第四纪冰川遗迹的判别标准与方法问题——兼论蒙山巨砾堆积堤之成因

判断中国东部中低山地冰川作用遗迹的真伪,只能通过科学实践检验和学术争鸣加以解决。利用实地考察所测数据资料,证明山东蒙山确无第四纪冰川遗迹。包括蒙山在内的山东中低山丘陵,迄今为止没有发现符合判别标准的末次冰期冰川地貌三要素组合。蒙山兰溪峡谷的谷形指数（0.07~0.24）与世界各地真正的冰川槽谷不符,被当作冰川证据的蒙山兰溪峡谷谷壁擦痕和拦马墙巨砾堆积堤砾石擦痕,不具有作为冰川地貌证据的唯一性或专属性,而是砾石沿河谷滚动、拖拽摩擦和撞击的结果。不连续、不对称分布于兰溪下游凹岸的拦马墙巨砾堆积堤,沿流向延伸或呈流线构造,具有平行主流的平顶、陡坡砾石堆和立石等景观,砾石的圆度、分选和砾组构造均指向泥石流堆积堤或特大洪水巨石边滩。它可能是1668年7月25日郯城大地震保存下来的群发性灾害遗迹。     

论冰川与泥石流堆积体的宏观展布、磨光面、平行擦痕等遗迹的差异性——兼答王乃昂教授“蒙山‘冰川遗迹’辨识中的逻辑谬误分析”

本文在对比分析了冰川堆积与泥石流堆积过程差异的基础上,发现两类堆积体在平面与剖面上都存在明确的专属性差别。冰川冰碛在平面上形成专属性的垄槽序列,剖面上显示为混杂状无层理堆积特征。泥石流形成堆积扇,扇面上呈放射状垄岗堆积,剖面上表现为阵次韵律序列。据此对蒙山拦马墙冰碛垄、瑶池冰碛垄进行了调查研究与分析,认为拦马墙冰碛垄属于冰川凹岸堆积,瑶池冰碛垄属于冰川对称堆积。此外经调查发现,王乃昂等（2020）《逻辑》一文图2d所示“泥石流底泥层”实为一蜂类废弃的泥质巢穴。“平行特征”擦痕为泥石流成因的解释属于《逻辑》一文对于引文的误读。综合研究认为,蒙山冰川遗迹无论从清荣古冰斗的外形特征、平坦指数（F=187）,瑶池、拦马冰碛垄的平面展布特征、砾石垄的堆积特征、兰溪U谷特征及深宽比（024~027）,U谷岩壁上“微小擦痕”构成的磨光面及磨光面上产出的“平行特征”的擦痕等,都显示拦马墙冰碛垄与兰溪U谷为冰川作用的结果。     

山东蒙山冰川遗迹的类型、特征和年代——答王乃昂教授、李吉均院士质疑

鉴于王乃昂教授、李吉均院士等否定了蒙山拦马墙等冰川遗迹的冰川成因,本着学术的辩论是接近科学真相的有效途径,故撰写本文。重点就王乃昂教授在其论文中采用人工采样坑作为地震撞击坑的证据问题、冰川擦痕认知的局限性问题进行了阐述。详细描述了蒙山存在的擦痕、颤痕、新月形裂纹、新月形裂口、新月形凿口、钉头鼠尾擦痕等类型丰富的冰川遗迹,并与四川海螺沟现代冰川槽谷各类擦痕、美国缅因州的颤痕等进行了对比。就争议较大的拦马墙巨石垄的组构特征、形成过程与形成时代进行了研究分析。在此基础上就冰川与洪水、泥石流之间的动力学差异进行了讨论。研究发现,脱离了"冰是固体"这一基本的认知范畴,必然导致泥石流论的泛滥。蒙山类型丰富、形迹清晰的冰川擦痕,为我国第四纪冰川遗迹的研究提供了实物样本。     

