青藏高原東緣晚白堊世–早古近紀水系格局與低起伏地貌面形成新機制
在青藏高原東緣–東南緣地區,發源于高原內部的一系列河流通過快速下切和形態調整,不斷響應新生代印度-歐亞碰撞以來的強烈變形和地表隆升;河流水系動態重組過程極其復雜,一直以來是構造地貌學界研究的熱點。在這些快速侵蝕下切的河流峽谷山地間,廣泛分布一系列高海拔、低起伏地貌面(圖1)。長期以來,關于這種奇特的“夷平面”景觀在什么時間形成,又是什么地貌過程機制在控制著其形成,也是國內外地球科學領域學者重點關注的科學問題。近年來,陸續有研究揭示晚新生代以來分水嶺遷移、內流盆地削高填低以及“冰川鋸”侵蝕等可以形成規模有限的低起伏地貌面。然而,考慮到青藏高原東緣–東南緣低起伏地貌面斷續分布達上千公里,因此也有學者推測在高原抬升之前,藏東地區存在一個連接海平面的區域夷平面,但其形成時代和成因機制仍然未被揭示。
近期,“高原生長與演化”任務“碰撞碰撞以來古地理格局與構造地貌過程”專題研究團隊,聯合國內外不同領域的地質學家,選擇青藏高原東緣與華南板塊轉換地帶的四川盆地、西昌盆地、會理盆地、和楚雄盆地的晚白堊世–早新生代地層(圖2),開展了系統的沉積學分析與物源示蹤工作。各盆地高度相似的沉積特征和物源信號結果表明,印度-歐亞大陸碰撞之前晚白堊世–早古近紀時期,青藏高原東緣存在一條近南–北向、大陸尺度的南流水系,其物源主要來自松潘-甘孜、義敦和四川盆地(上揚子地區),在流經印支地體的思茅-呵叻盆地后最終匯入新特提斯洋(圖3)。結合已發表的低溫熱年代學結果(圖2)、板塊位置重建(圖3)以及地貌演化模擬(圖4),提出這一大規模、低坡度水系,反映了印度-亞歐板塊碰撞前高原東部長期穩定的區域構造環境和低緩的長波長地形-地貌特征。同時,作為區域地形起伏不斷侵蝕夷平的主控因素,基準面(海平面)的長期穩定也會緩慢地減小地形起伏度,進而促進大陸尺度的低起伏地貌面發育與形成。區域規模的低起伏地貌面形成后,晚新生代以來強烈的構造運動將其抬升至接近現今海拔高度,之后河流快速下切以及斷裂活動將其破壞肢解。這一發現不僅提出了現今高原東部廣泛分布的高海拔、低起伏地貌面形成的新機制,同時也為進一步認識全球范圍內的夷平面形成–破壞過程及其驅動機制提供了新啟示。

圖1 現今青藏高原東緣-東南緣高海拔、低起伏地貌(a, b)和深切峽谷(c)

圖2青藏高原東緣構造地貌特征(a)及低溫熱年代學記錄的差異剝露歷史(b)

圖3 (a) 晚白堊世晚期-第三紀早期東亞板塊重建與 (b) 青藏高原東緣晚白堊世–早古近紀大陸規模水系格局

圖4地貌模擬顯示~55 Ma 緩慢剝蝕過程中的地貌起伏變化(a,b)及河流縱剖面演化(c)
文章信息:Xudong Zhao, Huiping Zhang*, Ralf Hetzel, Eric Kirby, Alison R. Duvall, Kelin X. Whipple, Jianguo Xiong, Yifei Li, Jianzhang Pang, Ying Wang, Ping Wang, Kang Liu, Pengfei Ma, Bo Zhang, Xuemei Li, Jiawei Zhang & Peizhen Zhang. (2021). Existence of a continental-scale river system in eastern Tibet during the late Cretaceous–early Palaeogene. Nature Communications, 12: 7231
原文鏈接:https://doi.org/10.1038/s41467-021-27587-9
