长江形成与演化研究历经百余年仍存争议,依然是学术界的热点问题。目前,基于从“源”到“汇”的物源示踪方法是研究长江演化的重要手段。如元素地球化学物源示踪,同位素地球化学物源示踪,碎屑单矿物物源示踪等。但是纵观前人研究成果,不同的物源示踪方法得出的结论存在着明显的差异。学者认为造成这种现象主要是由采用物源示踪方法的局限性导致。所以,采用新的物源示踪方法对长江形成与演化的历史进行多指标综合研究已成为学术界的共识。因此,本文基于“源-汇”系统思想对长江流域主要沉积汇的晚新生代沉积物进行多指标物源示踪约束,辅以精确的年代学定年手段,以期对长江演化及三峡贯通时限提出新的认识。在长江流域的众多沉积汇中,江汉盆地作为长江出三峡的第一个大型卸载盆地,自晚新生代以来便接受了连续的巨厚沉积。其典型的第四纪沉积结构以及巨厚的连续堆积是进行长江物源示踪的最佳场所。盆地内的大量新生代沉积物记录了完整的盆-山耦合及水系演化信息,是开展年代学及“源—汇”系统研究的绝佳载体。由于露头区沉积记录有限,沉积物沉积不一定连续且有可能受到后期人为改造,越来越多的研究开始着眼于覆盖区钻孔沉积物,并旨在通过钻孔沉积物的沉积特征及沉积结构对比来揭示盆地内部的整体沉积演化过程。周老孔位于湖北省监利市周老镇,具备江汉盆地典型的第四系地层格架,是江汉盆地覆盖区内的标准钻孔之一。钻孔获取的300 m连续沉积记录了上新世-第四纪以来的物源及河流演化信息,是开展年代学及“源—汇”系统研究的绝佳试验场。因此,本研究以周老孔晚新生代沉积物为载体,结合钻孔古地磁年代框架,使用多心法石英ESR年代学建立精确的年代标尺,为钻孔沉积物的物源示踪提供精确的年代控制;其次,采用多物源示踪指标结合的方法（Cd元素含量、粘土矿物、石英ESR信号强度）对同一沉积物载体开展多指标物源示踪研究,克服单一物源示踪方法局限性引发的争议问题,以期对长江演化研究提出新的认识。因此,本研究主要分为两大部分:1、周老孔沉积物多心法石英ESR年代学;2.周老孔沉积物多指标物源示踪结果对比。第一部分,周老孔沉积物多心法石英ESR年代学多心法石英ESR年代学自提出以来广泛应用于河流相和湖泊沉积物测年,并为进一步研究提供了精确的年代学框架。但对大河流域钻孔沉积物,石英ESR年代学工作尚未开展。本次研究首次尝试多心法石英ESR年代学在钻孔沉积物测年中的应用,并基于已经建立的古地磁年代学框架,评估该方法的适用性及测年范围。基于以上研究思路及研究结果,主要取得以下几点认识:1.多心法石英ESR年代结果在误差范围与古地磁年龄基本一致,表明多心法石英ESR年代学可以有效的应用于钻孔沉积物石英颗粒的年代学研究,并在上新世-更新世钻孔沉积物年代学框架建立中表现出极大的潜力。2.对于中更新世样品,Ti-Li心可提供相对准确的年龄,Al心年龄可能存在高估;对于早更新世样品,Al心和Ti-Li心均能提供准确的年代学约束,是开展多心法石英ESR测年工作的理想测年区间。Ti-Li心更适用于中-早更新世样品年代测定,而Al心在上新世沉积物测年中具有巨大的前景。3.低人工附加剂量条件下,对于Ti-Li心而言,单饱和指数（SSE）函数相比于Ti-2函数可以提供相似的拟合效果;而对于Al心,单饱和指数（SSE）函数拟合效果远大于指数+线性（EXP+LIN）函数组合。第二部分,周老孔沉积物多指标物源示踪结果对比1.长江干流沿线的河漫滩沉积物存在的Cd异常是近年来中国地质调查局多目标地球化学调查的重大发现。该Cd异常虽有近代人类活动的叠加,但主要来源于长江源及上游岷江、乌江等支流高Cd源岩的风化。