西昆仑叶尔羌河流域河流阶地的类型及沉积特征

张 伟, 侯明才, 刘 顺, 康孔跃, 祝大伟, 陈 琳

(1.油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学),成都 610059;2.四川省核工业地质局 二八二地质队,四川 德阳 618000)

西昆仑叶尔羌河流域河流阶地的类型及沉积特征

张 伟1, 侯明才1, 刘 顺1, 康孔跃2, 祝大伟2, 陈 琳2

(1.油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学),成都 610059;2.四川省核工业地质局 二八二地质队,四川 德阳 618000)

探讨西昆仑叶尔羌河流域河流阶地的类型及沉积物特征，为进一步研究西昆仑第四纪以来的隆升历史和对新构造运动的沉积响应提供依据。从新疆叶城县南叶尔羌河流域3条河流阶地剖面的实测数据入手，以各级阶地孢粉样品的分析为主要方法。结果表明叶尔羌河流域发育的河流阶地主要为基座阶地和堆积阶地。孢粉的主要类型在各级阶地发育过程中没有发生大的变化，表明构造作用在阶地发育过程中占主导。

西昆仑；叶尔羌河；河流阶地；沉积物特征

叶尔羌河位于中国新疆维吾尔自治区境内，是塔里木河的源头，全长970多千米，穿过昆仑山区，成为克什米尔与新疆之间的一段边界。叶尔羌河发源于克什米尔北部喀喇昆仑山脉的喀喇昆仑山口，上游发育深切峡谷，在山区形成的急流冲出昆仑峡谷后自东向西流动，形成许多支流(图1)。55 Ma B.P.以来，印度-欧亚大陆碰撞，引起青藏高原阶段性隆升。特别是2.56 Ma B.P.以来，由于受到青藏高原急剧隆升的触动，西昆仑不断受到挤压并发生抬升，造成叶尔羌河及其支流在流域范围内迅速下切，形成基座阶地；同时在河流的中下游，河流接受上游被剥蚀物质的覆盖，形成堆积阶地[1]。

王永等(2004)通过对西昆仑山前克里雅河阶地的地貌、沉积特征及年龄测定，分析了克里雅河阶地的形成时代及其成因[2]。赵振明等(2006)利用西昆仑提孜那甫河与喀拉喀什河3条河谷阶地的实际资料和ESR、14C年代数据，确定了3条剖面上各级阶地的形成年代，并通过横剖面对比结合纵剖面，认为山前河谷阶地的形成，气候作用大于新构造作用[3]。王永等(2009)利用光释光(OSL)与热释光(TL)方法测定了西昆仑山前几条主要河流阶地的年代[4]。由此看,前人主要针对西昆仑山前带河流阶地的类型和各阶地发育的年龄做了大量细致的研究工作，针对西昆仑腹地内的河流阶地类型和各级河流阶地沉积物特征的研究少有报道。而昆仑山高原腹地内的河流阶地对于由构造作用引起的河流下切、稳定期的河流堆积反应更加灵敏，同时时间上也更为接近，所以最能直接揭示第四纪以来西昆仑隆升期次和隆升速率的恰恰是高原腹地内的河流阶地。因此,本文借助于中国地质调查局新疆J43E022019等10幅1∶50 000区调的工作，对西昆仑叶尔羌河流域河流阶地的类型及沉积物特征开展系统的研究，旨在为深入揭示第四纪以来高原隆升期次和速率提供科学依据[5-9]。

1 河流阶地类型

根据对研究区详细的地质调查，研究区发育的河流阶地有基座阶地和堆积阶地。以下详细介绍叶尔羌河流域发育的三级河流阶地典型类型。

1.1 基座阶地

阶地面由2种物质组成，上部为河流的冲积物，下部出露基岩。主要是由于地壳抬升、河流下切侵蚀形成的。河流下切侵蚀深度超过原来冲积物的厚度，切至基岩内部而形成。

基座阶地是叶尔羌河流域河流阶地的主要类型，代表剖面为PM45的Ⅱ级阶地。其Ⅰ级阶地和Ⅲ级阶地为堆积阶地，位于新疆叶城县麻扎达拉沟口，剖面坐标为：36°24′5.36″N, 76°48′20.12″E,海拔高度3468.6 m，剖面方位34°。阶地面和阶坡上部为河流冲积物组成，阶地下部露出基座(图2)。

