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.     

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）.     

基于年代学约束的白马雪山晚第四纪冰川作用

白马雪山(5429m)地处横断山脉腹地,海拔3800m以上保存着确切的第四纪冰川遗迹,对其进行深入研究,可以为重建西南季风影响区的环境演变历史以及区域冰期-间冰期系列对比提供依据.本文采用野外地貌调查与电子自旋共振测年(ESR)相结合的方法,查明白马雪山第四纪冰川发育的地貌特点,并对研究区的冰期系列进行划分.结果显示,白马雪山晚第四纪以来至少发生5次冰川作用,分别为中梁赣冰期(475±62ka,MIS 12);倒数第二次冰期(MIS 6),年代分别为166±22ka、142±17ka、209±23ka、153±15ka、120±16ka和180±20ka;末次冰期早期(MIS 4),年代分别为57±6.8ka、67±8.7ka、81±11ka、77±11ka和64±7.7ka;末次盛冰期(19±2.5ka,LGM,MIS 2)以及全新世新冰期/小冰期(MIS 1).研究区的冰川作用与青藏高原的脉动式抬升具有一定的对应关系.     

乌鲁木齐河源冰碛物的ESR测年研究

应用ESR测年技术对采自乌鲁木齐河源区上望峰、下望峰与高望峰的冰碛物进行了测年, 上望峰冰碛年代为(35±3.5) ka BP; 下望峰冰碛3个年代分别为(171.1±17) ka BP、 (176±18) ka BP、 (184.7±18) ka BP; 高望峰冰碛年代为(459.7±46) ka BP. 经对ESR测年结果的可靠性讨论并结合地貌地层与已有的14C年代、 ESR年代数据得出: 上望峰冰碛沉积于MIS 2相对应的末次冰期晚期; 下望峰冰碛系两次冰川作用沉积的, 公路之上冰碛于MIS 4相对应的末次冰期早期沉积的, 以下老的冰碛沉积于MIS 6相对应的冰期; 河源区最老的冰碛高望峰冰碛形成于MIS 12相对应的冰期. 高望峰冰碛年代同时还表明本段天山至少于此时已经上升到与当时冰川气候相耦合的高度, 进入了冰冻圈, 开始发育冰川.     

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。     

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。     

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.     

晚第四纪MIS6以来柴达木盆地成盐作用对冰期气候的响应

气候是控制柴达木盆地盐类沉积的主要因素之一,但是其作用机制尚待明确。作者以柴达木盆地察汗斯拉图盐湖的3个含盐剖面为研究对象,采用多接收电感耦合等离子质谱(MC-ICP-MS)铀系测年测定其沉积时代,并通过X射线粉晶衍射(XRD)分析测定其盐类矿物种类。铀系测年显示D18剖面石盐和芒硝层的沉积时代为13.1±2.0 ka BP～15.9±2.5 ka BP,其中芒硝沉积年代属于末次冰期MIS2晚期;MXK2剖面芒硝层的沉积时代分别为131.7±39.5 ka BP和158.3±10.8 ka BP,D12剖面芒硝层的沉积时代分别为166.6±20.2 ka BP和198.0±20.6 ka BP,可以对应于倒数第二次冰期MIS6。XRD分析确定了3个剖面的盐类矿物主要为芒硝、石盐和石膏。综合多个盐湖晚第四纪成盐数据,本文认为倒数第二次冰期MIS6和末次冰期MIS2是柴达木盆地晚第四纪重要的成盐期,冰期的冷干气候有利于石盐和芒硝等盐类沉积。柴达木盆地"冰期成盐"的根本原因,是由于冰期环境下盆地周边山体冰川规模的扩张以及干冷的冰期气候,共同造成了盐湖补给水量的减少。此外,晚第四纪MIS6和MIS2的冰期降温也是导致盆地中冷相盐类沉积的直接原因。     

季风的发展与冰川的消失——从台湾高山末次冰期冰川发育特征说起

台湾高山有无第四纪冰川之争,经历60a后终于得到澄清．此次查明台湾雪山主峰区有3套 不同时期的冰川遗迹．如冰斗湖、冰坎、大型磨光面和擦痕以及冰碛垄等,分别命名为山庄冰阶(末 次冰期早期．44.25±3.72ka BP)、黑森林冰阶(末次冰期最盛,18.26±1.52 ka BP)、雪山冰阶(末次冰 期晚期,10.68±0.84 ka BP)尤其以早期冰川规模大为特征．澄清了地学界近65a来的怀疑,将为 全球变化研究增添新内容．     

