沙鲁里山更新世冰川作用及西南季风波动对末次冰期冰川作用的影响

地处南亚季风区的沙鲁里山地区保留有丰富的第四纪冰川作用遗迹。文章通过ESR对冰碛物直接定年,结合冰碛地貌形态及其风化程度差异,结果表明沙鲁里山地区可能经历了4次规模较大的冰川作用。它们的ESR年代大约为19～16kaB.P.,48～43kaB.P.,135kaB.P.和571kaB.P.,分别与深海氧同位素第2、第3、第6、第16阶段对应。自沙鲁里山最早冰川作用(571kaB.P.)以后,该区经历了较大规模的抬升作用。MIS2和MIS4期间西南季风微弱,降水稀少,气温严寒,南亚季风区冰川发育受到一定限制。MIS3早期和晚期夏季风强盛,降水丰富,温度较高,水热平衡状况有利于冰川发育;MIS3中期气温较低,夏季风较强盛,降水较丰富,这种冷湿组合的气候条件有利于冰川发育。南亚季风区,MIS3期间的冰川前进规模不亚于甚至在某些区域超过了末次盛冰期,其主要原因可能是受制于夏季风的降水差异。     

青藏高原西南部纳木那尼峰MIS 3冰川规模与古气候重建研究

青藏高原及毗邻山地存在对应于MIS 3的冰川作用事件,且规模比末次冰盛期(LGM)大。目前,对于MIS 3不同亚阶段冰进的驱动因素存在争议。基于已有的¹⁰Be暴露年代数据,位于青藏高原西南部的纳木那尼峰在MIS 3b和MIS 3c存在冰川作用事件,是研究这一问题的理想区域。根据重建的年代框架,综合应用两种冰川物质平衡线高度(ELA)的估算方法计算了纳木那尼峰MIS 3b和MIS 3c古冰川的ELA,这两次冰进的ELA分别比现代低250～253 m和348～456 m。基于ELA的变化量,结合两种基于ELA变化的气候重建模型定量反演了MIS 3b和MIS 3c的古气候。结果表明,当MIS 3b和MIS 3c的降水分别为现代降水的50%～100%和140%～200%时,MIS 3b气温比现代低1.38～4.91℃,MIS 3c气温比现代高-1.31～1.68℃。结合其他气候代用指标,与现代相比,MIS 3b气温的降低是冰进的驱动因素,MIS 3c的驱动因素是丰沛的降水。     

萨拉乌苏河流域末次间冰阶气候——以米浪沟湾剖面为例

米浪沟湾剖面末次间冰阶层序粒度和化学元素波动韵律与由古流动砂丘砂和上覆河湖相或古土壤构成的沉积旋回颇为一致。古流动砂丘砂犹如现代流动砂丘砂,是东亚冬季风主导下干冷气候的产物;河湖相和古土壤颗粒细化,化学、生物等地球风化程度增强,含较多喜暖的软体动物化石,指示其偏南夏季风主导下的温暖湿润气候。据此,末次间冰阶萨拉乌苏河流域至少经历了10次温湿(W事件)和9次冷干(C事件)气候波动,且可划分为MIS3e(58.85~48.98kaBP)、MIS3d(48.98~39.55kaBP)、MIS3c(39.55~34.59kaBP)、MIS3b(34.59~26.47kaBP)和MIS3a(26.47~23.07kaBP)等5个亚段。其中,19次冷/暖波动可与格陵兰GRIP冰心δ18O冰段/间冰段相对应,5个亚段与我国古里雅冰心在波动性质和相位上都极为一致,与V23-81冷性浮游有孔虫数代表的北大西洋地区气候也具有较好的可比性。谱分析显示出21.70ka、1.05ka、0.64ka、0.50ka等显著周期,即该地千百年尺度气候主要受与北大西洋热盐环流波动引起的东亚冬、夏季风强弱有关,而万年尺度上则受控于岁差周期所导致的太阳辐射变化。     

