金沙江石鼓-宜宾河段的贯通与深切地貌过程的研究

近年来,在长江金沙江石鼓-宜宾河段进行了大量的调查研究,发现了云南巧家附近的古河谷;并在金沙江永善-宜宾河段两岸多处发现了"高阶地","高阶地"堆积物的物质成分比较单一,而且互相之间有明显差别。根据各地"高阶地"堆积物的测年资料,推测金沙江云南永善-四川宜宾河段的袭夺贯通,发生在距今103万年左右;禄劝乌东德峡谷-金坪子河段的袭夺贯通是在距今约80万年左右;虎跳峡峡谷的贯通并袭夺古中甸河大约发生在距今98万年前后。金沙江贯通以来强烈深切,平均深切速率为25～30cm/ka,但近十多万年以来平均深切速率达到99～77cm/ka。     

长江上游水系变迁的河流阶地证据

以金沙江石鼓-巧家河段与川江宜宾-重庆丰都河段的阶地堆积物物质成分变化为着眼点研究了长江上游水系变迁。分河段对阶地堆积物重矿物成分进行时空对比后发现,金沙江下段沿岸各地的高位阶地重矿物成分差异较大,说明当时该地区尚未有贯通的金沙江,而可能是独立的小水系。白汉场、剑川、漾濞、元江等地古河谷堆积物样品重矿物成分的相似说明古金沙江可能是在石鼓、鸿文附近向南经过白汉场-剑川-漾濞盆地入红河的。川江各处高位阶地重矿物成分的差异说明当时该地区也存在分散的水系。金沙江下段以及川江贯通之后汇水东流,现代长江上游水系格局形成,并发育了重矿物成分相近的低阶地。     

金沙江下段河槽地貌特征与地貌过程*

文章利用金沙江河谷地貌调查与水利工程选址勘察地质资料,根据河槽纵剖面与18个河谷横剖面的资料以及攀枝花金江河段、会理鱼鲊河段、元谋龙街河段、禄劝凹嘎河段的阶地调查结果,对金沙江下段河槽地貌进行了初步分析,金沙江下段的河谷为典型的深切"V"形河谷,在虎跳峡、乌东德、白鹤滩峡谷段河槽比降发生明显变化。根据河谷阶地下切幅度与形成时代,以T₃阶地计算金沙江下段河槽平均下切速率达到0.71~1.18m/ka,以T₂阶地计算金沙江下段河槽平均下切速率为0.75~1.36m/ka,因此,近十几万年来,金沙江下段河谷平均下切速率达到0.9~1.0m/ka。现代金沙江河槽底部均堆积了一定厚度的冲积-崩积物覆盖层,最厚的石鼓剖面河床底部冲积物盖层达到173m,一般河段堆积物盖层均达10m以上。金沙江河槽的迁移是河槽下切过程与岸坡崩塌过程综合作用的结果,形成原河槽崩塌阻塞,河槽被动迁移或原河槽改道下切,形成古河槽-离堆山-新河槽的地貌组合,以及河槽侧向迁移3种模式。     

金沙江白鹤滩河段下切速率初步研究

金沙江白鹤滩河段为金沙江上的改向河段,河谷地貌具有强烈深切的特点。文章主要根据该河段所具有的非常特殊的阶地堆积,进行该河段深切地貌过程及其深切速率变化的研究。金沙江白鹤滩河段,近百万年以来的深切幅度及其深切速率要比金沙江其他河段大一些。该河段2.35万年以来的平均深切速率,比4.65万年以来要大得多,主要原因可能是在2.35万年以前该河段曾经有过大量块石为主的堆积充填阶段,之后成为第1级阶地上的堆积物。与此同时,在2.35万年之后的全球末次冰期鼎盛时期,金沙江白鹤滩河段恰恰是强烈侵蚀深切时期。     

