六盘山东麓泾河上游河流阶地的形成年代及新构造运动意义

六盘山是研究青藏高原东北缘隆升与构造变形的关键部位,其东麓泾河河流阶地是第四纪以来六盘山构造隆升的地貌载体。通过对泾河上游河流阶地的剖面实测,厘定了河流阶地的级序,泾河上游主要发育5级河流阶地T5-T1,不同地段阶地的形态类型不同,柳树沟T5、T4和T3为堆积阶地,T2和T1为基座阶地,高家山均为侵蚀或基座阶地;利用光释光(OSL)、电子自旋共振(ESR)测年并与黄土-古土壤序列进行对比,建立了河流阶地的年代格架,T5-T1年代分别为541 ka B.P.、477 ka B.P.、279 ka B.P.、60 ka B.P.和8 ka B.P。阶地的形态类型、形成年代与气候阶段的对应关系研究表明,泾河上游河流阶地以构造隆升驱动为主,气候变化影响为辅;541~279 ka B.P.期间柳树沟地区为堆积区,堆积速率为0.31 m/ka,而高家山为构造隆升区,河流下切速率为0.37 m/ka,堆积速率与侵蚀速率基本一致,说明T5、T4和T3阶面上较厚的砾石层是六盘山隆升的相关沉积;279 ka B.P.时期由于六盘山快速隆升驱使山前柳树沟地区由堆积区转为侵蚀区,河流侵蚀作用加强造成T2、T1平均下切速率增大为1.13 m/ka,这次地貌转换事件是在青藏高原扩展隆升的背景下六盘山向东挤出隆升的结果。研究结果为青藏高原东北缘以面积和体积扩张的观点提供了新的依据。     

岷江上游河流阶地发育特征及与古滑坡关系初步分析

河流阶地形成演化及其对滑坡的控制是近年来古滑坡研究的热点问题。笔者在对岷江上游河流阶地和古滑坡实地调查测试的基础上,对岷江上游河流阶地的级序、拔河高度、成因类型等进行了分析,绘制了阶地高程位相图和年龄位相图,并结合阶地和古滑坡年代,讨论了阶地与古滑坡的发育关系等。主要取得了以下认识:1)岷江上游的河流阶地具有分段性,成因主要为气候多期次波动与构造活动共同作用,古滑坡及堰塞湖是影响高山峡谷区河流阶地发育的重要因素;2)叠溪-茂县段在20~30 ka B.P.发生了多处大型古滑坡,其中20 ka B.P.的古滑坡可能主要是气候波动引发,30 ka B.P.发生的古滑坡可能主要受控于构造活动(地震);3)岷江上游大量分布的古滑坡堆积体与阶地发育的叠置关系有待进一步理清,开展该地区的河流阶地级序研究要充分考虑古滑坡和堰塞湖的影响.     

西昆仑依格孜也尔河阶地沉积特征及其对河流演化的指示

摘要: 对西昆仑山前依格孜也尔河阶地进行野外地质调查,获得阶地河拔、分布、发育及沉积特征等资料。在此基础上,分析阶地沉积相及沉积环境,进一步研究西昆仑山前河流阶地发育成因及河流演化过程。依格孜也尔河发育基座阶地T4和T3,堆积阶地T2和T1,阶地T1、T2、T3和T4时代依次为5～8 ka B.P.、18～30 ka B.P.、40～50 ka B.P.和80～100 ka B.P.。阶地形成主要受控于间歇性构造抬升,受气候变化影响较小,阶地类型差异主要受河流演化影响。阶地沉积相分析表明,T4和T3阶地分别为泥石流相和冲洪积扇相,河流侵蚀作用强,间歇性堆积; T2阶地沉积期河流系统出现重大转变,呈多旋回辫状河沉积,堆积作用增强; T1阶地为主河道-漫滩相沉积,侵蚀-堆积作用趋于平衡。     

黄河源区冰楔假型群的发育及其古气候意义*

在黄河源区两岸的第二级阶地砂砾层和基座中发现了两种不同形态的冰楔假型群。一种是发育在阶地砂砾石层的冰楔假型,其特点宽而浅,底部边界呈圆滑锅状,深约0.5~0.9m,宽0.8~1.4m;另一种是发育在第二级阶地基座的基岩中,以窄深倒三角状为特点,其底部尖锐,深约0.7~2.0m,宽为0.3~1.0m。前者形成于全新世中期(5.69±0.43kaB.P.,5.43±0.41kaB.P.),后者形成于末次冰期的冰消期(13.49±1.43kaB.P.)。另外,还在洪积的砂砾石层中发现了规模较大的冻融褶皱(宽3~4m),其时代晚于39.83±3.84kaB.P.,也是末次冰期的产物。根据冰楔假型的对比研究,在全新世的中期(约5.5kaB.P.前后)和冰消期,黄河源区的降温幅度达6~7℃。尤其值得注意的是全新世中期的冰楔假型形成,表明了大暖期气温的不稳定性。     

