甘東科，田 雄

（中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川成都 610072）

西藏朋曲某規(guī)劃水電站壩址古河槽特征及成因分析

甘東科，田 雄

（中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川成都 610072）

西藏朋曲某規(guī)劃水電站壩址左岸發(fā)育古河槽。為了查明古河槽形態(tài)特征及沉積物質(zhì)，進(jìn)行了鉆孔勘探工作?？碧浇Y(jié)果表明：古河槽形態(tài)呈深寬“V”型；沉積物質(zhì)主要有冰川冰水堆積的含孤塊碎石，堰塞湖積的黏土層、淤泥質(zhì)土層，河流沖積的砂層、圓礫石層等。成因分析表明：河流改道主要由壩址左岸沖溝冰川冰水物質(zhì)堆積堰塞形成?？辈旖Y(jié)果可為大壩防滲設(shè)計(jì)提供地質(zhì)依據(jù)。

朋曲；古河槽；冰川；堰塞

0 前 言

古河槽是原河流改道后廢棄形成。河流改道有由內(nèi)因引起，也有由外因引起。外因包括構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使某一河段地面抬升或下降，或冰川、崩塌、滑坡等物質(zhì)將河道堰塞，或人工另劈河道等［1-4］。

朋曲位于西藏日喀則地區(qū)，是西藏較大的外流河之一。河流發(fā)源于希夏邦馬峰北坡，切過(guò)喜馬拉雅山主脈，在定結(jié)縣陳塘鎮(zhèn)流入尼泊爾。國(guó)境內(nèi)河流全長(zhǎng)376 km，河床海拔高程5 400～2 120 m，河道平均比降8.7‰。

朋曲某規(guī)劃水電站初擬采用堆石壩，壩高約70 m，壩址左岸發(fā)育古河槽。為了查明古河槽形態(tài)特征和沉積物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)，對(duì)古河槽進(jìn)行了勘探和成因分析工作?？辈斐晒蔀榇髩畏罎B設(shè)計(jì)提供地質(zhì)依據(jù)，同時(shí)對(duì)青藏高原河流地貌演變歷史及新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)研究具有一定的參考意義［1、5］。

1 壩址區(qū)地質(zhì)概況

1.1 區(qū)域地質(zhì)

壩址位于青藏高原西南部，在大地構(gòu)造位置上屬于喜馬拉雅造山帶中段北翼，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景復(fù)雜，斷裂構(gòu)造發(fā)育，晚新生代構(gòu)造隆升顯著。

壩址河谷左岸山前發(fā)育一條近南北向（與河谷近平行）大規(guī)模斷裂—康工—卡達(dá)斷層（見(jiàn)圖1），延伸長(zhǎng)度約100 km，正斷性質(zhì)，以70°傾向河谷，與壩址距離約3.6 km。右岸發(fā)育一條上述斷裂的派生斷裂—赤村斷層，規(guī)模較小，延伸長(zhǎng)度約5 km，正斷性質(zhì)，以55°傾向河谷右岸偏下游側(cè)，與壩址距離約0.7 km。

1.2 基本地質(zhì)條件

壩址河谷狹窄，河床水面高程約4 104 m，覆蓋層厚約20 m。右岸山體完整，邊坡高陡，基巖裸露。左岸為平緩開(kāi)闊的冰川冰水堆積臺(tái)地，橫河寬度約1～2 km。臺(tái)地前緣臨河岸坡拔河高度約150 m，坡度約15°～35°，僅中下部（4 170 m高程以下）基巖裸露。臺(tái)地后緣及下游發(fā)育多條較大規(guī)模沖溝（見(jiàn)圖1）。

基巖地層巖性為喜馬拉雅地層區(qū)一套元古界結(jié)晶基底深變質(zhì)巖系，主要巖性為黑云斜長(zhǎng)片麻巖。

2 古河槽形態(tài)特征

古河槽在橫河剖面上布置有4個(gè)鉆孔。

臺(tái)地前緣臨河鉆孔ZK211、ZZK03揭穿覆蓋層，厚度分別為23.6 m、90.5 m，相應(yīng)基巖頂板高程分別為4 152 m、4 101 m。臺(tái)地中部鉆孔ZK212、ZK213在孔深188 m、321 m時(shí)均未揭穿覆蓋層，相應(yīng)孔底高程分別為4 064 m、3 944 m。

