摘要
第四纪以来,青藏高原东南缘广泛发育了冰川地貌,说明了冰川作用对地质过程起了主导作用。然而,目前对晚第四纪沉积物在冰川作用下是如何连续演化的认识仍不清楚。藏东南然乌湖地区良好地出露了一个连续的晚更新世沉积剖面,自下而上依次发育了成层坡积物、河道堆积、冰碛物与黄土等四种沉积物。本文首先通过沉积学、古水流、以及砾石统计等手段分析了该剖面的沉积特征;随后对其进行了光释光 (OSL)测年;最后讨论了其成因机制。初步认为:① 剖面底部的成层坡积物由砂和砾组成,具有明显的韵律层理,形成于约33 ka。该沉积可能反映了气候冷暖交替变化,是一种受到寒冻风化和冻融作用控制的冰缘沉积;② 剖面下部的河道堆积主要由直径大小不一的砾石组成,可见明显的叠瓦构造,沉积于32.8~25.1 ka,可能由北东向的冰湖溃堤导致的大规模洪水控制;③ 剖面上部的冰碛物由分选极差的砾石、粗砂、粉砂和泥组成,形成于25.1~11.1 ka,明显受到了末次盛冰期 (LGM) 冰川作用的影响;④ 剖面顶部的黄土主要由细砂和粉砂组成,堆积于LGM后的间冰期(11.1 ka),可能由冰川风搬运冰川融水产生的碎屑物而形成。综上所述,成层坡积物和河道堆积形成于末次冰期的间冰期,可能对应海洋氧同位素阶段3的弱暖期晚期(MIS 3a);而冰碛物和黄土堆积则分别对应着LGM和新仙女木(YD)事件。因此,然乌湖地区约33 ka以来的沉积序列良好地反映了冰川变化对沉积演化的控制作用。
Abstract
Southeast Tibetan Plateau is characterized by widespread glacial landform which indicates the dominating role of glaciation in the formation of geological process. However, it remains unclear with regard to how the sediments respond continuously to the late Quaternary glaciation in this area. A continuous late Pleistocene sedimentary sequence, well exposed at the Ranwu Lake area, includes stratified slope deposits, channel deposits, moraine deposits, and loess deposits from bottom to top. Here we firstly analyzed the sedimentary characteristics of this section using sedimentology, paleocurrent data, and conglomerate clast count. Secondly, we obtained the ages of this section through optically stimulated luminescence (OSL) dating. Lastly, we discussed the forming mechanisms of these four types of sediments. Preliminary results are as below: ① Stratified slope deposits are composed of sands and gravels that exhibit a typical rhythmic layering and were formed at about 33 ka. They reflect the alternating cold and warm climate change and likely belong to a periglacial sediment which were mainly dominated by the combined gelifraction and freeze-thaw processes. ② Channel deposits consist primarily of variably sized gravels with distinct imbrication and were formed at 32.8~25.1 ka. They were likely produced by the large-scale floods to the northeast due to glacial lake outburst floods. ③ Moraine deposits are composed primarily of poorly sorted gravels, sands, and silts and were occurred at 25.1~11.1 ka, indicating that the Ranwu Lake area was dominated by the glacier flow during the last glacial maximum (LGM). ④ Loess deposits are comprised mainly of fine-grained sands and silts and were deposited during the interglacial period (11.1 ka). They were derived from detrital material in the valley which were firstly transported by glacial meltwater and subsequently by glacial wind. In brief, the stratified slope deposits and channel deposits from the lower part of this section were both developed during the interglacial of the Last Glacial Period (the weak warm period of late Marine Oxygen Isotope Stage 3, MIS 3a), while the moraine and loess deposits were formed during the LGM and the Younger Dryas (YD), respectively. This late Pleistocene sedimentary sequence in the Ranwu Lake area well reflects the influence of glacier variations on sedimentation.
