我国东北地区晚更新世以来多年冻土历史演变及其形成时代

关于我国东北地区多年冻土形成时代,从本世纪六十年代开始就有过各种看法。有人认为是更新世冰期的产物;有人认为既有更新世的残留,又有现代小冰期形成的。近年来,该区综合水文地质普查及新生代地层编表工作的开展,积累了大量地层、古生物、古冻土遗迹等方面资料。特别是孢粉分析及同位素等方法的广泛应用,对于该区第四纪地质历史、古地理环境演变、以及古气候变迁的认识有了长足的进展,为本文讨论第四纪时期古冻土演变和现今冻土的形成时代提供了丰富的资料。     

青海湖北岸原生砂楔的发现及其古气候意义

青海湖北岸刚察县城东与泉吉乡西发现原生砂楔群, 楔内充填物均为中细粒砂, 楔体底部中细粒砂ESR测年数据表明, 刚察县城东3个原生砂楔发育时代分别为(774±70) ka、(773±70) ka和(229±20) ka, 泉吉乡西1个原生砂楔形成时代为(197±18) ka, 反映该区至少发育两期原生砂楔, 其形成时代分别对应昆仑冰期和倒数第二次冰期. 基于原生砂楔的特殊形成环境, 估算青海湖盆地在昆仑冰期早期的年均温不高于-7.5~-10 ℃, 比现今至少低9.2~11.7 ℃, 中更新世早期青海湖盆地发育多年冻土, 青藏高原东北部可能已经进入冰冻圈; 倒数第二次冰期的年均温不高于-9.5~-10 ℃, 比现今低11 ℃以上.     

黄河源区第四纪地质研究的新进展

通过对黄河源区的钻孔、自然露头的研究, 建立了黄河源区的第四纪地层层序。第四纪地层可划分为下更新统、中更新统、上更新统和全新统。下更新统为河湖相沉积; 中更新统主要有湖积物、冰碛物和冰水沉积物; 上更新统主要有湖积物、冰碛物、冰水沉积物、洪积物和河流沉积物; 全新统主要由河流沉积物、洪积物和湖积物构成。黄河源区的冰期可划分为3期, 即末次冰期、倒数第二次冰期、倒数第三次冰期, 末次冰期又可分为2个冰阶。黄河源区的湖泊演化可划分为早更新世、中更新世和晚更新世—全新世3个阶段: 早更新世的湖泊范围小; 中更新世的湖泊范围明显扩大, 在位置上也较早更新世的湖泊南移; 晚更新世的湖泊经历了两次的扩张—收缩变化, 到了全新世, 除现今还发育的几个湖泊外, 大多数地区的湖水已退出, 基本上转变为河流环境。在晚更新世末期到全新世初期, 封闭黄河源区的多石峡被切开, 湖水外泄, 现今的黄河形成了, 同时发生了袭夺长江水系的水流。     

大理冰期我国东部多年冻土区的南部界线及其演变

一、两个基本问题目前,我国地质、地埋界对冰期认识有着严重分歧。一种意见只要谈到冰期,须承认冰川曾到达这里,冰川没到达的地区不能使用冰期。因此,出现冰缘期、寒冷期、甚至雨期等名词,有的还冠以地方性名称。另一种意见认为冰期冠以地方性名称既有地质时代意义,又有古气候意义;冰期是指特定时期具有寒冷气候的环境,有的地方发育冰川,有的地方发育多年冻土,有的地方只是气温下降,冰川和冻土都形成不了,它们却在同时期不同地区发生。我们同意后一种意见。本文所说我国东部地区大埋冰期,即规定     

冰期成因的迭加-共振模式与晚元古代冰期的成因

本文在冰期形成的天文、地质因素分析基础上,提出了以下几点认识:1.提出冰期是在一定的天文-地质因素相迭加、共振作用下形成的。2.认为黄道倾斜(ε)的变化贯穿于整个地质时代的气候变化之中,是影响冰期形成的重要天文因素。3.根据冰期成因的迭加-共振模式,对晚元古代冰期的成因进行了初步探讨。4.对晚元古代冰川活动的范围、次数、时限、等时性及非等时性等问题,进行了讨论。     

