新疆天山中段北麓第四纪河流地貌结构及其环境意义

项目以新疆天山中段北麓第四纪河流地貌为研究对象，在划分和完善冲积扇发育期次与阶地级序的基础上，研究地貌物质组成及各组成成分之间的相互接触关系、各阶地之间的切割与叠置关系、阶地与冲积扇之间的对应关系，以及它们在空间上的变化特征，并结合地貌年代测定和地貌物质的古环境研究，分析研究区第四纪河流地貌结构的时空演变规律，揭示河流作用性质（侵蚀与堆积）的时空转化，探讨构造活动和气候变化这两种内外营力在天山中段北麓第四纪河流地貌发育演化中的作用。研究成果既有助于进一步认识天山晚新生代强烈隆升的环境效应，也可丰富河流地貌学与构造地貌学的研究内容，并能为天山中段北麓构造活动性评价提供基础地貌资料，具有重要的理论和现实意义。

在构造地貌学中，气候与构造的耦合作用及其对地形地貌发育演化的影响一直是关注的核心，地貌沉积与地貌结构研究则是探讨这一问题的重要途径。本项目选择天山北麓河流系统为研究对象，开展了地貌、地质等方面的工作，试图对上述问题进行探讨。取得的初步认识主要如下：⑴ 天山山体隆升扩展导致在山前形成多排逆断裂背斜带。响应于构造与气候变化，山前河流横切这些背斜，发育多级河流阶地和多期冲积扇。在乌鲁木齐河、金钩河等河流的地貌工作表明，天山隆升特别是南北向扩展为河流强烈下切提供了背景条件，而气候变化则可能是河流下切的触发因素。在乌鲁木齐河山前，扇顶处河流下切量为~350-400 m。萨尔乔克背斜自550 ka以来至少抬升200 m，平均抬升速率为~0.36 mm/a。⑵ 基于阶地数据获得的天山北麓晚第四纪背斜抬升速率显示，背斜构造活动强度自山前向盆地方向逐渐减弱，与背斜地壳缩短量的空间分布规律一致。⑶ 磷灰石裂变径迹和(U-Th)/He低温热年代学分析揭示天山自中新世以来存在快速剥露作用过程，特别是~11 Ma以来，剥露速率可能超过200 m/Myr。结合其他证据，剥露过程增速主要是天山构造隆升的结果。⑷ 天山晚新生代强烈隆升（以及青藏高原隆升）可能因此改变了中亚气候系统，导致区域气候向干旱化发展。天山北麓塔西河晚新生代陆源沉积序列的岩石磁学研究表明，干旱化趋势在~6和~2.7 Ma明显增强。