晚更新世以來若爾蓋盆地的地層劃分及構(gòu)造-氣候意義

李建軍 張軍龍 郭玉濤

1)中北大學(xué)理學(xué)院，太原 030051 2)中國地震局地震預(yù)測研究所，北京 100036

晚更新世以來若爾蓋盆地的地層劃分及構(gòu)造-氣候意義

李建軍1)張軍龍2)*郭玉濤1)

1)中北大學(xué)理學(xué)院，太原 030051 2)中國地震局地震預(yù)測研究所，北京 100036

晚更新世以來地層的形成受氣候、 構(gòu)造活動(dòng)的影響，并記錄其過程。因此，建立晚更新世以來的地層序列，對于氣候變化、 活動(dòng)構(gòu)造、 地貌成因等研究十分重要。若爾蓋盆地位于青藏高原的東部邊緣，中國季風(fēng)區(qū)和青藏高原區(qū)的交會(huì)地帶，對氣候變化敏感，構(gòu)造活動(dòng)也很強(qiáng)烈，建立盆地晚更新世以來的地層序列可以促進(jìn)氣候變化、 構(gòu)造活動(dòng)研究。根據(jù)若爾蓋盆地的湖相鉆孔、 泥炭礦、 河流階地和探槽等揭露的26個(gè)典型地層剖面，結(jié)合14C和OSL等測年方法獲得的200多個(gè)同位素年齡，對晚更新世以來的地層進(jìn)行對比和劃分，得到地層綜合柱狀。晚更新世中期以來劃分6個(gè)沉積韻律(75～55ka,BP，55～33ka,BP，33～20ka,BP，20～11ka,BP，11～4ka,BP，4～0ka,BP)和6個(gè)標(biāo)志層(75～55ka,BP和22～20ka,BP的粉細(xì)砂層，13～9ka,BP的青灰色粉細(xì)砂或灰—青灰色礫石沉積，5～4ka,BP、 3.5～2ka,BP、 0.5～0.3ka,BP的黑色含炭質(zhì)砂質(zhì)黏土沉積)。沉積序列和構(gòu)造-氣候關(guān)系緊密，一方面沉積韻律與氣候旋回基本吻合，與深海氧同位素階段有較好的對應(yīng)關(guān)系； 另一方面，沉積層巖性特征也受到北側(cè)的東昆侖斷裂帶和西側(cè)的龍日壩斷裂帶新構(gòu)造期持續(xù)活動(dòng)的影響，沉積過程主要受氣候控制，地層厚度及其空間分布的差異也受到構(gòu)造活動(dòng)影響。

若爾蓋 晚更新世 地層 標(biāo)志層

0 引言

第四紀(jì)地層，特別是晚更新世以來地層的形成受構(gòu)造活動(dòng)、 氣候變化的影響，并記錄其過程。因此，該時(shí)間段地層的發(fā)育程度構(gòu)成了活動(dòng)構(gòu)造、 氣候變化、 地貌成因等研究的基礎(chǔ)。由此可見，建立晚更新世以來的地層序列，對于促進(jìn)活動(dòng)構(gòu)造、 氣候變化、 地貌成因等研究十分重要。

若爾蓋盆地位于青藏高原的東部邊緣，屬于一個(gè)典型的斷陷盆地，主體大地構(gòu)造位置屬于東昆侖斷裂帶和龍日壩斷裂帶等活動(dòng)構(gòu)造圍限的 “若爾蓋地塊”，地塊的基底比周圍的剛度大，穩(wěn)定性強(qiáng)(郭勇嶺，1963)。新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以來，隨著青藏高原整體強(qiáng)隆升，盆地相對弱下沉，周緣斷裂強(qiáng)烈活動(dòng)(盛海洋，2008； 徐錫偉等，2008)。

