王 毅，張運(yùn)達(dá)，呂章應(yīng)

（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）

雅魯藏布江大拐彎入口湖相地層變形特征研究

王 毅，張運(yùn)達(dá)，呂章應(yīng)

（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）

雅魯藏布江大拐彎入口河段在末次冰期發(fā)生多期次冰川活動(dòng)，大量冰磧物進(jìn)入雅魯藏布江河谷后堵江堰塞，在朗縣至派鎮(zhèn)河段的兩岸廣泛分布有一套湖相沉積的粉質(zhì)黏土和粉細(xì)砂層，該沉積層中有大量的變形現(xiàn)象，他們是新構(gòu)造活動(dòng)的證據(jù)，是重力變形，還是受地震影響？本文通過(guò)湖相沉積層的分布、成因、形成時(shí)代進(jìn)行了探討，采用大量的野外地質(zhì)調(diào)查、開挖探槽，對(duì)湖積地層的變形特征和變形原因進(jìn)行了分析和研究，認(rèn)為湖相沉積地層變形主要與重力作用有關(guān)，個(gè)別變形與地震作用有關(guān)，與新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和下伏基巖斷裂的活動(dòng)無(wú)直接關(guān)聯(lián)的證據(jù)。

冰川活動(dòng)；湖相沉積；變形跡象；重力作用

1 湖相沉積層的分布

在雅魯藏布江朗縣至大拐彎入口處的派鎮(zhèn)，沿江長(zhǎng)約260 km的河段兩側(cè)和支溝口附近的臺(tái)地上，高程2 950～3 150 m之間廣泛分布有一套粉質(zhì)黏土和粉細(xì)砂層的湖相沉積層，灰黃色～深灰色，具水平層理，厚度數(shù)米～百米不等。在尼洋河下游林芝附近，海拔3 000 m左右，廣泛出露晚更新世的湖相沉積層。如位于尼洋河下游林芝附近的磚瓦廠，見圖1。該套地層厚度可達(dá)100 m以上，為灰黃色的粉細(xì)砂層和深灰色粉質(zhì)黏土層，上部主要為粉細(xì)砂層，具波狀交錯(cuò)的微層理，下部主要為粉質(zhì)黏土層，具水平層理。

在派鎮(zhèn)下游玉松村外側(cè)高程3 100 m左右的機(jī)耕路旁，有保存十分完整的湖相沉積層剖面，見圖2。該處湖相沉積可分為29層，出露厚度約154 m。下部為冰磧含泥塊碎石層，向上逐漸過(guò)度為冰水紋泥層和粉細(xì)砂層，上部為較純的粉質(zhì)黏土層。

上述湖相地層在米林、臥龍、岡嘎大橋東南、派鎮(zhèn)、魯霞及大渡卡等地海拔高程2 950～3 150 m均有廣泛分布，沉積層粒度從上游向下游逐漸變細(xì)。

圖1 林芝磚廠剖面

圖2 玉松機(jī)耕路附近剖面

2 湖相沉積層的成因與形成時(shí)代

據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，在雅魯藏布江大拐彎入口處的派鎮(zhèn)下游的玉松至加拉河段，可見數(shù)個(gè)高程約為3 150～3 500 m的臺(tái)地面，從上游至下游分別為玉松臺(tái)地、宜淀臺(tái)地、索松臺(tái)地、打林臺(tái)地、龍白臺(tái)地和加拉臺(tái)地等，這些臺(tái)面開闊平坦，沿江展布長(zhǎng)約1.0～2.0 km，寬0.5～1.0 km不等。臺(tái)地組成物質(zhì)為灰黃色含孤塊碎石土的冰磧堆積，大小混雜，無(wú)層理結(jié)構(gòu)，臺(tái)地面分布有粒徑巨大的冰川漂礫和后期雅魯藏布江切割沖刷后形成的階地堆積。這些臺(tái)地在衛(wèi)星圖像上呈一個(gè)巨大的扇體鋪在雅魯藏布江中，曾經(jīng)阻斷了當(dāng)時(shí)的雅魯藏布江，形成了規(guī)模巨大的古堰塞壩。

