夏威夷火山喷发

eren 发表了文章 • 0 个评论 • 241 次浏览 • 2018-05-08 19:25 • 来自相关话题

这是夏威夷火山喷发出来的岩浆,正在侵食岛上的居民区,小汽车瞬间报废
 
更多参考:夏威夷的火山和地震

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这是夏威夷火山喷发出来的岩浆,正在侵食岛上的居民区,小汽车瞬间报废
 
更多参考:夏威夷的火山和地震

有多少条断层?

Yanxiu 发表了文章 • 0 个评论 • 276 次浏览 • 2018-04-30 02:32 • 来自相关话题

美国Klamath盆地的正断层。灰色条带为火山灰,白色条带为硅藻土,黑色条带为褐煤。断层清晰地断错了沉积层,非常漂亮的断层构造。数数图片中总共有几条断层吧? 点击查看大图。
 
 
Source: https://twitter.com/lockwooddewitt/status/990349603340935169  查看全部
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美国Klamath盆地的正断层。灰色条带为火山灰,白色条带为硅藻土,黑色条带为褐煤。断层清晰地断错了沉积层,非常漂亮的断层构造。数数图片中总共有几条断层吧? 点击查看大图。
 
 
Source: https://twitter.com/lockwooddewitt/status/990349603340935169 

兰州是我国四大自然环境“中心”

eren 发表了文章 • 1 个评论 • 301 次浏览 • 2018-04-15 22:10 • 来自相关话题

国内地学专家的研究资料表明,无论从经纬度座标、地形,还是 降水量、干湿度的地理分布来看,甘肃省兰州市都处于我国大陆名符 其实的自然环境中心位置。

兰州作为我国的地理中心,早已广为人知。早在民国初年,伟大 的革命先行者孙中山先生就认识到这一点,曾经设想在兰州建都。此 后,特别是新中国成立以后,一些地学专家反复论证确认兰州为我国 的地理中心。兰州市位于北纬36度与东经104度的经纬座标点上,如 果以此点为圆心、我国任一周边上的点长为半径划一个圆圈,大致可 将我国的大陆部分内切于其中,其圆心的具体位置在距兰州城东南10 公里左右的榆中县境内桑园峡与定远镇之间。另外,通过对我国版图 大比例直线距离和经纬度座标的计算,也确定出我国的地理中心在上 述同一地方。因此,不少地学专家提出在这里建立“国家中心公园” 或“国心塔”的建议。

我国的大地形明显地可分为三级大台阶:以珠穆朗玛峰(海拔高 度8,848米)为最高峰的一系列高大山系和青藏高原(海拔4,500米 至5,200米),被称为高级台阶。昆仑山和祁连山以北,横断山脉以 东,包括内蒙古高原、黄土高原、云贵高原以及其间的许多盆地为主 的地区,平均海拔约为1,000米至2,000米,被称为中级台阶。沿大 兴安岭、太行山、巫山和雪峰山一线以东,地势再次下降,由海拔1, 000米降低到几十米至几米,自北而南分布有东北平原、辽东半岛、 华北平原、长江中下游平原、江南丘陵山区、珠江三角洲平原等,这 个地区平均海拔在500米以下,被称为低级台阶。兰州正好位于中级 台阶上,是呈阶梯状分布的这三大地形过渡的中心。

兰州至榆中之间年平均降水量约为320毫米至400毫米。我国年平 均降水量总的地理分布大致是自东向西、由南向北逐渐减少的,全国 各地年平均降水量的平均值约为650毫米,兰州年平均降水量约为全 国各地年平均降水量平均值的一半。另据研究资料,如果按兰州地理 座标作45度分角线,向东南—西北和东北—西南方向的降水极点延伸, 就可发现兰州东北和西北方向的干燥极点的年平均降水量约为兰州至 榆中之间的1/8,约50毫米左右;而兰州西南和东南方向的湿润极点 的年平均降水量约为兰州至榆中之间的8倍,约3,100毫米左右。这 些研究结果说明,兰州市地处于我国年降水量由多到少的过渡地带中 间,是全国中值降水量中心。

我国常常采用气候学家张宝的干燥度来表征各地气候的干湿程 度。从我国干燥度的地理分布状况来看,从东南向西北气候干湿区的 变化,依次为湿润区、半湿润区、半干旱区、干旱区和特干旱区,相 对应的自然景观分别为森林、森林草原、草原、荒漠草原和荒漠。兰 州恰好位于我国半干旱气候区的中心,自然景观为草原,从这里向东 南方向延伸,湿润度递增,气候越变越湿润,越过秦岭、淮河一线, 就到达我国最湿润的地区;向其西北方向延伸,干燥度递增,气候越 变越干旱,到达戈壁沙漠地区,气候变得特别干旱。我国气候干湿状 况的这种地理变化表明,兰州亦是全国的中值干湿度中心。 
 
(来源于1999年6月7日《中国气象报》作者:陈昌毓) 查看全部
国内地学专家的研究资料表明,无论从经纬度座标、地形,还是 降水量、干湿度的地理分布来看,甘肃省兰州市都处于我国大陆名符 其实的自然环境中心位置。

兰州作为我国的地理中心,早已广为人知。早在民国初年,伟大 的革命先行者孙中山先生就认识到这一点,曾经设想在兰州建都。此 后,特别是新中国成立以后,一些地学专家反复论证确认兰州为我国 的地理中心。兰州市位于北纬36度与东经104度的经纬座标点上,如 果以此点为圆心、我国任一周边上的点长为半径划一个圆圈,大致可 将我国的大陆部分内切于其中,其圆心的具体位置在距兰州城东南10 公里左右的榆中县境内桑园峡与定远镇之间。另外,通过对我国版图 大比例直线距离和经纬度座标的计算,也确定出我国的地理中心在上 述同一地方。因此,不少地学专家提出在这里建立“国家中心公园” 或“国心塔”的建议。

我国的大地形明显地可分为三级大台阶:以珠穆朗玛峰(海拔高 度8,848米)为最高峰的一系列高大山系和青藏高原(海拔4,500米 至5,200米),被称为高级台阶。昆仑山和祁连山以北,横断山脉以 东,包括内蒙古高原、黄土高原、云贵高原以及其间的许多盆地为主 的地区,平均海拔约为1,000米至2,000米,被称为中级台阶。沿大 兴安岭、太行山、巫山和雪峰山一线以东,地势再次下降,由海拔1, 000米降低到几十米至几米,自北而南分布有东北平原、辽东半岛、 华北平原、长江中下游平原、江南丘陵山区、珠江三角洲平原等,这 个地区平均海拔在500米以下,被称为低级台阶。兰州正好位于中级 台阶上,是呈阶梯状分布的这三大地形过渡的中心

兰州至榆中之间年平均降水量约为320毫米至400毫米。我国年平 均降水量总的地理分布大致是自东向西、由南向北逐渐减少的,全国 各地年平均降水量的平均值约为650毫米,兰州年平均降水量约为全 国各地年平均降水量平均值的一半。另据研究资料,如果按兰州地理 座标作45度分角线,向东南—西北和东北—西南方向的降水极点延伸, 就可发现兰州东北和西北方向的干燥极点的年平均降水量约为兰州至 榆中之间的1/8,约50毫米左右;而兰州西南和东南方向的湿润极点 的年平均降水量约为兰州至榆中之间的8倍,约3,100毫米左右。这 些研究结果说明,兰州市地处于我国年降水量由多到少的过渡地带中 间,是全国中值降水量中心

我国常常采用气候学家张宝的干燥度来表征各地气候的干湿程 度。从我国干燥度的地理分布状况来看,从东南向西北气候干湿区的 变化,依次为湿润区、半湿润区、半干旱区、干旱区和特干旱区,相 对应的自然景观分别为森林、森林草原、草原、荒漠草原和荒漠。兰 州恰好位于我国半干旱气候区的中心,自然景观为草原,从这里向东 南方向延伸,湿润度递增,气候越变越湿润,越过秦岭、淮河一线, 就到达我国最湿润的地区;向其西北方向延伸,干燥度递增,气候越 变越干旱,到达戈壁沙漠地区,气候变得特别干旱。我国气候干湿状 况的这种地理变化表明,兰州亦是全国的中值干湿度中心。 
 
(来源于1999年6月7日《中国气象报》作者:陈昌毓)