唐古拉山垭口地区的第四纪冰川测年新研究

在野外综合考察的基础上,对唐古拉山垭口地区末次冰期的冰碛漂砾(或有冰川擦痕的露头)进行了宇生核素10Be暴露年龄的测定,得到(16.1±1.7)ka BP、(31.9±3.4)ka BP、(41.4±4.3)kaBP和(66.8±4.3)ka BP 4个测年数据.结合前人对本地区研究和测年的资料,确定该区更新世经历了4次较大规模的冰川作用:中更新世晚期的倒数第二次冰期、晚更新世中晚期的末次冰期早冰阶、间冰阶和晚冰阶,依次与MIS6、MIS4、MIS3和MIS2阶段对应;全新世经历了2次小的冰进:新冰期和小冰期,它们的时代与青藏高原其它地区新冰期和小冰期的时代基本一致.末次盛冰期的冰川范围十分有限,并且MIS3阶段的冰进规模远远超过了末次盛冰期.早期考察中所命名的唐古拉冰期和巴斯错冰期的时代是中更新世晚期(MIS6)和末次冰期早冰阶(MIS4),扎加藏布冰期的冰碛可能是末次冰期的冰碛叠加在倒数第二次冰期的冰碛物之上,而又经过后期作用改造而形成的一套冰碛.在该区老的冰碛物上没有测定出MIS6阶段之前的年代数据,可能是由后期的破坏或采集的样品不够充分所致,因此对本区最早冰川作用的时代还有待于进一步深入研究.     

唐古拉山地区第四纪冰川作用与冰川特征

自中更新世以来,唐古拉山地区发生过3次更新世冰川作用(即昆仑冰期、倒数第二次冰期和末次错冰期)和2次全新世晚期冰进(即新冰期和小冰期冰进).昆仑冰期(最大冰期)发生在中更新世早期(0.80～0.60MaBP),不仅是本区最早的一次冰期,而且也是冰川规模最大的一次冰期,当时的冰川规模比现代冰川大16～18倍;倒数第二次冰期发生在中更新世晚期(0.30～0.135MaBP),比现代冰川大13～15倍;末次冰期发生在晚更新世晚期,应分为末次冰期早冰阶(75.0～58.0kaBP)和晚冰阶(32.0～15.0kaBP,23.0kaBP时达到极盛),但在唐古拉山地区截止目前还未找到早冰阶的冰川遗迹,因此,只对末次冰期的晚冰阶(LMG)进行了探讨.LMG时,冰川规模比现代冰川大10倍;新冰期发生在全新世高温期后,冰碛物的¹⁴C测年为(3540±160)aBP,冰川规模略大于现代冰川;小冰期发生在15～1世纪,冰川规模已接近于现代冰川.由于青藏高原的上升,对高原腹部地区引起的干旱化过程和水分严重不足,使唐古拉山地区的冰川自昆仑冰期以来,冰川规模一次比一次明显的减小.     

中国的多年冻土──过去与现在

中国多年冻土区的总面积约占中国陆地面积的２２．４％，达２１５００００ｋｍ²。多年冻土的分布特征受气候条件在三度空间的变化所制约。自晚更新世以来，其分布情况已有相当的变化。在东次冰期最盛期，东北地区多年冻土南界曾推进到北纬４１—４２°，在全新世暖期，南界向北退缩，但晚更新世形成的冰楔和多年冻土至今仍存在于大兴安岭北部，全新世中期严寒期冻土有所扩展并形成冰楔。随着气候变化，中国西部高山和高原区高海拔冻土的分布下界已上移８００—１０００ｍ，但高山和高原的主要部分仍处于冰缘环境，有的地方在全新世还发育了共生型多年冻土。     

