摘 要:黃河“幾”字形河道的形成與演化,取決于鄂爾多斯地塊周緣構(gòu)造帶的邊界形態(tài)及其相互作用。周緣構(gòu)造帶對地塊的碰撞、俯沖、擠壓、走滑、旋鈕等構(gòu)造作用,成就了銀川地塹、河套地塹、晉陜峽谷等貫通黃河的構(gòu)造地貌。地塹與峽谷中極為發(fā)育的斷層帶、碎裂巖帶、密集節(jié)理帶嚴格控制了河道延伸與拐彎。挽近時期,印度板塊NE向、太平洋板塊NW向?qū)Χ鯛柖嗨沟貕K的擠入作用,復合地塊周緣斷裂的新活動,控制、約束了黃河的“幾”字形河道樣式。
關(guān)鍵詞:“幾”字形河道;地塹和斷陷帶;構(gòu)造帶相互作用;鄂爾多斯地塊;黃河
中圖分類號:TV147+.1;P542+.3;TV882.1 文獻標志碼:A doi:10.3969/j.issn.1000-1379.2025.02.008
引用格式:李永軍,段豐浩,付浩,等.黃河“幾”字形河道的成因及其動力學分析[J].人民黃河,2025,47(2):51-59.
基金項目:國家自然科學基金資助項目(42041006,41790440,42202022);陜西省自然科學基礎(chǔ)研究計劃項目(2023-JC-YB-240);中央高?;究蒲袠I(yè)務(wù)費專項(XJ2024002301);中央高校基本科研業(yè)務(wù)費專項重點項目(300102274902);陜西省“雙一流”建設(shè)專項(黃河流域地質(zhì)圖編制項目)
TheOriginandDynamicAnalysisoftheΩ-ShapedChanneloftheYellowRiver
LIYongjun1,DUANFenghao2,3,F(xiàn)UHao1,LIUXiaobo1,WUXiaoli1,WANGPanlong1,WANGQian1,PENGJianbing2,3
(1.SchoolofEarthScienceandResources,Chang’anUniversity,Xi’an710054,China;2.SchoolofGeologicalEngineeringandGeomatics,Chang’anUniversity,Xi’an710054,China;3.AcademyofYellowRiverSciencesofShaanxiProvince,Xi’an710054,China)
Abstract:heformationandevolutionoftheΩ?shapedchanneloftheYellowRiverdependontheboundarymorphologyandinteractionsof thetectonicbeltsaroundtheOrdosblock.Thecollision,subduction,compression,strike?slipandwhirleffectsoftheperipheraltectonicbelt ontheblockhavemadetheYinchuanGraben,HetaoGraben,Jin?ShaanGorgeandothertectoniclandformsthroughtheYellowRiver.The highlydevelopedfaultzone,cataclasticrockzoneanddensejointzoneingrabenandcanyonhavestrictlycontrolledtheextensionandbendof thechannel.InNeoidperiod,theextrusionoftheIndianPlateinNE?trendingandthePacificPlateinNW?trendinghascompoundednewac? tivitiesoftheperipheralmajorfault,whichhascontrolledandconstrainedtheΩ-shapedchanneloftheYellowRiver.
