格尔木河流域河流地貌演化的研究进展

位于柴达木盆地南缘的格尔木河发源于东昆仑山脉,末端注入盆地中东部的察尔汗盐湖,是该盐湖最主要的补给河流,极大地影响着该盐湖的成盐演化过程。格尔木河的主要支流——昆仑河和雪水河都是由冰川融水形成,因此,该流域内的冰川进退对河流径流量变化和谷地填充地层物源有着重要影响。该河流域内主要的填充地层为昆仑河砾岩(河流相)、纳赤台沟组(冲洪积相)和三岔河组(河湖相)。在三岔河组之上,发育了四/五级阶地,除最高的T₅之外,其他均为以三岔河组为基底的内叠基座阶地。根据前人的研究,昆仑河砾岩沉积的年代为1269至1042 ka(ESR年龄);纳赤台沟组堆积于482至642 ka之间(ESR和TL年龄);三岔河组形成于355-95 ka(ESR和U系年龄)、90-16 ka(OSL年龄),T₅-T₁阶地基本形成于16- 4.6 ka之间。由于采用的测年方法不同,不同学者对三岔河组的形成时代存在争议,对阶地的划分也有所不同(四级或五级阶地)。但是对T₅-T₁阶地形成时代有较一致的观点,即末次冰消期和全新世早中期。对于格尔木河河流地貌过程的驱动因素,目前尚存在争论,大部分学者认为是气候变化驱动了该区域河流地貌的形成,但也有学者认为构造活动是主导因素。     

末次冰盛期后格尔木河下切的时空变化及其构造意义

格尔木河河谷中发育有四级河流阶地,均形成于末次冰盛期之后。阶地的形成由构造抬升驱动,四级阶地代表的河流下切过程反映了四次阶段性构造抬升。以三岔河和纳赤台为代表的中游河段,四次河流阶段性下切速率分别为16~13 ka BP (T4-T3),3.33~9.33 mm/a;13~11 ka BP (T3-T2),5.5~12 mm/a;11~5 ka BP (T2-T1),0.33~1 mm/a;5 ka BP (T1 至今),0.6~0.8 mm/a,下切速率自T4 至T1 先增快后减慢。上游小南川河段5 ka BP以来的平均下切速率为4 mm/a,显著大于三岔河和纳赤台河段,同期河流溯源侵蚀速率也较快,表明小南川局部地区全新世中期抬升强烈,应为西大滩断裂强烈活动所致。受区域性构造活动差异影响,格尔木河河流阶地在局部地区出现变形,其中在三岔河和最老冲积扇扇顶存在两个下切幅度和速度高峰值,而纳赤台河段下切和缓。表明控制昆仑河和野牛沟发育的昆仑河-野牛沟断裂、山前的红石沟断裂自末次冰盛期以来持续活动。其中,昆仑河-野牛沟断裂16~13 ka BP活动速率较快,到13~11 ka BP达到最快,11 ka BP后减慢,与河流中下游整体构造活动趋势一致。     

三峡库区长江阶地冲积物的年代测定

三峡库区的长江阶地是研究川江、峡江水系演变的重要证据。发育冲积物的阶地主要出现在库区西半部的川东和重庆的中低山、丘陵区,最多有6级。阶地研究中遇到的主要问题是难以确定阶地的形成时代。我们采用TL法和ESR法测量了三峡库区6个地点阶地的堆积年龄。测量数据显示,ESR法基本不适合测定三峡库区冲积物的年龄;尽管TL法本身存在缺陷,但测得的T1~T4的堆积年龄得到其他独立的测年结果的支持。阶地T1~T4的TL年龄依次为7~17 ka、28~46 ka、62~81 ka和103~105 ka。此外,根据年代地层对比的方法以及前人的古地磁测量结果,推测三峡库区第四级阶地的年龄大于101 ka,第五级阶地的年龄大于392 ka,而第六级阶地的年龄小于780 ka。从而初步建立了三峡库区阶地堆积的时间序列。     