兰州龙

eren 发表了文章 • 1 个评论 • 278 次浏览 • 2018-04-15 19:33 • 来自相关话题

兰州龙属(学名:Lanzhousaurus)是禽龙类恐龙的一属,化石是在2005年发现于中国甘肃省,年代属于下白垩纪。目前只有发现一副部分骨骼。

模式种是巨齿兰州龙(L. magnidens),是由尤海鲁、季强及李大庆描述、命名的。兰州龙的特征是异常巨大的牙齿,是已知最大型的草食性动物牙齿之一。牙齿的特征显示它是属于禽龙类。下颌的长度多于1米,可见它是非常大型的动物。  





巨齿兰州龙骨架
 
禽龙类分类:
https://web.archive.org/web/20 ... a.htm

 
来源:https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%98%AD%E5%B7%9E%E9%BE%8D%E5%B1%AC  查看全部
兰州龙属(学名:Lanzhousaurus)是禽龙类恐龙的一属,化石是在2005年发现于中国甘肃省,年代属于下白垩纪。目前只有发现一副部分骨骼。

模式种是巨齿兰州龙(L. magnidens),是由尤海鲁、季强及李大庆描述、命名的。兰州龙的特征是异常巨大的牙齿,是已知最大型的草食性动物牙齿之一。牙齿的特征显示它是属于禽龙类。下颌的长度多于1米,可见它是非常大型的动物。  

Skeleton_of_Jintasaurus_meniscus.JPG

巨齿兰州龙骨架
 
禽龙类分类:
https://web.archive.org/web/20 ... a.htm

 
来源:https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%98%AD%E5%B7%9E%E9%BE%8D%E5%B1%AC 

活动构造与城市直下型地震

Yanxiu 发表了文章 • 1 个评论 • 280 次浏览 • 2018-04-11 22:30 • 来自相关话题

 
我们居住的地球是一个不断运动的星球,在地球的运动过程中会产生各种变形,包括断层、褶皱、盆地、隆起和断块等,它们被统称为地震构造,断层是其中最重要的一类。这种变形发生在不同地质时期, 我们关心的是最新时期的变形,因为它们与地震和多种灾害的发生密切相关。

 
https://www.scieau.com/articles/2018046035   查看全部
 
我们居住的地球是一个不断运动的星球,在地球的运动过程中会产生各种变形,包括断层、褶皱、盆地、隆起和断块等,它们被统称为地震构造,断层是其中最重要的一类。这种变形发生在不同地质时期, 我们关心的是最新时期的变形,因为它们与地震和多种灾害的发生密切相关。

 
https://www.scieau.com/articles/2018046035  

黄河三峡段的河床演化

hancht 发表了文章 • 0 个评论 • 143 次浏览 • 2018-03-27 16:53 • 来自相关话题

0 引言

黄河是华夏文明的摇篮,中华民族的母亲河。黄河全长5494km,为中国仅次于长江的第二大河,也是世界第五长流河。黄河之源为卡日曲,出自青海巴颜喀拉山脉各姿各雅山麓,冰封雪覆的高山中涌出的河水,清澈见底,潺潺有声;东流经四川入甘肃,上游穿行在高山峡谷之间,跌荡起伏,湍急回旋,水流依旧清冽;及至河口过宁夏入内蒙古,穿行陕西、山西、河南,流经黄土高原,含沙量大增,水色乃呈深黄,由山东北部而入渤海,登高一望无垠的高原千万条沟壑如同黄土的巨龙,一齐拥入大河的怀抱。千万年来,黄河自青海东流,进入甘肃,在长达913km的黄河干流甘肃段上,形成了黄河第一弯—玛曲壮美奇观、黄河三峡和景泰黄河石林景观。在甘肃境内的黄河流域,诞生了灿烂辉煌的大地湾、马家窑等彩陶文化和黄河农耕文明,而这片黄土地又赋予了黄河以黄色的容颜。游客沿着黄河甘肃段一路北上,可以欣赏河水清澈、溪流纵横、草场丰茂的黄河首曲美景;还可以领略黄河特有的跌宕冲撞、奔腾而来、咆哮而去的大河气度,参观世界文化遗产炳灵寺石窟色泽绚丽的密宗壁画艺术、更能饱览高峡平湖、绝壁万仞的壮观景色,感受世界文化遗产—炳灵寺石窟、还可体验黄河中上游独特的乡风民俗,探究中华民族文明之源,体验羊皮筏子、黄河水车等富有甘肃特色的旅游项目。
                                                                         



  图1 黄河流域水系图和水电站
                                                                           



  图2 黄河三峡(刘家峡、盐锅峡、八盘峡)的高峡平湖景观

1 地形地貌

河流地貌,大体分为两种—侵蚀地貌(沟谷、侵蚀平原等)和堆积地貌(冲积平原、三角洲等)。黄河三峡的沟壑纵横是河流侵蚀地貌,是典型的河流深切沟谷。河流遇到峡谷,水面变窄,流速就随之加快,流速越快,深切侵蚀就越明显,所以峡谷高差越来越大。从青海的龙羊峡到宁夏的青铜峡,黄河干流是一段连续的峡谷地貌,这一段,也是黄河流域两大集水区之一。在这一段,黄河的重要支流—大通河、湟水河、洮河、大夏河、祖厉河等集中汇入,导致黄河水量大增。峡谷地貌,悬崖峭壁、河道狭窄、水流湍急,不容易在沿岸催生大城市(仅在兰州盆地的狭长沿河区域,催生了一个大城市兰州),但却是水电站、水库等水利工程选址的好地方,所以黄河这一段峡谷,密布了很多水利工程。20世纪50年代末至70年代中期,中国为开发黄河干流水电资源,先后在甘肃省永靖县黄河区段建成刘家峡、盐锅峡、八盘峡三大水电站,统称为“黄河三峡”。三大水电站的修建除了具有发电效益外,还发挥了防洪、灌溉、防凌、航运、养殖、旅游等综合效益。
整个黄河三峡地区位于祁连造山带的中祁连和拉脊山-雾宿山褶皱带东段,也属于中新生代河口—民和盆地的一部分。区内有黄河的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级阶地地貌,河谷地貌,微型滑坡地貌。上覆扰动后的全新统第四系黄土,下伏地层为白垩系泥砂岩,岩性疏松,河谷深切,相对高差400-500m。本地区是祁吕贺山字型构造与陇西旋卷构造的复合部位,区域地质构造复杂,近期的孔家寺-河口活断裂带从此经过,断裂带长约32km,属张扭性断裂,走向30°,倾向SE,黄河在此段呈NE向。