地表地質(zhì)調(diào)查和文獻(xiàn)資料顯示，在晚更新世的末次冰期，該區(qū)發(fā)育了大范圍的多期冰川活動(dòng)，攜帶大量冰塊、石塊和土體的大型冰川直接進(jìn)入大峽谷入口處的雅魯藏布江干流，形成從上游玉松～下游龍白一帶沿江長(zhǎng)度大于23 km古堰塞壩，堰塞壩堆積至高程3 300 m以上。堰塞壩形成了一個(gè)從派鎮(zhèn)～郎縣之間巨型的堰塞湖，并在較長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)堆積了以細(xì)顆粒為主的堰塞湖相和緩慢流水相沉積。隨著后期雅魯藏布江的下切和沖刷侵蝕，巨大的冰川堰塞壩形成缺口，最終形成高程分別為3 300 m、3 150 m、3 000 m、2 950 m的四級(jí)侵蝕臺(tái)地，現(xiàn)今在上游玉松～下游龍白一帶仍保留有冰川堰塞壩侵蝕后的冰川堆積臺(tái)地，見圖3、4。

圖3 格嘎古冰川堆積

圖4 雅江改造后的冰川堆積臺(tái)地

關(guān)于格嘎古堰塞湖的形成和存在時(shí)間，國(guó)內(nèi)外學(xué)者有著不同的認(rèn)識(shí)。楊逸疇等（1983）認(rèn)為在中更新世大冰期、晚更新世早期冰期和晚期冰期；張振栓（1984）認(rèn)為末次冰期早冰階；張文敬（1985）認(rèn)為14 853±265 a BP；尹光侯等（2005）根據(jù)黨紐窩海拔2 930～3 005 m湖相沉積層晚更新世孢粉和古地磁分析認(rèn)為＜40 ka BP；張沛全等認(rèn)為在海拔3 020 m的大峽谷觀景臺(tái)發(fā)現(xiàn)的冰礫阜14C年齡為24 000～18 000 a。說(shuō)明在距今7.5～1.1萬(wàn)年的晚更新世的中～晚期末次冰期時(shí)大拐彎入口地區(qū)發(fā)生過(guò)大規(guī)模的冰川活動(dòng)，并阻塞了雅魯藏布江主河道，形成堰塞湖。而在海拔3 150 m的打林臺(tái)地（雅江Ⅳ級(jí)階地）上的礫石10Be暴露年齡顯示該階地形成于距今9 100～8170 a，表明這一期間雅魯藏布江已下切冰川堰塞壩，形成階地堆積。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和勘探揭示，以粉質(zhì)黏土為主的湖相沉積層主要分布于兩個(gè)高程：一是出露于沿江兩岸地表高程2 950～3 150 m的湖積層；二是通過(guò)沿江多個(gè)部位的勘探揭示，在現(xiàn)代河床沖積層之下高程2 680～2 860 m之間分布的湖相沉積層。這兩層湖相沉積層有較大的差別，分布于現(xiàn)代河床堆積之下的湖積層為灰黑～深灰色，飽水、軟塑狀態(tài)，黏粒含量高達(dá)20%以上。而出露于地表的湖積層多呈灰黃～灰色，失水干燥，粉粒含量較高。從勘探揭示的地層堆積新老關(guān)系可以判斷，深埋于河床堆積層之下的湖積層，直接覆蓋于下部更老的河床沖洪積層和冰川堰塞體之上，14C年齡大于4.35萬(wàn)年左右，屬于末次冰期古堰塞湖形成初期在完全靜水環(huán)境條件下的湖相沉積；而出露于地表的湖相沉積層則覆蓋于角礫砂層之上，該角礫砂層晚于河床湖積層，它代表堰塞湖已打開缺口，屬于在緩慢水流條件下的沉積。地表的湖相沉積層則是古堰塞湖晚期的沉積，14C年齡為1.5～2.0萬(wàn)年左右。

因此，可以認(rèn)為雅魯藏布江大拐彎入口～朗縣的古堰塞湖形成于距今約7.5～1.1萬(wàn)年的晚更新世中～晚期末次冰期期間，由格嘎冰川堵塞雅魯藏布江干流引起的，湖相沉積層則是堰塞期間相對(duì)靜水環(huán)境條件下的沉積。

3 湖相沉積層的變形特征

在以粉質(zhì)黏土為主的湖相沉積中多處可以見到一些以小斷層和節(jié)理裂隙為主的變形跡象，如尼洋河口、林芝縣達(dá)則村、林芝縣城附近、林芝縣米瑞鄉(xiāng)、幫納村、魯霞、當(dāng)扎村、大渡卡、玉松村等地，由于這些變形發(fā)育于晚更新世的湖相沉積中，人們首先關(guān)心的是這些變形是否屬于新構(gòu)造活動(dòng)的產(chǎn)物？其下部是否有隱伏斷裂？今后的活動(dòng)性怎樣？針對(duì)這些問(wèn)題，就幾個(gè)典型的湖相沉積層變形跡象進(jìn)行分析。

