作者:郑洪波 来源:《国家科学评论》 发布时间:2016/7/27 17:07:37
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长江的诞生:一个“世纪谜题”的回顾与展望

 

自1907年Willis开展长江三峡地区的地质研究开始,中外科学家包括丁文江、李四光、李春昱、任美锷、李吉均等前赴后继,持续对长江的发育与演化历史进行专门研究,历时达百余年之久。对于“长江东流水系何时建立”(即俗称的长江的年龄)这一关键科学问题却一直存在重大争议,计有第三纪早期、第三纪晚期、更新世早期甚至是更新世晚期等观点,成为地学界一个著名的“世纪谜题”。

南京师范大学郑洪波教授撰写综述“Birth of the Yangtze River: age and tectonic-geomorphic implications ”,对长江演化研究的历史进行了比较系统的梳理,结合自己团队的研究成果,提出长江贯通东流水系建立于中新世之前的渐新世最后一幕。综述发表于在近期的《国家科学评论》(文章链接:http://nsr.oxfordjournals.org/content/2/4/438.full)。该文对包括南京地区“雨花台组”在内的“长江砂砾石层”开展了系统的沉积学与年代学分析,确定其沉积时代为早中新世甚至更老。对“长江砂砾层”开展了碎屑锆石U-Pb年龄谱和Hf同位素分析,发现它们与现代长江的锆石年龄谱系非常相似,表明至少在渐新世/中新世之交,与现代长江类似的沉积物已经到达苏北盆地的西南缘。换句话说,贯通东流的长江水系在这个时期已经建立。对江汉盆地新生代沉积相与盆地演化分析发现,始新世(古近纪)普遍发育蒸发岩,表明当时尚没有类似现代长江的大型河流注入,江汉盆地(包括苏北-南黄海盆地、东海陆架盆地)为断陷盆地,可能发育内流水系,长江中下游盆地相对孤立,尚没有像如今这样被统一的大河流系(就是长江)联通。

经典的长江演化模式认为,长江在贯通东流之前,流域上游存在古金沙江水系(不等同于现今的金沙江河谷),古金沙江曾经南流入海,后被“袭夺”形成长江第一弯。检验是否存在南流的古金沙江水系,确定古金沙江水系何时南流、何时东流,成为理解长江演化历史的关键一环。这一环的关键证据保留在青藏高原东南缘的新生代盆地里。

在青藏高原东南缘发育一系列新生代盆地,它们受大型断裂带控制,呈线状分布。古近纪时期,这些盆地普遍发育碎屑沉积序列,记录了盆地演化以及区域构造地貌演化的历史。对这些沉积序列开展系统的沉积学、年代学与物源分析,发现有相当一部分是大型的、远源的河流相沉积,推测曾经存在大型的、南流的河流体系。古近纪末期(渐新世末期),随着青藏高原东南缘尤其是云南高原的隆升,这些河流沉积体系一起隆升,构成现今的高原面的一部分。最为直观的是,在区域构造作用控制下,南流的河系改向东流。从这个角度说,长江第一弯不是传统地貌意义上或者几何意义上的“袭夺弯”,而是区域构造演化的地貌响应和直观表现。

需要特别强调的是,长江的发育与演化主要受到区域构造-地貌演化控制。在新生代,亚洲东部岩石圈持续伸展减薄,西太平洋边缘海扩张,青藏高原地区岩石圈加厚,导致中国西高东低的宏观地形地貌格局最终建立,长江的演化正是孕育在这样的宏观构造地貌背景之下。换言之,长江东流水系的建立是新生代亚洲宏观地形格局和气候格局演化的综合结果,也是其最直观的表现,与青藏高原隆升和亚洲季风演化密切相关。因此,长江的地质演化可以成为地球系统科学领域的课题,是开展地球深部与浅表过程、地球表层各圈层之间相互作用研究的切入点。(来源:科学网)

 
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