河流峡谷美景及其成因研究论文

一 有关河流阶地的成因 以下论述首先把河流阶地分为两大类:河蚀旋回阶地与非河蚀旋回阶地,并着重指明前者是由于河流的侵蚀-堆积-再侵蚀作用这样一个河流侵蚀旋回过程形成的。其结果使谷底升高于河水面之上,成为阶地地形。而引起河蚀旋回的基本动力是河流活力的变化(河流活力与流速的平方和流量的乘积的半数成正比,与输沙量成反比),而导致河流活力变化的根本原因,有新构造因素、气候因素、河流袭夺或改道等。至于非河蚀旋回阶地,则由于岩石性质与产状,两次河曲的重复摆动,山溪、洪流在主河两侧的冲积锥、洪积扇堆积等所造成,它不是受河流活力增强而引起,也就是说它不是河流侵蚀旋回过程的反映。 （一）河蚀旋回作用所形成的阶地 河蚀旋回阶地是由于河流的侵蚀、堆积和再侵蚀作用而形成。它反映河流作用和河谷发育的几个阶段。首先是侵蚀作用形成了河谷,随着河流的旁蚀作用和堆积作用的进行而形成河床侵蚀面及河床堆积物和漫滩堆积物。以后又由于河流向下侵蚀的加强,河流进一步切入原来的河床或漫滩并力图在更低处开辟新的河道,所以过去的河床和漫滩就高出于河水面之上而成为阶地。因此阶地面代表河流旁蚀过程和堆积过程,而斜坡则代表河流的向下侵蚀过程。前者代表河流作用的相对稳定时期,即形成宽广的谷底;后者代表河流作用的相对不稳定时期,又重新恢复向下侵蚀作用。上述河流的旁蚀、堆积与再度侵蚀下切作用的转化是受河流活力与阻力的对比变化关系所决定的。 在此仅就河蚀旋回阶地的各种成因因素分别地予以分析。 1.新构造运动 在河流流域内或河流流路上发生新构造拾升运动(如背料式挠曲或沿断层作翘起上升),则在河流纵剖面上坡度增大,河流向下侵蚀作用增强,使原来的河床、漫滩泛滥平原抬升而成为阶地。另外,在河流侵蚀基准面附近或河流下游地区,如发生新构造运动的挠陷作用,并因侵蚀基准面下降后河口地段新出露的河床纵剖面坡度较原来增大,则在河流下游一定地段内流速增大,河流又恢复向下侵蚀作用,形成阶地。 此种河流阶地,往往与河流纵剖面上的旋迥裂点相对应。在裂点以下,因河流已发生向下侵蚀作用,就有阶地形成。在裂点以上,则因河流尚未发生向下侵蚀作用,就没有阶地形成。裂点代表重新恢复向下侵蚀作用的顶点,亦即由于活力增强所发生的溯源侵蚀的顶点。 2.气候因素 气候的变化也十分显著的影响到河流活力的增大或减小。气候变化主要是通过雨量(干、湿)和热量(冷、暖)变化所引起的,并导致河流侵蚀、堆积状况的差异。气候上的热量、水分变化是相互制约的不可分割的。但为了叙述方便也还是分别地予以讨论。 (1)干、湿气候变化所发生的影响 气候由湿润变为干燥时,对河流活力的影响发生两种不同情况。一方面由于雨量大减,地表径流减少,河流流量减小,则河流活力亦随之变小,河流则发生堆积作用。另一方面因地表径流减少,被挟带到河流中的碎屑物质亦减少,即输沙量减少,又引起河流活力增大。当输沙量减少,所引起的河流活力增大,超过因河流流量减少而引起的河流活力减小的情况时,则河流恢复向下侵蚀作用,形成阶地。反之,如果输沙量减少所引起的活力增大,不足以抵消和补偿由于流量减小而引起活力减小的情况时,则河流无力侵蚀河床,主要表现为堆积作用。 此外,由于气候变干,也可影响到流域内植物衰亡、地表剥蚀作用加强,进入河流的碎屑物质增多,输沙量增大,引起河流活力减小。在这种情况下,流量的减少和输沙量增大都促使河流活力变小,因而河流堆积强烈,成为堆积性河谷。所以在气候变干燥的情况下,一般是活力减小发生堆积,但在个别地段也可能发生侵蚀,形成阶地。