大渡河瀘定段昔格達組沉積年代學研究進展
青藏高原周緣地貌陡變帶是現今地球表面構造活動最強烈、地貌演化最迅速的地區之一,氣候變暖誘發的冰崩、滑坡、泥石流常常導致峽谷段河道堵塞,冰湖、堰塞湖潰決洪水頻發,對高原生態系統與經濟社會帶來了極大的沖擊。由于這種冰-河-湖災害鏈與耦合系統是高原自然環境長期演化的結果,深入認識自然狀態與受人類活動影響下的冰-河-湖水文地貌體系,獲取沉積記錄的重大環境災害事件及其演化過程,將為亞洲水塔動態變化提供長尺度發展趨勢的預測基礎和理論依據。
為了獲取典型地段重大災害事件的地貌沉積特征,為雅魯藏布江流域的相關研究提供參照和依據,第二項目第7專題任務組由南京師范大學趙志軍教授帶隊,與孔興功、張志剛、舒強及美國普渡大學Darryl Granger教授等人,于2019年4月7日-13日、5月16日-22日兩次對大渡河瀘定段海子坪昔格達組的地貌沉積特征進行了詳細考察,并對其形成時代進行了研究。
這套昔格達組的底界拔河高度~500 m,可見頂部的拔河高度~900 m,底部為一套厚度約30-50 m的角礫層,最下面的基座是元古代的閃長巖(圖1, 2),該套沉積曾被定義為斷陷古湖盆沉積(蔣復初等, 1999)。而陳智梁等(2004)認為其成因應是堰塞湖相沉積,壩體是瀘定下游13 km附近上松林—大板廠一帶的巨型滑坡。另外,蔣復初等(1999)與王書兵等(2006)對這套昔格達組沉積進行過古地磁測試,實測極性柱顯示大部分為正極性,解釋為時跨4.2-2.6 Ma的高斯世。但王萍等(2011)對該地層的ESR測年表明其沉積在布容世。

圖 1 從下游向上游遠望瀘定海子坪. 干海子海拔2200 m, 是現存昔格達組的頂部, 保存有以昔格達組為基座的階地; 小海子海拔1800 m, 出露昔格達組底部的砂礫石層.

圖 2 瀘定段大渡河及海子坪昔格達組河谷橫剖面圖(據蔣復初等, 1999)
科考分隊對該段河谷地貌與沉積地層進行了詳細的調查,發現瀘定到海子坪村新修建的盤山公路開挖出新鮮的沉積剖面。在小海子附近,昔格達組底部有一套磨圓的礫石層夾粗砂層,以閃長巖為基座(圖3, 4),砂礫石層的海拔高度與蔣復初等(1999)報導的角礫層高程一致,均為~1800 m。
鑒于近年來等時線法宇生核素埋藏測年技術為準確測定河流相沉積地層提供了可能。考察隊在昔格達組底部的磨圓礫石層,以及干海子附近以昔格達組為基座的河流相礫石層中分別采集8個年代學樣品,送往美國普渡大學稀有同位素加速器實驗室(PRIME Lab)進行了單個礫石獨立的Al-26和Be-10濃度分析,構建等時線的結果顯示年代分別為1.04±0.15 Ma和0.53±0.07 Ma。

圖 3 瀘定段大渡河及海子坪昔格達組有關的關鍵層位露頭的位置與高程標識, 影像來自Google Earth.

圖 4 小海子附近新鮮開挖的昔格達組剖面, 底部為河流相砂礫層
這一年代結果表明,其一、在~1.0 Ma,大渡河才下切到拔河500 m的高度,近百萬年來下切速率達到~500 m/Ma;其二、如果堰塞湖相沉積是同一期湖泊形成的,其存在時長可達數十萬年,其后才逐漸被下切。可見,廣泛分布的堰塞事件對高山深谷地區河谷地貌的發育產生了長久而深遠的影響。