2 河流阶地
河流阶地是过去的河床但现今已被废弃的地貌,其发育和变形特征对构造活动、气候变化以及基准面升降等因素的反应比较敏感。区域或局部构造抬升、气候变化以及由此引起的河水流量和泥沙量的变化等都可能造成河流下切而形成阶地。所以应用阶地资料分析区域构造演化和古气候环境变迁是地貌学重要的方法之一。自schumm于上一世纪70年代首次将临界规律引入到地貌系统的研究之中以来,经过一些学者的不断努力,逐步形成了所谓的“地貌临界论”。由于该理论从崭新的角度审视地貌现象由量变到质变或者说由渐变到突变的转化规律,使得对地貌演化过程中发生的明显变异现象进行合理的解释成为可能,因此受到地质地貌界的普遍关注。研究地貌临界不仅蕴涵着比较深刻的哲理和科学理论意义,而且具有一定的实践意义,如通过确定和运用地貌过程中的临界阈值,对地貌发育阶段进行量化,洞察地貌要素之间相互作用的内在机理、强度和动态转化的临界条件,进而预测地貌现象的发展趋势。
黄河三峡发育一系列阶地,记录了黄河溯源侵蚀的全过程,峡谷贯流水系的研究易获得有关地质构造的大量信息,其阶地序列能够揭示地质构造以及运动性质。通过气候变化导致的增积(aggradation)活动河床的抬升为减积(degradation)阶地的形成提供了垂直空间。气候和构造扰动导致河流一旦下切单个侵蚀基准面,就形成阶地。河流基准水面的降低有助于山前地带季节性河流下切事件的发生,中低下切阶地得以形成。阶地年代和纵向剖面表明,复合相互作用发生在相关的基准面,一种外部因素的改变,如海平面的降低和气候的变化,表现在河流切割和随后谷底(侵蚀)阶地的起源。
黄河三峡河段河流阶地的形成原因为新生代以来的间歇性构造运动,构造运动使得地壳发生不均匀的掀斜运动,使得原始基座地面倾斜,从而河流向一方摆动,形成了河流阶地。也因此河流更偏向一方侵蚀,向该方向摆动,导致河流阶地一岸比另一岸更加发育,形成不均匀分布。黄河三峡段微地貌以黄土台塬地貌、河谷地貌以及滑坡地貌为主,此外还有一些小型坍塌和侵蚀切割的小冲沟等微地貌。黄土台塬地貌主要是黄河在该段的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级阶地地貌:
Ⅰ级阶地也就是现代的河流河漫滩,由于该区河床砂岩层暴露,河道乃是河流侵蚀岩层所成,近代无剧烈构造运动,河道基本无迁徙,所以,河道较狭窄,河漫滩几乎不可见,所以,此处黄河Ⅰ级阶地较不发育;Ⅱ级阶地主要发育在黄河北岸,为基座型阶地,最宽处有100多m,南岸发育成为狭窄的条带状。Ⅱ级阶地高出黄河现代河床约5m左右,基座为下白垩统河口群上段,上覆较薄约1.5m厚的疏松砂层,再上为第四系扰动黄土。
Ⅱ级阶地上第四系黄土较Ⅳ级阶地薄,近水平,农田较少,主要为人的居住区;Ⅲ级阶地在黄河北岸缺失,于黄河南岸分散分布,同样为基座型阶地,高出现代河床40-75m。
Ⅲ级阶地南侧依靠黄河南岸Ⅳ级阶地,上覆黄土的上缘接壤Ⅳ级阶地的黄土下缘,由南向北斜坡状堆积,坡度上缓下陡。Ⅲ级阶地的基座同样为下白垩统河口群上段,基座与第四系黄土间夹有约10m厚的上更新统砾石、粉质黏土、粉土的冲积层。由于上部不平整,无人居住,也无农田开垦;
Ⅳ级阶地主要分布在黄河北岸,台塬高出现代河床120-150多m,主要有围绕盐锅峡镇北方和西方的黑方台阶地,黄河南岸也有部分Ⅳ级阶地分布。台塬基座为下白垩统河口群上段的厚层块状泥岩砂岩,颜色以棕红色、紫红色为主,夹有中细粒砂岩和泥质粉砂岩。基座之上约5m厚的全新统冲积层,冲积层中的砾石层,阶地局部有缺失。Ⅳ级阶地中的黑方台阶地台塬被水流切蚀行成的虎狼沟分割为东部的黑台和西部的方台,塬面平坦宽广地形起伏较小。黑台塬顶面积约12km2,呈长条状展布,整个台塬呈西高东低的特征。方台台塬地形起伏较黑台明显,其总的地形特点是北高南低,塬的周围高,中间低,台塬面积约3km2。
                                             



 图3 黄河三峡段的河流水系

3 盐锅峡段的河床演化
河床演化是指在水流的作用下,河流的边界所发生的变化。而这种变化实质上体现了组成边界的物质的冲刷、搬运和堆积过程。在诸过程中塑造的地貌现象,如河床纵横断面、河谷形态、边界组成和河型等,在内外营力共同作用下达到一定的限度,将会出现巨大的质的变化。我们将其称之为河床演化中的地貌临界。
河流一般是由内外营力相互作用的结果。外营力一般指的是气候,而内营力一般指的是构造抬升。气候变化方面:第四纪气候变化明显特点之一就是强烈的周期性冰期-间冰期气候旋回。气候通常可通过改变河流的径流等条件和泥沙,从而影响河流的堆积-下切交替过程,进而导致阶地形成。因而气候变化通常被认为是阶地形成主要因素之一,比如在构造活动不活跃的西北欧,气候变化则是阶地形成的主导因素。当处于冰期时:冰期间断性的降水或冰川融水由于其搬运力小,只能进行短距离搬运,因此大部分的堆积物都堆积于河床,搬运力小于阻力,河流主要表现为侧蚀堆积形成河床,此时的河流以堆积为主。这种阶地一般形成于此前的原沉积层上。当处于间冰期时:气候湿润,冰雪融化,降雨量增加,河水水量增大,河水搬运溶解的物质相对减小,即负荷变小,这时就要增加搬运和溶解物质,搬运力大于阻力,此时的河流以下切为主。构造抬升方面:重力势能增加,侵蚀基准面降低,河流搬运力大于河流阻力把河床原来的沉积物带走后又继续下切,这种阶地通常位于构造频繁的山区。
现代的黄河,河面较现代宽阔。通过观察现代的盐锅峡段河道可以看到,黄河在虎狼沟沟口的正对部分河道发生了变向,由原来的NE50°转为了SE105°,流过约2.2km之后回归到原来的流向。虎狼沟的沟谷走向与此段河流变向后的河道走向基本一致,处于同一条直线上,由此可以推断出虎狼沟沟谷源头到沟口对面的黄河河道变向段,构造上有隐伏断层通过,走向大约SE120°,该断层为新构造运动甚至更早运动的产物,早于地层的差异性上升,黑台台塬南缘的形状与其对应的现代河段河道形状相似,也就是说在当初的河漫滩开始隆升形成现在的Ⅳ级阶地之前,该段的黄河河道就已经是Z形的。这就说明,黄河盐锅峡河段在新生代期间的整个演化都要受到虎狼沟隐伏断层的控制。探讨的盐锅峡段黄河河道演化,所取时间段为新生代时期。根据资料,古老的黄河水流量要大于现代的黄河,河面较现代宽阔。而观察现代的盐锅峡段黄河河道可以看到,黄河在虎狼沟沟口的正对部分河道发生了变向,由原来的NE50°转为了SE105°,流过约2.2km之后回归到原来的流向。虎狼沟的沟谷走向与此段河流变向后的河道走向基本一致,处于同一条直线上,由此可以推断出虎狼沟沟谷源头到沟口对面的黄河河道变向段,构造上有隐伏断层通过,走向大约SE120°,该断层为新构造运动甚至更早运动的产物,早于地层的差异性上升,黑台台塬南缘的形状与其对应的现代河段河道形状相似,也就是说在当初的河漫滩开始隆升形成现在的Ⅳ级阶地之前,该段的黄河河道就已经是Z形的。这就说明,黄河盐锅峡河段在新生代期间的整个演化都要受到虎狼沟隐伏断层的控制。
第一阶段:新构造运动前的河道,此时,地壳的差异性上升还未发生,阶地未形成。黄河流入区域以后,流经刘家峡镇-太极镇-盐锅峡镇三段最终与湟水汇合,通过雾宿山—周家台隆起,流入兰州盆地。该阶段现代河流阶地还未形成,河流开始冲积河漫滩,形成现代的Ⅳ级阶地基础。
第二阶段:河道开始缓慢南移,黄河流入区域后,由于隐伏断层处岩层破碎脆弱,河流易沿断层流过,河流南岸向南侵蚀,河道向南迁移。此阶段新构造运动开始,岩层缓慢抬升,黄河沿黑方台边缘切割而下,使得Ⅳ级阶地的台缘初具现代的形式,Ⅳ级阶地初步形成。第二阶段的构造运动后进入了一段相对稳定的时期,该时期河道继续沿虎狼沟断层发展,最终进入第三阶段。
第三阶段:继河流经过阶段二的南移,区域内的河道已与现代河道基本一致,但河道仍比现代河道宽阔,水量更大。河水流入区域后,继续沿软弱断层发展,最终抵达孔家寺—河口断裂处,而后沿该分支继续发展并与湟水河相汇。第二阶段构造运动停歇后,该阶段构造运动重新活跃起来,地壳继续隆升,河流下切,形成该区域黄河Ⅲ级阶地。后新构造运动步入末尾,河道基本成型,与现代河道相似。
第四阶段:就是现代河道了,黄河水量减小,构造运动不再发生,黄河受两处断层控制,沿断层流过,河道基本不再变迁,水流以下切侵蚀为主,延续至今,切割河漫滩形成Ⅱ级阶地。也由于水量减小,河道变窄。
笔者认为,气候和构造两种机制形成两种主要的阶地,而复合响应阶地或次阶地是在这两种大阶地之上减积或增积形成的小阶地,对于单个河流阶地而言,都可把其概括为下切—增积(或沉积)—再下切这样的序列。构造是阶地形成的内在动力和原因,由于抬升与侵蚀基准面的降低,这时,河流搬运力(stream power)大于河流阻力(resisting power)把河床原先的沉积物带走之后又继续下切基岩形成侵蚀阶地或谷底阶地。当构造长时期处于平静期,那么气候在这时期就对河流阶地的形成起决定作用:①冰期,水量小,河水下切能力小,所搬运、溶解的物质多,即负荷大,搬运力小于阻力,河流主要表现为侧蚀形成河床,并形成大量沉积(climatic aggradation),这种沉积可以堆积于此前的原沉积层上,也可堆积到无沉积物的谷底上;②间冰期,气候湿润,冰雪融化,降雨量增加,河水水量增大,河水搬运溶解的物质相对减小,即负荷变小,这时就要增加搬运和溶解物质,搬运力大于阻力,这样就下切原河床形成阶地,这种下切可以在原沉积层上,也可在谷底基岩上,无论在那里,它所下切的幅度要远远小于构造抬升后所下切的幅度,这种阶地就是所谓的次阶地或复合响应阶地(complex-response terrace)。

