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.     

冰川构造浅析

冰川是地壳上重要的地质体之一,开展冰川构造的研究不仅丰富了冰川学的研究内容,而且也开拓了构造地质学的研究领域。文章分析了冰川变形的各种物理参数,并以绒布冰川和阿厄玛卿冰川为例阐明了我国冰川构造的基本特征,如冰川构造变形的多样性,冰川构造发育的层次性及运动学与动力学的某些特点等,提出了我国冰川构造研究的方向和任务。     

西藏札达盆地及周缘高山区第四纪冰川遗迹与冰期的初步划分和对比

札达盆地及周缘高山区的第四纪冰川遗迹分布广泛,类型齐全、发育连续.特征的冰碛及冰水堆积地貌有:冰水堆积平原或冰水堆积平台、冰碛丘陵等.挤压构造遗迹有:褶皱、断裂表皮构造、压坑、压裂构造、变形砾石等.ESR年代测定结果表明,冰碛形成的最大年龄为2.33Ma.依据冰碛、冰水堆积的特征、分布和形成年代等,区域冰川发育由老到新可划分出:7次冰期、6次间冰期、1次冰缘期、1次新冰期.该区是目前所知青藏高原第四纪冰川遗迹发现最多、保存最全和发育最连续的地区,为青藏高原地区的第四纪冰川演化研究、冰期的划分和对比、古气候古环境的研究,提供了重要的实际资料和依据.      

白马雪山冰川槽谷发育的形态特征及其影响因素探讨

白马雪山地处横断山脉腹地,对于重建西南季风影响区的环境变迁以及探讨冰川作用特点具有重要科学意义.这里保留着典型的晚第四纪冰川侵蚀地貌,其中冰川槽谷发育特征明显.本文运用抛物线形态参数、梯级宽深比、形态比率等定量分析冰川槽谷的研究方法,对保存在白马雪山主峰扎拉雀尼(5429m)东北坡的两条简单冰川槽谷的形态特征进行分析.采用7个典型剖面的形态特征参数与其他地区对比,探讨冰川槽谷发育的可能影响因素如水热条件、冰川性质、冰川规模、岩性特点、冰川作用时间等.结果显示:白马雪山冰川槽谷抛物线形态参数b值为1.779,明显小于冰川性质相同的螺髻山(1.835),主要是由于区域降水条件的不同所造成的差异,而与冰川性质不同天山乌鲁木齐河源区(1.825)冰川槽谷的形态特征的差异,可能与冰川规模、作用时间以及岩性条件密切相关;梯级宽深比中槽谷形态参数沿程变化可以反映冰川流动过程中的动力变化,梯级宽深比中的形态参数Af和Bf值最大处对应的谷肩位置接近雪线位置.根据槽谷谷肩的位置确定末次冰期早期/中期的雪线高度为4140m,这与用地貌法如冰斗底部高程法、侧碛堤最大高度法和冰川末端至冰斗后壁最大高度法等综合确定的雪线高度4092m基本一致.因此,在冰川槽谷发育的冰川作用区,用槽谷谷肩的海拔高度估算雪线高度可以成为一种比较可靠的确定古雪线方法;白马雪山的冰川槽谷形态参数b-FR的特征表明,即使是海洋性冰川作用区也不符合Hiran和Aniya提出的山地冰川模式,但运用b-FR相关关系可以很好的反映冰川的侵蚀过程.白马雪山地区冰川侧蚀作用导致槽谷坡降值较小,底部较平坦宽阔,呈现出相对完整的U型形态.此外,用形态比率FR值也可以验证雪线的位置高度.     

