阿根廷亚热带安第斯山脉全新世晚期滑坡堰塞布兰卡湖的演化 (南纬 31°)

《Quaternary International》：Evolution of the Late Holocene landslide-dammed Laguna Blanca, Subtropical Andes of Argentina (31°S)

　　

摘要

布兰卡湖（31°52′S; 69°59′W），位于阿根廷亚热带安第斯山脉，是一个由约 12.8 千年前在高山狭窄峡谷中形成的大型岩崩自然筑坝而成的湖泊实例。确定了两个湖面高度，提供了至少两条古湖岸线的证据。较老的湖面高度无法直接定年。根据本文提供的释光年龄，第二个湖面高度在约 2.5 千年至 2.1 千年之间逐渐淤满，湖缘波动。在第二个古湖相序列中进行了沉积学和磁性性质分析，以重建古湖存在期间的湖面高度变化，并参照区域记录推断排水后的古气候条件。根据我们的结果，第二个古湖在 2.1 千年后的某个时候部分排水，暴露出一个小节段（<2 米）。然而，底部节段仍可能在水下，而顶部则被风动员。推断在该半干旱环境中部分排水后气候条件变得湿润，促进了通过磁性矿物和沉积学分析识别的细微淋滤过程。随后，风成沙丘表明条件变干并持续至今，这与区域古气候记录相吻合。

引言

天然山谷拦蓄是高山景观中与冰川地貌或滑坡相关的常见特征（Correas-Gonzalez et al., 2020; Dunning et al., 2005; Ermini and Casagli, 2018），但它们研究不足。即使是少量坍塌的坡面物质也可能完全阻塞山谷，造成大型拦蓄，这些拦蓄充当重要的沉积物陷阱（Hovius et al., 2011; Korup et al., 2007）。如果拦蓄足够稳定且持续时间较长，上游可能形成湖泊，并且湖相沉积物可直接或间接与天然滑坡坝相关联而堆积。这些沉积物包含重建过去气候条件和环境动态的宝贵信息（Kim et al., 2002; Seltzer et al., 2002）。这特别适用于干旱环境中的高山景观，那里其他古环境档案通常稀缺（Williamson et al., 2008, 2009）。

滑坡筑坝湖是安第斯山脉环境中的常见特征（Di Tommaso and Fauqué, 2005; Hermanns et al., 2006, 2011; Moreiras et al., 2021），特别是在阿根廷和智利的亚热带安第斯山脉（SAA）。这里，滑坡坝发生的所有必要条件均得到满足：高落差、狭窄峡谷和弱岩性（Dunning et al., 2005; Ermini and Casagli, 2018）。然而，围绕 SAA 关注这些筑坝事件（无论是历史上的还是通过地质记录的）的研究非常少。缺乏信息的一个解释是，这些坝通常在形成后不久就被排水（Schuster and Costa, 1986），且高度动态的高山环境中古湖相沉积物保存不善。尽管全球范围内有长寿滑坡坝湖的证据（Fan et al., 2020; Weidinger, 2011），包括反复失效的情况（Losen et al., 2024），特别是在中安第斯山脉（Placzek et al., 2013; Trauth and Strecker, 1999）和北巴塔哥尼亚（Hermanns et al., 2004），但在 SAA 发现的少数历史案例都是短暂的，例如 2005 年的 Los Erizos 溃决事件，该事件最初是由大型岩屑流/碎屑流筑坝，在形成几个月后灾难性地排水（例如 D'odorico et al., 2009; Perucca and Esper-Angillieri, 2009）。尽管文献中对这些事件普遍缺乏兴趣，但有一些案例在历史上对下游村庄造成了严重影响，例如 Los Erizos 事件，其中暴烈且意想不到的洪水行程 250 公里，摧毁了当时正在建设的人工水坝（Los Caracoles 水坝）（D'odorico et al., 2009; Perucca and Esper-Angillieri, 2009）。

在阿根廷北部，滑坡发生可能性的增加与厄尔尼诺 - 南方涛动（ENSO）事件变率引起的湿润期相关（Trauth and Strecker, 1999; Trauth et al., 2003）。另一方面，与滑坡坝相关的较年轻湖相记录与智利中部的小冰期有关，大约在公元 1570-1700 年（Carrevedo et al., 2015）。对于较老的沉积物，在滑坡坝上一处间歇性干涸盐湖湖床的砂质至泥质沉积物中，一个更新世马的牙齿遗骸（Cerde?o et al., 2008），结合相关的沉积学研究，推断出干旱气候（Moreiras et al., 2018）。然而，在干旱至半干旱的高海拔山脉中的湖泊里，生物记录仍然罕见。