1.2 堆积阶地

堆积阶地全由河流冲积物组成。它的形成过程首先是河流侧向侵蚀，河谷底部被拓宽，同时发生大量堆积，形成宽阔的河漫滩；然后河流强烈下蚀，形成阶地。一般河流下切侵蚀的深度不会超过冲积物的厚度，因此在阶地上只能见到全部的松散冲积物。

图1 研究区区域构造及剖面分布略图

图2 麻扎达拉沟口发育的基座阶地

图3 219国道218 km处发育的堆积阶地

堆积阶地代表剖面为PM46，分为3级(图3)，位于图幅J43E022021中G219国道218 km处，剖面坐标为：36°28′7.22″N，77°12′59.92″E，海拔高度4087.10 m，剖面方位115°。堆积阶地在叶尔羌河流域上游发育。阶面和阶坡都为冲积物组成，不同时代冲积物呈堆积切割接触。

2 河流阶地的沉积特征

2.1 基座阶地的沉积特征(PM45)

Ⅰ级阶地面的海拔高度为3416.7 m，厚约21 m；以巨砾沉积为主，有少量的粗砂、细砂以及泥质堆积；基质多为泥质，呈半固结状。

Ⅱ级阶地面的海拔高度为3441.8 m，厚约25 m。 阶地底部为暴露的基岩，中上部为砾石、砂和泥质组成的韵律；基质以泥质、钙质为主。

Ⅲ级阶地面的海拔高度为3468.6 m，厚约27 m，沉积物主要由砾石和粗砂组成，并见有水成的成层性砂砾岩和砾石。

Ⅲ级阶地发育过程中成层性较好，分选性也较好，说明河流作用更强；Ⅱ级阶地发育过程中具有更好的韵律，说明其经历了几次旋回，且暴露了基岩，河流抬升作用更强，受构造作用影响大；Ⅰ级阶地发育过程中，虽多为河流冲积物，但泥质含量较高，成分更为复杂。沉积柱状图见图4。

PM45剖面如下(由新到老)：

1.河流冲积堆积层。顶部为砾石，成分较为复杂，见有不明显的叠瓦状构造；中s部基质为灰黄色粉砂质；下部为土黄色泥质，并见有透镜状的水平泥质纹层

7.02 m

2.冲积物堆积层。底部为砾岩，成分复杂；中部为灰绿色细砂质，由床砂相细砂质组成；上部为土黄色泥质

14.03 m

3.黑色薄层千枚岩，为暴露的基岩

4.08 m

4.第四系冲洪积物，发育一个二元结构。底部为砾石，成分主要为花岗岩、变质砂岩和灰岩等，较为复杂，局部见有叠瓦状排列，规模不大；中部为灰绿色细砂，由床砂相砂砾石组成；顶部为土黄色泥质，见有水平纹层泥质组成的透镜体，为河漫滩相。向上粒度逐渐变小，构成一个旋回

4.54 m

5.冲洪积物堆积层。底部为砾石，成分较为复杂，分选中等，磨圆度为中-好；中部为灰绿色细砂，由床砂相砂砾石组成，顶部为土黄色泥质

8.19 m

6.泥石流堆积物，由砂、砾石组成。底部为砾石，分选性差，磨圆度为次圆角状-次棱角状；中部为粉砂，上部为土黄色泥质

8.22 m

7.泥石流堆积物。底部为砾石，砾石成分较第6层发生明显变化，为不同期次的泥石流层，粒度也较粗，分选性较差，磨圆度为次圆状-次棱角状；中部为土黄色、灰色粗砂，局部发育的粗砂透镜体中见有平行层理；顶部为土黄色泥质

图4 基座阶地沉积柱状图

12.5 m

8.洪积物堆积层。底部为砾石，成分为花岗岩、板岩和变质砂岩等组成，分选性中等，磨圆度为次棱角状-次圆状，局部呈不明显的叠瓦状排列；中部为深灰色、土黄色粗砂，并见有粗砂组成的透镜体；上部为土黄色泥质，为河漫滩沉积

10.14 m

9.洪积物堆积层，发育一个二元结构。底部为砾石，成分较为复杂，分选性中等，磨圆度为次圆状-次棱角状；中部为黄色、深灰色粗砂质，由床砂相粗砂组成；顶部为土黄色泥质，为河漫滩相沉积