山东蒙山第四纪冰川组合遗迹的发现及初步研究

本文介绍了山东蒙山地区南坡保存的丰富而清晰的第四纪冰川遗迹,重点展示了兰溪山谷的冰石河、侧碛堤组合,并对相伴产出的擦痕、磨光面、颤痕等冰川遗迹进行了调查与测量。同时对冰石河、侧碛堤的分布、规模、物质组成、岩石特征进行了介绍。根据侧碛堤的排列位置及砾石的风化程度,初步确定为末次冰期的冰碛遗迹;对山谷两侧磨光面上的擦痕进行了测量统计,显示谷壁磨光面上擦痕的长宽比具有10:1左右的比例规律;根据侧碛最大高度法(MELM),结合对于蒙山侧碛的调查,对蒙山雪线的高度进行了估算,初步估算蒙山南坡末次冰期时的雪线高度约为700 m左右。蒙山地区这些组合冰川遗迹的发现,为中国东部第四纪冰川的研究提供了直接的证据。     

蒙山国家地质公园拦马墙砾石堆积体暴露测年研究

山东蒙山国家地质公园佛塔谷堆积了大量的巨砾,其形成原因存在着很大的争论。探讨蒙山佛塔谷砾石堆积体的形成年代有助于了解蒙山环境演化和气候变化。关于佛塔谷砾石的微地貌已有相关作者探讨,本文在前人研究的基础上从拦马墙砾石堆积体的宇生核素~(10)Be暴露年代以及全新世以来的气候环境和人类文化等方面进行探讨。研究结果表明:①拦马墙砾石宇生核素~(10)Be暴露年代结果为5.0～6.0 ka BP左右,不支持先前发表的"8.2 ka BP拦马冰期"的结论;②全新世以来山东蒙山区域处于一个暖湿的环境下,尽管有几次降温事件,但是不足以提供形成冰川的条件。     

蒙山八字峪砾石堆积堤的地貌成因和年代初探

山东蒙山八字峪(亦有人称为瑶池)砾石堆积堤不连续对称分布于出山沟口,沿流向延伸,具有弧形或舌状沉积的典型特征。2020年10月在蒙山八字峪砾石堆积堤测量了56块砾石组构,并在叠置砾石隙间采集到4个树干~(14)C测年样品。研究结果如下:(1)八字峪堆积垄岗砾石组构、沉积构造、地貌组合等标志,均指向其为山洪泥石流堆积物;(2)缺少扇形地、表泥层与底泥层,具有砂砾透镜体的砾石层,揭示八字峪砾石堤为暴发频率极低、发展周期较长的泥石流堆积;(3)根据已有测年结果和乔木定居期,八字峪砾石堤在距今50年前曾发生山洪灾害,这与文献记载具有一致性;(4)八字峪砾石堤成因属于暴雨直接类特大型历史泥石流,可能是一次性、短历时快速地貌灾害过程,且被后期洪流有所改造;(5)八字峪砾石堤形成原因与冰川作用无关,也不是"典型的石河"。已报道的蒙山"冰川遗迹",不仅缺少可靠的三要素地貌组合证据,而且缺少年代学和沉积学依据。总之,本文从证据链上进一步增强了蒙山山麓碎屑堆积为山洪泥石流成因判别的确定性。     

山东蒙山峨峪口砾石堤的成因类型和泥石流发生历史

地貌学和沉积学证据表明,山东蒙山地质灾害遗迹分布广泛,通常以砾石堆积堤及河谷堆积阶地的形式保留在现代河床之上。其中,峨峪口砾石堤在蒙山具有典型性和代表性。探明峨峪口砾石堤的成因类型和发生历史,对中国东部（105° E以东）第四纪环境变化、气候地貌过程具有重要的科学研究和科普教育价值。2020年10月和2021年2月,笔者团队两次赴蒙山考察,野外工作主要是砾石组构测量,寻找砾石埋压的断木等有机¹⁴C测年材料,以及历史洪水调查、地方文献资料收集等。研究结果表明：（1）峨峪口砾石堤不连续、不对称分布于凹岸（弯道）,砾石组构、石线构造、叠置空洞构造和砾石群构造等成因专属性特征,以及砾石表面擦痕的明度,揭示其可能为数百年前所形成的一次性历史泥石流堆积垄岗,且被后期山洪改造过;（2）年代学和遥感资料显示,1991年夏季峨峪口等地曾暴发大型山洪泥石流,这一结果与蒙山泥石流的历史记载具有一致性,从证据链上进一步增强了峨峪口砾石堤泥石流成因的确然性;（3）峨峪口砾石堤可能是低频、短历时快速地貌灾害过程,属于暴雨直接类特大型历史泥石流堆积,其物源主要是峨峪口上游谷地的重力崩积物;（4）峨峪口砾石堤缺少冰缘现象的地貌组合证据,不存在全新世早期冰缘地貌的年代学依据,当地不具备发育全新世早期“石河”和“冻土环境”的气候条件;（5）蒙山地区分布有丰富的碎屑物质和比较陡的沟谷纵剖面,暴雨频繁、水分充足,具有泥石流暴发的形成条件,周边居民点、公路和登山步道应加强山洪泥石流地质灾害防治工作。     

