浅谈长江三峡的形成与演化
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摘要：长江作为中国第一大河和世界第三大河 ,其何时形成一直为我国地学工作者所关注。近年来，众多学者用地层学、古地磁测年、热释光测年、 14C测年、特征矿物示踪法、单颗粒碎屑矿物微区分析方法等研究方法对长江流域的形成与演化，尤其是“三峡”的形成与演化进行了长期研究，已取得可观的成绩。本文分析了前人的工作，并就目前研究态势及成果做了粗浅的总结，介绍长江三峡地区自前寒武纪以来的形成与演化过程，并窃自将其分为形成之前、形成早期、三峡贯通以及第四纪（更新世）演化四个阶段。
关键词：长江三峡；三峡贯通；第四纪
一、三峡现状简介
长江三峡位于中国重庆市和湖北省境内的长江干流上，西起重庆市奉节县的白帝城，东至湖北省宜昌市的南津关，全长192公里，由瞿塘峡、巫峡、西陵峡组成。除了著名的长江三峡外，全国各地多条河流上都有名为三峡的景点。
长江三峡西起重庆市的奉节县，东至湖北省的宜昌市，全长192千米。自西向东主要有三个大的峡谷地段：瞿塘峡、巫峡和西陵峡，三峡因而得名。三峡两岸高山对峙，崖壁陡峭，山峰一般高出江面1000-1500米。最窄处不足百米。三峡是由于这一地区地壳不断上升，长江水强烈下切而形成的，因此水力资源极为丰富。 自白帝城至黛溪称瞿塘峡，巫山至巴东官渡口称巫峡，秭归的香溪至南津关称西陵峡。两岸山峰海拔1,000到1,500公尺，峭崖壁立，江面紧束，最窄处是长江三峡的入口夔门只有100公尺左右。水道曲折多险滩，舟行峡中，有“石出疑无路，云升别有天”的境界。长江三峡，中国10大风景名胜之一，中国40佳旅游景观之首。长江三峡西起重庆奉节的白帝城，东到湖北宜昌的南津关，是瞿塘峡、巫峡和西陵峡三段峡谷的总称，是长江上最为奇秀壮丽的山水画廊，全长193多公里，也就是常说
的“大三峡”。除此之外还有大宁河的“小三峡”和马渡河的“小小三峡”。这里两岸高峰夹峙，港面狭窄曲折，港中滩礁棋布，水流汹涌湍急。
二、长江三峡的形成与演化
长江作为中国第一大河和世界第三大河，其何时形成一直为我国地学工作者所关注，而三峡的贯通则被认为是研究长江形成的关键问题之一。
形成之前
吕梁运动之后，由秦岭古海洋消减带将中国东部一分为二。北部地区自元古代末形成若干较稳定的原始板块其上的裂陷槽或裂谷带，火山活动不多。至新元古代进一步固结、扩大形成稳定的华北板块。南部地区在古元古代可能只是一些相互分离的地块从中元古代起，围绕一些较大的地块发育边缘海和岛弧带，使地块不断扩大，震旦纪之前扬子地区已达到全部固结。晋宁运动形成了扬子板块的基底，进而形成面积较小的扬子板块。
广西（加里东）运动使扬子陆块与华夏陆块碰撞形成了东南造山带，除桂东南钦（州）防（城）地区残存海槽和滇东一带有陆相泥盆系外，华南其它地区为遭剥蚀的古陆或山地。
在加里东构造阶段,华夏地块与扬子板块碰撞拼合,构成了一个巨大的稳定地区——华南板块,使华南大部分地区从志留纪晚期-早泥盆世早期处于陆地状态.从早泥盆世晚期开始逐渐遭受来自西南方向海侵。
发生在三叠纪期间到早侏罗世之前的印支运动，空间上分布于我国西部特提斯带，发育有三江、松潘、甘孜、西秦岭及南秦岭的印支褶皱带。引起我国南方普遍海退和中国大陆的形成。