4 小结
黄河三峡段河道演化的主要影响因素,即地质构造运动以及构造运动产生的断层、断裂和隆起、凹陷,气候变化及人为因素影响较少。所以从构造运动方面研究了区域内黄河河道的演化。因为黄河在虎狼沟沟口的正对部分河道发生了转向,由原来的NE50°转为了SE105°。而虎狼沟的沟谷走向与此段河流转向后的河道走向基本一致,处于同一条直线上,由此可以推断出虎狼沟沟谷源头到沟口对面的黄河河道转向段,构造上有隐伏断层通过,走向大约SE120°。而在黄河发生转向再转回的转回点直到与湟水河的交汇处,资料证实该段河床下有孔家寺—河口断层通过。这两大断层对该段河道的演化起了至关重要的作用。总的来说,区域内河道在岩层倾向165°-190°的影响下向南演化,演化受到两大断层:虎狼沟隐伏断层和孔家寺—河口断层的控制,一个使得黄河河道发生转向,另一个使得黄河河道最终顺其通过。演化的过程中新构造运动使得地壳差异性上升,河流演化的同时向下切割,形成了现今的各级阶地。新生代以来的构造运动下,黄河三峡段不断演化,最终形成了现代河道。

参考文献:
赵伟敏; 李健; 高小雄. 黄河盐锅峡段的河道演化研究. 甘肃科技, 2013, 29.18: 31-34.
郭小花. 龙羊峡—刘家峡河段巨型滑坡堵河事件与黄河演化之间的关系[D]. 长安大学, 2017.
赵振明; 刘百篪. 青海共和至甘肃兰州黄河河谷地貌的形成与青藏高原东北缘隆升的关系. 西北地质, 2003, 36.2: 1-12.
蔡雄飞; 李长安. 民和盆地南缘盐锅峡组的建立及其地质意义. 岩相古地理, 1999, 19.3: 16-20.
高红山, et al. 祁连山东段河流阶地的形成时代与机制探讨. 地理科学, 2005, 25.2: 197-202. 查看全部
0 引言

黄河是华夏文明的摇篮,中华民族的母亲河。黄河全长5494km,为中国仅次于长江的第二大河,也是世界第五长流河。黄河之源为卡日曲,出自青海巴颜喀拉山脉各姿各雅山麓,冰封雪覆的高山中涌出的河水,清澈见底,潺潺有声;东流经四川入甘肃,上游穿行在高山峡谷之间,跌荡起伏,湍急回旋,水流依旧清冽;及至河口过宁夏入内蒙古,穿行陕西、山西、河南,流经黄土高原,含沙量大增,水色乃呈深黄,由山东北部而入渤海,登高一望无垠的高原千万条沟壑如同黄土的巨龙,一齐拥入大河的怀抱。千万年来,黄河自青海东流,进入甘肃,在长达913km的黄河干流甘肃段上,形成了黄河第一弯—玛曲壮美奇观、黄河三峡和景泰黄河石林景观。在甘肃境内的黄河流域,诞生了灿烂辉煌的大地湾、马家窑等彩陶文化和黄河农耕文明,而这片黄土地又赋予了黄河以黄色的容颜。游客沿着黄河甘肃段一路北上,可以欣赏河水清澈、溪流纵横、草场丰茂的黄河首曲美景;还可以领略黄河特有的跌宕冲撞、奔腾而来、咆哮而去的大河气度,参观世界文化遗产炳灵寺石窟色泽绚丽的密宗壁画艺术、更能饱览高峡平湖、绝壁万仞的壮观景色,感受世界文化遗产—炳灵寺石窟、还可体验黄河中上游独特的乡风民俗,探究中华民族文明之源,体验羊皮筏子、黄河水车等富有甘肃特色的旅游项目。
                                                                         
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  图1 黄河流域水系图和水电站
                                                                           
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  图2 黄河三峡(刘家峡、盐锅峡、八盘峡)的高峡平湖景观

1 地形地貌

河流地貌,大体分为两种—侵蚀地貌(沟谷、侵蚀平原等)和堆积地貌(冲积平原、三角洲等)。黄河三峡的沟壑纵横是河流侵蚀地貌,是典型的河流深切沟谷。河流遇到峡谷,水面变窄,流速就随之加快,流速越快,深切侵蚀就越明显,所以峡谷高差越来越大。从青海的龙羊峡到宁夏的青铜峡,黄河干流是一段连续的峡谷地貌,这一段,也是黄河流域两大集水区之一。在这一段,黄河的重要支流—大通河、湟水河、洮河、大夏河、祖厉河等集中汇入,导致黄河水量大增。峡谷地貌,悬崖峭壁、河道狭窄、水流湍急,不容易在沿岸催生大城市(仅在兰州盆地的狭长沿河区域,催生了一个大城市兰州),但却是水电站、水库等水利工程选址的好地方,所以黄河这一段峡谷,密布了很多水利工程。20世纪50年代末至70年代中期,中国为开发黄河干流水电资源,先后在甘肃省永靖县黄河区段建成刘家峡、盐锅峡、八盘峡三大水电站,统称为“黄河三峡”。三大水电站的修建除了具有发电效益外,还发挥了防洪、灌溉、防凌、航运、养殖、旅游等综合效益。
整个黄河三峡地区位于祁连造山带的中祁连和拉脊山-雾宿山褶皱带东段,也属于中新生代河口—民和盆地的一部分。区内有黄河的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级阶地地貌,河谷地貌,微型滑坡地貌。上覆扰动后的全新统第四系黄土,下伏地层为白垩系泥砂岩,岩性疏松,河谷深切,相对高差400-500m。本地区是祁吕贺山字型构造与陇西旋卷构造的复合部位,区域地质构造复杂,近期的孔家寺-河口活断裂带从此经过,断裂带长约32km,属张扭性断裂,走向30°,倾向SE,黄河在此段呈NE向。

