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    新疆西天山土拉蘇地區(qū)層狀地貌特征的研究

    2016-09-18 05:53:53張宗欣
    西部探礦工程 2016年7期
    關鍵詞:石層階地礫石

    張宗欣

    (新疆地礦局第十一地質(zhì)大隊,新疆昌吉831100)

    新疆西天山土拉蘇地區(qū)層狀地貌特征的研究

    張宗欣*

    (新疆地礦局第十一地質(zhì)大隊,新疆昌吉831100)

    土拉蘇地區(qū)位于西天山西段,處于科古琴山南坡大斷裂和伊犁盆地北緣大斷裂帶之間,由科古琴山—婆羅科努山脊至伊犁谷地呈現(xiàn)出典型的層狀地貌,包括夷平面與河流階地2種地貌類型。

    土拉蘇地區(qū);層狀地貌;夷平面;河流階地

    1 區(qū)域主要地貌類型

    區(qū)域內(nèi)發(fā)育有科古琴、婆羅科努兩大東西走向的山脈和3個支流(瓊阿希河、克希阿希河、阿庇因的河)匯集成伊克阿夏河進入皮里青河,其抬升過程在一定程度上響應了天山的隆升歷史。吐拉蘇地區(qū)地勢從科古琴山和婆羅科努山向伊犁盆地逐級降低,呈現(xiàn)出由高到低的階梯狀地貌帶。

    依次是:極高山帶或高山帶,分布在海拔3500m以上,其上覆蓋著終年不化的積雪和冰川,冰雪剝蝕與風化作用強烈;亞高山帶,分布在海拔2800~3500m(占區(qū)域的13.18%,表1,土拉蘇地區(qū)高程統(tǒng)計),冰緣、冰積及冰蝕地貌廣泛分布,古冰川遺跡遍布;中山帶,分布在海拔1800~2800m(占區(qū)域的58.09%),是降水最充沛的分布帶,侵蝕作用強烈,地形較陡;低山丘陵帶,分布在海拔800~1800m(占區(qū)域的25.73%),其上覆蓋著厚度不等的黃土礫石,地形較緩,地面塌陷、泥石流、滑坡與沖溝等遍布;河谷谷地和山前沖洪積傾斜平原,分布在海拔800m以下。不同高度由于水熱條件的不同分布著不同類型的地貌,并且有規(guī)律地呈帶狀分布,表現(xiàn)出層狀地貌的特征。

    2 層狀地貌

    區(qū)域位于西天山西段,處于科古琴山南坡大斷裂和伊犁盆地北緣大斷裂帶之間,由科古琴山—婆羅科努山脊至伊犁谷地呈現(xiàn)出典型的層狀地貌,包括夷平面與河流階地。

    2.1夷平面系列

    夷平面受海平面控制,經(jīng)過長期地貌演化的最終地形,因此研究天山新構(gòu)造運動最直接的證據(jù)就是夷平面,以往的研究普遍認為天山有3次抬升,3次夷平,還存在著三級夷平面(山頂面與主夷平面)。

    表1 吐拉蘇地區(qū)高程統(tǒng)計

    三級夷平面廣泛分布在天山,古生代、中生代經(jīng)過多次構(gòu)造運動形成的構(gòu)造形態(tài)和褶皺巖層由于它的發(fā)育而被削平。天山夷平面高度的抬升是新構(gòu)造運動作用的結(jié)果,以古華力西褶皺山脈為基礎,經(jīng)過中生代、早第三紀的剝蝕夷平,在第三紀末到第四紀初形成的。而后在氣候和新構(gòu)造運動的不斷作用下其地貌發(fā)生了變化,逐漸形成現(xiàn)代的地貌形態(tài),并且在其作用下夷平面在垂直方向和水平方向都存在著明顯差異,其表面也發(fā)生了一系列變形。

    古天山準平原從晚第三紀以來因斷塊的升降運動分異而發(fā)生破壞或解體,準平原在斷塊的抬升作用下發(fā)生變形解體或位移,從而形成了山地夷平面。在科古琴—婆羅科努山的南坡,有2條北西西向的活動斷裂帶,并且形成了3個地形梯級(如圖1所示)。