青海阿尼玛卿冰川构造

该区冰川构造十分复杂,具有多层次、多期次的变形特点。本文论述了冰川构造层次的划分,分析了各层次构造的形成,特别是对冰川下部韧性变形带中被动式褶皱的生成环境及其运动学和动力学的特点进行了讨论。冰川可作为观察、研究构造的天然模型,对其研究将加深对地壳上各种构造形态的认识和理论探讨。     

大陆型冰川与海洋型冰川物质平衡对比研究——以天山和阿尔卑斯山典型冰川为例

物质平衡是冰川对气候变化最直接的响应,是冰川变化的重要参数.大陆型冰川与海洋型冰川发育在不同的水热环境下,它们对气候变化的响应程度、过程和机理存在很大差异,因此在全球变暖背景下对这两类不同性质冰川物质平衡变化特征及其机理做一全面的对比研究意义重大.以东、西天山的乌鲁木齐河源1号冰川和图尤克苏冰川以及阿尔卑斯山东、中、西部的欣特雷斯冰川、Caresèr冰川和Sarennes冰川为参照冰川,在对比分析这五条参照冰川近60 a来物质平衡变化幅度差异和阶段性差异基础上,对大陆型冰川与海洋型冰川物质平衡变化特征及其机理进行了对比研究.结果表明:在物质平衡阶段性变化上,阿尔卑斯山参照冰川物质平衡变化具有相似的阶段性,而天山和阿尔卑斯山参照冰川之间以及天山内部两条参照冰川之间物质平衡阶段性变化存在很大的差异,可见,无论不同性质冰川还是同一性质的不同冰川,其物质平衡的阶段性变化都可能存在差异,这与不同冰川所处环境水热变化的时间差异有关,而与冰川性质无关;在物质平衡变化幅度上,海洋型冰川变化幅度明显大于大陆型冰川,原因是不同性质冰川发育的水热环境及其对气候变化敏感性差异;在前人对冰川加速消融机理的研究基础上,本文也讨论了大陆型冰川与海洋型冰川物质平衡变化的机理及其异同.     

普若岗日冰原表面运动特征观测研究进展

冰川运动特征的分析研究有助于了解冰川的基本性质,是冰川学研究的重要内容之一.40a来,我国冰川学者先后对天山、阿尔泰山、祁连山、喀喇昆仑山、喜马拉雅山、念青唐古拉山以及横断山等部分冰川进行了冰川运动的观测研究^[1～6],施雅风、黄茂桓等较为系统的总结了天山乌鲁木齐河源一号冰川的运动机理以及我国大陆型冰川运动的某些特征.这些分析观测的冰川类型均为山谷冰川或冰斗山谷冰川,而对冰帽型冰川的运动特征的观测分析甚少.     

西藏札达盆地及周缘高山区第四纪冰川堆积及冰川进退规程讨论

札达盆地及周缘高山区的第四纪冰川堆积在空间分布上大致可分为:①盆地周缘高山区U形谷中及山麓地带的冰川堆积;②盆地周边深切峡谷区的冰川堆积;③盆地面上的冰川堆积;④盆地河谷高阶地与沟谷中的冰川堆积;⑤盆地周缘高山区山前地带的冰川堆积等。不同区域分布的冰川堆积,在砾石成分、磨圆度、结构构造、地貌特征等都有较明显区别。依据冰川堆积物的特征、分布等,可将本区第四纪的冰川发展,由老到新划分为:冰缘阶段→冰进阶段→最大冰川阶段→冰退阶段。对应的冰川类型为:山谷、山麓及冰帽冰川发育阶段→大规模冰帽冰川发育阶段→冰帽、山谷及山麓冰川发育阶段。现有资料研究表明,札达盆地及周缘高山区,是青藏高原第四纪冰川堆积发现最多、最全、分布最连续和保存最好的地区。为该区及青藏高原地区的第四纪冰川研究、冰期的划分和对比、气候地层的建立、古气候和古环境的研究等提供了珍贵的基础资料。     

