青藏高原抬升对雅鲁藏布江泥沙运动和地貌演变的影响.pdf

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1、泥沙研究2014年4月JournalofSedimentReseareh第2期青藏高原抬升对雅鲁藏布江泥沙运动和地貌演变的影响王兆印，余国安，王旭昭。，刘乐(1．清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京100084；2．中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环与地表过程重点实验室，北京100101；3．北京矿产地质研究院，北京100012)摘要：雅鲁藏布江(以下简称雅江)的河流地貌过程伴随着青藏高原的抬升而演变，其河流地貌和泥沙沉积特征十分独特。2009—2012年非汛期采用大地电磁测深仪对

2、雅江29个典型河谷断面的沉积物剖面进行测量，并且采集自谢通门至雅鲁藏布大峡谷约1000km河段泥沙沉积物样品进行分析。结果显示，过去百万年来因为喜马拉雅山不均匀抬升(宽谷河段相对于其下游的峡谷河段抬升慢)，雅江主要宽谷河段蓄积了约5180亿m的卵石夹沙沉积物，使得河谷底部抬高变宽，V型河谷转变为u型河谷。而抬升速率快的河段河床侵蚀下切，形成峡谷。关键词：雅鲁藏布江；泥沙沉积物；V型河谷；U型河谷；青藏高原抬升中图分类号：P546文献标识码：A文章编号：0468—155X(2014)02．0001—07

3、1引言根据英国地质调查局的研究，印度板块以50mm／a的速度向北挤压欧亚大陆板块，导致喜马拉雅山脉和青藏高原的不断抬升¨。青藏高原的抬升伴随着一系列走滑和张拉断层，走滑速度平均1～20mm／a。许多研究者指出青藏高原的抬升速率在加快。中国地震局测量现代抬升速率为21mm／a。在高原抬升的大背景下，降雨和融雪水流侵蚀形成了雅鲁藏布流域水系，其后的水系发育基本服从一般河流演变规律。但是，由于高原抬升从东到西不是均匀的，雅鲁藏布河谷演变还受到地壳运动的强烈影响。雅鲁藏布江起源于喜马拉雅北山坡的杰马央宗冰川，

4、从西往东流过1600km，在派镇流人大峡谷，然后绕过南迦巴瓦峰急速下降2000m，在巴昔卡出境后成为布拉马普特拉河。不同于其他高山河流，雅鲁藏布的河流地貌伴随着喜马拉雅山和青藏高原的抬升而演变，其河流地貌过程和泥沙运动十分独特，在纵向上河流宽谷段和峡谷段相间分布。雅江宽谷段发育辫状和网状河道，河道坡降平缓，沉积物深厚；而在峡谷段，河流地貌主要为单一、直线和深切河道，河道坡降陡峭，基岩裸露，并发育多个阶地’。雅江宽谷段沉积了巨量泥沙，主要为卵石和粗沙。因工程地质研究的需要，曾从雅江不同宽谷段钻探获取6个

5、泥沙沉积物样，分布深度20～140m。在三个谷宽1500m以上的宽谷河段，从深度分别为140、120、111和105m处取得沉积物样，这些沉积物都是卵石夹沙。而在峡谷段，河床主要由基岩构成，部分基岩河段覆盖薄层漂卵石。本文通过野外调查、沉积物取样和沉积物深度测量研究了新构造运动影响下雅江河流地貌和泥沙运动的特征。2研究方法作者于2009—2012年非汛期对雅江流域进行多次野外踏勘和测量，获取雅江及主要支流典型河段收稿日期：2013—10．31基金项目：国家自然科学基金项目(41071001，41001

6、008)；国家国际科技合作计划项目(2011DFA20820)作者简介：王兆印(1951一)，男，山东济南人，博士生导师，教授，主要从事泥沙运动和河流综合管理研究。E-mail：zywang@tsinghua．edu．cn据交界面可以算出泥沙沉积层的厚度。在宽谷河段河道宽度仅占河谷谷底的五分之一到十分之一，但在峡谷河段河道几乎占据整个峡谷的谷底。宽谷段原来的河谷形状也是V型，长期的泥沙沉积填满了V形谷底，数百米厚的沉积物把河床抬升，形成平整、宽阔的河谷，如断面cs5、cs13、CS26所示。宽谷河段河

7、谷宽度达lOkm，目前的河道在泥沙沉积物上发育成辫状河型，并经常在宽谷中摆动。河漫滩面积大而且平整，但是植被很差。在峡谷段，如断面CS16所示，河谷仍保持V型，河型为直线型。峡谷下部河岸的坡度要较上部坡度大，这是由于第四纪以来峡谷河道快速侵蚀下切的缘故。在峡谷段几乎没有泥沙沉积，这里河床坡降和水流流速很高。峡谷中很多河段基岩直接暴露在水流中，其他河段也只有几米厚的大石块覆盖在基岩上。450o4500g40004000驰3500。。。{喧3000{喧300025oo250002468距左岸距离／km54

8、004200g4900370044003200恒3900{哩27003400220002468O2468距左岸距离／km距左岸距离／km▲EH4实测得到的沉积物层厚△通过河床暴露基岩高程和钻探结果推算的沉积物层厚图2四个典型横断面显示当前的河谷床iii和基岩一泥沙沉积爿22交界面Fig．2FourtypicalcYosssectionsshowingpresentvalleybedandinterfacebetweensedimentdepositsan