青藏高原西北部晚第四纪以来的隆升作用 ——来自西昆仑阿什库勒多级河流阶地的证据

青藏高原的隆升是新生代最壮观的地质事件,关于青藏高原隆升研究一直是地学界的研究焦点.河流阶地的发育记录了丰富的构造运动和气候变化的信息,近年来被广泛应用于构造运动和气候演变的研究,但前人研究的河流阶地基本分布在青藏高原的周缘,阶地的形成可能是气候与构造运动共同作用的结果.本文通过高分辨率卫星影像的解译,在青藏高原内部的西昆仑阿什库勒地区发现了多达七级的河流阶地.对该处河流阶地结构、沉积特征、几何特征的研究表明该阶地是典型的构造成因阶地.野外利用全站仪对河流阶地地貌形态进行了精细的测量,获得了各级阶地的拔河高度分别为4～5m(T1)、9～ 10m(T2)、16 ～ 18m(T3)、28～31m(T4)、45～48m(T5).通过宇宙成因核素10Be测年方法对各级阶地面的暴露年龄进行了测定,获得了各级阶地的形成时代分别为7.7±0.7ka(T1)、32.7±3.lka (T2)、53.6±2.5ka(T3)、115.7±23.2ka(T4)、166.8±10.4ka (T5)、19.5±8.5ka (T6).由此确定了晚第四纪166.8ka以来不同时期的河流下切速率总体介于0.2～0.35mm/yr,该速率代表了青藏高原西北部晚第四纪166.8ka以来的平均隆升速率.     

祁连山北麓祁青地区河流阶地沉积特征及成因

对祁连山北麓祁青地区河流阶地进行野外测量和调查,获得了北大河、朱陇关河、小柳沟河阶地的拔河高度、结构、发育及沉积特征等资料。探讨了祁青地区河流阶地类型,为进一步研究北祁连河流阶地的发育成因及对古气候的沉积响应提供了科学依据。分析得出该地区河流阶地发育有基座阶地T4,堆积阶地T3、T2、T1,其年龄分别为70.00、30.00、10.78、5.77 ka BP。结合古构造运动、古气候环境以及对阶地沉积特征的观察,认为基座阶地T4主要受白杨河运动形成,而堆积阶地T3、T2、T1主要受气候变化的影响。     

祁连山大通河河流阶地形成时代及地质意义

祁连山是研究青藏高原隆升与构造变形的关键部位,其中大通河河流阶地是祁连山地区早更新世以来构造隆升和气候变化的载体,厘定大通河河流阶地的形成时代及地质意义对于分析祁连山地区的区域构造和气候环境改变具有重要意义。通过ESR测年技术,并对大通河流域江仓区域的剖面样品实测,获取岩层形成时代数据,分别为(42±4) ka B.P.、(71±5) ka B.P.、(121±12) ka B.P.、(210±20) ka B.P.和(602±60) ka B.P.。根据测年结果,确认剖面为河流相沉积环境,形成时代对应中晚更新世酒泉砾岩和戈壁砾岩时期,表明大通河河流阶地在542~662 ka B.P.之前就已经形成,推测其可能是受到中新世白杨河组之后的盆山运动或早更新世祁连山的褶皱变形影响而形成的。利用测年数据计算抬升速率,从中更新世晚期到晚更新世中期,抬升速率加快,反映了大通河流域的构造运动和气候变化加强,祁连山江仓地区在此期间快速隆升,为青藏高原东北缘以面积和体积扩张的观点提供了新的依据。     