以上所有例子都突出了滑坡筑坝沉积物的潜力，但它们对于古环境重建的价值受到湖泊寿命短的局限。虽然水文和气候因素控制着滑坡坝上游的水流入和蒸发损失，但湖泊面积和体积的变化也直接受到滑坡沉积物性质、体积和空间分布、周围基岩类型和结构以及湖泊周围景观动态演变的影响。从通常唯一的湖相沉积岩芯中提取的环境指标可能允许对某些古环境变量进行详细量化，但它们并不提供有关同样对滑坡 - 河流 - 湖泊沉积系统长期演变至关重要的广泛形态动力学过程的信息（Fan et al., 2020; Korup, 2005, 2012）。因此，需要整合形态地层学、沉积学和时间学信息，以更深入和可靠地理解滑坡筑坝湖的动态演变，及其对高山峡谷和景观的持久影响（Fan et al., 2021）。

本文展示了布兰卡湖（位于 SAA 的一个滑坡筑坝湖）新的地貌、沉积和时间数据，以了解其地貌和水文演变。先前的研究已经表征了岩崩的形态测量和定时（Jeanneret et al., 2020, 2023）。然而，滑坡筑坝湖的沉积填充历史及其随后的坍塌尚未得到充分探索。

章节摘要

区域概况

布兰卡湖（31°52′S; 69°59′W）是一个位于 SAA 布兰卡湖盆地里海拔约 3100 米的滑坡筑坝湖（图 1a）。地质上（图 1b），该盆地位于 Frontal Cordillera 省，特征是乔伊伊组（Choiyoi Group），一个来自二叠纪 - 三叠纪交界处的侵入和火山复合体。该单元的侵入相由花岗岩闪长岩和花岗岩质深成岩复合体组成，而火山相则包括流纹岩、流纹质凝灰岩和

地貌学研究

继首次识别滑坡筑坝湖后（Jeanneret et al., 2025），研究了其形成和演变（图 2）。基于诸如 Landsat 5 TM（空间分辨率 30 米）、Google Earth 和 SPOT 5（空间分辨率 3 米）等卫星图像，以及来自 Alos Palsar L1 的数字高程模型（DEM）（垂直分辨率 12 米）和实地检查，创建了一份详细的地貌图，重点在于湖相沉积物和滑坡沉积物（图 3）。该

滑坡坝和盆地形态

布兰卡湖是在布兰卡湖岩崩（LB-RA）阻塞河流后形成的（图 3a）。在 LB-RA 沉积物上方南坡 700 米处发现一个勺状疤痕，那里露出乔伊伊组的流纹岩和流纹质凝灰岩，向南倾斜 35°（图 3a 和 b）。基岩被与同一二三叠纪火山活动相关的流纹粗安岩岩墙侵入。崩塌后缘位于海拔 3400 至 3700 米之间，这一海拔范围与下部

讨论

保存在 SAA 当前布兰卡湖附近的湖相序列，由岩屑流/岩崩拦蓄而成，为检查该盆地的地貌演变提供了罕见机会。以下讨论根据事件顺序对这些结果进行阐述：(1) 原始滑坡事件，(2) 第一个古湖（P1）及其溃决事件，(3) 第二个古湖（P2）及其定时，以及 (4) 部分排水后的湖泊发展（图 9）。

结论

本研究揭示了布兰卡湖存在两个主要古湖阶段，由相邻北坡的大型岩屑流/岩崩形成。较老的湖面高度（P1）未定年，但可根据其地形位置估算其年代地层年龄，达到现代湖面高度以上约 70 米。估计湖面高度 P1 发生在 12.8 千年后的某个时候，但由于沉积学记录有限，我们无法确定其持续了多久。然而，通过

CRediT 作者贡献声明

Pilar Jeanneret: 写作 – 初稿，可视化，调查，形式分析，概念化。Stella M. Moreiras: 写作 – 审阅与编辑，验证，监督，资金获取。Jan-Hendrik May: 写作 – 审阅与编辑，验证。Frank Preusser: 写作 – 审阅与编辑，形式分析。Maria Julia Orgeira: 写作 – 审阅与编辑，方法学。

数据可用性

所有数据均在手稿中提供。

关于手稿准备过程中生成式人工智能及人工智能辅助技术的声明

在准备本作品过程中，作者使用了 ChatGPT 来改进英语语法和拼写。使用该工具后，作者根据需要审查和编辑了内容，并对已发表文章的内容承担全部责任。

利益冲突声明

作者声明，他们没有已知的竞争经济利益或个人关系，这些利益或关系可能会影响本论文报告的工作。

致谢

本研究由科尤奥国立大学项目 SIIP 06/A 711 和 CONICET 项目 PIP 11220150100191CO 资助。这两个项目均由 Moreiras 领导。我们感谢布宜诺斯艾利斯大学提供磁性性质分析设备。我们还感谢 Mariana González-Correas 在野外考察中提供的帮助。

Pilar Jeanneret|Stella M. Moreiras|Jan-Hendrik May|Frank Preusser|Maria Julia Orgeira