长白山古冰川、冰缘地貌的研究

白头山是中国东部发育末次冰期冰川的代表性地点之一。它发育在70000aB.P.形成的火山锥体上。遗留有古冰斗、冰川槽谷、终碛垄等遗迹,地形雪线高度为海拔2200m,属火山口(锥)冰川,时代为晚更新世晚期。该区是中国东北两大现代冰缘区之一,属中纬度垂直冰缘带,冰缘营力以寒冻风化为主,发育了十多种冰缘地貌类型。冰缘带的下限可确定在暗针叶林的下界,约与年平均气温0℃的等温线相一致。     

青藏高原东北部冬给措纳湖湖区冰缘环境探讨

冬给措纳湖位于青藏高原多年冻土区东北部,湖区高寒沼泽、冰缘环境、冻土分布及其演化在全球气候变暖条件下,有其自身特点.为探讨冬给措纳湖湖区冻土分布及冰缘环境,2009年5月9—26日,对冬给措纳湖进行了考察,发现冻融草丘、冻胀丘遗迹、寒冻裂缝、热融洼地、古冻融褶皱等现代冰缘及古冰缘现象在湖区普遍存在.湖东、西岸的沼泽湿地中,热喀斯特发育明显,形成热融洼地和冻融草丘.湖北岸阶地及草场中存在零星和岛状冻土,经钎探表明,当时融化深度为0.3～0.8m,0.4m深度处冻土有胶结冰发育.湖东冲积平原的沼泽湿地中,冻融草丘和热融洼地存在;冻胀丘遗迹、寒冻裂缝在沼泽湿地边缘泥炭覆盖地存在.湖北岸二级阶地剖面发现古冻融褶皱.     

朱雀景区一些自然景观的地学意义

秦岭终南山世界地质公园朱雀景区保留有不为人熟知的古冰川遗迹和冰缘地貌遗迹,这些遗迹主要包括角峰、U型谷、冰臼、石海等,对这些遗迹的科学认识有利于普及地学知识,增强人们的旅游兴趣。     

冀北冰期,冰缘期划分及塔拉囫囵组建立

本文对冀北坝上地区首次发现的冰川遗迹，冰缘现象进行了描述，并对中更新世以来的冰期，冰缘期进行了划分，分别命名为塔拉囫囵冰期、刘家营冰缘期、前者可与庐山冰对比，后者相当于晚大理亚冰期。     

中国北方冰缘与分期

在描述和分析中国北方残存古冰缘遗迹的基础上,把第四纪晚期不同期冰缘在同一剖面内叠置的结构划分为两种类型:山地剖面冰缘结构型和平原（或高原）剖面冰缘结构型。两种类型的剖面都具有冰缘分期意义,但以平原（或高原）剖面冰缘结构型的分期结果最完整。根据平原剖面冰缘结构型的对比研究和¹⁴C定年数据的综合分析,从45000年以来在中国北方存在七个冰缘期。它们出现的时间顺序为:45000 aB.P.、37000—35000 aB.P.、25000—13000 aB.P.、9500—9000 aB.P.、5500aB.P.前后、2395—1970 aB.P.和1350—1495 A.D.。因此,冰缘现象证明45000年以来在中国北方有七次明显变冷过程,即有七个旋回的冷暖交替。冰缘期与沙地中沙丘的流动期有较好的对应关系,部分地与黄土堆积的加速期相一致,并且与内陆湖泊湖面下降阶段相吻合。     

冀西北第四纪冰期冰缘期划分及塔拉囫囵组的建立

对冀西北坝上地区首次发现的冰川遗迹、冰缘现象进行了描述。对中更新世以来的冰期、冰缘期进行了划分，分别命名为塔拉囫囵冰期、刘家营冰缘期，前者可与庐山冰期对比，后者相当于晚大理亚冰期。传统观点认为，晚更新世晚期中国北方属干燥寒冷气候，但对本区冰缘现象研究后发现，此期曾出现过湿冷阶段。还建立了新的岩石地层单位———塔拉囫囵组，位于赤城组之上马兰组之下，属中更新世晚期。     

