青藏高原東緣晚白堊世–早古近紀(jì)水系格局與低起伏地貌面形成新機制
在青藏高原東緣–東南緣地區(qū)，發(fā)源于高原內(nèi)部的一系列河流通過快速下切和形態(tài)調(diào)整，不斷響應(yīng)新生代印度-歐亞碰撞以來的強烈變形和地表隆升；河流水系動態(tài)重組過程極其復(fù)雜，一直以來是構(gòu)造地貌學(xué)界研究的熱點。在這些快速侵蝕下切的河流峽谷山地間，廣泛分布一系列高海拔、低起伏地貌面（圖1）。長期以來，關(guān)于這種奇特的“夷平面”景觀在什么時間形成，又是什么地貌過程機制在控制著其形成，也是國內(nèi)外地球科學(xué)領(lǐng)域?qū)W者重點關(guān)注的科學(xué)問題。近年來，陸續(xù)有研究揭示晚新生代以來分水嶺遷移、內(nèi)流盆地削高填低以及“冰川鋸”侵蝕等可以形成規(guī)模有限的低起伏地貌面。然而，考慮到青藏高原東緣–東南緣低起伏地貌面斷續(xù)分布達(dá)上千公里，因此也有學(xué)者推測在高原抬升之前，藏東地區(qū)存在一個連接海平面的區(qū)域夷平面，但其形成時代和成因機制仍然未被揭示。
近期，“高原生長與演化”任務(wù)“碰撞碰撞以來古地理格局與構(gòu)造地貌過程”專題研究團隊，聯(lián)合國內(nèi)外不同領(lǐng)域的地質(zhì)學(xué)家，選擇青藏高原東緣與華南板塊轉(zhuǎn)換地帶的四川盆地、西昌盆地、會理盆地、和楚雄盆地的晚白堊世–早新生代地層（圖2），開展了系統(tǒng)的沉積學(xué)分析與物源示蹤工作。各盆地高度相似的沉積特征和物源信號結(jié)果表明，印度-歐亞大陸碰撞之前晚白堊世–早古近紀(jì)時期，青藏高原東緣存在一條近南–北向、大陸尺度的南流水系，其物源主要來自松潘-甘孜、義敦和四川盆地（上揚子地區(qū)），在流經(jīng)印支地體的思茅-呵叻盆地后最終匯入新特提斯洋（圖3）。結(jié)合已發(fā)表的低溫?zé)崮甏鷮W(xué)結(jié)果（圖2）、板塊位置重建（圖3）以及地貌演化模擬（圖4），提出這一大規(guī)模、低坡度水系，反映了印度-亞歐板塊碰撞前高原東部長期穩(wěn)定的區(qū)域構(gòu)造環(huán)境和低緩的長波長地形-地貌特征。同時，作為區(qū)域地形起伏不斷侵蝕夷平的主控因素，基準(zhǔn)面（海平面）的長期穩(wěn)定也會緩慢地減小地形起伏度，進而促進大陸尺度的低起伏地貌面發(fā)育與形成。區(qū)域規(guī)模的低起伏地貌面形成后，晚新生代以來強烈的構(gòu)造運動將其抬升至接近現(xiàn)今海拔高度，之后河流快速下切以及斷裂活動將其破壞肢解。這一發(fā)現(xiàn)不僅提出了現(xiàn)今高原東部廣泛分布的高海拔、低起伏地貌面形成的新機制，同時也為進一步認(rèn)識全球范圍內(nèi)的夷平面形成–破壞過程及其驅(qū)動機制提供了新啟示。
圖1 現(xiàn)今青藏高原東緣-東南緣高海拔、低起伏地貌（a, b）和深切峽谷（c）
圖2青藏高原東緣構(gòu)造地貌特征（a）及低溫?zé)崮甏鷮W(xué)記錄的差異剝露歷史（b）
圖3 (a) 晚白堊世晚期-第三紀(jì)早期東亞板塊重建與 (b) 青藏高原東緣晚白堊世–早古近紀(jì)大陸規(guī)模水系格局
圖4地貌模擬顯示~55 Ma 緩慢剝蝕過程中的地貌起伏變化（a，b）及河流縱剖面演化（c）
文章信息：Xudong Zhao, Huiping Zhang*, Ralf Hetzel, Eric Kirby, Alison R. Duvall, Kelin X. Whipple, Jianguo Xiong, Yifei Li, Jianzhang Pang, Ying Wang, Ping Wang, Kang Liu, Pengfei Ma, Bo Zhang, Xuemei Li, Jiawei Zhang & Peizhen Zhang. (2021). Existence of a continental-scale river system in eastern Tibet during the late Cretaceous–early Palaeogene. Nature Communications, 12: 7231
原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-021-27587-9