根據(jù)鉆孔揭示及推測(cè)，古河槽在橫河剖面上形態(tài)呈深寬“V”型（見(jiàn)圖2），在臨河基巖出露頂部，即4 170 m高程寬度約880 m，與現(xiàn)代河床之間基巖寬度約30～150 m，古河槽底部基巖頂板高程至少3 944 m，較現(xiàn)代河床水面高程低約170 m。

3 古河槽沉積物質(zhì)

古河槽沉積物質(zhì)組成較復(fù)雜，從上之下主要可分為4段：

圖1 壩址區(qū)地質(zhì)平面示意（據(jù)Google）

圖2 古河槽剖面示意

表部上段厚20～35 m，主要由冰川冰水堆積的含孤塊碎石組成，塊碎石粒徑一般5～30 cm，磨圓較差，多呈棱角～次棱狀，成分為花崗片麻巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖等。

中上段厚150～185 m，主要由堰塞湖積的灰黃色粘土層、青灰色淤泥質(zhì)土層和河流沖積的灰黃色砂層、圓礫石層（粒徑一般1～3 cm）多次互層組成，共計(jì)約近15層，一般層厚5～15 m，最大約40 m，最小僅0.5 m。4 150 m高程以下多具弱膠結(jié)。

中下段厚約110 m，主要由冰川冰水堆積的含孤塊碎石組成。塊碎石粒徑一般5～40 cm，磨圓較差，多呈棱角～次棱狀，成分為花崗片麻巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖等，多具弱膠結(jié)。其中部夾有一層厚約16 m的堰塞湖積淤泥質(zhì)土層。

底部為河流沖積的砂層、圓礫石層，具弱～強(qiáng)膠結(jié)。僅由最深鉆孔ZK213揭示約1 m。

4 古河道走向分析

壩址右岸山體雄厚完整，基巖裸露。左岸多為第四系覆蓋?；鶐r主要出露于壩址上游800 m的條形山脊，壩軸線(xiàn)附近，下游2.1 km、4.0 km的3號(hào)沖溝、都普溝溝谷兩側(cè)，在2號(hào)和3號(hào)沖溝之間4 140 m高程也有零星出露（見(jiàn)圖1）。

壩址下游700～2 700 m右岸發(fā)育平緩臺(tái)地，拔河高度約50～60 m（見(jiàn)圖3）。其靠山側(cè)為基巖，靠河側(cè)為沖積的砂礫石層、砂層和堰塞湖積的粘土層。沿基覆界線(xiàn)顯現(xiàn)出一條順河向的、由差異沉降形成的破裂線(xiàn)。

壩址下游1 000～1 500 m左岸臺(tái)地前緣塊碎石岸坡分布十余處殘留沖積物（見(jiàn)圖4），分布高程與右岸臺(tái)地臺(tái)面高程近一致，呈直線(xiàn)斷續(xù)發(fā)育，單處規(guī)模一般幾十方至幾百方，主要由砂卵礫石層組成，多具水平狀分選層理。據(jù)初步調(diào)查，都普溝以下河段兩側(cè)岸坡未發(fā)現(xiàn)堰塞湖積或沖積殘留物。

根據(jù)上述壩址下游右岸臺(tái)地和左岸岸坡沖積殘留物發(fā)育情況以及兩岸基巖出露情況，經(jīng)綜合分析，古河道進(jìn)口位于壩軸線(xiàn)左岸基巖與上游條形基巖山脊之間，繞壩址左岸，在1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)沖溝段以左岸岸坡沖積殘留物為左邊界、以右岸臺(tái)地破裂線(xiàn)為右邊界發(fā)育，該段基本與朋曲現(xiàn)代河道重疊，至3號(hào)沖溝與都普溝之間、赤村斷層跨朋曲處與朋曲現(xiàn)代河道合并，總長(zhǎng)約3.5 km。其走向如圖1所示。

圖3 壩址下游右岸臺(tái)地破裂線(xiàn)

