河流系統(tǒng)作為塑造地貌的重要動力和人類賴以生存的水資源，其水系在構造和氣候影響下的重組過程不僅涉及流域地貌演化的機制探索，而且對河道科學管理也有重要的指導意義，是地學基礎理論研究和工程應用都極為關心的熱點。目前針對疊置河水系重組過程研究已基本達到地質(zhì)實證與概念模型相互印證的層面。相比之下，先成河響應構造活動和氣候變化耦合作用下的水系重組過程仍然停留在概念模型構建階段，缺乏構造邊緣帶河流演化的記錄驗證。蘭州大學潘保田教授和胡振波教授團隊創(chuàng)新性的將地貌、沉積和物源記錄集合，在宇生核素、光釋光和14C-AMS交叉測年的限定下，系統(tǒng)重建了南北向縱貫青藏高原東北邊緣酒東盆地的水系重組過程。
圖1酒東盆地構造及地貌圖
酒東盆地作為青藏高原東北邊緣典型活動構造帶的代表，其南北緣分別被祁連山和正在隆起的金塔南山限定，構成了盆山相間的地貌格局。起源于北祁連山的系列河流作為這一地貌系統(tǒng)的先成河向北貫通金塔南山，發(fā)育7處風口和沿程階地序列。研究團隊系統(tǒng)研究了這些風口內(nèi)的河流階地序列、構造變形模式、形成年代和上覆河流相沉積物的物源，發(fā)現(xiàn)：1、金塔南山作為青藏高原向東北擴展的最外圍山體，其南北部分別表現(xiàn)出滑脫和斷彎褶皺變形模式，并從36萬年前開始在東西方向上分段出現(xiàn)山體地貌；2、金塔南山東西方向分段隆起的山體地貌限定了來自北祁連山的分散水系，形成彼此獨立北流的雙井子河、討賴河和洪水壩河；3、伴隨金塔南山構造隆起，這些河流先以下切、然后改道、最后再并流的響應方式完成水系重組，形成現(xiàn)今統(tǒng)一的北大河才能向北繼續(xù)貫通不斷抬升的山體；4、河流下切發(fā)育階地對應于氣候由間冰階向冰階的過渡期，而河流改道遺棄原河谷成為風口的時代發(fā)生在更冷的冰階并耦合強烈的構造抬升，從而提出流經(jīng)構造邊緣帶的先成河水系重組是快速構造抬升與氣候冷-干變化耦合驅(qū)動的結果。
圖2先成河水系重組模式示意圖
這一成果不僅以地質(zhì)實證的形式揭示了流經(jīng)青藏高原東北邊緣活動構造帶的先成河響應年輕山體隆起的水系重組過程，而且系統(tǒng)論證了其響應過程無時間延遲，推動了困擾地貌學多年有關地貌演化與河流發(fā)育歷史間是否存在年代滯后的認識。
圖3河流下切和風口遺棄年代與區(qū)域構造活動和氣候記錄對比圖
研究成果以“青藏高原東北緣先成河響應演化地貌的水系重組”（Reorganization of antecedent rivers in response to the evolving landscape at the northeastern margin of the Tibetan Plateau）為題，通過review article的形式發(fā)表在地學著名期刊《Earth-Science Reviews》上（IF = 10.8）。蘭州大學資源環(huán)境學院潘保田教授為論文第一作者，胡振波教授和博士研究生董子娟為共同通訊作者。該成果受到國家自然科學基金項目（41730637）的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2025.105153IF: 10.8
蘭州大學
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