包头地区晚更新世—全新世地层划分对比及环境变迁

对包头平原第四纪堆积物的年代地层、生物地层、岩石地层和磁性地层的研究表明,该区晚更新世—全新世地层可与我国华北晚更新世—全新世典型地层剖面——萨拉乌苏河滴哨沟湾剖面对比,并可进一步划分出萨拉乌苏组、城川组、大沟湾组和滴哨沟湾组。这一研究不仅重新厘定了包头平原这一时段地层的层序,完成大区域地层对比,同时也为研究包头地区乃至呼包盆地晚更新世—全新世古气候和古地理环境变迁提供了基础资料。     

萨拉乌苏河流域第四系岩石地层及其时间界限

根据对位于鄂尔多斯高原毛乌素沙漠东南部边缘萨拉乌苏河流域的米浪沟湾剖面岩石地层划分并结合年代测试结果,提出了如下一些看法1以组为代表的岩石地层单元的形成时间为离石组>150000aB.P.、萨拉乌苏组150000-75000aB.P.、城川组75000-10000aB.P.、大沟湾组-滴哨沟湾组10000-1000aB.P.、范家沟湾组1000aB.P.-现代.2以上岩石单元与黄土高原相同时期层系具有较好的对比关系离石组\萨拉乌苏组、萨拉乌苏组\城川组和城川组\大沟湾组在地质时代上依次与L₂\S₁(时限为140000aB.P.)、S1\L1(时限为80000aB.P.)和L1\S0(时限为11000-10000aB.P.)大体是等时的.3如以过去全球变化而论,则目前已经可以确切地将米浪沟湾剖面诸岩石单元与深海和大陆冰川最近地质时期的若干氧同位素阶段进行对比,以“”表示为离石组MIS6、萨拉乌苏组MIS5、城川组MIS2～MIS4、大沟湾组+滴哨沟湾组+范家沟湾组MIS1.显然,这一对比关系清楚地说明,我国沙漠万年时间尺度环境演变,与黄土的研究结果一样,在很大程度上受到北半球冰期间冰期气候波动的影响.据此,可以按气候地层进行划分,将离石组、萨拉乌苏组、城川组、大沟湾组+滴哨沟湾组+范家沟湾组的时代分别置于里斯冰期、里斯-玉木间冰期(末次间冰期)、玉木冰期(末次冰期)和冰后期。     

萨拉乌苏河滴哨沟湾剖面的化学成分与沉积环境

内蒙乌审旗萨拉乌苏组地层因产人类化石、大量哺乳动物化石和旧石器而引起人们的注意,成为中国北方晚更新统的标准地点.其中萨拉乌苏滴哨沟湾削面出露完好。郑洪汉等根据沉积相的分析,将该剖面自下而上分为四段37层。为探讨剖面上化学成分的分布与沉积环境的关系,笔者根据郑洪汉提供的样品对剖面进行了主要化学成分,碳酸盐、游离Fe_2O_3和稀土元素(REE)分析。结果表明,萨拉乌苏组的化学成分主要是     

萨拉乌苏组的沉积环境及地层划分问题

鄂尔多斯高原东南部,萨拉乌苏河两岸广泛出露巨厚的第四纪河湖相沉积,自其中发现丰富的哺乳动物化石以来,便成为华北晚更新世标准地层之一,命名为萨拉乌苏组。但以前多偏重于化石和石器的研究,并将这套巨厚的河湖相沉积笼统地划为晚更新世。这种情况已远远不能满足当前生产和科研发展的要求,迫切需要从沉积物特征、沉积环境、古气候等不同角度对该地层做进一步的详细划分。作者曾有机会参加萨拉乌苏河流域第四纪地质调查及古脊椎动物化石的发掘工作。     

