中新世以来高喜马拉雅岩石剥露与地表气候-构造响应研究

气候-构造响应作用是当前地表圈层耦合作用过程中的一个重要环节，对造山带构造演化、地貌发展意义深远，当前其具体过程及机理仍在探索当中。本研究选择高喜马拉雅作为气候-构造响应研究的关键地区，通过系统的野外构造调研寻求气候-构造响应的直接地质证据；通过系统的低温热年代学研究建立高喜马拉雅岩石剥露速率的精细时空分布，同时结合数字高程模型进行构造地貌分析和河流切蚀速率的空间模拟；综合分析地质构造、岩石剥露、特征地貌参数以及河流切蚀速率等在空间上的耦合关系，揭示高喜马拉雅地区气候-构造响应的具体表现特征及控制因素；并通过地貌性质的辨别（是否及何时达到或接近稳态），基于岩石剥露历史对高喜马拉雅气候-构造响应机制下的地貌演化进行量化分析。通过本研究为气候-构造响应作用及地貌演化提供关键地区的研究依据和立典性案例，丰富和发展圈层耦合作用的相关理论和研究方法。

气候-构造响应作用是地球表层岩石圈与表圈层（如气候）之间的重要耦合环节，是联系地球内部动力作用、地表环境及地表地貌的纽带。喜马拉雅造山带作为地球表层构造、气候及其相互作用的活跃地区，是当前气候-构造耦合过程与机理的探索研究的首选地质窗口。针对喜马拉雅地区强劲的地表动力（如地形降水）是否驱动并维持造山带局部岩石的构造抬升（即气候-构造响应）及其具体表现和过程，本研究选择我国境内的高喜马拉雅，以低温热年代学、地表脆性域变形、构造地貌学及构造热模拟为核心研究方法，探索气候构造响应的证据。按项目计划，本次研究累计开展了3次野外工作，累计工作天数45天，采集热年代学样品47件，定向样品11件。野外脆性破裂构造统计点41个，野外统计产状总数为近千个；完成聂拉木与吉隆流域构造地貌特征参数分析，以及流域河道切蚀速率的空间模拟以及相关构造热模拟工作；目前已获得有效的热年代学数据62个。本次研究工作直接支撑了项目研究者与2位国外专家的交流与合作，多次国内会议交流，并直接培养和支撑了5位本科生的毕业论文和1名硕士研究生的学位论文工作。截止目前本项目资助的论文已发表6篇（其中第一作者3篇），出版中1篇，另有1篇论文在审稿阶段。. 取得主要进展：1）在聂拉木和吉隆地区两条代表性高喜马拉雅剖面上，建立了较为系统、精细的构造热年代学剖面；2）通过野外统计，获得了高喜马拉雅空间上连续的脆性构造变形资料；3）基于系统构造地貌分析方法，完成了聂拉木和吉隆流域构造地貌及特征参数分析，并完成了河道空间切蚀速率的模拟工作。通过上述工作，为高喜马拉雅气候-构造响应断层是否存在提供了明确有力的证据。本次研究表明高喜马拉雅岩石冷却剥露无论在空间还是时间上都具有鲜明的分段性：在空间上高喜马拉雅南北段分别受控于不同的剥露动力；而在时间上，中新世中期强构造剥露阶段受控于藏南拆离系大规模构造滑脱，中新世晚期以来的剥露作用与全球气候背景控制下的强地表剥蚀有关。尽管气候驱动了该区地表强烈剥蚀作用，多方面研究一致性表明上新世以来，高喜马拉雅地区并不存在造山带尺度上的气候-构造响应断层，气候-构造耦合作用强度应显著低于先前预期。