2 河流阶地
河流阶地是过去的河床但现今已被废弃的地貌,其发育和变形特征对构造活动、气候变化以及基准面升降等因素的反应比较敏感。区域或局部构造抬升、气候变化以及由此引起的河水流量和泥沙量的变化等都可能造成河流下切而形成阶地。所以应用阶地资料分析区域构造演化和古气候环境变迁是地貌学重要的方法之一。自schumm于上一世纪70年代首次将临界规律引入到地貌系统的研究之中以来,经过一些学者的不断努力,逐步形成了所谓的“地貌临界论”。由于该理论从崭新的角度审视地貌现象由量变到质变或者说由渐变到突变的转化规律,使得对地貌演化过程中发生的明显变异现象进行合理的解释成为可能,因此受到地质地貌界的普遍关注。研究地貌临界不仅蕴涵着比较深刻的哲理和科学理论意义,而且具有一定的实践意义,如通过确定和运用地貌过程中的临界阈值,对地貌发育阶段进行量化,洞察地貌要素之间相互作用的内在机理、强度和动态转化的临界条件,进而预测地貌现象的发展趋势。
黄河三峡发育一系列阶地,记录了黄河溯源侵蚀的全过程,峡谷贯流水系的研究易获得有关地质构造的大量信息,其阶地序列能够揭示地质构造以及运动性质。通过气候变化导致的增积(aggradation)活动河床的抬升为减积(degradation)阶地的形成提供了垂直空间。气候和构造扰动导致河流一旦下切单个侵蚀基准面,就形成阶地。河流基准水面的降低有助于山前地带季节性河流下切事件的发生,中低下切阶地得以形成。阶地年代和纵向剖面表明,复合相互作用发生在相关的基准面,一种外部因素的改变,如海平面的降低和气候的变化,表现在河流切割和随后谷底(侵蚀)阶地的起源。
黄河三峡河段河流阶地的形成原因为新生代以来的间歇性构造运动,构造运动使得地壳发生不均匀的掀斜运动,使得原始基座地面倾斜,从而河流向一方摆动,形成了河流阶地。也因此河流更偏向一方侵蚀,向该方向摆动,导致河流阶地一岸比另一岸更加发育,形成不均匀分布。黄河三峡段微地貌以黄土台塬地貌、河谷地貌以及滑坡地貌为主,此外还有一些小型坍塌和侵蚀切割的小冲沟等微地貌。黄土台塬地貌主要是黄河在该段的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级阶地地貌:
Ⅰ级阶地也就是现代的河流河漫滩,由于该区河床砂岩层暴露,河道乃是河流侵蚀岩层所成,近代无剧烈构造运动,河道基本无迁徙,所以,河道较狭窄,河漫滩几乎不可见,所以,此处黄河Ⅰ级阶地较不发育;Ⅱ级阶地主要发育在黄河北岸,为基座型阶地,最宽处有100多m,南岸发育成为狭窄的条带状。Ⅱ级阶地高出黄河现代河床约5m左右,基座为下白垩统河口群上段,上覆较薄约1.5m厚的疏松砂层,再上为第四系扰动黄土。
Ⅱ级阶地上第四系黄土较Ⅳ级阶地薄,近水平,农田较少,主要为人的居住区;Ⅲ级阶地在黄河北岸缺失,于黄河南岸分散分布,同样为基座型阶地,高出现代河床40-75m。
Ⅲ级阶地南侧依靠黄河南岸Ⅳ级阶地,上覆黄土的上缘接壤Ⅳ级阶地的黄土下缘,由南向北斜坡状堆积,坡度上缓下陡。Ⅲ级阶地的基座同样为下白垩统河口群上段,基座与第四系黄土间夹有约10m厚的上更新统砾石、粉质黏土、粉土的冲积层。由于上部不平整,无人居住,也无农田开垦;
Ⅳ级阶地主要分布在黄河北岸,台塬高出现代河床120-150多m,主要有围绕盐锅峡镇北方和西方的黑方台阶地,黄河南岸也有部分Ⅳ级阶地分布。台塬基座为下白垩统河口群上段的厚层块状泥岩砂岩,颜色以棕红色、紫红色为主,夹有中细粒砂岩和泥质粉砂岩。基座之上约5m厚的全新统冲积层,冲积层中的砾石层,阶地局部有缺失。Ⅳ级阶地中的黑方台阶地台塬被水流切蚀行成的虎狼沟分割为东部的黑台和西部的方台,塬面平坦宽广地形起伏较小。黑台塬顶面积约12km2,呈长条状展布,整个台塬呈西高东低的特征。方台台塬地形起伏较黑台明显,其总的地形特点是北高南低,塬的周围高,中间低,台塬面积约3km2。
                                             
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 图3 黄河三峡段的河流水系

3 盐锅峡段的河床演化
河床演化是指在水流的作用下,河流的边界所发生的变化。而这种变化实质上体现了组成边界的物质的冲刷、搬运和堆积过程。在诸过程中塑造的地貌现象,如河床纵横断面、河谷形态、边界组成和河型等,在内外营力共同作用下达到一定的限度,将会出现巨大的质的变化。我们将其称之为河床演化中的地貌临界。
河流一般是由内外营力相互作用的结果。外营力一般指的是气候,而内营力一般指的是构造抬升。气候变化方面:第四纪气候变化明显特点之一就是强烈的周期性冰期-间冰期气候旋回。气候通常可通过改变河流的径流等条件和泥沙,从而影响河流的堆积-下切交替过程,进而导致阶地形成。因而气候变化通常被认为是阶地形成主要因素之一,比如在构造活动不活跃的西北欧,气候变化则是阶地形成的主导因素。当处于冰期时:冰期间断性的降水或冰川融水由于其搬运力小,只能进行短距离搬运,因此大部分的堆积物都堆积于河床,搬运力小于阻力,河流主要表现为侧蚀堆积形成河床,此时的河流以堆积为主。这种阶地一般形成于此前的原沉积层上。当处于间冰期时:气候湿润,冰雪融化,降雨量增加,河水水量增大,河水搬运溶解的物质相对减小,即负荷变小,这时就要增加搬运和溶解物质,搬运力大于阻力,此时的河流以下切为主。构造抬升方面:重力势能增加,侵蚀基准面降低,河流搬运力大于河流阻力把河床原来的沉积物带走后又继续下切,这种阶地通常位于构造频繁的山区。
现代的黄河,河面较现代宽阔。通过观察现代的盐锅峡段河道可以看到,黄河在虎狼沟沟口的正对部分河道发生了变向,由原来的NE50°转为了SE105°,流过约2.2km之后回归到原来的流向。虎狼沟的沟谷走向与此段河流变向后的河道走向基本一致,处于同一条直线上,由此可以推断出虎狼沟沟谷源头到沟口对面的黄河河道变向段,构造上有隐伏断层通过,走向大约SE120°,该断层为新构造运动甚至更早运动的产物,早于地层的差异性上升,黑台台塬南缘的形状与其对应的现代河段河道形状相似,也就是说在当初的河漫滩开始隆升形成现在的Ⅳ级阶地之前,该段的黄河河道就已经是Z形的。这就说明,黄河盐锅峡河段在新生代期间的整个演化都要受到虎狼沟隐伏断层的控制。探讨的盐锅峡段黄河河道演化,所取时间段为新生代时期。根据资料,古老的黄河水流量要大于现代的黄河,河面较现代宽阔。而观察现代的盐锅峡段黄河河道可以看到,黄河在虎狼沟沟口的正对部分河道发生了变向,由原来的NE50°转为了SE105°,流过约2.2km之后回归到原来的流向。虎狼沟的沟谷走向与此段河流变向后的河道走向基本一致,处于同一条直线上,由此可以推断出虎狼沟沟谷源头到沟口对面的黄河河道变向段,构造上有隐伏断层通过,走向大约SE120°,该断层为新构造运动甚至更早运动的产物,早于地层的差异性上升,黑台台塬南缘的形状与其对应的现代河段河道形状相似,也就是说在当初的河漫滩开始隆升形成现在的Ⅳ级阶地之前,该段的黄河河道就已经是Z形的。这就说明,黄河盐锅峡河段在新生代期间的整个演化都要受到虎狼沟隐伏断层的控制。
第一阶段:新构造运动前的河道,此时,地壳的差异性上升还未发生,阶地未形成。黄河流入区域以后,流经刘家峡镇-太极镇-盐锅峡镇三段最终与湟水汇合,通过雾宿山—周家台隆起,流入兰州盆地。该阶段现代河流阶地还未形成,河流开始冲积河漫滩,形成现代的Ⅳ级阶地基础。
第二阶段:河道开始缓慢南移,黄河流入区域后,由于隐伏断层处岩层破碎脆弱,河流易沿断层流过,河流南岸向南侵蚀,河道向南迁移。此阶段新构造运动开始,岩层缓慢抬升,黄河沿黑方台边缘切割而下,使得Ⅳ级阶地的台缘初具现代的形式,Ⅳ级阶地初步形成。第二阶段的构造运动后进入了一段相对稳定的时期,该时期河道继续沿虎狼沟断层发展,最终进入第三阶段。
第三阶段:继河流经过阶段二的南移,区域内的河道已与现代河道基本一致,但河道仍比现代河道宽阔,水量更大。河水流入区域后,继续沿软弱断层发展,最终抵达孔家寺—河口断裂处,而后沿该分支继续发展并与湟水河相汇。第二阶段构造运动停歇后,该阶段构造运动重新活跃起来,地壳继续隆升,河流下切,形成该区域黄河Ⅲ级阶地。后新构造运动步入末尾,河道基本成型,与现代河道相似。
第四阶段:就是现代河道了,黄河水量减小,构造运动不再发生,黄河受两处断层控制,沿断层流过,河道基本不再变迁,水流以下切侵蚀为主,延续至今,切割河漫滩形成Ⅱ级阶地。也由于水量减小,河道变窄。
笔者认为,气候和构造两种机制形成两种主要的阶地,而复合响应阶地或次阶地是在这两种大阶地之上减积或增积形成的小阶地,对于单个河流阶地而言,都可把其概括为下切—增积(或沉积)—再下切这样的序列。构造是阶地形成的内在动力和原因,由于抬升与侵蚀基准面的降低,这时,河流搬运力(stream power)大于河流阻力(resisting power)把河床原先的沉积物带走之后又继续下切基岩形成侵蚀阶地或谷底阶地。当构造长时期处于平静期,那么气候在这时期就对河流阶地的形成起决定作用:①冰期,水量小,河水下切能力小,所搬运、溶解的物质多,即负荷大,搬运力小于阻力,河流主要表现为侧蚀形成河床,并形成大量沉积(climatic aggradation),这种沉积可以堆积于此前的原沉积层上,也可堆积到无沉积物的谷底上;②间冰期,气候湿润,冰雪融化,降雨量增加,河水水量增大,河水搬运溶解的物质相对减小,即负荷变小,这时就要增加搬运和溶解物质,搬运力大于阻力,这样就下切原河床形成阶地,这种下切可以在原沉积层上,也可在谷底基岩上,无论在那里,它所下切的幅度要远远小于构造抬升后所下切的幅度,这种阶地就是所谓的次阶地或复合响应阶地(complex-response terrace)。

