基于Hkr值的北天山冰川侵蚀空间分布特征及其主控因素研究

确定冰川侵蚀的主控因素及其与各影响因素间的相互作用方式,不仅对深入认识冰川侵蚀的物理机制和理解冰川作用区地貌演化具有重要的意义,也是探讨构造、气候、地形间相互关系的根本。然而,以往的学者仅在构造活动略单一的区域研究冰川侵蚀的主控因素,致使对构造的影响认识不足,那么,构造是否是冰川侵蚀的主控因素呢？又是如何作用于冰川侵蚀？北天山第四纪冰川作用规模巨大,留下了丰富的冰川遗迹,其气候与构造条件也多样,因而成为探讨上述问题的理想区域。本文在北天山北坡自西向东选取了7个冰川流域,基于每个流域的Hkr值和冰川侵蚀影响因子的定性定量数据,分析了该区域冰川侵蚀的分布规律及其影响因素。结果表明,北天山各流域冰川侵蚀自西向东有减小趋势,该变化趋势是构造、气候、地形共同作用所致。其中,山顶高度和降水对冰川侵蚀的影响最显著,两者均通过对冰川规模施加作用来控制冰川侵蚀,而构造也可能通过影响顶点高程、积累区面积、冰川规模,进而作用于冰川侵蚀,但是其是否发挥主要作用有待进一步认识。因此,冰川规模可能才是导致北天山各冰川流域侵蚀差异的根本原因。     

冰川槽谷横剖面定量化研究方法及其影响因素

冰川槽谷(“U”形谷)是冰川与下伏基岩相互作用的结果, 是典型的冰蚀地形, 对其定量化研究是了解冰川作用过程以及冰川槽谷演化过程的重要途径. 二次多项式(y=A+Bx+Cx²)和幂函数(y=ax^b)是定量描述冰川槽谷形态的两种较普遍的方法, 二次多项式可以描述冰川槽谷的整体形态且不需要考虑高程基准面的选择, 但是该方法不能用于槽谷间的比较且其只能较准确地描述接近抛物线的横剖面; 幂函数不但可以反映不同作用过程形成的谷地, 还能在不同横剖面间进行比较, 但幂函数在应用过程过会受到坐标原点选取、 对数变化、 后期堆积以及横剖面不对称的影响, 其运用过程更加复杂. 此外, 相同的幂函数指数b可能指示不同的槽谷形态, 形态比率FR的引入并与指数b结合起来使对槽谷形态的描述更加全面. 从冰川动力和外部环境方面出发, 影响槽谷形态的因素主要有冰川作用时间、 基岩的抗侵蚀能力、 岩性的分布以及裂隙、 冰量、 气候、 构造和冰川性质, 后三者对槽谷形态的定量化影响需要进一步进行探讨. 运用不同地区槽谷形态参数所做b~FR图探讨了山地冰川槽谷的发育模式, 发现山地冰川槽谷存在对应于两种不同冰川性质的相反的发育模式, 但是由于岩性、 气候等其他因素的影响, 造成了冰川槽谷发育模式有时出现了不对应的情况.     

冰川沉积释光测年： 采样策略与测试选择

释光测年是可对冰川地貌进行直接定年的一种测年技术,已被广泛应用于冰川沉积测年中,推动了第四纪冰川研究的深入发展。但冰川沉积释光测年还没有达到标准化的程度,实际应用中仍有不少问题需要探究,其中最受关注的是冰川沉积物释光信号晒退不完全的问题,即样品在埋藏前因曝光机会有限导致信号没有归零或仅部分归零。冰川沉积释光信号晒退程度与地貌部位和沉积环境密切相关。冰川沉积释光采样需注意几个方面：（1）详细的地貌学和沉积学调查及对采样点的选择;（2）较适合释光测年的冰水沉积和冰缘风成沉积采集及其与冰川作用期次的联系;（3）冰碛夹层中的冰水砂透镜体的选取;（4）冰碛垄采样时垂直与水平方向上的考量;（5）岩石释光测年的发展使砾石成为当前第四纪冰川释光测年采样的一种选择。室内进行释光等效剂量测试时,也有几个关键的选择：（1）粗颗粒石英光释光测年是末次冰期以来冰川作用的首选方法;（2）如果样品年代老于石英测年上限,或者石英不适合测试,则可考虑钾长石后红外高温释光测年方法;（3）单颗粒、小测片和岩石释光埋藏测年技术可以鉴别样品的晒退情况,是目前最适合冰川沉积释光测年的几种选择;（4）如有条件,尝试用不同矿物、不同粒径、不同方法进行测试对比和交叉检验。要获得第四纪冰川释光测年的最佳年代学结果,地貌学、沉积学和年代学的结合是非常必要的。     

年轻冰川沉积砾石的晒退特征及其对岩石释光埋藏测年的启示

不完全晒退/晒退不均现象是冰川沉积物释光测年所面临的巨大挑战,这一问题限制了传统颗粒沉积物释光方法在冰川沉积物测年方面的应用。最新发展的岩石释光埋藏测年技术,可以根据释光-深度曲线判断砾石是否经历过充分曝光,是解决冰川沉积晒退不均问题的有效途径之一。本工作选择青藏高原东部硬普沟现代冰川前沿为研究对象,采集130个年轻冰川沉积砾石样品,包括93个现代样品和37个小冰期样品,其中20个现代样品采自地表。首先,运用表_{~2 mm}/饱和信号法区分不同冰川沉积环境中砾石样品的晒退程度;再基于SAR和SGC法初步估算样品的等效剂量及其高估情况;然后,统计砾石样品的特征（磨圆度、球度、颜色、晶粒大小、晶粒相对大小、砾石大小等）与晒退程度的关系,找寻晒退良好的砾石及其特征。结果表明大部分采样点的砾石样品呈现了被晒退的特征,平均20.6%的埋藏砾石的岩芯晒退良好,剂量高估程度低;不同沉积类型样品的晒退程度不一,侧碛垄顶部砾石样品晒退程度最好,冰水阶地和现代冰河砾石样品次之,现代冰川后退碛垄间洼地的冰水沉积砾石样品晒退程度最差,剂量高估较严重;磨圆度较差、球度较低、浅色的花岗岩砾石晒退程度较好。综上,冰川沉积砾石的晒退程度与沉积环境、沉积过程、搬运距离、砾石特征等相关,在进行岩石释光埋藏测年采样时,应综合考虑上述情况。