试论多年冻土的冰缘标志及冰川与冰缘作用的关系问题

一、关于多年冻土的冰缘 标志问题 1974年11月在美国地质学会上,第四纪与地貌组专门进行了关于“多年冻土的冰缘标志”的专题讨论,一系列评论性文章,如成型地面、冰丘和冰丘遗迹、寒冻蠕动和冻融特征、冰楔和土楔、石冰川和石海、寒冻夷平阶地等同时发表在第四纪研究1976年6卷1期上,实际上是一期专辑。美国第四纪研、究中心主席A.L.Washburn为此写了前言,希望籍此推动建立更可靠的古冻土的标志,使古气候重建取得更大的进展。这些文章都是评论性的,现结合其他文献对一些常用的或有争论的标志性古冰缘现象作简短评述:     

冰缘风沙地貌与沉积研究进展

冰缘风沙地貌与沉积是在冰缘寒冷干旱气候环境中,伴有冰川或冻融作用影响,主要由风沙作用形成的荒漠地貌.现代冰缘荒漠主要分布于南、北半球的高纬度地区及中低纬度的高海拔地区,部分温带沙漠也有古冰缘荒漠沉积分布.冰缘沙丘的规模一般较小,沙丘沉积富含腐殖质及冰粒,并兼具冻融和积雪层理构造等,砂的化学及物理成熟度较低.冰缘风沙沉积往往与邻近的其它沉积相伴生,如黄土、冰川、湖泊、海洋甚至火山碎屑,因而可参与区域气候、环境,尤其是古环流的恢复与重建,也可为研究温带荒漠在冰期时的演化提供参考.目前在冰缘沙漠研究中已经取得了一些可喜的成绩,但在确定冰缘荒漠的原因过程方面还没有形成系统的理论,更多工作有待进行.青藏高原腹地的普若岗日冰缘沙丘与戈壁,是我国典型的冰缘荒漠地貌与沉积,研究其地貌与环境过程,对丰富我国沙漠学研究内容和了解晚第四纪高原腹地气候、环境变化具有重要意义.     

冀西北第四冰斯冰缘期划分及塔拉囫囵组的建立

对冀西北坝上地区首次发现的冰川遗迹、冰缘现象进行了描述。对中更新世以来的冰期、冰缘期进行了划分、分别命名为塔拉囫囵冰期、刘家营冰缘期，前者可与庐山冰期对比，后者相当于晚大理亚冰期。传统观点认为，晚更新世晚期中国北方属干燥寒冷气候，但对本区冰缘现象研究后发现，此期曾出现过湿冷阶段。还建立了了新的岩石地层单位－塔拉囫囵组，位于赤城组之上马兰组之下，属中更瓣世晚期。     

北京西山潭柘寺地区第四纪冰川与环境问题

第四纪时期,北京西山潭柘寺地区没有发生过任何山地冰川作用。所渭的冰川遗迹、冰碛、冰水沉积及各种冰蚀地貌,实际上是不存在的。因此,所渭的冰期划分也都是不可靠的。在更新世冰期阶段,北京西山属冰缘环境,而非冰川环境。     

黄土高原北缘中部末次冰期冰楔假型的发现及意义

冰楔假型是反映古气候环境的重要标志,其蕴涵的气候地层信息对地貌演化过程具有重要的指示意义。通过对黄土高原北缘中部环江T1阶地上新发现的冰楔假型群特征的研究和光释光(OSL)测年,结果显示这些发育在冲积砂砾石中的冰楔假型的充填砂体的年代为 (30.01±3.31) ka B.P.,形成环境推测当时的年平均地温比现今要低17.7 ℃。该冰楔假型的发现也为末次冰期阶段性冻土南界的位置和变迁提供了证据。另外,据冰楔与阶地冲积物的关系推测,在冰楔形成的冰冻期河流阶地的堆积缓慢甚至停滞,在(28.64±3.13) ka B.P.之后的气候温暖期河流快速下切、T1阶地形成。这为河流阶地成因机制的探讨提供了依据,反映了气候波动对阶地发育的控制。     

