大渡河上游阿娘寨古堰塞湖的发现及其特征

古堰塞湖的沉积特征研究是开展堰塞湖古环境、古气候研究的基础。大渡河上游小金川两岸多地出露粉砂质黏土、砂和砾石构成的堰塞湖剖面,通过沉积学分析、光释光测年以及对堵江坝体的岩性构造分析,认为小金川在距今(15.7±1.9)~(9.1±1.0)ka期间发生了一次重大的堵江—堰塞—溃决事件,且该古堰塞湖的沉积环境随时间和空间的变化发生迁移:时间上,堰塞湖经历了形成、充填和溃决3个阶段;空间上,从下游至上游划分出深—半深湖、浅湖、滨湖和河湖交汇区4个沉积区,该古堰塞湖是由阿娘寨古滑坡堵江形成,据此命名为阿娘寨古堰塞湖。该古滑坡主要受控于岩性和构造作用。本次研究进一步丰富了青藏高原东南缘山区大型古堰塞湖的研究成果,其沉积特征、年代和成因特征为后续的深入研究提供了基础材料。

岷江叠溪古堰塞湖的发现

1933年8月25日,四川岷江上游叠溪发生了一次7.5级地震。在叠溪地震引发的较场大滑坡上覆盖有较古老的厚土层,国内学者对其成因有不同解释。作者在开展叠溪地震滑坡调研中,发现并确认这是一套古堰塞湖相沉积物,当时的堰塞坝处在原叠溪古镇至下游马老顶乡一带长达数千米的河段,因此定名为叠溪古堰塞湖。古堰塞湖相沉积物厚度最大可达200余米,为一套层理清晰的粉土-黏土层。由叠溪向上游约30km河段,沿江断续可见这套沉积物,且有明显的相变。14C测年,湖相沉积物底部形成时代距今22ka,顶部距今约10ka,据此判断叠溪古堰塞湖维持了12ka。此外作者在较场一带还发现了以湖相沉积物为"基座"的五级"阶地",这些"阶地"上保存完好的二元结构河流相沉积物。该文较系统地介绍了叠溪古堰塞湖的基本特征,初步论述了其中包含的地质环境信息。

岷江断裂羌阳桥一带古堰塞湖沉积及构造变形与古地震

在支援茂县汶川地震灾后恢复重建期间,发现在现今叠溪堰塞湖(小海子)上游30km的岷江沿岸及其支流断续有第四纪湖相层出露。通过对羌阳村一带古堰塞湖沉积层的研究,获得了岷江断裂全新世活动的证据。分析认为:岷江断裂沿线古堰塞湖相沉积及其构造变形反映了岷江断裂的多次活动。羌阳桥古堰塞湖沉积及其构造变形可能反映岷江断裂的多次古地震活动。较肯定的是:第1次地震活动导致羌阳桥堰塞湖的形成,堆积第1套湖相沉积;第2次地震活动使湖相层变形;第3次地震活动使第1,2套湖相地层变形;第4次地震活动错断了湖相层之上最新的堆积物。全站仪实测结果表明最后一次古地震活动的垂直位移约为2.6～3.6m。

青藏高原东缘南北向河流系统及其伴生古堰塞湖研究

文章提出了青藏高原东缘南北向河流系统的概念,该系统包括岷江、青衣江、大渡河、鲜水河、雅砻江等总体呈现南北走向的河段,指出南北向河流系统的形成演化具有构造和气候双重意义。晚更新世以来,南北向河流系统发生多次堵江事件,形成数套堰塞湖沉积。选取岷江上游、青衣江上游、大渡河上游3个古堰塞湖进行沉积、构造及年代学研究。结果表明,岷江上游叠溪一带于71ka左右发生了大面积堵江事件,形成了上游长约30km的堰塞湖,堰塞坝位于叠溪以南的下游河谷,沿江分布约10km;该堰塞湖持续了60ka,于11ka左右彻底溃坝。青衣江上游五龙乡古堰塞湖85ka前形成,35ka前溃坝,规模不详。大渡河上游开绕村古堰塞湖长于5km,堵江时间不明,20～17ka间溃坝,堰塞坝位于色玉村一带。依据这些古堰塞湖的沉积,构造,关键层位光释光测年数据,结合前人研究成果,划分出青藏高原东缘晚更新世中、晚期存在85～70ka,43～30ka和20～10ka的3个构造活跃期,可对应于青藏高原古里雅冰芯δ^(18)O曲线体现出的C_(1),C_(3)和C_(4)的3次气候冷暖转变期。指出大规模堵江事件是快速的能量物质转化过程,地震释放强大内能,气候因素使得物质得以积累,深切河谷是堵江的有利场所。构造-气候耦合促使大型洪积扇发育、大规模堵江事件发生,进而改变河流动力、塑造河谷地貌。