晚更新世以来贵州清水江阶地发育及地貌意义

对贵州清水江上游马寨、翁东、三江、施洞沿江4个剖面的阶地特征、年代学结果进行了综合分析。发现以凯里断层为界,上游地区的马寨和翁东2个剖面的T2阶地形成时代约为51~57 ka B.P.,T1阶地的形成时代约为25 ka B.P.,下游地区的三江和施洞2个剖面的T2阶地形成时代约为122~102 ka B.P.,T1阶地的形成时代约为78 ka B.P.。选取各剖面的T2阶地的基座高度来计算了河流下切速率,发现上游地区2个剖面（马寨、翁东）的河流下切速率较接近,约为0.41~0.34 m/ka,明显高于下游地区的2个剖面（三江、施洞）的0.16~0.20 m/ka,表现为上游下切速率高,越往下游方向下切速率逐渐降低。这表明自晚更新世以来,清水江上游区域受到构造作用的影响而发生差异抬升,具体表现为西部构造抬升幅度大,阶地下切速率快;东部构造抬升幅度小,阶地下切速率慢。     

川西高原杂谷脑河阶地的形成

根据野外实地地貌调查,确定了川西高原杂谷脑河理县段发育了8级阶地,并对阶地沉积物进行了ESR年代测试,初步确定杂谷脑河第II,III,IV,VI级阶地约形成于距今54,125,248,481ka。阶地成因分析表明这些主要阶地序列主要是构造隆升的结果,因此,杂谷脑河各级主要阶地分别代表了川西高原中更新世以来的几次隆升事件。根据阶地高程和阶地形成年代确定的杂谷脑河下蚀速率为0.39m/ka,与大地测量获得的龙门山隆升速率 (0.3~0.4m/ka) 相一致。     

贵州高原北部河流阶地发育与喀斯特地貌演化

贵州高原北部发育平缓丘丛和深切峰丛2种喀斯特地貌组合,保存于喀斯特山间盆地的河流阶地对区域地貌演化具有指示意义。本文根据阶地发育特征和光释光（OSL）测年,分析阶地形成的时代和动力,结合区域地质背景,探讨构造抬升和河流侵蚀对黔北喀斯特地貌演化的驱动作用。结果显示,绥阳盆地T1阶地时代18.8~8.2 ka,T2时代144.4~104.1 ka;旺草盆地T1年龄为5.5 ka,T2年龄为45.1 ka。绥阳盆地阶地以漫滩相沉积物为主,旺草盆地阶地则多切割了白云岩基岩。分析认为,气候条件影响了阶地的沉积过程,但差异性构造抬升应为区域河流阶地差异发育的主要因素。阶地测年显示,旺草盆地的河流平均下切速率明显高于绥阳盆地,表明芙蓉江流域构造抬升和河流下切强度明显高于洋川河。在差异性构造抬升和河流侵蚀综合作用下,北部大娄山区形成了深切的喀斯特峰丛-峡谷地貌,南部乌江中游流域则发育以平坦盆地和宽缓丘丛为主的地貌组合。     

风化基座的双层夷平结构及其意义——以粤北坪石盆地第6级河流阶地为例

武江在坪石段共保留下6级基座阶地.坪石的多级基座阶地是在与粤北金鸡岭夷平面同期发育的准平原基础上,由河流的阶段性下切所形成.本区由于受以掀斜运动为特征的新构造运动的影响,阶地所在的西南岸台地区抬升速率约为0.073 m/ka,大于金鸡岭夷平面0.066 m/ka的抬升速率,致使武江在坪石段不断向东北方向摆动,沿途形成了多级基座阶地.在湿热气候条件下,尤其是在基座上覆富含有机质的河漫滩相沉积物的"储酸池"效应作用下,阶地基座发生了强烈的化学风化.该风化基座具有双层夷平结构,与我国南方覆盖型岩溶的双层夷平结构在成因上具有一致性.     