中国第四纪冰期划分改进建议

由刘东生主持1位研究者提出的"以气候变化为标志的中国第四纪地层对比表"一文发表已近2a,其中由施雅风执笔第四纪冰期与海洋同位素对比部分.由于新情况的出现,需作适当改进:1)周尚哲等应用ESR测年确定祁连山北坡摆浪河源中梁赣海拔299m,高出现代河床500m处冰碛年代为42.9ka BP,天山乌鲁木齐河上游高出河床200～300m的高望峰阶地冰碛样品ESR测年为477.1ka BP和459.7ka BP,均相当于MIS 12阶段,该阶段国际上对应Kansan-Mindel冰期,与MIS 2、MIS和MIS 1都是100ka周期δ¹⁸O值特低时期;2)古里雅冰芯记录中相当于MIS3b阶段,δ¹⁸O值折算温度比现代低5℃左右,已经发现台湾雪山山庄期冰碛TL年代为(44.25±3.72)ka BP,天山乌鲁木齐河谷一处冰碛ESR年代45.9ka BP,喜马拉雅山、喀喇昆仑山和兴都库什南坡测定对应此时段冰川前进更为显著,初步检查亚、欧、北美、南美和澳洲12个地区23个地点相应于MIS 3b冷期冰川前进规模均超过MIS 2阶段,即常说LGM时,推测MIS 3b的降温值虽不及MIS 2,但降水较多,有利于冰川发展;3)MIS 3a暖期,不仅青藏高原异常暖湿,而且中国全境的降水量普遍高于现代,并有较大范围的海侵与仅低于现代海面8～10m的高海面,气候环境实际达到间冰期程度.上述3点应补充入中国冰期划分表.     

滇西北山地末次冰期冰川发育及其基本特征

对滇西北海拔4 000~4 500 m 山地的第四纪冰川发育和平衡线高度进行了研究. 结果表明: 古冰川发育主要依托海拔4 000~4 300 m的夷平面,早中期发育小型的冰帽以及流入四周谷地的山谷冰川,晚期主要发育规模较小的冰斗冰川. 冰川主要发育期为末次冰期,古冰川平衡线、山体最高峰以及夷平面的高度显示,冰川发育所依托的夷平面在末次冰期时超过古平衡线,二者差值为50~400 m,为冰川发生提供了良好的地形与地势条件. 冰川规模演化表明,滇西北地区多处山地MIS 3中期的冰川规模大于末次冰盛期（LGM）,可能与MIS 3中期较强南亚季风带来较丰富的降水有关. 古气候研究资料以及研究区的冰期系列表明,滇西北海拔4 000~4 500 m山地末次冰期的冰川作用是构造和气候相耦合的结果.     

萨拉乌苏河酒坊台剖面末次间冰阶以来的气候环境演化

酒坊台剖面位于萨拉乌苏河流域下游,其中末次间冰阶以来主要为风成砂沉积,间夹砂质古土壤和湖沼相粘土层等,对环境信息有良好的记录。OSL年龄结果表明该剖面顶部记录了末次冰期间冰阶(约52 ka B.P.)以来的气候演化历史。通过对剖面高精度的粒度和磁化率分析,结合Rb、Sr元素含量及其比值综合分析,表明末次冰期间冰阶以来该剖面自上而下可划分为3个主要层段,对应了深海氧同位素MIS 1~3。同时在MIS 3阶段呈现出明显的MIS 3a、3b、3c亚段,结合区域研究资料,表明萨拉乌苏河流域在中—长时间尺度上,对全球性和区域性气候事件有良好的沉积响应。     

基于水文地球化学特征的辽宁丹东地区地热水成因模式研究

辽宁丹东地区地热资源丰富,阐明其地热田的成因模式对于区域热水资源的可持续开发利用具有重要意义。以区内北汤、东汤、五龙背地热田为研究对象,进行水化学和同位素分析。结果表明,北汤、东汤、五龙背地热水的水化学类型分别为SO₄·Cl-Na·Ca型、HCO₃·SO₄-Na型、 HCO₃-Na·Ca、HCO₃·SO₄-Na和HCO₃·Cl-Na型。研究区的热水来源为大气降水,北汤、东汤地热田的补给高程分别为678 m和376 m。根据¹⁴C测年方法,得出北汤、东汤和五龙背地热田地热水年龄分别为2 000~3 300 a B.P.、2 200~7 200 a B.P.和700~2 900 a B.P.。根据二氧化硅地温计和lg(Q/K)方法,北汤、东汤和五龙背地热田的热储温度分别为92 ℃、120 ℃和100~101 ℃,相应的地热水循环深度分别为1 900 m、3 000 m和800~1 800 m。地热水接收大气降水入渗补给,经断裂带深循环加热,于NNE和NW向两组断裂交汇处上涌进入浅部含水层或出露地表成泉,属中低温对流型地热系统。     