岷江上游叠溪古堰塞湖沉积物粒度特征及环境意义

利用古堰塞湖沉积物中连续的地质记录来研究区域过去气候变化规律,这一方法是继通过深海沉积、极地与高山冰芯、黄土、湖泊、洞穴石笋、珊瑚等沉积物中的地质记录来研究全球气候变化途径之后的又一新途径。反映沉积物中环境信息的代用指标有多种,其中粒度特征就是其中一种,它可以反映沉积过程中的古环境、古气候特征。通过该项研究可以建立青藏高原东部边缘(岷江上游叠溪地区)2万年以来的古环境古气候演化规律以及地质环境的演化规律,找到气候环境变化与地质环境演化的相关性。本文采用精细粒度分析和系统粒度分析等方法提取了堰塞湖相沉积物的粒度特征资料,并与已有的冰川湖沉积物的研究成果进行了对比分析。通过精细分析得到了堰塞湖相沉积物多为粉土和黏土;深色沉积物与粗颗粒相对应,浅色沉积物与细颗粒相对应的关系;并结合有机质测试发现:深色沉积物有机质含量多于浅色沉积物,表明粗颗粒土代表的是雨水充沛水动力条件好且植被相对茂盛的气候环境特征,细颗粒土则与其相反;沉积物中深浅交替的纹层厚度约为2～5 cm;这些特征与冰川湖沉积物特征差别很大,因此其代表的气候环境意义也完全不同。通过整个剖面的系统粒度分析得到了整个沉积过程的粒度变化特征,并据此结合年代测试结果将整个沉积剖面划分了7个粒度变化周期,揭示了该沉积过程中该地区经历了7次气候环境的变迁。

叠溪古堰塞湖与成都平原

在对四川岷江叠溪古堰塞湖已有研究的基础上,进一步讨论古堰塞湖形成与消亡过程对岷江下游和成都平原演化及古文化发展的影响。以笔者1999年在调查叠溪地震滑坡时发现的形成于30 ka B.P.(即晚更新世末次盛冰期)的巨厚湖相沉积物为基础,并将其命名为“叠溪古堰塞湖”,再联系到1933年8月25日发生的71/2级叠溪强烈地震,其诱发的众多崩滑灾害在岷江流域范围内形成了系列堰塞湖,溃决后洪水一直冲到成都平原,造成严重的灾害这一事件。通过取样测试分析和对比相关考古资料,结果表明叠溪古堰塞湖溃决始于15 ka B.P.;根据岷江河谷上发现的6级河流阶地,说明堰塞湖是经过多次溃决逐步消亡的,可划分为溃决瀑发阶段、溃决中期阶段和消亡阶段,叠溪下游还发现有同时期形成的不同规模的古堰塞湖。岷江上游的古堰塞湖,是古人从西北进入四川盆地的重要水陆通道和文化遗址的聚集地,其溃决消亡的演化过程直接影响了岷江的堵塞与改道,成为这一时期古文化地迁徙的重要因素。

永胜金沙江寨子村古滑坡和古堰塞湖的发现

在滇西北地区永胜南部金沙江的右岸,发现了总方量为2.5×108 m3的超大型古滑坡。滑坡后缘及两侧断壁为近直立的石灰岩峭壁,高5～30 m。滑床发育有规模不一的冲沟,覆盖有发育植被的坡积物、倒石堆和巨石。该滑坡曾造成过严重的堵江事件,在金沙江左岸仍然可以看到垄岗状残留滑坡坝,坝体方量约180×104 m3,滑坡坝和坝体后侧基岩界限清晰,两者之间岩性区别较大。滑坡堵江事件在上游形成了沿江连续分布长度约46 km的古堰塞湖沉积,沉积物主要由粉土、粉质粘土及粉细砂构成,偶夹卵石层,以水平层理为主,粉细砂层中见有小型交错层理,湖相沉积特征显著,而沉积物的树枝状平面分布进一步证实其形成于堰塞湖环境。

