三峡夷平面.docx

长江三峡地区夷平面与新生代以来构造运动的关系曾蒂（中国地质大学（武汉）地球科学学院016111 20111002887）摘要：通过实地观察，以及对前人资料的分析，三峡地区存在三级夷平面分布高度分别为高夷平面（鄂西期）：1700m〜2000m,低夷平面（山原期）1200m〜 1500m，剥夷面800m〜1200m高夷平面分布在长江与清江分水岭地区其形成 时间为四川运动（喜马拉雅I幕）之后，完成时期为古近纪末期（喜马拉雅II幕 之前）；低夷平面围绕高夷平面分布，范围更广，是隆升山地的主体地面，形成 于新近纪初的喜马拉雅II幕，截止于3.0-3.4MaB.P （上新世末）前后的构造事 件（相当于喜马拉雅III幕）；剥夷面发育时间为3.4-1.8Ma B.P （上新世末期-更 新世早期），发生在喜马拉雅III运动之后，主要分布在利川盆地以及长江与清江 分水岭之间夷平面的研究有助于了解和重建三峡地区地貌发育过程及历史，探 讨区域地形发育过程，了解区域构造单元以及新构造运动的类型、强度及幅度， 有助于鉴定山前地域沉积物的时代及沉积环境（古环境、古气候条件）关键词：长江三峡夷平面新构造运动目录1、 夷平面研究进展 41.1夷平面的研究背景 41.2夷平面的定义 41.3夷平面成因 41.4与夷平面有关的地貌类型 42、 研究区地理概况 62.1地理位置 62.2气候 72.3水文 72.4三峡河谷成因 73、 长江三峡夷平面特征 73.1高夷平面 83.2低夷平面 83.3剥夷面 84、 构造运动对三峡夷平面的控制作用 104.1四川运动对高夷平面的形成控制 104.2喜马拉雅II幕对低夷平面的形成控制 104.3喜马拉雅III幕对剥夷面的形成控制 115、 三峡夷平面的研究意义 116、 结论与讨论 126.1结论 126.2问题讨论 127、致谢 12参考文献 131夷平面研究进展1.1夷平面的研究背景1889年美国地貌学家Davis提出“地理循环说：假定有一块平坦地块，该平坦地块上 分布有河流，该地块受到构造运动的抬升作用，被抬升到一定高度后停止，在河流的侵蚀基 准面不断下降的过程中，地块将循着被较快深切的幼年期一地形逐渐复杂的多样化的壮年期 —漫长的准平原化的老年期等阶段发展，老年期地貌演变过程结束又重新被再度抬升，则上 述过程又周而复始的进行。

地貌形成的多旋回性是一种比较普遍的现象,多表现为层状地貌， 如多级河流阶地，石灰岩区多层溶洞，山岳地区多层夷平面等自Davis提出侵蚀旋回理论的100多年以来在夷平面的空间分布、内容和研究方法上都 取得了一定的进展前几十年对夷平面的研究集中在两个方面,一方面是从理论上研究夷平 面的结构、形态、成因、分布和风化壳的形成；另一方面是探讨夷平面的级数、时代和对比20世纪60年代兴起对地貌过程的重视而又对长期地貌演化的忽视，使得这段时期的夷 平面研究进入低潮在过去的十几年里，全球大地构造与地球大尺度地形特征的关系的研究 成为热点不同的研究家的侧重点不同，地球物理学家研究板块碰撞带的造山机制和大陆的 裂解；地质学家关心大尺度地形对沉积盆地沉积物的控制作用；而地貌学家认识到地貌的长 时间演化和近几十年被忽视的地形变化速率问题需要亟待解决在这一背景下，夷平面的重 新兴起现在夷平面的研究不仅涉及地貌学的基本理论问题也是新构造运动研究的基础，其 形成与演化所涉及的方面已远远超出地貌学的范畴，几乎涵盖了地学的各个学科1.2夷平面的定义在专业文献中中文“夷平面”对应的英文翻译为“Planation surface”。

