青海唐古拉沱沱河地區(qū)晚更新世河流階地沉積特征及意義

劉格升

LIU Ge-Sheng

（山西省地質(zhì)勘查局二一四地質(zhì)隊(duì)，運(yùn)城044000，山西）

（No.214 Brigade of Shanxi Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development,Yuncheng 044000,Shanxi,China）

青海唐古拉沱沱河地區(qū)晚更新世河流階地沉積特征及意義

劉格升

LIU Ge-Sheng

（山西省地質(zhì)勘查局二一四地質(zhì)隊(duì)，運(yùn)城044000，山西）

（No.214 Brigade of Shanxi Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development,Yuncheng 044000,Shanxi,China）

青海沱沱河地區(qū)水系密布、河網(wǎng)交織，沿主干水系河流階地發(fā)育。對(duì)沱沱河沿岸不同地段河流階地進(jìn)行物質(zhì)成分及古植物孢粉進(jìn)行研究，確定了自63.1 kaB.P.（ESR）以來(lái)的晚更新世草本植物與木本植物兩個(gè)古植被演化階段，相應(yīng)氣候由溫涼較干向溫和較濕轉(zhuǎn)變。詳細(xì)的測(cè)年（TL、ESR）數(shù)據(jù)顯示，位于基座階地之上的階地堆積物為晚更新世97.78 KaB.P.以來(lái)堆積而成，推斷長(zhǎng)江水系在研究區(qū)的形成與外泄地質(zhì)時(shí)期為晚更新世早期。

青海沱沱河；河流階地；熱釋光（TL）；電子自旋共振（ESR）；晚更新世；古氣候

上新世末至更新世初，青藏高原經(jīng)歷了一系列階段性抬升后，已成為世界上面積最大的高原。唐古拉沱沱河地區(qū)處于青藏高原腹地，分布有大量的第四紀(jì)湖相沉積盆地，它們?cè)谙鄬?duì)整體抬升的構(gòu)造背景下，較完整的第四紀(jì)湖相沉積體系得以保存。眾多學(xué)者[1-7]從不同沉積盆地中的湖相沉積物分析出發(fā)，以植物孢粉為基礎(chǔ)，探討研究區(qū)內(nèi)晚更新世時(shí)期古氣候、古植被的演化。然而對(duì)于連接高原內(nèi)陸湖相盆地的長(zhǎng)江水系外泄是源于何時(shí)開(kāi)始，尚未做過(guò)多的研究。本文從切穿高原腹地的沱沱河入手，通過(guò)河流階地的物質(zhì)成分、形成年代以及古植物孢粉的分析，揭示出相應(yīng)的古氣候與沉積環(huán)境。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)地處青海西南部的唐古拉山北坡的沱沱河盆地（圖1），地理座標(biāo)為東經(jīng)91°30′～94°20′，北緯34°00′～35°00′，盆地夾持于康特金-茶措-索納敦宰與那日胸瑪斷裂之間，幾何形態(tài)為長(zhǎng)條狀的地塹。沉積盆地在新生代早期主要表現(xiàn)為以引張為主兼左旋走滑拉分盆地，上新世以來(lái)受擠壓兼右旋走滑構(gòu)造控制盆地趨于萎縮抬升。古-新近紀(jì)盆地沉積以沱沱河組、雅西措組、五道梁組為主，總體為炎熱—濕潤(rùn)氣候下形成的一套河湖相沉積。上世紀(jì)60年代至今①②，地勘單位對(duì)區(qū)內(nèi)第四紀(jì)地層作了較詳細(xì)的調(diào)研，根據(jù)沉積和地形地貌特征，將區(qū)內(nèi)的第四紀(jì)地層劃分為湖積、沖積、沖洪積、冰水積與風(fēng)積等不同的沉積類(lèi)型。區(qū)內(nèi)第四紀(jì)地層上覆于新近紀(jì)雅西措組之上，各種不同類(lèi)型的第四紀(jì)沉積物組成了眾多不同的地形地貌，多元的沉積物反映出不同的沉積環(huán)境和地質(zhì)背景。早期湖相沉積被后期的冰水堆積物、沖洪積物及全新世不同成因類(lèi)型的沉積物所覆蓋。在青藏高原隆升背景下，高原腹地內(nèi)陸封閉沉積體系逐漸被打破，河流襲奪致使區(qū)內(nèi)上新世以來(lái)的沉積地質(zhì)體以河流階地呈現(xiàn)出來(lái)。