青弋江泾县段最高阶地的ESR年代及其构造气候意义

青弋江是长江下游最大的一条支流,发源于安徽省黄山北麓。野外考察发现青弋江在泾县段共发育了三级河流阶地,其中最高阶地(T3)存在两个天然剖面,即CB-T3剖面和SJ-T3剖面。运用电子自旋共振(ESR)测年法,并结合相关文献资料,确定青弋江泾县段最高阶地的形成年代并探讨其构造气候意义。研究结果表明:青弋江泾县段最高阶地的年代约900 ka B.P.,是早中更新世过渡时期河流作用的产物;青弋江泾县段900 ka B.P.阶地是可能是构造抬升和东亚夏季风变化共同作用下的产物,其中构造抬升为阶地的形成提供了河流下切的动力条件,而东亚夏季风的强度变化为阶地的形成提供了气候条件。研究结果有助于为长江中下游地区的河流地貌研究提供基础数据和参考资料。     

黄山北麓青弋江发育研究

青弋江位于黄山北麓,为长江下游最长的支流。野外考察发现青弋江泾县盆地段存在溪口剖面和城北剖面等2个天然剖面,共发育了1级洪积扇台地（P）和3级河流阶地（T3、T2和T1）,并相应堆积了4级砾石层。通过对砾石层进行砾组分析,并借助电子自旋共振（ESR）测年和古地磁测年等方法,初步探讨了青弋江发育的年代、过程和成因。研究结论为：① 砾组分析表明青弋江T3阶地是青弋江的最老阶地,并且其砾石层是青弋江的最老砾石层;② 测年结果表明青弋江发育的年代区间为1300~900 ka,其中~1300 ka为青弋江发育的最早年代,而~900 ka则为青弋江发育的最晚年代;③ 青弋江发育于~1377 ka前的洪积扇辫状河,并先后经历了洪积扇及辫状河发育、辫状河下切、青弋江形成等阶段,即所谓的源于洪积扇辫状河的青弋江发育过程;④ 青弋江发育可能是降水增加和构造抬升共同作用的结果。该研究有助于为中国东部地区中小河流发育研究提供参考。     

云南大理点苍山地区更新世晚期沉积地层的ESR测年研究

本文采用电于自旋共振（ESR）方法测定了云南点苍山地区更新世晚期沉积地层的形成年代。测年结果显示；（1）点苍山地区冰川沉积物的ESR年龄均小于140．35KaBP，说明该地区的第四纪冰川作用最早出现于中更新世晚期，主要发生于晚更新世；（2）点苍山西麓平坡附近最高一级基座阶地的堆积时代为184．3KaBP，证明西洱河阶地系列为中更新世以来的产物；（3）点苍山东侧白雀寺地区深3．7m处的褐红色地展形成的ESR年龄为12218KaBP，揭示出该地层形成于深海氧同位素5e阶段所代表的一个温热气候时期。     

天山阿特奥依纳克河流域冰川沉积序列

阿特奥依纳克河位于我国天山的最西段,最大现代冰川作用中心托木尔峰的南麓。在第四纪冰期与间冰期的气候旋回中,该处留下了形态较为完整的6套冰川沉积。应用ESR测年技术 (辅以OSL测年技术) 对冰碛物及其相应的冰水沉积物进行了定年,测得6套冰碛年龄分别为7.3±0.8ka BP (OSL,冰水沙);12.3±1.2ka BP (OSL) 与15~29ka BP;46~54ka BP;56~65ka BP;155.8±15.6ka BP与234.8±23.5ka BP;453.0±45.3ka BP,测年结果表明它们分别形成于新冰期、海洋同位素阶段(MIS)2、3b、4、6、12。第三套冰碛测年结果表明该处MIS3b冰进规模较大,其规模基本上与末次盛冰期 (MIS2) 的规模相当。此处最老冰碛测年结果与我国中段天山乌鲁木齐河源高望峰冰碛的测年结果 (459.7±46ka BP与477.1ka BP) 遥相呼应,老冰碛的年龄显示我国天山西段与中段至少于MIS12进入了冰冻圈,开始发育冰川。     

