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Lithosphere:藏东南第四纪晚期河流下切速率的时空变化

2018-09-14

藏东南三江地区深切河谷与高海拔低起伏面相间发育,怒江、澜沧江和金沙江三江并流(~50公里间隔)超过200公里。这些地貌特征用来推断高原抬升机制、高原建造过程的地表过程、以及印度-亚洲碰撞过程中的构造应变和地壳变形。然而,这些研究大部分为概念或者基于数值模拟的推测,并未定量获得构造活跃地区地貌演化过程中不同时间尺度上构造和气候变化所发挥的作用。

图1 藏东南澜沧江流域发育河流阶地的简图


针对上述问题,中国地震局地质研究所张金玉助研和所在的刘静研究员团队,与德国GFZ的DirkScherler和美国UCLA的An Yin教授开展合作研究,对澜沧江流域保存良好的河流阶地,开展系统的野外观察、地形数据分析、以及光释光和宇宙成因核素定年工作,发现300公里宽的裂点带以及五级河流阶地、基座高度达到200-240米,重建了藏东南澜沧江第四纪晚期加积和下切的时空变化样式(图1)。这些数据表明:(1)澜沧江经历了四期加积事件,分别是 >120–100 ka、90-70 ka、25-15 ka、和<9ka,之后快速下切时间为ca. 100 ka、ca. 45ka、ca. 15 ka和ca.6 ka;(2)更新世晚期以来河流下切速率向上游方向横跨裂点带下降,从<2.8-2.3、<2.1-1.7、到<0.5 mm/yr;(3)裂点带的河流下切速率从ca. 100 ka的<2.1mm/yr下降到15-6 Ka的<1.1 mm/yr(图2)。本研究基于河流阶地获得的更新世晚期以来的河流下切速率比已经发表的地貌侵蚀速率高出至少一个数量级,这些速率包括低温热年代方法获得百万年时间尺度的侵蚀速率以及宇宙成因核素浓度获得的千年时间尺度上侵蚀速率(图2)。这表明更新世晚期河流下切速率与百万年和千年时间尺度的区域侵蚀速率是解耦的。藏东南澜沧江这样大型河流体系水动力驱动的河流下切,很可能与局部气候条件有关,在100-10 k.y.的时间尺度上比构造驱动的侵蚀作用更有效。


图2 藏东南澜沧江流域不同时间尺度上侵蚀速率的对比

以上研究成果将发表于国际地学杂志Lithosphere(Zhang,J.Y., Liu-Zeng, J., Scherler, D., Yin, A., Wang, W., Tang, M.Y., and Li, Z.F.,2018. Spatiotemporal variation of late Quaternary river incision rates insoutheast Tibet, constrained by dating fluvial terraces: Lithosphere, https://doi.org/10.1130/L686.1)。原文链接:https://pubs.geoscienceworld.org/gsa/lithosphere/article-standard/548107/spatiotemporal-variation-of-late-quaternary-river