贵州高原六冲河河流阶地宇宙成因核素定年及其地貌学意义

Fluvial terrace as the ideal carrier of climate change and tectonic movement, is an important study object to sort out the problem of regional landscape and environmental evolution. Because the fluvial terrace sediment is developed too shallow, the lack of study materials in karst area and the limit of traditional dating methods, restricting the knowledge of geological, landscape and environmental evolution history of Guizhou Plateau in the Cenozoic. Along with the fast development of cosmogenic nuclide dating method in recently years, 26Al/10Be isochron dating method making the possibility to solve these problems. This project plans to choose the terrace of Liuchong River in karst area of northwestern Guizhou as the object of study, using in situ cosmogenic nuclide 26Al/10Be isochron method to date the burial age of quartzose sandstone pebbles, estimates the form age of terrace and calculates the height and rate of periodical uplift, discriminates the structure and climate significance of fluvial terrace, rebuilds the river development and landscape evolution history of Liuchong River in the late Cenzonoic.

河流阶地作为气候变化和构造运动研究的理想载体，是研究区域地貌—环境演化的重要对象。由于喀斯特地区河流阶地沉积物发育较薄，可研究物质匮乏以及传统定年技术的局限，严重制约了对于贵州高原新生代地质、地貌和环境演化历史的认识。随着近年来宇宙成因核素测年法的飞速发展，26Al/10Be等时线法为解决上述问题提供了可能。本项目拟选择贵州西北部喀斯特地区的六冲河阶地作为研究对象，运用原地宇宙成因26Al/10Be等时线法对石英砂岩砾石进行埋藏年龄测定，估算阶地形成年龄、地体阶段性隆升幅度及速率，辨析喀斯特地区河流阶地的构造和气候成因，恢复和重建六冲河晚新生代以来的河流发育和地貌演化历史。

青藏高原隆升及周缘地区对隆升和气候变化的响应一直是国际研究的热点和重要内容。贵州高原位于青藏高原东南缘，由于新生代沉积物发育较少且不连续，可研究物质匮乏以及传统定年技术的局限，严重制约了贵州高原新生代地质、地貌和环境演化研究。河流阶地是气候变化和构造运动研究的理想载体，并且近年来宇生核素测年法的飞速发展，为解决上述问题提供了可能。本项目以黔西北六冲河阶地作为研究对象，运用宇生核素26Al/10Be等时线法对石英砂岩砾石进行埋藏年龄测定，估算阶地形成年龄和河流下切速率，辨析喀斯特地区河流阶地的构造和气候成因，并尝试重建六冲河晚新生代以来的河流发育和地貌演化历史。结果显示，六冲河T1和T2阶地的26Al/10Be等时线埋藏年龄分别为0.24±0.22 Ma和0.41±0.15 Ma。此外，与T3阶地对应的杉树洞26Al/10Be埋藏年龄为1.27±0.16 Ma。对比其他数据发现，这三个年龄高估了阶地和洞穴的形成年龄。原因是这些样品可能带有继承性核素，即砾石从物源地被风化、搬运、堆积到阶地过程中有复杂的前暴露-埋藏历史。结合前期研究，初步建立六冲河6层洞穴/阶地年龄框架：六冲河最高层大石洞（level A）年龄为0.75±0.10 Ma，下面三层的神仙洞（level B）、大岩洞（level C）和杉树洞（level D）年龄为1.27-2.85 Ma，均高于大石洞，显示倒置的年龄序列。此外，最低两层河流阶地（level E和level F）的年龄0.41±0.15 Ma和0.24±0.22 Ma。参考区域地质背景，我们认为0.75 Ma前后的强烈抬升可能使研究区内普遍发生了地貌回春，导致老沉积物被重新侵蚀、搬运、沉积到新生洞穴或阶地，使宇生核素年龄高于洞穴或阶地形成的真实年龄。所以，我们研究也显示，河流沉积物的宇生核素年龄解释需要特别谨慎。而这次地貌回春事件的主要动力推测来自于青藏高原第四纪以来的加速隆升。