2019, Vol.39
河流地貌是地质演化过程的重要记录，蕴含了丰富的构造、气候信息[1~3]。自从发现河流独特的地貌特征以来[4~6]，关于河流的演化与地貌形态之间的关系，历经学者们多年的讨论与研究[7~11]，已在构造与气候的研究中逐渐得以应用[12~14]。在构造方面，利用河流阶地可以研究典型构造活动区域的隆升特征[15~16]、断裂的活动情况与错动[17~19]、活动褶皱的变形方式[20~22]以及活动盆地的演化等[23~24]。在气候方面，河流阶地、冲积扇的沉积物可以反映地貌单元形成过程中气候的变化规律，并利用河流地貌单元的年龄更好地限制气候尺度[25~26]。
以往的研究主要从河流地貌面的拔河高度、空间分布形态及标志地层等，来限制同级地貌面的对应关系。标志地层主要为砾石层[27]、黄土中的古土壤序列等[25, 28]。但对于缺少标志地层的区域，只能从空间高度来大致判断多个地貌面是否为同一时期形成的。而在活动构造分布密集、活动强度大的区域，地貌面高度已经被不同程度改造，同级地貌面很难以高度进行对应。对于这样的情况，前人并没有针对性的研究，也没有应用适合的手段解决，本文旨在通过沉积物的粒度特征对这个问题进行探讨。
本文的研究区域为贯通龙门山南段及其前陆区的青衣江，前人研究结果表明该区域发育了多级河流地貌面[29~33]，包括废弃的古老冲积扇[31~33]与现代河流阶地[29~30]。但该区域构造活动强烈[34~35]，实地调查发现河流地貌沉积物风化严重，无法准确地进行同级地貌面之间的对应。因此本文从河流地貌沉积物中基质砂的粒度特征入手，分析不同高度地貌面之间粒度的差别，结合剖面的沉积特征、颜色的分析，讨论粒度是否可以作为同时期地貌面的判断依据，以及对野外实地调查的指导意义。
1 青衣江河流地貌面特征龙门山逆冲推覆带是青藏高原东缘的构造边界，形成了陡峭的地貌形态，伴随着强烈的构造活动[36~37]。岷江与青衣江分别贯穿龙门山逆冲推覆带的北、南两段。北侧的岷江发源于漳腊镇北侧的弓嘎岭地区呈南北向向南经茂县[38]，由都江堰流出龙门山，流向乐山，最终于宜宾汇入长江。南侧的青衣江发源于上游宝兴、天全、荥经一带[39]，有周公河、荥经河、天全河、玉溪河等支流，在雅安出山口处向南东方向流经洪雅、夹江，至乐山与岷江汇合。
本文的研究对象即为青衣江流域的河流地貌面，包括冲积扇与河流阶地(图 1)。龙门山南段前陆区，围绕熊坡背斜与三苏场背斜发育了保存较好的废弃古冲积扇，分布于现代青衣江河道与岷江河道之间[32~33]。前人研究表明，冲积扇为古青衣江的沉积物，后因青衣江多次改道而废弃，在熊坡背斜两侧形成两片较完整的冲积扇面[40]。现代青衣江穿过龙门山逆冲推覆带南段，横跨后山、中央、前山断裂，在宝兴、芦山、雅安等多个宽谷内形成多级连续阶地，并具有全流域的可对比性，在峡谷段同样存在不同高度的非连续阶地。我们曾对青衣江河流阶地进行过调查[41]，以及利用阶地的变形进行构造活动的研究[30]。但正因这些阶地跨越逆冲构造活动的区域，在缺乏标志地层的情况下，仅通过高度与剖面形态将阶地对应起来并不准确。下面分别介绍实地调查得到的冲积扇与河流阶地的空间形态与沉积特征。
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图 1 青衣江河流地貌面分布范围 宝兴县、芦山县、雅安市、洪雅县和乐山市沿线为现代青衣江流经地点 Fig. 1 Distribution of the Qingyijiang River geomorphological surfaces. The counties of Baoxing, Lushan, Yaan, Hongya and Leshan are all distributed along the Qingyijiang River |
前人将熊坡背斜北侧的冲积扇定名为名山-邛崃冲积扇，简称名邛冲积扇[33]；将熊坡背斜南侧的冲积扇定名为丹棱-思濛冲积扇，简称丹思冲积扇[32](图 1)。两者在形成时代上，普遍认为名邛冲积扇早于丹思冲积扇，沉积年龄分别为距今421~537ka和268~305ka[42]。