Keywords:Ω-shapedchannel;grabenandfaultdepressionbelt;interactionsbetweentectoniczones;Ordosblock;YellowRiver
河流是人類生存和社會發(fā)展的根基,對河流的研究一直是科學研究的重中之重。河流是塑造地表地貌的重要地質(zhì)營力之一,但究竟是河流塑造地表地貌,還是地貌約束控制河道?這一久存的因果問題值得深思。迄今為止,強調(diào)以外動力地質(zhì)作用為主的地貌說仍是黃河形成與演化的主流觀點[1]。
黃河“幾”字形河道是單純依靠黃土高原地貌的隆升而形成還是另有主因?這是本文關(guān)注的焦點。本文提出以斷裂構(gòu)造為主的構(gòu)造帶“內(nèi)因控河說”,以期為探索黃河的形成與演化規(guī)律提供新證。
1 區(qū)域地貌與河谷階地
黃河“幾”字形河道始于甘肅榆中縣來紫堡鄉(xiāng)(第四大拐點),經(jīng)巴彥淖爾市五原縣景陽林鄉(xiāng)、托克托縣河口鎮(zhèn)(有稱頭道拐)、陜西潼關(guān)縣秦東鎮(zhèn)(有稱風陵渡)3個大拐點后終于河南三門峽,河道輪廓為“幾”字形(見圖1)。在蘭州—靖遠—中衛(wèi)一帶,沿中、北祁連山東端與隴中盆地的結(jié)合部NE向前行,到達中衛(wèi)后主要環(huán)鄂爾多斯盆地西緣、北緣、東緣3個凹陷帶行進。
黃河“幾”字形河道環(huán)繞鄂爾多斯地塊,分屬河套平原、鄂爾多斯高原、黃土高原3個地理單元?!皫住弊中魏拥赖暮庸鹊孛玻?020年8月5日各河段水位為例,劉家峽水庫壩前水位1718~1720m,蘭州段1513~1520m,青銅峽1132~1136m,銀川段1010 m,石嘴山段1085~1087m,包頭段1002~1003m,河口鎮(zhèn)(頭道拐)987m,壺口瀑布上游480m,風陵渡333m,三門峽庫區(qū)318m(據(jù)2020年8月6日內(nèi)蒙古自治區(qū)水文總局黃河水情專報第81期)。這一組數(shù)據(jù)清晰表明,第七大拐點及其上游的河道是較緩慢降低的,而河口鎮(zhèn)至山西禹門口一帶,產(chǎn)于呂梁山西緣與鄂爾多斯盆地結(jié)合部的黃河河道,谷深大多在100m以上,谷底高程由近1000m逐漸降至400m以下,河道全長725km,河床最窄處(如壺口)僅30~50m,這一河段構(gòu)成了黃河干流上最長的連續(xù)峽谷———晉陜大峽谷。
黃河蘭州段最高一級階地年代為距今1.60Ma,之后分別在距今1.50、1.24、1.05、0.96、0.86、0.13、0.05、0.01Ma形成了8級階地[2];黃河中衛(wèi)段發(fā)育了4~21級不等的階地,最老一級階地見于黑山峽,年代為距今2.40Ma[3],大部分河段最老年齡為1.57Ma[4-5];賀蘭山新生代的隆升出現(xiàn)在距今50~30Ma[6]、12~10 Ma[7]和上新世[6]。賀蘭山大規(guī)模隆起的時間與銀川地塹的強烈斷陷活動相伴生[8];內(nèi)蒙古大青山段在新生代以來,河套盆地的伸展斷陷及其周緣山脈的隆升過程主要受控于盆地周緣的一系列正斷層,中新世至距今10Ma多處于伸展變形狀態(tài),與黃河中、下游河段的連通在距今1.5Ma之后。晚上新世以來河套盆地的伸展變形對黃河上游河段的整合起著重要作用。大青山地區(qū)殘余的低起伏侵蝕面也形成于距今約3Ma之前,之后低起伏侵蝕面被切割和破壞[9];晉陜峽谷段至少發(fā)育10級黃河階地,最高一級階地年代為距今1.24Ma[10],較低的4級階地則形成于最近10萬a以來[11]。山西平陸、河南三門峽至扣馬段河流階地的時代為距今50ka~1.24Ma[12]。