郧县盆地风成黄土—古土壤与汉江I级阶地形成年龄研究

在对汉江上游河谷进行野外考察的基础上,就郧县盆地汉江I级阶地及其风成黄土-古土壤覆盖层沉积学和理化性质进行了研究,并且采用OSL方法进行了测年断代。获得了26个OSL年龄数据,证实厚层风成黄土L1底部的年龄在25 ka BP,而剖面底部风成黄土-冲积砂层交互层(T1-al2)年龄范围在55-25 ka BP之间。地层年龄说明I级阶地上黄土的堆积过程基本连续,汉江I级阶地的发展经历了早期新构造抬升与河流下切阶段(55-25 ka BP)和晚期阶地面稳定接受沉积(25-0 ka BP)两个阶段。距今55 ka BP前后,新构造运动抬升和汉江下切作用加剧,河漫滩相沉积层开始脱离水面并接受风尘堆积物。这个过程持续到距今约25 ka BP,期间河水不时地淹没阶地面,从而形成了风成黄土-冲积砂交互的沉积学特征。距今约25 ka BP以来,河水不再淹没阶地,汉江I级阶地最终形成,阶地面开始接受连续的风尘堆积。在汉江下切作用加剧的同时,全球性末次冰期的发展也逐步进入冰盛期,风尘活动强烈,在阶地表面堆积形成了厚层黄土。汉江I级阶地形成以来,气候的变化使黄土覆盖层受到不同程度的风化成壤改造,形成了黄土-古土壤地层,其地层序列从下向上依次为:河流相砂卵石层(T1-al1)→黄土-冲积砂互层(T1-al2)→马兰黄土(L1)→过渡黄土(Lt)→古土壤(S0)→近代黄土(L0)→表土(MS)。这个层序记录汉江上游流域自从25 ka BP以来的气候变化经历末次冰期后东南季风逐渐加强、中全新世季风强盛、晚全新世季风衰退和气候变干的演变模式。     

郧县盆地风成黄土—古土壤与汉江Ⅰ级阶地形成年龄研究

在对汉江上游河谷进行野外考察的基础上,就郧县盆地汉江Ⅰ级阶地及其风成黄土-古土壤覆盖层沉积学和理化性质进行了研究,并且采用OSL方法进行了测年断代.获得了26个OSL年龄数据,证实厚层风成黄土L1底部的年龄在25 ka BP,而剖面底部风成黄土-冲积砂层交互层(T1-al2)年龄范围在55-25 ka BP之间.地层年龄说明Ⅰ级阶地上黄土的堆积过程基本连续,汉江Ⅰ级阶地的发展经历了早期新构造抬升与河流下切阶段(55-25 ka BP)和晚期阶地面稳定接受沉积(25-0 ka BP)两个阶段.距今55 ka BP前后,新构造运动抬升和汉江下切作用加剧,河漫滩相沉积层开始脱离水面并接受风尘堆积物.这个过程持续到距今约25 ka BP,期间河水不时地淹没阶地面,从而形成了风成黄土-冲积砂交互的沉积学特征.距今约25 ka BP以来,河水不再淹没阶地,汉江Ⅰ级阶地最终形成,阶地面开始接受连续的风尘堆积.在汉江下切作用加剧的同时,全球性末次冰期的发展也逐步进入冰盛期,风尘活动强烈,在阶地表面堆积形成了厚层黄土.汉江Ⅰ级阶地形成以来,气候的变化使黄土覆盖层受到不同程度的风化成壤改造,形成了黄土-古土壤地层,其地层序列从下向上依次为:河流相砂卵石层(T1-al1)→黄土-冲积砂互层(T1-al2)→马兰黄土(L1)→过渡黄土(L1)→古土壤(S0)→近代黄土(L0)→表土(MS).这个层序记录汉江上游流域自从25 ka BP以来的气候变化经历末次冰期后东南季风逐渐加强、中全新世季风强盛、晚全新世季风衰退和气候变干的演变模式.     