鄂尔多斯地区倒数第二次冰期冰楔假型的发现以及中国倒数第二次冰期多年冻土边界重建

首次发现鄂尔多斯地区发育有倒数第二次冰期冰楔假型,并根据此发现结合以往资料恢复了中国倒数第二次冰期多年冻土的边界,即105° E以东,118° E太行山一线以西地区的冻土南界在36°33' N附近,太行山以东地区位于40°20' N附近;而105° E以西的青藏高原地区多年冻土则分布在36°～29° N,现代海拔为2 000～3 100 m的地区.边界附近倒数第二次冰期时的年均气温比现今要低10～15 ℃.     

玉龙山西麓更新世冰川作用及其与金沙江河谷发育的关系

在玉龙山东麓更新世冰川作用研究的基础上,对其西麓和金沙江河谷中的古冰川与冰水沉积物的分布和特征进行了调查.结合ESR测年,划分出4次冰期,即0.7～0.6MaB.P.的玉龙冰期,0.53～0.45MaB.P.的干海子冰期,0.31～0.13MaB.P.的丽江冰期和晚更新世中晚期的大理冰期,其中玉龙冰期为规模较大的山麓冰川,丽江和大理冰期为山谷冰川,干海子冰期则为山麓冰川与山谷冰川的过渡类型.来自玉龙山西坡的玉龙冰期冰碛物充填于现今金沙江谷底的事实和大具金沙江下渡口西岸早更新世金沙江砾石层的发现表明,金沙江在早更新世早期即已存在,也说明了在该段金沙江河谷中多处发现的湖相沉积物是冰川沉积堰塞河谷而成石鼓古湖的结果.在该段金沙江河谷中仅发现拔河50m左右以内的4级河流阶地,且往往以这些湖相沉积为基座的现象,则是石鼓古湖被外泄后金沙江现代河谷形成的结果.     

黄河源区早更新世含植物化石地层的发现及意义

通过对扎根加陇早更新世湖相地层(1919.6kaB.P.)、棒咯涌K5号钻孔早更新世河湖相地层(1135.9～945.4kaB.P.)、野牛河西岸早更新世河湖相地层(1548.2～765.4kaB.P.)以及产于扎根加陇早更新世湖相地层中的植物化石、各剖面孢粉资料的分析,获知黄河源区早更新世早期为亚热带山地针叶林植被景观,地层中木本植物花粉占绝对优势,以针叶植物云杉属、松属、冷杉属、铁杉属为主,是源区动植物发育的鼎盛时期;进入早更新世晚期初,乔木植物花粉迅速减少乃至全部消失,草本植物花粉大幅度增加。晚期末,孢粉出现贫化,以草本植物花粉为主,呈现荒漠草原植被景观。提出了现今黄河源区生态地质环境的形成是地质演化的必然结果。     

东海大陆架南部边缘晚更新世淹没海滩岩的发现及其地质意义

海洋地质调查中,在东海陆架南缘,现今水深１１５ｍ采到了大块完整的江板状岩石样品。经分析研究其岩石学特征和生物碎屑,生态环境多为潮间、河口或潮下带,与现今水深、生态环境明显不符。由此笔认为,此处的岩石应为海滩不至于立物,属于被淹没的古海滩岩。由海滩岩的化学成分、形成环境及时代、产出地段可知,在晚更新世未次冰期低海面阶段,东海陆架南缘出现过河口滨岸和潮间环境。     

贡嘎山第四纪冰川遗迹及冰期划分

在对贡嘎山现代冰川和古冰川考察研究的基础上，结合定位观测分析，对该区第四纪冰川遗迹进行了深入讨论，划分出三次冰期，即中更新世早期的倒数第三次冰期，中更新世晚期的倒数第二次冰期和晚更新世的末次冰期，以及全新世的新冰期和小冰期。提出在早更新世时，由于山体未达到当时冰川发育的雪线高度，所以未发育冰川；中更新世早期的冰期冰川为半覆盖式冰川类型，规模不大；中更新世晚期的冰期冰川是本区最大冰川作用时期，形成网状山麓冰川，东坡冰川曾达磨西台地；晚更新世冰期冰川以山谷冰川为主，以后规模逐次缩小。     