燕山运动为整个侏罗纪，白垩纪性期间广泛发育于我国境内的重要的构造运动，主要表现为褶皱、断裂变动、岩浆喷发、侵入活动及部分地区的变质作用，燕山运动是我国基本构造格架的形成期与改造期，燕山运动以后，兴安岭——太行山——武陵山一线东侧岩浆活动较侏罗纪减弱，且向东迁移。燕山运动使川鄂交界地区地壳发生强烈褶皱，海底迅速崛起，形成了川鄂分水岭，将四川湖北分成了两个内陆湖。在距今约70Ma 前的白垩纪，川鄂分水岭将水流分为两个水系西入四川盆地的内陆湖，东入湖北宜昌附近的湖泊，从此结束了川鄂地区海洋发展史。
早期形成史
自始新世以来，印度板块向北俯冲，产生强大的南北向挤压力，致使青藏高原快速隆起，形成喜马拉雅山地，这次构造运动称为喜马拉雅运动。早喜马拉雅运动，印度板块与亚洲大陆之间沿雅鲁藏布江缝合线发生强烈碰撞。喜马拉雅地槽封闭褶皱
成陆，使印度大陆与亚洲大陆合并相连。与此同时中国东部与太平洋板块之间则发生张裂，海盆下沉，使中国大陆东部边缘开始进入边缘海-岛屿发展阶段。尤其重要的是发生于上新世-更新世的晚喜马拉雅运动。在亚欧板块、太平洋板块、印度板块三大板块的相互作用下，发生了强烈的差异性升降运动，全国地势出现了大规模的高低分异。差异运动的强度自东向西由弱变强。由于印度洋不断扩张，推动着刚硬的印度板块，沿雅鲁藏布江缝合线向亚洲大陆南缘俯冲挤压，使喜马拉雅山和青藏高原大幅度抬升。
长江的形成是青藏高原隆升、 西太平洋边缘海张裂和中国东部持续沉降的结果 ,流域的演化过程影像了新生代中国地形宏观格局发生巨大变化的过程,长江东西贯通时限也是最终确立中国现代西高东低地貌格局的时限。古近纪中国古地理面貌基本继承了晚中生代的格局 ,整体为东高西低。在东南沿海存在环太平洋带状山系,成为当时水系的重要分水岭。在长江流域中部横亘着近南北向的巫山山脉 ,它将长江水系进一步分隔。因此 ,当时的古长江可能被分成若干段,只有东南沿海山系以东水系
是东流的,为现代长江最原始的雏形。
长江流域古水系分布图（据王鸿帧，1985）
到了距今40Ma至3Ma期间，由于喜马拉雅造山运动的影响，川鄂一带地壳又发生了一次急剧性隆起，在原有岩层上形成了一些裂隙，四川盆地内陆湖的水随裂隙不断往下流，并产生向下和向两侧的切割和侵蚀作用。日久天长，流水切蚀穿透了分水岭，是东西两水合二为一，把四川内陆湖与长江之水连接起来。二水合一后，奉节至宜昌一带的地壳仍间歇性上升，巨大的的江水仍在不断的向下切割。由于三峡一带的地段主要有石灰岩组成，正斜部由抗蚀力较强的砂岩组成。因此将水下切背斜形成峡谷，江水下切正斜处形成宽谷，日积月累，河床加宽加深陡峭险峻，迤逦多姿，形成了举世闻名的三峡。
三峡的贯通
长江发源于青藏高原, 顺地势东流入海。当它流经第一个地形陡坡带时, 形成了金沙江大峡谷; 当它流经第二个陡坡带时, 形成了著名的长江三峡。 无疑,长江是在切过三峡之后才上下贯通、 形成泱泱大河的。因此, 三峡地区的地貌发育与演化过程在长江河谷研究中地位十分突出, 长期以来倍受关注, 是我国地貌学研究的代表地区之一。
长江三峡的贯通过程，主要是西陵峡上段、巫峡上段与瞿塘峡河段相继发生河流袭夺（杨达源，1988）。
西陵峡中下段延伸到黄陵背斜，并侵蚀切割黄陵背斜核部的花岗闪长岩，具体时代为白垩纪，在宜昌附近的白垩系砂砾岩中出现花岗闪长岩的岩砾和碎屑。西陵峡上段的向西溯源侵蚀延伸，顺黄陵背斜西翼单面山系的横张裂隙，袭夺了本向南流的香溪河，其时代可能在白垩纪晚期，相当于仙女山等地最新的碎屑沉积岩系的形成时代。
