印度南部Vaigai河流域景观演化的多尺度控制因素解析及其区域意义

研究人员针对印度南部Vaigai河流域景观演化的多因素控制机制开展研究，通过定量形态计量学参数（如ksn、χ指数、HI等）结合实地调查，揭示了前寒武纪构造对流域演化的主导作用，提出流域处于阶段性活跃的瞬变演化阶段，为区域资源管理提供科学依据。

　　

在印度半岛构造活跃的背景下，南部Vaigai河流域的景观演化长期受控于复杂的地质-气候相互作用。该区域作为前寒武纪南部麻粒岩地体（SGT）的重要组成部分，发育着由新太古代至新元古代多期构造事件塑造的基底岩石，但流域尺度的演化模型仍存在空白。更关键的是，历史文献记载的河道频繁改道、灾难性洪水事件（如公元前5627-5370年间的多次洪泛）与现今观测到的异常地貌特征，暗示着深部构造活动可能通过Karur-Kambam-Painavu-Thrissur（KKPT）剪切带等先存构造持续影响地表过程。

为解析这一科学问题，印度Periyar大学地质系的研究团队采用高分辨率TanDEM-X数字高程模型（12.5米分辨率），结合TopoToolbox和TAK（Topographic Analysis Kit）等先进地貌分析工具，系统量化了流域内10个子盆地的关键参数：标准化河道陡度指数（k_sn）用于反映构造抬升与侵蚀平衡状态，χ指数分析揭示流域分水岭迁移方向，横向地形不对称因子（T因子）评估构造倾斜作用，以及Hypsometric积分（HI）和曲线表征流域演化阶段。研究还通过最小高度阈值30米的自动识别算法提取了全流域的裂点（knickpoints），并开展野外验证。

研究结果展现出显著的空间异质性：

1. 地形与构造响应：北部Manjalar子盆地（MLR）出现极端k_sn值（>2500），对应海拔800-1200米处的陡坡裂点群，这些裂点平行于NE-SW走向的KKPT剪切带分布，证实构造对地貌的强烈控制。

2. 流域动态演化：χ分析显示东北部Satiar子盆地（STR）分水岭向NW迁移，而中部主河道受T因子0.86的高不对称性影响发生NNE向偏转，反映区域倾斜作用。

3. 演化阶段差异：Hypsometric曲线显示多数子盆地呈凹形（HI 0.41-0.45），表征成熟阶段，但MLR独特的S形曲线揭示局部年轻地貌，与裂点处瀑布（如Rat-tail瀑布）的野外证据吻合。

4. 物质剥蚀特征：中下游缺乏土壤-风化层，揭示河流强烈下切阶段，与历史洪泛沉积记录共同指示流域处于"瞬变演化"状态。

这项发表于《Geomorphology》的研究首次建立了Vaigai河流域完整的演化模型，其核心结论在于：尽管流域整体受控于前寒武纪构造遗产，但不同子盆地对构造-气候-岩性的响应存在显著空间分异。北部表现为构造复活主导的高k_sn裂点带，东北部以河流袭夺和分水岭迁移为特征，而中下游则呈现强烈侵蚀的"瞬时平衡"状态。该成果不仅验证了印度板块"厚-冷克拉通"传统认知的局限性，更通过定量指标为区域灾害预警（如基于裂点分布的洪水高风险区划定）和资源管理（如跨流域水资源调配）提供了地貌学依据。特别是KKPT剪切带对裂点走向的控制，暗示了深部构造可能通过"构造脉搏"（tectonic pulsing）机制间歇性影响地表过程，这一发现对理解全球前寒武纪克拉通边缘的景观演化具有范式意义。