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。     

天山乌鲁木齐河源末次冰期冰川沉积光释光测年

乌鲁木齐河源地区是中国冰川遗迹保存最丰富、地貌最典型的区域之一,是根据冰川遗迹重建第四纪冰川历史的理想地区。大量的研究工作以及技术测年结果也使其成为试验冰川沉积光释光（optically stimulated luminescence,OSL）测年可行性的理想地点。共采集了6个冰碛及上覆黄土样品用于光释光测年。提取38~63 μm的石英颗粒,运用SAR-SGC法测试等效剂量。各种检验表明测试程序是适用的。通过地貌地层关系、重复样品、已有年代的对比等方法,检验该地冰川沉积OSL测年的可行性。结果表明,OSL年代结果与地貌地层新老关系非常吻合,与已有的其他测年技术的年代结果也具可比性,表明这些样品的OSL信号在沉积之前晒退较好,OSL年代是可信的。冰川观测站侧碛垄的OSL年代为14.8±1.2 ka;9号冰川支谷口附近冰碛的OSL年代为13.5±1.1 ka和17.2±1.3 ka;上望峰冰碛的OSL年代为20.1±1.6 ka。综合OSL年代结果与此前其他测年结果,这几套冰碛垄形成于深海氧同位素MIS 2阶段应该是比较统一的认识。上望峰冰碛上覆黄土的OSL年代（10.5±0.8 ka）也印证了该结论。OSL年代指示上望峰冰碛对应于末次冰期最盛期,冰川观测站和9号冰川支谷谷口冰碛对应于晚冰期。下望峰冰碛的OSL年代为36.3±2.8 ka,对应于MIS 3阶段。下望峰冰碛的形成时代,仍有待更多沉积学以及测年工作进一步确定。     

中国西部山岳冰川MIS3b冰进的初步探讨

对横断山的沙鲁里山、祁连山东段的冷龙岭、天山西段托木尔峰南麓的阿特奥依纳克河流域等3个地区7个研究点的第四纪冰川作用开展了深入研究,应用ESR测年技术在7个研究点特定的地貌部位共获得12个对应于MIS3(56~36 ka BP)的测年结果,且年龄基本上都对应于MIS3b(54~44 kaBP).结合已有的研究资料,并对MIS3气候特征进行综合分析,研究表明:MIS3强大的季风环流带来的丰富降水与MIS3b冷阶段的组合是川西高原的沙鲁里山与祁连山东段冷龙岭MIS3b冰进的主要原因,而天山西段阿特奥依纳克河流域MIS3b冰进则是不稳定的西风波动带来的丰富降水所致.这3个地区沉积有该次冰进的冰碛物.     

Luminescence dating of Quaternary alluvial successions,Sellicks Creek,South Mount Lofty Ranges,southern Australia

Abstract

Quaternary alluvial and colluvial sediments infill major river valleys and form alluvial fans and colluvium-filled bedrock depressions on the range fronts and within the Mount Lofty Ranges of southern Australia. A complex association of alluvial successions occurs in the Sellicks Creek drainage basin, as revealed from lithostratigraphy, physical landscape setting and optically stimulated luminescence (OSL) ages. Correlation of OSL ages with the Marine Oxygen Isotope record reveals that the alluvial successions represent multiple episodes of alluvial sedimentation since the penultimate glaciation (Marine Isotope Stage 6; MIS 6). The successions include a penultimate glacial maximum alluvium (Taringa Formation; 160?±?15?ka; MIS 6), an unnamed alluvial succession (42?±?3.2?ka; MIS 3), a late last glacial colluvial succession within bedrock depressions (ca 15?ka; MIS 2) and a late last glacial alluvium (ca 15?ka; MIS 2) in the lowest, distal portion of Sellicks Creek. In addition, the Waldeila Formation, a Holocene alluvium (3.5?±?0.3?ka; MIS 1), and sediments deposited during a phase of Post-European Settlement Aggradation (PESA) are also identified. The age and spatial distribution of the red/brown successions, mapped as the Upper Pleistocene Pooraka Formation, directly relate to different topographic and tectonic settings. Neotectonic uplift locally enhanced erosion and sedimentation, while differences in drainage basin sizes along the margin of the ranges have influenced the timing and delivery of sediment in downstream locations. Close to the Willunga Fault Scarp at Sellicks Creek, sediments resembling the Pooraka Formation have yielded a pooled mean OSL age of 83.9?±?7?ka (MIS 5a) corroborating the previously identified extended time range for deposition of the formation. Elsewhere, within major river valleys, the Pooraka Formation was deposited during the last interglacial maximum (128–118?ka; MIS 5e). In general, alluviation occurred during interglacial and interstadial pluvial events, while erosion predominated during drier glacial episodes. In both cases, contemporaneous erosion and sedimentation continued to affect the landscape. For example, in the Sellicks Creek drainage basin, which lies across an actively uplifting fault zone, late glacial age sediments (MIS 2) occur within the ranges and near the distal margin of the alluvial fan complex. OSL dating of the alluvial successions reported in this paper highlights linkages between the terrestrial and marine environments in association with sea-level (base-level) and climatic perturbations. While the alluvial successions relate largely to climatically driven changes, especially in major river valleys, tectonics, eustasy, geomorphic setting and topography have influenced erosion and sedimentation, especially on steep-sloped alluvial fan environments.

