实习二 河谷形态及河流阶地分析
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发布时间：2022-04-21 22:50
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时间：2023-07-02 22:10
一、实习目的和意义
河谷形态特征是河流地质作用与构造运动共同作用的结果，反映了河流的发育历史。通过研究河流的河谷特征（横剖面、纵剖面），可以了解河流的发育历程及动力作用特征。本次实习通过分析河谷横剖面和纵剖面，使学生了解河谷横剖面图和纵剖面的编制方法和分析方法，并把课堂上学到的理论知识应用到实习中，从而深入认识河谷横剖面图和纵剖面图在地貌及第四纪地质研究中的作用。
二、实习内容和要求
（1）首先了解河谷横剖面的绘制过程和表示方法。
（2）了解在进行河谷地貌和第四纪地质研究时应注意收集哪些方面的资料。
（3）根据实习指导书提供的河流阶地数据，编绘河流阶地位相图，并分析河流发育历史。
（4）实习用具：铅笔、计算器、橡皮、三角尺。
（5）要求学生完成作业。
三、实习步骤和方法
（1）学生在上实习课之前对本次的实习内容进行预习。
（2）仔细听教师讲解河谷地貌研究的内容和资料收集方法。
（3）认真领会教师讲解的河流阶地位相图编制方法，学会分析阶地位相图。
四、河谷横剖面图、综合剖面图、阶地位相图的编制及分析
在河谷区进行野外调查时，除对谷地中第四纪地层剖面、地貌等进行仔细的观察和测量外，如阶地分布、级数、类型、河拔高度、年代以及阶地之间的相互关系等，还需要进行一系列图件的编制，其中河谷横剖面图和综合剖面图就是重要的图件，通过在不同河段编制河谷横剖面图和综合剖面图，可以了解不同河段的地貌特征和发育历史，是探讨河流发育过程的重要基础资料。
（一）河谷横剖面图的绘制
河谷横剖面既可以实测，也可以信手绘制。实测剖面图更为准确，这需根据研究的要求来决定。河谷横剖面的绘制过程大体可以分以下几步完成。
1.选定剖面位置
横剖面位置的选择应考虑以下几个方面：①横剖面的方向尽可能垂直河谷的走向；②要具有代表性，剖面穿过的地方阶地的发育要比较齐全，包括级数和类型，能代表某一河段的地貌特征；③除阶地发育外，也尽可能地反映出其他地貌类型，如洪积扇、湖积台地等；④地貌之间的关系要比较清晰，这便于剖面图的绘制；⑤如果河谷中发育新近纪地层，并在地表或阶地的阶坡上有露头，剖面线也尽可能穿过。
剖面位置的选择虽然考虑的因素较多，但还要根据研究的内容以及实际情况进行综合考虑而选定。以完成研究任务为目标，选择合适的剖面位置。
2.测量并绘制剖面基线
在选定了剖面位置之后，就要确定剖面基线的方位。剖面基线就是横剖面要穿过的方向，通常用罗盘测出剖面基线的方位。在方格纸上标上剖面方位，一般标在方格纸的左上方或右上方，而基线绘在方格纸的下方，两者平行。为了便于成图和图件的美观，在基线的下方应该空出3 cm。应注意：在确定方位和剖面基线时，实际上已确定了横剖面的方向，作河谷横剖面时研究者要面向上游，即完成的河谷横剖面的河流流向是从图内指向观察者，这是一个大家遵循的习惯。
3.确定比例尺
通常情况下，横剖面图的水平比例尺和垂直比例尺不同，垂直比例尺大于水平比例尺，两者都用线段比例尺表示。水平比例尺可根据河谷的宽度来确定，一般情况下，最终成图的宽度以10～20 cm之间为宜（这较适宜于论文和报告，如果要作大比例尺图，尺寸可以大些），可根据这个尺寸来考虑比例尺。垂直比例尺可根据最高级阶地与河床的高差来确定，不宜把剖面绘制的太高或太低，作图高度一般在10 cm以内比较适宜。在确定了比例尺之后，在方格纸的左侧和右侧各画一条垂线作为垂直比例尺，并按比例尺等间距地标上海拔高度或河拔高度，如果使用的是河拔高度应把起点（0m）置于与河水面的同一高度上。左、右的垂直线段比例尺所限就是横剖面图的宽度。
