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河流阶地怎么看:平台、砾石层和下切速率三条线索

河湾内侧有一片平坦的台地,比河面高出十几米,边缘是很陡的坎,坎高两米。有人说是老河道,有人说是人工填出来的。这片平台多半是河流阶地,它记录的是河流下切与停顿交替出现的过程,下面常还有一两级。

顶面高过最大洪水位,才算一块真正的阶地

阶地的第一条标准是高度。它的顶面必须明显高过当地最大洪水位,普通年份根本淹不到,才算脱离了河流的现代作用。河漫滩在洪水时仍被淹没,只能算河谷的一部分,两者不能混为一谈,判据只看历史最高水位。

高度没有绝对固定的门槛,只能相对比较。山区河谷的阶地常常高出河面 5 到 50 米,平原区可能只有 3 到 5 米的落差而已。判断时应当用同一条河谷内的多级台地互相比较,高度成阶梯状递减的一组,最像一组河流阶地。

剖面上的二元结构,是最硬的一条判据

剖面上的二元结构是最硬的一条。下部是磨圆的砾石层,属于典型的河床相;上部是粉砂和黏土,属于河漫滩相,两层之间的界线通常很清楚,总厚度常见 1 到 10 米不等,横向能追出几百米远,这是河流沉积独有的标志。

这套层序是河流自己在原地留下的:洪水期细粒物质漫出河道,在滩面上垂向加积;平水期河道在砾石层上侧向摆动侵蚀。这两层上下叠在一起,形成下粗上细的标准层序结构,人工堆土几乎不会有这种分选。

砾石磨圆并向上游倾斜,方向能反向验证

砾石本身的排列方向也在提供独立证据。扁平砾石常呈叠瓦状彼此倾斜,长轴大致垂直水流,砾石的平面向上游倾斜 10 到 30 度,据此可以判断当时的水流方向,再与现在河道方向比较,就能知道河流后来有没有改道。

磨圆度是第二个相当可靠的旁证。河床里的砾石经过较长距离的搬运,棱角大多被磨掉,粒径多在 2 到 200 毫米之间;山坡崩塌形成的碎石则棱角尖锐,大小混杂在一起,没有定向排列,两者的手感与外观差别都很明显。

滑坡台地、冲积扇和梯田都会假装成阶地

滑坡堰塞也能造出看起来一样的台地。滑坡体堵住河道后上游淤积,溃决之后留下平坦的面,但组成物质却是杂乱的红土与碎块,完全没有二元结构,也找不到一颗磨圆的砾石,这是野外最快的排除法之一。

冲积扇与人工梯田同样容易造成误判。冲积扇的顶面从山口向外呈扇形倾斜,坡度常在 3 到 10 度,整体不是水平的;人工梯田的坎则过于笔直,台面宽度也高度一致,还带着石坎或者田埂,这些细节比单纯看高度可靠。

关键数据

以下数值用于现场对比与记录。阶地的高度要从当地平水位算起,不是从枯水位或者洪水位起算;测点应当选在阶地面的中央,并且远离坎边,尽量避开人工修整过的地表,否则测出的数字没有横向比较价值。

  • 阶地面常见高出河面 5–50 米,平原区可低至 3–5 米。
  • 二元结构总厚度常见 1–10 米,下砾石、上粉砂。
  • 河床砾石粒径多在 2–200 毫米,磨圆度中等以上。
  • 叠瓦状砾石向上游倾斜 10–30 度,可指示古流向。
  • 一条河谷常见 3–5 级阶地,多者可达十级以上。
  • 下切速率常见 0.1–1 毫米/年,构造活跃区更高。
  • 阶地面的形成年龄多在数千年到数百万年之间。

边界

构造抬升会让整套判据变复杂。阶地面被掀斜之后不再水平,同一级阶地沿河谷的高度逐渐变化,用等高线判断会把它切成好几段;这时需要追索砾石层,把同一套沉积连起来之后再定级,只靠单点高度并不可靠。

岩性与气候条件也会造出假平台。红层地区和石灰岩区差异风化会形成平顶小台,高度通常只有几米,没有砾石层;水库消落带反复冲刷形成平整的阶坎线,也经常被当成阶地,需要看坎下有没有河流沉积物。

参考文献

  • 杨景春、李有利.《地貌学原理》. 北京大学出版社. —— 河流地貌与阶地章节。
  • 沈玉昌.《长江上游河谷地貌》. 科学出版社, 1965.
  • 中国科学院《中国自然地理》编辑委员会.《中国自然地理·地貌》. 科学出版社, 1980.
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文章名称:河流阶地怎么看:平台、砾石层和下切速率三条线索
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