雅鲁藏布大峡谷格嘎古堰塞湖沉积岩石磁学性质指示的溃决事件

末次冰期时,在雅鲁藏布大峡谷入口处发育了一个古冰川堰塞湖,称为格嘎古堰塞湖.该堰塞湖是认识冰川阻江地貌效应的重要地质证据.古冰川堰塞湖可能会发生多次溃决洪水,通过堰塞湖沉积的分析可以获取堰塞期间的水文事件的信息.本文通过对古堰塞湖沉积39个样品多种磁学参数的详细分析发现,湖相沉积中的砂层低频磁化率(x(?))为291×10^(-8)m^3/kg,泥质沉积的x(?)仅为42×10`(-8)m^3/kg;而非磁滞剩磁磁化率(x_(ARM))和饱和等温剩磁(SIRM)的差别则较小.进一步的x-T、Loop和IRM研究以及x_(ARM)/x(?)表明,砂层中包含较多的粗颗粒磁铁矿是x(?)较高的主要原因,说明砂层中的磁性矿物没有经过风化破坏,应为近源沉积,并且快速埋藏,指示了溃决事件.本文的结果表明,利用岩石磁学性质以检测古堰塞湖溃决事件是一种可行的新方法.

岷江叠溪古堰塞湖沉积物碳酸盐碳氧同位素记录所揭示的古气候演化特征

距今近 2万a来的古气候恢复越来越受到人们的重视 ,研究的方法途径也越来越丰富 ,利用沉积物碳酸盐碳氧同位素δ1 8O、δ1 3 C值来反演古气候就是其中之一。文章利用古堰塞湖沉积物碳酸盐碳氧同位素记录对岷江上游叠溪古气候演化特征的初步研究表明 ,在距今约 2 2 0 0 0～ 90 0 0年 (约 2 2KaBP～ 9KaBP)间该区古气候可分为 7个阶段。各个阶段的古气候特征分别为 :①约 2 2kaBP～ 2 0kaBP ,气候为冷干 ;②约 2 0kaBP～ 17kaBP ,气候为冷湿 ;③约 17kaBP～ 14kaBP ,气候为热干 ;④约 14kaBP～ 13kaBP ,气候为冷湿 ;⑤约 13kaBP～ 11kaBP ,气候为热偏干 ;⑥约 11kaBP～ 10kaBP ,气候为热干 ;⑦约 10kaBP～ 9kaBP ,气候为冷湿。

金沙江折向东流的地质背景、古堰塞湖沉积、第四纪河流演化

金沙江干流展布受控于青藏高原东南缘的地质构造。沿川滇菱形断块西侧金沙江大断裂南流的金沙江,受断块南部楚雄—元谋隆起的阻挡,在石鼓附近折向东流,形成“长江第一湾”。位于金沙江断裂以西的澜沧江和怒江,因未受川滇菱形断块的影响,一直南流经东南亚入海。金沙江奔子栏—巧家河段的堰塞湖,自下游到上游主要有巧家湖、龙街湖、昔格达湖、涛源湖、大具湖、石鼓湖和奔子栏湖等。这些堰塞湖沉积均为大型河流的过水湖快速沉积,沉积相的最大特点是:粒度均一的厚层—巨厚层河湖相沉积,除孢子花粉外,几无其他化石,至今未发现哺乳动物化石。由于是过水湖快速沉积,古地磁、热释光、光释光、电子自旋共振等测年技术不适用于金沙江干流堰塞湖沉积物。根据可信度较高的上覆风成沉积物和昔格达组底部砂层宇生核素10Be—26Al埋藏年龄,金沙江奔子栏—巧家河段堰塞湖沉积物年龄上限为晚更新世,下限为早更新世晚期。第四纪以来的构造运动,特别是0.8Ma以来的昆黄、共和运动,导致青藏高原东南缘的横断山脉快速隆升和冰冻圈形成,促进了堰塞湖的形成和溃决。考虑到冰冻圈出现的影响,金沙江奔子栏—巧家河段堰塞湖可能形成于0.8Ma(昆黄运动)以后,沉积物年龄为中—晚更新世。

雅鲁藏布江流域古堰塞湖群的发育及其地质意义初探

展布于青藏高原东南部的雅鲁藏布江流域河谷中广泛分布有古堰塞湖沉积,古堰塞湖发育与构造活动、气候变化和地表过程等因素关系密切。在广泛地质调查的基础上,识别出雅鲁藏布江流域的十余个古堰塞湖,通过对其开展沉积学、地貌学和年代学工作,结合前人工作结果,初步建立了古堰塞湖群的地层年代框架。地表残留的古堰塞湖沉积多集中于末次冰期冰盛期和全新世早期,持续时间可达千年-万年。对大竹卡古湖、格嘎古湖和易贡湖的研究结果进行了介绍,归纳出古堰塞湖群发育的基本特征,初步讨论了构造、气候和侵蚀相互作用下古堰塞湖研究的意义、存在的问题以及研究的方向。提出末次冰期以来的冰川(泥石流)堵江-堰塞-溃决洪水所构建的极端气候-灾害事件,对雅鲁藏布江河谷地貌和古地理环境等有重要影响。