名邛冲积扇平面分布由青衣江雅安出山口东部的名山县开始，被龙门山与熊坡背斜夹持，向北东东方向呈带状分布，一直到邛崃市西侧的扇缘位置(图 1和图 2a)。西侧扇顶位于名山县余光坡至万古一带，东侧扇缘位于邛崃市至新津市沿线，北抵平乐镇东北山梁，南至熊坡背斜北麓的蒲江县；纵长56km，前缘宽约24km，分布面积约1050km2(图 2a和2c)。丹思冲积扇平面分布呈自西向东撒开的扇状(图 1)，西起洪雅县罗坝以西的黄坪，北东延伸到眉山县多悦以北，东抵眉山县张坎，南东至夹江县新场[32]；纵长34km，前缘宽约28km，分布面积约900km2。
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图 2 冲积扇沉积特征 (a)名邛冲积扇地貌形态及冲积扇分布范围；(b)冲积扇不同位置剖面及沉积形态；(c)冲积扇上的地貌照片 Fig. 2 The sedimentary feature of alluvial fan. (a)The morphological feature of the Mingqiong alluvial fan and its distribution; (b)Position of the alluvial fan outcrop; (c)Photo showing the alluvial fan's surface |
冲积扇沉积物普遍风化严重，沉积物砾石中，石英岩仍保持表面较光滑，斜长岩、灰岩表面普遍较粗糙，花岗岩、砂岩等易风化岩石都已失去原有结构和硬度，很容易粉碎，较潮湿的位置已风化成泥。砾石之间填充的基质砂已风化为粘土或砂质粘土，颜色普遍为红褐色，门塞尔颜色2.5YR4/8(图 2b)。
1.2 河流阶地现代青衣江上游宝兴至中游雅安发育4级流域性阶地，中游个别区域局部保存更高阶地，下游夹江至乐山之间由于青衣江改道等原因阶地分级不规律。因此本文的粒度研究对象为灵关、芦山、雅安3个河谷内发育的完整、分布稳定的流域性阶地。其中，灵关河谷发育T1~T3阶地，芦山河谷与雅安河谷发育T1~T4阶地。以芦山河谷为例，以下分别介绍各级阶地的空间分布形态以及剖面特征。
芦山河谷发育稳定分布的连续4级阶地，其中T1和T2面积较大，连续性最好，T3阶地与T4阶地在河流右岸保存最好(图 3a和3b)。T1至T4阶地都为基座阶地，阶地前缘拔河高度依次为：T1拔河10~12m，T2拔河22~24m，T3拔河78~87m，T4拔河95~106m(图 3d)。
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图 3 河流阶地沉积特征 (a)芦山河谷地貌形态及阶地分布范围；(b)河流左岸拍摄地貌照片；(c)各级阶地的剖面照片及沉积形态；(d)各级阶地的实测剖面 Fig. 3 Depositional feature of the river terrace. (a)The morphological feature and location of Lushan valley; (b)Photos taken from left bank of river; (c)Outcrops of the terraces in different levels; (d)The field surveyed geological profile |
各级阶地的剖面特征有很明显的差别，并在砾石表面的光滑程度、基质颜色等有一定的渐变特征(图 3c)。其中，T1沉积物较松散，砾石表面光滑，砾石间的基质填充物主要为粗砂至中砂，灰黑色，门塞尔标准颜色7.5YR3/2。T2沉积物稍松散，砾石表面仍然较光滑，砾石间填充的基质主要为中砂至细砂，普遍呈棕灰色，门塞尔标准颜色7.5YR5/3。T3沉积物稍有胶结，沉积物砾石中石英岩、斜长岩等表面光滑，灰岩、砂岩、花岗岩等表面变得偏粗糙，砾石间填充的基质主要为细砂、粘土质细砂，普遍呈棕色，门塞尔标准颜色5YR5/6。T4沉积物胶结程度偏高，砾石中石英岩、斜长岩等表面仍然光滑，灰岩、砂岩、花岗岩等表面粗糙程度高，砾石间填充的基质基本全部为粘土，但形态上仍保持颗粒状，表明了风化程度很高，普遍呈红棕色，门塞尔颜色2.5YR4/6。
2 研究方法作为沉积学的基础方法之一，粒度分析已经有较广泛的应用[43~48]。碎屑颗粒的粒度是碎屑颗粒最主要的结构特征，碎屑颗粒的大小不仅在不同的碎屑(砾、砂、粘土等)中差别很大，在同一种碎屑中也有很大差别。碎屑颗粒的大小直接决定沉积物的类型和性质，粒度和颗粒的分选性主要受搬运营力、搬运介质和沉积环境的控制[45]。因此，通过粒度分析研究碎屑的粒度大小和粒度分布，是判别沉积物自然地理环境与水动力条件的良好标志。