山东蒙山九龙潭冰川堆积“垄槽序列”的特征及演化过程研究——兼论冰川、泥石流堆积序列的差异性

中国东部中低山区是否存在第四纪冰川已经争议了一个世纪，作为东部地区冰川堆积重要依据的"泥砾"（冰碛），一直被持非冰川观点者称作是泥石流沉积物。但是，由于冰川与泥石流的堆积过程之间存在本质差别，这必然在堆积体的特征上表现出专属性差异。因此建立冰川与泥石流在堆积特征与堆积过程上的专属性差异，在冰碛物的成因分析、冰碛堆积过程恢复上就有着重要意义。文章在对比分析了冰川堆积与泥石流堆积的过程差异的基础上，发现两类堆积体在平面与剖面上都存在明确的专属性差别。冰川冰碛在平面上形成专属性的垄槽序列，剖面上显示为无层理、混杂堆积状态。泥石流形成堆积扇，扇面上呈放射状垄岗堆积，剖面上表现为韵律序列。这是区别冰川与泥石流堆积体的本质所在。在此基础上，对蒙山九龙潭一带混杂堆积体进行调查与恢复，发现其具有典型的冰川成因垄槽序列特征，结合其剖面上表现为无层理、混杂堆积特征，从沉积序列与沉积过程的角度，佐证了蒙山九龙潭混杂堆积为第四纪冰川作用的事实。垄槽序列既是堆积物是否为冰川作用属性判断的专属性特征，也是恢复冰碛堆积体基本地貌特征与堆积过程的理论基础。      

蒙山八字峪砾石堆积堤的地貌成因和年代初探

山东蒙山八字峪砾石堆积堤对称分布于出山沟口,沿流向延伸,具有分段现象和弧形或舌状沉积的典型特征。2020年10月在蒙山八字峪砾石堆积堤测量了56块砾石组构,并在叠置砾石隙间和砾石层底部采集到3个树干14C测年样品。研究结果如下：（1）八字峪砾石组构、沉积构造、地貌组合等标志,均指向其为山洪泥石流堆积物;（2）缺少扇形地、表泥层与底泥层,具有砂砾透镜体的砾石层,揭示八字峪砾石堤为暴发频率极低、发展周期较长的间歇性泥石流堆积;（3）根据已有测年结果和乔木定居期,八字峪砾石堤在距今50年前曾发生山洪灾害,这与文献记载具有一致性;（4）八字峪砾石堤成因属于暴雨直接类特大型历史泥石流,可能是一次性、短历时快速地貌灾害过程;（5）八字峪砾石堤形成原因与冰川作用无关,也不是“典型的石河”。已报道的蒙山“冰川遗迹”,不仅缺少可靠的三要素地貌组合证据,而且缺少年代学和沉积学依据。总之,本文从证据链上进一步增强了蒙山山麓碎屑堆积为山洪泥石流成因判别的确定性。     

蒙山峨峪口砾石堆积堤的年代学研究

准确界定蒙山峨峪口砾石堆积堤的形成时代,对于探明其成因、澄清山东中低山丘陵第四纪冰川有无之争,是一个需要解决的科学问题。峨峪口堆积垄岗砾石组构、沉积构造、地貌组合等标志,均指向其为山洪泥石流堆积物,且为暴发频率极低、发展周期较长的水石流或稀性泥石流堆积。其下伏第四纪沉积物OSL埋藏年龄和AMS¹⁴C年龄可作为砾石堆积堤形成时代的最老约束参考年龄,当地村民迁居此地的历史可作为最小约束参考年代。OSL测年结果为2.1～2.3 ka BP,AMS¹⁴C测年结果为951～1522 cal AD,证明砾石堆积堤为数百年前形成的历史泥石流遗迹。     

