长江三峡地区阶地研究

第二节　长江三峡地区阶地研究

长江贯通三峡是长江发展演化的一次重大地貌事件，也是三峡地区新生代地质环境的一次重要转型。即由短期活动隆升-长期稳定剥蚀的低频构造旋回，转为隆升-稳定的间歇性抬升。其直接而明显的地貌表现就是由夷平面（宽谷）发育转为阶地演化阶段。根据近年来的研究（李吉均，2001；杨达源，2006），长江贯通三峡大约发生于第四纪早更新世中晚期。阶地成了这一时期以来该区地貌演化的主要证据。

一、长江三峡地区阶地的一般特征

1.阶地的级次

三峡地区河流阶地可以说是三峡地区地质环境研究中学者们最关注的问题，从三峡研究开始一直持续至今，长达上百年的历史。同时也是长江三峡研究中最复杂的科学问题，仅仅阶地的级次这一最基础的问题，就观点各异，如从初期三峡无阶地，到后来的10级阶地、8级阶地、7级阶地、6级阶地和4～5级阶地（图5-5）。据野外调查，并结合前人的研究，我们认为三峡真正的阶地不会超过5级。

图5-5　长江三峡的阶地位相图的比较（据杨达源，1987）

（阶地相对高度以一般洪水位起算）

2.阶地特征及空间分布

长江三峡地段河谷从第四纪以来一直处于间歇性上升，普遍存在4～5级阶地，这些阶地一般都为基座阶地，个别地段也有堆积阶地。为了方便研究，将各地段阶地空间分布及特征分述如下（表5-4）。

表5-4　三峡地区阶地分布

3.阶地高程

一般情况下，河流阶地的相对高度是指阶地面在当地河水面以上的高度。但是一年四季河水面的高度是在变化着的，因此不同学者测量阶地面高度的起始点也有差别，沈玉昌（1965）建议从当地河流的平水位起算，刘兴诗（1983）建议从当地河流的枯水位起算。长江三峡水流湍急，水位的年变幅都特别大，而且不同地点之间的差别也很大，因此，在对阶地高度进行测量时，若分别以平水位、枯水位、一般洪水位起算，同一级阶地的高度测得的数据差距可能非常大。为了达到统一性的目的，我们采用了海拔高度，数字均以米为单位，对前人的资料进行了整理，加上通过重点河段的野外调查，我们对三峡库区的河流阶地高程进行了梳理与汇总（表5-5）。

表5-5　三峡地区不同江段阶地级次与高程（m）对比

4.阶地形成的时代

阶地的形成年代一直是三峡地区阶地研究的难点问题。近年来，除了传统的地质地层、地貌地层对比外，铀系、古地磁、ESR、热释光、光释光和14 C等方法均被运用，但目前尚不能取得一致认可。不同的学者、不同的测年方法之间甚至存在着巨大的差异，例如杨达源认为宜昌二级阶地形成于晚更新世中晚期，其中的钙质结核14 C年代为24 490±840aB.P.；第三阶地形成于上次间冰期，而谢明（1990）运用热释光（TL）年代测定法将宜昌三级阶地形成年代定位为0.2Ma B.P.。鉴于目前阶地形成年代研究中存在的巨大差异，我们在汇总前人研究资料的基础上，提出三峡阶地形成时代框架（表5-6）。

对于低级阶地来说，虽然由于采样位置、样品类型以及定年方法的差异，同一级阶地的年龄数据上存在一定范围的偏差，但总体仍然可以进行对比。但是对于高级阶地来说，由于阶地划分的不同，同级阶地的年龄值就存在很大的差异，彼此难以很好地对应。尽管如此，在不同的年龄数据中却都可以找到0.7Ma左右的高级阶地年龄。如：谢明、陈宝冲、杨达源的阶地年龄数据中，最老的阶地年代为0.73Ma；田陵君等提供的最老T₅阶地年龄为0.70～0.81Ma；李吉均等总结得到的四川东部盆地中T₅的年龄为0.73Ma；宜昌-宜都所能获得的T₅阶地年龄为0.7Ma。由此可以认为，0.7Ma应该为一个重要的高级阶地年龄对比界限。

表5-6　长江三峡阶地年代对比

从上述各位学者对三峡地区河流阶地的年代研究结果来看，第T₆～T₅级阶地大致形成于早更新世的后期，第T₄～T₃级阶地形成于中更新世，其中第T₃级阶地的上部细颗粒堆积可能是在中更新世末至晚更新世初期形成，第T₂级阶地形成于晚更新世早期或末次间冰期，而第T₁级阶地形成于晚更新世末期至全新世早期。

二、三峡地区长江深切（第四纪构造抬升）速率估算

第四纪以来的构造抬升和河流下切是一个问题的两个方面。从长江河谷-峡谷特征与河流阶地发育较差的特点来看，第四纪时期三峡地区以构造抬升间以短暂稳定为特点。若以河流的深切幅度除以河流的下切时间（该点阶地堆积物的TL年龄），可得到不同河段的下切速率（表5-7）。用上述方法计算得出该河段该时段的平均下切速率：重庆河段84.56cm/ka，涪陵河段为93.9cm/ka，丰都河段为69.8cm/ka，忠县河段为77.65cm/ka，万州河段为71cm/ka，奉节河段为83.8cm/ka，宜昌河段为74.2cm/ka（杨达源，1988b）。整个三峡河段的平均下切速率为81.2cm/ka。

表5-7　长江三峡各段河流下切速率

三、基于河流阶地的第四纪地质环境特征

大约于早更新世中晚期，三峡地区的地质环境进入了一个新的发展阶段。伴随着长江贯通三峡，即长江的形成，三峡地区的地貌环境由新生代早期（古近纪—新近纪）的夷平面发展阶段转为河流阶地发展阶段，共发育了5级阶地；从该时期三峡地区最主要的地质记录——河流阶地的发育特征来看，三峡地区的地壳构造活动由前期的以地壳较长时期稳定的夷平-较短时间的强烈抬升的低频间歇性构造运动转为以抬升为主的高频抬升-稳定的地壳活动。总的构造抬升速率约为81cm/ka。受强烈的间歇性构造抬升，长江三峡段形成峡谷河段。随着河流的深切和两岸谷坡陡峻，为滑坡的发育提供了条件，三峡地区已有的滑坡测年资料也表明了这一点（表5-8）。

表5-8　三峡库区古滑坡体的发生年龄