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大禹治水:长江三峡人工开凿的?(地质篇)

2024-03-23科学

我在前面的文章已经做了推测:

从卫星影像地图看长江三峡属于多段山脉横切型峡谷,有明显的人为工程特征,遂将其列入【大禹治水:「随山峻川」工程疑迹(长江篇)】

将文中截取的卫星影像地图不加任何说明展示给周边朋友及陌生网友,莫不以为是人工开凿的

这个观点也得到大量的典籍记载和民间传说支持

但这个推测结论颠覆了大众对古人工程能力的普遍认知,也与地质学家关于长江三峡成因的「科学」结论相背

在没有深入思考和仔细观察前,我自己也一样认为长江三峡不可能是人工开凿的

都是从常识出发,却产生了不可调和的认知错位,问题到底出在哪呢?

让我们从相关地质科学报告入手,看看地质学家是怎么研究和看待这个问题的。

网上一搜,发现这篇刚发的论文:

长江三峡的形成:时间、证据及争议

原创 杨超群,朱祥峰等

地球科学进展 2024-03-15 18:09

原文链接http://www.adearth.ac.cn/CN/article/advancedSearchResult.do

正是我要找的!

这个问题地质学家都研究一百多年了,此前我计划用两年的时间寻找问题的答案,看来是草率了。不管吧,干了再说

摘要:......然而,有关三峡的形成却颇具争议,为了厘清长江三峡的形成过程,回溯了关于长江三峡的成因和形成时间的百年争议,并对长江三峡形成机制和过程研究进行了梳理。通过分析发现,由于研究思路、研究对象和研究方法的限制,长江三峡侵蚀时间和下游物源分析结果矛盾,长江三峡东流贯通时间存在较大争议。......

WHAT?!

世界地质学家研究了一百多年,最新的研究回顾结论就是:「争议太大,目前无法下结论,需要后续继续研究」

要给出这个结论需要多大的勇气啊!

细读之下,对作者的推理逻辑严谨叙述有了深刻印象,这应该就是目前最符合实际的结论吧。

形成机制上的争议

前人对三峡形成提出了不同的见解,但总结起来三峡形成的机制主要有2 种观点:第一种观点倾向于「下切说」,认为在三峡深切峡谷形成前存在区域性河流[图3(a1)],随着川东地区的抬升和江汉盆地的沉降,三峡地区的侵蚀基准面下降,先存河的下切形成现今的深切峡谷[图3(a2)];第二种观点则为「溯源说」,主要认为三峡形成前黄陵背斜为四川盆地与江汉盆地水系之间的分水岭[图3(b1)],分水岭两侧的水系同时向上游进行溯源袭夺,随着江汉盆地的热沉降,拥有更低的侵蚀基准面的江汉盆地水系袭夺了四川盆地水系,进而形成了现今的长江和三峡[图3(b2)]。尽管存在不同见解,但两种观点均认为是下游江汉盆地的热沉降引起下游的侵蚀基准面降低,进而导致河流在三峡处的快速侵蚀,形成深切的峡谷,这可能是三峡形成的根本原因。

图3 长江三峡形成的2种模型

(a)「下切说」模型:(a1)三峡深切峡谷形成前存在区域性河流,(a2)川东地区的抬升和江汉盆地的沉降导致先存河下切形成现今的深切河谷;

(b)「溯源说」模型:(b1)三峡贯通前黄陵背斜为四川盆地与江汉盆地水系的分水岭,(b2)分水岭两侧水系不断向黄陵溯源侵蚀,最终贯通了三峡

【吾评:第一种观点「下切说」认为在三峡深切峡谷形成前存在区域性河流,而深切峡谷一般形成于高海拔上游流域,这与三峡上游四川盆地的地貌条件不匹配;第二种观点「溯源说」向源侵袭的速度与源头流域面积及持续径流量密切相关,而黄陵背斜的流域面积极其有限,双向溯源贯通并横切总长近200公里的多段山脉,所需要的水量需要流域范围内下多少雨才能完成呢?源头与切割方向不一致】

形成时间的争议

表1 长江三峡形成主要时间研究及其研究内容

【吾评:目前作为证据的研究对象除了三峡库区基岩都无法作为长江三峡地貌形成的直接证据,但基岩的热年代学对封闭条件要求严格,库区内基岩露出地貌多,基准点选取困难】

仔细阅读原文(前有下载链接)收获颇大,让我陷入了深深的思考......

