黄河兰州盆地河流阶地特征与成因分析

黄河兰州盆地河流阶地特征与成因分析

摘要:黄河的阶地是黄河生成地区在青藏高原上升隆

起后，形成的如台阶状的地貌现象。正是由于这些阶地的出现，黄河才可以从最初地面的片片大湖，得以百川汇流，一泻千里，形成气势磅礴的大河。因此，科学家们称黄河阶地犹如一本活的教科书，是考察黄河生成演变历史的最有力的地质根据。

关键词：兰州盆地、黄河阶地

引言：黄河兰州盆地中的河流阶地特征典型，保存完整，现已查明的阶地有九级，在阶地的研究中具有重要的价值，吸引着中外众多学者的目光。虽然，曾经有许多学者对黄河兰州阶地的研究取得了重大的成就，得出了许多有力的结论，然而，以往对该地区阶地的研究多偏重于高级阶地的形成时代，对阶地的成因却研究不深，而且在某些方面还存在一定的分歧。这对于黄河各阶地划分的科学完整性不利，本文选择了黄河阶地最为著名，被称为“兰州式阶地”的黄河兰州盆地河流阶地进行全面的分析，利用前人证实的数据和资料分析其特征和成因。

1.黄河兰州盆地河流阶地所处地理位置及相关的地质情况

地理位置：兰州盆地位于黄土高原的西端、青藏高原的东北角，为一中生代盆地，海拔1500米上，区内

大部分地区为黄土所覆盖，黄河自西向东在转向北东穿流而过。兰州位于黄河上游较为开阔的谷地中，由于紧邻青藏高原且又处在高原东北缘转弯部位，几个

不同形式的构造体系在此交汇。受高原隆起的影响，本区新构造运动表现强烈且形式复杂。

气候情况：兰州属于中温带大陆性气候，市区平均海拔1520米。年均气温11.2度，年均降水量327mm，全年日照时数平均为2446小时，无霜期180天。

2.黄河兰州盆地河流阶地的特征：黄河兰州盆地河流阶地发育最为标准,分布最广泛.基座最大拔河高度330m,为第三系红色砂砾岩、砂岩和白垩系砂泥岩,上覆35m冲积砾岩,顶部为厚度不等的风成黄土,阶地越老黄土越厚.T1T3连续完整,T4T7受后期流水冲刷切割成为梁卯状.根据14C、热释光和古地磁等方法确定的各级阶地形成时代分别为10ka,60ka,140ka,560 ka,1 200 ka,1 500 ka和1 600 ka。自上而下黄河各级阶地特征如下:

第七级阶地(T7),基座阶地,基座为第三系红层。在墩洼山一带,差分GPS测量阶地砾石层顶面拔河216m,砾石层厚约6m,河漫滩相粉砂厚约12m,其上风成黄土最厚200m。在墩洼山以东骆驼岘附近,阶地砾石层顶面由于受沿大沙沟发育的断层错动(见图1)拔河高度下降到141m。河漫滩粉砂之上风成黄土仅厚100m左右。

第六级阶地(T6),基座阶地,在小沟至大浪沟一带出露较好,基座为第三系红层。在小沟,差分GPS测量阶地砾石层顶面拔河128m,到大浪沟降至72m,砾石层厚

3~4m,之上是厚约18m的具有明显水平层理的河漫滩粉砂,其顶部覆盖100~110m的风成黄土。

第五级阶地(T5),基座阶地,仅在小沟至小沙沟一带发育,基座为第三系红层。阶地砾石层顶面在小沟一带

拔河108m,在小沙沟一带降至80m。砾石层厚3~4m,

河漫滩相粉砂厚约8m,之上是厚约98m的风成黄土。

第四级阶地(T4),基座阶地,基座为第三系红层。该级阶地在整个东盆地出露较广,阶地砾石层顶在小沟一

带拔河约100m到大浪沟降至62m,砾石层厚约4~6m,

之上是厚6~10m具有明显水平层理的河漫滩相沉积物,再上是厚约70~100m的风成黄土。

第三级阶地(T3),基座阶地,基座在白塔山一带为片麻岩,在其他地区多为第三系红层。该级阶地是兰州地

区分布最广,保存最好,阶地面最为连续的黄河阶地,

也是进行阶地对比划分的重要标志性地貌面。阶地砾石层顶面在罗锅沟一带拔河77m,到石沟一带降至45m,向下游又有增加,到石台沟增至71m。砾石层厚约

5~7m,河漫滩粉砂厚约10m,风成黄土厚约40~60m。

第二级阶地(T2),基座阶地,基座在白塔山一带为片麻岩,在其他地区多为第三系红层。阶地砾石层顶在罗

锅沟一带拔河30m,到大浪沟一带降至22m,在石台沟

又升至31m。砾石层厚约5m,河漫滩相粉砂层厚约

10m,顶部堆积约20m厚的马兰黄土。

第一级阶地(T1),目前为兰州市区所占据,在东盆地内多为堆积阶地,在盆地东端变为侵蚀阶地或基座阶地。砾石层顶面拔河在罗锅沟一带较高约为15m,在大浪

沟一带降为9m。砾石层之上河漫滩厚约0.4m,再上为黑垆土型古土壤S0,顶部堆积约2m的全新世黄土。

3.黄河兰州盆地河流阶地的形成原因：

3.1气候因素：气候变化对河流阶地的影响主要是降

水以及与之相关的植被等通过影响河流的水量和含沙量来影响河流过程和河流地貌。

3.1.1兰州盆地的气候历史情况：兰州盆地已经发现

的腹足类、哺乳类和孢粉三大类古生物的化石，来推断更新世的气候环境。早更新世早期，兰州地区为低山丘陵地貌，黄河开始孕育，气候干冷；早更新世中期，风成黄土开始沉积，黄河形成，气候从干冷到暖湿反复变化；早更新世晚期，黄河的六、五两级阶地形成，四级阶地开始发育。中更新世时，干旱寒冷和温暖湿润气候交替变换，有过异常干燥、风力极盛的情况。气候干冷时呈现干草原或者荒漠草原环境；气候暖湿时显示出兰州至少位于北亚热带的边缘，为一种森林草原环境。中更新世末期，黄河的四三两级阶地已经形成。晚更新世时，兰州地区的气候从早期的暖湿气候逐渐演变成晚期时候的及干燥的气候环境，先后经历了针叶林草原、干草原、针叶林草原、干草原至荒漠草原的演变过程。晚更新世末期，兰州河谷盆地周围高山渐成规模，黄河定型，二级阶地形成。

3.1.2兰州盆地的气候历史对本地区阶地形成的影响：气候变冷,流域内物理风化的加强,或者气候变干，流域内植被覆盖度减小，坡面侵蚀强度加大，都使流域补给河流的水量减少，沙量增加，造成河床加积。相反，气候变湿热，河流中泥沙量减少而径流量增加，导致河床下切侵蚀，形成阶地。可见，长期的气候干湿变化引起堆积和侵蚀作用的交替，便会形成一系列阶地。这种阶地称为气候阶地，如第四纪以来与间冰期气候交替出现所形成的阶地。气候的暖湿和冷旱交替对河流阶地的形成起到不同的作用。暖湿气候的是