金沙江上游超大古堰塞湖及其相关问题

大型历史堵江滑坡研究不仅是认识区域构造背景和河流演变规律的重要工作,而且对山区河流工程安全亦有十分重要的意义。金沙江上游巴曲河口至麦曲河口段发育于金沙江缝合带,高山峡谷地貌,构造活动强烈,是历史堵江滑坡的集中发育区,其中,王大龙古滑坡具有坝高最高、堰塞湖规模最大且堰塞历史悠久等特点。以王大龙古滑坡为研究对象,基于详细的野外调查与资料分析,对其成因与演变过程进行了分析。主要结论如下:1)王大龙滑坡位于金沙江缝合带,源区基岩主要为三叠系中心绒群下段板岩(T1–2zh1),其次为二叠系嘎金雪山群下段石英砂岩(Pgj1),滑坡总体上为王大龙断裂与中心绒群板理面切割形成的楔形体,前缘受雄松—苏洼龙活动断裂切割,方量约4.0×10~8 m^(3);2)诱发滑坡的内动力为地震,外动力为河流凹岸侵蚀,滑坡时间应为晚更新世大理冰期;3)堰塞坝长约1 700 m,宽约3 000 m,高度超过450 m,形态右高左低,右岸高程约2 770 m,左岸垭口高程约2 735 m;4)堰塞湖规模约26.6×10~9 m^(3),干流库尾到达叶巴滩水电站坝址的降曲河口,长度约176 km;5)堰塞坝发生过3次溃决,溃口底面高程分别为2 460、2 400和2 358 m(现河面高程);6)第1次溃决极有可能由雄松—苏洼龙断裂错动导致,时间早于1 900 a BP,估算溃口流量为21.0×10^(4)~39.8×10^(4) m^(3)/s,远远大于长江历史洪水记录。

大渡河加郡古堰塞湖沉积特征及演变过程初探

加郡古堰塞湖位于大渡河中游,形成于距今19,360±420年前,淤积时间38年左右,随后溃坝,自堰塞坝至上游沿河残留有堰塞泥、砂层和砾石层。本文通过对堰塞沉积特征及其区域地质条件调查,阐明堰塞湖形成原因以及沉积物所蕴涵的一些地质环境特征。最后针对加郡堰塞沉积研究现状提出了有待进一步研究的方向。

雅鲁藏布江大峡谷入口河段最近两期古堰塞湖事件的年龄

在雅鲁藏布江大峡谷人口河段，分布着多级含湖相沉积的阶地，在河床下还埋藏有巨厚的河湖相覆盖层。通过对阶地沉积和河床覆盖层浅部沉积物的光释光和14C测年，初步建立了河谷E部沉积的地层年代学框架，揭示出雅鲁藏布江大峡谷入口河段在末次盛冰期以来至少发育2期古堰塞湖（古堰塞湖Ⅰ，古堰塞湖Ⅱ），其沉积年龄分别为7～9ka、20～30ka，并形成2级连续的海拔高度分别为2906～2956m、3100～3060m的堆积阶地（T1，T2）。古堰塞湖的沉积时间与青藏高原地区末次冰期冰盛期和全新世早期低温事件相对应，推测是南迦巴瓦峰西坡的则隆弄冰川活动形成冰川堰塞坝堵塞河道的结果。古堰塞湖Ⅰ分布范围较小，在大渡卡-米瑞发育湖相沉积，湖尾大致在米林县城附近，沉积厚度5～8m。古堰塞湖Ⅱ发育范围较广，湖相沉积在大渡卡-卧龙均有出露，湖尾大致在朗县附近，最大沉积厚度超过100m。古堰塞湖Ⅱ被后期河流冲刷，可形成1～3级次级阶地。

雅鲁藏布江中游晚更新世古堰塞湖群的时空关系探讨

雅鲁藏布江中游堵江事件多发,探索堵江事件之间的关系对理解河流地貌演化有着重要作用。在中游宽谷地区,众多河流堆积阶地中保存着古堰塞湖相沉积物。前人对林芝地区、泽当宽谷和日喀则宽谷的古湖相沉积进行了较为深入的研究,三个宽谷在晚更新世均发育过古堰塞湖,但三个地区古堰塞湖之间的时空关系仍未可知。在上述基础上,对雅鲁藏布江中游不同河段古堰塞湖的坝体位置、成因、海拔及发育年代等进行总结分析。归纳出在雅鲁藏布江中游宽谷河段分别发育着3个独立的古堰塞湖,成因多为冰川/冰碛物堵江。晚更新世不同河段降水和地貌条件差异,冰川规模变化速率不同,可能导致冰川前进壅塞河道时间不一致;但3个古堰塞湖的消亡时间较为接近,其溃决过程可能存在关联。

