黄河由于泥沙沉积形成了什么(黄河形成于125万年前)
黄河,是中国第二长河,我们的母亲河,长达5464公里,是世界上第6长的河流。然而,其形成时间一直有争议,15万年前、不晚于88万年、不晚于120万年、~150-160万年、~500万年等观点分歧。那么黄河到底是何时形成的?
图1,黄河的位置和区域地质图
一、黄河概述
黄河起源于巴颜喀拉山,穿过青藏高原东北部的山区,流过沙漠和鄂尔多斯区块的黄土高原,为华北平原提供沉积物,流入渤海。黄河流域是中华古代文明的发源地,被称为“中华文明的摇篮”。
图2,黄河
由于中国黄土高原发生了大量的土壤侵蚀,大量的细粒沉积物(黄土)被排放到河流中下游,使其成为地球上泥沙淤积最多的河流,经常在其下游造成毁灭性的洪水。在河南开封有著名的地上河。
图3,河南开封黄河
二、新生代的地质年代
新生代是地球历史上最新的一个地质时代,随着恐龙的灭绝,中生代结束,新生代开始,分为古近纪、新近纪和第四纪,这一时期形成的地层称新生界。时间:6500万年至今,如下表所示。
界 |
系 |
统 |
组 |
含油气 |
厚度 |
岩性特征 |
新生界 |
第四系 |
全新统 |
0~30 |
顶部为未固结土黄色松散砂土,底部为灰黄色粉砂质黄土。 | ||
更新统 |
0~100 |
马兰黄土 | ||||
新近系 |
上新统 |
20~100 |
紫红色粘土岩,富含海绵状钙质结核,底部有砾岩。 | |||
中新统 | ||||||
古近系 |
渐新统 |
100~300 |
三趾马红土 | |||
始新统 | ||||||
古新统 |
鄂尔多斯盆地自白垩纪后期隆起之后,除盆地西部及西北缘有渐新统超覆之外,盆地广大地区仅有新第三系沉积。渐新统为杂色砂泥岩夹石膏层,厚20-360m,新第三系为一套红土层,厚2-8m。
图4,黄河
第四系地层在盆地内部基本上以北讳38°为界,北部是砂砾层,南部是黄土,厚70-300,与下伏地层的接触关系均为不整合。
图5,黄土高原
三、河南三门盆地与三门峡
三门盆地是决定现代黄河形成时间的关键区域。它位于黄河中下游的过渡区,沿着主河道毗邻最后一个峡谷(即三门峡),然后流入渤海。北以中条山为界,南为秦岭和崤山,河道地形约束,相对稳定,三门盆地漫滩宽度小于5公里。
图6,河南三门峡
相比之下,黄河下游地区的河道在历史时期经历了显著的南北迁移。因此,三门峡切口的时间为黄河最终整合为现代河流提供了最直接的证据。
图7,三门峡库区
三门盆地晚新生代沉积层序不整合地覆盖在古近系平陆群上,盆地内不同地区具有河流-湖泊层序和黄土-古土壤层序同步沉积的特征。
图8,三门峡大坝
河流-湖泊序列,被称为三门组,被分为三个组。下部地层的特征是分选度差、棱角到中等磨圆的砾岩和砂土,可解释为近端冲积扇矿床。中部为灰绿、褐泥,并伴有稀疏的粉砂和细砂层,解释为盐湖和湖岸沉积物。
图9,纹理砂岩
上部由浅黄色砂和浅棕色至灰绿色泥交替组成,解释为湖泊沉积物或河流沉积物。
图10,河流沉积
四、黄河的形成史
黄河的地质历史是复杂的,可以细分为两个主要的进化阶段:(1)原黄河,它可能形成于始新世,经历了一个重大的变化方向,向东北兰州地区,在中新世晚期-上新世早期。
图11,青海贵德黄河大桥
(2)为现代黄河,其特征是鄂尔多斯区块周围呈方形弯曲,向东流经三峡,流向大海。三门峡的切口标志着现代黄河的诞生,然而,关于峡谷形成时间仍存在大量的争论,估计年龄从中新世晚期到上新世早期。
图12,河流沉积的砂岩
五、黄河形成的证据
最近,中国学者在三门峡盆地中心实施了环境钻探并开展合作研究,获取了黄河贯通三门峡历史完整的岩芯记录,通过与盆地边缘露头剖面的对比,明确了岩芯108 m处河道沉积物的首次出现是黄河在三门峡地区留下的最古老印迹。
图13,三峡流域沉积环境变化的成因
系统的沉积学、古地磁定年、物源分析(Sr-Nd同位素&重矿物组合)、古环境指标等的研究结果表明:自~125万年开始,三门峡盆地河流沉积物开始大规模发育、上游鄂尔多斯地体的碎屑物质开始大量涌入、沉积环境经历了从封闭型咸水-微咸水湖环境到开放型河流环境的显著转变。
图14,黄河乾坤湾
综上所述:现代黄河水系在~125万年开始形成、中更新世全球气候转型期海平面的加速降低对其形成有重要影响。图1和图13引自Wang,2022。
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