有没有可能提出一种新的长江三峡形成模型可以很好解析现有模型与基础研究数据之间的差异及矛盾?

这个新模型姑且称之为「长江贯通的地震构造及人为动力地貌形成简要模型」

新模型是对前人提出的长江贯通模型的优化,主要增加了四个地貌改变因素:

1)长江三峡贯通前,存在连接四川盆地东南边缘与清江的长江古河道且通过喀斯特地貌的部分河段为地下暗河,长江三峡贯通后古河道断流

2)横断山脉川滇菱形断块4.2Ka之前系列超级大地震产生的构造地貌形成「长江第一湾」并迫使金沙江连带雅砻江、大渡河、岷江改道东流

3)金沙江等河道改道东流后形成现今的长江上游流域,改道时上游来水进入四川盆地,清江支流的长江古河道暗河排水不及至四川盆地长时间积水,在地势较低的盆地南部地区形成河水动力地貌积水湖,过量来水从盆地东南缘低山隘口溢出流向清江下游河道

4)受淹的四川盆地古代先民经过长年努力,在4.1Ka开凿疏通长江三峡形成新的盆地出水口,这便是现今让人叹为观止不可想象的人为动力地貌—长江三峡

(a)60Ma四川盆地成为陆相盆地,三峡形成前,其所在黄陵背斜为长江上游水系与长江中游水系的分水岭,分水岭西侧的长江上游水系为古红河的支流,分水岭东侧的长江中游水系汇入江汉盆地

(b)36.5Ma华东地区的沉降促使长江中下游形成一条东流入海的河流

(c)24.6Ma以后长江中下游水系通过清江的长江古河道逐渐向上游进行溯源袭夺,袭夺了四川盆地内一系列河流

(d)4.2Ka前横断山脉断裂带的系列大地震,阻塞金沙江南流通道,形成长江石鼓第一湾,雅砻江大渡河随同金沙江改道东流,上游巨量来水致使清江古河道排水不及,四川盆地形成长期积水湖

(e) 4.1Ka古人通过多年努力人为开凿疏通了长江三峡,四川盆地积水通过三峡排向下游,清江古河道断流,形成类似于现今的东流长江

考验的时刻来了,这个新模型是否可以解释学界现在争议的焦点问题呢?

争议聚焦的几个问题

(1) 三峡侵蚀下切时间研究中存在的问题

低温热年代学数据表明,三峡的侵蚀可能发生在45~40 Ma。但反对者认为,三峡的形成必然导致下游沉积盆地沉积环境和源—汇体系的变化,沉积物会第一时间响应三峡的侵蚀,因此三峡的侵蚀时间在理论上应与下游盆地沉积记录变化时间一致。然而,三峡下游江汉盆地在约36.5 Ma 之前广泛发育的蒸发岩表明,江汉盆地在始新世为一个干旱的湖泊环境,与长江这种大型河流环境特征相悖,长江三峡的形成应在约36.5 Ma 之后,江汉盆地和苏北—南黄海盆地的物源分析也表明三峡的形成可能发生在中新世或其之后。热年代学数据与沉积记录不匹配是三峡侵蚀时间争议存在的根本原因。

【 吾评 :已解,新模型的长江贯通时间为4.1Ka,与下游江汉盆地36.5Ma之前 蒸发岩数据不矛盾 】

(2) 长江砾石层研究中存在的问题

长江三峡的形成直接影响下游盆地源汇体系,因此三峡下游盆地中的沉积物,尤其是长江下游地区的长江砾石层是三峡形成研究的焦点。长江砾石层中碎屑锆石U-Pb定年显示长江三峡的形成可能发生在中新世或其之前,而与碎屑钾长石Pb同位素、钾长石(云母)Ar/Ar定年的数据却认为三峡的形成可能发生在~10 Ma之后。