巫峡中下段以东的巴东～秭归宽穀河段，深切了秭归盆地中的侏罗系，它可能原本是香溪河的支流。古香溪河可能是条十分古老的大河。巫峡中下段本源自巫山。巫峡上段的河流袭夺是顺横切巫山背斜的裂隙构造带发育的，它袭夺了本向西南流的古大宁－古大溪河。古大宁河－古大溪河深切在上三叠系陆相碎屑沉积岩系之中，向西南方向有侏罗系及老第三系沉积盆地。
瞿塘峡是顺横切齐岳山背斜的裂隙构造发育的，它袭夺古草堂河及古梅子溪等。古草堂河（古称石梅子等）可能原本是川江的上游。自瞿塘峡袭夺之后，改为向东流彙入长江中下游。如图。
长江三峡河流袭夺过程示意图（据杨达源，1988）
从长江三峡各自的地貌特点来看，古西陵峡形成为最早，瞿塘峡为相对最晚。长江三峡贯通的主要原因当是金沙江东流与川江倒流，大量的来水横穿横切背斜的裂隙构造带向东流去。长江三峡贯通主要标志是在宜昌以下到江汉－洞庭湖盆地中，发育巨型三角扇砾石堆积体，其顶点为虎牙滩东云池附近，向东南延伸到松滋附近及洞庭湖中，该扇形砾石堆积体上覆深风化网纹状红土，成为宜昌附近的第六级阶地。通过古地磁测量，其形成时代为中更新世。所以，三峡贯通的时代当在距今百万年左右。
第四纪（全新世）演化
第四纪以来，尤以全新世以来，喜马拉雅运动第三幕仍在如火如荼的进行之中，三峡的演化亦未停息。长江三峡存在着不同时期的多级夷平面和多级阶地。这些是长江三峡地区新构造上升的标志。综合前人和最近的研究成果，将它归纳为三期五级夷平面（鄂西期夷平面，包括云台荒亚期和召风台亚期；山原期夷平面，包括周家脑亚期和王家坪亚期；云梦期夷平面）和六级阶地。夷平面与阶地的研究是揭示区域地貌演化过程的重要手段。 特别在三峡地区, 因隆起带抬升作用, 长江及其支流强烈下切, 地形十分破碎, 加之地处亚热带湿润地区, 地面冲刷严重, 测年材料匮乏, 因此前人主要通过地形分析与区域对比的方法对该地区的地貌演化进行研究, 为我们今天的工作奠定了良好的基础。但由于条件限制, 学者们的研究结论差异较大, 远未取得统一认识。
对于夷平面：鄂西期夷平面，包括云台荒亚期和召风台亚期；山原期夷平面，包括周家脑亚期和王家坪亚期；云梦期夷平面。亦有人分为高夷平面、低夷平面和剥夷平面。见下图。
长江三峡夷平面示意图
1. 鄂西期夷平面；2. 山原期夷平面；3. 云梦期夷平面
对于阶地，众多学者通过研究，质疑淘汰了早先陶玉昌等划分的十级明显阶地，认为，三峡内存在6级阶地，宜昌和重庆存在5级。见下图。
长江三峡地区阶地位相图（a）和阶地相对位相图（b）
1.侵蚀阶地；2.基座阶地或堆积阶地；3.阶地缺失（注：宜都T3已倾伏在地面以下）
通过对夷平面和阶地的研究，证明了新构造上升的特征：（1）长江三峡是一个以巴东为中心的不对称的新构造弯形隆起区，宜昌以东和万县以西是相对坳陷区。（2）2Ma以来，新构造上升节奏为缓慢一较快一较慢。（3）0.73Ma 以来，新构造上升中心有向东迁移的趋势。
结论：
三峡地区地处华南，其形成和演化经历了扬子板块、华南板块，早泥盆世遭受海侵，早侏罗世海退；青藏高原隆升、 西太平洋边缘海张裂和中国东部持续沉降，贯通于大约100万年前；新构造上升等过程，可谓沧海桑田。然而，以上并非定论，今后关于长江贯通问题的研究，应该将流域演化视作一个系统，在大地构造、盆地分析和河流沉积地貌学研究基础上，充分利用近年来年代学和单矿物微区分析的新技术，不同研究方法相互补充、所得结果相互验证和约束，对争议的问题组织各方面专家进行系统研究，统一认识，不断逼近长江贯通时限的真实值。
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