劉曉彤,張緒教,葉培盛,賈麗云,蔡茂堂,何澤新,李成路,吳澤群,周青碩
(1.中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院,北京 100083;2.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所,北京 100081)
河流沉積分析在淺覆蓋第四紀(jì)填圖中的應(yīng)用
——以內(nèi)蒙古河套地區(qū)1∶50000填圖試點(diǎn)為例
劉曉彤1,2,張緒教1,葉培盛2,賈麗云2,蔡茂堂2,何澤新1,李成路1,2,吳澤群1,2,周青碩1,2
(1.中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院,北京 100083;2.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所,北京 100081)
隨著國家大比例尺地質(zhì)調(diào)查(1∶50000)向特殊地質(zhì)地貌區(qū)的開展,已有第四紀(jì)填圖方法已不能滿足覆蓋區(qū)填圖的實(shí)際需求,地質(zhì)工作者面臨著第四紀(jì)大比例尺填圖“填什么、如何填”的問題。選取典型覆蓋區(qū)——河套平原為研究區(qū),以河流沉積理論為指導(dǎo),通過鉆孔揭露方法,建立了全新世以來的河流沉積體系,并以此作為區(qū)域地質(zhì)圖骨架,提出了河道亞相、堤壩亞相、泛濫平原亞相的填圖單元,應(yīng)用“逐步逼近原則”確定地質(zhì)界線,劃分出區(qū)內(nèi)三期河道及其相應(yīng)的沉積體系,解決了覆蓋區(qū)第四紀(jì)地質(zhì)調(diào)查中填圖單元稀少,地質(zhì)圖表達(dá)單調(diào)的問題,為覆蓋區(qū)第四紀(jì)地質(zhì)調(diào)查提供了一套可行方案。
覆蓋區(qū);填圖方法;河流系統(tǒng);沉積相分析;河套平原
第四系與地質(zhì)災(zāi)害防治、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)建設(shè)息息相關(guān),需通過各種技術(shù)方法手段,推進(jìn)第四系地質(zhì)調(diào)查進(jìn)程,解決第四紀(jì)沉積結(jié)構(gòu)、地層、環(huán)境演化,并恢復(fù)新構(gòu)造與活動構(gòu)造過程,加大人類活動區(qū)域內(nèi)地質(zhì)研究的時空范圍與質(zhì)量,從而為經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供可靠基礎(chǔ)地質(zhì)資料[1]。晚新生代以來,尤其是第四系地質(zhì)調(diào)查是我國大比例尺地質(zhì)填圖的薄弱環(huán)節(jié)[2]。大比例尺地形圖和高分辨率遙感圖是傳統(tǒng)地質(zhì)調(diào)查中的2個重要依據(jù)[3],但對于第四紀(jì)沉積物覆蓋厚度大且均勻的平原區(qū)卻不能發(fā)揮其傳統(tǒng)優(yōu)勢。覆蓋區(qū)地質(zhì)圖對表層地質(zhì)體的表達(dá)滿足不了人們對地下或沉積層物質(zhì)結(jié)構(gòu)、沉積時代和沉積巖層形態(tài)的了解需求[4]。因此,推動覆蓋區(qū)大比例尺(1∶50000)和高精度地質(zhì)填圖工作迫切需要新的理論和方法,以指導(dǎo)第四紀(jì)填圖工作“填什么、怎么填”的問題。
全國第四紀(jì)地質(zhì)調(diào)查工作以河谷區(qū)及東部沿海居多。沿海經(jīng)濟(jì)區(qū)以輔助經(jīng)濟(jì)發(fā)展為目的,強(qiáng)調(diào)立體填圖,調(diào)查內(nèi)容涵蓋第四紀(jì)松散覆蓋層的三維地質(zhì)特征及活動斷裂[5]。西北部地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展對第四紀(jì)填圖工作的需求還不迫切,填圖進(jìn)展不明顯[6],主要著眼于地貌特征和成因類型以及沉積物形態(tài)等方面。盆地區(qū)借助沉積特征識別,完成巖石地層單位的確定和成因環(huán)境的判斷,探討沉積盆地演化,建立盆地地層格架[7]。但上述調(diào)查精度難以滿足大比例尺第四紀(jì)地質(zhì)填圖要求,調(diào)查方法局限于剖面觀察,平原地區(qū)較難實(shí)現(xiàn)。針對此情況,越來越多地質(zhì)工作者通過鉆孔揭露獲取填圖信息,并將鉆孔柱狀圖作為組成元素在地質(zhì)圖上表達(dá),豐富了地質(zhì)圖信息,也為三維表達(dá)提供了良好素材[8~10]。但因主導(dǎo)理論并未突破,這些地質(zhì)資料只是增添了佐證材料而已。
