展布于青藏高原南部的雅鲁藏布江在穿越喜马拉雅山脉东端的南迦巴瓦构造结时形成世界上最大的峡谷——雅鲁藏布江大峡谷。大峡谷地区岩石差异隆升强烈、降雨量丰沛、海洋性冰川发育，地貌演化极为快速，是国内外研究气候、构造与地表过程相互作用的热点区域。关于雅鲁藏布江大峡谷地区独特地貌的形成机制，目前有多种模式，归纳起来，可分为岩石隆起与冰川坝两种机制。前者认为挤压缩短（Molnar and England, 1990; Beaumont et al., 2001; Bendick and Ehlers, 2014; Wang et al., 2014）或集中侵蚀引发的均衡反弹（Burg, 1998; Zeitler et al., 2001, 2014）导致南迦巴瓦构造结强烈的差异隆起和河流裂点的稳定，大峡谷的高侵蚀速率是岩石快速抬升的直接反馈。后者认为第四纪南迦巴瓦峰西坡格噶冰川活动在雅鲁藏布江河谷形成冰川坝，反复的冰川活动使得裂点得以长期维持在原地，上游回水区基岩不受河流的下切侵蚀，有利于青藏高原东南边缘保持稳定（Korup and Montgomery, 2008; Korup et al., 2010），同时反复的灾难性冰川坝溃决产生的巨大洪水是雅鲁藏布江大峡谷快速切割的主要力量（Montgomery et al., 2004; Lang et al., 2013）。在探讨哪种机制谁更合理或是否相关的问题上，冰川堰塞湖-溃决洪水事件作为一种重要的地表过程，成为验证相关模型不可或缺的组成部分。尽管冰川堰塞湖溃决洪水被赋予重要的地貌学和地球动力学意义，但相关模型或假说均基于观察到的地表残留的部分冰碛物和湖相沉积而提出，缺乏河谷埋藏地层的信息，加之冰川坝、堰塞湖与溃决洪水之间演进过程的复杂性，迄今为止对第四纪冰川堰塞湖-溃决洪水的时间、规模、频次以及序列特征等尚不明晰。同时，雅鲁藏布江大峡谷溃决洪水作为巨型古灾害类型之一，在川藏铁路建设、雅鲁藏布江流域水利开发和第二次青藏高原综合科学考察的人-地关系研究中受到广泛关注。
在前人工作基础上，地震动力学国家重点实验室王萍研究员、王慧颖博士后和胡钢副研究员等组成的研究团队对雅鲁藏布江河谷沉积与地貌开展了数年的研究。近期在QSR（Quaternary Science Reviews）杂志上发表了两篇文章，分别就雅鲁藏布江米林宽谷的古堰塞湖序列和大峡谷溃决大洪水事件的研究结果进行了报道。
研究结果表明：雅鲁藏布江大峡谷上游宽谷河段保存着中更新世以来的古堰塞湖沉积记录。地表出露三级呈内叠形态的湖积阶地，沉积年龄分别为≥50 ka -20 ka、~9-5 ka和~0.6-0.5 ka。其中，T3阶地规模最大，阶地顶面海拔~3160 m，最大沉积厚度~265 m，多个反粒序层序反映了末次冰期短周期冰川坝融化-溃决的反复发生；T2和T1阶地沉积厚度不大，在形成时间上可与全新世的两次冷事件对应。末次盛冰期时古堰塞湖规模最大，最高湖水位≤3200 m，湖水面积和体积可达1233 km2和199 km3。钻探岩芯揭示河床覆盖层中保存有中更新世以来的多层湖相沉积，古堰塞湖开始发育与“中更新世气候转型”时期相一致。这表明，河谷区存在频繁的河-湖相转化和规模不等的溃决洪水的发生。频繁的堰塞湖淤积-河流切割的循环，导致事件序列可能保存不完全，但自下而上沉积年龄的由老变新，反映了宽谷河段总体上的加积状态。同时，在距离雅鲁藏布江大峡谷冰川坝最近的墨脱河段，则保存着末次冰期以来多期古洪水沉积记录，在大峡谷中、下游发生广泛堆积，具有规模大、年代新，沉积保存良好的特点。我们从中识别出发生在距今~5 ka的大洪水事件，该期洪水得到上游湖积-冰碛-溃坝堆积阶地、下游香江河谷洪水沉积及其年代学证据的支持，也在孟加拉国布拉马普特拉河Wari- Bateshwar考古剖面上发现其踪迹。此外，末次冰消期~18 ka和全新世晚期~2-3 ka分别发生一次更大规模与一次较小规模的洪水。并且末次冰消期以来的2次灾难式溃决洪水(~18 ka、~5 ka)具有洪峰流量大（107-106 m3/s）、间隔时间长的特征。
