河流阶地形成过程及其驱动机制再研究.pdfVIP

第27卷第5期 地 理 科 学 Vo1．27 No．5 2007年 10月 SCIENTIA GEOGRAPHICA SINICA Oct．，2 0 0 7 河流阶地形成过程及其驱动机制再研究 许刘兵 2，周 尚哲 (1．华南师范大学地理科学学院，广东 广州 510631；2．Departmentof GeologyandGeophysics，UniversityofWisconsin，Madion，Wisconsin53706，USA) 摘要：河流阶地的形成是在内因(河流内部动力变化)和外因(低频和高频气候变化、构造运动、基准面变化)共 同作用下的结果。受单一气候变化制约的河流阶地发育模式可以解释由于沉积物通量和径流量变化引起的河 流堆积一侵蚀过程，但它难以解释形成多级阶地的逐步(或间歇性)下切过程。多级阶地的形成可能同时受到 构造抬升和周期性气候变化的制约。由于下切过程的滞后效应，侵蚀和冰川均衡抬升、河谷的侧向侵蚀过程等 影响，山地的构造抬升与河谷的下切之间并非一种简单的线性关系 ，应当慎用河谷的下切速率来代表山地的抬 升速率。 关 键 词：河流阶地；气候变化；构造抬升；下切速率；构造抬升速率 中图分类号：P931 文献标识码：A 文章编号：1000—0690(2007)05一o672一o6 河流阶地以地貌和沉积物的方式记录了河流 1 河流阶地及河流临界能阀值的概 系统行为和过程对外因和 内因变化 的响应情 念 况-lJ。较长时间尺度的古气候研究 已经表明，第 四纪是一个气候呈周期性波动的时期 ，在高山 河流阶地是指过去某个时段的活动河床 由于 区表现为垂直气候一植被带的上下迁移，而植被带 外因或(和)内因的变化而引起河流下切，致使原 的变化又可通过河流径流量和沉积物通量的变化 来的活动河床被废弃而形成的河流地貌-l】。根据 反映出来-3】。同时，第 四纪还是一个构造活动频 河流阶地的形成过程和驱动机制，可以将其分为三 繁且较为强烈的时期，多级河流阶地正是这些构造 种类型，即加积型阶地(fillterrace)、加积 一切割型 活动的一种表现形式 J。因而，河流阶地及其相 阶地 (fill—cutterrace)和宽谷型阶地 (strathter— 关沉积物通量常被看作是古环境和活动构造研究 race)或基座阶地 J。这三种类型的阶地都是在特 的一种重要途径-4J。然而，无论是用河流阶地来 定的环境下产生的，都有其独特的驱动机制和形成 反映古气候变化，还是用于构造抬升研究，都涉及 过程。概括起来 ，河流阶地的成因可分为内因和外 到一个至关重要的问题，即河流阶地及其沉积物的 因，内因主要是河流系统内部的动力条件变化 ，外 形成过程和驱动机制问题。目前有关河流阶地成 因包括气候变化、构造活动和基准面的变化-4．6J。 因的理论解释和概念模型有多种，甚至对于同样的 Bull及 Leopold和 Bull将驱动河流地貌发育的内 阶地，不同研究者提出的成因解释也存在差异，这 因和外 因归结为一个概念，即河流 临界 能阀 主要是由于大多数河流地貌的形成过程并非受单 值 ’】。临界能阀值的变化可引起河谷加积模式 一 因素控制，而是同时受多种驱动机制制约。本文 和侵蚀模式的相互转化。它可以表示为水流能与 回顾了当前国内外有关不同时间和空间尺度下河 抵抗能的比率，即： 流阶地的形成过程及其