南美被动大陆边缘悬崖侵蚀动力学与后退机制研究：以巴西阿拉多斯达塞拉悬崖为例

本研究针对南美被动大陆边缘悬崖演化机制争议，通过地形分析和10 Be同位素测年技术，首次量化了巴西阿拉多斯达塞拉悬崖40-920 m Myr?1 的后退速率，揭示岩性差异通过控制侵蚀速率影响分水岭迁移模式，为理解亿年级地貌演化提供新机制。

　　

大陆边缘悬崖作为被动大陆边缘最活跃的地貌单元，其形成演化机制长期存在"古老裂谷残留"与"新生构造抬升"的学术争议。位于巴西东南部的阿拉多斯达塞拉悬崖，作为南美大悬崖系统最南端1公里高差的典型代表，为破解这一争议提供了天然实验室。该区域北段以易侵蚀沉积岩为主、南段为坚硬玄武岩的独特岩性组合，以及缺乏厚层风化壳的特征，使其成为研究岩性-侵蚀-均衡反馈耦合机制的理想场所。

为揭示悬崖演化规律，研究人员整合地形分析、河流剖面测量和流域平均¹⁰
Be侵蚀速率计算技术。通过12.5米分辨率ALOS-PALSAR数字高程模型提取河流陡峭指数(k_sn
)，结合TopoToolbox 2.3识别裂点；采用Wang和Willett提出的流域投影法计算后退速率，并校正高原侵蚀和均衡挠曲影响；基于25 km有效弹性厚度(Te)计算挠曲响应，通过40 km宽条带剖面验证理论预测。

研究结果揭示：1）侵蚀动力学方面，测得悬崖后退速率40-920 m Myr^?1
，较区域侵蚀速率高8-10倍，与弱岩层比例呈正相关(r²
=0.77)；2）分水岭迁移方面，北部快速后退诱发强挠曲 uplift（ω_max
达南部23倍），使主分水岭(MDD)固定于悬崖边缘，而南部弱挠曲导致MDD内移达12 km；3）河流重组机制上，识别出ENE-WSW向节理控制的袭夺事件，但袭夺面积与后退速率无相关性，颠覆传统认知；4）演化历史方面，后退速率与距裂谷铰合线距离显著相关(r²
=0.92)，支持白垩纪起源说，估算高原仅侵蚀580-850米。

该研究创新性提出"岩性-侵蚀-均衡"三联调控机制：岩性差异控制局部侵蚀速率→差异卸载引发空间变异挠曲响应→挠曲幅度决定分水岭稳定性。这一机制不仅合理解释了"分水岭型"（北部）与"峡谷头型"（南部）悬崖的共存现象，更揭示了被动边缘亿年尺度地貌保存的关键在于：低高原侵蚀速率（<25 m Myr^?1
）与侵蚀-均衡的正反馈循环。相比东非、西高止山脉等被动边缘，本研究首次在缺乏厚层风化壳的区域验证了构造-岩性耦合控制理论，为全球被动边缘地貌演化模型提供了南半球典型案例。发表于《Geomorphology》的这项成果，对重建大陆裂解历史、预测沉积通量变化及保护联合国教科文组织全球地质公园（如伊泰姆贝济纽峡谷）具有重要实践价值。