎn)生速率時(shí)，發(fā)生退積。3)水動(dòng)力條件：深厚覆蓋層的形成需要適當(dāng)?shù)乃髑治g、搬運(yùn)與沉積能力，強(qiáng)烈的水流侵蝕能力可以形成巨大的可容空間，巨大的水流搬運(yùn)能力可以增加物源，較好的水流沉積能力可以促使覆蓋層的形成。

2 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)深厚覆蓋層侵蝕—堆積特征的影響

2.1 區(qū)域構(gòu)造隆升的影響

西南地區(qū)的區(qū)域整體性構(gòu)造隆升對(duì)深厚覆蓋層的形成產(chǎn)生了以下重大影響。

1)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)整體性上升引起的河谷下切為后期覆蓋層形成提供了大量的可容空間。西南地區(qū)的區(qū)域性急劇隆升引起河流回春、基準(zhǔn)面大幅度下降以及河流縱比降增大，使得西南地區(qū)發(fā)生強(qiáng)烈的區(qū)域性流水下切，在大渡河、岷江等河流普遍形成深切河谷[6]，為覆蓋層的形成提供大量可容空間。

2)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的上升提供了大量的物源。由于地勢的增加，水流搬運(yùn)能力增強(qiáng)，快速隆升引起區(qū)域性流水下切，為下游河段提供了部分物質(zhì)來源。

3)區(qū)域構(gòu)造隆升增強(qiáng)河流和冰川等的侵蝕能力。侵蝕基準(zhǔn)面下降導(dǎo)致河流縱比降增大，增強(qiáng)河流的下切侵蝕能力，形成巨大的可容空間；構(gòu)造隆起提高了河流的局部搬運(yùn)能力。

2.2 斷塊差異性升降的影響

西南活動(dòng)性斷裂廣泛發(fā)育，大部分河段穿越斷裂構(gòu)造帶。斷塊差異升降可以導(dǎo)致流水下切的區(qū)域性變化，使得局部河段的水流侵蝕、搬運(yùn)和沉積能力發(fā)生改變。

當(dāng)斷塊上升時(shí)引起基準(zhǔn)面下降、可容空間減少、河流強(qiáng)烈下切，減少覆蓋層厚度。如大渡河的大崗山河段處于川滇南北構(gòu)造帶的強(qiáng)烈隆升部位，侵蝕比較強(qiáng)烈，河床覆蓋層明顯變薄，覆蓋層物質(zhì)結(jié)構(gòu)單一，厚度僅10 m～20.9 m[7]。

當(dāng)斷陷盆地下降時(shí)：1)基準(zhǔn)面抬升，可容納空間增大；2)局部河段水流沉積能力增大，影響地區(qū)發(fā)生回水，河流縱比降減小，水流的攜砂能力減弱，有利于沉積；3)由于基準(zhǔn)面上升，擴(kuò)大了可容納空間的范圍。如位于大渡河上游的大金川河段，由于前期構(gòu)造上升形成了大量可容空間，在后期構(gòu)造下降時(shí)形成巨厚覆蓋層，厚度達(dá)130 m，覆蓋層物質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜[7]。

2.3 地震活動(dòng)的影響

青藏高原的強(qiáng)烈隆升，使得西南地區(qū)活動(dòng)斷裂帶進(jìn)入強(qiáng)震活躍期，西南高山峽谷中崩滑流高度發(fā)育[23]，尤其在岷江、大渡河、金沙江等河流兩岸分布著眾多大型古滑坡[8]。

首先崩滑流堆積為覆蓋層的形成提供大量物源；同時(shí)地震的作用使巖體更加破碎，使得泥石流、滑坡、崩塌更為發(fā)育，這些崩滑流堆積在河床中形成巨厚的塊碎石、巨礫石和殘坡積粘土的混雜堆積。

同時(shí)崩滑流堆積往往堵斷江河，形成地震堰塞湖堆積。如在大渡河上游開繞村、岷江上游疊溪、金沙江中上游虎跳峽等[9]河段中形成堰塞湖，提供了大量物質(zhì)和局部可容空間。

2.4 河流發(fā)育的影響

構(gòu)造運(yùn)動(dòng)可以通過影響河流水系的發(fā)育來影響覆蓋層的流域性分布特征，青藏高原晚新生代以來的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制著長江中上游流域的發(fā)育特征[10]。

構(gòu)造運(yùn)動(dòng)可以引起河流遷移、河流襲奪，如果河段遇到構(gòu)造強(qiáng)烈隆起，河流會(huì)因隆起而發(fā)生河流改道、河流襲奪，影響覆蓋層的形成。

同時(shí)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)還影響河流的縱比降，當(dāng)縱比降較大時(shí)發(fā)生侵蝕，而縱比降較小時(shí)發(fā)生堆積。

2.5 岸坡發(fā)育的影響

新生代以來的青藏高原快速隆升控制著西南群發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生和分布[8]，構(gòu)造隆升主導(dǎo)了西南河谷的深切作用，形成“V”字形深切河谷。而“V”形深切河谷不僅是河流侵蝕、堆積最活躍的地段，同時(shí)地形坡度較陡，邊坡穩(wěn)定性差，有利于崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育和發(fā)生。岸坡發(fā)育活動(dòng)均直接或間接地為覆蓋層的形成提供了物源與可容空間，尤其為長江中下游提供了部分物質(zhì)來源，常常在河谷中發(fā)生崩滑流堆積，并往往堵斷江河事件，形成局部地段的深厚覆蓋層。

3 結(jié)語

西南地區(qū)河床深厚覆蓋層與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)關(guān)系密切，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)主要是通過區(qū)域構(gòu)造隆升、活動(dòng)性斷裂引起的斷塊差異性升降與地震活動(dòng)以及影響河流、岸坡發(fā)育等方式來起作用的。

西南地區(qū)區(qū)域構(gòu)造隆起引起的區(qū)域下切為后期覆蓋層形成提供了大量可容空間、物源，增強(qiáng)河流的侵蝕、搬運(yùn)能力。斷塊差異升降與覆蓋層的厚度變化密切相關(guān)，當(dāng)斷塊上升會(huì)減少覆蓋層厚度，而當(dāng)斷陷盆地下降時(shí)增加覆蓋層厚度。地震活動(dòng)加劇崩滑流堆積，為覆蓋層的形成提供大量物源，同時(shí)形成堰塞湖堆積。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)還通過影響河流水系的發(fā)育和岸坡發(fā)育等來影響覆蓋層分布、厚度、物質(zhì)結(jié)構(gòu)等特征。

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Impact of tectonic movement upon deep-covering riverbed layer

Li Zhicai

(AcademyofTrafficPlanning&SurveyDesignoftheXinjiangUygurAutonomousRegion,Urumqi830006,China)

Based on current covering-layer survey data and Southwestern tectonic background, the paper points out riverbed covering-layer forming conditions including geographic and geomorphic conditions, source conditions and hydrodynamic conditions, further analyzes impact of regional structural uplift, fault different fluctuation, seismic activity, river development and bank slope development upon tectonic movement, and finally draws some valuable conclusions.

deep-covering layer, tectonic movement, differential fluctuation, fault basin

2015-05-21

李治財(cái)(1987- )，男，碩士

1009-6825(2015)22-0079-03

P641

A