河流沉積研究多集中在河流類型辨別、沉積相劃分及沉積模式的確立和轉(zhuǎn)換等方面,以大型剖面或鉆孔巖芯分析為手段,用于古環(huán)境恢復(fù)、層序地層分析等。地質(zhì)歷史時期的河流沉積對油氣勘探提供理論指導(dǎo),但現(xiàn)代河流沉積分析較少與實(shí)際生產(chǎn)相聯(lián)系,存在理論和生產(chǎn)脫節(jié)現(xiàn)象[11~20]。
隨著國家“一帶一路”建設(shè)的需求,在西北地區(qū)開展第四紀(jì)填圖已成為必須先期部署的工作。中國地質(zhì)調(diào)查局設(shè)立了“特殊地區(qū)地質(zhì)填圖工程”?;诖恕肮こ獭钡闹?,針對上述河流沉積和第四紀(jì)填圖中的不足,結(jié)合國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要,筆者所在團(tuán)隊(duì)通過大量野外實(shí)際調(diào)查,結(jié)合河流沉積理論,從河流沉積體系分析及古河道期次劃分兩方面入手,確定河道亞相、堤壩亞相和洪泛平原亞相,將成因和時代組合作為創(chuàng)新填圖單元,完成研究區(qū)第四紀(jì)填圖工作,豐富了覆蓋區(qū)填圖單元,增加了地質(zhì)圖承載信息,提高了表達(dá)精度。同時該方法的實(shí)施為探索適合于特殊地質(zhì)地貌區(qū)地質(zhì)特征的填圖方法提供了新的思維導(dǎo)向。
研究區(qū)范圍為東經(jīng)107°45′—108°00′,北緯40°50′-41°10′(見圖1),行政劃分隸屬于內(nèi)蒙古巴彥淖爾市界內(nèi),緊鄰五原縣;地質(zhì)地貌上處于河套盆地的西段,北部緊鄰陰山構(gòu)造帶的色爾騰山,南部銜接鄂爾多斯盆地北緣的庫布其沙漠,現(xiàn)代黃河從中南部穿過,形成大面積沖積平原;河道兩側(cè)的河漫灘寬窄不一,一般在150~5000 m,高出黃河水面0.5~1.0 m;河漫灘外側(cè)為黃河階地,個別地方尚可見到二級階地。區(qū)域整體以大陸性氣候?yàn)橹?,冬季寒冷漫長,風(fēng)沙嚴(yán)重;夏季炎熱短促,降水集中[21~22]。
圖1 研究區(qū)地質(zhì)圖(a修改自[23];b修改自臨河縣幅1∶200000地質(zhì)圖)Fig.1 Geological map of study area
研究區(qū)構(gòu)造上屬于河套裂谷盆地,第四紀(jì)以來,盆地北緣活動斷裂在前期基礎(chǔ)上繼承性發(fā)展,盆地不斷沉降,沉降中心位于臨河凹陷,沉積厚度可達(dá)2400 m[21,24~26]。沉積物類型以河流沖積物為主,部分可見風(fēng)成沙丘覆蓋其上。沉積物為細(xì)砂,粉砂和黏土以及粉砂和黏土交叉部分,自北向南粗細(xì)相間變化,較大比例的粗粒物質(zhì)多出現(xiàn)于黃河古道,以砂級沉積物為主,古河道之間為粉砂和黏土沉積。由于河流牽引流的沉積分選作用,沉積物粒度自西向東逐漸變細(xì),垂相上黏土夾層多次出現(xiàn)[21]。
河流體系是陸相沉積系統(tǒng)的重要組成部分,也是第四紀(jì)環(huán)境中普遍且重要的沉積模式?,F(xiàn)代黃河作為研究區(qū)內(nèi)最大的水系,組成了區(qū)域內(nèi)沉積活動主要承載對象,形成地表廣布的沖積物,影響上更新統(tǒng)和全新統(tǒng)沉積厚度和巖性變化[27]。因此,河流沉積體系分析是該區(qū)第四紀(jì)地層調(diào)查的重要理論。
根據(jù)“將今論古”的原則,對現(xiàn)代黃河沉積體系的研究,可以推測古黃河大致的沉積演變過程。地貌學(xué)者認(rèn)為,河套段黃河屬于水動力較強(qiáng)的辮狀河,或者是辮狀河向曲流河過渡的形態(tài)[11,28]。但研究區(qū)地勢平坦、空間遼闊,具有發(fā)育曲流河的地質(zhì)地貌條件。水利樞紐的建立,使得水動力進(jìn)一步減弱,堤壩系統(tǒng)穩(wěn)定,洪泛幾率降低。結(jié)合遙感影像解讀認(rèn)為該段黃河雖不具有典型曲流河形態(tài),但是整體輪廓符合曲流河特征。因此,研究區(qū)主體沉積模式為曲流河模式,但不排除部分地方存在辮狀河的特征。
