宁夏沙坡头地区黄河阶地特征、时代及其构造信息研究

黄河穿越青藏高原东北缘弧形构造区，其中从香山-天景山构造带内的黑山峡出峡后进入中宁-中卫盆地之前，流经香山-天景山断裂带，黄河在这里形成一个美丽的大拐弯，这个地区就是宁夏沙坡头。丁国瑜先生等研究认为此大拐弯是香山-天景山断裂逆冲左旋走滑活动的结果。黄河阶地在断裂两侧具有明显不同，黄河右岸，位于断裂上升盘，发育11级阶地，拔河最高为215米，阶地面窄，局部地点的阶地面则向上游方向倾斜，堆积薄。而在左岸，断裂下降盘，只发育5级阶地，拔河最高为90米左右，但是，阶地面宽广，保存完好，堆积物厚。因此，对沙坡头地区香山-天景山断裂两侧黄河阶地的详细研究、年代学测定和成因分析，可以了解此断裂自黄河形成以来的主要构造事件、活动历史、特征，才能科学评价此断裂未来的地震危险性，在历史上，此断裂强震频发，现今小震很多。也可为青藏高原东北缘的新构造研究提供坚实的材料。

香山—天景山断裂为处于藏高原东北缘中间的一条弧形断裂，总长约200公里。研究此断裂的第四纪构造事件年代学对于理解青藏高原东北缘及青藏高原的第四纪运动特征都有重要意义。但是，由于受香山—天景山断裂活动相关的第四纪地层及出露条件的限制，一直没有获得较好的运动期次的年代学结果。本项目通过穿越断裂的黄河阶地特征来讨论香山—天景山断裂带可能具有的第四纪各阶段的断裂活动年代。通过遥感影像资料的解译、实际地质地貌测量，年代学测试分析，探槽开挖，获得了黄河沙坡头地区详细的阶地发育特征和运动期次。在香山—天景山断裂的上升盘，阶地发育在黄河左岸，最高阶地拔河高度为140 m左右，共有9级，各级阶地面窄，堆积薄，局部地点的阶地面则向上游方向倾斜，各级阶地年龄分别为8-11、20-36、50-90、124-140、215-230、285-360、400-420、490-495、720-74ka。而在右岸未见阶地发育；在香山—天景山断裂的下降盘，只在右岸发育3级阶地，最高阶地拔河高度为80 m左右，但是阶地面宽广，保存完好，阶地上堆积物明显比左岸阶地上要厚，最厚达20 m。各级阶地年龄为8-11、30-90、150-180ka。我们认为本地区的河流阶地都是构造成因的，则香山-天景山断裂至少有过9次大规模的活动，时代可能在8-11 ka、20-36 ka、50-90ka、124-140 ka、215-230 ka、285-360 ka、360-490 ka、490-495 ka、720-742 ka。同时，根据黄河大弯发育特征，从距今170ka以来，香山—天景山断裂左旋位移量最大不超过1100m，速率小于6.47mm/a。通过跨越走滑断裂河流两岸位置来估算断裂走滑量时，必须根据河流地貌发育特征，选择合理的对象才能获得相对可靠的量值。由于黄河阶地本身的堆积物多为大的砾石，没有二元结构。风沙沉降到各级阶地面之后，很容易通过砾石之间的空隙以及冻融作用等影响，向下渗入到黄河阶地砾石层之中，风沙被保存下来。从而为研究沙漠—腾格里沙漠的扩张提供了极好的材料。本研究从光释光年龄的角度提供了在末次冰期腾格里沙漠风沙活动增强扩张的证据。