因此,Cd可作为三峡贯通的示踪元素。江汉盆地是长江中下游第一个大型卸载盆地,三峡贯通前后源区变化等信息必然在江汉盆地沉积物中有所体现。通过对江汉盆地具有代表性的周老孔的第四纪系沉积物全岩及黏土类物质Cd元素含量的系统分析,以孔深160 m为界明显分为两段,全岩Cd的含量从平均156.9 ng/g增加到260.3 ng/g;黏土类物质在160 m以上的Cd元素含量均值为308 ng/g,以下为133 ng/g。Cd元素含量的异常升高极有可能是三峡贯通上游携带的高Cd沉积物汇入所致,即江汉盆地自160m开始接受了三峡以西的物质,指示三峡已经贯通。根据周老孔的石英ESR年代学结果,其时间大致为距今1.7 Ma左右。2.粘土矿物是母岩物质风化的产物,广泛形成于地表风化及成土作用中,在各种类型的沉积岩中均有分布,可以较准确的反映沉积物物源和地质历史,并且指示当时的气候条件,在物源示踪和古环境研究中发挥了重要作用。江汉盆地钻孔沉积物粘土矿物呈现明显的三段式分布,其中第1阶段和第2阶段（300 m-160 m）,粘土矿物含量变化与气候变化趋势相耦合,表明此阶段,钻孔沉积物粘土矿物主要受控于气候因素,其物源供给并未发现明显变化。而第3阶段（160 m-4 m）,钻孔沉积物粘土矿物含量变化不在受控于气候因素。通过对长江流域现代沉积物粘土矿物分布特征及三角图分析表明,此阶段粘土矿物含量的变化并不是由气候控制的,而是由物源变化导致。并且在3阶段,相比于汉江、洞庭湖水系,江汉盆地钻孔沉积物开始接受上游雅砻江的供给,表明至少在此阶段,三峡已经贯通。基于以上认识,我们认为,在160 m以下,江汉盆地钻孔沉积物主要接受周缘物质供给,此时粘土矿物含量的变化主要受控于气候因素,且随冰期-间冰期转换,粘土矿物含量分布呈现截然相反的趋势;在160 m以上,江汉盆地钻孔沉积物开始接受远源物质的供给,尤其是上游支流雅砻江。此时,物源取代气候成为此阶段控制钻孔沉积物粘土矿物含量变化的主导因素。因此,三峡至少在160 m处已被切穿,结合石英ESR年代学数据,认为长江三峡至少在1.7 Ma已经贯通。3.石英ESR物源示踪指标（石英常温E’心、石英热活化E’心、石英常温E’心VS石英热活化E’心、石英热活化E’心VS石英结晶度）均以160m为界线,存在两个明显的端元组分。其中160m以下,钻孔沉积物石英ESR指标与长江中下游现代沉积物石英ESR指标相吻合;160m以上,钻孔沉积物石英ESR物源示踪指标与长江上游现代沉积物石英ESR指标相吻合。基于长江流域现代沉积物相关指标分布特征,我们推测这种现象主要是由于物源变化导致的。在三峡贯通之前,江汉盆地主要接受近源物质的堆积,钻孔沉积物ESR指标与长江中下游现代沉积物高信号端元组分一致;在三峡贯通之后,江汉盆地开始接受长江上游物质的供给,低端元组分的汇入导致钻孔沉积物上部石英ESR指标信号的降低。结合石英ESR年代学结果（钻孔160m沉积年龄为1.7 Ma）,推测三峡至少在1.7 Ma已经贯通。综上所述,多心法石英ESR年代学可以有效的应用于钻孔沉积物的年代学研究,且在上新世-更新世钻孔沉积物年代学框架建立中表现出极大的潜力。同时,建立了周老孔精确的年代框架,为物源示踪工作的开展提供了准确的年代约束。多物源指标的综合分析（Cd元素含量、粘土矿物、石英ESR信号强度）表明,160m以下,江汉盆地钻孔沉积物主要接受近源物质供给;160 m以上,江汉盆地钻孔沉积物开始接受远源物质的供给,结合石英ESR测年结果,表明长江三峡至少在1.7 Ma已经贯通。