嘉陵江广元段第四纪地层与地貌特征研究

王明明，史丙新，马 超，刘 韶，汤才成

(1.四川省地震局工程地震研究院，四川 成都 610041；2.四川赛思特科技有限责任公司，四川 成都 610041)

嘉陵江广元段第四纪地层与地貌特征研究

王明明1,2，史丙新1，马 超1，刘 韶1，汤才成2

(1.四川省地震局工程地震研究院，四川 成都 610041；2.四川赛思特科技有限责任公司，四川 成都 610041)

本文通过嘉陵江广元段卫星影像的解译和野外地质地貌调查，将该地区的地貌分为河流冲积平原、低山丘陵和基岩山区三种类型，并统一划分出河流T1、T2、T3级阶地，阶地堆积以典型的河流二元结构为主，砾石的磨圆度和分选性较好。该地区第四纪地层厚度一般小于32 m，其中T1阶地第四纪地层厚度较大，主要分布在15～32 m范围内，而T2、T3阶地为基座基底，上覆第四系不甚发育，T2第四纪地层厚度小于15 m，T3阶地厚度小于5 m。该地区河流阶地的物质组成、地层厚度及分布特征，与龙门山构造活动强烈地区的河流阶地堆积差别较为明显，显示出嘉陵江广元段河流下切作用较弱，沉积相比较单一稳定，这表明这一地区的河流堆积主要受到气候因素影响，与这一地区微弱的构造活动背景也较为吻合。

嘉陵江；第四纪地层；河流阶地

河流阶地的形成是水动力条件变化和影响的结果，水动力条件主要包括河水流量大小、河流纵剖面的坡度和水流中的沉积载荷的多少等[1-2]。造成水动力条件变化的原因既可以是新构造运动的升降，也可以是气候变化，更可以是二者共同作用的结果。不同地区由于其气候和构造背景的差异，河流冲积作用的主导因素可能有所不同。本文通过对嘉陵江广元段卫星影像的解译和野外地质考察，对该地区河流阶地进行了统一的划分，进而讨论这一地区受到环境和构造两种因素影响的程度，并总结第四纪地层地貌的分布特征，研究结果将为这一地区的工程地质单元分区提供基础资料，也为利用地质地貌及钻孔资料研究第四纪地层与地貌特征提供了实例。

1 工作区地质概况

从地质构造环境分析，研究区包括了青藏高原东缘及四川盆地的一部分，摩天岭地块和龙门山构造带是青藏高原东边界的重要成员。以龙门山断裂带为界，研究区东、西两侧的构造变形及其地震活动性出现的明显的差异。龙门山构造带及其以西的摩天岭地块，断裂规模大、活动性强，地震频发，尤其是6级以上强震主要集中于块体边界断裂上，是活动构造区。以东的四川盆地断裂构造不甚发育，规模小，活动性弱，仅有一些零星的中强地震活动记载。嘉陵江广元段即位于四川盆地北部边缘，大巴山褶皱带西南侧，为处于摩天岭地块与华南地块交界处附近，块体相对稳定，附近没有活动断层通过(参见图1)。该地区为嘉陵江、白龙江及南河三条河交汇的河谷地带，地势整体由北向东南倾斜，地形起伏较大，海拔高程在450～1 100 m之间。嘉陵江由北向西南流经广元市区，白龙江由北向南流经这一地区，并在广元市西南侧的昭化镇汇入嘉陵江，发育于米仓山的南河从广元市东南侧流经广元市区，最后在天成大桥西侧汇入嘉陵江(参见图2)。由于这一地区河流较多，在区域内形成了宽阔的河谷地带，河流阶地较为发育，而河流阶地也是本地区主要的第四纪地层。该地区内的地形地貌主要受到这些河流侵蚀作用的影响，通过对该地区高分辨率卫星影像的解译，可以将该地区的地貌划分为三种类型，分别为河谷冲积平原地貌、低山丘陵地貌和基岩山区地貌。河谷冲积平原地貌主要指区域内嘉陵江及其支流白龙江、南河等水系所形成的冲积平原地貌。冲积平原地貌是地壳相对沉降区，由河流上游水系所搬运的松散物质在适宜的地貌环境下堆积而成的。河谷冲积平原主要由河流T1、T2阶地和河漫滩组成，冲积平原规模较大，平行于各水系略呈带状或片状分布，地面平坦，坡降小。

图1 区域地质构造

该地区为嘉陵江、白龙江及南河三条河交汇的河谷地带，地势整体由北向东南倾斜，地形起伏较大，海拔高度在450～1 100 m之间。嘉陵江由北向西南流经广元市区，白龙江由北向南流经这一地区，并在广元市西南侧的昭化镇汇入嘉陵江，发育于米仓山的南河从广元市东南侧流经广元市区，最后在天成大桥西侧汇入嘉陵江(图2)。由于这一地区河流较多，在区域内形成了宽阔的河谷地带，河流阶地较为发育，而河流阶地也是本地区主要的第四纪地层。

