Geomorphology: 发生在青藏高原东南缘南迦巴瓦构造结地区的一次早全新世地震诱发的滑坡堵江堰塞事件

位于青藏高原东南部喜马拉雅造山带东端的南迦巴瓦构造结,被认为是新生代以来地质活动最为强烈的地区之一,地震活动、冰川跃动和陡峭河谷导致河流两岸的崩塌、滑坡及泥石流等次生地质灾害频发,同时伴生有大量堰塞湖。湖水一旦溃决,往往释放巨大势能,形成大规模洪水,对河流两岸的生命财产安全与环境造成严重威胁与破坏,同时也深刻影响着河流动力过程和河谷形态,因此可作为灾害链研究与高山峡谷区河流演化的重要参考。大量研究显示晚更新世以来南迦巴瓦地区发生了大量与冰川、滑坡和泥石流有关的堵江堰塞事件,然而目前大部分关于该地区的堵江事件研究主要基于遥感影像与数值模拟分析,对于如易贡藏布、帕隆藏布以及东久河等一些主要流域的堵江过程仍缺乏地貌学、沉积学和年代学的详细研究,因此对更长时间尺度更大范围的堵江过程及其地貌意义仍缺乏全面认识。

中国地震局地质研究所新构造与年代学实验室的王慧颖博士、王萍研究员和胡钢副研究员等人,对帕隆藏布流域的支流东久河中发育的古堰塞湖进行地貌学与沉积学考察,并对发育在东久河的支流鲁朗河内由鲁朗断裂引发的软沉积变形进行沉积学分析,重建了古地震事件。通过对两个典型河湖相沉积剖面的岩相信息来探讨其沉积环境,结合年代学结果恢复了东久古堰塞湖的范围和演化历史,并利用河道陡峭度简要分析了南迦巴瓦地区堰塞坝的地貌效应。

研究结果表明:在全新世早期,东久河流域内发生了一次因鲁朗断层活动引发的震级较大的古地震事件,导致了断层尾端德抡古滑坡的堵江堰塞事件,并至少在~7.1 ka之前形成了古堰塞湖,该湖的结束时间不早于~3.6 ka。堰塞湖的最低古湖面为~2,590 m asl,湖面面积~2.27 km2,相应库容~0.09 km3。在东久河湖相沉积中选取的两个典型沉积剖面中得到了八个主要岩相组合,分别可以指示湖底/浅湖沉积下的远湖相环境、湖缘沉积、冰湖接触沉积和溢流/河流相沉积四个主要的沉积环境。结合前人研究,我们分析了南迦巴瓦地区主要流域内堰塞坝附近的ksn值变化,认为在南迦巴瓦地区,现代发育的滑坡/泥石流堰塞坝仍可以短期影响着河流形态和纵剖面发育,但是比较老的堰塞坝对侵蚀能力较强的河流来说,其长期影响十分有限,只有反复多次的堵江事件才能保证河流裂点的持续稳定。本文研究中的东久河堰塞湖的消亡时间在~3.6 ka之后,而现今造成堵江的德抡滑坡附近未见裂点发育,说明堰塞坝造成的短期影响可能不超过三千年。

以上研究成果发表于国际地学杂志Geomorphology上:Wang H Y, Wang P, Hu G, Ge Y K, Yuan R M. (2021). An Early Holocene river blockage event on the western boundary of the Namche Barwa Syntaxis, southeastern Tibetan Plateau. Geomorphology 385: 107990. Doi: https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2021.107990

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0169555X21003986

本研究受国家自然科学基金项目(41772199,41941017 和42072214),和中央级公益性科研院所基本科研业务专项(IGCEA 1713)的共同资助。

图1 南迦巴瓦构造结西缘东久流域盆地及其周缘地质概况(A)与研究区遥感影像图(B)。


图2 东久古堵江事件发生起始两个阶段的主要沉积环境示意图


图3 南迦巴瓦构造结地区主要流域内的陡度指数ksn平面变化(A)与响应的河流纵剖面上堵江堰塞分布坝分布(B)。