金沙江雅砻江河口-金坪子河段贯通过程

通过对金沙江雅砻江河口-金坪子段的地貌、沉积和年代学的研究, 结合区域地貌和新生代沉积, 初步认为该区域河流发育经历了4个阶段:高原面解体河流发育期(7～4.2Ma)、高原湖泊和盆地形成期(4.2～1.1 Ma)、古雅砻江和古金沙江期(1.1～0.73 Ma)和金沙江贯通东流期(0.73 Ma至今)。7～4.2Ma, 高原面解体发育河流, 攀枝花地区河流形成两级陡坎, 并形成昔格达组下伏的卵石层; 古鲹鱼河开始发育形成, 可能越过现代金沙江的位置进入古掌鸠河, 汇合到昆明盆地。4.2～1.1 Ma, 昔格达组、会理、会东盆地均发育; 古城河可能流入元谋盆地; 攀西地区的湖泊和元谋的湖泊可能不相连; 古鲹鱼河在1.1Ma前改道东流, 并未贯通为金沙江。1.1～0.73 Ma, 古鲹鱼河贯通为金沙江, 不断地向古城河方向溯源侵蚀; 古雅砻江和古城河入元谋盆地; 0.73 Ma, 金沙江袭夺古城河、古雅砻江而贯通, 元谋组堆积结束。0.73 Ma以来, 金沙江快速深切; 中晚更新世开始发育阶地。      

基于填充海拔的金沙江南流泄口位置

长江的发育演化尤其是东西贯通的时限问题,是百余年来地学界的焦点问题,金沙江水系的演化重组是长江演化中的关键一环。基于填充海拔的模型模拟以及物源示踪的梳理结果,讨论了金沙江在夷平面上南流汇入红河的可能性。结果显示当海拔填充至2 000～2 200 m时,金沙江水系格局发生重大变化,表现为金沙江在金江街一改东流之势,沿宾川盆地汇入古红河;古雅砻江在攀枝花附近转而向西,沿金沙江河谷经宾川盆地流入古红河,形成古红河的一级支流。推断哀牢山-红河断裂带、程海-宾川断裂带的活动及山体隆升特别是鸡足山的隆升可能阻断了上述南流泄口,切断了金沙江与红河的联系,从而形成今日江水东流的水系格局,这为古金沙江南流路径的研究提供了新的思路和方向。     

长江中游反向过程——来自四川盆地东部的构造地貌指示

万里长江的形成经历了数次大规模的河流袭夺事件,现今的长江中游河段(川江)曾经作为古长江的西支,自东向西汇入南流的古金沙江,后来由于不断的反向才使其与古长江的东支,即现今的长江下游得以贯通。针对这一河流演化模式,学术界普遍将长江三峡的黄陵背斜视为古长江东支和西支的分水岭,然而却一直未能获得有效的地貌证据,以致于无法解释具体的河流袭夺和反向过程。为此,本文从川东-湘鄂西弧形断褶带的构造地貌特征入手,深入分析了不同区段长江及其支流与构造线的交切关系,提出古长江东支和西支的分水岭应位于弧形带的"中线"附近的向斜谷地内,而并非前人认为的黄陵背斜。通过对向斜谷地内正交型水系样式下的河流袭夺案例分析,结合先进的河流纵剖面分析技术,揭示出由于基准面下降而造成的纵向河段被袭夺并最终反向的机制。另外,根据江汉盆地西缘(宜昌地区)的白垩纪-新生代地层的沉积学和物源分析,进一步限定了长江中游的袭夺和反向开始于始新世,直到中新世才形成现今贯通的长江。     

长江三峡河段下切速率研究*

长江三峡河段的阶地主要分布在宽谷河段和长江支流河口部位。文章通过对阶地堆积物沉积相的分析和TL测年,计算出了三峡河段不同地点的下切速率:重庆河段为84.56cm/ka,涪陵河段为93.9cm/ka,丰都河段为69.8cm/ka,忠县河段为77.65cm/ka,万州河段为75.1cm/ka,奉节河段为83.8cm/ka,宜昌三斗坪河段为74.2cm/ka。 整个三峡河段的平均下切速率为81.2cm/ka。分析得出:1)三峡河段不同地点的下切速率相近;2)近0.4Ma以来,长江三峡河段的下切速率有越来越快的趋势,这表明该地区在此期间发生了构造隆升而引起河流下切加剧;3) 长江三峡河段的下切速率与金沙江下段相近。     

