晚更新世以来高原河流沉积/侵蚀过程对气候变化的响应：以大通河为例

青藏高原东北部大通河河谷发育了晚更新世以来多级河流阶地和多期河流堆积物，指示了河流沉积/侵蚀旋回的过程，而大通河流域内发育的晚更新世以来厚层黄土沉积可以揭示千年时间尺度古气候变化。本项目拟通过对大通河流域典型黄土沉积的高密度光释光年代和粒度等古气候替代性指标的分析，提取大通河流域晚更新世以来千年时间尺度气候变化信息；拟通过对大通河中下游河谷开展晚更新世以来河流阶地和河流堆积物分布的野外调查和填图，获得大通河沉积/侵蚀过程的详细地质和地貌记录，并通过光释光和AMS14C年代学的方法测定这些记录的年代，从而重建晚更新世以来大通河河谷沉积/侵蚀过程，并与流域内黄土记录的千年气候变化信息进行对比分析，可能为高原地区河流地貌演化对千年时间尺度气候变化响应的过程和机制的研究提供新证据。

青藏高原东北部是研究高原构造和地貌演化过程和机制、气候变化与地貌响应等重要地球科学问题的理想区域。项目执行的三年时间内，通过地貌填图、沉积物分析、光释光测年、磁性地层、生物地层等工作的开展，对青藏高原东北部构造地貌演化、河流地貌对气候变化（包括亚轨道时间尺度气候变化）的响应等获得了一些初步的认识。. 构造尺度上，高原东北部湟水流域磁性地层和生物地层等的工作，表明高原东北部新生代盆地充填、夷平过程在约17Ma结束，随后（10Ma之前）河流在盆地充填等相关的夷平面基础上快速下切500多米，并形成十多级河流阶地。这些盆地充填、夷平和河流阶地演化过程揭示高原东北部早在17-10Ma就存在一次导致重要地貌格局变化的构造抬升活动；而已有研究表明高原东南部在这个时期也有一期抬升，表明青藏高原从北向南、东逐渐抬升的模式需要进一步论证。河流阶地调查填图、沉积过沉分析，表明湟水河下游、大通河下游河流阶地的类型（发现高原东北部存在特殊类型-堆积状阶地）、分布和发育过程可以指示局部构造（断层）活动过程，如湟水河下游民和盆地侵蚀状和堆积状阶地沿河谷两岸分布特征，可能表明民和盆地晚第四纪以来仍存在类地堑谷发育过程，且南、北边界断层至少有三个期次的活动，并且两边界断层活动的时间和幅度不一致。. 万年-千年尺度上，青藏高原东北部大通河流域门源盆地冰川/冰缘地貌和沉积物初步的释光年代框架显示盆地内倒数第二次冰期湿冷-末次间冰期暖湿-末次盛冰期极冷的气候变化过程，并且末次盛冰期平均气温至少比现在低7 ℃；祁连山南麓冰川在包括末次盛冰期在内的冰期（冰阶）多次发育/扩张，而不同于青藏高原南部冰川主要在季风降雨强烈时期（如氧同位素3阶段）扩张，可能表明高原东北部温度降低（而非季风降雨变化）是晚第四纪以来冰川发育/扩张的主要控制因素。大通河中下游河谷河流阶地和河流堆积物分布的野外调查、填图和光释光测年结果表明与祁连山冰川发育相对应，盆地内在相应的冷期（如倒数第二次冰期、末次盛冰期和新仙女木时期等）由于冰川碎屑物质的增加和冰川融水导致的流量的增加，大通河在倒数第二次冰期以来形成六套厚层堆积和相应的六级河流阶地。