末次盛冰期臨沂城區(qū)段的沂河古河槽

曹光杰，閆克超，吳 婷，曹 原

（1.山東師范大學(xué) 人口·資源與環(huán)境學(xué)院，濟(jì)南 250014；2.臨沂大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，臨沂 276005）

末次盛冰期臨沂城區(qū)段的沂河古河槽

曹光杰1,2，閆克超1,2，吳 婷1,2，曹 原2

（1.山東師范大學(xué) 人口·資源與環(huán)境學(xué)院，濟(jì)南 250014；2.臨沂大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，臨沂 276005）

選擇沂河臨沂城區(qū)段作為研究河段，根據(jù)九曲沂河大橋附近、G327沂河大橋附近的地質(zhì)勘探鉆孔資料，繪制了九曲沂河大橋附近、G327沂河大橋附近沂河古河槽地質(zhì)剖面示意圖，并在臨沂城區(qū)段沂河河槽底部及岸邊進(jìn)行了采樣分析。研究發(fā)現(xiàn)，沂河古河槽底部斷裂帶發(fā)育，G327沂河大橋附近約56 m以下的河槽為末次盛冰期時(shí)的沂河河槽，九曲沂河大橋附近約53～55 m以下河槽為末次盛冰期時(shí)沂河、祊河的古河槽；末次盛冰期，祊河在九曲沂河大橋的下游匯入沂河，沂河古河槽寬深比較大，河槽寬淺，具有分汊–辮狀河特征。

末次盛冰期；沂河；臨沂城區(qū)段；古河槽

關(guān)于末次冰期的環(huán)境，長(zhǎng)期以來一直是國(guó)內(nèi)外研究的一個(gè)熱點(diǎn)。要恢復(fù)末次冰期的地表環(huán)境，沒有對(duì)當(dāng)時(shí)河流狀況的了解，是不全面的。對(duì)古河道的研究不僅可以了解一個(gè)地區(qū)的河流地貌演變歷史，也是研究古地理環(huán)境的重要手段，同時(shí)對(duì)于預(yù)測(cè)未來環(huán)境變化具有重要意義（Baker et al，1993；Starkel，1993），因此引起了越來越多國(guó)內(nèi)外科學(xué)家的關(guān)注（Fish and Mcfarland，1955；Allen and Posamentier，1993；Hou et al，2003；Blum and Aslan，2006；Sidorchuk et al，2009；Westaway and David，2010）。目前國(guó)內(nèi)對(duì)末次冰期古河道的研究，多集中在長(zhǎng)江（楊達(dá)源，1986；夏東興和劉振夏，2001；Li et al，2002；李廣雪等，2005；曹光杰等，2009，2012；劉奎等，2009）、黃河（吳忱等，1986，1991；張祖陸，1990）及珠江（黃鎮(zhèn)國(guó)等，1995）等（傅先蘭登，1998；Lin et al，2003）大江大河上，對(duì)非直接入海的區(qū)域性河流研究很少，目前還沒有對(duì)沂河古河道的研究成果。進(jìn)行末次盛冰期沂河古河道研究，將為探討末次盛冰期華北季風(fēng)區(qū)的古水文與古環(huán)境提供重要的線索。

沂河發(fā)源于山東省沂源縣的魯山南麓，是淮河的重要支流，向南流經(jīng)沂源、沂水、沂南、蘭山、河?xùn)|、羅莊、郯城，在郯城南部入江蘇境內(nèi)，進(jìn)入蘇北平原后，部分經(jīng)灌河口入黃海，部分注入駱馬湖經(jīng)運(yùn)河與淮河相通。全長(zhǎng)574 km，流域面積17325 km2，在山東省境內(nèi)流域面積約9383 km2，長(zhǎng)約280 km。沂河自源頭至跋山水庫為上游，跋山水庫至祊河口為中游，祊河口以下為下游（國(guó)家一級(jí)河流）。祊河是沂河的最大支流，在臨沂市城東北匯入沂河。選擇沂河城區(qū)段作為研究河段（見圖1），具有一定的代表意義。

圖1 沂河臨沂城區(qū)段位置示意圖Fig.1 Stratigraphical cross-section of the Yihe River bridges at Linyi Urban Reach

1 資料與方法

搜集整理九曲沂河大橋地質(zhì)勘探鉆孔243個(gè)，G327沂河大橋地質(zhì)勘探鉆孔29個(gè)。分別對(duì)各大橋附近的鉆孔進(jìn)行配準(zhǔn)定位，選出在同一直線方向上的鉆孔。運(yùn)用ArcGIS 9計(jì)算所選鉆孔之間的距離。根據(jù)鉆孔的距離及深度，分別確定橫比例尺、縱比例尺。根據(jù)確定的比例尺，繪制九曲沂河大橋附近、G327沂河大橋附近沂河橫斷面地質(zhì)剖面簡(jiǎn)圖，用Mapinfo軟件繪制地質(zhì)剖面示意圖。

