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第84章 混杂堆积综合体与相关特征(4)

整个磨光面呈镜面状,基岩是片麻岩,上有众多大型冰川刻槽(照片1326),照片之右下侧(a处)站立有人,可见规模之大。特别值得强调的是该照片左下侧有一粗大擦痕(b处),此擦痕即在擦痕研究中备受重视的颤痕,注意它向下倾斜的角度较大,表示受力很大,这是产生颤痕的原因。

人们很重视颤痕的研究,因为颤痕属冰川之特有,是冰碛石之某一端在另一冰碛石面上产生剪切而形成的,但因剪切角度较大(>30°—40°)出现不稳定而产生颤动,使原本平滑的擦痕槽内出现竹节状横隔裂纹(照片1328)。此种竹节状横隔,实为微型弧形凿口群,弧形口朝向冰川流向。最具特征的是在同一擦面上还有另一种冰蚀微形态——半月形凿口同时出现。它们也是弧顶朝向冰川流向,说明此冰碛石同一面上受到同样的剪切作用。由此可知,无论是崖壁上或砾石上,摩擦双方必须长时间咬合在一起才有可能,而这一动力过程只可能在冰川中才有。

作者在加拿大海岸山脉和南极长城站附近,在成片的冰川磨光面上发现约1cm厚的表层经风化已自然剥落、翘起。此现象在川西螺髻山也有,对其表面1cm岩石采样切片观察,发现其石英光性有改变,即在冰—岩界面摩擦时已有变质现象。这也是冰川磨光面的一个特殊标志。

最后还应明确:(1)颤痕是呈线状延伸的,有边缘线也有如同一般擦痕的痕沿,延伸性很好;(2)新月形凿口与颤痕只是有时伴生,其分布是星散的、不是线状的。它也不是冰川特有的,部分新月形凿口可以出现在构造面上。如在层间错动面上,它和前述颤痕有本质区别。

(第五节)混杂堆积的韵律性和旋回性

构造背景和全球气候变化可以通过海平面的相对变化控制和影响各类有序沉积的性质、厚度、产状以及旋回性。若沉积背景突然变化则可使沉积物发生突变和沉积组合规律产生混乱,而处在风化—剥蚀搬运带的气下和水下混杂堆积在背景条件变化时,其沉积规律的反映却不及前者显著(尤其是气下部分),但相似的变化还是存在的,甚至个别的更加敏锐。其旋回性和沉积韵律,可以反映在几分钟(如泥石流)、几小时,直至几百年、几千年、几万年或几十万年。王鸿桢指出(1998)各种不同级别的旋回性都能在沉积层中得到反映。前述各种有序沉积的旋回性和韵律性,可以形成在盆地发育的不同阶段,表现为地层中的垂相带或相序周期。层序级别划分为(0.02—0.04)—(500—600)MaBP(表133)(王鸿桢等,1998),而混杂堆积的层序级别,尤其是气下各类过程已如前述。极端的例子如云南东川蒋家沟泥石流(2006年7月25日夜至26日中午)在同一降雨过程中等降水强度下,一天之内每4—5min就可以产生一阵,每次堆积量可达1000m3。此外即使以第四纪冰期旋回为例,也只在几万年到十几或几十万年间。多属于(王鸿祯等,1998)层序地层级别中之五级旋回[微层序(Mc),0.02—0.04MaBP]或四级旋回[亚层序(Ss),0.1—0.4MaBP]。表中指出分别对应短和长的米兰科维奇天文旋回,虽然理论上没错,但实际上精度上恐难以达到计算要求(如前述泥石流阵流每4—5min即一个沉积旋回)。

接(Nichols,2009),但对气下混杂堆积发育的影响比较间接。而构造抬升影响更为直接,特别是构造抬升和气候变化的耦合,直接导致冰川的进退和冰期旋回,也影响到泥石流和坡积活动的旋回。有时,滑坡源头牵引而向上转移,以致同一个滑坡或同一次滑坡可以造成重叠的堆积,就造成韵律层。

同样冰碛和冰水堆积、冰海堆积、泥石流堆积和河流沉积均可构成沉积旋回(Dansgaardetal,1993;Yietal,2004;Zhaoetal,2009)(照片51a)。

年代测定近年在国内外第四纪冰川研究中广泛应用,其成果具体地显示出冰川作用及冰碛堆积的旋回性。以中国天山为例,在研究程度较高的东天山乌鲁木齐河源和中天山木扎尔特谷地等均已用年代数据表明旋回周期介于几万年、十几万年或几十万年(Yietal,2004;Zhaoetal,2009)(图1315)。