3.1 林芝縣達(dá)則村（林芝-米瑞公路約4 km處）剖面

該剖面湖相沉積層中發(fā)育一似“斷層”的破碎帶，該破碎帶產(chǎn)狀N16°W／SW∠64°，帶寬約10～20 cm，上寬下窄，輕微波狀起伏。破碎帶中發(fā)育破劈理、透鏡體和角礫碎塊等；下盤發(fā)育斜向擦痕，向北西側(cè)伏，側(cè)伏角為57°，指示上盤斜落，兼水平右行剪切。上盤對(duì)應(yīng)下盤位移至少3 m以上，并有地層拖拽現(xiàn)象。破碎帶上盤地層產(chǎn)狀混亂，并出露有寬約4～5 m擾動(dòng)破碎帶，下盤地層產(chǎn)狀正常，見圖5。

從局部的地表露頭剖面看，該湖積層的變形具有構(gòu)造作用形成的斷層特征。為了進(jìn)一步證實(shí)其成因，追蹤“斷層”向下的延伸情況，布置了探槽，開挖揭示破碎帶向下延伸約3 m后交與下部水平分布的粉細(xì)砂層，并未向深部一直延伸；而“斷層”向上延伸至地表附近，未切穿上覆全新世的坡洪積層。

圖5 邦則村湖積層變形剖面

從更大范圍調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該露頭位于色基拉山洪積扇的前緣，地貌形態(tài)呈一個(gè)被后期坡洪積覆蓋的滑坡堆積地貌。滑坡體地形較平緩，湖積層產(chǎn)狀混亂，巖層破碎。因此，剖面露頭的破碎帶實(shí)際上是由湖積層滑坡形成的滑動(dòng)面，而非斷層帶。

3.2 玉松剖面

在派鎮(zhèn)～玉松的機(jī)耕路內(nèi)側(cè)壁上，晚更新世湖積層中發(fā)育一系列近SN向和NE向的節(jié)理裂隙，以70°～80°左右陡傾西（坡外），延伸長(zhǎng)一般2～4 m，面較平直，上盤相對(duì)向下位錯(cuò)1～3 cm，顯張性，帶內(nèi)見泥膜充填，見圖6。裂隙帶僅發(fā)育于湖積粉質(zhì)黏土層中，粉細(xì)砂層內(nèi)未見裂隙發(fā)育，臨江側(cè)較內(nèi)側(cè)發(fā)育，裂隙方向基本平行于雅魯藏布江岸坡走向。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，上述節(jié)理裂隙主要是堰塞湖泄水、河谷下切過(guò)程中岸坡卸荷變形產(chǎn)生的拉張裂隙，也有部分是湖積粉質(zhì)黏土層在失水固結(jié)過(guò)程中形成的收縮縫。

圖6 玉松機(jī)耕路內(nèi)壁湖積層變形剖面

3.3 尼洋河口喇嘛嶺剖面

在尼洋河口喇嘛嶺附近的公路旁，在湖積層中發(fā)育一條斜切水平層理、斜層理及波狀層理的斷層帶，該斷層帶錯(cuò)斷湖積層內(nèi)的粉質(zhì)黏土標(biāo)志層，產(chǎn)狀NE40°～50°／SE∠40°～50°，顯示正斷性質(zhì)，上盤下滑最大距離達(dá)2～3 m（見圖7）。由于斷層兩盤粉質(zhì)黏土標(biāo)志層厚度具明顯差異，即上盤粉質(zhì)黏土明顯厚于下盤粉質(zhì)黏土。此外，據(jù)坑槽揭示，該斷層向下延伸后逐漸消失，下部地層分布連續(xù)。因此，可以判斷該斷層不是由構(gòu)造作用引起的，屬于同沉積斷層，即在湖積層沉積過(guò)程中，發(fā)生淺層的重力滑動(dòng)變形，導(dǎo)致下盤的湖積層較上盤厚度大，同時(shí)地層又有一定的延續(xù)性。由于該斷層未切割上覆全新世崩塌堆積，因此，該同沉積斷層形成于晚更新世晚期。