至于究竟是属于哪一种,则应根据具体情况,深入分析。 气候由干燥变为湿润时,对河流活力的影响也发生两种不同情况。一方面由于雨量增多,地表径流增多,河流流量增大,则河流活力亦随之变大,河流又恢复向下侵蚀作用,形成阶地。另一方面因地表径流增多,被挟带到河流中的碎屑物质亦增多,即输沙量增大,又引起河流活力减小。当输沙量增大所引起的河流活力减小超过因河流流量增大而引起的河流活力增大的情况时,则河流发生堆积作用。反之,如果输沙量增多所引起的活力减小,不足以抵消和补偿由于流量增多而引起活力增大的情况时,则河流仍可恢复向下侵蚀作用,形成河流阶地。 此外,由于气候变湿,也可影响到流域内植物生长的繁茂,地表剥蚀作用减弱,进入河流的碎屑物质减少,即输沙量减少,从而引起河流活力增大。在这种情况下,流量的增大和输沙量减少都促使河流活力增大,故河流重新恢复向下侵蚀作用,形成阶地。所以在气候变湿润的情况下,一般是活力增大,河流恢复向下侵蚀作用,形成阶地。但在另一些条件下也可能发生堆积。所以必须分别地根据实际情况考虑流量和输沙量对河流活力所起的作用。 (2)冷、热气候变化所发生的影响 在此所提出的冷热气候变化,主要是指第四纪冰期和间冰期。在冰期和间冰期中,不同地区河流的活力发生变化,从而影响到河流的侵蚀堆积作用。冰期时,因气候严寒,大量固体水被禁固在大陆上,大洋水位降低。这对冰川笼罩范围以外地区的河流侵蚀、堆积过程,发生很大影响。靠近海洋的陆地部分,因侵蚀基准面降低,新露出的海底部分,坡度较河流下游河床的坡度大,故河流活力增大,发生向下侵蚀作用,形成河流阶地。但也可能发生另外两种情况:侵蚀墓准面下降所出露的原海底部分其坡度如小于河流下游河床的坡度时(河流在一定距离内发生回水现象)由于河流活力减少,发生堆积作用。如果侵蚀基准面下降所出露的原海底部分其坡度与河流下游河床的坡度一致时,新出露的原海底部分,其河流活力情况,侵蚀、搬运和堆积情况和原来河流下游河床的情况一样。 在距海较远的河流中、上游地区,在冰缘气候条件下,寒冻风化和泥流作用强烈,又加上冰川侵蚀搬运来的物质较多,它们都先后地被挟带至河流中,故河流输沙量增大。同时由于降水以固体形式降落并被冻结或留滞于地表,故河流流量减少。输沙量的增多和流量的骤减都引起活力变小,发生堆积作用。于是河谷底部被大量堆积物充塞。 间冰期时,因气候变为湿热,大陆上的固体冰雪融解。大量河水流入海洋,故大洋水面升高。滨海的陆地部分遭到海浸,在河流下游发生回水现象。从而使堆积作用增强,河口附近被堆积物充塞。 在距海较远的河流中、上游地区,在间冰期由于气候温暖湿润,植被生长变好,被挟带进入河流中的碎屑物减少,输沙量减少。同时由于固体冰融解成水,注入河流,增加了河流的流量。随河流恢复向下侵蚀作用,在冰期时堆积于河谷内的物质,相对高出于河面之上成为阶地。 3.河流袭夺或改道 河流发生袭夺或改道后,由于袭夺河接受了转向河(被袭夺河上段)的水量,故流量增大,活力增强,发生向下侵蚀作用。河床相对高起成为阶地。 以上三种因素所形成的阶地,都是由于河流的侵蚀旋迥作用所形成的,故可称之为河蚀旋迥阶地。其中以新构造运动和气候因素所形成的阶地为最多,且分布最为普遍。 （二）非河蚀旋回作用所形成的阶地 此种阶地,虽然也呈现为分布于河流两侧的阶梯状平台地形,但就其成因分析,不是河蚀旋回作用所形成的。现就其中的几种,分述如下。 1.