西昆仑山前河流阶地的形成及其构造意义

西昆仑山前河流普遍发育6级阶地,利用光释光（OSL）与热释光（TL）方法对采自西昆仑山前几条主要河流的低阶地堆积物样品进行年代测定。研究结果显示,主要河流低阶地的形成具有同时性,构造活动是河流阶地形成的主要控制因素。河流阶地的年龄测定结果表明,西昆仑山前河流阶地最早形成于约1.2Ma,T4、T3、T2阶地分别形成于约39ka、18ka和5ka。多级阶地的形成反映了河流自早更新世中期开始下切于活动抬升的西昆仑山。河流阶地的发育及区域对比揭示了西昆仑第四纪晚期以来的隆升过程,区域构造活动明显地影响河流的形态与行为。河流阶地的分布、地貌特征及区域对比表明,河流阶地的形成与演化受新构造活动、山脉隆升、气候变化等多种因素的影响。     

阴山西段河流阶地发育的年代序列及其对构造隆升的指示意义

阴山位于河套断陷带北部,晚新生代以来,构造运动非常活跃,阴山持续不断隆起,河套随之不断下陷,作为地貌响应之一,阴山河谷中发育了一系列河流阶地。本文通过详细的野外地质调查,结合地貌学、沉积学及年代学方面的研究,厘定了阴山西段河谷普遍发育的4~5级河流阶地;并利用光释光(OSL)测年方法,恢复了其堆积-下切历史,建立了河流阶地年代框架:T4、T3、T2、T1级阶地大致形成时间分别为58.00ka BP、46.25ka BP、32.19ka BP、15.79ka BP之后;分析了本区河流阶地的成因:阴山的构造隆升为本区河流下切提供动力基础,是形成河流阶地的主要驱动力,气候变化通过改变水流流量与沉积物通量的比率影响阶地的堆积-下切行为的转换,是河流阶地形成的重要影响因素;进而利用河流侵蚀速率差异性讨论了晚更新世以来阴山西段的构造隆升模式:51.61~41.28ka BP之间,阴山西段隆升以中部高于东西部的穹窿式差异性隆升为主,23.22ka BP之后,阴山西段的隆升区段差异性减小,趋向于整体隆升。     

北京平谷山前河流阶地发育序列、形成时代及地质意义

河流阶地是研究河流演化、构造运动的良好载体, 虽然北京地区第四纪地质研究程度较高, 但北京东部地区对河流阶地的相关研究资料较少。本文以北京平谷燕山山前发育的泃河、黄松峪石河、将军关石河为研究对象, 通过野外地质调查、光释光测年技术（OSL）详细划分了上述河流阶地的发育序列, 在此基础上讨论了部分河流阶地的形成时代、阶地成因及河流阶地对燕山隆升的响应等地质问题, 认为泃河南岸发育有3级阶地, 北岸发育2级阶地;黄松峪石河最多发育有6级阶地;将军关石河发育有5级阶地。将军关石河至晚形成于中更新世晚期（161. 7±7. 7 ka BP）, 黄松峪石河至晚形成于晚更新世早期（121. 2±5. 4~100. 3±4. 1 ka BP）, 泃河至晚形成于晚更新世中期（79. 4±3. 3~70. 8±3. 4 ka BP）。泃河、黄松峪石河、将军关石河各级阶地的形成受到了古气候变化和燕山隆升的双重影响, 平谷地区燕山在中更新世晚期以来, 一直处于隆升的状态, 晚更新世早期时隆升速率达到最大, 可达0. 24~0. 34 mm/a, 晚更新世中期时隆升速率降低, 0. 18~0. 24 mm/a。以上成果对研究北京东部河流阶地发育特征、形成时代具有重要参考价值, 也为中更新世晚期以来燕山的隆升提供了新的证据。     

青海湖北岸原生砂楔的发现及其古气候意义

青海湖北岸刚察县城东与泉吉乡西发现原生砂楔群, 楔内充填物均为中细粒砂, 楔体底部中细粒砂ESR测年数据表明, 刚察县城东3个原生砂楔发育时代分别为(774±70) ka、(773±70) ka和(229±20) ka, 泉吉乡西1个原生砂楔形成时代为(197±18) ka, 反映该区至少发育两期原生砂楔, 其形成时代分别对应昆仑冰期和倒数第二次冰期. 基于原生砂楔的特殊形成环境, 估算青海湖盆地在昆仑冰期早期的年均温不高于-7.5~-10 ℃, 比现今至少低9.2~11.7 ℃, 中更新世早期青海湖盆地发育多年冻土, 青藏高原东北部可能已经进入冰冻圈; 倒数第二次冰期的年均温不高于-9.5~-10 ℃, 比现今低11 ℃以上.     