黄河源区的古冰川与古环境探讨

黄河源区盆地北面的扎日加山，布青山、阿尼玛卿山和南面的巴颜喀拉山，中 新世以来有３次大冰期，以倒数第三次冲川规模最大，形成４个大冰帽。中更新世开始，由于昆仑山的强烈隆起，盆地沉积中心由北向南迁移，形成了河源区下沉性湖泊群，堆积了厚数十米至两百多米的河湖相沉积。     

新疆塔县石头城一带中更新世冰碛物的发现及地质意义

笔者首次在塔县的老兵站、石头城和加油站等3处发现了古冰碛物,均呈残留冰碛台地分布,台地高程约为3 100m,表面可见大量正长岩漂砾。漂砾风化穴的主要类型为边墙形、蜂巢型和底穴型。在侵蚀切割该古冰碛物的砂砾层中,得到(62.07±2.44)ka的光释光年龄。同时与附近墓士塔格山和公格尔山古冰川的对比研究,表明该冰碛物时代可能为中更新世倒数第二次冰期,为塔县县城西侧斯顿古冰川向东冰进的产物。该冰碛物的发现具有重要的地质意义:可将斯顿山第四纪冰川遗迹划分为中更新世的倒数第二次冰期、晚更新世的末次冰期,以及全新世的新冰期和小冰期;进一步指示塔什库尔干断裂的左行走滑正断层性质;更新世,斯顿古冰川与墓士塔格冰川各自有明确的界线,不可能形成一个统一的冰盖。     

天山乌鲁木齐河源末次冰期以来气候变化与多年冻土的形成

末次冰期以来,乌鲁木齐河源气候变化幅度较小,一直处于较为稳定的寒冷气候条件下。埋藏腐殖质土的存在说明末次冰期以来河源区的地层在加积,在寒冷气候条件下,地层的加积导致了共生多年冻土的形成。根据轻矿物学方面的证据及与前人工作的对比,认为末次冰期时乌鲁木齐河源区多年冻土下界的位置应在2100ma.s.l.附近,约比现代多年冻土的下界低900m。     

西藏谷露热泉型铯矿床年代学及意义

谷露间歇喷泉位于西藏那曲地区那曲县谷露乡西北的桑曲西岸,海拔4700～4750m,现今仍在强烈活动中,其以硅华为主的泉华沉积形成了热泉型中型硅华铯矿床,属印度-亚洲陆陆碰撞效应的产物。本文根据野外第四纪地质与地貌的系统调查研究,将硅华分为南、北两区共5套沉积。由泉胶砾岩组成的第Ⅰ套硅华下伏于南区大硅华台地之下,并越过桑曲而延伸至河东,构成倒数第二次冰期(爬然冰期)冰水沉积的基座。第Ⅱ套硅华组成南区的大硅华台地。由泉胶砾岩组成的第Ⅲ套硅华下伏于北区硅华台地之下,也越过桑曲延伸至河东,构成末次冰期(拉曲冰期)冰水沉积的基座。第Ⅳ套硅华构成北区硅华台地,已被一东西向小沟分为南、北两个小片,均由数列小的硅华锥组成。第Ⅴ套硅华则为现今仍在活动和堆积的硅华锥。根据9个样品的U系法测年结果,并参考野外地貌与第四纪地质的研究结果,可将这5套硅华的铯矿床的形成,划分为如下5个阶段:第1阶段虽暂缺年龄数据,但可按地貌部位和地层层序,判断其堆积于倒数第三次冰期(宁中冰期)以后,很可能为0.5～0.4MaBP之间的大间冰期早中期;第2阶段为0.38～0.25MaBP,相当于大间冰期晚期至爬然冰期早期;第3阶段为0.22MaBP前后的爬然冰期早期;第4阶段为108.6～17.2kaBP的晚更新世的末次间冰期晚期至拉曲冰期;第5阶段为5.3kaBP的全新世中期以来。由老到新,各期泉华的SiO2含量呈现出明显的降低趋势,而铯含量则呈升高趋势,是随着矿石中SiO2有序度的降低而其他成分被保留在晶格中所致。     