川滇块体东北缘晚第四纪区域气候-地貌分析及其构造地貌年代学意义

地貌年代是新构造特别是活动构造定量研究的瓶颈问题.通过对川滇块体北东边界构造带所在的区域气候变化过程和地貌研究成果的综合分析.利用众多的年代学数据,从区域尺度对地貌的年代、形态和物质组成等特征对比分析,探讨了该区冰川地貌、河流阶地和冲洪积扇的演化特征,揭示了区域气候变化与区域性地貌演化存在的内在对应关系.气候变化产生的气温、湿度、降水量等变化控制了该区冰川地貌和流水地貌的演化.区域内冰川地貌主要是末次冰期的产物,对应于末次冰期两个冰阶,河流作用在7～10ka和1～5ka两个阶段改造末次冰期堆积地貌形成相应的侵蚀地貌.主要河流阶地发育对应于降水量剧烈变化的气候过程,其中形成三级阶地而的流水下切作用最强,随后堆积的深厚物质是二级阶地的主体,并一直没有被后期流水下切作用蚀穿,与气候变化的强度等特点对应.区内冲洪积扇主要有3个堆积时期,即3～5ka,7～10ka和20～25ka,主要发育在气候变化最剧烈的时期,大量的碎屑物形成并短距离搬运堆积.将区域分析综合的结果应运到康定南团结乡附近的地貌分析,可以很好的理解该区的地貌演化,用侵蚀改造的地貌演化结论否认了以前的堆积地貌认识,理清了地貌发育的年龄序列.综合分析与应用的结果表明,区域气候-地貌-构造系统研究对于活动构造年代学具有非常重要的意义.     

帕米尔弧形构造带的构造过程与地貌特征

帕米尔弧形构造带是印度-欧亚板块碰撞变形最强烈的地区之一,是研究构造过程、地貌演化以及气候变化及其相互作用的理想场所。本文基于前人的研究成果,对帕米尔弧形构造带新生代构造单元、地貌特征和动力学演化模型进行了总结归纳,包括:主要构造单元的活动起止时间、活动量及活动速率;帕米尔弧形构造带现今的地貌特征(水系和冰川的分布);帕米尔弧形构造带6种主要的地球动力学演化模型的主要样式、优点及限制。论文提出了帕米尔弧形构造带晚新生代构造研究的三个重要的科学问题:精细厘定构造带内部的不同断裂带运动学特征和相互关系;深部地质过程与浅部响应相结合,探讨构造带形成的深部地质过程控制;将构造过程、气候特征与地貌演化作为一个耦合系统开展研究。     

藏西南纳木那尼峰地区第四纪以来的冰川演化

藏西南纳木那尼峰地区第四纪以来经历了多阶段的冰川演化,遗留了各个阶段不同类型的冰川堆积地貌和冰川侵蚀地貌。文章通过对各阶段冰积地貌的分布范围、特征的描述,并根据保存程度确定其相对地貌年龄,初步认为本地区第四纪以来倒数第3次冰期发育了规模最大的冰原冰川,倒数第2次冰期时冰原缩小并逐渐解体,末次冰期以来完全解体为山谷冰川。根据本地区槽谷的形态特征及冰川堆积物的分布,认为本地区末次间冰期前后有一次活跃的构造运动。     

活动构造定量研究中的地貌年代问题

活动断层构造的研究方法与“老”构造的研究方法的一个重要差别,就在于它往往必须借助于各类地貌变形来确定断层活动的性质、方式、活动时代及活动速率;由于活动构造变形所涉及的第四纪地层在大陆地区的分布极其有限,所以各类变形构造地貌单元相当于老构造研究中地层学的基础。本文拟对作为“地层单元”的河流阶地、冰川地貌年代的确定进行探讨。     

天山乌鲁木齐河源1号冰川冰蚀基岩面微形态研究

通过对天山乌鲁木齐河源冰川底床基岩与沉淀物显微结构构造分析,对大陆性山岳冰川冰下过程的认识更加深入.沉积物微观结构和构造特性显示冰川底部存在较大的挤压应力作用,由显微滞碛等现象来看,压应力在微观上的空间分布很不均匀.沉淀物中块体碎裂和基岩上冰成裂隙反映,冰川底部冰体对基岩面有巨大的剪切应力作用.滑塌构造说明,冰川底部在微小的区域内压力分布不均匀,局部有重力作用过程存在.沉淀物中块体断裂和同生变形构造的存在说明沉淀物的形成过程为先期沉淀、后期受压.通过对冰川底部各种动力作用特征的阐述及沉淀物结构、构造的成因及特性的总结,认为大陆性山谷冰川底部冰岩界面处存在水膜,且冰川运动亦有滑动性.     