通过粒度分析对第四系河流相沉积物的分析手段也较为成熟，河流沉积物的粒度曲线特征复杂，波动范围大，常呈多峰式，粒度特征可以反映河流水动力环境等信息[49~51]，如对古洪水沉积物[52]与冲积扇的研究[53~54]。研究表明粒度与风化程度有紧密的联系[55~56]，在砂风化成壤的过程中，粒度会逐渐分级变细[57~58]，而本文研究区域气候湿润，不同年龄的河流沉积物经历了不同程度的风化过程。但前人针对河流沉积物的研究仍然很少[59~60]，尤其缺少长时间尺度的分析研究，本文关注的河流地貌面时间跨度约500ka[42]，可以很好地分析长时间尺度河流沉积物的粒度对风化程度的反映。
本次研究采集了灵关河谷T1~T3，芦山河谷T1~T4，雅安河谷T1~T4，以及名邛冲积扇的沉积物基质样品，进行了粒度测试。地貌面表层沉积物土壤化严重，而埋藏太深的沉积物由于隔水等原因风化速度很慢[61~62]，因此本文取样深度为沿剖面距地表 2m左右，能够反映地貌面形成后，沉积物的累积风化作用，冲积扇样品取于名邛冲积扇剖面2(图 2b)。本文样品采集于冲积相地层，应根据地层特征选取合适的前处理方法。不同的前处理会对结果有不同程度的影响[43, 49]，过多的处理流程也会对原始粒度差生损伤，因此前处理的方法应尽量精简而有效。另一方面，在测试时仪器测试范围也要设定在合适的区间，以完全表现地层的粒度分布特征。
在河流沉积物搬运和沉积过程中，外来物质如植物枝干等有机物的混入，以及胶结作用都会使沉积物的粒度特征发生明显改变。直接进行粒度分析，其结果难以准确还原沉积物搬运和沉积时的环境条件。前处理的目的就在于消除沉积物在搬运和沉积过程中所携带的杂质，并还原沉积物的原始颗粒状态，本文采取的前处理方法如下：
(1) 样品称重
根据样品粒度大小称取一定质量的沉积物样品(0.05~1g)，保证测试时样品光学浓度在5 % ~10 %的最佳范围，粒度越细，所需的样品量越小。称样完成后，放入对应烧杯中。
(2) 除有机质
沉积物样品中的有机质主要是以有机碳的形式存在，采用H2O2氧化将其除去。向烧杯中加入10ml浓度10 %的H2O2溶液，并放在电热板上加热至60℃，加热过程中如有气泡产生并附着在烧杯壁，需用洗瓶冲洗烧杯壁，若反映不彻底需继续添加H2O2溶液，直至反应完全。
(3) 除碳酸盐
在样品中加入10ml浓度为10 %的盐酸，以去除样品中的钙胶结物，此过程也需保证反应彻底。
(4) 清除钙、氯离子
以上步骤完成后，样品中含有过量的钙、氯离子，溶液呈强氧化性，不仅会对测试仪器造成损坏，还会影响测试精度，故需要做中和处理。在样品溶液中加入去离子水，搅拌，静置24h，待样品颗粒完全沉淀后，抽去上层清液。
(5) 分散处理
加入10ml浓度为0.05mol/L的六偏磷酸钠((NaPO3)6)溶液作为分散剂，搅拌均匀。然后将样品烧杯放入超声波清洗仪震荡10min，使样品充分分散。以上前处理步骤完成后，样品即可进行上机测试。
(6) 粒度测试
样品测试流程在中国地震局地壳动力学重点实验室沉积环境分析实验室完成，测试仪器为德国Sympatec公司生产的HELOS-QUIXEL湿法激光粒度仪，重复测试误差＜1 %。测试过程中采用R1+R4 +R7测试镜头组合，测试范围0.18~3500μm。每个样品重复测试2次，以备测试结果的对比。每个样品测试完成后，对仪器清洗至少2次，防止样品之间污染。
3 结果 3.1 粒度频率曲线粒度频率曲线反映样品粒度分布情况、峰段构成、众数分布等情况[63~64]，是分析沉积物形成的参考指标。对粒度频率的分析标准，本文采取ISO 9276-1：1998[65]，以微分分布函数曲线(Differential Distribution Function)即q3lg(x)表示，作为粒度频率曲线的纵坐标，其定义公式如下：
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其中，q3lg(x)为微分分布函数，Xi为粒度为i的颗粒数量，Xu为粒度分布所划分的区间下限，X0为粒度分布所划分的区间上限；Q3(Xi)为累积分布函数，表明粒度小于Xi的颗粒体积占全部颗粒总体积的百分比。
