长江作为中国第一大河和世界第三大河，其何时形成一直为国内外地学工作者所关注，而长江大拐弯(即长江第一弯)的形成和三峡的贯通则被认为是研究长江形成演化的关键问题，同时也是学术界长期争论的焦点和解决的难点。对上述两个地区的研究自自二十世纪初期至今已持续了近一个世纪，但对于长江第一弯和长江三峡的成因还有争论，对它们形成的时间更是众说纷纭、认识各异。前人对长江演化的研究更多的是采用地貌学和沉积学方法，由于受地貌保存完整性的影响以及传统的沉积学方法在解释物源方面的局限性，导致了对长江第一弯的形成和三峡贯通时限的多解性。本研究认为关于长江演化历史的研究，应采取目前国际共识的“从源到汇”的物质示踪的研究思路和方法，从直接的相关沉积物入手，通过对流域岩性分布、特征矿物物质来源等方面系统研究，并结合前人研究成果，查明长江的演化。江汉平原的前身—江汉盆地作为长江流出三峡以后进入的第一个大型卸载盆地，必然记录了有关长江及长江三峡形成演化过程的历史。江汉平原是长江中游的沉积中心，也是中国中东部的构造沉降—沉积中心之一，是研究长江三峡形成和长江演化过程的理想场所。　　 本研究以周老镇钻孔岩芯为依托，通过研究沉积物中磁铁矿的物理、化学特征、成因类型及其沿钻孔深度的变化情况，分析沉积物的物质来源及其变化，进而探讨长江三峡贯通的时间及长江上游水系的变化情况，为长江的形成与演化研究，尤其是三峡贯通的物源示踪研究提供新的思路和证据。通过对江汉平原周老镇钻孔磁铁矿的研究，结果表明：　　 (1)磁铁矿在钻孔沉积物(0.063～0.125mm粒级)中的含量分布特征明显。从ZLK-22～ZLK-9(285.32～119.44m)，磁铁矿的含量较低，为万分之0.07～3.35；从ZLK-8开始，沉积物中磁铁矿的含量大量增加，特别是从ZLK-6往上，磁铁矿的含量急剧增加，相对ZLK-22～ZLK-9样品，磁铁矿的含量增加了一个数量级，ZLK-5样品更是达到了万分之42.62。　　 (2)通过双目镜下磁铁矿的形貌观察，发现样品中磁铁矿主要为铁黑色，少部分由于受氧化为红褐色；多数磁铁矿颗粒磨圆度为次圆状和次棱角状，个别为棱角状。通过偏光镜下观察，周老孔沉积物中绝大部分磁铁矿颗粒为均质相；在钻孔T10(74.2-74.3m)、T4(150.3-150.4m)样品中发现具有出溶结构的磁铁矿颗粒，它们可能来自三峡以西的基性-超基性岩、碱性岩、玄武岩及攀西地区的钒钛磁铁矿矿床。　　 (3)钻孔沉积物磁铁矿的元素组成呈有规律的变化，阶段Ⅰ(230.98～177.73m)中沉积物磁铁矿各种微量元素含量都较低，且含量变化都较小；阶段Ⅱ(157.13～95.40m)中沉积物磁铁矿微量元素—特别是Ti、Mg、Cr、Al、Si元素含量突然增高，且元素含量的变化幅度大；阶段Ⅲ(88.58～44.74m)中沉积物磁铁矿各种微量元素的含量又突然降低，各种微量元素的含量几乎均小于0.15％。　　 磁铁矿主要形成于内生作用和变质作用，分布在各种岩浆岩、变质岩及接触交代变质岩中，而来自不同岩浆岩和变质岩的磁铁矿具有明显不同的元素组成。特别是其中的少量或微量元素如Ti02、V203、Al203、MnO、MgO、CaO、ZnO、Cr2O3等可提供成因线索，因此常常被当作标型组分。通过做磁铁矿的成因图解和判别图得知：阶段Ⅰ(230.98～177.73m)磁铁矿成因主要为花岗岩成因和热液型及钙矽卡岩成因；阶段Ⅱ(157.13～95.40m)磁铁矿的成因类型包括：花岗岩成因、沉积变质或交代变质成因、超基性-基性岩浆岩成因、碱性岩浆成因，及少量玄武岩成因和橄榄岩成因磁铁矿；阶段Ⅲ(88.58～44.74m)磁铁矿主要为花岗岩成因、少部分为沉积变质或交代变质型及闪长岩型。　　 根据钻孔沉积物磁铁矿的成因类型及其差异，结合长江流域岩性分布，认为：阶段Ⅰ磁铁矿主要来自黄陵背斜及江汉盆地其它周缘地区，阶段Ⅱ磁铁矿主要来自三峡以西长江上游的四川盆地及其周缘以及川西南、滇西北一带，阶段Ⅲ时，金沙江上游青藏高原地区的磁铁矿大量进入江汉平原。钻孔阶段Ⅰ与阶段Ⅱ以及阶段Ⅱ与阶段Ⅲ之间磁铁矿的物源差异，分别反映了江汉平原以西长江上游地区水系的调整：长江三峡的贯通以及金沙江上游水系的汇入可能是引起钻孔沉积物磁铁矿元素组成及磁铁矿成因类型变化的主要原因，它们在钻孔中对应的层位分别为177.73～157.13m、95.40～88.58m。根据钻孔的古地磁测年资料推算，长江三峡贯通和金沙江上游水系汇入长江的时间大致分别是距今2.13～1.81Ma和0.92～0.82Ma。