基于對現(xiàn)代河流沉積體系的研究認(rèn)為河流主體(不區(qū)分河流類型)由河道和河漫灘組成(見圖2),河道中主要單元包括河床、邊灘,河漫灘包括天然堤、決口扇、河漫平原(泛濫平原)[29]。
圖2 研究區(qū)河流沉積模式Fig.2 Depositional model of rivers in study area
路線地質(zhì)調(diào)查作為地質(zhì)調(diào)查的基本手段,貫穿于填圖過程,實(shí)際資料收集過程中遵循野外地質(zhì)調(diào)查工作原則,采用槽型鉆、沖擊鉆獲取所需沉積物及沉積序列,判斷沉積相和相組合類型,確認(rèn)填圖單元并劃分地質(zhì)界線,綜合分析各個因素后,完成地質(zhì)圖的繪制。
3.1 工作方法
為了保證填圖工作精確度及工作質(zhì)量,將1∶50000圖幅分成4幅1∶25000分幅,每個分幅各自完成填圖工作,最終匯總。經(jīng)過對河流沉積理論的學(xué)習(xí)及當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)資料的搜集和整理,以及前期野外踏勘,遵循垂向切割地質(zhì)體的原則,制定垂直于河流流向,即南北向展布的野外地質(zhì)調(diào)查路線,保證對古河道的控制。每個地質(zhì)點(diǎn)除做好基本地質(zhì)信息記錄外,重點(diǎn)施工一個2~3 m槽型鉆,獲取沉積物組合。對比標(biāo)準(zhǔn)沉積相表現(xiàn)特征,確定槽型鉆所代表的一定范圍內(nèi)沉積相,應(yīng)用“逐步逼近原則”確定地質(zhì)界線,最終完成填圖工作。具體工作流程見圖3。
圖3 工作流程圖Fig.3 Technology roadmap
3.2 年代范圍
填圖單位中時代的確定通過4部分綜合判定,包括:絕對年代測定、地層疊覆關(guān)系、鉆孔巖相變化和鄰區(qū)第四紀(jì)地層資料對比[30~31]。年齡樣品采集自內(nèi)蒙古1∶50000呼勒斯太蘇木等四幅中復(fù)興圖幅(K48F37048)典型沖擊鉆鉆孔(編號ZK461A)(見圖4),該鉆孔巖性變化明顯,河流相沉積典型。于地表1.5 m處黏土層采集灰黑色14C樣品約50 g,裝于清潔自封袋中,及時送于BATE14C測年實(shí)驗(yàn)室。經(jīng)測定其年齡結(jié)果為距今3.920±0.03 ka。同時結(jié)合鉆孔柱巖性變化及當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件認(rèn)為槽型鉆揭露的沉積物(2~3 m)年代為全新世晚期,距今4 ka左右;沖擊鉆揭露沉積物(6~10 m)年代為全新世中期或早期。因此,以復(fù)興圖幅為代表所做研究范圍大致是全新世中期或早期以來。
3.3 基本沉積單元判斷
工作中將河道亞相作為研究區(qū)河流沉積體系的骨架相,考慮到工作深度及地質(zhì)情況,認(rèn)為河道滯留沉積埋藏較深,淺層揭露難以觸及。所以在實(shí)際工作中并未單獨(dú)表達(dá),而是與邊灘亞相一起劃分為河道亞相,以出現(xiàn)較厚中細(xì)砂或細(xì)砂沉積為代表特征。其他沉積亞相的沉積特征同樣受實(shí)際條件所限而進(jìn)行微調(diào),在實(shí)際工作中需要綜合判斷。本著忠實(shí)于野外實(shí)際材料的原則,參考曲河流沉積亞相普遍特征確定不同時期的3類河流沉積亞相分別為河道亞相、堤壩亞相、泛濫平原亞相(見表1)。
河道亞相最易判斷,為河流沉積主體,沉積物以中砂、細(xì)砂、細(xì)粉砂為主,沉積構(gòu)造豐富。概率累計(jì)曲線以跳躍組分為主,懸浮組分次之[15]。實(shí)際工作中根據(jù)鉆孔下部出現(xiàn)較厚的細(xì)砂層,首先定其為河道亞相(見表2)。
表1 主要填圖單元特征
表 2 河道亞相沉積特征
河道邊緣為堤壩亞相,可細(xì)分為天然堤微相和決口扇微相。在河流兩岸發(fā)育不同,表面向泛濫平原小角度傾斜,橫剖面為楔形。沉積物以粉砂為主,由河床向遠(yuǎn)處沉積物粒度減小為黏土,顏色可呈氧化色。垂向上以粉砂和黏土互層為主要特征[13]。沉積構(gòu)造為小型交錯層理及水平層理。實(shí)際工作中根據(jù)黏土與粉砂交互出現(xiàn)或者以較粗粉砂為主的沉積組合判定為堤壩亞相(見表3);由于水動力較弱,在鉆孔層位中可見水平層理及小角度斜層理(見圖5)。