若爾蓋為中國面積最大的高原濕地，位于中國季風(fēng)區(qū)和青藏高原區(qū)的交會(huì)地帶，對氣候變化非常敏感。盆地內(nèi)部第四系分布相對較廣，典型的湖相地層剖面主要存在2處，其一為盆地北部0.9Ma以來RM和RH鉆孔柱狀，其二為盆地中部紅原全新統(tǒng)泥炭沉積，在周緣沿河道及沖溝也有分布，外緣的阿壩、 松藩、 迭部等區(qū)域可見明顯的黃土分布。前人對第四系的相關(guān)研究主要集中在2個(gè)方面，第1方面通過地層內(nèi)古植物等環(huán)境指標(biāo)研究氣候和環(huán)境變化，認(rèn)為若爾蓋地區(qū)氣候演化與全球氣候變化具有較好的可比性(薛濱等，1997； 于學(xué)峰等，2006)； 第2方面通過毗鄰活動(dòng)斷裂的階地和探槽剖面的年齡數(shù)據(jù)來討論活動(dòng)斷裂的滑動(dòng)速率、 古地震等參數(shù)(李陳俠等，2011； Zhangetal.，2014)。由此可知，相對缺乏盆地區(qū)域內(nèi)地層沉積序列的劃分和對比研究，尤其缺乏晚更新世以來沉積序列的系統(tǒng)研究，限制了氣候和活動(dòng)構(gòu)造的研究。

如前所述，沉積序列、 氣候變化、 構(gòu)造活動(dòng)的研究互為基礎(chǔ)，因此，若爾蓋盆地的構(gòu)造活動(dòng)和氣候變化的研究成果也為地層的研究提供了豐富的資料。通過作者近些年在盆地及其周緣的地質(zhì)地貌調(diào)查工作，結(jié)合測年結(jié)果，利用鉆孔和階地為主建立晚更新世以來的標(biāo)準(zhǔn)地層剖面(構(gòu)造氣候旋回)，劃分標(biāo)志層(圖1)，并簡要討論地層與構(gòu)造-氣候之間的關(guān)系，為氣候變化、 活動(dòng)構(gòu)造、 地貌成因等研究提供基礎(chǔ)。

圖1 研究觀測點(diǎn)分布示意圖Fig. 1 Sketch of distribution of the study and observation points.MQF 瑪曲斷裂； AWCF 阿萬倉斷裂； LRQF 龍日曲斷裂； MRGF 毛兒蓋斷裂； MJF 岷江斷裂； TZF 塔藏?cái)嗔眩?DBF 迭部白龍江斷裂； HYK 紅原泥炭礦

1 鉆孔和泥炭礦剖面

若爾蓋盆地內(nèi)鉆孔和泥炭礦剖面不僅揭露了連續(xù)的湖泊沉積物，更重要的是提供了晚更新世以來的沉積和年代信息。湖盆內(nèi)2個(gè)重要的鉆孔(RH、 RM)和泥炭礦多個(gè)剖面的不斷研究為第四紀(jì)及全新世地層和年代研究提供了詳細(xì)的資料(圖2)，為了便于對比，適當(dāng)擴(kuò)大了鉆孔剖面的深度和相應(yīng)的地層年齡范圍。

圖2 鉆孔和泥炭礦沉積剖面對比圖Fig. 2 Comparison between drilling and peat deposit profiles.RH比例尺為a，其他比例尺為b； 柱狀圖之間的連線為時(shí)間連線： 實(shí)線表示年代確定，虛線表示推測； 黑線年齡約0.5ka，深藍(lán)線約1.5ka，灰線約2ka，綠線約4ka，紅線約11ka，藍(lán)線約20ka，橙線約55ka； 樣品年齡RH據(jù)陳發(fā)虎等(1995)、 王云飛等(1995)，RM據(jù)沈才明等(1996)，HYK1據(jù)孫廣友等(2001)，HYK2據(jù)王燕等(2006)，HYK3據(jù)周衛(wèi)建等(2001)，HYK4據(jù)王富葆等(1993，1996)，HYK5據(jù)于學(xué)峰等(2006)

RH鉆孔(33°54′N，102°32′E)和RM鉆孔(33°57′N，l02°21′E)位于若爾蓋古湖的中部，底界年齡為825ka(陳發(fā)虎等，1995)～900ka(王蘇民等，1996)。80～70ka,BP有黃褐色菱鐵礦結(jié)核與斑塊夾于灰色泥質(zhì)粉砂中，約33ka,BP沉積以灰色粉砂、 細(xì)砂為主，夾有大量有機(jī)質(zhì)條帶，構(gòu)成cm—mm級(jí)的水平層理及斜層理，20ka,BP以來呈黃色、 灰黃色厚砂層為主，底部具有沖刷和擾動(dòng)現(xiàn)象，層內(nèi)見cm級(jí)的槽狀層理，發(fā)育透鏡狀層理(吳敬祿等，1997)。

