晚第四纪大型岩坡变形过程（位于英格兰湖区的罗宾逊地区）——这是首次通过宇宙成因暴露年代测定方法对英国山区此类地质现象进行的探索

《Proceedings of the Geologists' Association》：Late Quaternary evolution of a large rock slope deformation (Robinson, English Lake District) – a first such exploration by cosmogenic exposure dating in the British mountains

抽象：通过 cosmogenic 10Be 定年法分析英国罗宾逊岩石滑坡，发现其启动于末次冰期晚期（约15.4 ka），持续至中 Holocene（约4.6 ka），平均位移速率3-4.5 mm/a，为英国首次报道RSF运动速率，揭示了冰川卸载、岩层侵蚀及构造特征对滑坡演化的综合影响。

　　### 洛根山岩坡滑移（RSF）的时空演变研究

在英国西北部湖区，罗宾逊（Robinson）岩坡滑移（Rock Slope Failure, RSF）是最大的此类地貌特征之一。这项研究通过宇宙成因核素（如¹⁰Be）对滑坡的头部断崖/破裂面以及中上坡段的反断崖（antiscarp）进行表面暴露年代测定，评估了该滑坡的时间动态特征。研究结果表明，罗宾逊RSF的滑动活动始于晚冰期，大约在15,400至14,300年前，而其滑动过程可能持续到全新世中期，约4,600年前。这一发现为英国和爱尔兰地区的岩坡滑移研究提供了重要的数据支持，也揭示了这些地质现象的复杂性。

### 岩坡滑移的时间动态分析

研究者通过对罗宾逊RSF不同区域的石英脉进行宇宙成因核素测定，获取了六组¹⁰Be暴露年龄数据。这些数据表明，滑坡活动具有一定的时空分布特征，且其运动速率在不同区域可能有所不同。例如，头部断崖的暴露年龄范围为13.3至15.4千年前，而反断崖的暴露年龄则为6.5至8千年前。这表明，罗宾逊RSF的运动可能经历了多个阶段，包括初始滑动、缓慢的长期运动以及可能的间歇性活动。

研究还指出，尽管宇宙成因核素测年技术已被广泛应用于全球范围内，但其在英国和爱尔兰的岩坡滑移研究中应用仍较为有限。尤其是，目前还没有对这些地区的RSF进行系统的运动速率分析。通过本次研究，首次在英国和爱尔兰报告了罗宾逊RSF的运动速率数据，为理解这些地质现象的形成机制和演变过程提供了新的视角。

### 岩坡滑移的形成机制与影响因素

研究认为，罗宾逊RSF的活动可能受到多种因素的影响。首先，冰川退缩导致的应力释放是岩坡滑移的重要诱因之一。冰川的前进和后退过程会对山体施加压力，而当冰川退缩后，这种压力的释放可能导致岩石的断裂和滑移。其次，冰川作用下的集中侵蚀作用也可能加剧了岩坡的不稳定性。在冰川侵蚀形成的谷地下方，可能存在更深层次的侵蚀作用，从而改变了岩石的结构和应力状态。

此外，局部岩层的结构特征也可能是影响滑坡活动的重要因素。罗宾逊地区的岩层属于斯凯达组（Skiddaw Group），具有强烈的剪切、破碎和褶皱特征。这些地质结构可能增加了滑坡发生的可能性，同时为滑坡提供了特定的路径。此外，研究还提到，冰川作用下的断裂带可能在滑坡过程中起到关键作用，为滑坡的再激活提供了条件。

### 研究的意义与未来方向

本研究的发现对于理解冰川退缩后山区地貌的演变具有重要意义。罗宾逊RSF的暴露年龄表明，该滑坡可能经历了长达10,000年的运动过程，这一时间跨度远超以往的预期。这说明，在冰川退缩后，山区地貌的不稳定性可能持续更长时间，而不仅仅是短暂的冰川作用后立即发生的滑坡现象。

研究还指出，虽然宇宙成因核素测年技术能够提供精确的暴露年龄，但在解释这些数据时仍需考虑多种不确定性因素。例如，样品中可能存在的¹⁰Be继承问题，以及岩石表面的侵蚀和风化作用。这些因素可能会影响暴露年龄的准确性，进而影响对滑坡运动速率的判断。

此外，研究强调了在不同地质环境中进行更广泛和系统的岩坡滑移测年研究的必要性。通过收集更多类似RSF的暴露年龄数据，可以更全面地理解这些地质现象的时间动态特征，从而为评估潜在的地质灾害风险提供科学依据。同时，这些数据还可以用于探讨不同区域的冰川退缩对地貌演变的影响，以及气候变化对山区地质活动的长期影响。

### 岩坡滑移的区域特征与地质意义

罗宾逊RSF的暴露年龄表明，该滑坡可能经历了多个阶段的活动，包括初始滑动、缓慢的长期运动以及可能的间歇性滑动。这种多阶段的活动模式与冰川退缩后的地貌演变过程密切相关。在冰川退缩后，由于应力释放和岩石结构的变化，山体可能经历较长时期的缓慢变形，而非瞬间的滑坡事件。

此外，研究还提到，罗宾逊RSF的暴露面积约为1.3平方公里，是湖区最大的RSF之一，也是英国山脉中规模较大的滑坡。这一发现表明，冰川退缩后，山区的不稳定性可能不仅仅局限于某些特定区域，而是广泛存在于整个地貌系统中。因此，了解这些滑坡的时间动态特征，有助于更好地预测和评估未来可能发生的地质灾害。

### 研究方法与技术细节

为了获取罗宾逊RSF的暴露年龄，研究团队采用了宇宙成因核素（¹⁰Be）表面暴露测年技术。这种方法通过测量岩石表面暴露于宇宙射线的时间，来推断其形成年代。具体而言，研究者在滑坡的头部断崖和反断崖区域采集了多个石英脉样本，并利用高精度的实验室技术对这些样本进行了处理和分析。

在样本处理过程中，研究团队首先对石英脉进行了破碎和磁分离，以去除可能影响测年结果的其他矿物成分。随后，通过酸处理和浮选等方法，进一步纯化石英颗粒，并对其进行精确的化学分析。最终，通过加速器质谱（AMS）技术测定¹⁰Be的浓度，并结合已知的宇宙成因核素生产率数据，计算出暴露年龄。

### 研究的局限性与未来展望

尽管本研究为罗宾逊RSF的时间动态提供了重要数据，但仍然存在一定的局限性。首先，由于样本数量有限，某些区域的暴露年龄可能无法准确反映整个滑坡的运动速率。其次，宇宙成因核素测年技术的不确定性，如¹⁰Be的继承问题和岩石表面的侵蚀作用，可能会影响最终的测年结果。

因此，研究者建议在更多类似地质环境中进行类似的测年研究，以收集更多数据并提高对岩坡滑移时间动态的理解。此外，结合遥感技术（如InSAR）进行现代滑坡的监测，可以进一步验证这些历史数据，并为预测未来的地质活动提供支持。

### 结论

本研究通过宇宙成因核素测年技术，首次揭示了罗宾逊RSF的长期运动过程和速率特征。这些发现不仅为英国和爱尔兰地区的岩坡滑移研究提供了新的数据支持，也为理解冰川退缩后的地貌演变提供了重要的参考。尽管存在一定的不确定性，但研究结果表明，这些滑坡可能经历了长达10,000年的活动过程，而不仅仅是短暂的冰川作用后的现象。因此，未来的地质研究应更加关注这些滑坡的时间动态特征，以更好地评估其对山区地貌和地质灾害的影响。