3.4 當(dāng)扎村西剖面

在當(dāng)扎村西1 km處，雅魯藏布江Ⅱ級(jí)階地中發(fā)育多條斷層。這些斷層分布在寬約30m的Ⅱ級(jí)階地粉質(zhì)黏土與粉砂層中，斷層規(guī)模均較小，一般延伸長(zhǎng)度小于5 m，均顯示正斷性質(zhì)，錯(cuò)動(dòng)位移一般為0.2～0.5 m，斷層未錯(cuò)斷Ⅱ級(jí)階地頂部厚約0.5～1.0 m的灰黃色粉砂土層（見圖8）。該處斷層主要發(fā)育于粉質(zhì)黏土層中，多數(shù)消失于粉細(xì)砂層內(nèi)，且傾角上陡下緩，拉張裂縫內(nèi)充填有上部的砂粒。從該剖面斷層的規(guī)模、性狀、延伸切割關(guān)系及與周邊地貌等關(guān)系分析，斷層主要是與重力變形作用引起的。

圖7 尼洋河口喇嘛嶺剖面

圖8 當(dāng)扎村西湖積層變形剖面

除了上述四個(gè)較典型的剖面外，本區(qū)第四紀(jì)湖積層的地表露頭中還有許多其他類型的變形跡象：如沉積過(guò)程中下部粉細(xì)砂層在紊動(dòng)水流作用下形成凹凸不平的紊層理，上部沉積粉質(zhì)黏土層，后期在地表剖面上呈現(xiàn)粉細(xì)砂層侵入粉質(zhì)黏土層的類似于沙土液化的火焰構(gòu)造；有相鄰兩層沉積物因密度差較大，在沉積與成巖過(guò)程中密度較大的上部砂質(zhì)沉陷到下部泥質(zhì)沉積物中形成的重荷模構(gòu)造；有沉積過(guò)程中上部巖體垮塌，大塊的巖體砸入湖積層中形成的凹陷與褶皺構(gòu)造；有粉細(xì)砂層內(nèi)出現(xiàn)砂管的類似古地震遺跡現(xiàn)象；有可能因構(gòu)造作用產(chǎn)生的小斷層和節(jié)理裂隙；也有沉積過(guò)程中受河流沖刷引起的沖刷接觸構(gòu)造等。

4 湖相沉積層變形原因分析

從大量的地表露頭和坑槽揭示情況看，這些發(fā)育于晚更新世晚期湖相沉積層內(nèi)的變形跡象具以下特點(diǎn)：主要分布在雅魯藏布江兩岸臨江側(cè)或沖溝切割剖面的兩側(cè)；主要見于剖面露頭，平面上極少見到；斷層和褶皺較少，以節(jié)理裂隙為主，規(guī)模不大，多數(shù)延伸長(zhǎng)度在數(shù)米～數(shù)十米；斷層和裂隙多發(fā)育于粉質(zhì)黏土層中，坑槽揭示“斷層”多消失于下部的粉細(xì)砂層上，在垂向上延伸不大；走向較分散，以近南北向?yàn)橹?，同時(shí)發(fā)育近東西向及北東向，主要傾向西及南東等；以陡-中等傾角為主，傾角一般大于60°；變形種類較多，有形成于沉積與成巖時(shí)期，也有大量后期改造過(guò)程中形成的等。

在晚更新世地層中出現(xiàn)的眾多露頭剖面看，這些變形點(diǎn)分布與現(xiàn)今的地形地貌有較大關(guān)系，即多分布于河谷或沖溝兩側(cè)的臨空面附近，走向和傾向與所處的地形具較好對(duì)應(yīng)關(guān)系；區(qū)內(nèi)覆蓋層厚度極大，一般在200m以上，而斷層與裂隙主要發(fā)育于淺表，向下延伸距離不大后消失于下部粉細(xì)砂層中；區(qū)內(nèi)發(fā)育的斷裂構(gòu)造主要是近東西～北東向延伸的雅魯藏布江斷裂帶，在遙感影像或現(xiàn)場(chǎng)地貌反映雅魯藏布江斷裂通過(guò)的部位，大型坑槽揭示湖積層的變形與下部的斷裂構(gòu)造無(wú)成生聯(lián)系，目前未找到變形與深部構(gòu)造有關(guān)的直接證據(jù)。

湖積層分布區(qū)地處喜馬拉雅地震帶，在雅魯藏布江大拐彎以東和南部地區(qū)地震活動(dòng)頻繁，有歷史記載以來(lái)共記錄到8級(jí)以上地震8次，1897年在印度阿薩姆及1950年在察隅分別發(fā)生了8.7級(jí)和8.6級(jí)的特大地震，8級(jí)以上的強(qiáng)震影響到湖積層分布區(qū)的烈度可達(dá)8度以上。在如此強(qiáng)烈的地震作用下，飽水的粉細(xì)砂層有可能發(fā)生沙土液化，形成砂管現(xiàn)象等。