    自上而下,第Ⅰ級夷平面是新生代構(gòu)成的高山帶山頂面,海拔在3500m以上。全部由冰川覆蓋,寒冬風化作用與冰川侵蝕作用非常強烈,整個地貌面被強烈侵蝕下切,從而形成一系列海拔高度為3500多米的孤立山峰和齊平的山脊線,山頂面、山脊線上都是由堅硬的巖石構(gòu)成。該級夷平面在區(qū)域內(nèi)的保存面積比較小。

    圖1 區(qū)域夷平面分布圖

    第Ⅱ級夷平面是新生代構(gòu)成的中山帶山頂面,海拔2800~3000m左右。此帶是受冰川與河流作用頻繁交替、互有消長的場所。

    第Ⅲ級夷平面主要是新生代構(gòu)成的低山丘陵帶的山頂面,上線海拔為1800~2200m,自此高度以下向南傾斜,就是山麓侵蝕面,其上往往有第四紀冰水砂礫石層的堆積,主要是由起伏和緩的山麓丘陵頂面構(gòu)成。不論在冰期還是間冰期,外營力中占支配地位的還是河流作用。

    2.2階地系列

    區(qū)域內(nèi)水系較為發(fā)育,區(qū)內(nèi)水系屬伊犁河水系,其主要支流水系瓊阿希河、克希阿希河、阿庇因的河、皮里青河,這些河流階地較為發(fā)育,以伊犁河階地尤為發(fā)育,發(fā)育T1—T5共5級階地(如圖2所示)。其中T3和T4屬于次級階地,T1-T3階地保存的相對完整,有最初形成時臺面的形狀,T4-T5階地面表現(xiàn)為山地、丘陵地貌,這兩級階地發(fā)育不好,階地面較破碎。T1-T2階地為堆積階地,高度不超過10m,是全新世的產(chǎn)物,T3-T5階地為基座階地,都是更新世不同時期形成的,是第四紀冰期的冰水堆積物[1]。瓊阿希河、克希阿希河、阿庇因的河在區(qū)內(nèi)均發(fā)育有T1-T2共2級階地(如圖3所示),都為堆積階地。

    (1)T5:該級階地類型為覆蓋基座階地,階地河拔高度為200~250m。階地上的礫石層厚度較大,礫石粒徑差異較大,分選差,磨圓次棱角—次圓。黃土覆蓋在階地礫石層之上,其中上部呈灰黃色,底部呈深褐色。T5級階地中古土壤呈灰褐色,土壤發(fā)育程度較弱,僅在底部發(fā)現(xiàn)有古土壤。該階地面受到后期流水侵蝕作用的影響,沖溝、細溝較發(fā)育。

    (2)T4:位于T3之上,河拔高程為150~200m,階地面寬約0.3~0.8km。其上堆積物可分為3層:①為中更新世粉砂質(zhì)黃土,顏色以淡黃色為主,土質(zhì)松散,孔隙比較大、富含鈣,垂直節(jié)理不發(fā)育;②為砂礫石層,其中礫石占70%~80%,呈水平面狀分布,分選較差,且五分之一含砂,礫石磨圓較好,為橢圓形和扁橢圓形,定向排列較好,礫石厚度一般為4~10m。③為中晚更新世坡積物,分布在山前斜坡地帶,多呈倒石錐狀產(chǎn)出,巖性多為含礫的黃褐色亞砂土,分選磨圓度差,棱角狀,礫石松散無膠結(jié),一般厚1~2m。

    (3)T3:位于T2之上,河拔高程120~150m,階地面寬約0.15~0.2km。階地面上的堆積物具有二元堆積結(jié)構(gòu)與四分性:①為晚更新世黃土狀土蓋層,灰黃色,其中夾薄層含砂細礫石層,厚4~5.5m;②為砂礫石層,顆粒組成以礫石為主,含量在60%~75%,分選和磨圓度好,大小以3~9cm為主;③為下西域組礫巖,礫徑在2cm以上,最大的可達10cm以上,其磨圓度較好,有砂泥質(zhì)填充。