4.36 m

2.2 堆积阶地的沉积特征(PM03)

Ⅰ级阶地面的海拔高度为3482.3 m，厚约11.5 m。阶地上部沉积物为泥石流，无层理；下部沉积物为冲积物，成层性较好。沉积物主要由砾石、土黄色泥质和灰色粗砂、细砂组成。

Ⅱ级阶地面的海拔高度为3493.2 m，厚约13.6 m。阶地上部为黏土，下部为砾石，沉积物为泥石流，成层性中等。见有砾石透镜体中发育明显的成层现象，底部砾石定向排列，方位为335°∠35°。沉积物主要由砾石、粗砂和泥质组成。

Ⅲ级阶地面的海拔高度为3507.4 m，厚约14.2 m。沉积物为冲积物，成层性好，主要由砾石、粗砂和泥质组成，并见有泥质构成的水平层理。

Ⅲ级阶地发育过程中，河流作用较强，分选性较好；Ⅱ级阶地发育过程中，泥质含量较高，部分位置发育较好的砾石定向性；Ⅰ级阶地发育过程中分选性较差，但可见较好的韵律性。沉积柱状图见图5。

图5 堆积阶地沉积柱状图

PM03剖面如下(由新到老)：

17.该层顶部为砂、砾石堆积；中部以巨砾为主，其次为粗砂，厚约2 m；下部为砾石与砂互层。砾石成分以变质砂岩、板岩为主，偶见大理石，砾径为2～15 cm，最大可达30 cm，呈次棱角状-次圆状，分选差，砂、砾石含量比约为3∶2

3.02 m

16.该层为I级阶地，主要为砾石、粗砂沉积。顶部以巨砾沉积为主，偶见粗砂沉积。砾石成分以变质砂岩、板岩为主，见大理岩砾石，大小约为5～15cm，最大可达30 cm，呈明显的陡倾角叠瓦状排列，排列方向为340°～350°∠15°～25°。砾石呈平扁椭圆状，分选较差，为次棱角-次圆状，厚度为1～1.5 m；下部为砾石层与砂层的互层，砾石成分与顶部基本一致，砾径为2～8 cm，最大可达25 cm，分选中等，为次圆状，叠瓦状排列不明显，多呈水平排列。下部砾石层厚度岩层呈半固结状，胶结物多为泥质、钙质

2.72 m

15.该层为I级阶地，主要为砂、砾石堆积。砾石成分以变质砂岩、板岩为主，见大理岩砾石，砾径为2～15 cm，最大可达30 cm，为次棱角-次圆状，分选差

1.98 m

14.该层为砾石层与砂层的互层。砾石成分以变质砂岩、板岩为主，偶见大理岩，大小为3～8 cm，最大可达25 cm，为次圆状，分选较差，多呈水平排列。砾石层厚度为0～10 cm，砂层厚度为0～6 cm。岩层呈半固结状，基质以泥质、钙质为主

4.52 m

13.该层为Ⅱ级阶地，顶部为砾石层，以巨砾沉积为主，有少量的砂沉积。砾石成分以变质砂岩、板岩为主，见大理岩砾石，分选差，磨圆度为次圆状；砾石呈叠瓦状排列，排列方向：10°～15°∠20°～35°，砾径为5～15 cm，最大可达50 cm

1.18 m

12.该层为Ⅱ级阶地，主要以砂、小砾石堆积为主，砾石成分为变质砂岩、板岩及大理岩，砾径为5～15 cm，最大可达30 cm，分选差，呈棱角状-次圆状

0.4 m

11.该层为Ⅱ级阶地，上部为砂、砾石沉积，砾石呈陡倾角的定向叠瓦状排列，排列方向为30°～45°∠35°～40°，砾径为5～10 cm，最大可达20 cm，磨圆度呈次棱角-次圆状，分选中等；下部为砾石与砂层互层，砾石成分为变质砂岩、板岩，见大理岩砾石，分选中等，砾径为2～5 cm，最大可达15 cm，呈次圆状，砾石叠瓦状排列不明显，多呈平行排列，厚约10～15 cm，砂层厚约5～8 cm。岩层呈半固结状，基质多为泥质

