嘉陵江古河曲发育的古地理环境重建

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1、第40卷第2期中国地质Vo1．40．No．22013年4月GE0LoGYINCHINAApr．，2013嘉陵江古河曲发育的古地理环境重建江华军1李长安，2张玉芬3王节涛1(1．中国地质大学地球科学学院，湖北武汉430074；2．中国地质大学生物地质与环境地质国家重点实验室，湖北武汉430074；3．中国地质大学地球物理与空间信息学院，湖北武汉430074)提要：嘉陵江古河道的遥感影像轮廓反映了自由河曲的河流形态信息．分析嘉陵江古河曲的发育条件对其区域古地理环境的重建和恢复具有重要的地貌学研究意义。本文在综合前人关于自由河曲的理论与实际案例研究成果的基础上

2、，总结了自由河曲的发育条件。据此，结合野外调查资料，认为嘉陵江古河曲形成时，该区应为平坦开阔的冲积平原，河流纵比降较比现在更小；河流两岸为具有“二元结构”的松散沉积物。与长江下荆江河段的地理环境类似。且“三水汇流”(嘉陵江与渠江、涪江)格局已经存在。嘉陵江由自由河曲转为深切河曲是由于区域地质环境(或地质事件)的改变所引起的关键词：嘉陵江；古河曲；自由河曲；发育条件；古地理重建中图分类号：P512．31文献标志码：A文章编号：1000—3657(2013)02—0460—08嘉陵江深切河曲发育于嘉陵江中下游．尤以阆证实。Tifany，Nelson[21和F

3、riedkin[3J利用室内模拟实中一南充段最为典型，是中国典型的深切河曲。其河验对曲流河的形成模式开始了系统的研究：随后许曲分布段的弯曲程度及长度在国内外的河曲河流形多学者从不同角度．运用不同手段相继对自由河曲态中较为少见．整个弯曲河段所恢复的古河曲的曲的发育条件进行分析与探索笔者在综合前人研折率达2．75．与长江中下游平原下荆江自由河曲(曲究成果的基础上。以全球典型的反映嘉陵江古河曲折率达2．8o)相当．而弯曲长度近达750km。是下荆形成时的地理环境的长江下荆江自由河曲作为类比江自由河曲长度的3倍。现今的嘉陵江河曲深切嵌案例和美国科罗拉多高原深切河

4、曲形成前的自由河入基岩之中．是早期自由河曲快速下切作用的结果．曲为类比案例．并基于嘉陵江野外调查资料．通过对即在早期的自由河曲形成后．可能是由于河流侵蚀嘉陵江古河曲发育条件的分析．探讨和重建嘉陵江基准面快速下降．河曲保持其原来的弯曲型式逐步中游自由河曲发育时的古地理环境。下切至基岩之中所形成的。因此．通过对嘉陵江早期1嘉陵江中游古河道特征自由河曲发育条件的分析．对于恢复古地理和地质环境的演化具有重要的意义关于嘉陵江古河曲的嘉陵江发源于秦岭南麓．向南依次流经川中丘发育条件，李承三【1】认为河流坡度、流量、岩性、干支陵区和盆东平行岭谷区，于重庆市朝天门注入长

5、江．流的关系及河流携带物质是其发育的重要条件．但干流全长1120km。流域面积1．6~104km2(图1)。基李先生并没有具体给出这些条件。关于自由河曲的于遥感影像和野外调查显示．嘉陵江中游段古河道发育条件．中外学者进行了大量的探索并取得了丰蜿蜒曲折．尤以阆中一南充段最为典型．经初步研究硕的成果．很多理论被数学模型和室内造床实验所定义其为自由河曲(图2)。在此基础上，笔者在前文收稿日期：2o12-o5-o7：改回日期：2o12-12-23基金项目：国家自然科学基金项目00971008和40771213)~[I@国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重

6、点实验室开放基金项目(GrantSKLLQG0908)资助。作者简介：江华军，男，1987年生，硕士生，主要从事河流地貌学与第四纪地质学研究；E—mail：junhjiang1987@163．tom。第40卷第2期江华军等：嘉陵江古河曲发育的古地理环境重建了一个呈螺旋状向下游方向移动的单向环流在表层单向环流的作用下。凹岸不断遭受冲刷、侵蚀：凸岸在底层单向环流作用下不断淤积．使得河道愈来愈弯曲。Meakinpt161根据Ikeda[24]等．利用数学模型及实验的方法建立了自由河曲的水流运动方程式：Eu(1)式中，(表示河道侧向侵蚀速率。E为河岸的侵图4河流

7、弯道水力参数图(据MeakinP．，1996)[16]蚀系数，为近岸水流流速相对于平均水流流速的Fig．4Hydraulicparameterschartoftherivercurve(afterMeakinP．，1996)增量，Ikeda等提出决定的该流速增量可以由下面等式计算：现代嘉陵江深切河曲具有同样典型性和代表性的美+2u,o国西部科罗拉多高原深切河曲作为讨论对象．反推6=其古河曲形成时的发育环境．并试图去查明嘉陵江r／42＼1古河曲与科罗拉多河古河曲具有发育环境的相似(剖㈤性．这一案例将为嘉陵江古河曲的发育条件提供一这里，h。是河道的平均深度，

8、b为河宽的一半宽度，K个良好参考为河流中心线的局部曲率，g为重力加速度．，为冲3