2018年6月1日，国际著名地学杂志《Earth and Planetary Science Letters》以“Early Miocene birth of modern Pearl River recorded low-relief, high-elevation surface formation of SE Tibetan Plateau”为题在线发表了我室邵磊教授团队的研究成果。
板块构造在板块边界可以产生短波长的构造变形，其构造隆升往往被河流—冰川下切侵蚀和风化剥蚀等作用切割为常见的高海拔、高地形差的地貌特征。但是，偶尔也有例外的情况，如青藏高原东南部，这里大片的相对平坦的地形发育在崎岖的山脉之上（图1），而这种地形的成因一直让人费解。一种解释就是这些区域代表了先前发育的高海拔、低地形差的残余地形，现在正在经历着河流侵蚀的初级阶段。另一方面，河流的演化对地形的塑造同样至关重要，局部流域面积的减小或扩大均可导致剥蚀区地势差的减小或扩大。河流地形的长期演化过程通常可以记录在“深时”盆地中，其中最可能蕴含青藏东南部地形演化信息的河流就是中国的第三大河——珠江。基于地形分析的两种模型：假设珠江流域面积的扩大或者萎缩，可以通过珠江口盆地的物源数据进行判别。近些年，南海北部的新生界地层已有丰富的物源研究，但是受限于常规分析指标的判别能力、取样精度以及盆地局部物源的干扰，人们对古珠江的流域范围及演化过程的刻画还不是非常明确。
针对上述问题，邵磊及其合作者对珠江口盆地北部靠近河口位置钻遇的渐新统—中新统地层开展了碎屑锆石U-Pb测年分析（图1）。通过对潜在物源区的详细定义、对锆石年代学数据的定性—定量分析，结合地球化学成果，再次验证了南海北部在晚渐新世时期的重要物源转折事件，表现为伴随Nd同位素的显著负偏，古生代锆石明显增多（图2）。此次物源转折代表了珠江流域面积明显扩张的过程，从早渐新世时期局限在华南沿岸的小型河流演化至早中新世时期近现代展布的大型河流（图3）。由于地形信号的产生和传播显然早于或同步于沉积记录中保存的物源信号，本文锆石数据揭示出青藏东南边缘的隆升最晚发生于晚渐新世。结合云南地区始新世接近海平面的古高程重建结果，可以认为与物源转折相关的源区隆升时间为渐新世，表明青藏东南部的构造隆升在早新生代晚期即已发生。青藏高原东南部低地形差、高海拔的特殊地貌是地质历史时期构造—环境的综合体现，而不是河流剥蚀侵蚀的结果（图3）。除了青藏东南部，本文提供的地形—河流—物源的研究思路可以进一步应用于其他区域的低地形差、高海拔的地形成因上。
本文第一作者为我室博士研究生曹立成，通讯作者为邵磊教授。该项研究得到国家自然科学基金资助项目（91128207, 41576059）和国家科技重大专项（2016ZX05026004-002）的联合资助。
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图1 青藏高原东南部低地势、高海拔的地形（白色区域）、发育的大型河流以及珠江口盆地（黄色区域）北部开展碎屑锆石年代学研究的样品分布 |
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图2 珠江口盆地北部渐新统-中新统地层和现今沉积物的锆石年龄分布特征 |
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图3 渐新世-中中新世时期珠江流域演化和青藏东南部地形演化示意图 |
全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X18303224