乌江流域层状洞穴碎屑沉积物宇生核素26Al-10Be埋藏年龄测定及意义

In view of the special significance for the formation age of multilevel caves with the uplift and climate evolution reconstruction of Guizhou plateau in late Cenozoic, and on the base of dating materials and techniques are guaranteed, choosing the multilevel caves of Wujiang River drainage basin that twinborn with the fluvial terraces, aim to rebuild the development history of main rivers in Guizhou karst area. The main focus of this study including the detailed investigation and induction of the basic condition of multilevel caves (phreatic passages which could indicate the paleo watertable position) in the Wujiang River drainage basin, quartzose cosmogenic 26Al-10Be geochronology of exogenetic river sediments in multilevel caves, elemental geochemical analysis and comparison of the source and paleo-environmental information in cave clastic sediments . In addition, comparison with regional tectonic uplift, climate change information and development of the Three Gorges of Yangtze River system respectively, in order to rebuild the geological and environmental evolution history of Guizhou in late Cenozoic. Accomplishment of this project is the first time series construction of episodic uplift in Guizhou karst area, and the basic framework of geological and environmental evolution reconstruction in late Cenozoic, meanwhile, it could learn more information about the evolution of the Yangtze River system from another perspective.

基于与河流阶地孪生的层状洞穴形成时代的确定对于贵州喀斯特高原晚新生代地质－环境演化历史重建的重要意义，在测年技术、测年替代对象都有保障的基础上，选择乌江流域与河流阶地孪生的层状洞穴作为记录序列，以详细调查和归纳乌江层状洞穴（包含古潜水面变化信息）空间分布格局为基础，以层状洞穴中外源河流碎屑沉积物埋藏年龄的26Al-10Be年代学研究为核心，并以层状洞穴河流沉积物物源及古水流方向等古环境信息的沉积学、矿物学及元素地球化学解析为辅，建立乌江河流发育的时间序列；与区域构造抬升、气候变化和长江三峡贯通的时标进行对比，剖析乌江河流发育的内外动力学机制，并探索喀斯特地区对于地质－环境演化响应的独特性和特殊反馈，为重建贵州喀斯特地区晚新生代地质－环境演化历史奠定基础，也为同类研究提供范例。

贵州高原地处青藏高原东南缘，是我国南方喀斯特地貌的中心地带。本研究对黔西北六冲河流域和黔南漳江流域的层状洞穴和阶地进行宇生核素26Al - 10Be年代学研究，探索喀斯特地区对构造抬升、气候变化等地质－环境过程变化的独特响应与反馈，重建贵州喀斯特高原晚新生代隆升过程、地貌演化历史。结果显示，黔西北六冲河6层洞穴系统中，拔河高度较低的洞穴埋藏年龄为1.27±0.16 - 2.85±0.21 Ma，老于最高层洞穴（0.75±0.10 Ma），出现年龄倒置。黔南漳江4层洞穴系统中，埋藏年龄为0.59 ±0.16 Ma - 3.59±0.22 Ma，也出现下层洞穴年龄老于上层的情况。值得注意的是，两个研究区内，倒转的年龄序列均出现在主干河流河谷中，反映出喀斯特地区地貌发育的一个重要特征，即六冲河和漳江流域1 Ma以来可能都有地貌回春现象。两个河流的下切速率显示，第四纪以来，贵州南部不仅地体抬升速率小（180 m/Ma），而且相较于西北部（480 m/Ma）来说，只有后者的三分之一左右。这一抬升速率的差异反映出，青藏高原第四纪隆升对贵州不同地区的影响幅度有巨大差异，也是造成贵州现今地貌格局“西高东低”的主要因素。.乌江是长江南边的最大支流，因此，长江的河流发育演化，特别是三峡的贯通，对乌江有重要的影响。基于“源与汇”的思想，本研究对三峡上游四川盆地内长江及其主要支流河流阶地，以及三峡下游江汉盆地西缘的宜昌砾石层，进行宇生核素26Al- 10Be测年研究。宜昌砾石层沉积物的埋藏年龄结合前人物源研究，表明三峡可能在5.28 Ma前已经贯通。四川盆地内长江、岷江、沱江、嘉陵江的最高一级阶地样品埋藏年龄和暴露年龄都很年轻，0.2-0.3 Ma，在误差范围内一致。这一年龄与宜昌砾石层主体（云池组和善溪窑组）发育年龄吻合，说明四川盆地内长江及其支流最高一级阶地发育时间与宜昌砾石层最后一期沉积时间相同。我们认为宜昌最后一期冲积扇发育可能与气候变化引起的大洪水事件有关。因此，宜昌砾石层可能并不是前人认为的三峡贯通的产物。另外，四川盆地河流高阶地与宜昌砾石层结束沉积可能与0.15. Ma 的共和运动和/或末次间冰期有关。