岩石性质不同所形成的阶地 如河谷两坡出露水平产状的岩层,且软、硬岩相间,交互成层时,则常形成阶梯状平台,可称之为岩石阶地(某些地貌学课本上称之为构造阶地或剥蚀构造阶地)。岩石阶地的成因,是由于沿谷坡流动的散流或暴流或其他外力剥蚀作用,将松软的岩石侵蚀剥蚀掉,促使谷坡后退。而水平构造的硬岩则呈平台地形出露在谷坡上,成为平坦的阶地地形。如果由几组软硬岩组成时,则在河谷中形成数级岩石阶地。岩石阶地的宽度不等,主要取决于软岩的被侵蚀剥蚀后退露出的硬岩层理面的宽窄来决定。有时可宽达数千米。岩石阶地的前后缘斜坡很陡,有时甚至壁立,其高度常等于一组软硬岩的厚度。 值得提出的是岩石阶地表面,并不代表河流作用相对稳定时期的谷底,而是水平构造硬岩的层理面。 2.冲积锥、、洪积扇阶地 来自山区的溪流在注入主流河谷时,在河谷两侧堆积成冲积锥或洪积扇。其前端由于主流的旁蚀作用常形成河曲陡壁,它高出于主流的河滩之上,类似阶地。有些迭置的冲积锥或洪积扇,也具有阶梯状特点。其成因或由于山体抬升,或由于主流基准面下降,致使支流切入原来的冲积锥或洪积扇之中,并在其前端再堆积成新的冲积锥或洪积扇。 此外,在山坡谷坡或河岸等地岩体不稳定,常发生泥石流,滑坡或河岸塌方,该地段小块岩体在重力作用下滑落、堕落或塌陷在河边,其顶面平,前缘后缘都界以陡坎,也具有阶地特点。但其沿河伸展的范围有限。 以上为详细成因剖析，如需综合回答的话，如下： 河流阶地是河床演变长期效应的表现方式之一, 它的形成和演变主要受到下述因素的影响: ①构造运动: 往往造成河道比降的变化, 影响河流系统中侵蚀、搬运和堆积过程;②气候变化: 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侵蚀基准面下降: 导致河道比降的增大从而增强河流的下切侵蚀能力;④河流袭夺: 袭夺后的河流侵蚀加强, 被袭夺的河流的侵蚀减弱;⑤河曲摆动和岩性差异: 引起差异性水流侵蚀现象;⑥冰川进退: 引起侵蚀部位以及侵蚀能力的变化。此外, 还有河流支流汇合、滑坡以及泥石流等对河流系统的影响也可以影响到河流阶地的演变。⑦人类活动的影响，如水利工程建设，改变了基准面。 二 研究意义1 河流阶地与地壳形变 国内外学者多年的研究结果表明: 河流阶地的形成演变常会受到地壳形变的影响。河流阶地常常被断层错断, 类型有: ①单侧型: 阶地仅发育于断层的上盘; ②高单侧低连续型: 高阶地仅发育于断层上盘的一侧, 而低阶地在断层两侧均有发育, 而且上下连续, 没有错断, 表明了该断层在前期活动, 而到了后期逐渐趋于稳定; ③错断型: 阶地在断层两侧的发育级数可一一对比, 但是每级阶地均被错断,阶地的错距要大于低阶地, 反映断层有多次活动; ④高单侧低错断型: 高阶地仅发育于断层上盘, 低阶地在断层的两侧都有发育而且均被错断, 反映该断层在前期有强烈的活动, 而在后期断层仍在活动, 同时在断层下盘一定范围内也开始抬升。 河流阶地的变形特征可以反映新构造的活动方式。共和盆地的阶地发育主要与区内向南偏东掀斜抬升有关。从共和盆地向上的黄河干流是通过一级河流袭夺才贯通的, 造成黄河的阶地级数向上游方向递减。其中自唐乃亥到玛曲之间的黄河峡谷河段, 是在大约两万年前才贯通的。黄河上游的水系变迁, 主要是与黄河上游地区的差异性构造运动有关, 由此引起了黄河的水系的变动, 反映在黄河上游两岸的阶地上。 正常情况下, 分布在河流河谷中的各级阶地面大致和河床纵向平行, 但构造活动的方式和范围会导致阶地发生不同的变形。