宁夏红寺堡盆地萨拉乌苏组地层时代重新厘定及意义

以沉积旋回划分为基础,采用光释光和碳十四测年技术手段,将宁夏红寺堡盆地上更新统地层时代进行了重新划分与厘定。研究结果将红寺堡盆地原定为萨拉乌苏组的湖相沉积解体为上下两套,下部湖相沉积即为传统意义上的萨拉乌苏组,上部湖相沉积结合区域地层对比结果将其重新划归为水洞沟组,总体上反映了晚更新世青藏高原东北缘发育的两期重要的古大湖事件。在深海大洋氧同位素曲线上这两期古大湖事件分别相当于MIS3与MIS5段,代表了区域上两期温暖湿润的气候环境,也与该时期全球古气候环境的变迁基本一致。同时,在这两期古大湖发育期间,存在一期重要的构造隆升事件,表现为两套地层之间存在明显的区域不整合接触,可能是青藏高原晚更新世强烈隆升的响应。因此,针对青藏高原东北缘上更新统萨拉乌苏组湖相沉积层开展系统的年代学研究,对其地层时代进行重新划分与厘定,对于研究晚更新世古大湖形成与演化、古气候变迁以及青藏高原的隆升提供了重要的地质背景资料。      

萨拉乌苏组地层年代学研究

我国北方地区晚更新世河湖相标准地层——萨拉乌苏组地层的年代学研究,有助于正确理解萨拉乌苏组与马兰黄土以及与冰期气候对比等关系。笔者近年来根据野外层位对比和地层沉积相的划分,采用同位素年代测定,并结合黄土-古土壤序列研究的最新成果,初步建立了可以与黄土、深海沉积记录和冰期气候波动对比的萨拉乌苏组地层序列。认为河湖相沉积的萨拉乌苏组形成于约140-70kaBP的末次间冰期,大致与深海氧同位素第5阶段对应,与黄土高原古土壤S₁发育同期。城川组风成细砂形成于约70-10kaBP的末次冰期,与黄土高原的马兰黄土是同期异相地质体.      

萨拉乌苏晚更新世以来古生物与环境的研究进展和展望

近百年来,对萨拉乌苏晚更新世以来的地层、古生物及其所反映的环境做了大量的调查与研究,在不同地点和地层层位发现脊椎动物化石45个属种,人类化石或遗骸15件,并进行了孢粉分析和环境重建.但在一些方面仍需更深入的研究,如1)孢粉记录的分辨率和解译;2)萨拉乌苏人类化石或遗骸的确切年代;3)重点连续沉积剖面晚更新世以来高分辨率的生物地层和环境变化序列、萨拉乌苏地区对全球气候变化的响应及该区环境变化的动力机制等.     

萨拉乌苏组沉积时代的重新厘定

重新认识我国北方地区晚更新世河湖相标准地层--萨拉乌苏组的形成时代，对于萨拉乌苏组与马兰黄土的关系，与冰期气候对比等具有重要意义。笔者近年来根据野外层位对比和地层沉积相的划分，采用绝对年代控制，并结合黄土－古土壤序列研究的最新成果，初步建立了可以与黄土、深海沉积记录和冰期气候波动对比的萨拉乌苏组地层序列。认为河湖相沉积的萨拉乌苏组形成于约１４００００～７００００ａ.Ｂ.Ｐ.的末次间冰期，大致与深海氧同位素第５阶段对应，与黄土高原古土壤Ｓ１发育同期。城川组风成细砂形成于约７００００～１００００ａ.Ｂ.Ｐ的末次冰期，与黄土高原的马兰黄土是同期异相地质体.     

萨拉乌苏组中的融冻褶曲

萨拉乌苏河位于陕西省与内蒙古自治区的交界处,它是无定河上游——红柳河的蒙语名称。这里出露有良好的晚更新世地层剖面,是我国北方晚更新世代表性地层——萨拉乌苏组的得名地。除萨拉乌苏河河谷外,定边、靖边、横山、榆林、神木及伊金霍洛旗、鄂托克旗、乌审旗等地,亦有萨拉乌苏组的普遍出露,面积计达2万余平方公里。这一广大范围,我们称其为萨拉乌苏地区,它实乃古萨拉乌苏湖的湖区所在。现今的毛乌苏沙漠,即发育于该湖盆内(图1)。     

我国北方上更新统城川组的建立

在传统认为属河湖相沉积的萨拉乌苏组,经研究在其上部划分出一套以风成砂沉积为主的城川组。城川组风成砂与马兰黄土是同期风力分异出来的产物;城川组的沉积相、沉积环境和古生物与其下的萨拉乌苏组是不同的。萨拉乌苏河流域的城川组,马兰黄土形成于晚更新世晚期,萨拉乌苏组为晚更新世早期;前者相当于玉木冰期,推测年代距今70000a。