總的來看,“幾”字形河道從蘭州到三門峽的貫通時間為距今3.6→3.3→2.8→2.5→1.3→1.2Ma,與青藏高原幕式隆升階段的時間基本一致[4],因此構(gòu)造運動與河流階地的形成關(guān)系最為密切。
2 區(qū)域構(gòu)造帶與黃河河道展布的關(guān)系
黃河“幾”字形河道始于祁連構(gòu)造帶,環(huán)繞鄂爾多斯地塊向下游依次跨過阿拉善、賀蘭山、陰山、呂梁、中條山等構(gòu)造帶,在第七大拐點處南迎秦嶺-大別構(gòu)造帶。
2.1 祁連構(gòu)造帶
祁連構(gòu)造帶在本研究區(qū)僅涉及中、北祁連構(gòu)造帶(見圖2,數(shù)據(jù)引自文獻[13-20])。黃河蘭州—白銀段產(chǎn)于中祁連構(gòu)造帶,白銀—景泰段位于北祁連構(gòu)造帶走廊南山構(gòu)造帶。在白銀平川區(qū),黃河沿走廊南山構(gòu)造帶與走廊弧后巖漿帶的結(jié)合部NWW向到五佛鄉(xiāng)后,沿近S-N向斷裂到景泰東,之后又沿NE向斷裂到達中衛(wèi)。蘭州—靖遠的NE向斷裂在中祁連構(gòu)造帶極為發(fā)育,白銀東—靖遠一帶河道產(chǎn)于走廊南山構(gòu)造帶與靖遠之東的中新生代盆地結(jié)合部,地表斷裂不發(fā)育,但斷裂在其北的走廊弧后巖漿帶中有清晰顯示,其連線成為一條直線,故推測白銀東—靖遠一帶河道下有隱伏斷裂存在,并且巧合的是該斷裂的大致位置與走向正好與其北的阿拉善構(gòu)造帶與賀蘭山構(gòu)造帶的結(jié)合部斷裂相吻合(見圖2)。區(qū)內(nèi)多個方向斷裂組交切時,后期斷裂切割早期斷裂,形成了靖遠—石林公園—五佛鄉(xiāng)—中衛(wèi)的短折線大角度拐彎。
黑山峽大柳樹壩址南東側(cè)的NE向活斷層活動時間有距今30ka和10ka兩次,斷層泥熱釋光測年數(shù)據(jù)小于20ka[13]。大柳樹壩址F7斷層最晚活動時間為距今11.5~11.0ka[15],F(xiàn)201斷裂中段有距今27~22 ka、17.2~13.1ka、11.0~7.1ka三次活動[14,21],小紅山南側(cè)斷層主破裂帶最新一次破裂事件發(fā)生于距今11 ka之后、1.2ka之前[16]。這些均佐證了活動斷層對河道有顯著控制作用。
祁連山經(jīng)歷了距今55~40Ma、30~25Ma、15~7 Ma和3.6Ma之前[22-26]4次顯著的變形、隆升造山與生長過程,高聳的山脈與相間的斷陷帶為河道的形成奠定了基礎(chǔ)。
圖2中醒目示出斷裂與河道間極好的耦合與相隨關(guān)系,后期斷裂改造早期斷裂是河道發(fā)生改向拐彎的主控因素。
2.2 鄂爾多斯地塊
鄂爾多斯地塊西、北、東三緣邊界筆直,南緣呈V形,總體東翹西傾,鄰近賀蘭山構(gòu)造帶的斷陷最深。該盾形塊體周緣為斷陷帶,地塊四周均被線型山脈(區(qū)域性構(gòu)造帶)圍限,這一耦合關(guān)系造就了黃河的“幾”字形河道樣式。
地塊周緣出露的新太古代—古元古代的變質(zhì)基底殘塊中,發(fā)育平行于黃河的一系列密集斷裂和韌性剪切帶。地塊內(nèi)部主體為中生代斷陷盆地。無論是古老的變質(zhì)基底還是表殼的中生界,均發(fā)育與河道走向平行的斷裂組。如圖3中,壺口—河津市西的黃河河道總體平行于離石大斷裂,而河津市西—風陵渡黃河河道總體平行于呂梁山西緣大斷裂。程紹平等[27]認為河套古湖至三門古湖之間的活動斷層是黃河形成、貫通的重要因素。袁寶印等[28]提出鄂爾多斯周邊新生代構(gòu)造作用形成的裂谷控制了黃河的發(fā)育。