图2 嘉陵江广元段卫星影像图区域地质构造

该地区内的地形地貌主要受到这些河流侵蚀作用的影响，通过对该地区高分辨率卫星影像的解译，可以将该地区的地貌划分为三种类型，分别为河谷冲积平原地貌、低山丘陵地貌和基岩山区地貌。

河谷冲积平原地貌主要指区域内嘉陵江及其支流白龙江、南河等水系所形成的冲积平原地貌。冲积平原地貌是地壳相对沉降区，由河流上游水系所搬运的松散物质在适宜的地貌环境下堆积而成的。河谷冲积平原主要由河流T1、T2阶地和河漫滩组成，冲积平原规模较大，平行于各水系略呈带状或片状分布，地面平坦，坡降小。

低山丘陵地貌为低山基岩区及河流T3阶地堆积物、基岩基座组成，以基岩及上覆堆积物为主体。该地区丘陵地貌分布于河谷两侧，平均海拔高度在520～600 m范围内，高出河谷盆地40～120 m，主要位于区内河流两侧。基岩山区为区内主要的地貌类型，发育较为广泛，平均海拔高度程在600 m以上，高出河谷盆地的平均海拔高程在150～400 m间，组成山区地貌的主要岩性为侏罗纪粉砂岩，砂岩及泥岩互层等。

2 河流阶地划分

在区内嘉陵江及其支流两岸均发育有多级次的河流阶地地貌，我们根据卫星影像解译结果，结合野外实地调查对区内的阶地分布进行了统一的划分，主要分为T1、T2和T3阶地，并通过区域地质调查结果，对嘉陵江广元段的不同级阶地时代进行了初步的确定(参见图3、图4)。

图3 嘉陵江广元段河流阶地剖面

图4 嘉陵江广元段河流阶地分布

2.1 河床和河漫滩

嘉陵江河谷内多心滩和高漫滩，在河床两侧呈扇形分布，河漫滩冲积层主要为全新统粉砂质、砂质粘土组成，分布在现代河床中，高出河水面2米以下；低漫滩则与河床连为一体，主要由砂、砾石组成，该区域河漫滩的形态呈平行于江水的垅岗式，向断续分布，垅岗之间有小的线状洼地和沼泽地。

2.2 河流T1阶地

T1阶地沿嘉陵江及其支流河谷两岸呈不规则带状分布，阶地面微倾于江心和下游，拔河高度约5～8 m，属堆积阶地类型。前缘与高漫滩或河床相毗连，阶地上沉积有冲积砂、砾石层及粘土和砂粘土等松散物质，为全新世堆积(图5)。

图5 摆宴村附近嘉陵江T1阶地

2.3 河流T2阶地

河流T2阶地沿河谷两岸分布，分布范围较广，拔河高度15～25 m，多为基座阶地。顶部覆盖有厚约1 m的褐红色、褐黄色粘土层，上部为厚4～6 m的细砂层和含砂砾石层互层，砾石磨圆度较好，砾径5～30 cm，分选差，阶地底部为褐黄色细砂岩、粉砂岩，该阶地为上更新世堆积(参见图6)。

2.4 河流T3阶地

河流T3阶地出露范围较小，零星出露，为基座阶地，拔河高度50～70 m。堆积物主要为磨圆度较好的砾石层，厚3～5 m，砾径5～10 cm，局部可见到砾径达20～50 cm，下部为褐红色细砂岩，阶地面被剥蚀为残丘状(参见图7)。

2.5 河流T2阶地

河流T2阶地沿河谷两岸分布，分布范围较广，拔河高度15～25 m，多为基座阶地。顶部覆盖有厚约1m的褐红色、褐黄色粘土层，上部为厚约4～6 m的细砂层和含砂砾石层互层，砾石磨圆度较好，砾径5～30 cm，分选差，阶地底部为褐黄色细砂岩、粉砂岩，该阶地为上更新世堆积(图6)。

图6 零八一厂附近嘉陵江T2阶地(镜向SW)

2.6 河流T3阶地

河流T3阶地出露范围较小，零星出露，为基座阶地，拔河高度50～70 m。堆积物主要为磨圆度较好的砾石层，厚3～5 m，砾径5～10 cm，局部可见到砾径达20～50 cm，下部为褐红色细砂岩，阶地面被剥蚀为残丘状(图7)。

图7 庙子岭附近白龙江T3阶地

3 第四纪地层厚度及分布特征

研究区内第四纪地层主要为河流相沉积，局部有坡积零星分布于河谷地带的两侧山坡和坡脚。为进一步深入了解研究区范围内的第四纪地层厚度及其分布特征，本文收集了这一地区的钻孔资料，由于该地区未见有第三系地层出露，收集的各钻孔资料中的基岩埋深即为第四纪地层厚度(参见表1)。

