晚第四纪气候与新构造对西北喜马拉雅Markanda河谷河流加积与下切的影响机制研究

本文系统揭示了西北喜马拉雅Markanda河谷晚第四纪以来河流地貌演化与气候-构造耦合作用机制。通过OSL测年与沉积学分析，识别出5个加积阶段（>45–38 ka、>27–23 ka等）及其与印度夏季风（ISM）强度变化的响应关系，提出HFT断裂带4.4±0.4 mm/年的抬升速率，为理解构造-气候互馈对河流系统的影响提供了关键证据。

　　

^Highlight

区域地质与地貌

喜马拉雅褶皱冲断带的主要岩性构造单元包括特提斯喜马拉雅、高喜马拉雅和低喜马拉雅，随后是亚喜马拉雅岩石（Gansser, 1964）。这些岩性单元由一系列冲断断层系统划分，如南 Tibetan 拆离带（STD）、主中央逆冲断层（MCT）、主边界逆冲断层（MBT）和喜马拉雅前沿逆冲断层（HFT），从北向南推进。Markanda河切穿了这些构造单元，为研究构造和气候相互作用提供了天然实验室。

研究区域

Markanda河流域位于喜马拉雅山麓，在印度西北部的喜马偕尔邦和哈里亚纳邦之间。该河是Ghaggar河的重要支流，起源于喜马偕尔邦的低喜马拉雅地区，海拔约1500米，总长度90公里。Markanda盆地位于30°00″N: 76°32″E至30°40″N: 77°24″E之间，面积1547平方公里。Markanda河有一些重要的支流，如Bata、Khetpurali和Baddar，它们共同塑造了流域的地貌。

野外填图与沉积学调查

为了获取西北喜马拉雅Markanda河谷晚第四纪河流和扇积物的加积与下切历史，我们进行了河谷河流阶地的野外调查，仔细选择了代表性剖面进行详细的沉积学和年代学分析。我们通过检查不同地貌单元的露头记录了岩相变化。对每个露头，我们准备并记录了包括岩性、沉积结构、层理类型和粒度变化在内的综合测井记录。

晚第四纪沉积物的沉积学

在我们的研究中，我们对Markanda地区的第四纪沉积物进行了详细分析，重点放在露头上以识别和刻画不同的沉积亚相。这些亚相在河流阶地、滑坡区和冲积扇表面以斑块形式观察到，它们为过去的沉积过程和环境条件提供了宝贵证据。大致上，识别的亚相可分为河流相、泥石流相和风成相。

Markanda河谷的地貌演化

在河流两岸观察到高度不等（1至60米）的基岩露头。共识别出八级阶地，主要由粉砂、砂、砾石、卵石、中砾和巨砾组成，部分含有粘土层（图2）。盆地北部主要以沉积岩为基岩，而南部则以冲积沉积为特征，包括冲积扇、厚泥沉积和阶地。这些基岩露头显示了构造活动和河流下切的证据。

结论

我们的研究聚焦于Markanda河流域，它是Ghaggar河的重要支流，起源于喜马偕尔邦的低喜马拉雅地区。对Markanda河谷的彻底调查揭示了晚第四纪时期Markanda河谷与Dehradun、Kiarda和Pinjaur Dun的同时填充。基于OSL测年，识别出五个主要加积阶段（>45至38 ka、>27–23 ka、～17–12 ka、10–5.8 ka和3.4–3 ka）及中间的下切阶段。这些阶段与全球气候事件和印度夏季风（ISM）的变化一致。我们估计沿HFT的平均抬升速率为4.4±0.4毫米/年，持续7千年，区域比较证实了气候的一致性。HFT再活动的证据与记录的构造事件一致，然而，ISM的变化显著影响了Markanda河谷的加积和下切。