10Be宇成核素示踪汶川地震滑坡物质的河流搬运过程及其对龙门山地形演化的意义

摘要

汶川地震发生之后2008-2013年期间，本文在龙门山地区岷江、沱江上游流域进行了多期次的定点现代河砂采样，结合震前同一点位的河砂样品数据结果，发现:(1)受汶川地震影响，龙门山地区河砂石英10Be浓度明显降低，并且震后5年仍未恢复到震前水平;(2)河砂石英的10Be稀释程度存在空间上的差异以及时间上的变化，通过河砂10Be稀释度和流域内滑坡分布、年降雨量的进一步分析表明主导河砂10Be稀释度空间差异的因素为流域内的滑坡量，而降雨是影响同一流域河砂10Be稀释度随时间变化的主要原因。研究区龙门山山前流域内河沙石英中10Be浓度时间上的变化并未受到流域内滑坡物质的逐年减少影响，对于这些滑坡发育较强的流域，震后河流的运移量主要受河水的搬运能力限制。在此基础之上，通过震前、震后河砂中10Be浓度和流域内滑坡物质10Be平均浓度，计算获得河砂中滑坡物质所占比重高达25%-96%，在滑坡发育区甚至高达50%以上。尽管河砂中以滑坡碎屑物为主，但计算表明在不考虑震后侵蚀速率随时问衰减的情况下，将流域内的滑坡物质全部搬离出造山带仍需要几百-上千年的时间，接近或稍小于龙门山地区汶川地震型强震的复发周期，比1999年台湾集集地震同震滑坡运移的响应时间长一个数量级。