表3 堤壩亞相沉積特征
圖5 水平層理及斜層理Fig.5 Horizontal and oblique beddings
泛濫平原(泛濫盆地)亞相位于沖積平原低洼處,遠(yuǎn)離河道,沉積物以黏土為主,或呈薄層夾在河床沉積中。河道穩(wěn)定時可長時間接受沉積并積累很厚。部分泛濫平原中存在動植物碎屑[15],由于長期暴露,沉積物多呈紅棕色或棕紅色等氧化色。濕潤氣候條件下有機(jī)質(zhì)含量高[29]。鉆孔中沉積物以黏土為主,且結(jié)構(gòu)緊密,顏色呈紅棕色等氧化色,具微小水平層理,植物擾動較強(qiáng),則判定為泛濫平原(泛濫盆地)亞相(見表4)。
在初步確定沉積亞相的基礎(chǔ)上,每個典型沉積單元范圍內(nèi)施工至少1個5~10 m沖擊鉆,以進(jìn)一步確定沉積相,并得到該區(qū)域垂向上的沉積序列。復(fù)興圖幅共施工6個沖擊鉆,深度為4~9 m不等。垂相沉積變化基本與水平沉積相變化相對應(yīng)。
3.4 地質(zhì)界線確定
地質(zhì)界線的確定是地質(zhì)填圖的關(guān)鍵環(huán)節(jié),平原區(qū)由于受人工改造,地表植被覆蓋,地質(zhì)界線難以觀察,所以研究區(qū)地質(zhì)界線的確定需要另辟蹊徑。槽型鉆技術(shù)具有效率高、效果良好[33]、結(jié)實(shí)耐用、易于操作、機(jī)動性強(qiáng)、保護(hù)環(huán)境等突出特點(diǎn),成為淺層揭露的首選。對施工的槽型鉆巖芯做詳細(xì)的觀察和描述,判斷不同沉積相。經(jīng)過大量野外地質(zhì)調(diào)查工作,在槽型鉆施工和沉積相確定的基礎(chǔ)上,提出以“逐步逼近原則”確定界線,其簡要原理見圖6。
首先根據(jù)不同的槽型鉆鉆孔沉積物組合確定不同沉積相,在確定沉積相的2個點(diǎn)之間再施工第三個,經(jīng)過判斷其所代表的沉積相后對比之前確定的2個沉積相,然后在不同沉積相的2個槽型鉆之間再進(jìn)行第四個槽型鉆的施工,依此來縮小沉積相界線的范圍,達(dá)到逐步逼近地質(zhì)界線的目的,在各種條件允許的情況下可以盡可能地提高地質(zhì)界線位置的精確度。
根據(jù)以上方法配合數(shù)字填圖系統(tǒng),完成了研究區(qū)2幅1∶50000地質(zhì)草圖(見圖7,圖8)。圖中共體現(xiàn)出2期古河道,分別為塔爾湖圖幅中部古河道和復(fù)興圖幅西北部古河道。
表4 泛濫平原亞相沉積特征
圖6 “逐步逼近原則”示意圖Fig.6 Sketch map of “principle of step by step approximation”
根據(jù)沖擊鉆鉆孔信息認(rèn)為塔爾湖古河道埋藏深度約為5 m,貫穿圖幅東西,走向?yàn)榻鼥|西向,南北涉及范圍約8 km。河道呈現(xiàn)碎片化,被天然堤分割,但整體輪廓清晰可見,并與遙感解譯和文獻(xiàn)記載的古河道大致趨勢較為符合。古河道周圍不規(guī)則地分布著堤壩亞相和泛濫平原亞相,為組成完整的一套河流系統(tǒng)。泛濫平原亞相向南部延伸到復(fù)興圖幅,被較新河流系統(tǒng)覆蓋或者切割。地表存有較多的小型湖泊、積水洼地以及風(fēng)成沙丘,大致沿古河道范圍分布,疑似為古河道存在的證據(jù)(見圖7)。
圖7 塔爾湖成果草圖部分展示Fig.7 Part of geological sketch in Taer lake area
圖8 復(fù)興地質(zhì)圖草圖部分展示Fig.8 Part of geological sketch in Fuxing area
復(fù)興圖幅西北部古河道向東部延伸并閉合,范圍較小,埋藏較淺,垂向厚度較薄,推測為塔爾湖古河道支流。南部現(xiàn)代黃河淺埋岔道,埋藏2~3 m。岔道向北延伸切割塔爾湖古河道體系的泛濫平原及堤壩,現(xiàn)代黃河的堤壩和泛濫平原則覆蓋于其上(見圖8)。
此次工作充分考慮到研究區(qū)特殊地質(zhì)條件,針對地表擾動層的問題采用槽型鉆作為工程揭露的主要手段,操作簡單且攜帶方便,基本不受地表?xiàng)l件的限制。根據(jù)觀察到的沉積相組合,判斷沉積單元。整個過程用時短、效率高、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)。在此基礎(chǔ)上,有選擇地應(yīng)用沖擊鉆得到垂相沉積特征,進(jìn)一步判斷接觸關(guān)系并識別較深古河道。此工作方法由淺入深,由表及里地得到研究區(qū)全新世沉積地層,高效且可靠。研究區(qū)地質(zhì)圖中展現(xiàn)的不同期次古河道,在作為填圖元素基礎(chǔ)上,更被賦予了具體的科學(xué)意義。古河道的研究,對于黃河遷移和演變提供了最直接的證據(jù)。