垂直比例尺与水平比例尺的大小差别不要太大，如果比例尺差别太大，原来可能是一个比较缓的地形，结果显示的却是一个很陡的地形，造成地形明显的失真，这要根据实际情况来确定。
4.绘制地形剖面
为更真实、准确地反映出阶地的高度变化，阶地的高度需要逐级测量，把测量的数据标在方格纸的相应位置上。需注意的是：首先要标出河床的位置，以河床为最低点再依次向上标出各级阶地的高度，河床的位置与剖面基线之间保持2～3 cm的距离，为绘制地貌的岩性符号留出空间，再根据地形变化勾画地形剖面线。在勾画地形剖面线时，最好是从低处向高处勾绘，这样易于控制剖面的高度。
5.投影地貌类型和第四纪地层界线
把地貌类型分界线和第四纪地层的分界线投影到地形剖面线相应的位置上，再根据地貌类型的特征及其相互关系勾绘地形剖面线下方的地层界线。这一步是绘制河谷横剖面图的关键，也是难点。地形剖面线以下的地貌界线和第四纪地层界线，以及它们与基岩的界线如何绘制，这必须建立在对研究区的地貌特征和第四纪地层特征充分了解的基础上才能确定，如阶地的类型、之间的切割关系、其他成因的第四纪地层分布高度和厚度、其他成因的地貌类型等。
6.完善剖面图
这是绘制河谷横剖面图的最后一步，工作主要包括充填岩性符号，完成图例，标上地貌类型和第四纪地层的时代，其他需要标注的符号、地名等。这样就完成了一幅河谷横剖面图（图1-11）。
图1-11 吐鲁番盆地七泉湖咯尔于孜郭勒河河谷横剖面图
（据程捷等，2005）
（二）河谷综合剖面图的绘制
河谷综合剖面图是一幅综合的地貌和第四纪地质剖面图，它反映了某个盆地、某段河谷或某地区的总体地貌和第四纪地质概况，地貌类型、相互关系、第四纪地层年代、成因类型、沉积物岩性特征都要显示在图中，因此绘制河谷综合剖面图需要在弄清研究区的地貌和第四纪地质的基础上，通过对多个河谷横剖面图进行综合分析，才能绘制出来。绘制河谷综合剖面图大体有以下几个步骤。
1.地貌和第四纪地质综合分析
在绘制河谷综合剖面图之前，研究和分析研究区的地貌类型、成因、分布、相互关系、年代等，第四纪地层的时代、成因类型、岩性特征、分布与地貌的关系等。根据地貌和第四纪地层实际的分布情况和相互关系，构思综合剖面图的结构，合理地安排各种地貌和第四纪地层在剖面图上的位置。既要符合实际情况，又要抽象概括。
2.确定比例尺
确定比例尺的原则与河谷横剖面图的一样，可采用不同的水平比例尺和垂直比例尺，有时有垂直比例尺即可，因为在水平（横向）方向上不是实际的水平距离。垂直比例尺的画法和位置同河谷横剖面图。
3.确定方位和剖面基线
综合横剖面图的方位基本上垂直地貌或第四纪地层的水平延伸方向，在河谷中就是垂直河谷的方向。同样，剖面中的水流方向也是从图里指向图外（绘图者）。
剖面基线确定的基本原则同河谷横剖面图。
4.绘制地形剖面
综合横剖面图的地形剖面线的绘制是一个难点，因为综合横剖面并不是在实际地形上切出来的，而是一个综合的结果，因此地形剖面的绘制需要考虑研究区各种地貌形态、分布及高度特征，构思出一个地形剖面，但这个地形剖面与实际的地形特征要相符合。具体的绘制方法是：先确定河床的位置，再根据阶地、河漫滩、洪积扇、湖积台地等地貌在河床两侧的分布情况及其出露的海拔高度或河拔高度，按照垂直比例尺标出各种地貌面在剖面图中的位置，最后根据地貌特征把这些地貌面依次连接起来就形成了地形剖面。
5.绘制地貌类型界线和第四纪地层界线
根据地貌形态、成因、年代、相互关系等，以及第四纪地层的情况，在地形剖面线下方绘制地貌界线和第四纪地层界线。在剖面上勾绘出来的地貌类型、分布高度、成因、年代等要符合实际情况，不可虚构不存在的地貌、第四纪地层等内容。
6.完善综合剖面图
在各种地貌类型、第四纪地层单元中充填岩性符号，完成图例，标上地貌类型或成因代号和第四纪地层的代号，其他需要标注的符号、地名等。这样就完成了一幅综合河谷横剖面图。