3.1.1 同一地点的多级地貌面对比各级地貌面的粒度测量结果如图 4所示，其中图 4a为雅安河谷T1~T4阶地及冲积扇基质粒度频率曲线；图 4b为芦山河谷T1~T4阶地的基质粒度频率曲线；图 4c为灵关T1~T3阶地的基质粒度频率曲线。
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图 4 青衣江各区域多级地貌面粒度频率曲线 (a)雅安河谷T1~T4阶地及冲积扇基质粒度频率曲线；(b)芦山河谷T1~T4阶地的基质粒度频率曲线；(c)灵关T1~T3阶地的基质粒度频率曲线 Fig. 4 Frequency curve of multiple morphological surfaces' grain size. (a)Frequency curve of the samples from Yaan Valley's terrace T1~T4 and the alluvial fan; (b)Frequency curve of the samples from Lushan Valley's terrace T1~T4; (c)Frequency curve of the samples from Lingguan Valley's terrace T1~T3 |
可以看出，雅安河谷T1至T3粒度频率曲线呈单峰形态，并且波峰依次降低，向细颗粒方向偏移，而曲线左侧的粘土组分逐渐升高，到了T4粘土组分达到较高程度，呈现为双峰形态。而冲积扇的粒度又呈现以粘土组分为主的单峰形态，波峰高于雅安T4500μm以上的粗颗粒已消失。芦山河谷T1至T4具有同样的特征，T1至T4波峰逐渐向细颗粒方向移动，到T4变为以细颗粒为主的单峰形态。灵关河谷只发育3级全局阶地，T1至T3形态特征仍然具有由粗变细的特征，但T1与T2明显具有双峰和多峰特征。
3.1.2 同级地貌面在不同河谷的对比从粒度频率曲线和累积曲线都可以发现，河流地貌面沉积物基质的粒度有规律性的渐变特征。这种渐变特征可以在同一地点定量的判别某一地貌面沉积物所属的级别，但同一研究区域中，沿河流不同地点发育的同一级地貌面沉积物是否有一致的特征，需要进一步探讨。因此，我们把从上游至中游的灵关、芦山、雅安河谷中的T1~T4进行了对比分析，其中灵关河谷缺失T4。
图 5中结果显示，不同地点的同级地貌面沉积物粒度并不完全一致，而是存在一定差别，但这些差别呈现规律性的变化。其中，图 5a为T1对比，图 5b为T2对比，图 5c为T3对比，图 5d为T3与T4置于同一图中的对比。可以看出，从整体上各级阶地从上游至下游呈现粒度变粗的特征，曲线的波峰从细颗粒向粗颗粒方向移动。其中芦山与雅安河谷较为相似，但上游灵关河谷沉积物粒度明显更细，并呈现双峰形态。图 5d中可以看出，上游灵关T3粒度与中游芦山和雅安的T4粒度相接近，而保存有T4的芦山与雅安河谷中，芦山T4粒度比其下游的雅安河谷颗粒更细。
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图 5 同级地貌面在不同区域的粒度频率特征对比 (a)各区域T1对比；(b)各区域T2对比；(c)各区域T3对比；(d)各区域T3与T4综合对比图 Fig. 5 Contrast of the specified morphological surface's frequency curve in different area. (a)Contrast of terrace T1 in different area; (b)Contrast of terrace T2 in different area; (c)Contrast of terrace T3 in different area; (d)Contrast of terrace T3 and T4 in different area |
概率曲线可以较好地区分各粒度区间，显示各区间粒度百分含量，反映各组分的分选性，确定沉积物搬运动力的参考指标，并对沉积形成环境解释有一定的帮助[63]。雅安河谷阶地与冲积扇、芦山河谷阶地、灵关河谷阶地的粒度累积曲线分别如图 6a~6c所示。可以看出，在不同河谷，从新地貌面到老地貌面沉积物粒度都有规律的斜率变化，从下凹式曲线变为上凸式，T1、T2以粗颗粒组分为主，冲积扇以粘土颗粒为主，而T3与T4呈现粘土颗粒与粗颗粒较为均衡的特征。