本研究完成的跨越数千公里的河湖相-洪水沉积记录的对比研究，是对雅鲁藏布江大峡谷冰川堵江堰塞湖-溃决大洪水的一次精准揭露。古堰塞湖-溃决洪水事件序列的发育显示青藏高原东南部冰川活动响应全球气候变化，寒冷时期的冰进事件导致河谷区堵江堰塞湖的发育，暖期因冰川的消融和灾难式溃决洪水而发生沉积相的转换和河道的下切。我们建立的古堰塞湖-溃决洪水事件序列及沉积序列论证了大峡谷入口曾频繁发生冰川堵江堰塞-溃决事件，支持南迦巴瓦峰西南坡格噶冰川坝在阻碍河流向高原内部的下切、维护裂点的稳定以及加速大峡谷的侵蚀中发挥影响的认识。并且，这种影响在中更新世以来显著增强，有助于南迦巴瓦构造结及其以北的海洋型冰川作用区新一轮快速切割的发生。溃决大洪水主要对南迦巴瓦块体隆升中心至东北边缘活动断裂之间的陡峭的大峡谷上游河段进行侵蚀，从而促进汇入该河段支流河谷的溯源侵蚀；而在偏离隆升块体的大峡谷中下游河段发生沉积，河床粗大碎屑及岸坡堆积阻碍了随后的侵蚀。区分来自大峡谷入口的超级溃决大洪水与现今全球变暖背景下多成因溃决洪水在规模、频次及灾害影响方面的差异，将有助于下游低海拔地区史前文明、聚落考古的巨型古灾害研究以及流域未来水电开发的灾害防御。
图1 青藏高原东南部雅鲁藏布江大峡谷地区的DEM图（A）和河流纵剖面（B）显示冰川堰塞湖-堰塞坝-溃决大洪水的空间分布。
图2 雅鲁藏布江大峡谷上游米林宽谷地区的古堰塞湖沉积考察点分布。
图3 雅鲁藏布江大峡谷上游河谷沉积纵剖面示意图。
图4 根据实测和影像解译获得的墨脱河段河流纵、横剖面上的多期洪水沉积分布。
图5 雅鲁藏布江大峡谷下游墨脱河段果果糖地区的溃决大洪水地貌与沉积野外照片。
本研究受国家自然科学基金项目（41941017和41772199）、地震动力学国家重点实验室项目（LED2021A04）和中国地震局地质研究所西藏拉萨地球物理国家野外科学观测研究站研究课题（NORSLS20-06）的共同资助。
论文信息：
Wang Ping*, Wang Huiying*, Liu Tao, Hu Gang, Qin Jintang, Yuan Renmao (2024). Sedimentary records of megafloods in the Yarlung Tsangpo Gorge in the eastern Himalaya since the Last Glacial Period. Quaternary Science Reviews, 324, 108436. Doi: https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2023.108436
Wang Ping*, Wang Huiying*, Hu Gang, Ge Yukui, Liu Tao, Xu Bo (2023). Reconstructing post-mid Pleistocene glacial-dammed paleolakes in the Tsangpo Gorge, southeastern Tibetan Plateau. Quaternary Science Reviews, 314, 108228. Doi: https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2023.108228
