对源于青藏高原之上大江大河的发育、演化特征及其在适应新构造过程中所形成的一系列层状地貌系统的调查研究, 已成为深入探索青藏高原隆升机制、构造过程及其在新生代晚期运动状态的重要切入点。目前, 大部分成果主要集中在有关黄河水系的研究上^{[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11]}, 这对揭示青藏高原东北部的新构造运动规律起到了积极的推动作用, 而且对高原发生于早中更新世之交的“ 昆-黄运动” 以及中更新世晚期的“ 共和运动” 已达成共识^{[1, 3, 12, 13, 14]}。在其他江河流域的调查研究中, 地质学家们依据河流地貌对新构造运动的响应关系, 对青藏高原新构造运动的演化过程给予了探讨, 认识到由高原腹地东西向伸展作用产生的南北向裂谷是新生代晚期青藏高原主要的构造变形形式^{[15, 16, 17]}。在众多研究成果中, 各类认识的取得基本上都是在对河流发育演化过程中于垂直方向上侵蚀、沉积所形成的层状地貌系统的调查研究基础上。事实上, 河流在平面上对新构造运动的响应也是非常巨大的, 而且对新构造运动形式特别是对最新地壳运动状态的反映也非常显著。自2003年以来, 作者一直利用遥感技术并结合一定的地面验证工作对青藏高原第四纪地质进行调查研究, 本文仅根据怒江上游地区, 即我国现今内、外流区分水岭在青藏高原中南部的位置及其邻区的遥感调查结果, 阐述研究区第四系以及继“ 共和运动” 之后发生于晚更新世与全新世交替时期“ 那曲运动” 的基本特征, 分析讨论在那曲运动影响下古怒江分水岭向东的迁移过程及其与青藏高原于第四纪晚期构造运动的关系。

研究区位置如图1矩形框所示。

图1

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	图1 研究区位置示意图

在ETM、CBERS-2以及ASTER等多平台、多时相卫星遥感图像上, 不同时代、不同成因的第四系在色调、纹理以及微地貌形态特征上均有着较易甄别的遥感标志。通过野外实地验证及其反复修正, 建立了不同第四系的遥感解译标志。调查结果(图2)表明, 夹持于冈底斯山与唐古拉山之间的怒江上游第四系沉积特征与唐古拉山以北的可可西里第四系明显不同, 这与郑锦平等的调查结果^[18]基本一致。

图2

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	图2 怒江上游地区第四系与新构造断裂遥感解译

仅就地表而言, 可可西里区广泛分布着晚更新世晚期至全新世早期且以后者为主的湖相^[19]冰水堆积, 厚度较小, 一般在数十米以内变化, 是该区高原面上的主要沉积物。在该沉积物之上或发育全新世中晚期的河流相、湖相沉积, 或在局部地区发育沼泽、冲洪积沉积物。怒江上游区以晚更新世至全新世早期且以前者为主的河湖相沉积, 下部存在早更新世湖相地层^{[18, 20]}。但研究区内所出露的第四系绝大部分为上更新统上部地层, 在那曲南西方向约30 km处所揭露出的该层位剖面岩性主要为一套灰色、黄褐色、土黄色粗碎屑堆积层夹少量砂层以及泥钙质、铁质透镜体, 其上被全新统不整合覆盖(图3)。

图3

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	图3 那曲地区上更新统至全新统及其接触关系剖面

通过进一步的遥感调查发现, 上更新统上部层位之上所接受的新沉积有萎缩后的湖相以及河流相两种主要类型。

据色林错、纳木错等湖泊阶地的空间影像特征分析, 研究区内大型湖泊具有经晚更新世晚期地壳整体隆升后局部残留的特征, 也就是说, 它们应是晚更新世时期湖水面至少覆盖现今全部第四系分布区的古大湖高度萎缩后的产物。从能够识别出来的最高湖岸线空间展布及其年代学研究, 萎缩后约在0.04~0.02 Ma期间的湖泊面积仍是现代湖泊面积的数倍^[21], 进入全新世时期, 它们基本处在逐渐萎缩的沉积阶段。但应该指出的是, 区内现代星罗棋布的众多湖泊特别是那些中小型湖泊并非都是古大湖萎缩后的产物, 其中的绝大部分形成于全新世怒江古源区发展演化成为内流区后。

