青藏科考

大渡河泸定段昔格达组沉积年代学研究进展

文章来源 :
2019-07-02 15:39

青藏高原周缘地貌陡变带是现今地球表面构造活动最强烈、地貌演化最迅速的地区之一,气候变暖诱发的冰崩、滑坡、泥石流常常导致峡谷段河道堵塞,冰湖、堰塞湖溃决洪水频发,对高原生态系统与经济社会带来了极大的冲击。由于这种冰-河-湖灾害链与耦合系统是高原自然环境长期演化的结果,深入认识自然状态与受人类活动影响下的冰-河-湖水文地貌体系,获取沉积记录的重大环境灾害事件及其演化过程,将为亚洲水塔动态变化提供长尺度发展趋势的预测基础和理论依据。

为了获取典型地段重大灾害事件的地貌沉积特征,为雅鲁藏布江流域的相关研究提供参照和依据,第二项目第7专题任务组由南京师范大学赵志军教授带队,与孔兴功、张志刚、舒强及美国普渡大学Darryl Granger教授等人,于2019年4月7日-13日、5月16日-22日两次对大渡河泸定段海子坪昔格达组的地貌沉积特征进行了详细考察,并对其形成时代进行了研究。

这套昔格达组的底界拔河高度~500 m,可见顶部的拔河高度~900 m,底部为一套厚度约30-50 m的角砾层,最下面的基座是元古代的闪长岩(图1, 2),该套沉积曾被定义为断陷古湖盆沉积(蒋复初等, 1999)。而陈智梁等(2004)认为其成因应是堰塞湖相沉积,坝体是泸定下游13 km附近上松林—大板厂一带的巨型滑坡。另外,蒋复初等(1999)与王书兵等(2006)对这套昔格达组沉积进行过古地磁测试,实测极性柱显示大部分为正极性,解释为时跨4.2-2.6 Ma的高斯世。但王萍等(2011)对该地层的ESR测年表明其沉积在布容世。

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图 1 从下游向上游远望泸定海子坪. 干海子海拔2200 m, 是现存昔格达组的顶部, 保存有以昔格达组为基座的阶地; 小海子海拔1800 m, 出露昔格达组底部的砂砾石层.

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图 2 泸定段大渡河及海子坪昔格达组河谷横剖面图(据蒋复初等, 1999)


科考分队对该段河谷地貌与沉积地层进行了详细的调查,发现泸定到海子坪村新修建的盘山公路开挖出新鲜的沉积剖面。在小海子附近,昔格达组底部有一套磨圆的砾石层夹粗砂层,以闪长岩为基座(图3, 4),砂砾石层的海拔高度与蒋复初等(1999)报导的角砾层高程一致,均为~1800 m。

鉴于近年来等时线法宇生核素埋藏测年技术为准确测定河流相沉积地层提供了可能。考察队在昔格达组底部的磨圆砾石层,以及干海子附近以昔格达组为基座的河流相砾石层中分别采集8个年代学样品,送往美国普渡大学稀有同位素加速器实验室(PRIME Lab)进行了单个砾石独立的Al-26和Be-10浓度分析,构建等时线的结果显示年代分别为1.04±0.15 Ma和0.53±0.07 Ma。

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图 3 泸定段大渡河及海子坪昔格达组有关的关键层位露头的位置与高程标识, 影像来自Google Earth.


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图 4 小海子附近新鲜开挖的昔格达组剖面, 底部为河流相砂砾层

 

这一年代结果表明,其一、在~1.0 Ma,大渡河才下切到拔河500 m的高度,近百万年来下切速率达到~500 m/Ma;其二、如果堰塞湖相沉积是同一期湖泊形成的,其存在时长可达数十万年,其后才逐渐被下切。可见,广泛分布的堰塞事件对高山深谷地区河谷地貌的发育产生了长久而深远的影响。