汾河地塹湖盆第四紀地貌—沉積特征的構(gòu)造控制

王騰

摘要：汾河地塹湖盆是山西中南部邊緣的一個斷陷盆地，新構(gòu)造運動活躍，以斷陷沉積為主，其第四紀地貌又多以砂礫層、粘土、湖相、黃土等沉積為主，沉積特征顯示了在湖盆形成過程中發(fā)生的各種構(gòu)造運動，正是這些構(gòu)造運動導致盆地曾出現(xiàn)多次湖侵湖退過程。本文通過分析其地貌的沉積特征研究它對湖侵湖退的控制作用，希望對有關理論研究提供數(shù)據(jù)支持。

關鍵詞：汾河湖盆；第四紀地貌；沉積特征；構(gòu)造控制

一、汾河湖盆典型剖面的沉積特征

（一）北莊剖面沉積特征

剖面第一層沉積為古土壤層S0淺褐色亞粘土，厚度約1.0m；依次下陷為淡黃色粉砂質(zhì)粘土，這種土質(zhì)疏松多孔，具有垂直節(jié)理，厚度約3.8m；第三層由三層古土壤S1組成，類型為棕褐色亞粘土、灰白色和灰綠色粘土，厚度分別約3.2m、2.9m，湖相層的水平層理清晰，便于觀察；再下一層由兩層古土壤L2和S2復合而成，分別為灰黃色粉砂質(zhì)粘土和棕紅色亞粘土，質(zhì)地疏松均勻，厚度分別約0.9m、1.5m；最后一層為湖相層，由雜色粘土構(gòu)成，有明顯的水平層理，厚度約5.7m。

對北莊剖面沉積特征進行分析可知，在古土壤S2發(fā)育時一定出現(xiàn)過一次湖退階段，這樣才能使棕紅色的亞黏土超覆在湖相層之上，也就是說在古土壤S2發(fā)育前，出現(xiàn)過湖泊的入侵擴張階段，對應于黃土層L2發(fā)育的晚期，如此原先在湖相層之上的黃土層重新被湖相層覆蓋就能得到解釋。其次古土壤層S1覆蓋在湖相層之上說明在古土壤S1發(fā)育前，盆地又發(fā)生了一次湖退，導致湖面縮小，湖相層被古土壤S1所超覆。因此，在古土壤S1、S2發(fā)育期間汾河盆地至少發(fā)生過兩次大規(guī)模的湖退現(xiàn)象，在黃土層L2發(fā)育之時，有過一次大范圍的湖侵擴張現(xiàn)象，這些都在一定程度上反映了沉積特征構(gòu)造對湖退-湖侵-湖退的演化過程的控制。

（二）其他典型剖面沉積特征

在地貌沉積上，由于斷裂凹陷作用，湖盆的第四紀地貌發(fā)育保留了兩級湖積臺地：大陽臺地和千伏村臺地。與北莊剖面沉積特征有所區(qū)別，其湖相層之上覆蓋層是由黃土和古土壤復合而成的，土層序列分別是古土壤S1和S5、黃土層L2，但兩級臺地的形成時代與北莊剖面幾乎一致。兩級臺地之間也發(fā)生了土壤混合，太陽臺地的前緣古土壤層S5與千伏村臺地中的湖相層相互延伸過渡。其他典型剖面如三林鎮(zhèn)剖面、三家店剖面等沉積特征與北莊類似，其湖相沉積層之上覆蓋的也是古土壤層S2和黃土層L2，在黃土層之上又覆蓋了灰綠色粘土構(gòu)成的湖相層以及黃土層L1。倉底村剖面的沉積特征為湖相層之上覆蓋古土壤S5、S4和黃土層L1，并且又被湖綠色粘土湖相層覆蓋，南周村臺地剖面沉積序列自上而下為：古土壤S1和黃土L1的復合層、黃土層L2、L3、雜色或灰綠色的湖相沉積層。