黃河下切主要與新構(gòu)造運動有關(guān),尤其與活動斷裂的帶狀碎裂巖化基巖直接有關(guān)?!皦乜凇睒邮降木坝^從唐到明再到現(xiàn)今,壺口沖蝕峽口景點的相對位置一直在北移[29]。
禹門口為韓城斷裂通過處,在晚更新世早、中、晚期該斷裂發(fā)生過多次強烈活動,累計斷距(高度差)為20.1m,這一斷裂兩盤的斷距造就了晚更新世早、中期的“壺口”[30]。禹門口之北龍門山處為一正斷層通過處,北部斷盤上升,南部下降,黃河在這一帶遂下切于基巖而形成壯麗的峽谷地貌。河津龍門正好是中生代末盆地邊緣斷層通過處,形成了龍門北側(cè)石質(zhì)山體高臺階,黃河正是利用此處高臺階形成瀑布[31]。
現(xiàn)今的壺口一帶,發(fā)育平行于呂梁山西緣大斷裂的密集張節(jié)理組(圖4中W1~W2、E1~E6),另發(fā)育一組之與近垂直的稀疏張節(jié)理組(N1~N4),沿N2節(jié)理縫與W2、E2節(jié)理間控制的區(qū)域下切形成一長條形凹陷,兩組節(jié)理控制形成的長條形凹陷帶即為現(xiàn)在的“壺口”,展示了“天下黃河一壺收”的壯觀景象(見圖4)。若壺口范圍再度向北擴展,瀑布北界可達N1節(jié)理處。
總之,發(fā)育于鄂爾多斯地塊的黃河河道,均顯示出與區(qū)域斷裂構(gòu)造相生相成的關(guān)系,壺口瀑布一帶盡管空間上相對遠離呂梁山西緣大斷裂和離石大斷裂,但該處可能存在與之平行的隱伏斷裂。在壺口瀑布至龍門一帶,黃河寬谷河床上廣泛發(fā)育兩組節(jié)理,切割水平地層,節(jié)理出露呈棋盤格式構(gòu)造,一組節(jié)理南北走向(NNE10°)平行于離石大斷裂,另一組近東西走向(NNE80°)垂直于離石大斷裂,兩組節(jié)理傾角較陡,同組節(jié)理密集,間距較窄,最小為幾十厘米,寬時為1~2 m。這兩組節(jié)理將河床上的三疊系砂巖、頁巖和泥巖切割成菱形塊體(見圖4b~c),巖層內(nèi)部出現(xiàn)縱橫交錯的裂隙,巖層被切割得支離破碎[31],從而形成易于被河水沖蝕的客觀條件。這兩組節(jié)理控制現(xiàn)今的壺口河道形成峽谷,充分展示了斷裂構(gòu)造仍是該段河道的主控因素。
2.3 阿拉善構(gòu)造帶
阿拉善構(gòu)造帶(地塊)呈NE向,東與賀蘭山西麓斷裂為相鄰。黃河從阿拉善地塊東南角進入賀蘭山構(gòu)造帶,因此并沒有直接約束黃河河道,但重要的是,阿拉善地塊與賀蘭山構(gòu)造帶均為NE向構(gòu)造帶,其向南的輻射與影響力顯著,控制黃河河道在蘭州—中衛(wèi)段NE走向延伸。
2.4 賀蘭山構(gòu)造帶
賀蘭山構(gòu)造帶是鄂爾多斯地塊西緣沖斷構(gòu)造帶的重要組成部分,新生代的大規(guī)模隆升出現(xiàn)在距今50~30Ma[6]、12~10Ma[7]和上新世[6]。銀川地塹的強烈斷陷與其隆升在時間上緊相隨,為黃河的連通奠定了基礎(chǔ)(見圖5,其中圖5b數(shù)據(jù)引自文獻[32-34])。
賀蘭山構(gòu)造帶由3個NNE向次級構(gòu)造單元組成。構(gòu)造帶的中、南部,賀蘭山東麓(山前)大斷裂帶(由西向東依次為賀蘭山東麓斷裂、蘆花臺斷裂、銀川隱伏斷裂、黃河斷裂)嚴格控制黃河河道的NNE向長線型分布。河道產(chǎn)于黃河斷裂中[35](見圖5b),該斷裂控制了早期銀川盆地的發(fā)育,是盆地內(nèi)展布最長、切割最深的一條深大斷裂[32]。該構(gòu)造帶的北部烏海市一帶,賀蘭山褶斷帶與陶樂—彭陽沖斷帶(黃河斷裂北段)緊緊夾持著河道發(fā)生由NNE向近S-N向的拐彎。