0.77 m

10.该层为Ⅱ级阶地，以小砾石堆积为主，砾石成分以变质砂岩、板岩为主，偶见大理岩，砾径一般为2～15 cm，最大可达35 cm，砾石呈棱角状-次圆状，分选较差

3.47 m

9.该层为Ⅱ级阶地，主要为砂、巨砾沉积。巨砾成分以变质砂岩、板岩为主，偶见大理岩砾石，砾径为2～10 cm，最大可达25 cm；分选较差，呈次棱角-次圆状；砾石叠瓦状排列不明显，多呈水平排列。总体呈半固结状，基质以泥质、钙质为主。砾石层厚度为0～10 cm，砂层厚度为0～5 cm

1.59 m

8.该层为砂、砾沉积互层。砾石成分以变质砂岩、板岩为主，偶见大理岩砾石。砾石呈定向叠瓦状排列，排列方向为40°～48°∠10°～18°；分选中等，呈椭球状，磨圆度呈次棱角-次圆状；砾径一般为2～8 cm，最大可达15 cm。岩层呈半固结状，基质以泥质、钙质为主

1.63 m

7.该层以砾石沉积为主，含粗砂沉积。砾石成分以变质砂岩、板岩为主，偶见大理岩砾石；砾径一般为5～20 cm，最大可达30 cm；砾石呈扁椭球状，磨圆度呈次棱角-次圆状，分选差。偶见巨砾沉积，巨砾呈定向叠瓦状排列，排列方向为40°～45°∠20°～30°。岩层呈半固结状，基质以泥质为主

3.36 m

6.该层为Ⅱ级阶地平台，以小砾石、砂堆积为主。砾石成分以变质砂岩、板岩为主，偶见大理岩；砾径为2～10 cm，最大可达25 cm；呈棱角状，分选差，层厚为0～60 cm

1.3 m

5.该层主要为砾、砂互层。砾石沉积层厚10～20 cm，成分以变质砂岩、板岩为主，偶见大理岩；砾径为5～10 cm，最大可达20 cm；呈扁椭球状；定向排列明显，呈陡倾角叠瓦状排列，排列方向为32°∠30°～45°。砂沉积层厚10～30 cm，粒径为1～3 cm；呈次棱角状-次圆状；叠瓦状排列，排列方向为30°～35°∠10°～20°

1.08 m

4.该层为粗砂堆积，夹有砾石沉积。砾石成分以变质砂岩、板岩为主，偶见大理岩砾石；砾石大小2～8 cm，最大30 cm；分选较差，磨圆度呈次棱角-次圆状；砾石呈叠瓦状排列，排列方向为20°∠5°。岩层呈半固结状，胶结物为泥质和钙质

1.02 m

3.该层以砾、粗砂为主。砾石成分以变质砂岩、板岩为主，偶见大理岩砾石；砾径为2～5 cm，最大可达10 cm；砾石呈扁椭球状，分选中等，磨圆度呈次棱角-次圆状；砾石呈叠瓦状排列，排列方向为25°∠8°。中上部见有透镜状细砾沉积，成分以变质砂岩、板岩为主；颗粒呈椭球状-圆状，砾径大小为0.5～2 cm，厚度为0～15 cm；以次圆状为主，其次为次棱角状。岩层呈半固结状，胶结物为泥质和钙质

2.63 m

2.该层以巨砾、粗砂为主。砾石成分以变质砂岩、板岩为主，偶见大理岩砾石；呈次棱角-次圆状，分选差；砾石多成扁平状，砾径大小10～20 cm，最大可达60 cm；呈叠瓦状排列，排列方向21°∠8°。岩层呈半固结状，杂基以泥、砂为主

1.1 m

1.该层为倒石堆坡积物，主要由砾石和粗砂组成。砾石成分以变质砂岩、板岩等为主；砾径为5～10 cm，最大可达20 cm；呈次圆状，分选性较差。沿导线前行方向砾石由小变大，松散堆积