中低纬度MIS 3b(54～44 ka BP)冷期与冰川前进

MIS3b冷期在古里雅冰芯记录表现为54～44kaBP比现代温度低5℃的冷期,与MIS3c(早期)和MIS3a(晚期)温度高出现代3℃和4℃情况迥然相反,而和以23ka的岁差周期(precessional cycle)所导致的日射变化一致,在65°N～60°S间有重大作用.初步检阅现代有测年资料的末次冰期冰川前进文献,发现MIS3b冷期导致的山地冰川前进分布在亚洲、欧洲、北美洲、南美洲、大洋洲12个地区23个地点.当时降水较多与冷期降温抑制消融相结合,使冰川伸展范围都超过气候严寒而干燥的MIS2期内通常所说25～15kaBP末次冰盛期(LGM)的冰川规模.若干种新的测年方法包括改进的光释光(OSL)法、红外释光(IRSC)法、宇宙成因³He、¹⁰Be、²⁶Al和³⁶Al测年、U系法、连同原应用的¹⁴C法、热释光(TL)法、ESR法和径迹法(fissiontrackmethod)有助于末次冰期多次冰川前进时间的确定,但某些数据也存在不确定性.虽然古里雅冰芯记录明确了MIS3b冷期的重要性,但我国西部山区对该期冰川前进的定年研究还很少,亟应加强工作,以弥补不足。     

三门峡地区末次盛冰期至全新世早期的古季风事件

通过三门峡地区小刘寺剖面黄土- 古土壤序列磁化率曲线和粗颗粒组分含量曲线的研究,发现它们分别指示的夏季风和冬季风变迁在末次冰消期向全新世转变时的新仙女木事件中显示不同的变化特征。夏季风的加强过程对应于冬季风的大幅度波动,气候为凉湿背景上的冷湿与暖湿振荡。冰后期的早期为全新世第一暧期。夏季风强盛对应于冬季风衰弱的湿暖气候,它由夏季风锋面降水的穿时性所决定,在华北地区为全新世适宜期。8 kaBP 前后为夏季风偏弱对应于冬季风偏强的干冷气候,是具有普遍意义的全新世第一冷期。这3 次古季风事件可与格陵兰冰芯记录进     

青藏高原及周边地区MIS 3中期冰进探讨

随着ESR,OSL以及CRN等新技术被应用到第四纪冰川测年,青藏高原及周边山地的许多地区建立起了第四纪冰川演化的年代序列,研究人员在青藏高原南缘和东缘发现末次冰期最大规模古冰川作用出现于末次冰期的间冰阶(MIS 3),而不是末次冰期晚阶段(MIS 2).对该区域内已获得的测年资料进行总结,发现在兴都库什山、喜马拉雅山、昆仑山、念青唐古拉山、唐古拉山、喀喇昆仑山、横断山、祁连山、天山、帕米尔高原以及台湾山地等(共30个点)都存在MIS 3山地冰川前进的年代数据,其中,虽有部分点的数据精度和可靠性不高,但不可否认青藏高原及周边山地曾发生MIS 3山地冰川前进的事实,且多数年代数据都集中于MIS 3中期.通过年代学资料与古环境记录的综合分析,笔者初步得出:在季风环流控制区,MIS 3(中期)冰进可能是由于该阶段中期的冷期(也可能是古里雅冰芯记录中47～43kaB.P.两次冷事件的直接作用)结合较丰富的亚洲季风降水造成;在西风环流主要控制区,如天山、帕米尔地区与西昆仑山,虽然在MIS 3时由于冰盖退缩,高纬度的冷高压减弱,使得西风急流北支北撤,西风强度有所减弱,但相对LGM时大洋的温度还是较高,蒸发旺盛,因而西风环流可为上述地区带来较多的降水,配合MIS 3中期的低温致使冰川前进.用多种技术方法交叉对冰川遗迹进行系统定年,是现阶段第四纪冰川研究面临的重要内容,还应注意季风与西风气候系统下冰川演化模式可能存在的异同.     