賀蘭山一帶,山前大斷裂帶為劈谷開河起了決定性作用,控制黃河河道呈長線型分布(見圖5)。牛首山和烏海兩地的NW向或近S-N向斷裂切割NNE向斷裂[35],使河道改向S-N向,是斷裂控制河道的經(jīng)典代表。
上新世中衛(wèi)—中寧段黃河總體在近E-W向斷裂控制下向東前行,原河道在鳴沙山之南沿魯家窯—孫家灘一線,過牛首山東麓后入銀川盆地,但在早更新世時牛首山近S-N向斷裂的強烈活動下,黃河在白馬一帶重新劈山造峽、生成新河道,黃河廢棄原東麓古河道,拐向北切青銅峽谷入銀川盆地[36]。這是黃河廢棄古河道、沿新發(fā)育的斷裂帶生成新河道的一個經(jīng)典例證。
賀蘭山南部E-W向構(gòu)造帶發(fā)育早于S-N向構(gòu)造帶,S-N向斷裂截切了E-W向斷裂;而NW向斷裂構(gòu)造形成時間最晚,它們是大型E-W向走滑斷裂的派生構(gòu)造,分布也僅限制在大型E-W向構(gòu)造帶范圍內(nèi),并截切了該地區(qū)的S-N向構(gòu)造帶,現(xiàn)今仍處于較強烈的活動之中。
銀川—烏海的控河隱伏斷裂經(jīng)過地震剖面結(jié)合鉆探驗證,原銀川隱伏斷裂由F3~F5共3條分支斷裂構(gòu)成,各分支斷裂與現(xiàn)黃河河道在縱向上幾乎完全重合、同步轉(zhuǎn)向[34-35],如在永寧縣—禮和鎮(zhèn)一帶河道受兩組斷裂交切形成的雁列式組合,導致此段內(nèi)的河道發(fā)生了3次斜列式變道[35](見圖5b)。F4斷層在晚更新世以來發(fā)生多期活動,最新活動時間大約為距今25ka;F3斷層的最新活動時間大約為距今40ka,斷層帶的兩次地震活動分別發(fā)生在距今39.5ka和11.1ka[34]。
在石嘴山市惠農(nóng)區(qū)—烏海一帶,經(jīng)鉆探驗證隱伏斷裂在晚更新世末期—全新世有過活動,距今28.16 ka以來的累計位移為0.96m,晚第四紀以來的平均滑動速率為0.04mm/a[32]。
另外,黃河斷裂在晚更新世末—全新世至少經(jīng)歷了5次古地震事件,其地震活動間隔約為3000a,其中銀川—中寧段的最新活動是在距今4ka之前,平羅段的最新活動在距今33ka之后[33]。古地震資料也極好地佐證了賀蘭山東緣大斷裂及其次級大斷裂對黃河的嚴格控制。
賀蘭山南部3組構(gòu)造由早到晚分別為近EW向→NNE向→NNW向。NNE向斷裂切割近E-W向斷裂才使得原E-W向的河道拐向NNE向,最晚期的NNW向斷裂在桌子山一帶控制黃河由原NNE向拐向NNW向[35]。
2.5 陰山構(gòu)造帶
陰山構(gòu)造帶北靠中亞造山帶,南鄰鄂爾多斯地塊,東接燕山構(gòu)造帶,西抵阿拉善地塊。磷灰石和鋯石裂變徑跡結(jié)果表明陰山在距今50~10Ma發(fā)生隆升[37]。黃河河道產(chǎn)于陰山構(gòu)造帶南緣與鄂爾多斯地塊間的近E-W向陸塊北緣臺緣斷裂帶中(見圖6,數(shù)據(jù)引自文獻[37-38])。
鄂爾多斯地塊西緣NE向的黃河大斷裂與華北陸塊北緣臺緣斷裂交匯點即現(xiàn)今黃河第五大拐點(巴彥淖爾五原縣景陽林鄉(xiāng)),“幾”字形河道的北西拐彎形態(tài)為近直角狀,河道的形態(tài)嚴格受鄂爾多斯地塊西緣賀蘭山山前—黃河斷裂與鄂爾多斯地塊北緣華北陸塊北緣臺緣斷裂控制。
烏拉特前旗—固陽NNE向右行走滑斷裂導致包頭北的烏拉山SWW向凸出,迫使黃河在烏拉特前旗形成Z形小拐彎(見圖6)。河道的形態(tài)與河岸山系均完全平行,河道多產(chǎn)于山前斷裂帶中。
2.6 呂梁構(gòu)造帶