稻城古冰帽第四纪冰川地貌数字化研究

位于青藏高原东南部的稻城古冰帽,在第四纪时期曾发生了多次冰期并保存了丰富的古冰川遗迹,是研究第四纪冰川地貌类型特征的理想区域。目前,已有学者对冰川地貌类型划分和冰川地貌制图做了相关研究,但是古冰川地貌在空间分布特征及其量化程度有待于进一步细化。因此,本文基于Google Earth Pro遥感影像和数字高程模型(DEM),运用目视解译和野外考察相结合的方法对典型冰川地貌进行定量分析并绘制了稻城古冰帽(约3 600 km²)的第四纪冰川地貌图。本文识别了该区冰川地貌中的冰川湖、冰川谷、羊背岩和冰碛垄等四种类型,初步统计了约1 096个冰川湖、370条冰川谷、41个羊背岩及1 268列冰碛垄;空间分布上,冰川湖和羊背岩主要分布在海子山夷平面上,冰川谷以古冰帽边缘区发育为主,冰碛垄则主要形成于海子山夷平面上和东、西两侧的山谷里。本研究可为第四纪冰期规模估算、古气候重建提供基础数据,也为当地的旅游规划和自然资源调查提供一定的参考。     

天山布拉特沟的地貌制图(摘要)(英文)

天山布拉特沟是乌鲁木齐河源的一个支流,通过野外调查编绘了1:25000比例尺的布拉特沟地貌图。本图作为野外地貌工作的总结,集中地反映了本区的冰川、冰缘及重力流水地貌形态,区分了各形态的分布、成因及形态特征,是地貌图的说明书。 本区是现代冰川作用区之一,冰川地貌是主要的地貌形态。分布于谷地源头的现代冰川有3条,雪线高度约4000m,并处于退缩状态。冰川的主要地貌类型计有冰斗、槽谷,羊背石和冰碛垅等。呈现多道分布的冰碛垅(包括年轻冰碛垅和四个阶段的老冰碛垅),反映了冰川作用的演变过程。石冰川和泥石坡等冰缘地貌形态也广泛分布于此。其他重力地貌和流水地貌类型也比较齐全。这表明布拉特沟是一个典型的高山地貌,冰川与冰缘地貌广泛分布的区域。现有地貌形态在排列分布上呈现不对称状况,这主要是由于气候因素作用的结果。所有这些特征与乌鲁木齐河主谷的特征相似,冰川序列也与主谷平行。     

基于ASTER-GDEM数据的黄河源地区构造地貌分析

基于ASTER-GDEM数据,利用彩色晕染、密度分割与GIS空间统计分析技术,结合地质资料,通过地形高程、地势起伏度、地表坡度、高程和平均坡度剖面及流域面积-高程积分等手段,对黄河源地区的构造地貌特征进行了初步分析.研究表明,黄河源地区为一NW-SE带状盆地地貌,平均海拔4 473 m,平均起伏度为60 m,平均坡度为9.5°,为高海拔盆地,盆内地势平坦,盆缘山势险峻.黄河源盆地内部(4 200～4 300m)湖相地层发育,地势略有起伏,为古大湖湖底地貌后经河流改造形成;盆内发育三级阶梯状层状地貌面,高程分别为4 400m、4 500m和4 600m,为古大湖作用形成的三级大型湖积阶地;盆地两侧发育山地地貌,沟壑纵横,为山体隆升、构造剧烈活动和强烈风化剥蚀作用形成.黄河源地区的地貌特征受构造作用控制较为明显:盆地边缘的昆南断裂、布青山山前断裂和巴颜喀拉山前断裂对盆地的展布形态和整体地貌特征具有控制作用;盆内玛多断裂、巴颜河前断裂和麻多—野牛沟断裂破坏了古湖积阶地的层状地貌,控制了盆地内部的地势起伏变化和黄河源区水系的整体展布.黄河源流域地貌整体处于壮年期,为构造活动和水流作用的综合结果.4 200～4 800m高程范围内的流域面积最大,占总流域的90.6％,为长期内流作用形成的区域平坦的地形,推测为古湖期湖泊作用的结果;盆地两侧的山前地区,构造活动剧烈、风化作用显著,呈现老年期地貌;盆地东南切口为河谷地貌,处于幼年期,由黄河源的地貌发育特征推测黄河源水系为发育较为年轻的水系.     