青藏高原是世界上最高、最年轻的高原,面积达250×104 km,平均高度4500 m。它的规模和高度对大气环流产生了重大影响,导致了季风的产生和西风的分支绕流,由此对东亚环境乃至北半球的气候产生了巨大的影响(施雅风等,1999)。青藏高原东南部属于印度洋季风亚热带山地气候区,是我国海洋性冰川最发育的地区之一(辛晓冬等,2009),该区域广泛堆积了冰川相作用相关的第四纪松散堆积物,包括成层坡积物、河道堆积、冰碛物和黄土等。比如,位于藏东南的松宗古湖是一个冰川堰塞湖,湖岸的晚更新世沉积剖面从下到上依次发育了坡积层、洪积砾石层以及古土壤等沉积序列,而且两岸冰碛物普遍发育(曾庆利等,2007a)。成层坡积源于法语单词“grèzes litées”(Guillien,1951),常发育于冰缘地貌(Tricart,1967)。国际上不少学者就其物源、成因机制、发育环境及气候响应等做了研究(Vansteijn et al.,1995; Francou and Bertran,1997; Liu Gengnian et al.,1999; Vansteijn et al.,2002; Zhang Mei,2022)。然而,国内对成层坡积物的研究较少,主要集中在青藏高原北部,如昆仑山和格尔木河区域(刘耕年等,1997; Liu Gengnian et al.,1999; Zhang Mei,2022)。河道堆积物在藏东南、喜马拉雅东侧和雅鲁藏布江流域大量存在,冰湖溃决洪水可能为其重要成因之一(游勇和程尊兰,2005; Korup and Montgomery,2008; 陈储军等,2012)。前人通过对河道堆积的沉积特征和年龄等分析,识别了古洪水事件,并发现河道堆积的形成可能与冰期和间冰期的交替变化有关(Brennand,1994; Srivastava et al.,2009)。冰碛物沉积由冰川作用挟带和搬运的碎屑物堆积而成,广泛应用于定年和冰期划分(吴中海等,2003; 许刘兵等,2004; Owen et al.,2005; 焦克勤等,2005; 张沛全等,2008; Kong et al.,2009; Fu Ping et al.,2013; Chen Renrong et al.,2014; Zhang Jifeng et al.,2015)。黄土是记录古气候变化的良好载体,前人结合黄土地形地貌、季风和冰川作用等要素,对藏东南(主要是雅鲁藏布江流域)第四纪黄土的年龄、成因机制及气候响应等进行了分析,结果显示藏东南的黄土堆积始于不同的时间,其形成虽然受局部不同气候控制,但均与冰川变化相关(Lehmkuhl et al.,2000; Sun jimin et al.,2007; Zhang Jifeng et al.,2015; Ling Zhiyong et al.,2020)。
基于以上沉积物,前人在藏东南的气候变化与冰川作用方面取得了以下认识:帕隆藏布流域第四纪以来主要发生了4次较大的冰期事件,分别为倒数第二冰期(古乡冰期)、末次冰期(白玉冰期,75~10 ka)、新冰期(3.5~1.0 ka)和小冰期(0.4~0.2 ka)(李吉均等,1991,1992; 曾庆利等,2007a,2007b; 陈仁容等,2012)。其中,末次冰期可进一步划分为末次冰期早、中、晚冰阶。早—中冰阶大致为75~32 ka,其中40~30 ka为海洋氧同位素阶段3的弱暖期晚期(late marine oxygen isotope stage3,MIS 3a)特殊的升温期(Shi Yafeng et al.,2001),此时气候环境变化剧烈,构造运动活跃,地表过程强烈,冰湖溃决洪水成为雅鲁藏布江流域主要的自然灾害之一(柳金峰等,2012; 孙美平等,2014)。晚冰阶包括末次盛冰期(last glacial maximum,LGM)和冰消期,LGM发生在32~16 ka间,青藏高原较现代降温7℃左右,降水为现代的30%~70%,湖泊含盐量增加,森林退缩;冰消期大致发生在 16~10 ka,虽然升温,但南亚季风环流在高海拔降雪量的增加抑制了消融,从而导致了冰川前进。向全新世过渡的新仙女木(Younger Dryas,YD)事件中,12.2~10.9 ka急剧降温12℃,10.9~10.8 ka又急剧升温4.5℃(李吉均等,1991; 施雅风等,1997)。至10 ka,末次冰期结束,开始进入全新世,区域气候逐渐变暖、变湿润,冰川开始消融后退(央金拉姆等,2019)。