大量的地表露頭顯示變形與湖積層沉積時(shí)期和后期改造過(guò)程中的重力作用有關(guān)，諸如同沉積斷層、紋層理和重荷模構(gòu)造、失水固結(jié)節(jié)理、重力垮塌和滑坡、卸荷裂隙等，這與其形成的環(huán)境和土體的特性有關(guān)。湖積層形成于距今約7.5～1.1萬(wàn)年的晚更新世末次冰期，在大拐彎入口處的格嘎冰川堵江后形成巨型堰塞湖的過(guò)程中開始沉積。當(dāng)時(shí)的堰塞湖湖面寬達(dá)2 km以上、最大水深達(dá)300m，最大沉積厚度達(dá)200 m以上。在漫長(zhǎng)的沉積過(guò)程中，特別是在沉積的后期和湖邊淺水及支溝交匯地帶，受水下地形和水流等影響，形成一些同沉積構(gòu)造；而在堰塞壩逐漸侵蝕和潰缺過(guò)程中，河道下切、湖水下降，原來(lái)位于水下的湖積層出露于地表，形成高達(dá)數(shù)十至百米以上的臨空面。由于湖積層以粉質(zhì)黏土和粉細(xì)砂層為主，飽水，強(qiáng)度極低，在臨空條件下極易發(fā)生重力垮塌、滑坡等重力變形，在失水固結(jié)和沖溝切割侵蝕等改造中，極易產(chǎn)生收縮節(jié)理和卸荷裂隙等。因此，發(fā)育于湖積層淺表的大量變形，主要是沉積時(shí)期和后期改造過(guò)程中的各種重力作用引起的。

5 結(jié) 語(yǔ)

（1）在距今約7.5～1.1萬(wàn)年的晚更新世末次冰期，雅魯藏布江大拐彎入口處的格嘎冰川攜帶大量的巖塊和冰塊，進(jìn)入雅魯藏布江干流，堵塞河道并形成沿江長(zhǎng)達(dá)23 km、高達(dá)400 m左右的堰塞壩，形成了雍水高程達(dá)3 150 m以上的巨型堰塞湖，沉積了一套以粉質(zhì)黏土和粉細(xì)砂為主的湖相沉積層，在現(xiàn)今高程2 950～3 150 m的地表和高程2 680～2 860 m的現(xiàn)代河床沖積層之下廣泛分布。

（2）據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和坑槽揭示，發(fā)育于湖積層淺表的變形跡象，主要與沉積時(shí)期和后期改造過(guò)程中的重力作用有關(guān)，個(gè)別變形可能受周邊地區(qū)強(qiáng)震影響有關(guān)。

（3）目前尚未發(fā)現(xiàn)湖積層中的斷層和裂隙與深部斷裂構(gòu)造，特別是與區(qū)內(nèi)的雅魯藏布江斷裂帶活動(dòng)有關(guān)的直接證據(jù)。

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［2]張文敬.南迦巴瓦峰躍動(dòng)冰川的某些特征［J］.山地研究，1988（12）.

［3]尹光候，張留青，包鋼，包俊躍，段國(guó)璽，蘇學(xué)軍.西藏林芝地區(qū)第四系新知［J］.地層學(xué)雜志，2005（8）.

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［5]劉宇平，Montagomery DR，Hallet B，唐文清，張建龍，張選陽(yáng).西藏東南雅魯藏布江大峽谷入口處第四紀(jì)多次冰川阻江事件［J］.第四紀(jì)研究，2006，26（1）：52-62.

［6]楊逸疇，李炳元，尹澤生，張青松.西藏高原地貌的形成和演化［J］.地理學(xué)報(bào)，1982（3）.

簡(jiǎn)訊

猴子巖水電站首臺(tái)機(jī)組澆筑至發(fā)電機(jī)層

10月18日，猴子巖水電站首臺(tái)機(jī)組（4號(hào)機(jī)組）完成發(fā)電機(jī)層模板拆除工作，這標(biāo)志著猴子巖水電站首臺(tái)機(jī)組澆筑至發(fā)電機(jī)層樓板高程，土建施工提前完成今年第四季度的節(jié)點(diǎn)目標(biāo)，為后續(xù)水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)吊裝預(yù)留了充足的時(shí)間。

（本刊編輯部）

P642

B

1003-9805（2015）04-0095-05

2015-06-29

王 毅（1962-），女，四川成都人，高級(jí)工程師，從事水電工程勘測(cè)設(shè)計(jì)工作。