6.63 m

3 河流阶地发育的控制因素

在实测叶尔羌河流域上游河流阶地剖面的同时，各级阶地采集孢粉化石样品，并进行孢粉化石鉴定，结果如表1。

以上样品所见孢粉类型基本相同，即主要为松类、麻黄、桦、蒿、藜属和禾本科等花粉。其中松属花粉是中新生代常见类型，桦属为新生代常见类型；禾本科在渐新世开始少见，新近纪及之后常见；藜和蒿属是上新世至现代干旱区常见类型。因此，从孢粉类型来看，这些样品应该是上新世之后沉积的。这些样品中的孢粉绝大部分是立体保存，有些还保留有原生质，说明这些花粉都是现生而落入泥、沙样品中的；考虑到有极少花粉成压扁或半立体保存，说明有少量可能是第四纪以来沉积的。综合以上因素，认为这些样品的时代应为全新世。所见孢粉中麻黄属、藜属和蒿属是典型的旱生植物，故气候应为干旱气候，即与现代新疆沙漠气候一致。

孢粉结果显示叶尔羌河流域上游各级阶地发育过程中，气候较稳定，未发生气候变化，所以阶地发育的主要控制因素为构造作用。

4 结 论

叶尔羌河流域的河流阶地中，沉积物由砾石、粗砂和泥质黏土组成，混杂堆积，不管是河流冲积物还是泥石流堆积物中砾石成分都和流域内其他地层中岩石成分相同，且成层性比坡积物明显要好，显示为近源沉积。

按河流区域来分，叶尔羌河上游河流阶地沉积物中，黏土含量较少，主要由砂和砾石组成，且底部砂的粒径较小，而上部的粒径较大。沉积物的磨圆度较好，分选性底部较好，但上部较差。砾石排列无定向性。中下游河流阶地沉积物中，黏土含量增加，由砾石、砂和泥质组成，次圆状砾石和粗砂含量增加，显示磨圆度变好，分选性较差。砾石排列呈叠瓦状，倾向为30°～45°，倾角为10°～30°。

表1 各级阶地孢粉主要类型

按阶地类型来分，基座阶地由于受河流侵蚀作用较大，沉积物主要由砾石和粗砂组成，黏土含量较少，且基座阶地顶部和底部沉积物粒度变化不大。堆积阶地发育时所受的构造作用较基座阶地弱，沉积物中细砂和黏土含量明显增多；加之受河流作用改造，发育平行层理，在堆积阶地沉积物的粒径由底到顶逐渐变小。

孢粉分析结果表明，研究区全新世河流发育的控制因素为构造作用，且构造作用具有阶段性的特征。在PM45阶地形成过程中，受到青藏高原隆升速率加快的影响，西昆仑腹地内的构造运动使得叶尔羌河流域发生区域性抬升，造成基准面发生变化，从而使得河流下切变深，形成基座阶地。现在研究的青藏高原隆升速率，大部分只研究到中新世；而对于中新世到现代的隆升关系却没有详细的介绍，本文的研究正好是对于这一研究的补充。

本项研究的野外工作得到张辉善、李承栋、任清军、祝大伟、陈琳等同志的帮助，在此向他们表示感谢。

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MaintypesandsedimentarycharacteristicsofterracesofYarkandRiverwatershedinWestKunlun,China

ZHANG Wei1, HOU Ming-cai1, LIU Shun1, KANG Kong-yue2, ZHU Da-wei2, CHEN Lin2

1.StateKeyLaboratoryofOilandGasReservoirGeologyandExploitation,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059,China;2.No.282GeologicalParty,SichuanBureauofGeologyforNuclearIndustry,Deyang618000,China

This paper discusses the main types and the sedimentary characteristics of river terraces in Yarkand River to supply evidences for further researching the uplifting history and the sedimentary response to neotectonics since Qualernary period. The data is from 3 measured sections of the river terraces in West Kunlun and the main method is to analyze the samples of sporopollen at all levels of terraces. The results show that the river terraces developed in Yarkand River watershed are mainly pedestal terraces and accumulation terraces. Furthermore, the main forms of sporopollen have not been changed greatly in their growth. This suggests that tectogenesis dominates in the formation of river terraces.

West Kunlun; Yarkand River; terrace; sedimentary characteristics

10.3969/j.issn.1671-9727.2013.02.08

1671-9727(2013)02-0170-09

2012-09-15

中国地质调查局区域地质调查项目

张伟(1987-)，男，硕士研究生，研究方向：沉积地质学, E-mail:wegar_zhang@126.com。

P534.63

A