会议摘要 正式出版 版本 1 Vol 9 (4) : 404 2018
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长江上游河流沉积物宇生核素年代学及地貌演化意义
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摘要&关键词
摘要:目前,研究共识认为,现代长江是通过河流袭夺不断从下游连接到上游逐渐形成的。三峡贯通是长江河流演化的关键事件之一,东流的古长江中下游经过三峡袭夺早期西流的川江,对研究长江上游河流演化发育具有极其重要的意义。至今地学界对这次袭夺事件发生的时间争议颇多,从0.12 Ma 到45 Ma 都有报道,如此大的时间变化范围制约了长江河流演化的精细研究。三峡贯通对四川盆地内的河流发育演化必定造成重大影响。河流阶地是河流地貌演化的产物,记录了河流演变过程中的关键信息。因此,对四川盆地内长江及其主要支流阶地进行年代学研究,可以对三峡贯通的时间有所约束。此外,长江在三峡出口,江汉盆地西缘宜昌附近发育了一套超过150 m 厚的松散砂砾石层(宜昌砾石层),是一个巨大冲积扇,被认为与三峡贯通有直接关系。因此,宜昌砾石层的年代学研究不仅可以约束三峡贯通时间,还可以理清宜昌砾石层的发育与四川盆地内河流演化的关系。结合前人研究,野外踏勘发现四川盆地内除了重庆(合川)以外,长江干流宜宾- 重庆河段普遍保存有3 级阶地,岷江在泥溪保存有3 级阶地,沱江在内江保存有4 级阶地,嘉陵江在合川最高保存了7级阶地,并且这些阶地均为基座阶地。宜昌砾石层在宜昌猇亭附近出露海拔为75 — 230 m。本研究对上述河流阶地(宜宾- 泸州附近长江3 级阶地,嘉陵江T2 以外所有6 级阶地,岷江3 级阶地,沱江T4 阶地),以及宜昌砾石层不同高度的砂、砾石,共计29 份样品进行了宇生核素26Al / 10Be 测年尝试。根据河流沉积物保存情况,分别用单一埋藏测年法、等时线埋藏测年法、深度剖面暴露测年法和单一暴露测年法,计算了沉积物的埋藏年龄(最大年龄)和暴露年龄(最小年龄)。分析结果显示,四川盆地内长江、岷江、沱江、嘉陵江的最高一级阶地样品埋藏年龄和暴露年龄均较年轻,0.15 — 0.3 Ma,在误差范围内一致。除了岷江阶地呈现正常年龄序列外,沱江T4、嘉陵江T6 — T3、长江T2 — T1 均有继承性核素的影响,导致沉积物埋藏年龄偏老(0.33 — 2.5 Ma)。此外,除底部个别样品外,宜昌砾石层不同海拔高度样品的埋藏年龄也较年轻。三个底部(75 m)砾石样品埋藏年龄分别为0.18 Ma、0.83 Ma 和4.87 Ma,差异较大。一个顶部(208 m)剖面砾石埋藏年龄为(0.19 ±0.09) Ma。不同海拔3 个等时线剖面17 个单个砾石的埋藏年龄0.17 — 3.04 Ma 不等,说明宜昌砾石层是由“新”砾石和“老”砾石混杂堆积起来的。因此,作为定年手段,由于继承性核素影响难以排除,砾石埋藏年龄(包括单一埋藏和等时线埋藏法)可能不适用于宜昌砾石层的年代学研究。此外,宜昌砾石层不同高程有多个砂样的26Al / 10Be 比值大于地表生成率6.75(在26Al / 10Be vs 10Be 图中位于“禁区”),但是所有砂样的最大年龄均小于0.34 Ma,说明宜昌砾石层至少在~0.3 Ma 前已开始堆积。四川盆地河流阶地和宜昌砾石层发育时间表明,~0.3 Ma 之前三峡贯通,结束了四川盆地高海拔平原面上河流的沉积(0.2 — 0.3 Ma)。四川盆地内长江干流0.2 Ma 以来平均下切速率从重庆- 合川的1158 m ∙ Ma−1,到泸州的807 m ∙ Ma−1,再到宜宾的633 m ∙ Ma−1,呈现出从下游向上游递减的趋势。岷江和沱江的平均下切速率分别为342 m ∙ Ma−1 和368 m ∙ Ma−1,两者基本一致。对长江上游沉积物的宇生核素地质年代学研究,显示出三峡贯通引起的长江及其支流的溯源侵蚀,强烈切割川中丘陵区的高夷平面,形成不同阶地。三峡于~0.3 Ma 之前贯通,可能与中更新世中后期以来的新构造运动和气候变化有关。
关键词:26Al / 10Be;河流沉积物;四川盆地;宜昌砾石层;三峡贯通
稿件与作者信息
刘 彧1, 2,王世杰1, 2,徐 胜3,Derek Fabel3,Ángel Rodés3,张信宝4
刘 彧,liuyu@vip.skleg.cn
出版历史
出版时间: 2018年9月6日 (版本1
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地球环境学报
Journal of Earth Environment