4 小结
黄河三峡段河道演化的主要影响因素,即地质构造运动以及构造运动产生的断层、断裂和隆起、凹陷,气候变化及人为因素影响较少。所以从构造运动方面研究了区域内黄河河道的演化。因为黄河在虎狼沟沟口的正对部分河道发生了转向,由原来的NE50°转为了SE105°。而虎狼沟的沟谷走向与此段河流转向后的河道走向基本一致,处于同一条直线上,由此可以推断出虎狼沟沟谷源头到沟口对面的黄河河道转向段,构造上有隐伏断层通过,走向大约SE120°。而在黄河发生转向再转回的转回点直到与湟水河的交汇处,资料证实该段河床下有孔家寺—河口断层通过。这两大断层对该段河道的演化起了至关重要的作用。总的来说,区域内河道在岩层倾向165°-190°的影响下向南演化,演化受到两大断层:虎狼沟隐伏断层和孔家寺—河口断层的控制,一个使得黄河河道发生转向,另一个使得黄河河道最终顺其通过。演化的过程中新构造运动使得地壳差异性上升,河流演化的同时向下切割,形成了现今的各级阶地。新生代以来的构造运动下,黄河三峡段不断演化,最终形成了现代河道。

参考文献:
赵伟敏; 李健; 高小雄. 黄河盐锅峡段的河道演化研究. 甘肃科技, 2013, 29.18: 31-34.
郭小花. 龙羊峡—刘家峡河段巨型滑坡堵河事件与黄河演化之间的关系[D]. 长安大学, 2017.
赵振明; 刘百篪. 青海共和至甘肃兰州黄河河谷地貌的形成与青藏高原东北缘隆升的关系. 西北地质, 2003, 36.2: 1-12.
蔡雄飞; 李长安. 民和盆地南缘盐锅峡组的建立及其地质意义. 岩相古地理, 1999, 19.3: 16-20.
高红山, et al. 祁连山东段河流阶地的形成时代与机制探讨. 地理科学, 2005, 25.2: 197-202.

中国铁路发展简述

四眼鸥 发表了文章 • 0 个评论 • 150 次浏览 • 2018-03-27 14:36 • 来自相关话题

1 蹒跚起步的中国铁路(1876-1911)

中国铁路起步于清政府统治日渐衰落、国家遭受外国列强侵略的半殖民地半封建社会时期,充满了屈辱、辛酸和曲折,在时间上也比世界上最先使用铁路的国家晚了半个世纪。

 1825年9月27日,英国制造的世界上第一条铁路斯托克顿—达林顿铁路由斯蒂芬逊修建完成正式通车,如图1。资本家为了运煤,早就拟定了修建铁路的计划,但是遭到封建贵族的阻挠和反对。他们认为,修铁路有违圣经的教义,是对上帝的背叛。说火车冒出的黑烟不仅损害田禾,使五谷不生,而且会毒化草地,连乳牛也不能出奶了。因此,几次申请计划都没有得到国会的批准。经过几次波折之后,才终于批准了这条铁路的修建。资本家看中了的才能,雇用他来这条铁路和制造蒸汽机车。
 




图1 世界上第一条铁路斯托克顿

1.1 早期的中国铁路(1876-1894)

1840年鸦片战争前后,有关铁路信息和知识开始传入中国。当时中国的爱国有识之士先后著书立说,介绍铁路知识。比如:被称为“开眼看世界的第一人”的林则徐,在他主持编译的《四洲志》中介绍了国外修建铁路的情况;清末地理学家徐继畲编著的《瀛环志略》,也提到了外国修建铁路的情况;太平天国干王洪仁玕在其《资政新篇》一书中,主张制造“如外邦火轮车”,计划“先于21省通21条大路,以为全国之命脉”。然而清政府腐败、保守、专制,唯祖宗之规是从,不肯接受新生事物。他们把修建铁路、应用蒸汽机车视为“奇技淫巧”,认为修铁路会“失我险阻,害我田庐,妨碍我风水”,因而顽固地拒绝修建铁路。

 1876年7月3日,中国土地上出现了第一条铁路,吴淞铁路。当时,英、美合谋诡称修建从吴淞到上海的一条“寻常马路”,由英国在华怡和洋行代理,擅自在中国的土地上修建的中国第一条营业性铁路上海吴淞铁路。随后,清政府出银28.5万两,分3次交款赎回这条铁路并予以拆除。

 1881年第一条自办铁路——唐胥铁路;1879年,洋务派首领李鸿章为了将唐山开平煤矿的煤炭运往天津,奏请修建唐山至北塘的铁路。清政府以铁路机车“烟伤禾稼,震动寝陵”为由,决定将铁路缩短,仅修唐山至胥各庄一段,胥各庄至芦台间开凿运河,连接蓟运河,以达北塘海口。1881年5月开工兴建,11月修建完成。建成伊始,清政府为避免机车震动寝陵,决定由骡马牵引车辆,次年改用机车牵引。1881年唐胥铁路通车时,中国工人凭借时任工程师的英国人金达的几份设计图纸,采用矿场起重锅炉和竖井架的槽铁等旧材料,试制成功了一台0-3-0型的蒸汽机车,这就是中国历史上制造的第一台机车,现收藏于中国铁道博物馆,如图2。
 




图2 中国保存至今最古老的机车—0号(1882年)

 李鸿章等为促发慈禧对铁路的兴趣,曾动用海军建设经费于1888年在北海、中海西侧修建了一条长约2公里的宫廷铁路。这条铁路由静清斋至瀛秀园,途径紫光阁,故称紫光阁铁路。慈禧迷信风水,害怕火车头鸣笛“吼叫”会破坏皇城气脉,所以这些火车的行驶,一律不准使用火车头,而是在每辆车上拴着绒绳,各由四名太监挽绳牵引,去静清斋进餐,如图3。有一首《清官词》对此作了很生动的描写:“宫奴左右引黄幡,轨道平铺瀛秀园;日午御餐传北海,飈轮直过福华门。”
 




图3 紫光阁铁路

1.2 帝国主义争夺中国铁路权益(1894-1911)

1894年,清政府在中日甲午战争中战败后,割地赔款,国力更加衰微,英俄日法德比美等国通过强行擅自修建、假借合办、贷款控制等手段攫取瓜分中国的铁路权益,形成了帝国主义掠夺中国路权的第一次高潮。帝国主义各国按照各自的需要,分别设计和修建了一批铁路,标准不一,装备杂乱,造成了中国铁路的混乱和落后局面。但由于洋务派和国内有志之士的不断建议和提倡,清政府改变了修建铁路会“失我险阻,害我田庐,妨碍我风水”的认识,而且开始接受战争失败的教训。保路运动又称铁路风潮,随着民族资本主义经济的发展,中国民族资产阶级力量的增强,要求收回清政府已经出让给外国的路权,创办商办铁路公司,“保中国自主之权利”自筹资金修建铁路。它以收回粤汉铁路为发端,开展了一系列轰轰烈烈的收回路矿权利的运动,但清政府不惜丧失国家主权,大肆屠杀保路人士。

