巴西巴拉那泥盆纪悬崖剥蚀不对称性与分水岭迁移：揭示热带被动大陆边缘地貌演化的定量框架

本研究针对被动大陆边缘悬崖演化机制的科学争议，通过地貌指数分析、形态计量学及宇宙成因核素(10Be/26Al)技术，量化了巴西泥盆纪悬崖与帕拉纳皮亚卡巴山脉的剥蚀速率(4.3-18.3 m Myr?1)和分水岭迁移速率(<335 m Myr?1)，揭示了岩性-构造-气候耦合控制下的流域重组规律，为热带环境长期地貌演化研究提供了新范式。

　　

在漫长的地质时间尺度上，被动大陆边缘悬崖如何保持其陡峭形态始终是地貌学界的未解之谜。传统理论认为海岸侧的剥蚀速率应显著高于内陆侧，但全球观测数据却呈现四个数量级的巨大差异（1-2000 m Myr^–1），且现有研究集中在澳大利亚、马达加斯加等少数区域。巴西东南部的泥盆纪悬崖因其独特的泥盆系砂岩盖层和活跃的里贝拉河谷侵蚀系统，成为检验这一理论的理想天然实验室。

由法国发展研究院（IRD）Lionel L. Siame团队与巴西学者合作的研究，通过多学科方法揭示了这一热带悬崖系统的演化机制。研究采用30米分辨率数字高程模型进行地貌分析，结合21个流域的河流沉积物宇宙成因核素(¹⁰Be和²⁶Al)测试，首次建立了该区域第四纪剥蚀速率与分水岭迁移的定量关系。

地质与地貌特征揭示研究区包含三个典型单元：上里贝拉河谷（平均坡度27%）、皮拉伊洼地（11%）和悬崖高原背侧（11%）。泥盆系Furnas组砂岩形成的盖层控制着悬崖东西向不对称形态，而寒武纪基底断裂系统导致河谷右侧坡度显著大于左侧。

方法学创新体现在三方面：1）利用χ指数和陡峭指数识别流域不稳定性；2）通过¹⁰Be/²⁶Al比值计算表观埋藏时间（0.2-1.5 Myr）；3）建立核素浓度-剥蚀速率转换模型，发现69%样本存在显著Al-Be耗竭，反映复杂沉积历史。

关键发现包括：1）剥蚀速率空间异质性显著，上里贝拉河谷加权均值达10.0±0.3 m Myr^?1，而高原背侧仅5.8±0.2 m Myr^?1；2）核素耗竭模式指示喀斯特系统导致沉积物长期滞留；3）分水岭迁移速率上限335±58 m Myr^?1，受控于砂岩-页岩互层产生的差异抗蚀性。

结论与意义：该研究首次量化了南美热带被动边缘的悬崖动态，证明传统"快速海岸剥蚀"模型在此并不适用。发现的核素耗竭现象为全球沉积物通量研究提供了新视角，而建立的岩性-气候-构造耦合模型，对理解青藏高原东缘等年轻造山带的地貌演化具有启示意义。论文发表于《Geomorphology》，为国际地貌学研究填补了关键地理空白。