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滹沱河冲洪积扇形成演化研究:回顾与展望

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摘要滹沱河洪积扇是滹沱河在新生代构造运动以及地质历史时期历次水系河道变迁共同影响下的产物。文章介绍了滹沱河冲洪积扇区地质构造演化特征,回顾了滹沱河水系河道变迁、滹沱河冲洪积扇地貌特征及其演化以及滹沱河冲洪积扇古气候古环境演变这三个方面的研究进展,进而探讨了在滹沱河冲洪积扇环境演变研究方面存在的主要问题与不足以及需要进一步做的工作。

关键词滹沱河;冲积扇 ;水系变迁;环境演变

中图分类号:P951文献标识码: A 文章编号:

AbstractHutuo River Alluvial Fan is formed under the influence of neotectonic movement and water system evolution of Hutuo River over the geologic history. This paper introduce the evolution characteristic of geological structure of Hutuo River Alluvial Fan and review the research development of three aspects including water system evolution of Hutuo River, characteristic of landform and its evolution of Hutuo River Alluvial Fan, and evolution of palaeoclimate and palaeoenvironment of the alluvial fan. Moreover, the deficiency and the advanced study needs on generation and evolution of Hutuo River Alluvial Fan are also discussed in this paper.

KaywordsHutuo River ,Alluvial Fan,Changes in Drainage Network,Environmental Evolution

中图分类号:N文献标志码:B

引言

滹沱河发源于山西省繁峙县境内,由山西省盂县活口川下沟进入石家庄市平山县,入岗南、黄壁庄水库后,经鹿泉、灵寿、正定、藁城、无极,于深泽出境,是华北平原一典型多砂、季节性河流。全长540km,流域面积30891km2,在太行山前形成一个巨大的扇型平原。开展滹沱河冲洪积扇环境演变研究不仅对于确定滹沱河冲洪积扇的地质历史、边界范围、沉积期次等具有重要意义;也是查明滹沱河冲洪积扇第四系含水层精细结构、阐明区域水文地质条件的研究基础;进而为石家庄地区地下水的准确评价及合理开发利用提供科学依据;也为滹沱河湿地生态系统的研究、滹沱河地下水库研究、滹沱河冲洪积扇地下水调蓄研究等提供参考。

与滹沱河冲洪积扇环境演变相关的研究主要包括滹沱河水系河道变迁的研究、滹沱河冲洪积扇地貌及其演化研究以及滹沱河冲积扇古气候古环境演变研究。本文试图在综述前人研究成果的基础上,提出目前滹沱河冲洪积扇环境演变研究存在的问题与不足以及需要进一步做的工作,为该区今后的相关研究工作提供背景资料。

滹沱河冲洪积扇地质构造演化特征

滹沱河冲洪积扇的形成和发展是古地理环境演变和新构造运动发展的结果。本区位于华北断拗带,冀中拗陷的西南端,西接山西台背斜,东邻沧县隆起,它们之间以一系列NNE向断裂为其边界。自中生界以来,伴随着燕山运动的发生,本区产生了大幅度振荡式沉降,形成了断陷盆地的构造轮廓。喜马拉雅运动以来,山西台背斜与华北断拗受剧烈的垂直差别运动,使太行山迅速上升,在山麓地带发育了大规模的冲积扇。受山区不断隆起、平原不断下降的影响,特别是新构造的阶梯状断裂的影响,滹沱河冲洪积扇的摆点(扇顶)常随之东移,形成新老扇体的交迭,新扇前移。滹沱河扇近期的摆点东移藁城,是安国-藁城-涉县断裂影响的结果[1]。

滹沱河水系河道变迁的研究

华北山地的水系在第四纪有过重大变迁。其变迁时段主要发生在早更新世早期和晚更新世早期;其次是早全新世和晚全新世。变迁方式主要是河流自下游而上游的溯源侵蚀袭夺,且袭夺点逐渐向下游移动;其次是断陷盆地的阻隔与诱导[2]。

关于滹沱河上游水系变迁、河道变迁的相关研究较早也较多。早在1907年,维理斯(B.Willis)就提出“滹沱河曾经由石岭关南流而达太原盆地与汾河沟通,后来由于石岭关隆起,太原盆地始与忻定盆地割断,滹沱河南流之路受阻而不得不折向东流”的观点,并根据石岭关的壮年期宽谷地形以及其上覆的红色粘土和马兰黄土断定这种断流运动发生在黄土堆积期之后,即晚更新世以后[3]。1926年,王竹泉除肯定上述推断外,还认为滹沱河改向东流系受东面河流袭夺的结果[4]。1958年,北京地质学院水文系在忻县盆地工作后认为:在第三纪末的构造变动后,滹沱河曾由忻县盆地流入太原盆地;并根据平社附近存在的三级阶地,认为是古滹沱河之阶地,提出滹沱河故道是在平社、峪子一带(即葫芦河)通向太原盆地的看法[5]。1963年,李平日、梁全武根据在研究区获得的一些资料,提出滹沱河改由忻口流入忻县盆地的时期是在早更新世之后,黄土堆积之前,早于维理斯对此年代的推定。并认为滹沱河过去是古汾河的上游支流,在黄寨附近流入汾河[6]。1983年,程绍平研究了清水河和滹沱河的袭夺问题,认为上新世时,滹沱河是一条纵贯山西中部断陷带的地堑谷;清水河是发育在太行山山地中的一条壮年期宽谷。早更新世晚期,石岭关断块隆起使滹沱河阻隔成湖,湖水同时进去东冶盆地。清水河的一条具有很强溯源侵蚀能力的支流袭夺了注入东冶湖盆的支流,因而,湖水东泻,并沿清水河流路出太行山,遂形成今日的滹沱河,原清水河上游河段反成滹沱河支流[7]。1995年,潘懋在“滹沱河上游水系变迁问题的讨论”一文中否定了前人关于滹沱河南流后被袭夺东流的观点,提出滹沱河是一条先成河,自上新世末形成以来,其总的流路没有改变[8]。之后再未见关于滹沱河上游水系变迁的相关讨论。而对于我们所研究的滹沱河冲洪积扇的形成演变问题来说,滹沱河东流而后冲积成巨大的扇型平原的起始年代是我们最关心的问题。纵观前人研究成果,对该问题的观点存在较大争议,需要我们在未来的研究工作中去着力解决。

对于出太行山之后滹沱河水系河道变迁的研究,主要是河北省地理科学研究所吴忱等人所做,他们分别从地质历史时期(主要是晚更新世末期以来)以及有文字记载的人类历史时期(2500年以来)两个阶段研究了滹沱河的水系变迁问题,内容翔实论证可靠,后人无出其右者。

他们研究认为,在晚更新世末期,滹沱河在黄壁庄以南出山口分为三支:南支经石家庄南、栾城、赵县至宁晋;中支经石家庄、藁城、晋县、束鹿、深县、武强,至献县与漳河合;北支经石家庄北、藁城北、无极、深泽、安平、饶阳、河间至任丘。由此可看出:晚更新世末期,滹沱河在黄壁庄以南出山口,同时有南、中、北三支河道,建造了洪积扇。但主干河道流经石家庄、栾城、赵县一带的南道。早全新世,滹沱河改在黄壁庄以北出山口,并切割了晚更新世末期洪积扇形成了黄壁庄至藁城的切割河谷。下游河道主要行中道。中全新世,下游河道又北迁,主要行北道。即晚更新世末期至中全新世,滹沱河河道是自南而北变迁[9]。