圖1 研究區(qū)主干水系及河流階地剖面分布圖Fig.1 Distribution map of the main rivers terrace and the profile of the investigation area注：ESR數(shù)據(jù)測(cè)試—中國(guó)地調(diào)局海洋地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室、成都理工大學(xué)；TL數(shù)據(jù)測(cè)試—地礦部環(huán)境地質(zhì)開(kāi)放研究實(shí)驗(yàn)室.

2 階地沉積特征

晚更新世沖洪積物廣泛分布于研究區(qū)內(nèi)的巴木曲、年日曲、扎木曲、沱沱河兩岸階地、廣闊的沖洪積平原或溝谷地帶。受物源區(qū)影響，堆積物成分有所差異。年日曲一帶晚更世沖洪積物中礫石成分為火山巖、板巖、砂巖、灰?guī)r等；冬日曲晚更世沖洪積物礫石成分主要為砂巖、板巖，堆積物構(gòu)成扇形沖積地貌。扎木曲一帶的沖洪積物中礫石成分主要為砂巖、碎石英、礫巖，在地貌上形成較多平緩的坡地和谷地。在沱沱河河流階地之上廣泛堆積有晚更新世沉積物，它們因逐次的構(gòu)造抬升、切割而顯示出堆積層序結(jié)構(gòu)。下面通過(guò)以沱沱河（向東為通天河）兩岸階地剖面揭示其沉積特征。

（1）沱沱河北岸第四紀(jì)河流階地剖面（VTP20）

剖面位于青海省唐古拉山鄉(xiāng)沱沱河北岸，為河流一級(jí)階地地形，堆積為一套晚更新世-全新世沖洪積沉積物，是在中新世雅西措組的基礎(chǔ)上發(fā)育起來(lái)的較連續(xù)、完整的沉積體系（圖2），為一基座階地剖面，自上而下為：

（2）青海省格爾木市唐古拉山鄉(xiāng)通天河谷階地剖面（VTP21）

剖面位于通天河與沱沱河交匯的三角地帶，一級(jí)階地地貌，是以中新世雅西措組為基座的一級(jí)階地剖面（圖3），階地沉積以礫、砂、粘土為特征的晚更新世沖洪積物，自上而下劃分為：

晚更新世沖洪積物（Qpalp3）：

①土黃色砂土、植被及根須，砂土為細(xì)砂土、占70%。 14 cm

②灰-土灰色砂礫石層。礫石含量占60%，成分主要為砂巖、灰?guī)r、火山巖、脈石英、硅質(zhì)巖等，最大礫徑15～20 cm，小至0.5 cm，一般在1～10 cm之間，磨圓度中等，充填物為粗砂，約占35%；泥砂含量?jī)H占5%，松散堆積。 325 cm

③灰色復(fù)成分礫石層，礫石占80%、成分與上部礫石成分差別不大，礫石層呈良好的成層性，即粗細(xì)礫石呈層狀相間分布，分選性較好，粗者以3～6 cm居多，個(gè)別達(dá)10 cm，扁平礫石具定向疊瓦狀排列，扁平礫石產(chǎn)狀290°∠30°，充填物僅占5%～10%，大部分礫石呈顆粒支撐，單層厚10～15 cm之間。于砂礫石層中采獲的細(xì)碎屑巖沉積物熱釋光測(cè)年值為90.05±4.10 kaB.P. 68 cm