二、汾河湖盆湖侵-湖退的構(gòu)造控制

（一）構(gòu)造控制過程

汾河湖盆外圍是一個外流湖，其下游建設有泄水通道。除去天氣環(huán)境的影響，汾河地塹湖盆第四紀地貌湖侵-湖退主要是由構(gòu)造活動強弱來控制。當構(gòu)造活動強烈時，湖盆的上地幔劇烈上移，幅度明顯大于盆地間和周邊山地地區(qū)上移運動的幅度，這樣就導致了湖盆地區(qū)上地殼比周圍山體結(jié)構(gòu)要高。如此一來，湖盆的蓄水量因為空間環(huán)境的變化顯著減少，湖水通過泄水通道被排泄，使下游河道高度不斷被侵蝕而發(fā)生塌陷現(xiàn)象。這樣湖盆區(qū)域就產(chǎn)生了一次湖退，湖泊蓄水量減少，湖面面積縮小，形成了一級湖級臺地，在沉積特征上的表現(xiàn)為湖相層之上超覆黃土或古土壤層。當構(gòu)造活動減弱或趨于相對穩(wěn)定時，上地幔上移活動減弱，其上移幅度逐漸小于盆地間和周邊山地地區(qū)上移運動的幅度，甚至出現(xiàn)緩慢收縮現(xiàn)象，導致湖盆地區(qū)上地殼比周圍山體結(jié)構(gòu)要低，發(fā)生沉降現(xiàn)象，湖盆的蓄水范圍和容量增大，河道變寬，湖面擴大。湖盆剖面的沉積特征資料也表明了湖盆上地幔的活動與盆地的形成基本一致。可以說，在構(gòu)造活動控制下，湖盆地貌沉積過程與特征反映的就是地殼上地幔的活動。在地表湖盆中表現(xiàn)為湖退-湖侵-湖退的地貌沉積旋回。

（二）構(gòu)造控制規(guī)律

當湖盆地殼上地幔處在構(gòu)造運動的強烈期時，對應的地貌沉積特征為湖相層上超覆古土壤層S1、S2、S5，說明湖盆處在強烈湖退期；當湖盆地殼上地幔處在構(gòu)造運動減弱期或穩(wěn)定期時，對應的地貌沉積特征為湖相層上超覆黃土-古土壤復合型L2-S2、L3-S5，說明湖盆處在緩慢湖侵期。還有一點值得說明的是，在古土壤S1發(fā)育時期湖盆構(gòu)造運動劇烈，顯示為快速湖退，讓盆地中的湖泊完全消失，因此無法找到在湖泊消失后因上地幔下沉而出現(xiàn)的湖侵現(xiàn)象的證據(jù)，但湖盆其他地貌或沉積現(xiàn)象可以加以佐證，上地幔相對于其下游河底高度，仍處于不斷下降的狀態(tài)，主要是因為下游的河道不斷被侵蝕，在強烈湖退時尤其會加速侵蝕下陷，每次強烈湖退之后的湖面如果再次發(fā)生湖侵現(xiàn)象，并不會回返或超過其湖退前的高度，所以早期形成的湖積臺地比后期更高。

結(jié)束語

汾河地塹湖盆第四紀地貌的沉積特征顯示，湖盆的湖侵湖退現(xiàn)象與構(gòu)造運動的強弱有密切的關系。針對湖盆上地幔上移的幅度來說，構(gòu)造運動越劇烈，上移幅度越大，湖退現(xiàn)象越快速；構(gòu)造運動越微弱，上移幅度越小，顯示為緩慢的湖侵現(xiàn)象，汾河地塹湖盆第四紀地貌的沉積特征說明了汾河湖盆曾經(jīng)發(fā)生過三次大幅湖退，表明了該區(qū)域發(fā)生過三次劇烈的構(gòu)造運動。也就是說，在構(gòu)造活動控制下，湖盆地貌沉積過程與構(gòu)造活動強弱一致，在地表湖盆中就表現(xiàn)為湖退-湖侵-湖退的地貌沉積旋回。

參考文獻：

[1]胡小猛，郭家秀，胡向陽等.汾河地塹湖盆第四紀地貌-沉積特征的構(gòu)造控制[J].地理學報，2010，65（1）：73-81.

[2]王振強，胡秀梅，吳義北等.柴北緣馬海地區(qū)新生界沉積特征與沉積相演化[J].四川地質(zhì)學報，2010，30（2）：129-131.

[3]陳留勤，郭榮濤，鐘焱等.荊門—當陽盆地上三疊統(tǒng)沉積相結(jié)構(gòu)特點及其對構(gòu)造控制的響應[J].中國地質(zhì)，2011，38（6）：1446-1453.

[4]胡小猛，胡向陽，郭家秀等.汾河地塹湖盆第四紀中晚期地貌-沉積特征及湖侵-湖退的構(gòu)造控制模式研究[C].//2010年全國地貌與第四紀學術研討會論文集.2010：183-194.