鄂西清江中上游高海拔砾石层ESR定年及地质意义

在鄂西清江中游建始、巴东地区、上游利川地区的野外地质调查中,发现多处残留的高海拔河流相砾石层,其特征指示砾石层可能为NNE向古水系残留的"高阶地"。对高海拔砾石层进行了ESR测年,清江中游建始、巴东地区高海拔砾石层形成于早更新世末中更新世初（677±67）^789±78ka,上游利川地区高海拔砾石层形成于中更新世中期（371±37）^551±55ka,说明早更新世末中更新世初,清江中游地区尚发育NNE向古水系,而直至中更新世中期,清江上游利川地区仍发育NNE向古水系。这可能指示清江袭夺中游水系发生于早、中更新世之交,袭夺上游水系发生于中更新世中期,现代清江水系形成于中更新世中期之后。由于清江贯通、长江贯通三峡都与青藏高原末次快速隆升有密切关系,从而指示长江贯通三峡的方式总体上可能也是自东向西的不断袭夺,而贯通时间则可能要稍早于清江。     

雅鲁藏布江大峡谷的形成

通过时雅鲁藏布大峡谷流域地貌形成响应时间域的定量估算,大峡谷与上游河道特征的时比,以及大峡谷入口处河湖阶地的沉积分析和定年研究．结合构造研究的新进展和数值地貌分析成果,系统论证了雅鲁藏布大峡谷的形成。研究结果表明,现今的雅鲁藏布大峡谷与大峡谷上游的河道在大峡谷形成之前分属不同的河流体系,大约在距今30kaBP前后,原属于帕隆藏布江水系支流的扎曲一直白河段因溯源侵蚀,袭夺了位于现今直白河段上游的古雅鲁藏布江水系,使得此前向南经南伊沟（纳伊普曲）流出高原的古雅鲁藏布江与帕隆藏布江合二为一,雅鲁藏布大峡谷得以贯通和强烈的侵蚀下切,形成现今著名的大峡谷和大拐弯式样的流域结构。     

四川攀枝花昔格达组下伏砾石层成因和时代探讨与古金沙江河谷发育

本文主要描述和讨论了四川省攀枝花市沿金沙江分布、并以炳草岗地龙箐剖面为代表的昔格达组湖相沉积下伏的砾石层的沉积特征及其河流相成因.根据前人对昔格达组湖相沉积的磁性地层学研究结果,为4.2/3.28～2.6/2.12/1.78 MaBP的上新世中、晚期或至早更新世早期,表明其下伏厚达50 m的砾石层的形成时代约为4.2～4.5/5 MaBP的上新世早期.早上新世金沙江河流相砾石层在接近金沙江谷底位置的发现,表明金沙江很早就已经从青藏高原主夷平面下切了2000 m以上、已在接近其现今谷底的位置上存在.这对于探讨古金沙江的河谷发育及其与青藏高原隆升的关系,具有重要的指示意义.     

青藏高原东缘宜宾地区第四纪河流沉积物中铁质重矿物特征及物源意义

大河流域的发育史和演化在地学界广受关注。探讨宜宾地区第四纪沉积物中铁质重矿物的特征,可为长江流域的演化提供重要证据,同时对于了解青藏高原东缘的隆升及沉积响应具有重要意义。本文以金沙江和岷江交汇处的宜宾地区第四纪沉积物中的铁质重矿物为研究对象,分析其在电子探针和背散射图像中的化学和形貌学特征,探究长江及其支流的物源演化过程。研究结果显示:岷江下游Ⅴ级阶地至Ⅳ级阶地沉积以磁铁矿为主,物源主要来自龙门山构造带;Ⅲ级阶地沉积以钛铁矿为主,物源仍然主要来自龙门山构造带;现代沉积中蓝晶石、磷灰石等包裹体的铁质矿物增多,其物源来自龙门山构造带和松潘—甘孜褶皱带。岷江Ⅴ级至Ⅲ级阶地形成时,岷江的源头主要位于龙门山构造带;Ⅲ级阶地形成以后,岷江不断向上溯源侵蚀,深入松潘—甘孜褶皱带内,逐渐形成现代岷江。金沙江Ⅴ级阶地和长江Ⅴ级阶地中均未出现攀枝花钒钛磁铁矿,此时金沙江攀枝花—宜宾河段未贯通,长江此时在研究区的物源主要由发源于龙门山构造带的岷江提供。金沙江Ⅳ级阶地中攀枝花钒钛磁铁矿大量出现,表明此时金沙江攀枝花—宜宾河段已经贯通,时间为Ⅳ级阶地开始沉积的时间,即0.5~0.3 Ma BP。     