据唐川报道(1997),云南的滑坡、泥石流有一定的旋回性,有相对的旺盛期和平静期。以云南怒江州为例,自六库至贡山段有泥石流沟160条,自1949年以来,出现四个活动期:1949—1951年、1961—1966年、1969—1983年、1989—1992年。从云南省看泥石流、滑坡活动强烈年代有1965—1966年、1984—1986年、1989—1991年。此种周期表现取决于降水量、松散碎屑物补给量和补给速度。周期短的每年爆发数十次,如东川蒋家沟、大盈江浑水沟。周期长的数十年甚至百年一次,如东川因民黑山沟,周期为30—50a。北京怀柔、密云山区滑坡.泥石流也有几十年的周期(谢又予等,1992)。

(第六节)单项混杂堆积的群发性

和多项混杂堆积链(灾害链)

在北京怀柔山区泥石流多发的山沟中,老百姓对泥石流的群发性有很生动的说法叫“沟沟吹喇叭”,指主沟内的多条大沟在泥石流暴发时都在沟口形成泥石流扇,状似喇叭。靳泽先(1989)曾较早地描述了黄土高原滑坡的群发性。

2008年“5.12”四川汶川大地震,成群的滑坡和泥石流及其造成的堰塞湖多达百个以上(照片1329)。在泥石流多发的台湾南段陈有兰溪,泥石流“沟沟吹喇叭”则体现得更为生动。在30条大沟沟口共形成了16个喇叭——泥石流扇形地(李三畏,1996;谢金德,1996)(图1318)。一次大型地震在黄土区的沟谷中可以出现一群群的滑坡,而且随着远离震中,滑坡数量逐渐减少(图621)……所以单一类型的混杂堆积过程,如泥石流、滑坡、崩塌……之群发性是普遍存在的。它们所造成的透镜状混杂堆积体多呈扇形或锥形成群地分布在各个沟谷中。实际上此类群发过程都是和不同类型混杂堆积体相互共生的,同时构成混杂堆积链。

当然也往往在有人类居住的地方构成灾害链。在汶川、北川所在的岷江沿岸,据了解“5.12”大地震时,几乎有一半的人员伤亡都与地震所造成的次生灾害链如滑坡、崩塌、泥石流、堰塞湖(淹没)有关。

唐家山在滑坡造成堰塞湖的同时,北川县城的滑坡就掩埋了北川中学。如照片1329所示,前景是堰塞湖溃坝造成的河床淤积直逼县城(前景),后景即为一系列滑坡(左)和崩塌(右后)。在高山地区,如喜马拉雅山区,地震会使冰川堰塞湖或冰碛堰塞湖产生溃坝,溃坝又可以沿途产生泥石流,在泥石流奔腾前进时,又带动沿途产生一系列崩塌、滑坡。由此看来,无论从学科的角度认识混杂堆积链或从防灾、减灾角度认识同一过程的灾害链都是必须的。

突显了混杂堆积的地质、地貌灾害及灾害链关系极为密切。这也是作者撰写此书的初始动机之一,即认识山区混杂堆积和认识山区地质、地貌灾害是一致的。并由此可以深化对相关防灾、减灾工作的认识(谢金德,1996;崔之久等,2000)。以张瑞津报道(1997)的台湾陈有兰溪为例,它是浊水溪的一大支流,坡陡流急,地层条件复杂,断层密布,岩体脆弱,是台湾多雨中心之一。即使林木茂密亦在台风来袭时,洪水、泥石流、崩塌等频发,构成名副其实的混杂堆积群体和灾害链(崔久之等,2000)。在1996年贺伯台风灾后体现得更是典型(张石角,1996;林宗仪,1997)。人们对灾害及其与自然的关系都有了更为深入的认识。一句话,防灾大于救灾。而混杂堆积的研究有助于对基础环境的了解及防灾措施的实行。一句话“作有限度的开发,才是防灾的要途”(张瑞津,1997)。

(第七节)混杂堆积的地带性与区域性

纵观本书所涉及的十余类混杂堆积中,构造混杂岩、震积岩、火山堆积均具有区域性分布规律,与地球上各大构造带、地震带、火山带密切相关。人工堆积则随人类的起源、迁徙而定,既受纬度地带性(水平地带性)也受垂直地带性(高度地带性)控制。

而星际撞击则受天体动力控制,暂列入另类。

综观各类混杂堆积中具有明显地带性分布规律的有坡地、冰川、蚀余、泥石流、溃坝等堆积类型。它们受气候地带性控制十分明显,导致坡地堆积有常态区(以流动作用为主)和冰缘区之别,冰川也有海洋性冰川和大陆性冰川之分,泥石流也有暴雨泥石流和冰川泥石流等之分,蚀余更有岩溶、流水、干寒之分等。相比而言,有地理地带性表现,不及前者明显,又受地质区域影响的则有滑坡、崩塌、塌陷及崩滑堆积等。它们的发生既受气候(如流水、温度变化等)又受地貌临空面即构造抬升的制约,同时也受地震触发,体现了同时受地理地带性和区域构造活动带的控制。

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