圖4 壩址下游左岸岸坡沖積殘留物

5 河流改道成因分析

根據(jù)壩址河段地形地質(zhì)條件及古河槽沉積物質(zhì)初步分析，河流改道主要由壩址左岸沖溝冰川冰水物質(zhì)堆積堰塞形成。

壩址左岸發(fā)育多條較大規(guī)模沖溝，受左岸山前康工—卡達(dá)斷層和高海拔氣候影響，冰川活動(dòng)發(fā)育，冰川冰水堆積物豐富。推測(cè)壩址左岸臺(tái)地后緣沖溝、3號(hào)沖溝、都普溝溝口附近為3處主要堰塞點(diǎn)，并經(jīng)歷多次堰塞。

古河槽底部砂層、圓礫石層為正常的古河道河流沖積物。中下段的含孤塊碎石顯示當(dāng)時(shí)古河道在該處經(jīng)歷過(guò)堰塞，為左岸臺(tái)地后緣沖溝較早時(shí)期的一次冰川冰水活動(dòng)堆積。

古河槽中上段沉積物由堰塞湖積的粘土層、淤泥質(zhì)土層和沖積的砂層、圓礫石層多次互層組成，顯示在該段歷史時(shí)期經(jīng)歷了多次沖積—堰塞—沖積—堰塞堆積，堰塞位置推測(cè)在下游3號(hào)沖溝、都普溝附近，當(dāng)時(shí)現(xiàn)代河道尚未形成。在形態(tài)上，中部ZK213鉆孔處堆積的砂層、圓礫石層相對(duì)臨河側(cè)鉆孔層次較多、較厚。據(jù)此推測(cè)，ZK213鉆孔處為原古河道中心，由于水流的沖刷，原堆積較厚的堰塞湖相沉積被侵蝕變薄，并堆積較厚的河流沖積物。

古河槽表部上段厚約20～35 m的含孤塊碎石為臺(tái)地后緣沖溝最近歷史時(shí)期的一次冰川冰水活動(dòng)堆積，造成古河道最新一次堰塞。根據(jù)臨河側(cè)基巖出露高程等情況，正是該次堰塞促使古河流改道至現(xiàn)代河道。

6 結(jié) 論

（1）對(duì)西藏朋曲某水電站壩址左岸古河槽進(jìn)行了勘探，基本查明了古河槽形態(tài)結(jié)構(gòu)，沉積物質(zhì)組成，并分析了古河道走向和改道原因，為大壩防滲設(shè)計(jì)提供了地質(zhì)依據(jù)。

（2）古河槽形態(tài)呈深寬“V”型，寬度約880 m，底部基巖頂面高程至少較現(xiàn)代河道河床低約170 m。

（3）古河槽沉積物質(zhì)較復(fù)雜，從上至下可大致分為4段，分別為：表部上段的冰川冰水堆積；中上段的堰塞湖相和河流沖積互層堆積；中下段的冰川冰水堆積；底部的河流正常沖積堆積。

（4）初步分析表明：河流改道主要由壩址左岸沖溝冰川冰水物質(zhì)堆積堰塞形成。其中左岸臺(tái)地后緣沖溝最近一次冰川冰水活動(dòng)形成的堰塞，使古河道改道至現(xiàn)代河道。

（5）如果開(kāi)展古河槽沉積物測(cè)年，將有助于河谷演化歷史和河流改道原因分析。壩址河段左岸發(fā)育較大規(guī)模斷層，為斷陷河谷，河流改道與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的關(guān)系也值得進(jìn)一步研究。

［1]曹伯勛.地貌學(xué)及第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)［M］.武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1995：168-208.

［2]孫仲明.古河道的類(lèi)別、成因與研究意義［J］.灌溉排水.1984，3（2）：42-44.

［3]陳曉，楊文鵬，王旭紅.古河槽工程地質(zhì)問(wèn)題的勘察研究及處理［J］.四川地質(zhì)學(xué)報(bào).2011，31（專(zhuān)輯）：44-46.

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［5]曹光杰，李彥彥.末次盛冰期長(zhǎng)江南京段古河槽特征［J］.海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì).2009，29（3）：39-42.

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1003-9805（2015）04-0013-03

2015-06-29

甘東科（1978-），男，湖南湘陰人，高級(jí)工程師，從事水電工程地質(zhì)勘察工作。