构造地貌学：构造-气候-地表过程相互作用的交叉研究

构造地貌学是发展迅速的新兴交叉学科.与传统地貌学不同,构造地貌学是一种定量地貌学,强调对地貌过程的定量描述,其核心概念是构造-气候-地表过程相互作用,聚焦于以量化的方式具体阐述构造活跃造山带地区气候、地形、水文、物理和化学剥蚀、沉积以及岩石变形之间的相互作用.本文首先阐释构造地貌学的主要科学问题与核心概念,即构造、气候和地表过程之间的相互作用.随后简要介绍构造地貌学的主要研究方法和手段,特别是对学科发展起到重要推动作用的测年手段(如宇宙成因核素和低温热年代学)和空间探测技术手段(如LiDAR).基于近年来构造地貌学的研究实例,梳理了构造-气候-地表过程相互作用的研究中获得的一些重要认知,这些研究实例涵盖的时空尺度巨大:时间跨度从数小时到百万年,空间跨度从单个断裂到整个造山带.这些跨度广泛的研究对理解造山带的地形演化具有重大的启示意义.最后,简要总结了构造地貌学的前沿问题.

河流地貌演化研究进展

本文基于近年来全球河流地貌演化的研究实例及新进展,介绍了主要的研究载体与思路,讨论了河流地貌演化事件背后的地质、环境意义。沉积学、地貌学、物源分析、低温热年代学等是解决河流地貌演化问题的重要工具。沉积学记录着河流演化的一手资料,同时,沉积物定年技术的发展为揭示河流演化过程提供了高精度的时间约束。地貌指数研究是根据河流剖面形态与流域特征等揭示河流及区域地貌演化过程的研究手段,在恢复基岩隆升历史,定义地貌演化状态和判断分水岭迁移等方面具有优势。基于碎屑热年代学的物源分析方法结合沉积物沉积年代测定的研究思路则是利用了地表物质的“源-汇”过程变化,是揭示水系沟通演化历史的有效手段。当借助中-低温热年代学的多方法联合和单矿物的多重定年作为物源示踪剂时,可以有效提高分析精度,具有广阔的研究前景。另外,低温热年代学和宇宙核素10Be等对浅表过程十分敏感,记录了百万年-千年尺度的河流侵蚀作用,是示踪流域侵蚀方式空间变化和定量化揭示侵蚀过程的有力工具。河流的诞生与演化是地表过程的重大事件,记录了局部或区域的构造-气候背景,也是研究构造-气候-地貌耦合及互馈过程的重要纽带。特别是新生代晚期以来,地貌形成过程伴随着古人类的诞生与发展,而河流的演化则在古人类活动和迁徙中起到了重要的控制作用。因此,河流地貌演化的背景动力及环境意义体现了地球多圈层的相互作用与协同演化。