 京张铁路:八国联军入侵之后,国内要求保卫路权、自修铁路的呼声越来越大,清政府终于决定自行兴建第一条完全由中国人自行设计施工的铁路。京张铁路是袁世凯在清政府排除英国、俄国等殖民主义者的阻挠,委派詹天佑为京张铁路局总工程师(后兼任京张铁路局总办)1905年修建,1909年8月11日建成。
 




图4 中国铁路之父,中国近代工程之父詹天佑

2 民国至新中国成立时期步履维艰的中国铁路(1911-1949)
 
辛亥革命后,历史的车轮驶进中华民国,铁路建设的技术比晚清时期有着明显的进步,但依旧呈现畸形与缓慢的发展局面。辛亥革命后,袁世凯在1912年宣布“统一路政”,解散了各省商办铁路公司,把各省已经建成和正在兴建的铁路全部收归国有,用以抵借外债,因而形成了帝国主义对中国路权的再一次掠夺高潮。南京临时政府在其成立之初设有交通部,又先后成立中华全国铁路协会和中国铁路总公司,虽然制订了大规模发展铁路的计划,并一度设立铁道部统管全国铁路事业,但建成的铁路并不多。全国铁路缺干少支的状况,在国衰民穷、连年战争的情况下,一直未得改变。这段时期,中国的铁路受军阀主义、日本军国主义以及官僚资本主义的控制,整体上杂乱又管理落后,因而具有分布偏、标准杂以及管理落后三个特点。比如:在1949年,中国可统计的机车有4069台,分别出自9个国家的30多家工厂,机车型号多达198种,难怪人称中国是“万国机车博物馆”。
 
3 奋发图强的中国铁路(1949-1979)

3.1 抢修恢复铁路运输时期(1949-1952年)

1949年10月1日中华人民共和国成立,中央人民政府铁道部成立,铁路事业焕然一新。铁道部集中力量恢复被战争破坏的铁路,1949年一年共抢修恢复了8278公里铁路、2717座桥梁,全国铁路营业里程达到21810公里。1952年,满州里至广州间开行了第一列直达列车,全程4,600多公里畅通无阻,全国铁路营业里程增加到22876公里。

 1950年6月,朝鲜战争爆发。同年11月6日起,中国人民志愿军铁道兵团、铁道工程总队、铁路志愿援朝大队陆续入朝,执行铁路保障任务,用鲜血和生命铸造了一条“打不断、炸不烂的钢铁运输线”。
 




图5 铁道兵部队冒着风险,将敌人投掷在隧道口的未爆炸弹小心移开。

3.2 铁路骨架基本形成时期(1953-1978)
 
从1953年开始,国家进入有计划发展国民经济的时期。到1980年铁路经过了五个五年计划的建设,取得了辉煌的成绩,铁路营业里程达49940公里,全国铁路网骨架基本形成,客货换算周转量达7087亿吨公里。同时,铁路技术装备取得了长足的发展,如图6, 7, 8, 9, 10。此外铁路桥梁技术和隧道技术也取得了巨大的进步,比如1957年的武汉长江大桥建成通车;1968年南京长江大桥建成通车;华北地区全长7031.9米的隧道驿马岭隧道的修筑。
 




图6 1956年9月中国自己设计的第一台蒸汽机终于成功定名为和平型。
 




图7 1958年第一台大功率液力传动内燃机“卫星”号。
 




图8 1958年底中国第一台电力机车,韶山1型干线电力机车。

4 科学发展的中国铁路(1979-至今)

4.1 中国铁路新的发展时期(1979-2002年)

贯彻改革开放政策,中国共产党十一届三中全会以来,国民经济开始了新的发展时期。1982年指出“铁路运输已成为制约国民经济发展的一个重要原因”,提出“北战大秦,南攻衡广,中取华东”的战略。这段时期主要的成就有:2006年7月1号“天路”青藏铁路正式通车,青藏线大部分线路处于高海拔地区和无人区,要克服多年冻土、高原缺氧、生态脆弱以及天气恶劣四大难题;1992年12月1日,新欧亚大陆桥东起太平洋西岸连云港、日照等口岸,西至大西洋东岸荷兰鹿特丹、比利时安特卫普等港口,全线约10900公里贯通并开办国际联运业务。
 
4.2 跨越式发展新时期(2003年至今)

2003年,铁道部提出了“推动中国铁路跨越式发展”的总战略。从此,中国铁路进入了跨越式发展的新时代。2004年1月,《中长期铁路网规划》确定了我国高速铁路发展规划。在引进国外高速列车先进技术后,实现高速铁路核心技术体系的自主创新。2007年4月18日,中国第六次铁路大提速正式展开,CRH1、CRH2、CRH5动车组大规模上线运行,列车运行时速达200 km/h。其中京哈、京广、京沪、胶济线部分区段时速达到250 km/h,中国从此进入了高速铁路时代。2008年国家提出建设“四纵四横”高铁网络,形成了郑州、西安、武汉等多个“米”字型高铁枢纽,由此“四纵四横”成为我国高速铁路发展的重点。自此之后,中国在既有线上不再大规模地进行提速,而是转向高速客运专线的建设。随着京津城际铁路、石太客运专线、武广客运专线、郑西客运专线、沪宁城际铁路、沪杭城际铁路的开通,大量时速250、300、350 km/h的动车组已经上线运行,中国高速铁路已经达到世界先进水平。2002年运行的上海磁悬浮列车,运行速度可达430 km/h;2010年5月,和谐号CRH380A在枣庄至蚌埠的先导运行试验中,创造出了486.1 km/h的惊人时速;2011年11月23日,新型超高速综合检测试验列车下线,台架试车时速高达603公里。2016年修编《中长期铁路网规划》,2017年印发《铁路“十三五”发展规划》,预计十三五期末高铁里程达到3万公里,2030年形成“八纵八横”高铁格局。
 




图9“四纵四横”高铁网络示意图
 




图10“八纵八横”高铁网络示意图 查看全部
1 蹒跚起步的中国铁路(1876-1911)

中国铁路起步于清政府统治日渐衰落、国家遭受外国列强侵略的半殖民地半封建社会时期,充满了屈辱、辛酸和曲折,在时间上也比世界上最先使用铁路的国家晚了半个世纪。

 1825年9月27日,英国制造的世界上第一条铁路斯托克顿—达林顿铁路由斯蒂芬逊修建完成正式通车,如图1。资本家为了运煤,早就拟定了修建铁路的计划,但是遭到封建贵族的阻挠和反对。他们认为,修铁路有违圣经的教义,是对上帝的背叛。说火车冒出的黑烟不仅损害田禾,使五谷不生,而且会毒化草地,连乳牛也不能出奶了。因此,几次申请计划都没有得到国会的批准。经过几次波折之后,才终于批准了这条铁路的修建。资本家看中了的才能,雇用他来这条铁路和制造蒸汽机车。
 
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图1 世界上第一条铁路斯托克顿

1.1 早期的中国铁路(1876-1894)

1840年鸦片战争前后,有关铁路信息和知识开始传入中国。当时中国的爱国有识之士先后著书立说,介绍铁路知识。比如:被称为“开眼看世界的第一人”的林则徐,在他主持编译的《四洲志》中介绍了国外修建铁路的情况;清末地理学家徐继畲编著的《瀛环志略》,也提到了外国修建铁路的情况;太平天国干王洪仁玕在其《资政新篇》一书中,主张制造“如外邦火轮车”,计划“先于21省通21条大路,以为全国之命脉”。然而清政府腐败、保守、专制,唯祖宗之规是从,不肯接受新生事物。他们把修建铁路、应用蒸汽机车视为“奇技淫巧”,认为修铁路会“失我险阻,害我田庐,妨碍我风水”,因而顽固地拒绝修建铁路。

 1876年7月3日,中国土地上出现了第一条铁路,吴淞铁路。当时,英、美合谋诡称修建从吴淞到上海的一条“寻常马路”,由英国在华怡和洋行代理,擅自在中国的土地上修建的中国第一条营业性铁路上海吴淞铁路。随后,清政府出银28.5万两,分3次交款赎回这条铁路并予以拆除。

