汾河地堑湖盆第四纪地貌--沉积特征的构造控制

　　摘要：汾河地堑湖盆是山西中南部边缘的一个断陷盆地，新构造运动活跃，以断陷沉积为主，其第四纪地貌又多以砂砾层、粘土、湖相、黄土等沉积为主，沉积特征显示了在湖盆形成过程中发生的各种构造运动，正是这些构造运动导致盆地曾出现多次湖侵湖退过程。本文通过分析其地貌的沉积特征研究它对湖侵湖退的控制作用，希望对有关理论研究提供数据支持。

　　关键词：汾河湖盆；第四纪地貌；沉积特征；构造控制

　　一、汾河湖盆典型剖面的沉积特征

　　（一）北庄剖面沉积特征

　　剖面第一层沉积为古土壤层S0浅褐色亚粘土，厚度约1.0m；依次下陷为淡黄色粉砂质粘土，这种土质疏松多孔，具有垂直节理，厚度约3.8m；第三层由三层古土壤S1组成，类型为棕褐色亚粘土、灰白色和灰绿色粘土，厚度分别约3.2m、2.9m，湖相层的水平层理清晰，便于观察；再下一层由两层古土壤L2和S2复合而成，分别为灰黄色粉砂质粘土和棕红色亚粘土，质地疏松均匀，厚度分别约0.9m、1.5m；最后一层为湖相层，由杂色粘土构成，有明显的水平层理，厚度约5.7m。

　　对北庄剖面沉积特征进行分析可知，在古土壤S2发育时一定出现过一次湖退阶段，这样才能使棕红色的亚黏土超覆在湖相层之上，也就是说在古土壤S2发育前，出现过湖泊的入侵扩张阶段，对应于黄土层L2发育的晚期，如此原先在湖相层之上的黄土层重新被湖相层覆盖就能得到解释。其次古土壤层S1覆盖在湖相层之上说明在古土壤S1发育前，盆地又发生了一次湖退，导致湖面缩小，湖相层被古土壤S1所超覆。因此，在古土壤S1、S2发育期间汾河盆地至少发生过两次大规模的湖退现象，在黄土层L2发育之时，有过一次大范围的湖侵扩张现象，这些都在一定程度上反映了沉积特征构造对湖退-湖侵-湖退的演化过程的控制。

　　（二）其他典型剖面沉积特征

　　在地貌沉积上，由于断裂凹陷作用，湖盆的第四纪地貌发育保留了两级湖积台地：大阳台地和千伏村台地。与北庄剖面沉积特征有所区别，其湖相层之上覆盖层是由黄土和古土壤复合而成的，土层序列分别是古土壤S1和S5、黄土层L2，但两级台地的形成时代与北庄剖面几乎一致。两级台地之间也发生了土壤混合，太阳台地的前缘古土壤层S5与千伏村台地中的湖相层相互延伸过渡。其他典型剖面如三林镇剖面、三家店剖面等沉积特征与北庄类似，其湖相沉积层之上覆盖的也是古土壤层S2和黄土层L2，在黄土层之上又覆盖了灰绿色粘土构成的湖相层以及黄土层L1。仓底村剖面的沉积特征为湖相层之上覆盖古土壤S5、S4和黄土层L1，并且又被湖绿色粘土湖相层覆盖，南周村台地剖面沉积序列自上而下为：古土壤S1和黄土L1的复合层、黄土层L2、L3、杂色或灰绿色的湖相沉积层。

　　二、汾河湖盆湖侵-湖退的构造控制

　　（一）构造控制过程

　　汾河湖盆外围是一个外流湖，其下游建设有泄水通道。除去天气环境的影响，汾河地堑湖盆第四纪地貌湖侵-湖退主要是由构造活动强弱来控制。当构造活动强烈时，湖盆的上地幔剧烈上移，幅度明显大于盆地间和周边山地地区上移运动的幅度，这样就导致了湖盆地区上地壳比周围山体结构要高。如此一来，湖盆的蓄水量因为空间环境的变化显著减少，湖水通过泄水通道被排泄，使下游河道高度不断被侵蚀而发生塌陷现象。这样湖盆区域就产生了一次湖退，湖泊蓄水量减少，湖面面积缩小，形成了一级湖级台地，在沉积特征上的表现为湖相层之上超覆黄土或古土壤层。当构造活动减弱或趋于相对稳定时，上地幔上移活动减弱，其上移幅度逐渐小于盆地间和周边山地地区上移运动的幅度，甚至出现缓慢收缩现象，导致湖盆地区上地壳比周围山体结构要低，发生沉降现象，湖盆的蓄水范围和容量增大，河道变宽，湖面扩大。湖盆剖面的沉积特征资料也表明了湖盆上地幔的活动与盆地的形成基本一致。可以说，在构造活动控制下，湖盆地貌沉积过程与特征反映的就是地壳上地幔的活动。在地表湖盆中表现为湖退-湖侵-湖退的地貌沉积旋回。

　　（二）构造控制规律

　　当湖盆地壳上地幔处在构造运动的强烈期时，对应的地貌沉积特征为湖相层上超覆古土壤层S1、S2、S5，说明湖盆处在强烈湖退期；当湖盆地壳上地幔处在构造运动减弱期或稳定期时，对应的地貌沉积特征为湖相层上超覆黄土-古土壤复合型L2-S2、L3-S5，说明湖盆处在缓慢湖侵期。还有一点值得说明的是，在古土壤S1发育时期湖盆构造运动剧烈，显示为快速湖退，让盆地中的湖泊完全消失，因此无法找到在湖泊消失后因上地幔下沉而出现的湖侵现象的证据，但湖盆其他地貌或沉积现象可以加以佐证，上地幔相对于其下游河底高度，仍处于不断下降的状态，主要是因为下游的河道不断被侵蚀，在强烈湖退时尤其会加速侵蚀下陷，每次强烈湖退之后的湖面如果再次发生湖侵现象，并不会回返或超过其湖退前的高度，所以早期形成的湖积台地比后期更高。

　　结束语

　　汾河地堑湖盆第四纪地貌的沉积特征显示，湖盆的湖侵湖退现象与构造运动的强弱有密切的关系。针对湖盆上地幔上移的幅度来说，构造运动越剧烈，上移幅度越大，湖退现象越快速；构造运动越微弱，上移幅度越小，显示为缓慢的湖侵现象，汾河地堑湖盆第四纪地貌的沉积特征说明了汾河湖盆曾经发生过三次大幅湖退，表明了该区域发生过三次剧烈的构造运动。也就是说，在构造活动控制下，湖盆地貌沉积过程与构造活动强弱一致，在地表湖盆中就表现为湖退-湖侵-湖退的地貌沉积旋回。

　　参考文献：

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　　[4]胡小猛，胡向阳，郭家秀等.汾河地堑湖盆第四纪中晚期地貌-沉积特征及湖侵-湖退的构造控制模式研究[C].//2010年全国地貌与第四纪学术研讨会论文集.2010：183-194.

　　王腾

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