兰州盆地黄河800ka B.P.阶地的发现及其古地磁年代

兰州东盆地的枣树沟黄河第四级阶地(T4),砾石层顶高出黄河河面84 m,其上堆积厚约64 m的风成黄土,黄土地层中包括八层古土壤,最底部发育了古土壤S8.光释光(OSL)测年结果显示古土壤S1上部的年龄为70.4±7.6 ka.黄土古土壤对比以及磁性地层学研究表明,枣树沟T4上覆风成黄土的年龄为865 ka,T4至少形成于865 ka B.P..     

摆浪河流域的ESR年代学与祁连山第四纪冰期新认识

摆浪河发源于走廊南山北坡,是黑河的一条支流。在河源区保存有六条完整的冰碛和较为完整的阶地序列。应用ESR技术对采自该处较老的第三、第五、第六套冰碛和冰水成因的主阶地上的砾石层与上覆黄土进行了测年研究,测试结果分别为13.4ka、135.3ka、462.9ka、130.1ka、130.2ka。根据测试的结果并结合地貌地层学得出：3800m以上“U”型谷中的第一、第二套冰碛为全新世中小冰期、新冰期沉积的冰碛;第三套冰碛物是末次冰期晚期沉积的,与深海氧同位素2阶段相对应;第五套冰碛物是与深海氧同位素6阶段相对应的冰期沉积的;第六套冰碛物是与深海氧同位素12阶段相对应冰期沉积的;由此推断介于第三套与第五套冰碛之间的第四套冰碛是末次冰期早期沉积的,即可与深海氧同位素4阶段相对应。主阶地与第五套冰碛是同一时期形成的,这也与地貌地层学的推断相一致,从此处完整的冰川沉积序列还可以得出：在更新世中,祁连山地区至少存在三次冰期,经历四次冰川作用。祁连山部分地段或是整体至少在463ka前就已经抬升到当时冰期气候相耦合的高度。ESR可以用于河流、冰川沉积物的测年。     

黔中乌当盆地阶地沉积特征及其对盆地演化的指示

黔中乌当盆地是贵州省山间盆地的典型代表,四级河流阶地清晰地记录了新构造运动中区域地壳抬升和盆地演化。通过阶地沉积物砾组统计、粒度分析、光释光（OSL）测年,探讨盆地的发育和演化。结果显示,阶地砾石排列指示盆地水系古流向与现代河流基本一致,砾石磨圆度变化大,分选较差,岩性继承了区域地层。砾石组合特征反映了构造抬升期盆地内强烈的冲刷剥蚀。漫滩沉积物粒度表明盆地在稳定阶段河流水动力整体呈增大趋势。T4和T3发育阶段区域以冲刷剥蚀为主并塑造了盆地雏形。T2阶地沉积特征及测年结果（177.4 ka~87.6 ka）表明中更新世末期持续数万年的沉积夷平作用使盆地基本成型。T1阶地形成时代约25ka,指示了黔中地区最近一次构造抬升和盆地的最终定型。     

天山北麓河流阶地序列及形成年代

天山北麓河流阶地序列及其年代一直是悬而未决的问题。根据详细的野外工作, 确定天山北麓发育7 级河流阶地, 其中T₇、T₆、T₅ 及T₂ 等主要阶地为河流切割先期冲积扇而形 成, 与4 级阶地对应的4 期冲积扇分别为F₁、F₂、F₃ 与F₄。由于天山北麓构造隆升向盆地方 向迁移, 冲积扇呈串珠状发育, 背斜带间发育的冲积扇平面形态则由于南北背斜的限制而变 得不规则。基于黄土-古土壤序列对比分析、ESR 与OSL 测年以及前人研究成果, 确定天山 北麓河流下切形成T₇、T₆、T₅ 及T₂ 等阶地的时间分别为约0.54 Ma BP、0.3~0.2 Ma BP、 28~8 ka BP 和全新世早期。阶地年代表明, 天山北麓3 级主要阶地T₇、T₆、T₅ 及对应冲积扇 发育与天山更新世3 个冰期间冰期旋回基本对应。     