年齡數(shù)據(jù)較少且分散，由時(shí)間判定地層的分辨尺度在1～10ka。同理分出5個(gè)沉積韻律。第1沉積韻律在80～50ka,BP(由沉積速率和已知年齡推測得到)，表現(xiàn)為青灰色粉細(xì)砂層及其上部的泥質(zhì)粉砂(RH)第2沉積韻律在50～33ka,BP，表現(xiàn)為砂質(zhì)黏土層夾泥炭層(RH⑧； 第3沉積韻律在33～20ka,BP，表現(xiàn)為韻律較明顯的砂層及頂部的黏土(RH③—⑦，； 第4沉積韻律在20～11ka,BP，為青灰色砂，上部與棕黃色砂互層； 第5沉積韻律為11ka,BP以來的黃色—棕色砂夾泥沉積(RH①—②，RM①—⑩)，其中約4ka,BP由黃灰色轉(zhuǎn)變?yōu)楹贮S色砂層。劃分出4個(gè)標(biāo)志層，70～50ka,和約20ka,BP(RH④，的粉砂層、 約11ka,的鐵銹黃色砂，約3.5ka,BP的灰黑色粉砂質(zhì)泥層(RM⑥)顏色和粒度與相鄰地層差異明顯。

紅原縣泥炭二礦(32°47′N，l02°31′E)位于若爾蓋盆地中南部。早期在相距約50m的地點(diǎn)開挖2個(gè)厚5.3m和4.6m的剖面(HYK1、 HYK4)，后期又獲得了1個(gè)總厚度為7.95m的剖面(HYK2)，上段為棕色泥炭層，下段為灰黑色湖沼相粉砂質(zhì)黏土和青灰色黏土質(zhì)粉砂互層，基本上形成了可供對比的地層剖面。還有2個(gè)未劃分地層但是有年齡數(shù)據(jù)的剖面(HYK3、 HYK 5)，可以為泥炭礦地層的研究提供參考(圖2)。

鉆孔和泥炭礦均為湖相沉積，沉積環(huán)境穩(wěn)定，前人通過對湖相沉積序列和氣候旋回的研究發(fā)現(xiàn)兩者有很好的對應(yīng)關(guān)系，并且可以與深海氧同位素階段對應(yīng)，基本反映了區(qū)域氣候演化與全球氣候變化具有較好的可比性(沈才明等，1996； 王燕等，2006)。

圖3 階地沉積剖面柱狀對比圖Fig. 3 Columnar comparison chart of terrace deposit profiles.MQ、 LC、 XHZ、 CYC、 SKZS比例尺為a，SRE1-3、 SDZ比例尺為b，ZZ、 DJ比例尺為c； 樣品年齡SKZS據(jù)徐茂其(1988)，CYC據(jù)徐錫偉等(2008)，MQ據(jù)何文貴等(2006)、 Lin等(2008)，SRE3和部分XHZ、 LC據(jù)任俊杰(2013)

圖4 探槽沉積剖面柱狀對比圖Fig. 4 Columnar comparison chart of deposit profiles of trenches.TC1—4、 8比例尺為b，TC5—7比例尺為a； 圖例同圖3； TC5—7年齡據(jù)任俊杰(2013)

表1 階地剖面14C樣品編號(hào)及測試數(shù)據(jù)

Table1 14C sample numbers and test data of terrace profiles

剖面位置送樣編號(hào)樣品物質(zhì)13C/12C/‰測年結(jié)果/a校正年齡/a羅叉LC001植物-23．7270±30430～375320～285165～155羅叉LC002植物-25．6580±30650～580570～535熱爾瑪XRE2-002木炭-22．21270±301280～1175熱爾瑪XRE2-001木炭-24．91530±301525～1350熱爾瑪XRE2-003木炭NA5040±305900～57155670～5665熱爾瑪XRE-002木炭-24．4140±3045～Post熱爾瑪XRE-004木炭-23．75290±305965～5950熱爾瑪XRE-001木炭-24．28010±309005～8775熱爾瑪XRE-003木炭-24．78380±309360～9315下黃寨XHZ001木炭-25．8210±30305～265215～145下黃寨XHZ003木炭-25．68910±3010185～9910森多括SD-C-002木炭-25．21480±301410～1310森多括SD-C-001木炭-24．72150±302300～22452180～2170卓藏ZZ-T1-01植物-25．1380±30505～425395～320等均DJ-T0-01植物-26．21640±301605～15201460～1420