山西大同、内蒙古鄂尔多斯冰楔、砂楔群的发现及其环境意义

研究了山西大同、内蒙古东胜和乌审旗地区发现的大量冰楔假型、砂楔、寒冻裂隙和南部白城子附近的冰卷泥.根据这些冰缘现象,并参考前人工作成果,划定了晚更新世晚期末次冰期时多年冻土的南界,并根据所获得的年代资料划分了4次冰缘期:33ka BP,30～26ka BP,20～16ka BP和8ka BP左右,当时的温度比今天分别降低8.4℃,12～13℃,10℃和7～10℃.     

Ground ice and slope sediments archiving late Quaternary paleoenvironment and paleoclimate signals at the margins of El'gygytgyn Impact Crater, NE Siberia

An accumulation terrace close to the El'gygytgyn Impact Crater in northeastern Siberia contains stratigraphic and periglacial evidence of the paleoenvironmental and paleoclimatic history and permafrost dynamics during late Quaternary time. A succession of paleo active-layer deposits that mirror environmental changes records periods favorable for the establishment and growth of ice-wedge polygonal networks and sediment variations. These two elements of the periglacial landscape serve as complementary paleoenvironmental archives that can be traced back to ∼ 14,000 cal yr BP. The slope sediments and the ground ice contained therein have prominent relative maxima and minima in properties (grain size, total organic content, oxygen isotopes). They document a regional early Holocene thermal maximum at about 9000 cal yr BP, followed by a transition to slightly cooler conditions, and a subsequent transition to slightly warmer conditions after about 4000 cal yr BP. Results from sedimentary analysis resemble morphological and geochemical (oxygen and hydrogen isotopes) results from ice wedge studies, in which successive generations of ice-wedge polygonal networks record warmer winters in late Holocene time. Moreover, peaks of light soluble cation contents and quartz-grain surface textures reveal distinct traces of cryogenic weathering. We propose a conclusive sedimentation model illustrating terrace formation in a permafrost terrain.     

青藏高原中、东部全新世以来多年冻土 演化及寒区环境变化*

古冻土存在的依据和判别标志主要是古冻土遗迹(深埋藏多年冻土层、古冻土上限、融化夹层、厚层地下冰)和古冰缘现象(古冻胀丘、古融冻褶皱、砂楔、土楔、冰楔假型、风成沙丘、黄土层、厚层泥炭和腐殖质层等)。文章结合大量的测年数据,利用古代和现代冻土以及冰缘现象的时空分布差异综合分析对比,将全新世以来青藏高原多年冻土演化过程和环境变化划分为6个较明显的时段:早全新世的气候剧变期(10800aB.P.至8500~7000aB.P.)、中全新世大暖期(8500~7000aB.P.至4000~3000aB.P.)、晚全新世寒冷期(4000~3000aB.P.至1000aB.P.)、晚全新世温暖期(1000aB.P.至500aB.P.)、全新世末小冰期(500aB.P.至100aB.P.)及近代升温期(100aB.P.至今);同时,概述了各时段高原冻土的发育条件、分布范围及总面积,和当时高原上的古气候、古地理环境。     