晚第四纪构造与气候控制下的金沙江支流巴楚河阶地序列

河流阶地的形成过程研究是理解地区气候变化、构造隆升过程的重要手段。巴楚河地处青藏高原东南缘, 隶属于金沙江支流水系, 两岸阶地发育。因其独特的地理位置, 为第四纪以来青藏高原的隆升研究提供了天然场地条件, 对该地区金沙江水系的形成演化过程的研究也具有重要补充作用。野外勘查发现, 巴楚河发育有四级阶地。对阶地堆积物进行宇宙成因核素测年和光释光测年, 得到T1~T4阶地形成时代分别为1.7±0.1 ka、2.3±0.21 ka、4.5±0.5 ka和62.3±2 ka。T4阶地的形成主要为构造活动因素影响, T1~T3阶地的形成和阶地沉积物的堆积主要与气候有关。通过对阶地的拔河高度和形成时代的分析得巴楚河阶地下切速率由慢到快再平稳。研究结果对巴塘地区气候变化及构造运动历史的研究提供重要依据, 促进了该地区金沙江水系形成演化的研究, 与前人对青藏高原全新世以来隆升过程的研究相互呼应。

     

四川攀枝花昔格达组及其下伏河流砾石的地球化学特征以及对物源的制约

位于扬子地块西缘的攀枝花地区昔格达组湖相沉积及其下伏河流相砾石比较发育。湖相沉积具有较高的SiO2含量和Al2O3/SiO2比值,显示其载体沉积物具有较高成熟度,表明经历了长距离的搬运。主元素、稀土(REE)和微量元素分析结果揭示昔格达组湖相沉积物源形成于典型的大陆岛弧构造背景,主要来自松潘-甘孜造山带义敦岛弧花岗岩区。Eu/La?Yb/La判别图与Zr/Y比值进一步证实昔格达组湖相沉积分别来自于金沙江上游及雅砻江上游,说明昔格达古湖形成时金沙江上游已被袭夺。昔格达组下伏河流相砾石REE、微量元素分析结果显示其形成于被动大陆边缘构造背景,说明其是由雅砻江经扬子板块边缘花岗岩区携载而来。昔格达组湖相沉积与其下伏河流相砾石的不同物源特征表明伴随着昔格达古湖的形成,金沙江河流经历了演化史上的巨变。     

现代河流碎屑磷灰石原位地球化学分析——对长江物源示踪研究的启示

长江是连接青藏高原和西太平洋的东亚最大河流,研究其源汇过程对于认识和理解沉积物剥蚀、搬运和沉积过程等方面具有重要科学意义。对河流沉积物中常见的磷灰石开展了原位微量元素和87Sr/86Sr比值分析,结果表明,金沙江的微量元素和87Sr/86Sr比值二维散点图的分布区域与大渡河、岷江和嘉陵江的明显不同;丰都段长江干流样品与大渡河、岷江和嘉陵江样品形成重叠区域,结合MDS（非矩阵多维标度）判断图结果,说明丰都段长江干流的物质主要来自龙门山。磷灰石原位地球化学分析方法可以有效区分发源于青藏高原东南的金沙江和发源于龙门山的大渡河、岷江和嘉陵江的物质。但由于金沙江梯级水电站的建设对其下游沉积物的组成起到重要影响,在今后使用该方法进行长江全流域物源示踪研究时需要谨慎。     