岷江上游古堰塞湖溃决与成都粘土形成、古蜀文明消亡的联系

成都平原上成都粘土的形成机制一直以来就有不同的说法,成都平原上古蜀文明的数次消亡的原因也未有定论。近年来岷江上游一系列古堰塞湖群的发现,可以尝试将这三个事件联系起来。本研究在总结岷江上游叠溪古堰塞湖沉积物、阶地研究的基础上,结合成都粘土的基本特征与物源分析、成都平原古蜀文明的考古发现,论述了岷江上游堰塞湖的溃决与成都粘土的形成、古蜀文明突然中断的可能联系,从地质环境演化角度给成都粘土"水成说"、古蜀文化断层一个合理的解释。

古堰塞湖相沉积地层挖方边坡自稳特征及稳定性控制

川汶公路修建期间,沿道路两侧开挖了多达上百处古堰塞湖相沉积地层边坡,这些边坡通常未进行防护,不仅失稳常有发生,而且坡面水土流失严重,严重影响美观。该文在详细野外调查工作基础上,通过边坡自稳特征统计和破坏模式分析,结合稳定性计算,对古堰塞湖相沉积地层挖方边坡进行了优化设计,并给出相应的生态防护措施建议。结果表明:古堰塞湖相沉积地层产状近水平,节理裂隙不发育,有利于边坡稳定,当地层含水率较低时,边坡具有较强的自稳能力,但随着坡高及含水率的增大,自稳能力大幅下降,可能以滑坡或崩塌的形式发生失稳破坏。通过坡率设计和生态防护,能够有效控制该地层挖方边坡的稳定性。

AMS^(14)C测年对福建政和蛙岩古堰塞湖形成与溃坝时代的约束

政和蛙岩崩塌是一处大型古岩崩遗迹,其堵塞闽江支流七星溪河谷形成外屯—湖屯一带长度超过10.5 km的古堰塞湖,其后的溃坝使堰塞湖水体泄空,细粒堆积物露出地表形成万亩良田。为了约束该古堰塞湖形成与溃坝的时代,对古堰塞湖沉积施工了1个深度8.5 m的浅钻,沿不同深度采集了8件AMS^(14)C测年样品,结果表明:堰塞湖沉积从地表至8.5 m深的^(14)C年龄从930~795 Cal BP至1528~1376 Cal BP,根据堰塞湖沉积顶部的最小年龄推测堰塞湖溃坝的时代(~0.8±0.1)ka BP,由沉积速率推算堰塞湖形成时代不早于(2.8±0.1)ka BP,表明蛙岩古堰塞湖形成于全新世晚期,这为古堰塞湖形成与消亡演化提供了一个研究实例。

库雷-楚佳古堰塞湖的湖岸堤反映的湖面波动历史

阿尔泰山高能洪水是地球上已知的最大的陆地淡水排放,洪水起源于库雷-楚佳盆地,至少发生过3次规模较大的高能洪水,卡通河下游广泛存在的洪水沉积物和库雷-楚佳盆地内的沙波等洪水沉积物,提供了大量的洪水证据。同时盆地内广泛存在大量的湖岸堤,如库雷盆地东南部和楚佳盆地北部,表明了库雷-楚佳冰堰湖复杂的湖面波动历史。本研究利用遥感解译、ArcGIS工具和Python编程对盆地内的湖岸堤进行海拔标定和库容计算,共解译湖岸堤123级,其中,楚佳盆地湖岸堤75级,库雷盆地55级,第一级湖岸堤海拔1534m,库容3.64km^(3);最高湖岸堤海拔2112m,代表湖泊的历史最高水位,库容691.322km^(3)。

藏区高速复杂地质条件下古堰塞湖沉积物特征研究

地震灾害形成的堰塞湖一旦决口会形成洪峰，对下游破坏性不亚于地震灾害的破坏力，分析复杂地质条件下古堰塞湖沉积物特征对隧道、道路施工有着重要的指导意义。以四川藏区高速公路汶川至九寨沟第 A5标段叠溪隧道古堰塞湖为分析对象，从黏土的沉积韵律、沉积结构、物质组成以及沉积厚度综合分析，最终认为该堰塞湖属于湖相沉积。