Formation and evolution of the Lower Terrace of the Rhine River in the area of Basel

The response of fluvial systems to tectonic activity and climate change during the Late Pleistocene influenced sedimentary processes and hence the conditions of river terraces formation. The northern Alpine foreland is well adapted for such studies due to the high sediment input and the variety of depositional environments. This study focuses on sediments of a part of the Rhine River in the area of Basel, at the Border between Switzerland, Germany and France. A detailed evolution of the Lower Terrace is inferred from sedimentological, geomorphologic and pedological observations as well as historical documents, and calibrated using different dating methods (optically stimulated luminescence, uranium series disequilibrium, radiocarbon). The Lower Terrace was deposited during two periods (30–15 ka and 13–11 ka), which correlate with two cold climatic phases, representing the Last Glaciation of the Alps and the Younger Dryas. These ages underline that main incision of the Lower Terrace braidplain in the area of Basel is restricted to post Younger Dryas times, as sediments of that age (13–11 ka) are found atop the highest levels. From then on, a flight of cut-terraces were formed with minor re-accumulation due to Holocene flood events. These findings demonstrate that the surface of a terrace does not always represent the age of sediment aggradation, and this should be remembered when using terraces to reconstruct the tectonic history of an area.     

天山玛纳斯河源鹿角湾冰川地貌与冰期序列

在鹿角湾冰川区40 km²的考察范围内,共发育了18个冰斗.按斗底高度的不同,可以将18个冰斗分成3个高度等级,分别代表了3次雪线高度不同的冰进.冰斗朝向以偏北为主,说明水热条件对冰斗发育是限制因素.18号冰斗和2号冰斗朝向偏南,说明其所代表的冰进阶段水热条件组合有利于冰川的长期存在,从而发育了大规模的向阳冰斗.鹿角湾冰川共发育了10道保存比较完整的冰碛垄,按冰碛垄表面特征和产出位置,结合测年资料,将10道冰碛垄划分为5套冰碛地层.对冰碛垄上所采冰碛土样品进行年代测试的结果是:冰碛丘陵上组地层属于小冰期沉积,较早的两次冰进结束时间为(680±60)a BP和(250±60)a BP;冰碛丘陵组地层属于新冰期沉积,3次冰进结束年代分别为:(4.2±0.4)ka BP,(2.9±0.3)ka BP,(1720±60)a BP;末次冰期晚期结束年代为1.1~1.2 ka BP.其它几次冰进阶段未能取得可信的测年数据.     

Relic permafrost structures in the Gobi of Mongolia: age and significance

Relict permafrost structures (ice-wedge casts and cryoturbation structures) are present in the Gobi of southern Mongolia. Luminescence dates of sediments are presented to constrain the age of formation of permafrost structures. These data show that there was a phase of permafrost development during the latter part of the Last Glacial (after about 22 to 15 ka) that resulted in cryoturbated sediments and ice-wedge casts. Furthermore, permafrost degradation occurred during late Pleistocene times (13–10 ka) and was absent during the early Holocene. These permafrost structures mark the southernmost evidence of permafrost in northern Asia during late Quaternary times and indicate that the mean annual air temperature was below approximately −6°C during their formation. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.     

昆仑山垭口地区第四纪冰川遗迹及冰期演化

基于成因-环境原则和多指标综合原则,依据昆仑山垭口地区的冰川地貌特征、冰碛物特征和孢粉信息,重建了该地区古环境演化历史。其中,冰碛物中的石英砂扫描电镜结果揭示了冰川、流水、风等地质营力对冰碛物的影响,孢粉分析结果在一定程度上可以恢复当时的植被类型。根据垭口冰碛ESR年龄280 ka B.P.和冰碛剖面特征,将其时代暂定为300~260 ka B.P.;根据纳赤台地区的冰川地貌和沉积物特征,确定纳赤台后沟沉积为冰水扇沉积,纳赤台冰期为600~400 ka B.P.;根据玉虚峰U形谷两道侧碛垄的ESR和OSL年龄将其时代暂定为末次冰期早-中期。结合前人的研究成果,将昆仑山垭口地区的冰期序列厘定为望昆冰期（700~500 ka B.P.）、纳赤台冰期（600~400 ka B.P.）、垭口冰期（300~260 ka B.P.）、玉虚峰冰期（115~44 ka B.P.）、本头山冰期（20~13 ka B.P.）。     

OSL‐based chronostratigraphy of river terraces in mountainous areas,Dunajec basin,West Carpathians: a revision of the climatostratigraphical approach