在G327沂河大橋附近沂河河槽上，結(jié)合工程挖掘，在河床底部約55 m處，采集光釋光測(cè)年樣品2個(gè)（樣品為粗砂礫石，位置見圖1），在河床接近基巖處采集粒度樣品36個(gè)。光釋光年代樣品在中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖所進(jìn)行年代測(cè)試，河床底部樣品年代測(cè)試結(jié)果為22810 ± 2580 a BP。在上游沂河右岸埋深3.91～3.96 m處采集光釋光年代樣品1個(gè)（樣品為礫砂），樣品年代測(cè)試結(jié)果為16520 ± 3600 a BP。

祊河大橋南岸地層，上部約2 m為雜填土，埋深約3 ～ 5 m是砂質(zhì)黏土層，在埋深3.92 ～ 3.96 m、4.34 ～ 4.38 m處采集14C年代樣品2個(gè)（樣品為泥質(zhì)黏土，位置見圖1），年代測(cè)定結(jié)果分別為12210 ± 50 a BP、14020 ± 60 a BP。

2 結(jié)果

2.1 九曲沂河大橋附近剖面

圖2是根據(jù)九曲沂河大橋的地質(zhì)勘探鉆孔資料繪制的沂河古河槽地質(zhì)剖面圖。鉆孔揭示，九曲沂河大橋附近，古河槽位于現(xiàn)在河床的下方。K1—K7孔、K36—K41孔、K44—K55孔是一組相對(duì)深槽，在約53～55 m是埋藏階地。河槽底部切割到溶蝕帶微風(fēng)化灰?guī)r、中風(fēng)化泥巖、強(qiáng)風(fēng)化砂巖、強(qiáng)風(fēng)化安山巖等，巖性較復(fù)雜，有斷裂帶發(fā)育。K49—K53孔河槽底部沉積的是褐黃色粗砂，中等密實(shí)，飽和，分選性一般，主要成分是石英和長(zhǎng)石，含有少量圓礫、卵石，磨圓度較好，系搬運(yùn)而來。深槽底部其他部分沉積的是黃褐色粉質(zhì)黏土，可塑，含較多砂粒及少量卵石。往上整個(gè)河槽中沉積的是黃褐色粗砂，中等密實(shí)，飽和，主要成分是石英和長(zhǎng)石，分選性一般，含有少量圓礫?，F(xiàn)代河床的東側(cè)底部沉積了厚約4 ～ 9 m的黃褐色中砂，稍密—中等密實(shí)，飽和，分選性一般，下部含有卵礫石，磨圓度較好。上部沉積了厚約5 ～7 m的黃褐色粉質(zhì)黏土，可塑，土質(zhì)較均勻。最上部是厚1 m左右的雜填土。K1—K7孔處，最深處在50.98 m到達(dá)基巖，K1孔到達(dá)基巖的深度是55.13 m，槽深約4.15 m，槽寬約120 m，寬深比（B/H）28.92；K36—K41孔處， K40孔最深處在47.26 m到達(dá)基巖，K41孔到達(dá)基巖的深度是52.24 m，槽深約4.98 m，槽寬約80 m，寬深比為16.06；K44—K55孔處， K51孔最深處在48.68 m到達(dá)基巖，K44孔、K55孔均在53.33 m到達(dá)基巖，槽深約4.65 m，槽寬約340 m，寬深比約73.12。

圖2 臨沂九曲沂河大橋附近沂河古河槽地質(zhì)剖面示意圖Fig.2 The stratigraphical cross-section of the Yihe River incised-valley near the Jiuqu Yihe River Bridge

2.2 G327沂河大橋附近剖面

圖3是根據(jù)G327沂河大橋的地質(zhì)勘探鉆孔資料繪制的沂河古河槽地質(zhì)剖面圖。鉆孔揭示，G327沂河大橋附近，古河槽位于現(xiàn)在河床的下方。第四系沉積厚度一般3～5 m，西側(cè)河漫灘處5～8 m。第四系沉積物下覆基巖由東往西依次是強(qiáng)風(fēng)化的凝灰?guī)r、安山巖、灰?guī)r、角礫安山巖、碎裂巖、黏土巖、砂巖，巖性復(fù)雜，斷裂帶發(fā)育。在約56.5 m處有埋藏階地。河床最低處在54.2 m切割到碎裂巖。56.5 m以下河槽寬約758 m，深約2.3 m，寬深比329.57。河槽中第四系砂層自下而上依次為：礫砂，零星分布于河槽底部，成透鏡狀產(chǎn)出，厚0～1 m，黃褐色，灰紫色，飽和，稍密。采集的36個(gè)樣品中，粒徑2～60 mm的礫石平均含量29.82%，成分為石英巖、安山巖、砂巖等。粒徑2.0～0.5 mm的粗砂含量50.28%，成分為石英、長(zhǎng)石；中粗砂，分布于整個(gè)河槽，厚3～5 m，黃褐色，飽和，松散，以中砂為主，含少量粗砂，成分為石英、長(zhǎng)石；粉砂，分布于河兩側(cè)的河漫灘，厚2～3 m，黃褐色，松散，東側(cè)的粉砂層含少量黏土。圖3中年代樣品采樣點(diǎn)樣品的光釋光年代為22810±2580 a BP。