天山乌鲁木齐河流域冰川地貌与冰期研究的回顾与展望

乌鲁木齐河源于天山北列喀拉乌成山的北坡,区内保存着形态多样、较为清晰的第四纪冰川侵蚀与沉积地形.经过老中青数代人的考察研究,取得如下研究成果:1)查清了河源区冰川地形的分布与特征,运用冰川沉积学与地貌地层学原理对乌鲁木齐河出山口处的扇形地进行了冰川与非冰川成因的鉴别;2)基于地衣法、常规14 C与AMS14 C、TL、ESR、CRN(10Be)等多种定年方法的测年结果,并结合地貌地层学原理,建立了乌鲁木齐河流域小冰期、新冰期、末次冰期(MIS 2～4)、MIS 6与MIS12较完整的冰川演化序列,为我国第四纪冰川研究树立了一个典型范例.展望未来,乌鲁木齐河源区的冰川地貌演化模拟与古环境重建等需作进一步研究,喀拉乌成山南坡的冰川地形有待进行综合定年;若以乌鲁木齐河源流域冰期序列为参照,冰川发育与天山的构造抬升以及东、中与西段天山冰川发育是否具有一致性,天山地区是否保存有更老冰碛等科学问题尚待深入探讨.     

他念他翁山中段第四纪冰川作用ESR定年初步研究

他念他翁山中段地处青藏高原东南部和云贵高原过渡地带,海拔4 200 m以上保存着确切的第四纪冰川遗迹.对其进行深入研究,不仅可以重建横断山脉冰川作用的演化历史,还能够为青藏高原的隆升机制提供重要依据.采用野外地貌调查与电子自旋共振测年（ESR）相结合的方法,查明他念他翁山第四纪冰川发育的地貌特点,并初步对研究区的冰期系列进行划分.结果显示,他念他翁山中段古冰川类型主要为山麓冰川、山谷冰川和冰斗冰川.晚第四纪以来至少经历了4次冰川作用,分别为倒数第二次冰期（MIS 6）,年代为（192±51）~（207±45）ka;末次冰期中期（MIS 3）,年代为（55±8）~（54±9）ka;末次冰盛期（MIS 2）,年代为（25±1）~（38±6）ka,以及全新世新冰期/小冰期（MIS 1）.     

玉龙雪山冰川沉积序列OSL定年

位于青藏高原东南缘的玉龙雪山分布有欧亚大陆纬度最低的海洋型冰川,其主峰及周边地区保存了大量清晰完整的第四纪冰川遗迹。研究该区第四纪冰川作用遗迹及其冰川作用史,具有重要的理论与实际价值。应用光释光（OSL）测年技术对玉龙雪山冰川沉积物进行了定年,结合前人研究资料,重建玉龙雪山冰川作用史。研究结果表明：玉龙雪山东麓的末次冰期冰碛物主要形成于晚更新世末次冰期最盛时期,其平均年代约在25ka,西麓末次冰期冰碛物形成年代约为50ka,对应于深海氧同位素3阶段中期（MIS3b）。而倒数第二次冰期的年代在240ka左右,处于中更新世晚期,对应于MIS8阶段,当时玉龙雪山存在多条复式山谷冰川。该研究可为玉龙雪山第四纪冰川作用历史的重新认识以及光释光测年技术在该区的应用提供基础资料。     

Reconstruction of the Late Quaternary Glaciation of the Macha Khola valley (Gorkha Himal, Nepal) using relative and absolute (C, Be, dendrochronology) dating techniques

Late Quaternary glacier fluctuations in the Macha Khola valley (Gorkha Himal, Nepal) were reconstructed using relative and absolute dating techniques. Our results indicate that younger moraine complexes were left by Late Holocene (<1.7 cal. ka BP), mid-Holocene (ca 3 cal. ka BP), and Lateglacial (ca 13 cal. ka BP) ice advances. Older Late Quaternary glacier advances occurred during Marine Oxygen Isotope Stages (MIS) 2 and 3–4. No relics of Middle or Early Pleistocene glaciations could be found. During MIS 3–4, glaciers advanced down to an altitude of at least 2150 m a.s.l., corresponding to an ELA depression of approximately 1300 m. At about 3500 m a.s.l., the MIS 2 Macha Khola glacier reached almost the thickness of the former MIS 3–4 glacier and retreated some time before 17.9 cal. ka BP. The Lateglacial glacier advanced again several times to altitudes between 2450 and 3400 m a.s.l. The mid-Holocene glaciers extended much farther down-valley than the Late Holocene ones. Dendrochronological data of Abies spectabilis suggested several periods of unfavourable growth conditions especially at the beginning of the 19th (1820) and 20th (1905) centuries.     