表1 研究区范围内钻孔基岩埋深一览表

4 讨论和结论

汶川地震发生以后，很多学者对龙门山断裂带地表破裂带沿线的河流阶地进行了广泛的调查，有些还在河流阶地上进行了探槽开挖工作[3-5]，通过对前人相关调查及研究结果的分析，总结出了强构造活动区河流阶地的特征。强活动区的河流下切作用较强，河流堆积以磨圆度和分选性均较差的砂砾石混杂堆积为主，且阶地后缘常与洪积扇、坡积层等进行混杂堆积，很少出露典型的河流二元结构[6-9]，这些地区第四纪地层除冲积地层外，也出露较多洪积扇和残破积层，显示出构造活动影响较为明显。此外，嘉陵江在青川断裂附近通过处发育有5～7级阶地，由于剥蚀作用较强，高阶地仅可见基岩底座残留，上覆堆积物均剥蚀殆尽[10]。龙门山中段都江堰、汶川地区和龙门山南段宝兴地区的第四系厚度最深处均超过50 m，显示出河流较强烈的下切作用，沉积了较厚的第四纪地层。

嘉陵江广元段位于四川盆地北部边缘，龙门山断裂带东南侧，流域范围距离活动断层较远，总体构造环境较为简单，构造活动微弱，研究区发育有T1～T3即河流阶地，沉积相以典型的河流二元结构为主，砾石磨圆度较好，分选好，以河流冲积相沉积为主，第四纪地层最深处不超过35 m。通过与龙门山断裂带沿线的河流阶地进行对比，揭示出本研究区与强构造活动地区的河流阶地沉积相、第四纪地层分布及厚度等特征存在着较大的差异，结合研究区的构造位置，显示出嘉陵江广元段第四纪堆积主要为气候因素主导的河流冲积作用，河流下切作用较弱，受到构造活动影响较为微弱(参见表2)。

表2 强构造运动区与弱构造运动区地貌特征差异

嘉陵江广元段属于嘉陵江中游，处于四川盆地北部边缘出山口附近，河谷较为开阔，地势较为平坦，河流两侧发育有T1～T3级阶地，堆积主要以典型的河流二元结构为主，砾石的磨圆度和分选性较好，第四纪地层厚度小于32 m，其中T1阶地第四纪地层厚度较大，主要分布在15～32 m范围内，而T2、T3阶地为基座基底，上覆第四系不甚发育，T2第四纪地层厚度小于15 m，T3阶地厚度小于5 m。该地区河流阶地的物质组成、第四系厚度及分布特征，与龙门山构造活动强烈地区的河流阶地堆积差别较为明显，显示出嘉陵江广元段河流下切作用较弱，沉积相比较单一稳定，这表明这一地区的河流堆积主要受到气候因素影响，与这一地区微弱的构造活动背景也较为吻合。

5 结论

嘉陵江广元段属于嘉陵江中游，处于四川盆地北部边缘出山口附近，河谷较为开阔，地势较为平坦，河流两侧发育有T1～T3级阶地，堆积主要以典型的河流二元结构为主，砾石的磨圆度和分选性较好，第四纪地层厚度小于32 m，其中T1阶地第四纪地层厚度较大，主要分布在15～32 m范围内，而T2、T3阶地为基座基底，上覆第四系不甚发育，T2第四纪地层厚度小于15 m，T3阶地厚度小于5 m。

该地区河流阶地的物质组成、第四系厚度及分布特征，与龙门山构造活动强烈地区的河流阶地堆积差别较为明显，显示出嘉陵江广元段河流下切作用较弱，沉积相比较单一稳定，这表明这一地区的河流堆积主要受到气候因素影响，与这一地区微弱的构造活动背景也较为吻合。

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ResearchontheCharacteristicsofQuaternaryStratigraphyandGeomorphicinGuangyuanSectionoftheJialingRiver

WANG Mingming1，2，SHI Bingxin1, MA Chao1，LIU Shao1, TANG Caicheng2

(1.Sichuan Earthquake Agencydministration , 2 Sichuan Seistech Corporation, Ltd., Chengdu 610041, China；2.Sichuan Seistech Corporation, Ltd., Chengdu 610041, China)

According to the interpretation of satellite images and field geological survey, the landforms in this area can be divided into three types: fluvial plain, hill region and bedrock mountain terrain. The river terrace is divided to T1, T2,and T3., Tthe deposition of terraces is dominated by dual structure, and the roundness and sorting of gravels are better. The thickness of the Quaternary is less than 32 m, the thickness of T1 mainly distributed in the range of 15～32 m. Because of the base substrate, the overlying Quaternary rarely developed in T1 and T2. ,T the thickness of T2 and T3 is less than 15m and 5m respectively. The characteristics of composition and distribution of river terraces in this area are obviously different with those in the Longmenshan mountain. These, showing that the down cutting in the Guangyuan section of the Jjialing Rriver is weak and the sedimentary facies is single and stable. The results indicate that the fluvial deposit is mainly affected by the climate factors, and which is consistent with the weak activity structure background in this area.

The Jialing Rriver;Quaternary;tTerrace

P56

:B

:1001-8115(2017)03-0019-06

2017-07-07；

：2017-07-31

王明明(1984-),男，安徽省阜阳市人，博士，主要从事工程地震方面的工作.

10.13716/j.cnki.1001-8115.2017.03.005