前人对藏东南乃至整个青藏高原的第四系做了不少研究,但少有研究针对多种成因的连续剖面开展研究。本文报道了然乌湖地区新发现的一个晚更新世沉积剖面,该剖面连续沉积了成层坡积物、河道堆积、冰碛物沉积以及黄土堆积。通过OSL测年、砾石统计和古水流等方法,本文重建了该区域晚更新世的沉积演化过程,并讨论了其可能的成因机制。
1 区域地质概况
然乌湖(96°30'~97°10'E,29°00'~29°50'N)位于藏东南昌都市八宿县的西南角(图1,图2),湖面海拔3807 m,南北长约26 km,东西宽1~5 km(关志华等,1984)。湖泊周围分布有三座海拔5000 m以上的雪山:西南部的岗日嘎布雪山、南部的阿扎贡拉冰川和东北部的伯舒拉岭。研究区为印度洋季风和亚热带山地气候区(辛晓冬等,2009),据中国气象局数据,其年降水为700 mm,年均温度2℃。区内海拔4300~4600 m分布着大量的高山草地和稀疏灌木,海拔稍低的北部为针叶林覆盖,这可能与来自沿雅鲁藏布江和帕隆藏布江的季风水汽有关。由于周围山脉的阻挡,然乌湖地区受西风和印度季风的影响相对较小。该区域为我国海洋性冰川最为发育的地区之一,以来古冰川和雅隆冰川最为著名,冰川风沿山谷盛行(图2)(Zhang Jifeng et al.,2015)。在然乌湖沿岸可见大量冰川运动的遗迹(图3)。
研究区从老到新出露的地层有古元古界德玛拉岩群、新元古界—寒武系波密群、奥陶系桑曲组、泥盆系贡布山组、石炭系诺错组和来姑组、二叠系雄恩错组和纳错组、侏罗系马里组和晚第四纪堆积物(图2; 西藏自治区地质调查院,2006❶)。德玛拉岩群发育片岩、变粒岩、片麻岩及斜长角闪岩、大理岩;波密群发育变形强烈、变质程度达绿片岩相的板岩、千枚岩、变砂岩夹变质中酸性火山岩岩层,部分砾石的岩性以石英岩为主;桑曲组由白云岩和生物灰岩组成;贡布山组由灰岩和白云质灰岩组成;诺错组以板岩为主,夹薄层石英杂砂岩、长石砂岩、生物灰岩等;来姑组发育含砾板岩和含砾杂砂岩,前者砾石成分复杂,以脉石英、变质石英砂岩和花岗岩为主;雄恩错组由灰岩和白云岩组成;纳错组由砂岩、板岩和含砾板岩组成;马里组下部以板岩为主,夹砾岩、含砾粗砂岩及石英细砂岩,从下至上由砾岩、含砾砂岩、细砂岩构成的韵律组成。内晚第四上部系包括更新统和全新统的冰川堆积物、全新统的冲积物(图2),主要由砾、砂砾、砂质黏土组成(西藏自治区地质调查院,2006❶)。在靠近冰川的位置可见大量冰川漂砾(最大粒径可达约10 m)以及典型的冰碛垄堆积(图3c)。此外,区内可见白垩纪和侏罗纪的花岗闪长岩、白垩纪和古新世的二长花岗岩。
图1青藏高原东南部断裂分布及然乌湖地区位置图
Fig.1Distribution of faults in the south eastern Tibetan Plateau and the location of the Ranwu Lake area
2 剖面概况及样品采集
剖面位于然乌湖东侧,良好地出露在然乌湖至雅隆冰川的公路西侧(96°50.33'E,29°23.43'N,图2),剖面海拔3948 m,由南、北相距约200 m的两个剖面组成(图4)。南剖面出露两种沉积物:下部为成层坡积物,出露厚度约6 m,倾角较缓(~13°),以砂和砾石组成的韵律层理为典型特征。其中砾石直径小于5 cm,以次棱角状和次圆状为主,分选较差,可见叠瓦构造(图4a,图5a)。上部为河道堆积,出露厚度约7 m,主要由砾石以及少量粗砂组成,可见正粒序层理与冲刷侵蚀面。砾石主要为次棱角状和次圆状,分选中等,总体粒径大于下伏的成层坡积物,最大粒径可达20 cm,常见叠瓦构造(图5b)。北剖面可见四种沉积物:从老到新依次为成层坡积物、河道堆积、冰碛物沉积和黄土堆积。该剖面中河道堆积和成层坡积物厚度分别约1 m和2 m,下伏成层坡积物曾被河道冲刷、侵蚀,二者之间可见明显的冲刷面(图4b)。冰碛物出露厚度为0.2~1.5 m,主要由砾石、砂、粉砂和泥组成,不具层理,砾石堆积无定向,磨圆一般,分选极差。黄土堆积层较薄(<1 m),颗粒细且均匀,以细砂和粉砂为主。