The technique of optically stimulated luminescence (OSL) dating applied to fluvial sediments provided a geochronological framework of river terrace formation in the middle part of the Dunajec River basin – a reference area for studies of evolution of river valleys in the northern part of the Carpathians (West Carpathians). Fluvial sediments at 18–90 m above valley bottoms were dated in the valleys of the Dunajec River and one of its tributaries. The resulting ages range from 158.9±8.3 to 12.2±1.3 ka. This indicates that some of the terrace sediments were deposited much later than previously assumed on the grounds of a combined morphostratigraphical and climatostratigraphical approach. The OSL‐based chronostratigraphy of terrace formation consists of seven separate phases of fluvial aggradation, separated by periods of incision and lateral erosion. Some of the ages determined correspond to warm stages of the Pleistocene – Marine Isotope Stage 3 (MIS 3) and MIS 5 – demonstrating that some terraces were formed during interstadial or interglacial periods. The results provide a key for evaluating rates of neotectonic uplift, allowing us to decipher the response of a fluvial system to climate change within the context of the glacial–interglacial scheme.     

Impact of phased uplift of Tibetan Plateau on environmental changes since late Middle Pleistocene: Palynological records in the three terraces of Middle Shiquan River

Three fluvial terraces in Porougong River in the middle reach of Shiquan River were identified, and the palynological records were investigated to decipher the paleoenvironmental changes in the west inland of the Tibetan Plateau. Three phases of uplift in the west inland of the Tibetan Plateau are suggested to be associated with the third, second, and first fluvial terraces (T₃, T₂, and T₁) being formed at ca.126-25.1 ka B.P., 25.1-4.5 ka B.P., and 4.5-1.3 ka B.P., respectively. The differentiated uplift rate infers that the inland Tibetan Plateau shows an earlier uplift than the surroundings. Coincident with the phased uplift, three episodes of the changes in paleovegetation and paleoclimate since late Middle Pleistocene could be identified by the spore-pollen records, including the forests under the warm-wet climate featured by the assemblage of Picea + Pinus-Betula-Ulmus-Chenopodiaceae-Epheara in the third terrace, the forest-grassy vegetation under the semi-arid and semi-wet climate as shown by the Picea + Pinus-Chenopodiaceae-Epheara assemblage in the second terrace, and the grassland under the cold-dry climate indicated by the Chenopodiaceae-Artemisia-Ephedra assemblage in the first terrace. The association of the paleovegetation and paleoclimate changes with the phased uplift of the fluvial terraces has revealed the important impact of the Plateau uplift.     

内蒙古鄂尔多斯高原古冰缘遗迹科学考察研究进展

冰缘遗迹（特别是冷生楔形构造及融冻褶皱）是重建古气候及第四纪晚期多年冻土环境的重要证据。内蒙古鄂尔多斯高原是我国北方地区冰缘现象最为发育的地区之一。为准确了解鄂尔多斯高原冰缘遗迹类型及其分布特征、区域冻土演化历史等,中国科学院西北生态环境资源研究院和荷兰自由大学共同组成科研小组,于2018年5—6月组织了“鄂尔多斯高原冰缘遗迹科学考察”。考察区域涉及靖边—城川—乌审旗—鄂尔多斯东胜区一带约12 000 km²的范围。考察内容主要包括鄂尔多斯高原冰缘遗迹类型及特征、分布区域、各类型冰缘遗迹所指示的气候条件的初步推断等。结果表明：冻融褶皱和冷生楔体构造是鄂尔多斯高原主要存在的两大类冰缘遗迹。基于本次考察中关于冰缘遗迹的分布与特征等新发现,并综合前人研究成果,初步推断：在气温极低、多年冻土非常发育的时段,有利于形成各类冷生楔状构造,如冰楔假形和大型原生砂楔等;在气候转暖、多年冻土退化,但还没有全部融化完阶段,可能形成融冻褶皱;区域性大面积分布和成群出现的融冻褶皱一般反映较暖气候环境下,多年冻土层上部已退化到一定程度。基于光释光（OSL）年代测试结果,结合冰缘遗迹的特征及其所指示的古气候环境,初步重建了鄂尔多斯5万年以来的冻土环境变化序列。区内多年冻土在多年冻土最大期（LPM,25~19 ka BP）时最发育,以大面积连续多年冻土为主;之后,随气温转暖,总趋势呈退化状态,多年冻土分布逐渐变为片状→岛状→零星斑状,直至现今全部融完变为深季节冻土区。