(二)晋陕峡谷黄河的历史

1.从壶口瀑布看黄河历史

壶口瀑布是黄河干流上唯一的瀑布。它以黄色瀑布而闻名于世。壶口瀑布从瀑布口咆哮而下,年平均流量近1,000立方米每秒,高20 ~ 1.5米,宽仅20米。这么大的流量,这么窄的瀑布,河水发出震耳欲聋的瀑布声,在60-70米的高度起泡,向下游漂流200米。充满泡沫的滚滚波涛被压缩在一个只有20米宽的狭窄“龙槽”里,气势磅礴。我看到后写了一首很棒的诗“风在咆哮,马在狂吠,黄河在咆哮”。他在朗诵中以“连龙都有毒,不敢住此处”的惊世一句,展示了瀑布下龙槽的气势。

壶口瀑布的高度随着河水流量的变化而变化:枯水期瀑布只留下每秒200 ~ 300立方米的流量,瀑布下的河水很浅,因此瀑布的高度可达17 ~ 18米。当流量达到1000m3/s时,瀑布下方河水上涨,瀑布高度仅为12 ~ 13m。当流量达到2000m3/s时,瀑布高度只有不到10m。上游暴雨后流量达到5000m3/s时,瀑布消失,变成小落水,河水漫过瀑布口下的龙槽。河道宽500 ~ 600米,上下游同样宽。我看到河道里的洪水滚滚向南。

壶口瀑布的名字来源于河道的平面图。上游300多米的河道,都是黄河水。在短短的500米水平距离内,被压缩到只有20米的宽度,突然倾泻而下,就像壶嘴与壶身的关系,因此得名壶口。诗人们甚至把它形容为“千里黄河一盆丰收”的震撼句子。奔流不息的黄河被比作中华民族自强不息、开拓进取的精神,壶口瀑布被进一步比作中华民族的灵魂。它吞山河,声震苍穹,浓缩了中华民族源远流长、不屈不挠的奋斗史。

壶口瀑布

壶口瀑布是怎么形成的?是龙门瀑布后退造成的。龙门,即今天河津县的禹门口,是黄河挣脱吕梁山的束缚后,从晋陕峡谷到汾河平原的出口。数万年前,这个20米高的瀑布就出现在禹门口。由于流水强大的溯源性和侵蚀性,不断后退(即逆流),今天终于在蓟县和宜川(陕西)之间形成壶口瀑布。

这个撤退过程是有历史记录的。据《尚书·龚宇》记载,壶口瀑布发生在今天瀑布下游4公里处的孟门岛。当时的孟门岛还是与右岸群山相连的孟门山。3000多年后,瀑布距离孟门岛4公里。以此计算,壶口瀑布每年后退1.3m。

山西科技大学利用1955航拍照片从微地貌上确定了2006年壶口瀑布的位置,然后用经纬仪进行水平测量,得出壶口瀑布在这50年里每年以1.64米的速度快速后退。

禹门口的龙门是什么时候变成瀑布的?禹门口外是一片平原,没有山的迹象。它(瀑布)退是没有依据的。只能是吕梁山南端的龙门口断层百万年前移动,北部板块突然断裂隆起,在山前形成悬崖,黄河水不断冲刷,形成龙门瀑布。

黄河壶口瀑布穿越克南坡(蓟县)-奇奇村(伊川)断面(投影)图

在壶口上游,黄河有三级阶地,是古黄河堆积的河带沉积物。一级阶地比黄河高8 ~ 10米,二级阶地比黄河高40米,三级阶地比黄河高150米。这三个阶地下部有砾石层,上部有砂质土层(这种由上下两部分组成的结构在地质学上称为二元结构)。

二元结构

第一级阶地上层土壤为黄土,第二级阶地上层土壤为浅灰红壤土(Q2),第三级阶地土壤为红粘土。二级和三级阶地上的这种灰红色壤土是在6.5438亿至74万年前沉积的。在这三个阶地上,尚未发现确切的二元结构的河流沉积物,但在蓟县900米以上的地形上有大量的红壤堆积。它们应该属于三趾马的红土,沉积于500万年至250万年前。因为这块红壤下部没有发现砾石层,所以不能证明这些红土是河流沉积的,很可能是湖泊沼泽环境或者平原上沉积的。

根据壶口瀑布的数据,只能断定黄河是75万年前的河流。那之前的地理环境是怎样的?没有确切的信息可以讨论。

2.晋陕峡谷北段的黄河历史

在柳林杜军地区,黄河东岸三级阶地的三叠系砂岩上,高出黄河水面约150米,个别地方偶见绛红色粘土,它们有基底砾岩,在此标高处有时有砂露头,是当地人取砂的地方。由此,直到宝德,芦子沟砾岩才出露在距河底50米的基岩上。它是新近纪(Neogene)红土的底砾岩,即Trigemma红土,这种砾岩和红土沿河曲市北至西渡口一带分布。因此可以判断,北段黄河形成于500万年至250万年前。

现有资料可以证明,柳林至偏关的黄河形成于250万年前,它们的海拔都在800米以上。从永和三级阶地的砾石成分可以看出,很多砾石来自于临县东北部的变质岩,所以当时黄河还是由北向南流的。从这个基本点可以判断,吕梁山脚下的晋陕界河早在500万年前就形成了,而且河水一直是由北向南流的。后来地壳南端抬升,完全侵蚀了黄河早期的沉积物,河流不断下切,切入下部基岩,沉积了黄河晚期的沉积物,相当于中更新世脱落的黄土。只有在离河更远的古黄河岸边,才堆积了三趾马的红土。

从当代阶地的高程来看,地壳隆起北小南大,所以北部相当于第三级阶地,距黄河水面仅50米,而南部为150米。南部的海拔比北部(100米)高,但并没有使河水倒灌,因为海拔缓慢,而且海拔速度比下切速度慢,这样河水就可以继续上涨和下切,保持水流南下。