本文在颗粒较细且相对均匀的沉积物中采集了5件OSL样品,在南剖面成层坡积物中采集2件(OSL-1和OSL-2,图4a),在北剖面成层坡积物、冰碛物和黄土堆积中分别采集1件(OSL-3、 OSL-4和OSL-5,图4b)。样品采集时,先刨去0.2~0.3 m松散的表面,将30 cm长的不锈钢钢管一端用黑色塑料袋填充,然后用铁锤水平敲入,直至钢管内部填满。最后,在避光情况下取出样品,两端用铝箔纸及胶带密封,并编号。
图2然乌湖及周边地质图(据西藏自治区地质调查院,2006❶)
Fig.2Geological map of the Ranwu Lake and its surroundings (after Geological Survey Institute of Tibet Autonomous Region, 2006❶)
冰川风和季风方向参考Zhang Zhigang et al.,2015
Monsoon direction refers to Zhang Zhigang et al., 2015
3 分析方法
3.1 OSL测年
本次测年实验在应急管理部国家自然灾害防治研究院实验室完成。OSL测年包括样品前处理、制备测片、等效剂量(De)测试和环境剂量率(D)测量等步骤。样品前处理根据Aitken(1998)的实验程序进行;制备测片选用90~150 μm粗颗粒组分;等效剂量测定采用单片再生法(Single-aliquot regenerative-dose,Murray and Wintle,2000),并在测试中通过附加一个试验剂量来检测和校正所有天然和再生测片OSL信号感量变化, OSL信号测量在丹麦Risoe DA-20-C/D型热/光释光自动测量系统上完成;环境剂量率(Gy/ka或mGy/a)测量时,用NexION300D等离子体质谱仪测定样品的U、Th含量,用Z-2000石墨炉原子吸收分析仪测定K含量。根据石英矿物吸收环境剂量率与环境中铀、钍和钾含量等之间的转换关系(Aitken,1998),计算样品所吸收的环境剂量率。由于本批样品较干,环境剂量率统一采用5%的含水量进行校正,并在校正过程中考虑了宇宙射线的影响。假定样品的U、Th、K含量及含水量可以代表样品埋藏期间的U、Th、K含量和含水量,样品采集时未发生曝光,那么样品的OSL年龄代表了样品最后一次曝光距今的时间。为减少测年误差,最后分别通过最小年龄、中值年龄和平均年龄三个模型计算样品年龄。
3.2 古水流方向和砾石成分分析
在南剖面成层坡积物和河道堆积中分别测量了32和31个叠瓦状砾石扁平面产状(图4a)。古水流数据校正使用StereoNett 2.45软件。由于坡积物的层理产状反映了当时的沉积地形坡度,本文以成层坡积物的韵律层理产状作为地层产状。在南剖面的成层坡积物和河道堆积中使用网格逐一统计的方法分别统计了118和136个砾石(4~64 mm)的成分。
图3然乌湖湖岸两侧的冰川地貌特征
Fig.3Glacier geomorphology around the Ranwu Lake
(a)—来古冰川冰舌、冰川磨光面和冰碛湖;(b)—来古冰川冰蘑菇;(c)—来古冰川冰碛垄;(d~f)—然乌湖东、西两侧冰川磨光面
(a) —glacier tongue, polished surface and moraine lake of the Laigu glacier; (b) —stone mushroom on the Laigu glacier; (c) —glacial moraine of the Laigu glacier; (d~f) —polished surface on the east and west side of the Ranwu Lake