天山夏特河流域晚第四纪冰川沉积序列与地貌演化

夏特河源于天山最大现代冰川作用中心托木尔—汗腾格里峰的东北坡,流域内保存有形态较为清晰的四套冰川沉积。这些地形记录了夏特河流域的古冰川变化,对它们进行研究可获得该地晚第四纪以来的冰川时空演化规律。在第三套冰碛夹层中的砂质透镜体里采集了5个OSL年代学样品,应用单片再生（SAR）测年技术测得它们的年龄为（13.3±0.8）~（20.1±1.3） ka。基于测年结果、各套冰碛距现代冰川的远近、冰碛垄的完整程度、冰碛物的风化胶结状况及接触关系,并参阅托木尔—汗腾格里峰南坡与东南坡以及东、中、西段天山其他流域的年代学资料,可初步得出：第一套和第二套冰碛分别沉积于小冰期和新冰期;第三套冰碛形成于末次盛冰期及随后的冰消期,可对应于海洋氧同位素阶段（MIS） 2;保存在河口的第四套冰川沉积及与其相关联的宽阔且长达数十千米的“U”形谷共同指示,它应形成于冰川规模较大的倒数第二次冰期,时间上可对应于MIS 6。     

东天山黑沟流域冰川沉积序列及OSL测年研究

黑沟源于东天山最大现代冰川作用中心博格达峰的南坡. 在第四纪冰期与间冰期旋回中,该流域的冰川均发生过多次规模较大的进退,在谷中留下了较为完整的冰川沉积序列. 这些冰川地形包含有重要的古气候变化信息,对其研究可重建黑沟流域的冰川演化史. 应用OSL对该流域的冰川沉积物进行定年,测定结果表明冰水沉积物（沙质透镜体）比冰碛物更适宜应用单片再生剂量（SAR）测年技术进行测定. 基于测得的年龄并结合地貌地层学原理可初步得出：晚第四纪期间,黑沟流域共发生了5次规模较大的冰川作用,分别为全新世期间的小冰期（16世纪以来冷期的冰进）与新冰期（距今3~4 ka的冰进）,末次冰期晚冰阶（MIS 2）与早冰阶（MIS 4）以及倒数第二次冰期（MIS 6）.     

MIS 3时期青藏高原东南部稻城古冰帽冰进事件研究

深海氧同位素3阶段（Marine Isotope Stage 3,MIS 3）是全球气候演化过程中特殊的时期,对深入认识区域古气候、古环境演变具有重要意义。青藏高原东南部稻城古冰帽是第四纪冰川作用历史和古气候研究的理想区域,许多学者在该区进行了冰川地貌学和年代学研究。目前,该区域在MIS 3阶段是否存在冰川前进事件仍存在争论。现着重从洞穴石笋、高原冰芯、海洋沉积、古湖孢粉等记录来总结我国MIS 3阶段的气候环境状况,并搜集高原及周边地区MIS 3阶段冰进事件的记录,结合稻城古冰帽区已发表的MIS 3阶段的年代数据来探讨稻城古冰帽区MIS 3阶段的冰川前进的可能性。结果表明：稻城古冰帽区MIS 3阶段（43~53 ka）发生了大规模冰进事件,这可能是由于该冰帽区处于相对冷湿环境且受到了西南季风的影响。本研究可为区域气候重建与环境演变提供新的依据。     

Timing and style of Late Pleistocene glaciation in the Queer Shan,northern Hengduan Mountains in the eastern Tibetan Plateau

Glacial landforms and sediments provide evidence for the existence of two Late Pleistocene major glacial advances in the Queer Shan, northern Hengduan Mountains in the eastern Tibetan Plateau. In the current study, optically stimulated luminescence and electron spin resonance dating results reveal that the two glacial advances occurred during Marine Isotope Stage (MIS) 3 and the Last Glacial Maximum (LGM) in MIS 2, respectively. Geomorphic evidence shows that the glacial advance during MIS 3 was more extensive than that in MIS 2. This glacial advance is synchronous with other glaciated areas in the Himalaya and Tibet, but contrasts with global ice volumes that reached their maximum extent during the LGM. Glaciers in the Queer Shan are of the summer accumulation type and are mainly fed by precipitation from the south Asian monsoon. Palaeoclimate proxies show that during MIS 3 the south Asian monsoon strengthened and extended further north into the Tibetan Plateau to supply more precipitation as snow at high altitudes. This in turn led to positive glacier mass balances and caused glaciers to advance. However, during the LGM, despite cooler temperature than in MIS 3, the weakened south Asian monsoon and the associated reduced precipitation were not as favourable for glacier expansion as in MIS 3. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.