干旱区的公路边,常能看到一整片从山口向外摊开的扇形砾石地,表面被几条干沟切开。很多人脱口叫它冲积扇,它的正式名字更可能是洪积扇。两个词只差一个字,成因却不同:一个靠常年流水,一个靠暴雨后的暂时性洪流。
先看沟口有没有常年水流,这是最省事的一条
冲积扇的沟口常年有水,河水出山后坡度骤减,流速下降,碎屑在沟口堆成扇形。洪积扇的沟口平时干涸,只在暴雨时出现短时洪流,水退后留下扇形堆积。前者全年有水,后者有水的时间可能不足 10 天,差别就在这里,一眼可辨。
判断时不必等暴雨。看沟口的河床:有磨圆的砾石、有连续的水痕和藻类,是常年河流;河床里堆着棱角尖锐的碎块、两壁新鲜、没有藻类,是暂时性沟道。这一条在野外五分钟能定,比量坡度快,也不受扇体大小影响。
坡度和半径跟着水量走,冲积扇缓而长
冲积扇扇面坡度多在 1–6 度,半径可达 1–10 千米,沉积物从扇顶到扇缘由粗变细,分选较好,砾石有一定磨圆,常见叠瓦状排列。洪积扇坡度更陡,常在 5–15 度,半径多在 1–5 千米,分选差,砾石棱角明显,扇面的颜色也更杂,看不出层次。
坡度差来自搬运介质。常年流水的流量稳定,碎屑被反复搬运磨蚀,堆积面接近平衡剖面;洪流是突发的,一次就把大量物质倾倒在沟口,堆体陡而不稳。站在扇顶向下看,若扇面明显翘起、倾角超过 10 度,先判洪积扇,扇缘的坡脚也陡。
沉积结构是硬判据:叠瓦状砾石与泥砂混杂
冲积扇的砾石有定向。扁平砾石的长轴垂直水流方向、向上游倾斜,层层叠压,称叠瓦状构造,这是持续水流冲刷的结果。洪积扇的砾石没有定向,大小混杂,泥、砂、砾搅在一起,常见泥石流堆积的基质支撑结构,颗粒之间填满细泥。
剖面上差别更清楚。冲积扇常见多个向上变细的旋回,每个旋回厚 1–10 米,记录一次洪水或改道;洪积扇多为单次事件的巨厚堆积,层理粗糙,常见透镜状砂体夹在砾石中。有自然剖面时优先读剖面,再谈扇名,这一点比坡度有说服力。
两种扇可以叠在一起,干旱区也会出现常年河
同一沟口可以先形成洪积扇,后来气候转湿、河流变为常年,再在扇面上叠加冲积扇,剖面上形成两层结构。反过来,常年河在枯水期也会断流,扇面局部改由洪流改造,单一剖面往往读不出全貌,需要多看几个切面。
山前地带的扇群还会互相连接,形成扇裙,相邻扇体叠置、切割,界线模糊。在扇裙地区,与其纠结单个扇体的名字,不如记录沟口的常年水情和砾石的磨圆度,这两项信息更可靠,别人也能复核;写清这两项,比争一个扇名有用。
关键数据
下列数值为地貌学教材给出的常见区间,扇体规模跨度大,小扇与大扇的数值不能互相套用。记录时同时写明量测位置,扇顶与扇缘的坡度差别很大,混在一起就没有意义,两处的数据一平均,结论容易被抹平。
- 冲积扇坡度多为 1–6 度,半径 1–10 千米。
- 洪积扇坡度多为 5–15 度,半径 1–5 千米。
- 冲积扇单个旋回厚 1–10 米,向上变细。
- 冲积扇砾石呈叠瓦状,长轴垂直水流方向。
- 洪积扇分选差,泥砂砾混杂,常见基质支撑。
边界
术语本身不统一。国内教材里,冲积扇、洪积扇、冲洪积扇三者常混用,部分文献把干旱区扇体一律称冲积扇,部分则按介质严格二分。野外记录注明常年水流或暂时性洪流,比只用扇名清楚,也免与他人记录对不上。
坡度判据在小扇体上失效。沟口小扇半径不足 100 米时,坡度受基岩地形控制,常年水流的扇也能达到 8 度以上,与洪积扇重叠。此时应回到水情与砾石磨圆度,这两个指标不随扇体大小改变,也不会被局部地形带偏。
参考文献
- 曹伯勋 主编.《地貌学及第四纪地质学》. 中国地质大学出版社, 1995. —— 扇形堆积分类。
- 杨景春, 李有利 编著.《地貌学原理》(第三版). 北京大学出版社, 2012. —— 扇体参数。
- 全国科学技术名词审定委员会.《地理学名词》(第二版). 科学出版社. —— 冲积扇术语。