～～～～～～～～～～～～～～～～～角度不整合～～～～～～～～～～～～～～～

下伏：中新世雅西措組（Ny）

④土黃色薄層狀粉砂巖、青灰色泥巖與泥質(zhì)粉砂巖。

圖2 沱沱河岸北第四紀(jì)河流階地剖面（VTP20）Fig.2 The Quaternary river terrace profile of northern Tuotuo River(VTP20)

（3）青海治多縣索加鄉(xiāng)莫曲河流階地剖面（VQP8）

剖面位于玉樹(shù)治多縣索加鄉(xiāng)莫曲與通天河交匯處，剖面Ⅰ級(jí)階地高2.5m，寬67m，Ⅱ級(jí)階地寬75m，所有階地表層均被第四紀(jì)風(fēng)成沙所覆蓋（圖4）。Ⅲ級(jí)階地

圖3 青海唐古拉山鄉(xiāng)通天河谷階地剖面(VTP21)Fig.3 The profile of Tongtian River valley terrace in TanggulaShan(VTP21),Qinghai

⒀層：土黃色風(fēng)成沙

1.9 m

④層：土黃色含礫粉砂質(zhì)泥巖，該層采有孢粉共計(jì)14粒；其中木本植物花粉占28.6%，主要有松屬（Pinus）28.6%；草本植物花粉占71.4%，其中蒿屬（Artemisia）35.7%,禾本科（Gramineae）14.3%，藜科（Chenopodiaceae）21.4%。 0.08 m

③層：灰色砂礫石層 1.53 m

②層：灰黃色含礫砂土層，細(xì)砂層中ESR測(cè)年為61.3 kaB.P.。該層采有孢粉共計(jì)16粒；其中木本植物花粉占18.8%，主要有松屬（Pinus）18.8%；草本植物花粉占 81.3%，其中蒿屬（Artemisia）43.8%,禾本科（Gramineae）12.5%，藜科（Chenopodiaceae）18.8%，豆科（Leguminosae）6.3%。 0.38 m

①層：灰色砂礫石層 6.51 mⅡ級(jí)階地

⒀層：土黃色風(fēng)成沙 2.0 m

⑧層：土黃色泥層，該層采有孢粉共計(jì)49粒；其中木本植物花粉占42.9%，主要有松屬（Pinus）18.4%，云杉屬（Picea）24.5%；草本植物花粉占57.1%，其中蒿屬（Artemisia）32.7%，禾本科（Gramineae）8.2%，藜科（Chenopodiaceae）12.2%，唐松草屬（Thalictrum）2.0%，豆科（Leguminosae）2.0%。 0.23 m

⑦層：灰色含礫粗砂巖 0.17 m

⑥層：灰黃色細(xì)砂巖，該層采有孢粉共計(jì)52粒；其中木本植物花粉占78.8%，主要有松屬（Pinus）44.2%，云杉屬（Picea）34.6%；草本植物花粉占21.2%，其中蒿屬（Artemisia）5.8%，禾本科（Gramineae）11.5%，藜科（Chenopodiaceae）1.9%，毛茛科（Raunculaceae）1.9%。 0.14 m

⑤層：灰色含礫粗砂巖 0.22 mⅠ級(jí)階地

圖4 治多縣索加莫曲河流階地剖面（VQP8）Fig.4 The profile of Moqu River terrace in Suojia of Zhiduo County(VQP8)

⒀層：土黃色風(fēng)成沙 1.65 m⑿層：土黃色含粉砂質(zhì)泥，該層采有孢粉共計(jì)66粒；

其中木本植物花粉占93.9%，主要有松屬（Pinus）39.4%，云杉屬（Picea）47.0%，麻黃屬（Ephedra）7.6%等；草本植物花粉占4.5%，其中蒿屬（Artemisia）1.5%，禾本科（Gramineae）3.0%；水龍骨科（Polypodiaceae）1.5%。 0.23 m⑾層：灰黃色含泥細(xì)-粉砂層 0.08 m⑩層：灰褐色含粉砂質(zhì)泥，該層采有孢粉共計(jì)84粒；