【 吾评 :查原文相关内容如下

目前共有2种思路证明长江三峡或现今长江的形成:① 将三峡下游盆地沉积物的沉积学、矿物学和地球化学特征与现今长江下游沉积物进行对比,二者具有相似的特征可能意味着现今河流系统的建立;②在三峡下游盆地沉积物中寻找上游四川盆地源区的特征矿物或特殊化学信号,进而证明 四川盆地与江汉盆地已经连通,即三峡已经形成 ==】已解,原有思路把盆地连通与三峡形成捆绑,这点是不够严谨的,也是长江三峡地质论文普遍存在的问题。新模型对此做了优化,提出了存在绕过长江三峡的古河道,思路上有了创新

He 等 [12] 对长江大型支流水系进行碎屑锆石U-Pb 定年分析,发现新生代的锆石只出现在长江上游的支流水系和金沙江中,在下游支流中并不存在,因此 新生代的锆石可以作为三峡上游源区(或青藏高原)的特征矿物 。然而, 南京雨花台砾石层并不包括长江上游常见的新生代锆石 ,其年龄谱与江汉盆地白垩纪沉积物一致 [31-32,74-75] [图 5(a)和图 5 (c)]。 ==】已解,新模型提出长江上游与下游自全新世才贯通,南京雨花台砾石层不应该包括长江上游常见的新生代锆石

Sun 等 [31] 和 Zhang 等 [32] 利用碎屑云母和钾长石的 40 Ar/ 39 Ar定年和 Pb 同位素分析,发现砾石层并不包括三峡上游常见的新生代碎屑云母和钾长石等特征矿物,但与江汉盆地白垩纪沉积物特征类似[图5(b)和图5(c)], 据此推测南京砾石层代表着长江中下游水系的贯通[图4(a)和图4(b)],但是未与长江上游相互连通,长江三峡的形成可能发生在最晚的砾石层沉积之后,即 10.3 Ma之后 [31-32,74] 。 ==】已解,新模型完全满足

以新生代锆石(独居石)的出现为长江 三峡 (古河道) 贯通的主要依据,Fan等 [48,69] 、Wang等 [57] 和Yang等 [47] 对长江三角洲和江汉盆地的新生代沉积物进行碎屑矿物 U-Pb定年分析[图 5(d)~图 5(g)],分别认为 三峡 (古河道) 的形成发生在 约2.6 Ma、约0.8 Ma和中新世之前 ==】已解,这里的三峡贯通可用新模型长江古河道贯通来替代解释】

(3) 其他沉积物研究中存在的问题

对于江汉盆地的物源研究同样存在较大争议,尤其是在宜昌砾石层和盆地钻井岩心的物源分析中,依然存在前中新世和上新世之后2 种三峡形成的观点。对于宜昌砾石层已发现三峡形成的众多证据,但其堆积时间是争议的中心,缺乏有效限制沉积年龄的方法。对于盆地钻井沉积物,尤其是碎屑锆石U-Pb 定年分析可能与样品的测试数量相关,特征矿物的出现只能为三峡形成提供最小的年龄约束。除此之外,长江在江汉盆地内主要发育曲流河,河道的迁移也可能导致物源的变化。 【 吾评 : 已解,这里的三峡可用新模型长江古河道来替代解释 】

「长江贯通的地震构造及人为动力地貌形成简要模型」,可尽解以上焦点问题!!!

新模型时间上与「 4200气候异常 」事件产生 大洪水 密切相关,从已收集的 四川盆地、江汉盆地和太湖地区大洪水沉积物地质分析报告 看,有很多数据可以 支持 这个 新模型 。后续另文说明,敬请期待!

特别感谢 「翔子史前推理师」 华夏文明探源群友们的信息分享和交流启发!

「长江贯通的地震构造及人为动力地貌形成简要模型」 为全网首发,欢迎朋友们共同探讨,批评指正!