4 结果
4.1 OSL测年
OSL测年结果见表1。以样品OSL-4为例,从OSL衰减信号来看(图6a),测试矿物为纯石英,符合OSL测年要求。从样品的阿巴尼科(Abanico)图可以看出(图6b),该样品晒退较好,等效剂量分布比较集中、且呈正态分布。样品的三种模型得到了基本一致的OSL年龄(11~9 ka)。其他几个样品的阿巴尼科图集中性略低,可能存在少许晒退不完全,但三个模型计算结果相差不大。虽然当晒退不完全时,使用最小年龄模型比较可靠,但是对于较老(年龄>10 ka)的样品,晒退不完全的影响较小。另外,考虑到最小模型计算出的结果对上万年的样品可能会出现低估的情况(Arnold et al.,2009),以及当石英样品De的独立估计值比较分散时,使用中值模型比较可靠。因此,我们选取中值模型进行讨论。
南剖面成层坡积物上部样品OSL-1和样品OSL-2的测年结果分别为24.0±1.3 ka、23.7±1.5 ka);而北剖面成层坡积物顶部样品OSL-5的年龄为32.8±1.9 ka;冰碛物底部样品OSL-3的测年结果为25.1±1.7 ka;黄土底部样品OSL-4的测年结果为11.1±0.6 ka。由于样品OSL-1和样品OSL-2位于南剖面的上部,可能更容易受到扰动而使OSL信号损失,进而导致测年结果偏年轻;而样品OSL-5采集于北剖面的底部,且岩性为更细的粉砂层(图4),所以其结果可能更可靠。因此,我们倾向于认为OSL-5的年龄(32.8±1.9 ka)可能代表了成层坡积物顶部的实际年龄。最终,OSL测年结果分析表明成层坡积于约32.8 ka结束;河道堆积于32.8~25.1 ka;冰碛物沉积于25.1~11.1 ka;黄土堆积起始于11.1 ka。
图4然乌湖东侧南剖面(a)、北剖面(b)的地层、OSL年龄、古水流与砾石统计结果
Fig.4The results of OSL ages, paleocurrent directions and pebble counts for the southern (a) and northern (b) sedimentary sections at the eastern side of the Ranwu Lake
4.2 古水流方向
产状校正后得到的玫瑰花图记录了相应地层的古水流方向(图4a):成层坡积物的古流向近W向(~273°),说明物源区为剖面东部的高地;河道堆积的古流向为SW向(~212°),说明物源来自剖面北东向。
图5然乌湖东侧成层坡积物(a)和河道堆积(b)的砾石成分及古水流方向(位置见图4a)
Fig.5The conglomerate composition and paleocurrent direction of the stratified slope deposits (a) and channel deposits (b) at the eastern side of the Ranwu Lake (see Fig.4a for the locations)
表1然乌湖晚更新世沉积剖面OSL测年结果
Table1OSL dating of the Late Pleistocene sedimentary section in the Ranwu Lake area
注:D为环境剂量率,DeMAM、DeAVG、DeCAM分别为最小年龄模型、中值年龄模型、平均值年龄模型计算的等效剂量值,AgeMAM、AgeAVG、AgeCAM分别为最小年龄模型、中值年龄模型、平均值年龄模型计算的年龄。
图6然乌湖地区样品OSL-4的石英OSL信号衰减曲线(a)及阿巴尼科图(b)
Fig.6Quartz OSL signal decay curve (a) and Abanico plot (b) of sample OSL-4 from the Ranwu Lake section
4.3 砾石成分统计
