青藏高原東緣晚白堊世–早古近紀(jì)水系格局與低起伏地貌面形成新機(jī)制
在青藏高原東緣–東南緣地區(qū),發(fā)源于高原內(nèi)部的一系列河流通過(guò)快速下切和形態(tài)調(diào)整,不斷響應(yīng)新生代印度-歐亞碰撞以來(lái)的強(qiáng)烈變形和地表隆升;河流水系動(dòng)態(tài)重組過(guò)程極其復(fù)雜,一直以來(lái)是構(gòu)造地貌學(xué)界研究的熱點(diǎn)。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(zhǎng)期以來(lái),關(guān)于這種奇特的“夷平面”景觀在什么時(shí)間形成,又是什么地貌過(guò)程機(jī)制在控制著其形成,也是國(guó)內(nèi)外地球科學(xué)領(lǐng)域?qū)W者重點(diǎn)關(guān)注的科學(xué)問(wèn)題。近年來(lái),陸續(xù)有研究揭示晚新生代以來(lái)分水嶺遷移、內(nèi)流盆地削高填低以及“冰川鋸”侵蝕等可以形成規(guī)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(xù)分布達(dá)上千公里,因此也有學(xué)者推測(cè)在高原抬升之前,藏東地區(qū)存在一個(gè)連接海平面的區(qū)域夷平面,但其形成時(shí)代和成因機(jī)制仍然未被揭示。
近期,“高原生長(zhǎng)與演化”任務(wù)“碰撞碰撞以來(lái)古地理格局與構(gòu)造地貌過(guò)程”專題研究團(tuán)隊(duì),聯(lián)合國(guó)內(nèi)外不同領(lǐng)域的地質(zhì)學(xué)家,選擇青藏高原東緣與華南板塊轉(zhuǎn)換地帶的四川盆地、西昌盆地、會(huì)理盆地、和楚雄盆地的晚白堊世–早新生代地層(圖2),開(kāi)展了系統(tǒng)的沉積學(xué)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(hào)結(jié)果表明,印度-歐亞大陸碰撞之前晚白堊世–早古近紀(jì)時(shí)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(lái)自松潘-甘孜、義敦和四川盆地(上揚(yáng)子地區(qū)),在流經(jīng)印支地體的思茅-呵叻盆地后最終匯入新特提斯洋(圖3)。結(jié)合已發(fā)表的低溫?zé)崮甏鷮W(xué)結(jié)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(guī)模、低坡度水系,反映了印度-亞歐板塊碰撞前高原東部長(zhǎng)期穩(wěn)定的區(qū)域構(gòu)造環(huán)境和低緩的長(zhǎng)波長(zhǎng)地形-地貌特征。同時(shí),作為區(qū)域地形起伏不斷侵蝕夷平的主控因素,基準(zhǔn)面(海平面)的長(zhǎng)期穩(wěn)定也會(huì)緩慢地減小地形起伏度,進(jìn)而促進(jìn)大陸尺度的低起伏地貌面發(fā)育與形成。區(qū)域規(guī)模的低起伏地貌面形成后,晚新生代以來(lái)強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)將其抬升至接近現(xiàn)今海拔高度,之后河流快速下切以及斷裂活動(dòng)將其破壞肢解。這一發(fā)現(xiàn)不僅提出了現(xiàn)今高原東部廣泛分布的高海拔、低起伏地貌面形成的新機(jī)制,同時(shí)也為進(jìn)一步認(rèn)識(shí)全球范圍內(nèi)的夷平面形成–破壞過(guò)程及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制提供了新啟示。

圖1 現(xiàn)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(gòu)造地貌特征(a)及低溫?zé)崮甏鷮W(xué)記錄的差異剝露歷史(b)

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

圖4地貌模擬顯示~55 Ma 緩慢剝蝕過(guò)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