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图 6 青衣江各区域多级地貌面粒度累积曲线 (a)雅安河谷T1~T4阶地及冲积扇基质粒度累积曲线；(b)芦山河谷T1~T4阶地的基质粒度累积曲线；(c)灵关T1~T3阶地的基质粒度累积曲线 Fig. 6 Accumulated curve of morphological surfaces in different area of Qingyijiang River. (a)Accumulated curve of terrace T1~T4 in Yaan valley and the alluvial fan; (b)Accumulated curve of terrace T1~T4 in Lushan valley; (c)Accumulated curve of terrace T1~T4 in Lingguan valley |
另一方面，为了从整体上对比不同地点同级阶地的关系，将都存在T1至T4全局性阶地的芦山河谷与雅安河谷进行对比。如图 7所示，两个地区的T1至T4粒度累积曲线有非常好的一致性。由于波峰移动与多峰形态等问题，我们从粒度频率曲线中并不能直观的看出各地点之间同级沉积物之间的差别，但在累积曲线中其对应关系就变得很明显。从T1至T4有明显的斜率变化，从下凹式逐渐变为上凸式。
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图 7 雅安与芦山区域多级地貌面粒度累积曲线对比 Fig. 7 Accumulated curve of multiple morphological surfaces in Yaan and Lushan valleys |
为了更细致地分析地貌面沉积物粒度的差别，本文运用乌登-温特沃(Udden-Wentworth)分级标准，参数计算应用克伦宾的ϕ值定义[66]，中值粒径与ϕ值的换算采用公式ϕ=-log2d进行了换算，其中d为毫米直径值。粒度参数的分析过程采用了福克和沃德(Fork和Ward[67])公式，分别计算得出平均粒径(Mz)、分选系数(σI)、偏度(SkI)和峰态(KG)等粒度参数，计算公式如下：
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平均粒径反映了搬运作用力的平均动能[63]。相比中值粒径，平均粒径可以更好地表现粗细两侧的粒度变化。其中，ϕx为定义的一个ϕ值，指大于此ϕ值的颗粒含量为x%。ϕ16表示占代表较粗一段的平均大小，ϕ50代表中间一段的平均大小，ϕ84代表较细一段的平均大小。
经计算发现，同一地点的不同级阶地由新到老粒度逐渐变细，不同地点的同级地貌面沉积物从上游至下游依次平均粒径变粗(图 8)。
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图 8 平均粒径分布图 Fig. 8 Plot showing the averaged particle size |
分选系数表示粒度集中和分散趋势，即样品对于平均粒径的离散程度，与风化作用、物质来源、矿物化学成分以及粒度中值有关[63]。σI除了包含粒级分布的中央部分(16 % ~84 %)外，也包括了对水动力条件反应最灵敏的粗、细尾部(95 %和5 %)的分选情况，有更全面的意义。前人曾分析了大量样品[63]，制定了用标准偏差σI确定沉积物分选级别的标准：σI＜0.35，分选极好；σI=0.35~0.50，分选好；σI=0.50~0.71，分选较好；σI=0.71~1.00，分选中等；σI=1.00~2.00分选较差；σI=2.00~4.00分选差；σI＞4.00，分选极差。经计算，所有样品的分选系数都低于4.00。