在上更新统上部层位之上所接受的另一类新的沉积属河流相沉积, 全新世时期于山前形成的冲洪积扇、沿现代河流出现的冲积和以它们为物质基础形成的其他类型沉积物特征在此不作讨论。全新世早期的沉积一般以古河道的形式不整合覆于上更新统之上(图3)。古河道在遥感图像上有其较为独特的标志(图4、图5), 沉积物以河床相砂砾石层为主, 漫滩相砂、含砾泥砂层次之, 具有较为典型的二元结构特征。

图4

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	图4 班戈县城北古河道遥感影像特征

图5

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	图5 纳木错与多仁错间古河道影像特征

研究区上述第四系沉积的一个非常显著特点是, 晚更新世晚期一次强烈的新构造运动使晚更新世广泛发育的湖相沉积结束, 其后接受有限的湖相沉积与河流相沉积。该次运动后的湖相沉积尽管有限, 但湖泊面积比现今湖泊面积仍要大的多, 所以被称为青藏高原大湖期^[21]或羌唐古大湖^{[22, 23]}。随后怒江水系进入该区, 现今在遥感图像上能够识别出来的古河道大部分应为古怒江主流的产物。

新构造运动在青藏高原的反映十分强烈, 仅第四纪以来发生于早中更新世之交的“ 昆-黄运动” 和中晚更新世交替时期的“ 共和运动” 对青藏高原的隆升高度、地表形态以及环境变化等等, 均起到了决定性作用。在对青藏高原第四纪地质遥感调查工作中发现, 晚更新世晚期到全新世初还存在一期强烈的地壳运动, 它以青藏高原中南部的那曲、嘎拉等地区全新统与上更新统之间的高角度不整合面的出现(图6、图7)为代表, 我们把该期运动称为“ 那曲运动” 。“ 那曲运动” 不仅使“ 青藏高原大湖期” 彻底结束, 而且也是使高原进入强烈东西向伸展构造过程的标志性运动。

图6

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	图6 那曲地区全新统与上更新统的不整合

图7

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	图7 嘎拉地区全新统与上更新统的不整合

该期运动具有如下特征:

(1)“ 那曲运动” 使上更新统湖相地层发生强烈变形。在怒江上游那曲地区, 可以看到松散的上更新统地层发育轴面近于直立的背、向斜构造, 局部甚至出现倒转褶皱以及低角度逆掩断层(图6)。该套地层之上被全新统河流相地层不整合覆盖, 沿不整合面可以见到古河床侵蚀下切形成的凸凹不平的侵蚀面。这一现象不仅在怒江上游的那曲地区可以见到, 于藏南已属雅鲁藏布江流域的嘎拉地区同样存在。进一步调查发现, 上述不整合现象多发育于现今河流的分水岭一带, 河谷盆地内部的上更新统仍以近水平的稳定产状为主。这种现象说明, 差异隆升应是“ 那曲运动” 的主要运动形式, 在断隆地区(特别是在断隆的边部)易出现上更新统的强烈变形, 而在隆升幅度相对较小的断坳区, 则以整体被抬升的变形形式为主。

(2)“ 那曲运动” 应是导致怒江溯源侵蚀进入羌南高原腹地, 同时使该地区“ 大湖期” 彻底结束的一次重要运动。据青藏高原第四系沉积特征以及时空分布的遥感调查结果, 晚更新世中期存在范围更为广阔的古大湖, “ 那曲运动” 的差异性隆升使古大湖高度萎缩, 于0.04~0.02 Ma形成所谓的“ 大湖期” 。同时由于高原腹地的大幅隆升导致怒江水系快速溯源侵蚀, 切穿一系列湖泊使其湖水外泄, 部分较大的湖泊(诸如色林错、纳木错等)成为怒江的过水湖, “ 大湖期” 结束, 现今羌南的大部分地区成为古怒江源区。该时期怒江的源头至少可达当惹雍错— 比日藏布一带, 距现今分水岭约500~600 km。