青海唐古拉沱沱河地区晚更新世河流阶地沉积特征及意义

青海沱沱河地区水系密布、河网交织,沿主干水系河流阶地发育.对沱沱河沿岸不同地段河流阶地进行物质成分及古植物孢粉进行研究,确定了自63.1 kaB.P.(ESR)以来的晚更新世草本植物与木本植物两个古植被演化阶段,相应气候由温凉较干向温和较湿转变.详细的测年(TL、ESR)数据显示,位于基座阶地之上的阶地堆积物为晚更新世97.78 KaB.P.以来堆积而成,推断长江水系在研究区的形成与外泄地质时期为晚更新世早期.     

桐柏—大别山掀斜隆升对长江中游环境的影响

桐柏－大别山自早更新世晚期以来,不断发生着自北向南的掀斜隆升,从而对长江中游的环境,尤其是水系的演化产生了严重影响。主要表现在：鄂西各东西向河流的阶地高差自北向南逐渐降低;江汉平原水系同步向南发生异常弯曲,长江主河道不断南移,湖相沉积范围也由北向南收缩和迁移;鄂东长江两岸水系和河谷地貌发育不对称,长江主河道紧逼南岸丘陵区。现代地壳形变资料表明：桐柏－大别山的掀升作用仍在继续,由此引起的环境问题还将     

Geochemistry of the headwaters of the Yangtze River, Tongtian He and Jinsha Jiang: Silicate weathering and CO2 consumption

Water and sediment samples were collected from the headwaters of the Yangtze River, Tongtian He and Jinsha Jiang (upstream of the Yangtze River which flows on the eastern Qinghai-Tibet Plateau). A detailed geochemical study of the river system was carried out to determine: (i) temporal and spatial variations of the major ions and their implications; (ii) contribution of carbonate, silicate and evaporite to the river dissolved load and (iii) CO₂ consumption via silicate weathering. Results show that cations derived from evaporite dissolution account for 44.7–82.8% of the total cations in the headwaters of the Yangtze River and increasing from SE to NW of the drainage basin. The contribution from silicate weathering gradually increases from the headwaters due to exposure of intrusive rocks and volcanic rocks in the Jinsha Jiang suture belt. Proportion of cations derived from silicate weathering to the total cations in river waters reaches a maximum at Panzhihua City, which is consistent with the abundant exposure of Cenozoic granitoids and Precambrian high-grade metamorphic rocks around Panzhihua. The Jinsha Jiang basin has higher silicate weathering rates but lower carbonate weathering rates than the middle and lower reaches of the Yangtze River. The calculated enrichment factors of potentially harmful metals in the river sediments are within the range of 0.33–2.59, indicative of level 1 or 2 contamination. The highest enrichment factor for Co, Cr and V is found in Panzhihua City, indicating that it has been influenced by anthropogenic sources.     

UPLIFT AND DENUDATION AT SOUTHEAST MARGIN OF TIBET PLATEAU IN QUATERNARY

UPLIFT AND DENUDATION AT SOUTHEAST MARGIN OF TIBET PLATEAU IN QUATERNARY     

峨眉山玄武岩作为长江上游特征源岩对三峡贯通的指示

峨眉山玄武岩作为长江上游攀西地区广泛分布的岩类,具有形成环境独特、出露面积大、岩石易鉴定的特点,可作为长江三峡贯通物源示踪研究的指示标志.通过对长江中上游阶地和江汉平原周老孔第四纪岩心沉积物中的玄武岩砾石和岩屑(1~2 mm)进行研究发现,峨眉山玄武岩砾石在长江上游很常见,在三峡以下很少;玄武岩岩屑在长江上游沉积物中非常普遍,而且在周老孔岩心沉积物中的很多层位都有出现.对玄武岩岩屑基质中的斜长石做了微量元素微区原位分析(LA-ICP-MS),分析表明,在周老孔中含峨眉山玄武岩岩屑的岩心层位最大深度为156 m,该层位古地磁年龄约为1.7 Ma,此时长江已经形成且三峡已经贯通.