4.1.3 偏度(SkI)偏度被用来判别粒度分布的不对称程度，对偏度的研究可以了解沉积物的成因；分选很好的纯砂或纯砾等沉积物，其频率曲线常为单峰正态对称曲线[63]。但当有另外的组分加入时，常使分选变差，频率曲线相应的变为不对称。若加入的是粗组分，则构成正偏度；若加入的是细组分，则构成负偏度。Folk[68]按偏度值(SkI)将偏度分为5级：SkI=- 1~-0.3，很负偏态；SkI=-0.3~-1，负偏态；SkI=-0.1~+0.1，近似对称；SkI=+0.1~+0.3，正偏态；SkI=+0.3~+1，很正偏态。
可以看出，同一地点的不同级地貌面沉积物偏度变化有很好的一致性，整体上高地貌面呈现正偏态，低地貌面呈负偏态，并有逐渐降低的特征(图 9)。
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图 9 偏度与峰态分布图 上部曲线为偏度SKI曲线，与左侧纵坐标对应；下部曲线为峰态KG曲线，与右侧纵坐标对应 Fig. 9 Plot showing skewness and kurtosis of the samples. Upper plot is the skewness curve(SK1), corresponding to the ordinate in left. Nether plot is the kurtosis curve(KG), corresponding to the ordinate in right |
峰态可以用来衡量粒度频率曲线尖锐程度，也就是度量粒度分布的中部与两尾端的展形之比[63]。在对称正态曲线中，ϕ95与ϕ5之间的粒度间距是ϕ75与ϕ25之间粒度间距的2.44倍[63]，因此正态粒度分布的KG=1。Folk[68]用KG确定了峰值的等级界限：KG＜0.67，很平坦；KG=0.67~0.9，平坦；KG=0.90~1.11，中等(正态)；KG=1.11~1.56，尖锐；KG=1.56~3.00，很尖锐；KG＞3.00，非常尖锐。
从图 9中看出，各级地貌面峰度变化有很好的一致性。对于年龄越老的地貌面沉积物，其粒度分布的展形更向中间靠拢。
4.1.5 萨胡粒度判别萨胡粒度判别分析[69]是一种多元统计分析，可用来寻找适当的统计值以判断不同的沉积作用和沉积环境，通过对沉积物粒度参数的统计分析，可以找出判别不同沉积类型的指标值，其中河流与三角洲类型的沉积用下面的公式来计算：
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经计算，所有采集样品的Y值都小于9.8433，为浊流沉积，均具有相同的古环境意义，并没有成因上的差别。
4.2 粒度反映地貌面的新老特征前人在对沉积物的土壤化过程的研究中发现，伴随着风化程度的增加，砂的颗粒会变细，逐渐粘土化[57, 62, 70~71]。在本区域的野外调查中，我们也发现各时期形成的地层剖面也明显的有这种特征。对于同一级地貌面，虽然受物源、搬运过程、沉积环境等因素影响，河流沉积物中砾石的成分、物理形态差别较大，但我们发现砾石间填充的基质却有可对比性。对于较新的地层，沉积物基质砂的颗粒更粗更松散，沉积特征很原始。而较老的地层明显风化作用更强，沉积物基质的颗粒更细，有一定的胶结特征。
另外，在大量的河流沉积物调查过程中，我们发现，不同年龄与级别的河流地貌面沉积物的颜色有较为规律的变化。在本研究区不同地点的阶地剖面中，T1基质普遍呈灰黑色，门塞尔标准颜色7.5YR3/2；T2呈棕灰色，门塞尔标准颜色7.5YR5/3。T3呈棕色，门塞尔标准颜色5YR5/6。T4呈红棕色，门塞尔颜色2.5YR4/6。冲积扇沉积物普遍为红褐色，门塞尔颜色2.5YR4/8(图 2和图 3)。可以看出，越老的地貌面沉积物经历的风化程度越高，导致从新到老基质颜色中棕红色调逐渐变强，整体由灰色调过渡为红棕色。但在对冲积扇的调查过程中发现，冲积扇的年龄跨度(500ka)要远大于河流阶地(100ka)(表 1)，但冲积扇剖面之间的基质颜色已普遍为棕红色，差别很小。可见，当基质全部风化为粘土之后，其剖面颜色特征与胶结程度都趋于稳定，并不会发生较大变化。
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表 1 各级地貌面沉积特征及年龄 Table 1 Sedimentary feature and the age of multiple morphological surface |