西藏搭格架热泉型铯矿床年代学研究

西藏昂仁县搭格架地热田硅华中的铯达到超大型矿床规模,不同特征的热泉沉积或分布于冈底斯冰期冰碛物的外表或裂隙中,或覆于长马曲上游第5至第1级阶地及现代河床的不同部位.据热泉华野外分布的地貌部位和岩石学特征可将其分为6套.这6套泉华代表性样品的全溶法或等时线法U系测年结果表明：第1套泉华（钙华）形成于晚更新世晚期的末次冰期间冰阶晚期,相当于深海氧同位素第3阶段即MIS 3;第2套泉华（硅华）形成于中更新世晚期的倒数第二次冰期,相当于MIS 8～7;第3套泉华形成于晚更新世早期的末次间冰期,相当于MIS 5;第4套泉华（硅华）形成于晚更新世晚期的末次冰期间冰阶晚期至末次盛冰期早期,相当于MIS 3～2;第5套泉华（硅华）形成于晚更新世末期的末次盛冰期至全新世冰后期,相当于MIS 2～1;第6套泉华即现代硅华.参考前人的ESR年龄测定结果,可将搭格架热泉华的形成分为5个阶段：403～202ka BP,99ka BP左右,39～25ka BP,17～4ka BP与现代.在第3阶段硅华活动早期,有一次钙华活动.     

南海南部普林虫与“中更新世革命”

对南海南部ODP 1143站2.1 Ma以来沉积物中的浮游有孔虫群进行研究, 发现在冲绳海槽及南海北部普遍被认为是黑潮标志种的Pulleniatina obliquiloculata在中更新世革命(MPR)前后对冰期旋回的响应截然相反; 且在MPR之后的变化与南海北部和冲绳海槽相反, 即冰期时含量高而间冰期时低.交叉频谱分析和相位分析的结果也证实了ODP 1143站P.obliquiloculata与全球冰量变化之间的上述关系.该种在MPR前后冰期旋回的转变, 可能是由于MPR之后南海南部在冰期时切断了与印度洋之间的海水交换, 或者是冰期时海水盐度增加等因素引起的上部水体结构的重大改观所致.      

呼伦贝尔高平原全新世早晚期砂、土楔及其古气候环境意义

砂、土楔等楔状构造是多年冻土曾经存在的可靠证据,其与多年冻土及年均地、气温度的关系也是重建古冰缘环境的依据.在呼伦贝尔高平原中南部的乌尔逊河、辉河、新巴尔虎东旗和鄂温克旗发现大量砂、土楔及伴生的冻融褶皱.通过对其形态、规模及围岩(土)结构分析,并根据楔内充填物及围土的14C定年结果判断,砂楔形成于早全新世(约10.0 ～ 7.5kaB.P.),当时研究区年平均气温为-6.5 ～ -7.0℃;土楔形成十晚全新世(约2.3～2.0kaB.P.),其时年平均气温为-5.0 ～ -5.5℃.这表明,早全新世更为于寒,风沙堆积活跃,多年冻土分布广泛;进入晚全新世后,气候转暖,呼伦贝尔气温与现今大兴安岭北部(即满归以北)的年平均气温(-5.0～-5.4℃)大体相当.据此推测,当时呼伦贝尔高平原的冻土发育程度与满归以北地区现今大片多年冻土状况相似.早全新世砂楔(脉)形成时期气温比现今大兴安岭北部低1.5～2.0℃.依此可见,早全新世该区多年冻土地温低于现今大兴安岭北部的地温(-1.5～-2.0℃),冻土厚度超过80 ～100m.