最早出现准平原 一词，Davis把它定义为：海拔和相对高度较低的、由长期流水侵蚀所形成的广阔平坦的地 面而崔之久认为海蚀平原、剥蚀平原和山麓面只要条件允许都可以认为是夷平面发育的一 个阶段在国内，对夷平面的定义存在很大分歧，对夷平面主要有其下几点认识：①夷平面是地 貌旋回的达到或接近老年期时形成的地貌，包括Davis理论的准平原（peneplain）、King理 论的联合麓原、Wayland的刻蚀平原（Etchplain）和Gilbert的山足面（pediment［②把夷平 面理解为一个狭义的概念，即夷平面是准平原的抬升或变形后留下的遗迹③夷平面是准平 原、联合麓原和山足面变形和遭侵蚀后残留的夷平形态④夷平面是地貌发展的终极产物（准 平原和联合麓原）被抬升破坏或埋藏的结果⑤以侵蚀成因为主的，并有不同程度风化作用 参与形成的平坦地面，不包括异地成因的沉积面或堆积面，而包括原地形成的残积型风化壳 （冯金良，山地学报，2005）后续有学者综合各种定义，将夷平面定义为：在长期的地壳相对稳定期，由广泛的夷平 作用形成的、以阶段面形式横切一切老地层和构造的、接近侵蚀基准面的、平缓的地表形态， 其上有风化壳或其他碎屑堆积，常遭受后期的抬升切割和埋藏，分布于地球各温度带（任雪 梅等，2003，地理科学）。

1.3夷平面成因徐叔鹰（兰州大学学报，1968）认为在夷平面的形成中包含了两种过程：即先有剥蚀过 程，后有夷平作用其实戴维斯早就提出过这一点，但并非所有外力过程均使地形趋于夷平 （如锋利作用形成的风蚀与风积地貌，使得地面变得更加起伏不平）任雪梅等（2003）认 为影响夷平面形成的因素主要是：前期大地构造、侵蚀基准面、气候、岩性、时间、后期构 造运动1.4与夷平面有关的地貌类型夷平面的同义词有很多，剥蚀面、剥夷面、准平原、山足面、山麓剥蚀平原、山顶面、 均夷面、残余面等，以下介绍几种常见类型：① 准平原：该词最早的定义是在《地理循环》中：一个完整的地貌循环在接近最终的阶段， 其特点必然是一个几乎无起伏的平原，它与构造很少联系，而只受接近基面的控制；最终的 阶段将是一个无起伏的平原② 泛平原：泛平原常见于欧美文献中，泛平原由Crickmayl933年提出其定义：在河流 下蚀作用停止后，假定夷平作用在侵蚀循环后期阶段成为占优势的角色，由一级干流开始 IDE侧向侵蚀夷平作用持续进行，形成一个由薄层沉积物覆盖的宽泛的洪泛平原限定增长 的洪泛平原逐渐汇合，从而产生一个较准平原更平坦的地形据Ruxton的观点，新西兰的 Maniototo平原可作为泛平原的例子。

③ 刻蚀平原：刻蚀平原(Exchplain )是与结晶地盾和古老地块相关联的夷平面的一个类 型，Wayland这样描述刻蚀平原的形成过程：在缺乏显著地形条件下，平缓的坡度和季风气 候导致地下水以垂直运动为主，除了抗化学风化的岩石外，所有岩石风化分解可达数十英尺 深，这一风化岩石及残余风化壳被大量剥蚀，当地形再一次抬升时这一过程重复进行 Thomas(1965)把刻蚀平原进一步分为如下类型(图1 )A为红花土刻蚀平原(未切割)、B 为切割的刻蚀平原、C为部分剥离的刻蚀平原、D为剥离占优势的刻蚀平原、E为下切的刻 蚀平原图中黑体部分为红色堆积、点画部分是风化剖面④山足面：Gilbert 1877年在研究美国西南部Henry Mountains地貌时，首次提出山足面的 概念:山足面是一个低起伏的、宽广的和缓坡形的基岩侵蚀面或侵蚀平原，是干旱和半干旱 地区地下营力发育的典型地貌；其存在于突起和后期的山前或高原的悬崖前，由裸露的基岩 构成图2 山足面示意图（Sparks, 1972）⑤ 联合麓原：是由两个或多个相邻山足面发展合并而成在循环的后期，当陡崖后退并切 掉实际的所有陡崖残留时，则构成一个宽广的凹形的山足面地貌景观，即实际上的或理论上 的联合麓原（图3-C）。

