汾河地塹湖盆第四紀(jì)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(gè)斷陷盆地，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍，以斷陷沉積為主，其第四紀(jì)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(yùn)動(dòng)，正是這些構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)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(duì)湖侵湖退的控制作用，希望對(duì)有關(guān)理論研究提供數(shù)據(jù)支持。

關(guān)鍵詞：汾河湖盆；第四紀(jì)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(fù)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(duì)北莊剖面沉積特征進(jìn)行分析可知，在古土壤S2發(fā)育時(shí)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?jǐn)U張階段，對(duì)應(yīng)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(dǎo)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(shí)，有過一次大范圍的湖侵?jǐn)U張現(xiàn)象，這些都在一定程度上反映了沉積特征構(gòu)造對(duì)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(jì)地貌發(fā)育保留了兩級(jí)湖積臺(tái)地：大陽臺(tái)地和千伏村臺(tái)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(fù)合而成的，土層序列分別是古土壤S1和S5、黃土層L2，但兩級(jí)臺(tái)地的形成時(shí)代與北莊剖面幾乎一致。兩級(jí)臺(tái)地之間也發(fā)生了土壤混合，太陽臺(tái)地的前緣古土壤層S5與千伏村臺(tái)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(cāng)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(tái)地剖面沉積序列自上而下為：古土壤S1和黃土L1的復(fù)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(gè)外流湖，其下游建設(shè)有泄水通道。除去天氣環(huán)境的影響，汾河地塹湖盆第四紀(jì)地貌湖侵-湖退主要是由構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)弱來控制。當(dāng)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈時(shí)，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(yùn)動(dòng)的幅度，這樣就導(dǎo)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?yàn)榭臻g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(jí)湖級(jí)臺(tái)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(dāng)構(gòu)造活動(dòng)減弱或趨于相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，上地幔上移活動(dòng)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(yùn)動(dòng)的幅度，甚至出現(xiàn)緩慢收縮現(xiàn)象，導(dǎo)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(kuò)大。湖盆剖面的沉積特征資料也表明了湖盆上地幔的活動(dòng)與盆地的形成基本一致。可以說，在構(gòu)造活動(dòng)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(dòng)。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(dāng)湖盆地殼上地幔處在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈期時(shí)，對(duì)應(yīng)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(qiáng)烈湖退期；當(dāng)湖盆地殼上地幔處在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)減弱期或穩(wěn)定期時(shí)，對(duì)應(yīng)的地貌沉積特征為湖相層上超覆黃土-古土壤復(fù)合型L2-S2、L3-S5，說明湖盆處在緩慢湖侵期。還有一點(diǎn)值得說明的是，在古土壤S1發(fā)育時(shí)期湖盆構(gòu)造運(yùn)動(dòng)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(duì)于其下游河底高度，仍處于不斷下降的狀態(tài)，主要是因?yàn)橄掠蔚暮拥啦粩啾磺治g，在強(qiáng)烈湖退時(shí)尤其會(huì)加速侵蝕下陷，每次強(qiáng)烈湖退之后的湖面如果再次發(fā)生湖侵現(xiàn)象，并不會(huì)回返或超過其湖退前的高度，所以早期形成的湖積臺(tái)地比后期更高。

結(jié)束語

汾河地塹湖盆第四紀(jì)地貌的沉積特征顯示，湖盆的湖侵湖退現(xiàn)象與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)弱有密切的關(guān)系。針對(duì)湖盆上地幔上移的幅度來說，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)越劇烈，上移幅度越大，湖退現(xiàn)象越快速；構(gòu)造運(yùn)動(dòng)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(jì)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(yùn)動(dòng)。也就是說，在構(gòu)造活動(dòng)控制下，湖盆地貌沉積過程與構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)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。

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