將河流沉積系統(tǒng)理論應(yīng)用到?jīng)_積平原區(qū)第四紀(jì)地質(zhì)填圖,打破了以往以巖性、成因?yàn)檠芯績?nèi)容的束縛,為特殊地貌區(qū)地質(zhì)調(diào)查工作提供了一個新思路。時代、成因和沉積相組合作為特殊填圖單元的表達(dá)方式,在成因地層劃分的基礎(chǔ)上細(xì)化全新世地層,提高填圖工作的精度和廣度,緩解了地質(zhì)圖件編輯過程中出現(xiàn)的填圖單元稀少、圖件表達(dá)單調(diào)的問題。對于大面積以沖積平原為主,受人工改造強(qiáng)烈且施工條件良好的第四系覆蓋區(qū),如華北平原、東北平原以及長江中下游平原,本文所介紹的方法不失為一個好的嘗試。
應(yīng)用不同深度鉆孔揭露的方法分析該地區(qū)沉積特征、沉積組合,識別出不同時代的3種沉積亞相,分別為河道充填亞相、堤壩亞相和泛濫平原亞相,并建立了全新世以來三期河流沉積體系。
應(yīng)用曲流河沉積模式分析作為主體理論指導(dǎo),根據(jù)不同沉積相確定填圖單元,采用逐步逼近的原則確定地質(zhì)界線,在成因分析的基礎(chǔ)上疊加沉積相的表達(dá),增加了大比例尺第四紀(jì)填圖精度,改善了第四紀(jì)地質(zhì)圖件單一的問題,為相似地質(zhì)條件區(qū)域的第四紀(jì)地質(zhì)調(diào)查提供了一套可行的工作方法。
創(chuàng)新方法嘗試的過程中不免會有諸多問題出現(xiàn),需要在多次實(shí)踐中逐步改進(jìn)和完善。對于基本槽型鉆地點(diǎn)的選擇須慎重,結(jié)合各方面綜合判斷,避免在人工堆砌物上施工。槽型鉆深度不易把握,原則上越深越好,但受人力及施工條件的限制,可根據(jù)實(shí)際情況決定,但不能少于2 m?!爸鸩奖平瓌t”要求槽型鉆的數(shù)量較多,完美實(shí)現(xiàn)恐工作量太大,要根據(jù)要求的精確度來控制。由于初成地質(zhì)圖件仍處于討論階段,文中重點(diǎn)介紹方法和思想,最終成果圖還需要經(jīng)過多方面協(xié)商與修改。
致謝 傅連珍、管育春、李杰、梁瑩、葉夢旎、盛余應(yīng)、王燦、王振、楊星辰、張昱、張繼開、周維參與了野外工作,田婷婷在本文寫作過程中給予幫助,在此表示感謝!
[1] 淺覆蓋區(qū)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作細(xì)則(1∶50000)DZ/T 0158-95[S].
Regional geological survey of shallow coverage area(1∶50000)DZ/T 0158-95[S].
[2] 胡道功. 探索適合我國地質(zhì)特點(diǎn)的地質(zhì)填圖新方法[N]. 中國國土資源報(bào),2014-07-24005.
HU Dao-gong.Explore new method of geological mapping for geological characteristics in China[N]. China land and Resources News,2014-07-24005.
[3] 趙希濤,胡道功,吳中海. 晚新生代地質(zhì)填圖理論與方法的新探索[J]. 地質(zhì)通報(bào),2009,28(10):1419~1429.
ZHAO Xi-tao, HU Dao-gong, WU Zhong-hai. An exploration to the theory and methodology of Late Cenozoic geological mapping[J]. Geological Bulletin of China, 2009, 28(10):1419~1429.
[4] 王保良. 覆蓋區(qū)的巖性組合(巖相組合)填圖法[J]. 地質(zhì)通報(bào),2002,21(12):890.
WANG Bao-liang.Coverage area lithologic (lithofacies) mapping method[J]. Geological Bulletin of China, 2002,21(12):890.