⑥ 始平原：该词由Penck提出，他认为地形的发展不只是遵循一种模式（从幼年至老年）, 而是有许多可能的趋势他指出始平原的形成过程：一个平坦地块上升极缓，剥蚀作用的强 度与上升强度相等，且此种条件持续时间很长，则地面发育即出现老年地形，以后亦长期保 持老年地形；也就是说，始平原是未被侵蚀循环所破坏的最初的原始侵蚀平原的残留⑦ 终平原：则是被侵蚀循环终期的地貌，其以低角度的凹形坡和缓慢后退的坡面部分组成 （图 3-B、C）时期均衡期终平原:衰亡期厂故高分水岭: / /斜坡形态B海拔高度 C海拔高度朮力坡WJ升］di时期老年期？时期覆高分水岭壮年期抬升期通常为均/T:苛年期下班停止并得到 瑕々地形屆伏 抬升］不变的稳宦坡 主谷底 >限于咙期的地 形和斜坡下降 瑕终形成 孜凹面凸护搭顶；山足面向磨蚀时期图3假定侵蚀基准固定条件下，地貌景观的演化模式2三峡区地理概况2.1地理位置长江发源于青藏高原，顺地势东流入海流经第一个陡坡带时形成金沙江大峡谷，流经 第二个陡坡带时形成长江三峡长江三峡是万里长江一段山水壮丽的大峡谷，为中国十大风 景名胜区之一它西起重庆奉节的白帝城，东至湖北宜昌的南津关长江三峡建成世界上 最大的水利枢纽工程一三峡工程。

其中瞿塘峡，位于重庆奉节境内，巫峡，位于 重庆巫山和湖北恩施州巴东两县境内，西陵峡在湖北宜昌市秭归县境内三峡两 岸高山对峙，崖壁陡峭，山峰一般高出江面1000―-1500米最窄处不足百米， 三峡全长193公里（千米）2.2气候长江三峡属于亚热带大陆性季风气候区，主要表现在三个方面：一是冬季风向更替明显， 随季风进退，降水有明显的季节性变化二是气温年较差和日较差大三是气候型多样其 特点是冬暖春早，热量丰富，无霜期长，垂直变化明显；雨量充沛，但分布不均；日照少， 云雾多；光热水同季风有效性高三峡库区受大气环流和地貌的影响，气候复杂大陆性干冷气团控制，降水稀少，降水集 中在夏半年（5T0月），大部分地区夏半年雨量为800-1000毫米，而且又集中在几次暴雨 天气过程中，也是形成山地滑坡、崩塌、泥石流等灾害的重要原因之一2.3水文三峡地处长江的上游，上游加入长江的主要支流：北岸有岷江、嘉陵江、南岸有乌江从 重庆到宜昌这段的南部与清江相邻，而三峡的夷平面主要出露在长江鱼清江的分水岭之间三峡地区水量大，水位季节变化大，含沙量小，无结冰期，落差大，水能丰富在三峡大 坝建成以前，只有丰水期期间方可行船，枯水期有一些地方不能行船，大坝建成后，水位上 涨100多米，减少了下游的流量，且水流变缓，含沙量减少，无丰水期、枯水期之差。

2.4三峡河谷成因关于三峡河谷发育的成因分析，以往曾经有无数的科学家对三峡地区河谷发育进行了研 究，对于三峡的形成，有前辈科学家提出了四种假说“（1） 先成河说：李春昱（1934）认为，三峡的长江是先成河，并认为白垩纪末，四川盆地可能 几乎被红色岩系填满，很可能河东部的东湖盆地相通,河流发育在上升的红色岩系地面上（东 湖系），向东流，古长江即胚胎于此2） 袭夺河说：李承三（1956）支持叶良辅和谢家荣的河流袭夺说，他认为用东褶皱山脉与八 面山弧，形成构造配的，沿北东构造线形成了“纵向河”位于巫山之西坡黄陵背斜山地 西坡之水流入归州盆地，东坡之水流入长江下游盆地并认为两河水源十分接近，导致水位 低的袭夺水位高的，故形成三峡3） 叠置河说：巴尔博（1936）认为长江是从夷平面上向下切割而成的叠置河⑷顺向河说：沈玉昌（1965）认为，黄陵背斜的隆起是燕山运动的结果，鄂西八面山弧和盆 东褶皱带的轴线向东北倾伏，轴向由北东 南西转为东西八面山地面较南、北地区低洼， 长江在鄂西、盆东褶皱山脉形成过程中受原始构造控制，逐渐形成，其时代约为白垩纪末或 早第三纪初由此可见，沈氏支持顺向河的看法3长江三峡夷平面特征长江是在切过三峡之后才上下贯通形成泱泱大河的，早期研究指出长江河道贯穿三峡地区 是在第三纪。