1. KEY POINTS

2. Luminescence dating of the Sellicks Creek alluvial fan complex reveals that sedimentation occurred predominantly during the later stages of glacial cycles accompanying lower sea-levels than present.

3. Luminescence dating confirms that the stratigraphically lower portions of the Pooraka Formation are beyond the range of radiocarbon dating.

4. Upper Pleistocene alluvial fan sedimentation at Sellicks Creek correlates with pluvial events in southeastern Australia.

     

西藏东南部末次冰期早阶段冰川作用及其古气候意义

西藏东南部的“古乡冰期”和“白玉冰期”是划分中国第四纪冰期的蓝本。其中,白玉冰期即末次冰期,分为早阶段和晚阶段,相对应的冰川沉积广泛分布于本区的波堆藏布谷地。已有的冰川数值年代结果显示,末次冰期晚阶段的冰川作用发生于海洋氧同位素阶段（MIS）2。然而,关于早阶段的冰进记录,目前却未有确切的年代学证据,此次冰川作用究竟发生于MIS 4还是MIS 3,是一个悬而未决的问题。在前人研究及野外地貌调查的基础上,运用光释光测年手段对波堆藏布谷地疑似形成于末次冰期早阶段的冰碛垄进行测年,年代结果介于（56.4±4.2）~（65.9±3.9） ka之间,相当于MIS 4。藏东南地区MIS 4冰期冰川作用年代与青藏高原及其周边山地具有可比性,表明该阶段冰川作用发生的普遍性。通过对比北半球低纬度地区夏季太阳辐射及亚洲季风区古气温与古降水指标记录,认为藏东南地区MIS 4冰期冰川作用可能是对北半球低纬度地区夏季太阳辐射减弱及气温下降的响应,与季风降水无关。     

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）.     

东帕米尔高原喀拉库勒湖的成因及其年代

喀拉库勒湖位于东帕米尔高原的康西瓦河流域.研究区的地质构造资料显示,断层活动形成的慕士塔格-公格尔山之间的断层谷是喀拉库勒湖形成的基础.对本区的地貌考察得知,源自慕士塔格峰东坡和公格尔山西坡的古冰流曾数次占据整个河源区,形成规模较大的山麓冰川.现存的喀拉库勒湖为一冰碛堰塞湖,其形成时间与最后一次古冰流填充河源区,阻塞慕士塔格峰西北侧自西南向东北汇入康西瓦河的阔克萨依克河水流的时间相一致.应用OSL测年技术对采自喀拉库勒湖外围冰碛丘陵中的砂质透镜体进行定年,获其年代范围为(26.8±1.3)~(41.7±4.4)ka.结合本区已有的ESR年代学资料(37.8±3.6)~(48.2±4.6)ka、邻近区域的古气候记录以及我国西部第四纪冰川演化序列综合分析可以得出,喀拉库勒湖主要形成于末次冰期中冰阶,时间上可对应于MIS3中期.     

青藏高原东北缘玛雅雪山晚第四纪冰川发育的气候和构造耦合

青藏高原东北缘的玛雅雪山(海拔4 447 m)保存着确切的第四纪冰川遗迹. 野外地貌调查与光释光测年方法相结合, 确认玛雅雪山晚第四纪主要经历3次冰川作用: 第Ⅰ组冰碛时代为新冰期; 第Ⅱ组冰碛物年龄为(23.2±1.0)ka, 其上覆泥石流年龄为(2.9±0.3)~(2.3±0.1)ka, 上层土壤年龄为(3.6±0.2)ka, 对应于深海氧同位素2阶段(MIS 2)的末次冰盛期(LGM); 第Ⅲ组冰碛年龄为(42.6±1.9)~(45.7±3.0) ka, 属于末次冰期中冰阶, 对应MIS 3中期. 采用最新综合因子法计算玛雅雪山现代冰川物质平衡线为海拔4 605 m. 依据冰川地貌形态, 计算末次冰期平衡线为海拔3 800 m. 通过庄浪河阶地的拔河高度及各级阶地的年代, 以河流的下切速率代表玛雅雪山的抬升速率, 计算得到末次冰期中期以来玛雅雪山抬升了50~60 m. 利用玛雅雪山周边的达里加山和太白山冰川漂砾的¹⁰Be 数据近似代表流域侵蚀速率, 推算出玛雅雪山剥蚀速率大约为29 mm·ka^-1, 推断MIS 3以来流域的剥蚀量为1~2 m. 综合末次冰期中期以来的构造抬升量和剥蚀量, 恢复末次冰期中期时的流域高度为海拔4 200 m, 平衡线高度为海拔3 750 m. 研究结果显示: 研究区在MIS 3时, 流域平均高度已经在平衡线之上, 在流域平均高度到主峰之间冰川开始积累, 发育冰川. 结合其他环境指标综合推断, 玛雅雪山晚第四纪冰川的发育是气候和构造耦合的产物.