[5] 周宗堯,董學(xué)發(fā),余國春,等. 淺覆蓋城市經(jīng)濟(jì)區(qū)立體填圖最新進(jìn)展——浙江1∶5萬鳴鶴鎮(zhèn)、澥浦鎮(zhèn)、慈城鎮(zhèn)、鄞江鎮(zhèn)、姜山鎮(zhèn)幅區(qū)調(diào)項(xiàng)目成果[J]. 資源調(diào)查與環(huán)境,2013,34(4):211~215.
ZHOU Zong-rao,DONG Xue-fa,YU Guo-chun, et al.New progresses of stereoscopic geological mapping in shallow covered urban economic regions: A case study of the 1∶50000 scale regional geological survey of Minghe town, Xiepu town, Cicheng town, Yinjiang town and Jiangshan town sheets in Zhejiang Province[J]. Resources Survey and Environment, 2013,34(4):211~215.
[6] 周飛飛,楊健.現(xiàn)代地質(zhì)填圖,走向特殊地質(zhì)地貌區(qū)[N]. 中國國土資源報(bào),2016-01-26006.
ZHOU Fei-fei,YANG Jian. Modern geological mapping, to the special geological features area[M]. China Land and Resources Reported, 2016-01-26006.
[7] 張曄卿,谷永昌. 成因地層分析方法在陸相盆地填圖中的應(yīng)用——以冀北灤平陸相火山—沉積盆地為例[J]. 華北地質(zhì)礦產(chǎn)雜志,1999,(2):288~294.
ZHANG Ye-qin, GU Yong-chang. The application of method about genetic analysis in continental basin mapping: Using continental volcanic-sedimentary basin in Luanping [J]. NORTH magazine Geology and Mineral Resources, 1999, (2):288~294.
[8] 郭盛喬,張祥云,葛云,等. 1∶25萬區(qū)調(diào)中第四系深覆蓋區(qū)野外工作方法研究——以淮安市幅為例[J]. 地質(zhì)學(xué)刊, 2013, 37(4): 509~514.
GUO Sheng-qiao,ZHANG Xiang-yun,GE Yun, et al, Study of field investigation method for 1∶ 250000 scale regional geological survey in quaternary deep overburden area: A case study of Huaian City[J]. Journal of Geology, 2013,37(4): 509~514.
[9] 王濤,計(jì)文化,胡健民,等. 專題地質(zhì)填圖及有關(guān)問題討論[J]. 地質(zhì)通報(bào),2016,35(5):633~641.
WANG Tao, JI Wen-hua, HU Jian-min, et al. Geological mapping for special issues and a discussion on related topics[J]. Geological Bulletin of China, 2016,35(5):633~641.
[10] 呂鵬,張煒,劉國,等. 國外重要地質(zhì)調(diào)查機(jī)構(gòu)三維地質(zhì)填圖工作進(jìn)展[J]. 國土資源情報(bào),2013,(3):13~18.
Lü Peng,ZHANG Wei,LIU Guo,et al.Geological survey agencies dimensional geological mapping important progress abroad[J].Land and Resources Information, 2013,(3):13~18.
[11] 王隨繼, 任明達(dá). 根據(jù)河道形態(tài)和沉積物特征的河流新分類. 沉積學(xué)報(bào), 1999, 17(2): 240~246.
WANG Sui-ji,RENG Ming-da.A New classification of fluvial rivers according to channel planform and sediment characteristics[J].Acta Sedimentologica Sinica,1999, 17(2): 240~246.
[12] 王隨繼,倪晉仁,王光謙. 河流沉積學(xué)研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢[J]. 應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào),2000,(4):362~369.
WANG Sui-ji,NI Jing-ren,WANG Guang-qian.The evolution and direction of research in fluvial sedimentology[J].Journal of Basic Science and Engineering,2000,(4):362~369.
[13] 謝慶賓,朱筱敏,管守銳等. 中國現(xiàn)代網(wǎng)狀河流沉積特征和沉積模式[J]. 沉積學(xué)報(bào),2003,21(2):219~227.
XIE Qing-bin,ZHU Xiao-min,GUAN Shou-rui,et al. Depositional characteristics and models of the modern anastomosing river in China[J]. Acta Sedimentologica Sinica,2003,21(2): 219~227.
[14] 廖保方,張為民,李列等. 辮狀河現(xiàn)代沉積研究與相模式──中國永定河剖析[J]. 沉積學(xué)報(bào),1998, 16(1):34~39.
LIAO Bao-fang,ZHANG Wei-min,LI Lie,et al. Study on modern deposit of a braided stream and facies model: Taking the Yongding River as an example[J].Acta Sedimentologica Sinica,1998,16(1): 34~39.