注 樣品由Beta實(shí)驗(yàn)室測試。

表2 階地剖面釋光樣品編號(hào)及測試數(shù)據(jù)

Table2 Stimulated luminescence sample numbers and test data of terrace profiles

剖面位置送樣編號(hào)劑量率/Gy·ka-1等效劑量/Gy年齡/ka羅叉RRG064．693．09±0．180．66±0．04羅叉RRG014．7212．31±0．632．61±0．13羅叉RRG025．1521．33±0．804．14±0．16羅叉RRG034．3317．99±0．514．15±0．12羅叉RRG097．7172．46±20．4622．41±2．63羅叉RRG084．42249．47±31．4156．47±7．11卓藏?AXR01-TL3．4±0．228．4±1．08．3±0．4

注 樣品由中國地震局地殼應(yīng)力研究所新年代學(xué)實(shí)驗(yàn)室測試； *由中國地震動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室測試。

2 典型河流階地剖面

盆地內(nèi)水系主要有NWW向的黃河及其NNW向的支流白河和黑河組成，黃河的改道和地殼掀斜性緩慢抬升使得河谷平坦開闊，河床比降小，水流平緩，迂回曲折，階地發(fā)育較好，多為堆積階地，是第四紀(jì)堆積物的主要出露場所； 周緣還存在長江水系的支流白水江，階地發(fā)育相對較弱，以堆積階地為主，偶見高級(jí)基座階地。從多個(gè)野外觀測點(diǎn)中選擇沉積序列明顯，年齡數(shù)據(jù)(均采自階地沉積物內(nèi))可靠的11個(gè)典型剖面進(jìn)行分析和對比(圖3； 表1，2)。

瑪曲縣西南的采沙場天然剖面(MQ； 33°59′N，102°4′E)和若爾蓋縣唐克索克藏寺剖面(SKZS； 33°28′N，102°29′E)屬于黃河Ⅱ、Ⅲ級(jí)堆積階地，曾采獲哺乳動(dòng)物化石(宗冠福，1984)，可以分出4套地層。下部為青灰色砂礫石層，中部為黃土，上部為灰—棕色的粉細(xì)砂層，頂部為黑色土層。若爾蓋縣熱爾瑪東南剖面(SER1，33°52′N，102°58′E； SER2，33°51′N，103°1′E； SER3，33°49′N，103°5′E)、 羅叉村東北剖面(LC，33°49′N，103°6′E)為黑河Ⅱ、Ⅲ級(jí)堆積階地，與黃河階地相比，中部由黃土轉(zhuǎn)為粉砂。卓藏牧區(qū)剖面(ZZ，33°47′N，103°11′E)、 森多括剖面(SDZ，33°44′N，103°15′E)、 等均剖面(DJ，33°46′N，103°15′E)屬于白水江上游Ⅱ級(jí)堆積階地，下黃寨村剖面(XHZ，33°44′N，103°21′E)屬于Ⅲ級(jí)基座階地； 采樣均在Ⅰ、Ⅱ級(jí)堆積階地內(nèi)。松藩縣草原村剖面(CYC，32°40′N，103°8′E)為毛爾蓋河Ⅲ級(jí)基座階地，在上部堆積物內(nèi)采樣。沉積剖面與黑河階地相近。

3 典型探槽剖面

研究區(qū)探槽及其內(nèi)地層年齡數(shù)量較多，為地層序列研究和對比提供了豐富的基礎(chǔ)資料。本文選擇的8個(gè)探槽所處的構(gòu)造背景、 氣候條件基本一致，利于地層對比(圖4，表3)。

表3 探槽剖面14C樣品編號(hào)及年齡數(shù)據(jù)