 1881年第一条自办铁路——唐胥铁路;1879年,洋务派首领李鸿章为了将唐山开平煤矿的煤炭运往天津,奏请修建唐山至北塘的铁路。清政府以铁路机车“烟伤禾稼,震动寝陵”为由,决定将铁路缩短,仅修唐山至胥各庄一段,胥各庄至芦台间开凿运河,连接蓟运河,以达北塘海口。1881年5月开工兴建,11月修建完成。建成伊始,清政府为避免机车震动寝陵,决定由骡马牵引车辆,次年改用机车牵引。1881年唐胥铁路通车时,中国工人凭借时任工程师的英国人金达的几份设计图纸,采用矿场起重锅炉和竖井架的槽铁等旧材料,试制成功了一台0-3-0型的蒸汽机车,这就是中国历史上制造的第一台机车,现收藏于中国铁道博物馆,如图2。
 
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图2 中国保存至今最古老的机车—0号(1882年)

 李鸿章等为促发慈禧对铁路的兴趣,曾动用海军建设经费于1888年在北海、中海西侧修建了一条长约2公里的宫廷铁路。这条铁路由静清斋至瀛秀园,途径紫光阁,故称紫光阁铁路。慈禧迷信风水,害怕火车头鸣笛“吼叫”会破坏皇城气脉,所以这些火车的行驶,一律不准使用火车头,而是在每辆车上拴着绒绳,各由四名太监挽绳牵引,去静清斋进餐,如图3。有一首《清官词》对此作了很生动的描写:“宫奴左右引黄幡,轨道平铺瀛秀园;日午御餐传北海,飈轮直过福华门。”
 
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图3 紫光阁铁路

1.2 帝国主义争夺中国铁路权益(1894-1911)

1894年,清政府在中日甲午战争中战败后,割地赔款,国力更加衰微,英俄日法德比美等国通过强行擅自修建、假借合办、贷款控制等手段攫取瓜分中国的铁路权益,形成了帝国主义掠夺中国路权的第一次高潮。帝国主义各国按照各自的需要,分别设计和修建了一批铁路,标准不一,装备杂乱,造成了中国铁路的混乱和落后局面。但由于洋务派和国内有志之士的不断建议和提倡,清政府改变了修建铁路会“失我险阻,害我田庐,妨碍我风水”的认识,而且开始接受战争失败的教训。保路运动又称铁路风潮,随着民族资本主义经济的发展,中国民族资产阶级力量的增强,要求收回清政府已经出让给外国的路权,创办商办铁路公司,“保中国自主之权利”自筹资金修建铁路。它以收回粤汉铁路为发端,开展了一系列轰轰烈烈的收回路矿权利的运动,但清政府不惜丧失国家主权,大肆屠杀保路人士。

 京张铁路:八国联军入侵之后,国内要求保卫路权、自修铁路的呼声越来越大,清政府终于决定自行兴建第一条完全由中国人自行设计施工的铁路。京张铁路是袁世凯在清政府排除英国、俄国等殖民主义者的阻挠,委派詹天佑为京张铁路局总工程师(后兼任京张铁路局总办)1905年修建,1909年8月11日建成。
 
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图4 中国铁路之父,中国近代工程之父詹天佑

2 民国至新中国成立时期步履维艰的中国铁路(1911-1949)
 
辛亥革命后,历史的车轮驶进中华民国,铁路建设的技术比晚清时期有着明显的进步,但依旧呈现畸形与缓慢的发展局面。辛亥革命后,袁世凯在1912年宣布“统一路政”,解散了各省商办铁路公司,把各省已经建成和正在兴建的铁路全部收归国有,用以抵借外债,因而形成了帝国主义对中国路权的再一次掠夺高潮。南京临时政府在其成立之初设有交通部,又先后成立中华全国铁路协会和中国铁路总公司,虽然制订了大规模发展铁路的计划,并一度设立铁道部统管全国铁路事业,但建成的铁路并不多。全国铁路缺干少支的状况,在国衰民穷、连年战争的情况下,一直未得改变。这段时期,中国的铁路受军阀主义、日本军国主义以及官僚资本主义的控制,整体上杂乱又管理落后,因而具有分布偏、标准杂以及管理落后三个特点。比如:在1949年,中国可统计的机车有4069台,分别出自9个国家的30多家工厂,机车型号多达198种,难怪人称中国是“万国机车博物馆”。
 
3 奋发图强的中国铁路(1949-1979)

3.1 抢修恢复铁路运输时期(1949-1952年)

1949年10月1日中华人民共和国成立,中央人民政府铁道部成立,铁路事业焕然一新。铁道部集中力量恢复被战争破坏的铁路,1949年一年共抢修恢复了8278公里铁路、2717座桥梁,全国铁路营业里程达到21810公里。1952年,满州里至广州间开行了第一列直达列车,全程4,600多公里畅通无阻,全国铁路营业里程增加到22876公里。

 1950年6月,朝鲜战争爆发。同年11月6日起,中国人民志愿军铁道兵团、铁道工程总队、铁路志愿援朝大队陆续入朝,执行铁路保障任务,用鲜血和生命铸造了一条“打不断、炸不烂的钢铁运输线”。
 
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图5 铁道兵部队冒着风险,将敌人投掷在隧道口的未爆炸弹小心移开。

3.2 铁路骨架基本形成时期(1953-1978)
 
从1953年开始,国家进入有计划发展国民经济的时期。到1980年铁路经过了五个五年计划的建设,取得了辉煌的成绩,铁路营业里程达49940公里,全国铁路网骨架基本形成,客货换算周转量达7087亿吨公里。同时,铁路技术装备取得了长足的发展,如图6, 7, 8, 9, 10。此外铁路桥梁技术和隧道技术也取得了巨大的进步,比如1957年的武汉长江大桥建成通车;1968年南京长江大桥建成通车;华北地区全长7031.9米的隧道驿马岭隧道的修筑。
 
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图6 1956年9月中国自己设计的第一台蒸汽机终于成功定名为和平型。
 
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图7 1958年第一台大功率液力传动内燃机“卫星”号。
 
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图8 1958年底中国第一台电力机车,韶山1型干线电力机车。

4 科学发展的中国铁路(1979-至今)

4.1 中国铁路新的发展时期(1979-2002年)

贯彻改革开放政策,中国共产党十一届三中全会以来,国民经济开始了新的发展时期。1982年指出“铁路运输已成为制约国民经济发展的一个重要原因”,提出“北战大秦,南攻衡广,中取华东”的战略。这段时期主要的成就有:2006年7月1号“天路”青藏铁路正式通车,青藏线大部分线路处于高海拔地区和无人区,要克服多年冻土、高原缺氧、生态脆弱以及天气恶劣四大难题;1992年12月1日,新欧亚大陆桥东起太平洋西岸连云港、日照等口岸,西至大西洋东岸荷兰鹿特丹、比利时安特卫普等港口,全线约10900公里贯通并开办国际联运业务。
 
4.2 跨越式发展新时期(2003年至今)

2003年,铁道部提出了“推动中国铁路跨越式发展”的总战略。从此,中国铁路进入了跨越式发展的新时代。2004年1月,《中长期铁路网规划》确定了我国高速铁路发展规划。在引进国外高速列车先进技术后,实现高速铁路核心技术体系的自主创新。2007年4月18日,中国第六次铁路大提速正式展开,CRH1、CRH2、CRH5动车组大规模上线运行,列车运行时速达200 km/h。其中京哈、京广、京沪、胶济线部分区段时速达到250 km/h,中国从此进入了高速铁路时代。2008年国家提出建设“四纵四横”高铁网络,形成了郑州、西安、武汉等多个“米”字型高铁枢纽,由此“四纵四横”成为我国高速铁路发展的重点。自此之后,中国在既有线上不再大规模地进行提速,而是转向高速客运专线的建设。随着京津城际铁路、石太客运专线、武广客运专线、郑西客运专线、沪宁城际铁路、沪杭城际铁路的开通,大量时速250、300、350 km/h的动车组已经上线运行,中国高速铁路已经达到世界先进水平。2002年运行的上海磁悬浮列车,运行速度可达430 km/h;2010年5月,和谐号CRH380A在枣庄至蚌埠的先导运行试验中,创造出了486.1 km/h的惊人时速;2011年11月23日,新型超高速综合检测试验列车下线,台架试车时速高达603公里。2016年修编《中长期铁路网规划》,2017年印发《铁路“十三五”发展规划》,预计十三五期末高铁里程达到3万公里,2030年形成“八纵八横”高铁格局。
 
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图9“四纵四横”高铁网络示意图
 
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图10“八纵八横”高铁网络示意图