呂梁構(gòu)造帶隸屬五臺—太行構(gòu)造帶西北緣構(gòu)造帶,發(fā)育NNE-NE向斷裂組合,并遭受了NNE向構(gòu)造改造。目前,對呂梁山最早開始造山隆升時間的認識有較大差異,有距今150Ma[39]、120Ma[40]、58.3Ma[41]等幾種,加速隆升期為距今65~23Ma[40,42],強烈抬升期有距今23Ma以來[40]和距今20~10Ma[42]之認識。呂梁構(gòu)造帶與西鄰的鄂爾多斯地塊以區(qū)域性NNE向的呂梁山西緣大斷裂為界。該斷裂帶引導和控制黃河“幾”字形河道自第六大拐點向南的河道。
2.7 中條山構(gòu)造帶
中條山構(gòu)造帶內(nèi)主要及次級構(gòu)造帶間均發(fā)育平行于中條山山系的NEE向斷裂組(見圖3a、圖3e~f)。中條山在早更新世已完成隆升[43]。構(gòu)造帶最西南端被呂梁構(gòu)造帶攔截,呂梁、中條山、鄂爾多斯地塊、秦嶺四大構(gòu)造帶交匯部位為風陵渡之南的黃河第七大拐點,拐點之北的近S-N向河道是在其西的鄂爾多斯地塊與其東的呂梁構(gòu)造帶(北)和中條山構(gòu)造帶(南)的共同作用下形成的,即第六、第七大拐點間的黃河河道主要位于鄂爾多斯地塊與呂梁-中條山構(gòu)造帶的結(jié)合部(見圖3a)。河道東岸平行于呂梁山西緣大斷裂的次級斷裂極為發(fā)育,并在挽近時期復合,錯斷了第四系堆積層(見圖3f)。
圖1、圖3中清楚顯示,從第七大拐點到第八大拐點間的黃河,北有中條山山前大斷裂、南有小秦嶺北緣大斷裂的平行緊貼夾持,河道總體呈長線型延伸,且平行于兩岸的山前大斷裂。
2.8 秦嶺構(gòu)造帶
秦嶺構(gòu)造帶近E-W向橫亙于鄂爾多斯地塊與中條山構(gòu)造帶之南。在陜西小秦嶺—河南鄭州之西一帶又稱小秦嶺構(gòu)造帶。秦嶺整體在距今35~22Ma、12~8Ma和4Ma發(fā)生多期次快速隆升[44]。該構(gòu)造帶與中條山構(gòu)造帶的平行夾持,控制黃河河道完全平行于山前大斷裂帶延伸。河道南岸基巖中密集發(fā)育平行于河道的正斷層(見圖3b~d),與中條山南緣斷裂共同作用形成了風陵渡—三門峽地塹。
小浪底庫區(qū)承受了南(秦嶺)北(中條山)兩大構(gòu)造帶的夾持,庫區(qū)斷層較早一期為NNW向,年代為距今3.7~5.3Ma;晚期為NE向斷層,年代為距今1.5~1.8Ma[45]。前者控制小浪底上游方向的河道延伸,而后者控制小浪底下游方向的河道延伸。
3 黃河“幾”字形河道成因機制
3.1 周緣構(gòu)造帶對鄂爾多斯地塊的構(gòu)造作用
鄂爾多斯地塊輪廓形似一座方城,這是由其周緣構(gòu)造帶的邊界形態(tài)和構(gòu)造相互作用而決定的。地塊西、東分別與近S-N向的賀蘭山構(gòu)造帶、呂梁構(gòu)造帶相接,北、南分別與近E-W向的陰山構(gòu)造帶、秦嶺構(gòu)造帶為鄰,構(gòu)成了垂直交切關(guān)系,對“幾”字形河道樣式的形成有重要控制作用。
周緣構(gòu)造帶對地塊長期而復雜的構(gòu)造作用主要有碰撞、俯沖、擠壓、走滑、旋鈕、阻擋等多種作用[46],這些作用的效應(yīng)如下:其一,在造山帶山前與地塊外緣間形成了斷層帶、碎裂巖帶、密集節(jié)理帶等弱構(gòu)造應(yīng)力帶,奠定了開谷成河的構(gòu)造條件[28];其二,周緣造山帶高聳山系、山前大斷裂及其與地塊間的相互作用,不僅促進了鄂爾多斯地塊隆起,還形成“環(huán)城式”裂谷、斷陷帶、峽谷等,貯備了黃河的構(gòu)造地貌條件;其三,周緣主體構(gòu)造帶尤其是斷裂帶走向嚴格約束了黃河河道的走向。
挽近時期青藏高原隆升過程中NE向的擠入作用,對黃河河道的形成有極為重要的貢獻:一是使得正面阻擋的賀蘭山地塊(西)與鄂爾多斯地塊(東)產(chǎn)生了強大的分離作用,形成了兩大地塊間的近S-N向構(gòu)造帶和銀川凹陷帶[46](見圖7);二是誘發(fā)了鄂爾多斯地塊的逆時針旋轉(zhuǎn),旋鈕作用加速了地塊與周緣構(gòu)造帶間的碎裂巖化與復雜形變;三是與鄂爾多斯地塊間產(chǎn)生了強烈的碰撞作用,局地還出現(xiàn)了小幅度的俯沖作用[47],加速了地塊整體抬升。