(3)“ 那曲运动” 持续活动至全新世早期, 差异性活动明显加剧, 近南北向或北东向垒、堑式构造成形, 特别是位于念青唐古拉— 那曲一带垒式断隆的形成阻断了古怒江主流, 造成大面积的羌南古怒江源区转变成内陆盆地, 分水岭大规模向东迁移至现今的位置。这种分水岭迁移并使外流区转变成内流区的现象并非仅怒江上游流域, 在青藏高原东北部黄河流域的共和盆地同样存在。共和盆地中部同样形成于“ 那曲运动” 的断隆带(将另文讨论)使原整个盆地均为外流盆地的盆地西半部成为内流区, 出现盆地东、西半部分属内、外流区的独特现象。

(4)印度板块持续向北俯冲、碰撞及挤压作为青藏高原形成与隆升的主要动力学基础, 高原内多陆块间的相互作用为隆升的主要运动学形式仍被认为是青藏高原形成演化的主要模式。高原第四纪早期第四纪作用遥感调查研究的大量结果仍支持该种认识。但从晚更新世晚期开始, 以“ 那曲运动” 为标志, 青藏高原可能已进入以幔柱构造作用为动力学基础, 腹地伸展垮塌而边部挤压隆升为主要运动学形式的新的运动学过程^{[22, 23]}。

现今怒江分水岭是我国内、外流流域分水岭在青藏高原中南部的界限之一, 位于那曲盆地中部呈近南北向展布。在地貌上处于一宽缓的第四纪隆起带上, 海拔高度在4 900~5 000 m之间。分水岭顶部及其西侧存在大量的以角度不整合覆于上更新统之上的全新世早期古河流相沉积, 其古流向主体指向东, 多在80° ~110° 之间变化, 明显为古怒江水系因“ 那曲运动” 形成的全新世隆起而废弃的古河床。结合分水岭西部色林错及其以南广大内流区内存在的古河道空间展布特征分析, 全新世初期可能延至晚更新世末怒江的古分水岭位于现今的当惹雍错一带, 比日藏布也应是古怒江上游主要水系之一, 色林错、纳木错应是古怒江的主要过水湖泊。

始发于晚更新世晚期的那曲运动在使怒江溯源侵蚀进入羌南高原腹地, 同时使该地区“ 大湖期” 彻底结束后, 古怒江形成(图8左)。全新世早期, 那曲运动的差异性活动明显加剧, 于那曲盆地中部形成近南北向断隆。该断隆的进一步发展, 不仅阻断了古怒江水系, 而且成为怒江新的分水岭, 使古分水岭向东迁移500~600 km。迁移后羌南广大区域成为内流盆地区, 沿古怒江水系主、支流河谷出现星罗棋布的湖泊, 现今地貌景观逐渐形成(图8右)。

图8

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	图8 古怒江上游水系(左)与现代怒江上游水系(右)略图

利用遥感技术结合实地验证性工作, 对研究区第四系进行调查研究的结果表明, 晚更新世时期羌南广大地区发育湖相沉积, 晚期受发生于晚更新世与全新世交替时期的“ 那曲运动” 影响, 湖泊高度萎缩, 出现所谓的“ 大湖期” , 同时怒江溯源侵蚀进入羌南, 现今的纳木错、色林错及其以南广大地区均属古怒江源区, 古分水岭处在当惹雍错一带, 比日藏布也应是古怒江上游主要水系之一。“ 那曲运动” 后期差异升降运动的加剧, 于那曲盆地中部形成近南北向断隆带, 成为怒江水系新的分水岭, 使羌南成为内陆盆地区, 现今位于青藏高原中南部的我国内、外流区分水岭基本形成, 即它是古怒江分水岭向东迁移约500 km的结果, 也是对“ 那曲运动” 最直接的响应。