    (4)T2:河拔高程60~85m,階地面寬0.5~0.6km。階地面上的堆積物具有二元堆積結(jié)構(gòu):①為砂礫石層,分選磨圓度好,礫徑2~4cm,具定向性,礫石成分為玄武巖、混合巖、輝綠巖、火山角礫巖及花崗閃長巖等,厚1.5~2m;②為晚更新世黃土,厚度為5~10m,顏色呈灰黃色、黃色,土體較為疏松,含有較粗的顆粒,有陷穴、滑坡及坍塌發(fā)育[2]。

    (5)T1:河拔高程30~55m,階地面寬1~2km。主要為砂礫層,礫石分選好,磨圓度也較好,以3~8cm為主,礫石成分為變質(zhì)砂巖、花崗閃長巖、玄武(玢)巖及混合巖等。T1階地不連續(xù)地分布在現(xiàn)代河谷內(nèi)[2]。

    通過研究得出各階地特征如下:

    (1)T2(二級階地),為堆積階地,位于T1之上,河拔高程80~100m左右,該階地面寬0.6~2.5km左右,其上堆積物具二分性,下部為砂礫石層,青灰色,局部夾粗砂透鏡體,其中礫石含量為65%,粗砂為35%;礫石分選好,磨圓度也較好;礫石大小為1~3cm占45%,3~6cm 占30%,6~10cm占15%,大于10cm占10%,最大者可達40cm;礫石定向性好,礫石成分較多,有中基性火山巖、花崗巖、花崗閃長巖、石英、玄武巖、安山巖、云母石英片巖及礫巖等,其中以中基性火山巖為主,厚約4~5m;其中礫石層底部1~2m發(fā)生鈣質(zhì)膠結(jié),礫石從下向上由粗變細;上部為黃土層,淡黃色,厚25~30m。

    (2)T1(一級階地),為堆積階地,位于河漫灘之上,河拔高程20~30m,階地面寬約0.5~1km,為砂礫石層夾砂巖透鏡體,透鏡體為中細砂,長3~4m,厚10~35cm,礫石層礫石含量70%,粗砂含量為30%;分選中等,磨圓次棱角—次圓狀;大小以3~8cm為主,其中,1~4cm占40%,4~8cm占30%,8~15cm占20%,大于15cm 占10%,最大者可達30cm;礫石成分較多,主要含有花崗巖、石英、中基性火山巖、混合巖等,且其定向排列較好。有較薄的黃土礫石層覆蓋在其上部。

    3 結(jié)論

    在山地西端斷陷的賽里木湖盆地的最高山頂面的海拔與第Ⅱ級夷平面的地形面相當,第Ⅰ、第Ⅱ級夷平面是山頂夷平面。有關夷平面的形成年代,夷平面同時性和異時性的問題,也還有待于深入研究。

    吐拉蘇地區(qū)發(fā)育有5級階地,T3和T4階地屬于次級階地,T5階地由冰水沖洪積礫石和黃土組成,形成于下望峰冰期,下切和廢棄的時代是下望峰和上望峰冰期之間的末次間冰期,距今(7.5~13)×104a;T2階地是上望峰冰期的產(chǎn)物,其下切和廢棄時代是距今(1.2~1.3)×104a,全球的氣候?qū)儆跍貪衿冢籘1階地是全新世的產(chǎn)物,河流侵蝕和沖積扇形成于距今(0.8~1.2)× 104a,其下切廢棄的時代距今(0.7~0.8)×104a[3]。因此,可以說明階地的形成除了與構(gòu)造活動有關,也與氣候有很大的關系。

    [1]中國科學院新疆地理研究所.天山山體演化[M].科學出版社,1986.

    [2]袁慶東,郭召杰,張志誠,等.天山北緣河流階地形成及構(gòu)造變形定量分析[J].地質(zhì)學報,2006,2(2):210-216.

    [3]馮光勝.中祁連地區(qū)第四紀地貌、環(huán)境變遷與構(gòu)造隆升響應的研究[D].中國地質(zhì)大學(武漢),2004.

    P53

    A

    1004-5716(2016)07-0122-03

    2015-07-14

    2015-07-15

    張宗欣(1989-),女(漢族),山東濰坊人,助理工程師,現(xiàn)從事地質(zhì)勘查技術(shù)工作。

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