四川康定折多山末次冰盛期古冰川重建及其气候意义

折多山位于青藏高原东缘,地势上处于由高原面向高山峡谷的过渡区,古冰川遗迹保留较好。对折多山冰川地貌进行深入研究,对揭示青藏高原东缘地形演化与古气候变化的耦合机制具有重要意义。在野外考察的基础上,结合Google Earth遥感影像、《中国第二次冰川编目》和DEM等资料,对折多山冰川地貌及其特征参数进行了识别、提取和计算。研究共识别出189条古冰川,覆盖面积为497 km²。基于研究区已有年代学资料,本区冰川地貌主要为末次冰盛期（LGM）以来冰川作用遗存。恢复研究区LGM冰川平衡线高度（ELA）,在西坡和东坡分别为4 380 m和4 110 m,相差270 m,揭示出分水岭东侧更有利于冰川发育。广泛发育的冰蚀湖、冰蚀基岩面、羊背石等,以及深切的冰川槽谷（U形谷）指示海洋性冰川作用特征;冰川作用正差、冰川朝向、冰蚀地貌的差异,揭示积累区地形条件和水汽来源对研究区冰川发育具有重要的影响。     

新疆昭苏夏塔冰川地貌特征及成因分析

夏塔位于新疆哈尔克山北麓和昭苏盆地之间,处于西天山造山带的核心部位,该地区在漫长的地质历史时期中,在各种地质营力的综合作用下,形成了以冰川地貌为主体的地质遗迹景观资源。在野外系统调查的基础上,总结了研究区冰川地貌具有空间分带性特征,冰川地貌以现代冰川为核心、四周发育着众多以典型冰蚀地貌为主要特征的古冰川地貌,辅以冰川堆积地貌和冰水沉积地貌,观赏价值较高。通过冰川地貌成因分析,进一步提升冰川地貌的科学内涵,为景区开发建设提供科学依据。     

罗圈组冰下融出构造的发现及意义

华北地台南缘晚前寒武纪的罗圈组对研究华北及扬子区大地构造，古地理，古气候及区域地层有重要意义，它以成因上有争议的杂砾岩长期为人们所关注。最近，在早期确定的块状杂砾岩中，识别出一种交错层理构造，对沉积作用过程的分析表明，它为冰下融出过程的产物，其形态为冰川底部富碎屑冰层内原生构造的反映。这一沉积构造的发现，将有助于罗圈冰期冰川发育特征及环境条件的理解和恢复。     

从末次冰盛期冰川规模探讨当时的气候环境——以乌鲁木齐河源区末次冰盛期冰川为例

根据乌鲁木齐河源区末次冰盛期形成的保存完好的古冰川遗迹和现代气候条件下冰川物质平衡与气候的关系，用冰川动力学方法估算出冰川达到末次冰盛期规模时的气候条件。依据末次冰盛期冰川面积，结合冰川平衡线高度和冰川体积综合分析，乌鲁木齐河源区末次冰盛期的夏季气温应比现代低４．８℃左右，降水约只有现代的３０％。但目前其它古气候方法的研究结果表明，末次冰盛期的夏季气温比现代低５．６℃左右，两者相差０．８℃，其原因可能主要是冰川动力学方法未考虑构造抬升对气温的影响，据此推测，乌鲁木齐河源区末次冰盛期至今的构造上升量约为１３０ｍ。