长江上游水系演化在宜宾—泸州段夷平面及阶地中的沉积学证据研究

Using research methods and theories of Sedimentary Geology, this project researches the special indicators in sediments of planation surface and terraces in the section of Yibin to Luzhou , such as: later Archean metamorphic rocks and granites in the Huanglin Dome, E’meishan basalt, Panxi vanadium titano-magnetites, which can reflect provenance region and paleo-current direction. On the basis of traditional provenance analysis methods and new methods of magnetite mineragraphy and chemical characters, detrital zircon U-Pb ages, and multiple utilizing ESR, pollen analysis, new dating method of 40Ar/39Ar ages of supergene K-Mn oxides in weathering crust and cosmogenic nuclide 10Be-26Al, we can research provenance characteristics of sediments in planation surface and terraces and age of provenance transformation, and acquire sedimentary evidence of rive evolution of the upriver Yangtze River in the section of Yibin to Luzhou. By the contrast to the research results in Ychang area in the east of Yangtze three Gorges and in the section of Chongqing to Zigui of the Yangtze river, this research can provide important sedimentary evidences to understating the evolution of the Chuan River, the Three Gorges and upriver Yangtze River.

利用沉积学的研究方法和思路，以能反映物源和古河道流向变化的夷平面和阶地沉积物中特殊指标（黄陵穹隆中晚太古代变质岩和黄陵花岗岩以及峨眉山玄武岩和攀西钒钛磁铁矿）的寻找和研究为目标，通过传统的物源分析手段和磁铁矿矿相学和化学特征物源分析、碎屑锆石的U-Pb年龄物源分析新方法，在利用宇宙核素10Be-26Al、风化壳中表生钾锰矿物40Ar/39Ar测年新方法、沉积物的ESR测年、孢粉分析等多种测年方法综合来标定关键层位年龄的基础上，对长江河谷宜宾—泸州段夷平面和阶地沉积的物源特征及物源发生变化的时间进行研究，从而获得关于长江宜宾—泸州段河流演化过程的沉积学证据。通过与三峡以东宜昌地区和长江重庆——秭归段所取得的研究结果的对比，从沉积学的视角为长江川江段水系演化的过程提供重要证据，并为长江三峡的贯通时间及过程以及长江上游的演化研究提供参考。

作为亚洲最长的河流，长江贯穿了多个构造体系，其演化历史与青藏高原隆升、亚洲地形演化、季风演化，以及最终确立中国西高东低地貌格局的时限等方面具有重要意义。在众多长江流域研究的资料中，对上川江段（宜宾—泸州一线）的水系演化和气候背景关注相对较少。然而此河段的演化对于了解长江三峡贯通前水系的样式、流路，河流演化与气候和构造的关系等方面具有重要的佐证作用。因此，通过对该区地貌演化级序拟定的基础上，详细研究河流沉积物中的物源信息和气候信息，确定有明显物源变化和气候变化层位的时间，将为理解上川江段河流演化的过程及时间、河流演化的控制因素提供重要信息。通过研究发现，研究区可以识别的阶地最高为五级，与重庆—宜昌地区的长江阶地的级数一致，证实贯通的长江在上游的阶地一般最高只有五级。通过对宜昌—重庆段夷平面、冲积扇-湖相沉积物、阶地沉积物、现代河床砂中重矿物特征，铁质重矿物扫描电镜、能谱和电子探针特征，碎屑锆石U-Pb年龄特征的综合研究，结合测年资料，证实了长江三峡的贯通时间在0.73Ma左右。宜宾地区最高级河流阶地的ESR年龄为0.7734±0.0931Ma，与三峡及邻区的阶地年龄相近，证实长江上游段的形成时间在中更新世。通过对宜宾—泸州段阶地沉积物中砾石特征、重矿物特征、元素特征、碎屑锆石U-Pb年龄特征的分析表明，金沙江和岷江沉积物中，对长江沉积物影响最大的是金沙江。物源分析的结果同时显示，岷江的形成具有从龙门山构造带向松潘甘孜构造带溯源侵蚀的特点。通过孢粉、粘土矿物和常量元素、微量元素的综合讨论发现，研究区的阶地沉积物总体表现为高阶地沉积时为温暖潮湿气候，低阶地沉积时为冷干气候，气候总体表现为变冷变干趋势。该趋势与三峡及宜昌地区的气候特征具有相似的变化过程，反映了青藏高原的共和运动引发的高原显著隆升加强了高原季风，并且阻挡了印度夏季风的北东向运动，从而导致四川盆地古气候的改变。