祁连山侵蚀速率的宇宙成因核素10Be研究

• 作 者: 胡凯
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院大学
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: 山脉地形 侵蚀速率 宇宙成因核素 铍元素 宏观分布特征 地貌演化

侵蚀是塑造山脉地形的外营力，同时，侵蚀通过重新改变山脉的物质分布来影响构造内营力的表现形式，侵蚀物质在地表的风化作用可以通过改变大气二氧化碳的含量而影响全球气候，在构造—地形—气候三者的耦合中，它起着连接三者的核心作用。因此，了解和定量计算山脉侵蚀速率并探讨影响侵蚀速率的主要因素有助于人们了解山脉的构造和地貌的演化，同时也是在区域和全球尺度范围内阐明构造—地形—气候的相互作用关系的前提。　　本研究利用宇宙成因核素10Be的方法测得了一批青藏高原东北缘祁连山地区在千年至万年尺度上的流域平均侵蚀速率，并结合前人研究，描绘整个高原东北缘的侵蚀图景，呈现侵蚀速率的宏观分布特征，分析该区域影响侵蚀速率的主控因素，并探讨侵蚀对于青藏高原东北缘构造-地貌演化的意义。　　研究发现，祁连山地区侵蚀速率整体呈北高南低、东高西低的整体分布特征。通过对侵蚀速率与地形的对比分析，流域平均坡度与侵蚀速率呈现很好的非线性关系，地形陡峭度是祁连山地区侵蚀速率的主控因子。另外，侵蚀速率与气候的关系不明显，岩性因子对坡度和侵蚀速率的非线性关系是一个重要的扰动因素。通过对比北祁连山地区地表平均侵蚀速率和该地区的断层垂直滑动速率，发现北祁连山地区断层垂直滑动速率要高于地表平均侵蚀速率，北祁连山地区正在经历地形的生长和抬升。本研究首次通过对比相邻流域侵蚀速率的差异来探索祁连山内部主要流域分水岭的可能移动方向，并且结合地貌特征的观察，认为区域内主要流域分水岭在往南迁移，在这一过程中已经发生和正在发生的分水岭移动和河流袭夺事件是区域地貌与水系响应构造应力的结果。我们的研究展现了祁连山地区侵蚀速率北高南低和主要分水岭往南迁移的总体格局，集中于祁连山北翼的持续或阶段式隆升是这一总体格局背后的最原始动因。