山西宁武吕梁山北段第四纪冰川遗迹的发现及意义

山西宁武吕梁山北段,平均海拔约2000米,相对高差数百米至千米左右,属中山区。第四纪冰川遗迹十分发育,类型多种多样,特征明显。冰川遗迹有:U形谷、刃脊、角峰、冰斗、冰窖及分布于U形谷中的大量冰川漂砾、冰碛、冰水堆积、冰臼、变形砾石、条痕石等。该区古冰川遗迹的大量发现,不仅证明了我国东部中低山区有大量第四纪冰川运动存在,而且冰川规模之大完全出乎人们意料之外。为研究该区古气候、古环境演化提供重要依据,为我国第四纪冰期划分和对比提供重要资料和证据。      

庐山第四纪冰川遗迹的观察与思考

在前人研究和笔者长期地质观察的基础上,针对庐山跨世纪的第四纪冰川之争,介绍了庐山白垩纪以来由S形复背斜-地垒式断块山-变质核杂岩的成山过程、地层岩石分布状况及第四纪冰期时的山体地质结构与地貌;就庐山地区冰蚀地貌与冰期、间冰期沉积物争议问题介绍了观察结果与认识。通过更新世冰期与全新世亚热带湿润多雨气候形成的地貌与沉积物对比,揭示了二者的显著差异及泥石流与冰碛的不同;阐明了冰期后流水作用对冰蚀地形的强烈改造作用,以及庐山典型的冰蚀与水蚀复合地貌景观。最后指出,庐山第四纪山岳冰川的形成与其独特的地垒式断块山构造地貌、特凉的小气候等条件密切相关,特厚特硬的莲沱组砂岩是冰川遗迹保存的重要条件。因此,庐山成为中国第四纪冰川地质学的奠基之地和世界上中低纬度、中低山第四纪山岳冰川遗迹保存完美的唯一的地方。     

蒙山峨峪口砾石堆积堤的年代学研究

准确界定蒙山峨峪口砾石堆积堤的形成时代，对于探明其成因、澄清山东中低山丘陵第四纪冰川有无之争，是一个需要解决的科学问题。峨峪口堆积垄岗砾石组构、沉积构造、地貌组合等标志，均指向其为山洪泥石流堆积物，且为暴发频率极低、发展周期较长的水石流或稀性泥石流堆积。其下伏第四纪沉积物OSL埋藏年龄和AMS14C年龄可作为砾石堆积堤形成时代的最老约束参考年龄，当地村民迁居此地的历史可作为最小约束参考年代。OSL测年结果为2. 1~2. 3 ka BP，AMS14C测年结果为951~1522 cal AD，证明砾石堆积堤为数百年前形成的历史泥石流痕迹。     

山东蒙山第四纪冰川遗迹光释光测年研究及冰期划分与对比

针对蒙山发育的第四纪冰川遗迹,采用光释光(Optic Stimulated Luminescence)的测年方法,对遗迹较新的冰碛垄进行了采样与测试,首次在我国东部中低山区获得了8.2ka BP与18.2~22.2ka BP两个时间段的冰期年龄值,对应于8.2ka BP早全新世全球冷事件与末次冰盛期。根据冰碛垄的特征与测定年龄值,结合我国以往其他地区冰期的对比研究,在蒙山建立了拦马冰期与蒙山冰期。本项研究,确认并发展了李四光关于我国东部第四纪冰川理论。     

河北秦皇岛地区第四纪冰川遗迹研究

中国东部中低山区是否存在第四纪冰川的争鸣已经持续了近一个世纪,之所以存在争议,主要是目前发现的大部分冰川遗迹都是零散的、孤立的,具有多解性,不能充分支撑冰川存在的观点.经过对燕山山脉秦皇岛段长期深入细致的考察,发现了大量的、类型齐全的与冰川有关的遗迹,主要类型有冰川漂砾、冰碛、石海、冰臼、冰斗、冰蚀槽、冰擦痕、羊背石、角峰和U形谷.这些遗迹之间都存在着相互关联,形成了有力的证据群和证据链条,为中国东部地区第四纪冰期的研究提供了可靠的资料.     