[15] 郭峰,郭嶺,姜在興等. 潮白河現(xiàn)代沉積特征與沉積模式[J]. 大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào),2010,34(2): 7~10.
Guo Feng,Guo Ling,Jiang Zai-xing,et al. Sedimentary characteristics and depositional model of modern Chaobai River[J]. Journal of Daqing Petroleum Institute,2010,34(2): 7~10.
[16] 何乃華,朱宣清. 河北平原曲流河現(xiàn)代沉積模式[J]. 地理研究, 1991, 10(1): 65~72.
HE Nai-hua,ZHU Xuan-qing.Present depositional feature and depositional model of meandering Streams in Hebei Plain[J]. Geographical Research, 1991, 10(1): 65~72.
[17] 常文會,趙永剛,盧松. 曲流河環(huán)境沉積微相和測井相特征分析[J]. 天然氣工業(yè),2010,30(2):48~51.
CHANG Wen-hui, ZHAO Yong-gang, LU Song. Features of sedimentary microfacies and electrofacies of meandering river deposits[J]. Natural Gas Industry, 2010, 30(2):48~51.
[18] 郭嶺,賈超超,朱毓,等. 現(xiàn)代渭河西安段沉積體沉積相與巖相特征[J]. 沉積學(xué)報(bào),2015,33(3):543~550.
GUO Ling, JIA Chao-chao, ZHU Yu, et al. Characteristics of sedimentary facies and lithofacies of modern Weihe river in Xi’an[J]. Acta Sedimentologica Sinica,2015, 33(3):543~550.
[19] 譚程鵬,于興河,李勝利,等. 辮狀河—曲流河轉(zhuǎn)換模式探討——以準(zhǔn)噶爾盆地南緣頭屯河組露頭為例[J]. 沉積學(xué)報(bào), 2014, 32(3): 450~458.
TAN Cheng-peng, YU Xing-he, LI Sheng-li, et al. Discussion on the model of braided river transform to meandering river: An example of Toutunhe Formation in southern Junggar Basin[J]. Acta Sedimentologica Sinica,2014, 32(3):450~458.
[20] 時志強(qiáng),韓永林,趙俊興,等. 鄂爾多斯盆地中南部中侏羅世延安期沉積體系及巖相古地理演化[J]. 地球?qū)W報(bào),2003,24(1): 49~54.
SHI Zhi-qiang,HAN Yong-lin,ZHAO Jun-xing,et al.Depositional system and paleogeographic evolution of the Middle Jurassic Yan’an Stage in the central and southern Ordos Basin[J]. Acta Geoscientica Sinica,2003,24(1):49~54.
[21] 巴彥淖爾盟志編纂委員會.巴彥淖爾盟志[M].呼和浩特:內(nèi)蒙古人民出版社,1997:167~170,438~440.
Bayannaoer Chi Compilation Committee. Bayannaoer Chi[M]. Hohhot: Inner Mongolia People's Publishing House. 1997: 167~170, 438~440.
[22] Jia L, Zhang X, He Z, et al. Late Quaternary climatic and tectonic mechanisms driving river terrace development in an area of mountain uplift: A case study in the Langshan area, Inner Mongolia, northern China[J]. Geomorphology, 2015, 234: 109~121.
[23] 張翼龍,曹文庚,于娟,等.河套地區(qū)典型剖面地下水砷分布及地址環(huán)境特征研究[J].干旱區(qū)資料與環(huán)境,2010,24(12):167~171.
ZHANG Yi-long, CAO Wen-geng, YU Juan, et al. The geological environment characteristics and distribution of groundwater arsenic in the typical section of Hetao Plain[J]. Journal of Arid Land Resources and Environment, 2010,24(12):167~171.
[24] 江娃利.內(nèi)蒙狼山一色爾騰山山前活動斷裂古地震事件識別及同震垂直位移[J].地殼構(gòu)造與地殼應(yīng)力文集, 2002,15: 42~51.
JIANG Wa-li. Paleo-earthquake event and co-seismic vertical deformation recognition along the Langshan-Sertenshan pediment fault, Inner Mongolia[J]. Collection of Crustal Tectonics and Crustal Stress,2002,15: 45~52.
[25] 國家地震局鄂爾多斯周緣活動斷裂系課題組,鄂爾多斯周緣活動斷裂系,地震出版社,1988,39~44.
The research group on“active fault system around Ordos massif”,State Seismological Bureau. Active fault system around Ordos massif[M]. Beijing:Seismological Press,1988:39~44.
[26] Jia L, Zhang X, Ye P, et al. Development of the alluvial and lacustrine terraces on the northern margin of the Hetao Basin, Inner Mongolia, China: Implications for the evolution of the Yellow River in the Hetao area since the late Pleistocene[J]. Geomorphology, 2016, 263:87~98.