新近紀晚期(距今10~2.5Ma)、早中更新世和晚更新世以來,太平洋板塊對華北板塊的斜向擠入作用和東部巖石圈地幔上涌的遠程擠壓與抬升效應(yīng)[46],形成了3期伸展斷陷-擠壓隆升作用,使得呂梁構(gòu)造帶、中條山構(gòu)造帶等與鄂爾多斯地塊發(fā)生了一系列的碰撞、擠壓、旋鈕等構(gòu)造作用,不僅加速了地塊整體抬升,而且更為重要的是復合疊加了呂梁山西緣近S-N大斷裂、離石大斷裂的新活動,新生了次級斷裂、小斷層裂縫帶、密集節(jié)理帶等,為形成S-N向的晉陜峽谷提供了重要的構(gòu)造條件和河道約束。
陰山、秦嶺兩大構(gòu)造帶對鄂爾多斯地塊的南北夾持與阻擋過程中,不僅產(chǎn)生了造山帶與地塊間的擠壓、碰撞、走滑等一系列構(gòu)造作用,還嚴格圍限了黃河“幾”字形河道的北、南邊界,并且控制了河道在兩大構(gòu)造帶山前大斷裂帶的近E-W向走向。
總覽黃河“幾”字形河道形態(tài)與構(gòu)造的耦合關(guān)系,主要表現(xiàn)一是區(qū)域性大斷裂主控長線型延伸河道,二是次級斜交主構(gòu)造線斷裂形成短折線拐彎河道,三是兩組密集平行斷裂或節(jié)理交切形成斜列式擺動延伸河道。
3.2 鄂爾多斯地塊自身的隆起作用
鄂爾多斯地塊整體向上隆起的過程中,地貌上表現(xiàn)為周緣的斷陷盆地,成就了河道雛形。隆起作用除前已述及的由周緣構(gòu)造帶相互作用引起的隆起外,還有地塊內(nèi)部的熱事件誘發(fā)形成的地塊隆起。地塊內(nèi)部的熱事件主要由花崗巖類侵入[48]和火山巖類噴發(fā)[49]等巖漿事件和其他熱事件形成,熱事件主要發(fā)生在早白堊世[48-50],另見于志留紀—泥盆紀[51]和三疊紀[52]。這些熱事件總體顯示鄂爾多斯地塊因自身的熱事件作用而在早白堊世以來有過快速的隆起過程和差異升降,尤其是近10Ma以來的快速抬升更為顯著[48],為黃河河谷的形成創(chuàng)造了斷陷帶之重要條件。
4 結(jié)論
黃河“幾”字形河道的形成與演化,取決于鄂爾多斯地塊周緣構(gòu)造帶的邊界形態(tài)及其相互作用。
鄂爾多斯地塊西、東兩側(cè)近S-N向構(gòu)造帶和北、南緣的近E-W向斷裂帶,構(gòu)成了近垂直交切格架,對“幾”字形河道樣式的形成具有重要控制作用。這些長期而復雜的構(gòu)造作用,尤其是斷裂的直接作用,造就了具有典型幾何形態(tài)的“幾”字形組合樣式。
鄂爾多斯地塊周緣構(gòu)造帶對地塊的碰撞、俯沖、擠壓、走滑、旋鈕、阻擋等作用,在造山帶山前與地塊外緣間形成斷層帶、碎裂巖帶、密集節(jié)理帶等弱構(gòu)造應(yīng)力帶,促進了鄂爾多斯地塊隆起,形成環(huán)城式裂谷、斷陷帶、峽谷等,貯備了黃河的構(gòu)造地貌條件;周緣斷裂帶的走向嚴格約束了河道走向。
挽近時期青藏高原隆升過程中NE向的擠入作用加速了鄂爾多斯地塊的抬升;更新世以來太平洋板塊對華北板塊的斜向擠入作用和東部巖石圈地幔上涌的遠程擠壓與抬升效應(yīng),使得鄂爾多斯地塊與東鄰構(gòu)造帶的碰撞、擠壓、旋鈕等構(gòu)造作用,復合了呂梁山西緣等近S-N向大斷裂的新活動,新生了次級斷裂、小斷層、裂縫帶、密集節(jié)理帶等,為黃河沿鄂爾多斯地塊周緣開谷成河創(chuàng)造了條件。
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