内蒙古及东北地区古冻土及古环境考察研究新进展

中国北方地区保留了晚更新世以来大量的冰缘遗迹. 在气候变化背景下, 在寒区和干旱区分别出现冰缘地貌、正逆向沙化等问题, 综合不同区域的地质遗迹, 从时间上的对应关系可进一步分析气候环境变化问题. 2008年5-7月调查中, 在鄂尔多斯和大同地区分别发现了新的砂楔和土楔;在大兴安岭生态定位研究站设立了8个钻孔和2套自动气象站, 开启了冻土、湿地、 积雪研究以及现代陆面过程对下伏冻土影响的研究;在黄岗梁地区新发现了一个冻融褶皱;调查了松嫩沙地古沙丘及古土壤活动与冻土进退的关系;发现小兴安岭地区冻土退化显著, 岛状冻土散布于海拔相对较高的地区;三江平原西部农业开发强烈改变了地表覆盖, 冻土温度升高显著, 冻土上限下降明显, 甚至厚度较薄的冻土消失. 后期工作希望通过综合、集成分析以上结果, 探讨我国北方地区晚更新世/全新世的冻土南界及环境变迁.     

Periglacial wedges and the late Pleistocene environment of Wyoming's intermontane basins

Nonsorted polygons in the uppermost 2 to 3 m beneath Pleistocene surfaces indicate permafrost at 1340 m and higher elevations in the intermontane and piedmont plains of Wyoming during the Wisconsin, and perhaps earlier, glacial maxima. The polygons, as much as 10 m in diameter, are delineated by wedges that vary in depths, range from narrow to moderately flared forms, and deform host materials. The wedges have silty fine-to-medium sand matrices (largely eolian) with pebbles or clasts from hosts of gravel or bedrock. Some wedges may reflect seasonal cracking in a periglacial active zone, but most are either permafrost sand-wedge relics or, less commonly, ice-wedge casts. Alternative explanations are rejected largely because similar features are apparently lacking in the lower and warmer plains from eastern Colorado southward. The wedges suggest an arid, windy, periglacial environment whose mean-annual temperatures are conservatively estimated as some 10° to 13°C colder than those at present. Although late Wisconsin-early Holocene floral and faunal evidence indicates lowered montane biotic zones, the eolian and periglacial features indicate a lack of extensive forest cover on the basin floors. In conjunction with vertebrate-fossil associations of grazing and tundra animals, the wedges may provide a parallel line of evidence for a former periglacial steppe, or “steppe-tundra”, in the Wyoming basins.     

土楔和冰楔假形及其古气候意义

由于土楔及冰楔所处冻土的含冰状况不同,二者对冻土退化的响应不同。土楔的形状及大小乃至其中的充填物可以完整地保存下来,而冰楔在融化过程中经受强烈变形,其原形状很难保存下来,以至无法辨认。已报道的冰楔假形中,有相当部分可能是原生土脉,甚至是活动层土楔。冰楔在多年冻土环境下生长,其假形可以指示古冻土曾存在过。但它与温度之间没有简单的对应关系,因为楔形构造的形成是地-气综合因素相互作用之结果。土楔可以是原生的,也可以是次生的,它与多年冻土环境并无必然联系。     

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.     

Environmental change modelling for Central and High Asia: Pleistocene, present and future scenarios

A regional modelling concept was developed for late Quaternary climate reconstructions and future climate impact assessments. Based on estimates of different climate parameters covering the entire Central and High Asia in a grid-cell spacing of 1 km², climatic determinants of the recent spatial distribution of climate-sensitive environments (glacial and periglacial environments, forest) were explored. Simple climatic threshold functions were established, defining critical climate values for modelling the spatial extension of environments considered. Using palaeogeomorphological indicators as a basis, late Quaternary climatic conditions were modelled in a Last Glacial Maximum (LGM) scenario consistent with palaeogeomorphological and palaeoclimatological data. The results enabled a validation of LGM palaeoclimate simulations performed by the ECHAM GCM. To assess the magnitude of possible future climatic impacts on the spatial distribution of glaciers, permafrost and potential forest stands, two GCM-based IPCC-SRES climate change scenarios (IPCC special report on emission scenarios) for the time period 2070-2099 were considered. Assuming future climates to be perturbed for long enough to affect the environments, a distinct loss of glaciated areas and permafrost must be expected.