南京大学胡修棉教授团队——澜沧江 (湄公河上游) 河砂的岩石学特征研究 | MDPI Geosciences

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通讯作者

姓名：胡修棉

机构：南京大学地球科学与工程学院

研究方向：主要运用沉积学、地层学、古生物学、大地构造学、构造地质学、地球化学、地质年代学等方法和手段，致力于青藏特提斯地质研究，包括沉积盆地分析、深时气候与古环境。目前，课题组也将目光投向河流沙源汇系统、沉积大数据研究。

合作作者

包括来自中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境国家重点实验室、意大利米兰-比科卡大学地球与环境科学系，以及赣南师范学院地理与环境工程学院等多所机构的学者，共同致力于澜沧江的侵蚀和沉积过程研究。

河流沉积物的结构与化学—矿物组成记录了源区岩石风化、物质剥蚀与搬运改造等关键过程，是认识流域演化动力学、地貌发育以及构造活动、气候变化与人类干扰等多因素共同作用的重要地质载体。通过对现代河流沉积物的分析，可以在约束明确的地质、地貌与气候背景下，追踪沉积物的生成、搬运与沉积路径，从而揭示源区物质供应机制及沉积体系的时空演变规律。

澜沧江流域位于青藏高原东缘构造高度活跃的地区，具有多源区、多构造单元、多级支流共同贡献的特征，是研究沉积物物源、沉积再循环及源区贡献比例的重要天然实验室。前人研究表明，澜沧江及其支流沉积物主要来自以酸性岩石为主的羌塘和义敦地块，但对于沉积再循环过程及不同地质单元的定量贡献仍缺乏系统评估。因此，围绕澜沧江现代河砂的结构特征、矿物组合及其下游变化进行深入研究，对于理解该区域侵蚀—沉积过程、人类活动影响以及现代沉积体系的物源格局具有重要意义。

图1. 澜沧江流域示意图。(A) 澜沧江流域范围；(B) 地质图；(C) 水系分布图。红框标示澜沧江流域在区域构造格局中的位置。

1. 精准厘清澜沧江泥沙物源：首次结合砂岩岩相学分析与正向混合模型，明确澜沧江泥沙主源为临沧地块 (~52%)、保山地块 (~32%)，思茅、昌都地块各仅贡献约8%，修正了此前锆石定年研究对物源的误判。

图2. 澜沧江沿线研究砂样平均粒径的变化情况。由数值曲线连接的蓝色圆点代表干流样本，黑色圆点代表支流样本，并用虚线连接至其在干流上的汇合点。

2. 系统阐明泥沙组成下游演化特征：发现澜沧江泥沙以长石石英岩质为主，石英含量沿河道向下游递增，岩屑 (尤其是碳酸盐岩屑) 显著减少、粉砂岩 / 砂岩岩屑占比相对上升，且泥沙主体为沉积岩再旋回产物。

图3. 砂岩岩相学分析。(A) Q：石英；F：长石；L：岩屑三端元图；(B) Lm：变质岩屑；Lv：火山岩屑；Ls：沉积岩屑三端元图；(C) Lss：页岩；Lsc：碳酸盐岩；Lss：砂 (粉砂) 岩屑三端元图。

3. 量化证实人类活动对泥沙运移的主控影响：明确澜沧江中下游梯级大坝是泥沙结构与组成变异的核心诱因，大坝拦截床沙引发的清水下切侵蚀，直接导致河道泥沙粗化、粒度偏度异常。

图4. 澜沧江砂岩的岩石学特征。Q：石英；K：钾长石；P：斜长石；L：碎屑岩 (Lv：火山岩；Lm：变质岩；Lss：粉砂岩；Lsc：碳酸盐岩；Lsm：页岩)；B：黑云母；Pyr：辉石。

4. 丰富特提斯构造域河流研究范式：以青藏高原东南缘特提斯构造域关键河流为研究对象，厘清不同构造地块的泥沙贡献差异，为构造活跃区、气候过渡带河流的侵蚀 - 沉积过程研究提供典型案例。

图5. 澜沧河流域不同地质单元的泥沙输量。

本研究指出，澜沧江 (湄公河上游) 沿程河砂的结构与组分变化，充分记录了源区地质特征、人类活动以及水库调控对河流沉积输运体系的综合影响。尽管河流自然侵蚀—搬运过程仍在持续，但大坝建设导致的显著分段效应已成为主导澜沧江泥沙输移格局变化的关键因素，使得下游河砂的成分演化呈现出更强的人类活动信号。

研究同时表明，澜沧江流域多构造单元的物源贡献差异明显，河砂主要来自临沧与保山地块，思茅与昌都地块贡献较小。然而，当前对沉积再循环、风化选择性以及“源区—通道—汇区”之间的耦合机制仍缺乏精细量化。未来，若能结合高分辨率地貌数据、稀土元素示踪与多年代际水文记录，有望进一步厘清自然条件与人类活动在沉积过程中的相对作用。

本研究成果不仅为认识澜沧江现代沉积体系与物源格局提供了新的证据，也对流域生态保护、跨流域水资源管理及人类工程活动的地质影响评估具有重要参考价值。同时，该研究框架可为全球其他构造活动强烈、强人类干扰河流系统的沉积动力学研究提供可借鉴的思路。

我们十分荣幸能与胡修棉教授保持深度合作。胡教授不仅是Geosciences “Sedimentology, Stratigraphy and Palaeontology”栏目编委，同时担任姐妹刊 Stratigraphy and Sedimentology 的副主编。

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Geosciences 的姐妹刊 Stratigraphy and Sedimentology (ISSN 3042-884X) 是一个专注地层与沉积学相关领域的开放获取期刊，主编为来自美国德克萨斯州大学奥斯汀分校的Brian Horton教授，中国区编委包括南京大学的沈树忠院士、胡修棉教授，南京地质古生物研究所的张元动、李罡研究员与中国地质大学 (武汉) 的黄春菊教授，欢迎关注与来稿。