Table3 14C sample numbers and test data of deposit profile of trenches

編號(hào)樣品物質(zhì)13C/12C/‰測年結(jié)果/a校正年齡/aT1C01細(xì)小炭塊-24．0310±30T1C02細(xì)小炭塊-22．7850±30T1C03細(xì)小炭塊-21．5980±30T1C04細(xì)小炭塊-23．82770±30T2C04木炭-24．7560±30560±30T2C05木炭-25．4880±30870±30T2C06木炭-25．41040±301030±30T2C07木炭NANA2730±30T2C08木炭-22．93500±403530±40T2C09木炭-24．03510±403530±40T2C10木炭-22．53510±403550±40T2C11木炭-22．53490±403530±40T2C12木炭-25．33590±403590±40T3C01木炭-24．3970±30T3C02木炭NA2810±30T3C03有機(jī)質(zhì)-23．76130±30T3C04有機(jī)質(zhì)-23．16730±30T3C05木塊-23．85350±30T3C06有機(jī)質(zhì)-24．25680±30T3C07有機(jī)質(zhì)-24．15840±30T3C08有機(jī)質(zhì)-23．25890±30T3C09植物-24．66210±30T3C10木塊-26．46880±30T3C11有機(jī)質(zhì)-23．57080±30T3C12有機(jī)質(zhì)-25．47140±30T3C13木炭-24．19830±30T4C01木炭-22．5300±30T4C02木炭-24．7320±30T4C03木炭-21．2320±30T4C04木炭-23．5510±30T4C05木炭-25．3820±30T4C06木炭-21．9870±30T4C07植物-24．3910±30T4C08植物-24．4910±30T4C09植物-26．72050±30T4C10植物-21．22610±40T4C11木炭-25．72780±30T4C12木炭-22．62800±30T4C13植物-24．22810±30T4C14植物NA2790±30T4C15木炭-24．62820±30T4C16有機(jī)質(zhì)-27．12870±30T4C17木炭-24．92900±30T4C18木炭-23．12890±30T4C19有機(jī)質(zhì)-29．23020±30T4C20有機(jī)質(zhì)-23．43280±30T4C21腐植-24．43630±30T4C22植物NA7370±40T4C23木炭-22．39840±30T4C24木炭NA9870±40T4C25有機(jī)質(zhì)-24．110430±40T4C26有機(jī)質(zhì)-25．213870±60T8C01細(xì)小炭塊-23．311100±50T8C02細(xì)小炭塊-22．911510±50T8C03細(xì)小炭塊-23．311950±60

注： 樣品由Beta實(shí)驗(yàn)室測試。5個(gè)探槽(TC1，33°46′N，103°15′E； TC2，33°48′N，103°10′E； TC3，33°46′N，103°15′E； TC4，33°46′N，103°15′E； TC8，33°44′N，103°20′E)位于下黃寨村西北斷塞塘(槽)內(nèi)，沉積物以靜水沉積為主，2個(gè)探槽(TC5，32°40′N，103°8′E； TC6，32°38′N，103°6′E)位于松藩縣草原村和毛爾蓋村階地面，沉積物以河流沖積為主，1個(gè)探槽(TC7，32°33′N，102°31′E)位于龍日鄉(xiāng)東北蓋隆洼溝西南的洪積臺(tái)地，以深色泥炭物質(zhì)和沖洪積礫石混合沉積為主。

84個(gè)年齡集中在6～11ka，2.5～4ka，0.5～1.5ka，零星分布在11～13ka，0.3～0.5ka。由時(shí)間判定地層的分辨尺度在0.1～1ka。根據(jù)年齡數(shù)據(jù)和沉積特征可將地層分出3個(gè)沉積韻律。第1沉積韻律僅見于TC5，為礫石及上部年齡約為20ka的砂層(TC5⑨—⑩)，可能因其位于山前老洪積臺(tái)地上，可以與階地剖面中的沉積韻律對比； 第2沉積韻律年齡為11～4ka的粉細(xì)砂至泥質(zhì)沉積(TC1⑤—⑨、 TC2⑨、 TC5③—⑨、 TC6③—⑥、 TC8②—④)，在山前表現(xiàn)為礫石堆積； 第3沉積韻律為4ka,BP至今的砂質(zhì)至腐殖質(zhì)層(TC1①—⑤、 TC2①—⑥、 TC3①—④、 TC4①—⑦、 TC5—7的①—②、 TC8①)。20～11ka多呈藍(lán)灰黏土與砂礫石，沉積韻律不明顯，在TC7內(nèi)見有1～2m厚的砂礫石沉積。同理可分出6個(gè)標(biāo)志層： 分別為年齡約20ka的灰黃色砂層沉積(TC5⑨)，與上下灰白色礫石層相異； 13～9ka的青灰色粉細(xì)砂沉積，山前為灰色礫石沉積(TC2⑧、 TC3⑩、 TC4⑩、 TC5⑩、 TC6⑦、 TC7④、 TC8⑤)，與上下地層顏色、 粒度差異明顯； 約4ka(TC2⑦、 TC3⑤、 TC4⑧、 TC5⑤)、 約2.5ka(TC1④、 TC2④、 TC3④、 TC4⑤)及0.5～0.3ka的黑色含炭質(zhì)砂質(zhì)黏土沉積，這3層和上下的粉細(xì)砂與細(xì)礫層呈黑色與淺黃色相接。TC5—8剖面中缺失約4ka,BP以來的年齡數(shù)據(jù)，未對比相應(yīng)時(shí)代的地層。