马祖列岛海岸阶地研究

距今二亿年前的三迭纪晚期一系列之大地构造运动,形成福建沿海的平潭-东山褶皱带,以及长樂-诏安断裂带,又因为构造运动以及岩浆活动的影响,在褶皱带与断裂带的东缘形成一系列的岛屿,马祖列岛的形成,与中国东南沿海的造山运动有密切关系,皆受到影响而产生变动。马祖地区的海阶,共有9 段阶地,各段阶地的海拔高度依序为0~10 m、20~38 m、40~56 m、58~78 m、80~97 m、100~128 m、142~160 m、172~182 m、238~248 m。依据晚更新世海阶序列与隆升率关系对比基图迭合法的推估,各段阶地生成年代分别为6 ka BP、46 ka BP、55 ka BP、76 kaBP、79 ka BP、94 ka BP、105 ka BP、119 ka BP、175 ka BP,除了第一级阶地为全新世时期所形成,其余皆为更新世时期的产物,比对马祖列岛海阶的高度与间距,测得整个地区的基盘平均隆升速率为1.6 mm/a。     

早全新世沙沟河古洪水沉积及其对气候变化的响应

对沙沟河一级阶地河漫滩ZJDZ剖面中360个样品的粒度,矿物的成分含量及pH值等沉积特征进行分析,并对关键层位进行了一共6个¹⁴C年代测定。结果表明:10.9~4.0 ka B.P.期间沙沟河发生多次大规模洪水,10.9~7.0 ka B.P.期间沙沟河发生20次左右大型洪水,洪水重现期为0.40 ka,其中,10.9~9.0 ka B.P.期间洪水的规模逐次增加,9.0~7.0 ka B.P.期间洪水的规模有所减小;7.0~4.2 ka B.P.期间至少有过4~5次大型洪水,洪水的重现期为0.71 ka。洪水事件主要发生在比较湿润的气候背景下,高频率洪水事件的发生与气候频繁的干湿波动有关。     

四川螺髻山清水沟冰川槽谷演化及其影响因素

螺髻山地处青藏高原东南缘,是确切存在第四纪古冰川遗迹的典型山地之一,该区冰川地貌演化对于研究环境变化具有重要的科学意义。螺髻山东坡清水沟保存两套古冰川槽谷,分别为上槽谷和下槽谷,其中下槽谷保存完整,而上槽谷在3450~3600 m的阴坡部分出现缺失。采用野外地貌调查与模型分析相结合的方法,对冰川槽谷地貌进行分析,结果表明:清水沟槽谷的抛物线模型中,|A|值在1.3101~15.2064 之间变动,B 值变化于0.9695~3.2965 之间,且随着海拔由高到低,都存在着先变小后变大的规律,A、B值同时反映出在海拔3450~3600 m处冰川槽谷的演化不符合常态。分析认为岩性差异和河流溯源侵蚀是影响上槽谷形态的主要原因。对保存在清水沟上下槽谷内的高、低侧碛进行ESR年代测定,结果显示:高侧碛形成于58-84 ka BP左右的末次冰期早期,对应深海氧同位素4 阶段(MIS4);低侧碛形成于13-17 ka BP,属于于全球末次冰盛期晚期的产物。两次冰川作用分别塑造出两套冰川槽谷,即在末次冰期早期冰川作用形成上槽谷,末次冰期晚期形成下槽谷。