为了反映河流沉积物的风化程度，而又避免地表过于严重地土壤化，本文样品采集深度约2m。从粒度分析中可以看出，每个河谷的不同级阶地由新到老粒度逐渐变细(图 4、图 6)。根据我们之前的研究结果，得到地貌面的大致年龄：T1年龄5.9±0.03ka，T2年龄为40.4±5.0ka，T3年龄为93±10ka，T4年龄为185±19ka[41]；名邛冲积扇(邻近图 2中剖面2)年龄为537~421ka[42]。结合各地貌面剖面颜色特征，得到各级地貌面的对比关系(表 1)。
结合表 1中各地貌面沉积物基质特性，可以得到随着地貌面年龄的增加，粒度及颜色等剖面特征也发生较规律的变化。我们可以初步看出，在气候湿润的流域地区，粒度可以定量的反映不同年代形成的河流沉积物之间的差别，进而判断不同时期形成的地貌面。而同粒度的变化规律类似，沉积物剖面颜色也体现了规律变化。因此，在野外识别河流相地层的工作中，可以结合颜色与粒度特征建立区域的对比标准，初步判断地貌面沉积物所属的年代和高度级别。
4.3 同级地貌面在不同河谷的差别从同级地貌面在不同区域的对比(图 6和图 8)中可以看出，青衣江局部上游至下游的整体粒度逐渐变粗，并且在各级地貌面皆有体现。值得注意的是T1的粒度在3个河谷既有明显不同，而在T2、T3、T4的对比中这种差异逐渐增大。T1由于年龄较新，风化对其粒度影响并不强，因此其粒度差异与沉积物原始粒度关系更大。而随着沉积物年龄的增大，在T2、T3、T4中，风化作用起到了更多的作用，使得同级地貌面在各河谷的粒度差别进一步增大。根据区域地质地貌特征分析，产生初始粒度差别以及后期差异风化的原因可能分别如下：
(1) 沉积物物源
龙门山南段的逆冲推覆构造复杂，青衣江由北西至南东贯通而过，流经多种地层出露区域。从局部上游至下游的灵关、芦山、雅安3个河谷分别位于不同的岩性区。灵关河谷基岩河床为泥盆系至三叠系须家河组，物源以灰岩、白云岩、泥岩为主，河流中的砂较细。芦山河谷基岩河床为白垩系灌口组及古近系名山组，物源以砂岩、粉砂岩、泥岩为主，河流中的砂相比上游灵关河谷更粗。雅安河谷基岩河床为白垩系夹关组、灌口组，古近系名山组，并且此段有天全河、荥经河汇入，携带物源多为白垩系、侏罗系的砂岩，物源颗粒相比上游也更粗一些。因此导致了整体上雅安与芦山河谷的河流砂平均粒径高于上游灵关，而且雅安的物源更复杂一些。
此外，砾石的砾径对于基质砂的迁移也有一定影响。顺青衣江从高原腹地至前陆区，砾石物源逐渐由易形成大砾径的变质岩、岩浆岩、古生界沉积岩转化为易形成小砾径的新生界沉积岩。砾石迁移至下游的过程中，大砾径砾石减少，沉积物砾径变得更加均一[72~73]。砾径均一、低粗糙度的河床表面更有利于水动力环境的稳定，不同粒度的砂都会沉积[74]，这也可能是下游雅安阶地比上游灵关阶地粗颗粒基质含量更多的原因之一。
(2) 沉积物风化环境
影响物理与化学风化的因素包括温度、湿度、流体与微生物数量等众多因素[75~77]，而本文各河谷之间相隔并不远，气候条件与生物群落等较一致，存在的差别可能为湿度。灵关、芦山、雅安3个河谷存在较大的尺寸差别，灵关河谷长约2.8km，平均宽度约0.6km；芦山河谷长约5.3km，平均宽度约1.8km；雅安河谷长约5.5km，平均宽度约2.6km。可以看出灵关、芦山、雅安河谷整体大小依次增大。狭窄的河谷中，河流地貌面更靠近河流，湿度更大，在河流演化摆动过程中，相应遭受更强的风化作用。另外，相应宽度较小的河流地貌面往往受到侵蚀作用更强烈。而规模较大的河谷有较宽的空间，使得河流地貌面形成后更稳定，风化剥蚀作用也相对较小。在本文研究的湿润气候区，这些差异作用很可能更显著，使得3个河谷中同级地貌面之间产生了不同的风化程度。
5 结论(1) 在河流地貌面的研究工作中，砾石之间填充的基质粒度可以作为阶地分级的一个验证指标。从整体上可以表明阶地形成的年代先后关系，排除区域构造活动所导致的同一级地貌面的空间高度、拔河高度的变化。而河流相地层剖面的颜色可以作为野外辅助识别地貌面级别的标志，也是较为可信的。
(2) 研究表明，在湿热的环境下，河流相沉积物中砾石之间基质粒度的特征，可以很好的反映出沉积物随地貌面被废弃的年龄增加而风化程度逐渐增强的特征，这种风化累积的效应可以定量的体现在基质的粒度曲线上。
(3) 同一地点的不同级阶地由新到老粒度逐渐变细，粘土组分会逐渐增加，在粒度频率曲线上有明显的反映；而不同地点的同级阶地有十分相似的特征，这种特征在粒度累积曲线上会有明确的反映。