其中木本植物花粉占96.4%，主要有松屬（Pinus）29.8%，云杉屬（Picea）42.9%，麻黃屬（Ephedra）7.1%，樺屬（Betula）10.7%，少量榆屬（Ulmus）、冷杉屬（Abies）、柏科（Cupressaceae）、木樨科（Oleaceae）等；草本植物花粉占2.4%，其中蒿屬（Artemisia）1.2%，禾本科（Gramineae）1.2%；水龍骨科（Polypodiaceae）1.2%。該層內(nèi)細(xì)粉砂中獲取ESR測(cè)年為45.4 KaB.P.。 0.08 m⑨層：灰色砂礫石層 0.27 m～～～～～～～～～～～～～～～～～侵 蝕～～～～～～～～～～～～～～～～～0層：第四系全新世沖積物

3 古植被、古氣候演化特征的分析

中新世時(shí)期，在雅西措組粉砂質(zhì)泥巖之中發(fā)育有大量的古植物孢粉（VTP20-21），其中木本植物花粉占10%～45.5%，以針葉植物花粉松（Pinus）、云杉屬(Picea)為主，部分冷杉屬(Abies)；落葉闊葉植物花粉有樺(Betula)、櫟(Quercus)、椴(Tilia)及灌木榛(Corlus)、麻黃(Ephedra)、木犀科(Oleaceae)；草本植物花粉占5%～94.5%，以蒿(Artemisia)、藜(Chenopodiaceae)、毛茛科(Ranunculaceae)、豆科(Leguminosae)、小薜科(Berberidaceae)等屬種的分布最廣；孢粉組合顯示為森林草原植被景觀，氣候表現(xiàn)為早期氣候干旱寒冷，晚期干旱溫暖。

圖5 治多縣索加莫曲河流階地剖面沉積與古氣候演化階段圖（VQP8）Fig.5 Terrace sedimentary profile and paleoclimate evolution phase of Suojiamoqu river,Zhiduo county

從不同地域河流階地沉積物中獲取的植物花粉所反映的植被與氣候特征顯示，在61.3 kaB.P.以前的晚更新世曾一度出現(xiàn)了以木本植物花粉占主導(dǎo)地位的木本植物演化階段，此時(shí)氣候溫暖偏濕。61.3 kaB.P.以來(lái)，在以莫曲河流階地剖面為代表的沉積體系中不同孢粉組合能更好地反映出植被與古氣候的演化階段（圖5）。早期，相當(dāng)于莫曲剖面2～4層（室內(nèi)層號(hào)，下同），沉積特征出現(xiàn)由快速堆積的河道-沖洪積砂礫石相向較穩(wěn)定的河湖相細(xì)-粉砂層轉(zhuǎn)變，從不同的細(xì)碎屑層內(nèi)所采孢子花粉分析，草本植物花粉占57.1%～81.8%，主要有蒿屬、藜科、禾本科，還有唐松草屬及豆科，木本植物花粉占18.8%～42.9%，為針葉植物花粉松、云杉屬，此孢粉組合特征反映出針葉林草原植被景觀，氣候溫涼較干。

中期，相當(dāng)于莫曲剖面6～8層，該階段木本植物花粉占42.9%～78.8%，主要有針葉植物花粉云杉、松屬，還有灌木麻黃屬；草本植物花粉占4.5%～21.2%，主要有蒿屬、藜科、禾本科、毛茛科；蕨類(lèi)植物孢子水龍骨科占0～1.5%，本孢粉組合特征反映出針葉林植被景觀，氣候溫涼較濕。

晚期，相當(dāng)于莫曲剖面9～12層，該階段木本植物花粉占孢粉的93.9%～96.4%，以針葉植物花粉云杉、松屬為主，還有冷杉屬和柏科；落葉闊葉植物花粉有樺、鵝耳櫪屬、榆及灌木麻黃、木犀科；草本植物花粉占2.4%，有蒿屬、禾本科；蕨類(lèi)植物孢子水龍骨科占1.2%，本孢粉組合特征反映出針闊混交林植被類(lèi)型，氣候溫和較濕。