张家口坝缘一带晚更新世冰川遗迹与深部地质作用的关系及其古气候意义

深大断裂的强烈活动为火山喷发提供了重要的岩浆通道,火山喷发后形成的火山口、高出夷平面300～450 m,最大厚度可达500 m的火山熔岩垂向堆积,加上深部地质作用导致的地壳抬升,为冰川形成-滑动提供了有利的地形条件和气候条件.张家口西北坝缘一带首次发现的冰川遗迹主要有冰碛物、冰水沉积物及冰川地貌.电镜扫描石英砂粒表面可见冰川成因的冰蚀擦痕和碾磨压坑,孢粉显示为干燥寒冷的气候环境.获得了(121.22±6.54)ka和(81.13±4.48)ka的光释光年龄,与河北省第四纪第五冰期和第六冰期相对应,与平原区的黄骅海退和大城海退时间相吻合,显示张家口坝缘一带在晚更新世早中期经历了两期冰川作用.这一发现填补了研究区冰川遗迹研究的空白,为我国东部中低山区第四纪冰川的存在提供了有力的证据,丰富了我国东部中低山区第四纪冰川研究的年代学数据,对认识本区及我国东部大陆气候特征和第四纪环境变化具有重要意义.     

北京西山灵岳寺古冰川沉积物何在?

北京西山灵岳寺附近的第四纪沉积物不是真正的古冰川沉积物。该处山腰凹地中一套以粗大砾石为主的混杂堆积是较典型的复式稀性泥石流堆积体,其时代为晚更新世之前,而不是晚更新世末期产物。所谓晚更新世末期的冰川堆积体和冰蚀地貌,实际上是不存在的。晚更新世时期,北京西山地区属冰缘环境,而非冰川环境。     

中国东北第四纪冰川研究新进展：遗迹厘定、新发现与冰期模式

东北是否发育第四纪冰川及其范围、性质与冰期问题,始终没有定论。在对长白山及大兴安岭冰川遗迹厘定基础上,进行了专项调查,并采用地理信息系统（GIS）、遥感（RS）及全球定位系统（GPS）的3S技术,采取钻探测图、孢粉、泥砾粒度与渗透性分析及14C定年等方法,在长白山及大兴安岭发现了冰蚀谷及泥砾堆积等新的冰川遗迹,进一步肯定了两座山地第四纪冰川的存在及其多期性。在小兴安岭首次发现冰蚀岩墙等冰川遗迹,填补了研究空白,证明小兴安岭也曾发育第四纪冰川。综合多种信息,确定长白山与大兴安岭分别有4次冰期和3次间冰期,小兴安岭至少有1次冰期。最后构建了可以与国际对比的冰期序列,重建了区域第四纪冰川环境演化模式：早更新世早期冷干,中晚期偏暖湿;中更新世早期冷湿,中晚期暖湿;晚更新世早期冷稍湿,中期暖湿,晚期冷干。     

桂林地区的冰川遗迹

王克锡根据在桂林地区进行第四纪地质研究获得的实际资料,说明桂林确实存在冰川遗迹。理由是: 1.是否存在冰碛砾石层。据调查研究冰碛粘土砾石层堆积多呈高出20～40米的垄岗,不受漓江及其支流控制,普遍无层理可寻,砾石成分中没有花岗岩砾石。因此,桂林地区冰碛砾石无论从地貌特点、砾石层结构、砾石成分还是从砾组性状上看,都与现代河床上的冲积层不同。     

鄂尔多斯东北缘早白垩世冰川泥石流沉积的发现及其成因证据

冰川泥石流是由冰碛物与冰雪融水混合形成的一种碎屑重力的沉积。综合泥石的砾石成分、冰川擦痕、冰冻痕、巨型漂砾等及其某些沉积特征和源区地质背景，认为鄂尔多斯东北缘早白垩世泥石流沉积为冰川泥石流成因，这一发现暗示了晋北隆起在早白垩世曾有山谷冰川存在，并对我国白垩纪陆地古冰川及其古气候研究具有重要意义。