金沙江河流阶地与水系变迁

金沙江尤其石鼓附近的水系变迁对研究长江水系演化有重要科学意义，与三峡地区相比，该区域的研究相对较少。石鼓的长江第一弯及其南部谷地的形成过程是探明金沙江水系变迁的关键，尚无一致结论。关于第一弯有袭夺说、非袭夺说等；关于南部谷地成因有河流作用、冰川作用、构造控制等观点。争论的原因在于主要从地貌类型进行判别，同一地貌现象的多解性导致结论不同。本研究拟从阶地的物质来源着手，研究石鼓以上的南北向河段、石鼓以下东流河段和南部的白汉场-剑川谷地。通过遥感影像分析确定古河道的分布，采集河流沉积物，进行古地磁、10Be、ESR、OSL年代测试，完善阶地序列，绘制阶地位相图。通过重矿物组合及标型矿物含量变化、粘土矿物及特征矿物含量比值和稀土元素分析，找寻各年代阶地河流沉积物物质来源的差异，提取水系变迁信息并构建代用指标体系，恢复古水流流向。与现代水系对比分析，重建水系变迁过程。这将为完善长江水系变迁提供依据。

金沙江流域地质背景复杂，构造运动活跃，导致水系经历了很多变化。本项目集中调查了金沙江上段和中段，结合以前金沙江下段的工作进行了研究。同时辅以对邻近河流澜沧江以及元江的调查。从河流地貌特征、河流沉积物年龄、粒度参数、重矿物特征、石英砂表面结构、磁学参数和主微量元素等方面进行了考察，目前重点分析了前四项内容。从河流地貌来看，金沙江有明显的上游河段特征，高山深谷为主，峡谷宽谷相间。相对来说澜沧江河谷深切的特点更突出。从沉积物年龄来说，本项目得到的最老数据超过900ka，当时已经有河流存在，并有沉积物形成。金沙江上段和中段平均下切速率为0.377m/ka。从粒度参数分析，发现金沙江沉积物以粗砂为主，总体趋势是越往下游平均粒径越小，分选差，绝大部分正偏或极正偏，峰态大多是正态和平坦。澜沧江和元江沉积物的平均粒径、分选系数和偏度与金沙江差异不大，但峰态有较大差异，以尖锐居多。对重矿物进行了照片拍摄、电镜扫描和成分测试，从照片和表面结构特征可以看到很多矿物颗粒的典型特点。分析金沙江的重矿物组合后发现攀枝花、石鼓和奔子栏三处同一地点不同高度和年龄的河流沉积物有较大的差异，反映几个地点河流物质来源有较大改变，其河道曾有较大变化。攀枝花的钛铁矿从时间序列上来看有减少的趋势，推测攀枝花附近河流至少有两期改变，曾有未跟上游连通的历史；再结合金沙江下段及川江的研究，发现川江重矿物中钛铁矿含量有未见 - 丰富 - 减少的变化，推测川江与其上河段的沟通方式至少可以分为三期：西流 - 东流 - 与攀枝花以上河段贯通。