4 討論與結(jié)論

大約在150 kaB.P.開(kāi)始，共和運(yùn)動(dòng)[8-9]使早、中更新世河湖相地層褶皺變形。在青藏沱沱河-通天河沿岸地區(qū)晚更新世堆積物直接覆蓋在中新世雅西措組之上，堆積物以河流階地形式表現(xiàn)了出來(lái)。從約97.78±3.2 kaB.P.以來(lái)，沱沱河地區(qū)氣候變化較為頻繁，經(jīng)歷了溫暖偏濕→溫涼較干→溫涼較濕→溫和較濕的變化歷程，植被面貌表現(xiàn)為木本植物-草本植物-木本植物不同演化階段，這種古植被、古氣候的變化與高原階段性隆升息息相關(guān)。

在研究區(qū)不同地域，河流階地表現(xiàn)形式有所差異，河流切穿東部口前曲-莫曲一帶多達(dá)三級(jí)河流階地，至沱沱河中部日阿尺曲一帶可見(jiàn)的河流階地為兩級(jí)，切割最新地質(zhì)體為全新世沖洪積物；而更西的錯(cuò)阿日瑪、扎木曲一帶，僅保存了一級(jí)基座河流階地，切割的地質(zhì)體主要為晚更新世沖洪積物，并呈現(xiàn)出現(xiàn)代河流階地地貌。表現(xiàn)出河流自東向西，河流階地漸次遞減，河流切穿的時(shí)代愈新的規(guī)律性。而河流階地堆積物記錄的地質(zhì)時(shí)代最早可以追索到97.78±3.2 kaB.P.，河流在97.78±3.2～17.4 kaB.P.的演化過(guò)程中，一直保持著物質(zhì)記錄，如果以河流階地的形成與切穿作為水系演化的一種明顯標(biāo)志，那么長(zhǎng)江水系在研究區(qū)的成形與外泄地質(zhì)時(shí)期應(yīng)為晚更新世早期。在持續(xù)的構(gòu)造作用下，河流不斷地發(fā)生側(cè)向侵蝕，在研究區(qū)西部烏蘭烏拉一帶轉(zhuǎn)南索源侵蝕向冬拉丹東挺進(jìn)。

注釋?zhuān)?/p>

①青海省第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì).青藏公路沿線（格爾木-安多）水文地質(zhì)工程地質(zhì)調(diào)查研究報(bào)告.1997

②青海省區(qū)調(diào)綜合地質(zhì)大隊(duì).1：20萬(wàn)沱沱河幅、章崗日松幅、錯(cuò)仁德加幅、五道梁幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告.1990.

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Liu G S.Sedimentary characteristic and geological significance of Late Pleistocene river terrace in Tuotuohe area,Qinghai province.,2014,30(1)∶1-6.

∶The Tuotuo River,Tanggula,Qinghai has a large drainage density with anastomosing stream pattern, many river terrace developed along the trunk drainage.According to the research of the material composition and paleo-plant sporopollen in different plat river terrace coastwise the Tuotuo River,it makes sure the two evolutionary stages of herbaceous vegetation and woody plant since 63.1 ka B.P.(ESR)in Late Pleistocene epoch,the corresponding climate changed from warm and cool dry to the mild and wet.The detail dating(TL,ESR)data show that the terrace deposits above base terrace were formed since 97.78 ka B.P.in Late Pleistocene epoch，this paper propose that the forming and leak of Yangtze River drainage in the study area is in the Early Late Pleistocene epoch.

∶river terrace;thermoluminescence(TL);electron spin resonance(ESR);Palaeoclimate;Tuotuo river, Qinghai province

P534.63

A

1007-3701(2014)01-001-06

10.3969/j.issn.1007-3701.2014.01.001

2013-10-28；

2014-01-07.

國(guó)土資源大調(diào)查《1：25萬(wàn)沱沱河、曲柔尕卡幅》聯(lián)測(cè)（200213000001）區(qū)調(diào)項(xiàng)目.

劉格升（1967—），男，工程師，主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作，E-mail：279476250@qq.com.