长江三峡贯通在重庆——秭归段的沉积学证据研究

利用沉积学的研究方法和思路，以是否存在"古峡江"向西袭夺西流的"古川江"以及袭夺导致三峡贯通的时间为主要研究目标，选择黄陵穹隆西侧包括长江三峡大部分河段在内的重庆-秭归段为主要研究区域，在夷平面和阶地划分和对比的基础上，利用夷平面和阶地沉积物在特殊碎屑成分，重矿物（特别是磁铁矿）晶形、颜色和成分组合特征，微量元素和稀土元素特征，锆石U-Pb年龄图谱分析等方面蕴含的物源信息，以峨眉山玄武岩和黄陵花岗岩砾石存在的有无、来自于攀西钒钛磁铁矿和峨眉山玄武岩中的钒钛磁铁矿、钛磁铁矿有无为主要线索，利用包括生物定年，ESR、OSL和宇宙核素测年新方法等综合定年法标定关键年龄的基础上，确定穹隆以西西流水系存在的有无以及河流改道时间和过程，在总结黄陵穹隆以东三峡出口处宜昌地区获得的三峡演化沉积学证据的基础上，通过东、西两个位置研究成果的对比，从沉积学的视角为长江三峡的贯通过程及时间提供新证据。

利用沉积学的研究方法和思路，以是否存在“古峡江”向西袭夺西流的“古川江”以及袭夺导致三峡贯通的时间为主要研究目标，选择黄陵穹隆西侧包括长江三峡大部分河段在内的重庆—秭归段为主要研究区域，在夷平面和阶地划分和对比的基础上，利用夷平面和阶地沉积物在特殊碎屑成分，重矿物（特别是磁铁矿）组合特征，微量元素和稀土元素特征，锆石U-Pb年龄图谱分析等方面蕴含的物源信息，以峨眉山玄武岩和黄陵花岗岩物质存在的有无、来自于攀西钒钛磁铁矿和峨眉山玄武岩中的钒钛磁铁矿、钛磁铁矿有无为主要线索，利用以ESR为主的定年法标定关键年龄的基础上，确定穹隆以西西流水系存在的有无以及河流改道时间和过程，同时通过对峡东、峡西两个位置研究成果的对比，长江三峡的贯通过程及时间提供新证据。.通过以上工作的开展，取得了如下认识：1）长江重庆—秭归段的夷平面可以分为3期，贯通的长江在该区形成的可以沿线对比阶级只有6级。夷平面的展布特征与长江现在的流向之间没有明显的相关性，长江和古川江之间的转型应该发生在最低一级夷平面发育结束以后和长江最高一级阶地形成以前。2）重矿物分析发现，夷平面中的沉积物与长江三峡东西阶地的沉积物具有不同的物源特征，夷平面上的沉积物与贯通三峡的长江无关。黄陵花岗岩可能为奉节低级夷平面提供物源，证实可能在三峡贯通以前有西流水系的存在。3）云池组和善溪窑组中的磁铁矿主要来源于黄陵花岗岩，而长江阶地和现代沉积物中的磁铁矿则同时来源于黄陵花岗岩、攀枝花钒钛磁铁矿和峨眉山玄武岩。这表明，长江三峡的贯通是在善溪窑组结束沉积之后。4）由锆石U-Pb年龄可发现夷平面中的样品具有来自黄陵地区的变质锆石而缺乏来自峨眉山玄武岩的岩浆锆石，而在第四级阶地和现代河床沉积物质中缺乏与黄陵地区的变质锆石相对应年龄的锆石，而找到了和峨眉山玄武岩的锆石年龄相一致的岩浆锆石，从而和重矿物物源研究的结果相一致，反映了三峡贯通以前有西流水系的存在。5）粘土和微量元素分析发现，三峡的贯通发生在善溪窑组结束沉积以后，是气候最为暖湿的阶段，这也支持了该期降雨量增大有利于促进河流溯源侵蚀的发生而引起河流袭夺导致三峡贯通的假设。6）ESR测年数据的研究提供了低级夷平面的年龄，并且能够将峡西的夷平面与峡东阶地形成前的最后沉积相对应，从而限定的三峡贯通的时间，证实了以前研究结果的正确性。