四、河流阶地
阶地(Riverteriace)是分布于谷坡上的阶梯状地貌,属谷坡的一部分。因它高出河漫滩,并以最大洪水也不能淹到而与后者区别开来。阶地由阶地面和阶地坡组成。阶地面比较平坦,微向河床倾斜;阶地面以下为阶地斜坡, 坡度较陡,是朝向河床急倾斜的陡坎。阶地高度一般指阶地面与河流平水期水面之间的垂直距离。阶地的形态要素如图 4-24 所示。
阶地沿河谷分布但往往并不连续,一般多保存在河流的凸岸。在许多河谷中阶地也不只是一级,而是有数级,标记阶地级序采用从新到老的方法, 即自下而上编号,把最新的超出河漫滩或河床的最低一级阶地,称为第Ⅰ级阶地,其余向上依次类推。
(一)阶地的成因
阶地的生成主要是地壳的相对升降运动、侵蚀基准变化和气候的变化所引起,使原来河谷底部的河漫滩脱离了现代河面及河流作用范围,因此它应是一种古河流地貌。
- 地壳升降运动。
当地壳相对稳定或下降时,河流以侧向侵蚀作用为主,此时塑造出河漫滩;然后地壳上升,河床纵比降增加,水流转而进入积极下切,于是原来的河漫滩成了河谷两侧阶地。
地壳多次间歇性上升,就可以形成几级阶地。如长江由宜昌至董市河段及重庆市附近等地,都有五级阶地;珠江中下游河谷中也有 2~4 级阶地。由地壳运动形成阶地比较普遍,但由于运动的升、降性质不同,阶地形态表现也有差异。大面积上升地区,河流普遍下切,阶地分布的范围也大。有时,在同一时期内地壳运动并非均一地发展,某一地区上升的幅度大、速度快,而另
一地区上升的幅度小、速度慢。因此,同时形成的阶地将有不同的高度,如长江三峡地区中部阶地高,东西二侧降低(图 4-25)。若在同一时期内不同地段地壳运动方向不一致,则上升地区将形成阶地,而下降地区则发生堆积,没有阶地形成,甚至早期原有的阶地被埋藏成为埋藏阶地。
- 气候变化。
气候变化影响到河流水量和含沙量。气候变干时,河水量减少,地面植被稀疏,坡面侵蚀加强,河水含沙量相对增多,此时河床堆积填高;反之, 气候湿润期,河水量增多,植被茂盛,河水含沙量相对变少,导致河流向下侵蚀,形成了阶地。由于气候的干湿变化引起堆积、侵蚀交替作用,所成的阶地称气候阶地。
冰期和间冰期的交替,在同一河流的上下游可形成交叉式的阶地,冰期时源于冰川作用区的河流,携带大量冰川侵蚀的碎屑物在上游段发生加积; 而下游因冰期海面下降,即侵蚀基准面下降引起近海的下游河段下切加强形成阶地。间冰期时,气候转暖,植物增生,河源地区进入河流的泥沙减少, 上游段河流下切加强,形成阶地;下游段因间冰期时海面上升,即侵蚀基准面上升,出现回水,堆积加强,并将冰期所成的阶地掩埋,形成埋藏阶地(图4-26)。如法国罗讷河上游的最后一次冰期的阶地,高出当地河面 30 米,
而相应阶地在下游则位于罗讷河三角洲沉积物之下至少 50 米。3.侵蚀基准面下降。
由地壳升降运动或气候变化引起。由地壳变动引起侵蚀基准面变化而成的阶地,称为地动型;由气候变迁引起的侵蚀基准面变化而成的阶地,称水动型。基准面下降后,河流向外伸展,原来河口附近出现裂点,加速河流下切。以后裂点位置不断上溯,裂点以下出现阶地,阶地面与裂点以上的河漫滩位置相当(图 4-27)。
(二)阶地的类型
河流阶地根据形态和结构特征,可划分为侵蚀阶地、堆积阶地、基座阶地和埋藏阶地四种基本类型(图 4-28)。
- 侵蚀阶地。
由基岩构成,有时阶地面上残留极薄层河流冲积物。它多发育在河谷上游及山区河谷
中,在不太长的河段中,高度比较稳定。这类阶地的阶地面是河流侵蚀削平不同的岩层而成,故称为侵蚀阶地。
- 堆积阶地。
阶地全由河流冲积物所组成,一般在河流的中下游最为常见。堆积阶根据多级阶地之间的接触关系,还可分为上叠阶地、内叠阶地等。
上叠阶地是新阶地的冲积层完全叠置在老阶地的冲积层之上,后期河流下切的深度未达到先期河流的谷底。内叠阶地是新阶地的冲积层套在老阶地冲积层之内,各次河流下切的深度均达到原来的谷底。大部分的气候阶地具有这两种阶地形态。
- 基座阶地。
阶地由两种物质组成,上部是河流冲积物,下部是基岩。它是由于河流下切的深度超过了原冲积层的厚度,切到基岩内部而形成的。它分布于新构造运动上升显著的山区。
- 埋藏阶地。
早期形成的阶地被后期冲积物覆盖埋入地下,就成为埋藏阶地,这种阶地不显露于地面。
上述四种基本类型的阶地,可以在同一条河流的同一地段出现,也可以在一条河流的不同地段出现。如果在同一地段出现,通常高阶地为侵蚀阶地或基座阶地,低阶地为堆积阶地;如果在不同地段出现,通常上游以侵蚀阶地和基座阶地为主,下游以堆积阶地和埋藏为主。
河流阶地有对称分布的,也有不对称分布的。前者在河谷两侧同一高度上分布着;后者在河谷两侧左右错列在不同高度上,它反映以河流为轴心、两侧不等量的上升运动。
(三)非河流作用形成的阶地(假阶地)
在河谷斜坡上往往看到形态上很像河流阶地的阶梯地形,但它的形成不是河流的作用,不属于河流阶地的范畴,所以,这种非河流作用形成的阶地称为假阶地。
在河谷中常见的假阶地有以下四种: 1.构造阶地。
在岩层为水平构造的地区,因岩性软硬不同,抵抗风化与剥蚀的强度不同,这种因差别风化与差别剥蚀而成的阶地称为构造阶地,它的高度与级数与河流作用无关,更不反映河流深切作用的强度与次数。
- 冲积锥、洪积扇阶地。
河谷两侧的溪沟在主流谷底所形成的冲积锥与洪积扇,受到主流的侧蚀作用常形成河曲陡壁,它高出河漫滩之上,很像河流阶地。有时由于随主流的摆动,引起支沟侵蚀基面的相对下降,支沟遂加深河床,切入冲积锥或洪积扇之中,并在其前端再沉积成新的冲积锥或洪积扇。新老冲积锥或洪积扇高度不同,常误认为河流阶地之残部。
- 滑坡阶地。
谷坡上不稳定的岩石或土体在重力作用及地下水作用下,常发生大块的滑动,即滑坡(地滑)。滑坡体凸出在谷坡上,形状也很像阶地。滑坡阶地的物质全为谷坡上部的岩石土体。在阶地的前缘也时常产生滑坡,而造成假阶地。在野外工作中我们必须注意区别真正的阶地与假阶地。
在寒冻风化作用强烈的地区,因融冻泥流作用,在谷坡上形成起伏不大的泥流阶地,它的特点是级数多而面积小,全由泥流堆积物所组成。
阶地往往被坡积物所改造,或被坡积物所埋藏,在西伯利亚由于坡积物的发育,常常把阶地完全埋没了。