(1)某地区内地壳大面积均匀上升, 河流普遍下切侵蚀, 在整个流域内都将形成阶地。(2)在同一时期内, 如果在一地区地壳上升幅度大, 速度快, 而另一地区上升幅度小, 速度慢, 那么在上升幅度大的地区, 阶地高度将比上升幅度小的地区大。如果上升幅度在河口最大, 那么阶地向上游辐聚。如果上升幅度在河源最大, 则阶地的纵剖面向上游辐散。(3)如果同一时期内, 不同地段的构造运动方向不一致, 上升地区形成向上游辐散式阶地, 下降区形成埋藏阶地。(4)如果河流某段受褶皱构造影响上升, 那么阶地在这一段呈上拱状, 也反映出褶皱的形态, 同时阶地的级数也可能增加。(5)如果活动断层横断河谷, 阶地在穿过断层时会被错断, 而不连续。(6)如果断层还有水平运动, 阶地还有水平方向上的错断。 2 河流阶地与气候变化 温度和降水等气候条件的变化可以引起植被、土壤侵蚀、河流水量和泥沙来源的变化,从而导致河流的冲淤变化, 部分信息可以反映在河流阶地上。气候偏暖湿时, 可使流域植被更加发育, 侵蚀作用趋缓, 被侵蚀物质的平均粒径趋小; 同时化学风化作用加强, 风化产物颗粒更细, 其中次生粘土矿物含量更高。气候偏干冷时, 则情况会相反。河流的下切与稳定的湿热气候同期, 河流加积作用发生在由干向湿或者由湿向干的过渡时期。气候变化通过流域降水量、植被发育、风化、侵蚀过程等因素的调控, 对各种河流地貌过程和河流沉积物产生重要影响, 可以通过对河流阶地沉积的研究反演气候的变化。海平面变化、冰期- 间冰期演替等都是全球气候变化的证据。海平面相对上升的时候, 河流中下游河谷发生溯源堆积;在海面相对下降期间发生溯源侵蚀, 可以形成阶地。冰期基准面降低, 河流下蚀能力增强, 阶地容易形成。 附上引用资料和参考文献：综合自《地貌学原理》. 杨景春, 李有利编.北京:北京大学出版社, 2001,1~230页. 《河流地貌学概论》沈玉昌, 龚国元编. 北京·科学出版社, 1986:,56~71页, 85~153页. 少量来自百度百科，地质百科全书及以下文献资料等。[1] 郑文涛, 杨景春, 段锋军. 威武盆地晚更新世河流阶地变形与新构造运动. 地质地震, 2000, 22(3): 318~328.[2] 史兴民, 杨景春. 河流地貌对构造运动的响应. 水土保持研究, 2003, 10(3): 48~51.[3] 胡小猛, 傅建利, 李有利. 汾河流域地貌发育对构造运动和气候变化的响应. 地理学报, 2002, 57(3): 317~324.[4] 李有利, 谭利华, 段烽军, 杨景春. 甘肃酒泉盆地河流地貌与新构造运动. 干旱区地理, 2000, 23(4): 304~309.[5] 陆中臣, 贾绍凤, 黄克新, 元宝印. 流域地貌系统. 大连:大连出版社, 1991, 77~107, 166~272, 313~336, 351~356.[6] 冯 起, 李振山, 陈广庭. 国外干旱区河流地貌研究综述. 地理研究, 1997, 16(2): 89~95.[7] 周厚云, 高全洲, 朱照宇, 郭国章. 气候环境变化的河流响应. 中山大学学报(自然科学版), 2001, 40(6): 81~85.[8]刘小凤, 刘百篪. 应用“构造- 气候旋回”年代方法确定河流阶地形成年代的初步研究. 西北地震学报, 2003, 23(4):395~403.[9]魏全伟等.河流阶地的形成、演变及环境效应.地理科学进展,2006.望采纳，谢~PS ：分是不是太少了，打字很累的说⊙﹏⊙