[27] 張小瑾. 河套地區(qū)(內(nèi)蒙古磴口)晚冰期以來古氣候演化初步研究[D]. 北京:中國地質(zhì)大學(xué),2011.
ZHANG Xiao-jin. Preliminary study of paleoclimate changes in Hetao area since late glacial: A case study in Dengkou County of Inner Mongolia[D]. Beijing: China University of Geosciences,2011.
[28] 王隨繼. 黃河流域河型轉(zhuǎn)化現(xiàn)象初探[J]. 地理科學(xué)進(jìn)展,2008, 27(2): 10~17.
WANG Sui-ji. Analysis of river pattern transformations in the Yellow River basin[J]. Progress in Geography, 2008, 27(2): 10~17.
[29] 陳建強(qiáng),周洪瑞,王訓(xùn)練.沉積學(xué)及古地理學(xué)教程(第二版)[M]. 北京:地質(zhì)出版社,2015:97~107.
CHENG Jian-qiang, ZHOU Hong-rui, WANG Xun-lian. Sedimentology and Palaoeogeography (2ndedition) [M]. Beijing: Geological Publishing House, 2015: 97~107.
[30] 鄧金憲,劉正宏,徐仲元,等. 包頭地區(qū)晚更新世—全新世地層劃分對比及環(huán)境變遷[J]. 地層學(xué)雜志,2007,31(2):133~140.
DENG Jin-xian,LIU Zheng-hong,XU Zhong-yuan,et al. Subdivision and correlation of the late Pleistocene-Holocene strata in the Baotou area and its paleoenvironment variation[J]. Journal of Stratigraphy,2007,31(2):133~140.
[31] 劉哲,趙華,王成敏等. 臨河凹陷晚更新世以來沉積地層的光釋光年齡[J]. 干旱區(qū)地理,2014,03:439~446.
LIU Zhe,ZHAO Hua,WANG Cheng-min,et al.OSL ages of sedimentary layers in Linhe Depression since Late Pleistocene[J]. Arid Land Geography,2014,03:439~446.
[32] 王兆義. 槽型鉆在淺覆蓋區(qū)地質(zhì)調(diào)查中的使用及其推廣意義[J]. 科技風(fēng),2013, (6):150.
WANG Zhao-yi. Application and popularization significance of groove drill in geological survey of shallow cover area[J].Technology Wind, 2013,(6):150.
APPLICATION OF FLUVIAL DEPOSITIONAL SYSTEM ANALYSIS DURING THE QUATERNARY GEOLOGICAL SURVEY IN THE SHALLOW COVERED AREA: A CASE STUDY OF 1∶50000 GEOLOGICAL MAPPING IN THE HETAO REGION OF INNER MONGOLIA
LIU Xiao-tong1, ZHANG Xu-jiao1, YE Pei-sheng2, JIA Li-yun2, CAI Mao-tang2,HE Ze-xin1, LI Cheng-lu1, WU Ze-qun1, ZHOU Qing-shuo1
(1.SchoolofEarthSciencesandResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China;2.InstituteofGeomechanics,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing100081,China)
With the conduction of the national large-scale (1:50000) geological survey in special geological and geomorphic areas, traditional Quaternary mapping methods could not meet the needs of modern geological mapping in the coverage areas. Therefore, “What can we do” and “How can we do” become the key issues for the geological workers during the Quaternary geological mapping. In order to test even find some new geological mapping methods, we select typical coverage area-Hetao plain as our study area. Under the guidance of theories in fluvial sedimentlogy, combined with drilling column, we build the fluvial sedimentary system since the Holocene. Regard these subfacies as the sedimentary frame for the geological sketch frame, we recognize fluvial subfacies, embankments subfacies, and flood plain subfacies. The principle of step by step approximation was applied to determine the geological boundary. Besides that, three periods of fluvial deposits and corresponding sedimentary systems were recognized. Therefore, the problem of lacking geological units during the Quaternary geological survey in covered area might be solved, and a set of feasible scheme could be provided.
shallow covered area; mapping methods; fluvial system; sedimentary facies analyzation; Hetao plain
1006-6616(2016)04-0868-14
2016-09-15
中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目“特殊地質(zhì)地貌區(qū)填圖試點(diǎn)”(DD20160060);中國地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目“內(nèi)蒙古1∶5萬呼勒斯太蘇木(K48E017024)等四幅填圖試點(diǎn)”(12120114042101)
劉曉彤(1989-),女,碩士研究生,主要從事覆蓋區(qū)第四紀(jì)地質(zhì)調(diào)查。E-mail:13120366829@163.com
張緒教(1964-),男,博士,副教授,主要從事第四紀(jì)地質(zhì)、新構(gòu)造運(yùn)動的教學(xué)及科研工作。E-mail:zhangxj@cugb.edu.cn
P512.31;P546
A
地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào)2016年4期