结果显示(图4a):成层坡积物中的砾石主要为石英岩(44.6%)和板岩(34.7%),花岗岩(9.3%)和变质砂岩(7.6%)次之,以及少量的大理岩化灰岩和灰岩(<1%)。河道堆积中花岗岩含量最多(37.5%),石英岩(23.5%)、板岩(18.9%)和变质砂岩(16.9%)次之,灰岩含量最少(2.2%)。
5 讨论
5.1 成层坡积物
成层坡积物多发育在丘陵、斜坡、以及山区环境,是一种具韵律层理的冰缘沉积(刘耕年等,1997),寒冻风化、植被缺乏和融雪是造成斜坡上成层坡积物发育的重要因素(Vansteijn,2011)。本文研究剖面位于然乌湖东侧湖岸,周围山脉广泛发育,这为成层坡积和坡积黄土的发育创造了有利条件(刘耕年等,1997)。寒冻风化作用下形成的碎屑堆积于山坡上,在短周期季节性水流的搬运下在坡底形成成层坡积物。由于沉积物的粗细与搬运介质的能量大小有关,故当某层含较多砾石时,说明当时水动力较强。坡积物层理的角度较小,说明其形成时的地形坡度较缓,沉积物受到的重力搬运作用较小。成层坡积物形成的时间(>32.8 ka)对应于末次冰期—间冰期,MIS 3a弱暖期晚期(30~40 ka,施雅风等,1997),此时中国全境暖湿(图7)(Shi Yafeng et al.,2001),有利于韵律层理的形成(French and Thorn,2006; Viana-Soto and Perez-Alberti,2019)。此外,French(2017)也提出在无永久性冰川冻土的冰缘环境中,冰川融水形成的片流比雨水对坡积物的形成更重要,能提供长期稳定的搬运径流(Vansteijn,2011)。
综上,成层坡积物是寒冻风化作用产生的碎屑物在季节性融水的作用下沉积于坡底,短周期性的气候变化则使其发育了韵律性层理。成层坡积物的形成指示了当时较为湿润的气候环境。
5.2 河道堆积
32.8~25.1 ka在坡积物之上快速堆积了厚达7 m的河道沉积(图8b)。该堆积物砾石颗粒普遍较粗,其中花岗岩含量为37.5%,远高于下伏成层坡积物中花岗岩的含量(9.3%)。由于研究剖面附近并无花岗岩出露,说明河道砾石并非近源堆积。古水流方向为SW向(~212°),推断其物源主要为北东方向水平距离~6 km外的白垩纪花岗岩(图2)。此源区海拔平均为5200 m,而堆积处海拔仅3948 m,两者高差为1252 m。巨大的高差和相对较近的搬运距离可能伴随着高能量的水动力条件,这有利于粗颗粒物质的侵蚀与搬运,并于然乌湖剖面形成河道堆积。
河道堆积于中冰阶与LGM之间的间冰期,可能为MIS 3a。此时温度峰值出现于33 ka左右(图7),实际温度可能高出现代温度~4℃(施雅风等,1997; 施雅风和赵井东,2009; Zhao Cheng et al.,2021)。此时温度升高,冰川消融强烈,雨水充沛,易引发冰湖溃决等地质灾害(Shi Yafeng and Liu Shiyin,2000)。结合上述对剖面的沉积特征分析,推测河道沉积主要受冰湖溃决形成的洪水作用控制。
5.3 冰碛物堆积
冰碛物沉积于25.1~11.1 ka(图8c)。底部年龄可能对应于LGM的起始时间(~25 ka;张沛全等,2008; Yuan Guangxiang and Zeng Qingli,2012; Chen Renrong et al.,2014; Zhang Jifeng et al.,2015),与前人在然乌湖东南侧公路三道班附近获得的冰碛垄宇宙核素年龄(25.3 ka; 王杰,2007)一致(图2)。
然乌湖两侧发育许多冰川作用的痕迹:然乌湖发育于典型的U型谷,说明其受到了冰川作用的改造;在湖岸两侧发现了大量的冰川遗迹,包括冰碛物、冰碛湖和冰川磨光面等(图3)。由于研究剖面距西南侧的来古冰川冰舌前缘仅10 km,而且整个然乌湖地区晚更新世地貌受冰川作用控制,因此进一步推测研究剖面冰碛物形成于LGM来古冰川由南向北的扩展(图8c)。
图7然乌湖地区33 ka以来的沉积演化与区域年均温对比