圖3 G327沂河大橋附近沂河古河槽地質(zhì)剖面示意圖Fig.3 The stratigraphical cross-section of theYihe River incised-valley near the G327 Yihe River Bridge

3 討論

沂河河槽底部埋藏巖性復(fù)雜，有斷裂帶發(fā)育。圖2中，據(jù)鉆探揭示，在K38—K42孔處，巖石有泥巖、砂巖、灰?guī)r，是斷裂破碎帶，寬約80 m。因斷裂破碎，容易侵蝕，因此侵蝕河槽在該處最深。在K1—K7孔、K44—K55孔處也是相對(duì)深河槽。圖3中，據(jù)鉆探揭示，河槽中部埋藏巖性為角礫安山巖、碎裂巖、黏土巖，是斷裂破碎帶，侵蝕河槽在該處最深。

根據(jù)G327沂河大橋附近河槽底部沉積物的光釋光年代（22810±2580 a BP），及上游沂河右岸樣品的光釋光年代（16520±3600 a BP），可以判定約57 m以下的河槽為末次盛冰期時(shí)的沂河河槽。根據(jù)祊河大橋附近沉積物樣品的14C年代（14020±60 a BP），可以推斷九曲沂河大橋附近K1—K7孔處約55 m以下的河槽應(yīng)為盛冰期時(shí)的祊河河槽，K36—K41、K44—K55孔處約53 m以下的河槽為盛冰期時(shí)的沂河河槽。末次盛冰期，祊河在九曲沂河大橋附近尚未匯入沂河，兩河之間還有約620 m的分水嶺。據(jù)鉆探發(fā)現(xiàn)，河槽底部埋藏灰?guī)r有溶洞，裂隙發(fā)育，因此古河槽局部相對(duì)較深。

G327沂河大橋附近沂河古河槽寬深比較大，約330，河槽寬淺，略有起伏。末次盛冰期，氣候干冷，沂河流量小，季節(jié)變化大，夏季水量大，冬春流量小，在寬淺河道上形成分汊–辮狀河特征。

4 結(jié)論

（1） 沂河古河槽底部巖性復(fù)雜，斷裂帶發(fā)育。

（2） G327沂河大橋附近約57 m以下的河槽為末次盛冰期時(shí)的沂河河槽。九曲沂河大橋附近約53～55 m以下河槽為末次盛冰期時(shí)沂河、祊河的古河槽。末次盛冰期時(shí)，祊河在九曲沂河大橋附近尚未注入沂河。

（3） 沂河古河槽寬深比較大，河槽寬淺，具有分汊–辮狀河特征。

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The Yihe River's paleo-valley in Linyi urban reach in the Last Glacial Maximum

CAO Guang-jie1,2, YAN Ke-chao1,2, WU Ting1,2, CAO Yuan2
( 1. School of Population, Resources and Environment, Shandong Normal University, Jinan 250014, China; 2. School of Resources and Environment, Linyi University, Linyi 276005, China )

The Linyi urban reach of the Yihe River was selected as the research reach. Two stratigraphical cross-sections of paleo-valley were established with bore datum near Jiuqu Yihe River Bridge and G327 Yihe River Bridge. And we also analyzed the samples from bottom and bank of the Yihe River in Linyi urban reach. The results showed that: the Yihe River's paleo-valley located on the fault zone. In the Last Glacial Maximum, the paleo-valley of Yihe River laid 56 m below near G327 Yi River Bridge, while that of Yihe River and Benghe River laid 53～55 m below near Jiuqu Yihe River Bridge. During the Last Glacial Maximum, Benghe River f owed into Yihe River in the downstream of Jiuqu Yihe River Bridge. The Yihe River's paleo-valley had a relatively large width-depth ratio which meant a wide and shallow river channel, and it had the characteristics of braided river.

the Last Glacial Maximum; the Yihe River; Linyi urban reach of the Yihe River; the paleovallye of the Yihe River

P512；P534

：A

：1674-9901(2014)03-0216-05

10.7515/JEE201403005

2014-04-16

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41372182）；國(guó)家自然科學(xué)基金主任基金項(xiàng)目（41340028）；山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（ZR2012DL02）

曹光杰，E-mail: guangjiecao@163.com