(4) 河流沉积物的基质颜色同样随地貌面年龄的增加而呈现规律性的变化，其主要特征就是由年轻沉积物到老沉积物，颜色逐渐从以灰色调为主变为以棕红色为主，而老于T4阶地的沉积物颜色基本都为棕红色，更大时间尺度的冲积扇沉积物之间颜色基本一致。可见，风化强度导致的河流基质沉积物变化可以定性的从基质颜色表现出来，但只在一定的时间尺度内。
(5) 在不同河谷的同级地貌面对比中发现，不同河谷中的河流地貌面风化程度不尽相同，初步的结果表明，同级地貌面在较小较窄的河谷中风化速度更快，在宽大的河谷中更稳定，风化速度也相应的较慢。
致谢: 感谢审稿专家和编辑给予的宝贵修改意见，使本文得以完善。
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Abstract
The deformation of river terraces has been applied on the research of the active tectonics widely. Generally, terraces were distinguished by depositional characteristic and the weathering degree. However, quantitative method of the terraces' recognition which are formed in the same period of geological time are still unsolved. In this study, grading analysis were applied in the recognizing of Qingyijang River terraces and fluvial fans in the region of Longmen Shan, east edge of Tibetan Plateau. Qingyijiang River runs through the south range of Longmen Shan and formed multiple levels of terraces and ancient alluvial fans. These geomorphological surfaces are suitable for sedimentary research. In this research, it is indicated that terraces formed in different geological time can be recognized by the grain size of sediments in some specific conditions. It is important that the samples are collected from the fluvial sand that filling the interspace between the gravels. And the grading results showed that the matrix sand in older terrace has finer grain size, which may indicate the deeper degree of weathering. More information can also be interpreted from the grading plat form of the sand samples, such as the multiple graining indexes. Furthermore, the color of terraces in different level also has a regular variation in the tonality. These results provide convenient and reasonable methods in distinguishing the geomophological surfaces.