通过对怒江道街坝河谷第四纪地质及地貌的分析，并在野外工作的基础上，编制了该河段的综合河谷横剖面图（图1-12）。
图1-12 怒江道街坝河谷阶地横剖面图
（据程捷等，1994）
1—砾石层；2—砂砾石层；3—含砾砂层；4—砂层；5—砂质粘土层；6—发育交错层理的砂砾层；7—泥质角砾石层；8—透镜体；9—粘土层；10—前第四纪灰岩；11—断层
（三）阶地位相图编制
阶地位相图也称河流阶地纵剖面图，该图反映了阶地河拔高度沿河流流向的变化情况，从另一个侧面也反映了被研究河段的河流侵蚀作用与新构造运动的关系。在编制河谷横剖面时，都测量了各级阶地的河拔高度，现将不同位置河谷横剖面的各级阶地沿河流流向依次编制在纵剖面图上，就形成了阶地位相图。其具体编制作法如下。
（1）根据实际情况，如研究河段长度，确定合适的垂直比例尺和水平比例尺（线段比例尺），并把线段比例尺标绘在方格纸上，通常是垂直比例尺标绘在左侧，水平比例尺标绘在上方。
（2）根据河谷横剖面或测有阶地河拔高度位置的实际水平距离，按照水平比例尺将它们投影到方格纸下方，先用铅笔将各投影点轻轻做上记号，一般是左为上游，右为下游。然后按照垂直比例尺将各点（前面已投影的、用铅笔做记号的点）的河床标高投影到方格纸上，并做好标记。注意在投影河床标高位置之前，要对所有的投影点的河床标高进行分析，将河床标高的最低点位置确定在方格纸下边界之上3 cm处，然后再依次投影其他各点。各河床标高点投影完后，从上游到下游再用铅笔把两相邻的点用直线连接起来，这就完成了河床标高的投影。
（3）依据垂直比例尺，将各级阶地的标高（河拔或海拔）在各自的横剖面或测量点位置投影到相应的位置上，再把同级阶地的相邻点用实线或虚线连接起来就完成了阶地位相图的编制。如果阶地的标高是河拔，那么在投影时是以河床为零点。为了避免错误的连接，通常是先投影第一级阶地，用线段把相邻的两点连接起来，完成第一级阶地再投影第二级阶地，依此类推。
（4）阶地的投影和线段的连接完成后，再补充完整阶地位相图的一些要素，如阶地代号、地名等（图1-13）。
图1-13 洛河阶地位相图
（据朱照宇等，1994）
阶地位相图是分析河谷区新构造运动的重要图件，它可以反映研究区的新构造运动的时空变化。根据各级阶地之间的高差变化或变位，可分析同一地点不同时段或相同时间不同地点的新构造运动特征，以及断裂构造的活动情况。
（四）河流发育史分析
根据河谷横剖面图分析河流发育历史应该从以下几个方面进行。
（1）分析河谷中的地貌类型，如是否有湖积台地、河流阶地、洪积台地、终碛堤、侧碛堤、沙丘等地貌，如果河谷曾经历过这些地貌形成的动力作用，则总结各种地貌在空间上的分布规律。
（2）分析地貌或沉积物的时代，并归纳各个时代的地貌类型和沉积物成因类型，并分析各个时代的地貌差异，总结地貌在时间上的演化序列。
（3）分析各种地貌的相互关系，如切割关系、过渡关系、掩埋关系等，不同的地貌的相互关系反映了地貌发育过程中的新构造运动特征。
（4）最后总结地貌发育过程的时空变化。
五、实习作业
（1）分析河谷横剖面图及地貌发展历史：图1-14 为某地河谷横剖面图，根据该横剖面的地貌和第四纪地质特征试分析该河谷区地貌类型、发育历史、第四纪地层发育特征，讨论Qp1-1l河谷特征并分析其成因，确定溶洞堆积物的相对年代以及当时的新构造运动特征。
图1-14 河谷横剖面图
1—砂砾石层；2—含泥质、砂的角砾石层；3—砂层；4—含泥质的角砾石层；5—砂质粘土层；6—粘土层；
7—黄土；8—红色粘土风化壳
（2）编制阶地位相图及其分析：下表为某地区一河段的阶地测量数据（表1-13），根据已知的数据编制该地区的河流阶地位相图，并分析研究区的新构造运动特征。
表1-13 某地河谷阶地测量数据
续表
阶地位相图
