Geology: 南京大学胡修棉课题组破解雅鲁藏布江泥砂来源之谜

河流沉积物是记录源区构造活动和气候变化信息的载体。通过对河流沉积物的来源分析，可以重建流域侵蚀模式，揭示河流的演化历史，并有助于深入理解流域内的地貌、气候、环境及水文变化规律。河流沉积物的物源研究成为地质学研究的重要前沿。长期以来，如何通过研究河流沉积物来反演流域的剥蚀状况仍存在诸多技术方法的挑战。

传统观点认为，来自同一条河流的沉积物携带了相同的物源和剥蚀信号。然而，这一假设忽略了流域内岩性差异对沉积物产生和搬运过程的显著影响。例如，岩浆岩倾向于产生粗粒沉积物，而沉积岩则更容易形成细粒沉积物。此外，河流对不同粒度沉积物的搬运能力也存在显著差异。同一河流搬运的沉积物可能记录了明显不同甚至截然相反的沉积物供应和剥蚀的信息。前人对河流沉积物的研究多集中于粗粒沉积物（如砂），而忽略了细粒沉积物（如泥）的来源，这将导致对不同源区贡献的高或低估，甚至误判。

雅鲁藏布江作为青藏高原地区最重要的河流，其左岸主要流经以岩浆岩为主的拉萨地体，右岸则主要流经以沉积岩为主的喜马拉雅造山带。两岸的气候和构造条件相似，但岩性差异显著，这为验证上述猜想提供了绝佳的条件 ( 图 1) 。前人对雅鲁藏布江沉积物的研究多聚焦于粗粒沉积物，通过岩相学、重矿物、地球化学、锆石和磷灰石年代学等手段，普遍认为其沉积物主要来源于拉萨地体。然而，这些研究忽视了泥质沉积物的来源，可能大大低估了喜马拉雅造山带的贡献。

图 1 雅鲁藏布江流域地理位置（ A ）、地质（ B ）及采样分布（ C ）。

图 2 雅鲁藏布江沙坝和悬移质中砂的碎屑组分（ A 、 B ）和 Sr-Nd 同位素特征（ C-E ）。

基于这些问题，南京大学地球科学与工程学院胡修棉教授课题组系统采集了雅鲁藏布江的河漫滩沉积物，同时采集了河流的悬移质沉积物，分别分析了砂级（ 63-2000 微米）和泥级（小于 63 微米）组分的岩石学、 Sr-Nd 同位素特征（图 2 ），深入探究了雅鲁藏布江的砂泥来源及其记录的侵蚀模式差异。

研究结果显示，无论是悬移质还是河漫滩沉积物，砂质颗粒绝大部分都来自拉萨地体，而泥质碎屑主要来自喜马拉雅造山带。根据定量化的物源分析结果显示，在河漫滩中，拉萨地体的碎屑物质供应是喜马拉雅的两倍，而在悬移质中，喜马拉雅的物质贡献是拉萨地体的 1.4 倍。综合考虑河流携带的沉积物，右岸喜马拉雅造山带的沉积岩可产生与左岸拉萨地体的花岗岩和火山岩相当的沉积物通量（图 3 ）。

沉积物的产生受气候条件、构造作用、岩性、地貌等多种因素的综合影响，但在盆地分析中，岩性对物源分析的影响时常被忽视。本研究的结果证实，即使在气候和构造条件相似的流域，岩性差异也可以导致源区剥蚀和沉积物供应的显著差异。

图 3 雅鲁藏布江悬移质和沙坝中砂质和泥质组分记录的物源差异

本研究揭示了不同粒度组分的悬移质（主要是泥级、粉砂级碎屑）和推移质（主要是砂和砾级碎屑）可以记录差异显著甚至完全相反的物质供应和流域侵蚀模式。这一结果不仅纠正了过去对雅鲁藏布江沉积物源及喜马拉雅造山带侵蚀速率的低估，更揭示出仅依据砂级沉积物进行物源分析的方法局限性。本研究强调了物源分析过程中，尤其在岩性差别明显的流域，必须充分考虑粒度差异可能导致的对沉积物来源和流域侵蚀模式的不同解读。