Fig.7Sedimentary evolution of different deposits from the Ranwu Lake area since ca.33 ka and its comparison with the reconstructed annual average temperature in the region
浅黄色区域对应不同的气候事件(YD、LGM和MIS 3a);黑色三角形代表不同沉积样品的光释光年龄;区域年均温据Zhao Cheng et al.,2021
The light-yellow shades show the time intervals of three climate events (YD, LGM, and MIS 3a) ; black triangles indicate the OSL ages in this study; reconstructed annual average temperature from adjacent region after Zhao Cheng et al., 2021
图8约33 ka以来然乌湖地区研究剖面沉积演化模式图
Fig.8The evolution model of the sedimentary section in the Ranwu Lake area since~33 ka
5.4 黄土沉积
研究剖面黄土沉积于~11 ka,对应于末次冰消期的YD事件(图7)。青藏高原及其周围山脉中的黄土也于此时开始堆积:念青唐古拉山和拉萨地区的黄土沉积始于8~10 ka(Lehmkuh et al.,2000);祁连山脉和雅鲁藏布江流域的黄土沉积始于13~11 ka(Küster et al.,2006; Sun Jimin et al.,2007);帕隆藏布江黄土沉积时间大约在18~8.3 ka(Ling Zhiyong et al.,2020);藏南朋曲流域的风尘堆积主要发生在11~9.3 ka(Gao Yang et al.,2023)。
黄土形成需要满足三个基本条件:持续稳定提供的粉尘源、足够强度的风力搬运媒介和适宜的沉积地形(Pye,1995)。研究区黄土主要沉积于LGM之后的末次冰消期。在冰消期早期,由于温度升高,冰川消融退缩,冰期堆积的黄土等物质容易被侵蚀并循环到河谷中,为LGM以后的黄土沉积提供了物源(Sun Jimin et al.,2007; Ling Zhiyong et al.,2020)。然乌地区由于近南北走向的山谷地形和周围山脉的阻挡,季风影响较弱,而冰川扩张产生的冰川风则成为黄土沉积的主要搬运动力(Zhang Jifeng et al.,2015)。研究剖面黄土的沉积时间对应YD事件冰进事件,此时地表大量碎屑物在冰川风的分选、搬运下,于缓坡或河流阶地堆积黄土(Sun Jimin et al.,2007)。
6 结论
然乌湖地区广泛覆盖了晚第四纪堆积物。本文通过沉积学、OSL测年、古水流和砾石统计的方法分析了该区域典型的晚更新世沉积剖面,获得如下结论:
(1)成层坡积物由砾和砂组成,是具有韵律层理的冰缘沉积,形成于33 ka(MIS 3a)。此时冰川消融强烈,寒冻风化作用形成的碎屑物被冰川融水形成的片流搬运至坡底,并在短周期性气候变化的影响下形成具有韵律层理的坡积物。
(2)河道堆积主要由直径大小不一的砾石组成,具有明显的叠瓦构造,堆积于25 ka的间冰期,可能由来自东北方向的冰湖溃决产生的洪水控制。
(3)冰碛物沉积主要由分选极差的砾岩、砂岩、粉砂岩和泥岩组成,沉积于25.1~11.1 ka,对应于LGM。此时然乌湖地区主要受冰川作用控制。
(4)黄土堆积以细砂和粉砂为主,堆积始于11.1 ka,即LGM后的冰消期,具体为YD冰进时期。此时形成的冰水冲积物在以冰川风为主的动力搬运下,于然乌湖山谷缓坡处堆积发育黄土。
注释
❶ 西藏自治区地质调查院.2006.西藏1∶25万拉萨市、泽当镇、囊谦县、昌都县、江达县、贡觉县、八宿县、然乌区、芒康县、巴昔卡、巴沙(1/5)、察隅县、曼加得(1/7)、德钦县幅区调编图.