4 討論

(1)地層旋回與標(biāo)志層劃分： 湖相沉積環(huán)境穩(wěn)定，沉積序列基本反映了區(qū)域構(gòu)造-氣候變化； 階地堆積由于河道的擺動(dòng)，單點(diǎn)的沉積序列不一定能反映區(qū)域構(gòu)造-氣候變化，山前洪積扇沉積對比更為復(fù)雜。因此，沉積旋回的建立應(yīng)主要依據(jù)湖相沉積中的鉆孔，同時(shí)參考多點(diǎn)階地序列。從剖面地層巖性特征、 年代等資料，將晚更新世中期(約75ka,BP)以來劃分出6個(gè)沉積韻律(表4)。第1沉積韻律(約55ka前)、 第2沉積韻律(55～33ka,BP)和第3沉積韻律(33～20ka,BP)在鉆孔和階地剖面發(fā)育，呈現(xiàn)為盆地中部粉細(xì)砂層向上漸變?yōu)槟噘|(zhì)砂或黏土層，盆緣寬谷和階地以河流相礫石層向上漸變?yōu)榉奂?xì)砂。第4沉積韻律(20～11ka,BP)零星出現(xiàn)，表現(xiàn)為青灰色砂及粉細(xì)砂層。第5沉積韻律(11～4ka,BP)主要表現(xiàn)為粉細(xì)砂向上轉(zhuǎn)變?yōu)樯澳噘|(zhì)。第6沉積韻律(4～0ka,BP)主要表現(xiàn)為砂和腐殖質(zhì)層。第2韻律不明顯，還需進(jìn)一步研究，其他韻律分布范圍廣，可以用作區(qū)域地層對比。

表4 剖面的沉積韻律對比

Table4 Comparison of various types of sedimentary rhythm of the profiles

剖面類型沉積韻律鉆孔泥炭礦階地(級(jí)數(shù))探槽氣候期(沈才明等，1996)第1年齡/ka約50約554(冷期)底界—75kaBP，對應(yīng)于MIS4沉積特征青灰色粉細(xì)砂與上部泥質(zhì)粉砂砂礫石與上部黃綠色粉砂第2年齡/ka約333(暖期)底界—58kaBP，對應(yīng)于MIS3沉積特征砂質(zhì)黏土與上部泥炭第3年齡/ka約20約20(T3)約222(冷期)底界—32kaBP，對應(yīng)于MIS2沉積特征灰黃色砂與上部黏土礫石與上部砂砂礫石與上部砂第4年齡/ka約11約11約11約11沉積特征青灰色砂與棕黃色砂青灰色泥與灰色砂藍(lán)灰黏土與砂礫石不明顯，可見青灰色砂第5年齡/ka約4約4約4(T2)約41(暖期)底界—11kaBP，對應(yīng)于MIS1沉積特征黃-青灰色砂夾泥條帶褐色-黑色泥炭粉細(xì)砂-泥質(zhì)砂細(xì)砂-粉砂和泥質(zhì)砂第6年齡/ka現(xiàn)今現(xiàn)今現(xiàn)今(T1)現(xiàn)今沉積特征灰黃色砂夾泥質(zhì)褐色泥炭砂-腐殖質(zhì)層砂-腐殖質(zhì)層

根據(jù)地層的層位、 巖性特征，結(jié)合區(qū)域分布和年齡，劃分出6個(gè)標(biāo)志層(圖5)。分別為75～55ka(⑥)和22～20ka(⑤)的灰黃色和淺綠色粉細(xì)砂層，13～9ka(④)的青灰色粉細(xì)砂，山前為灰—青灰色砂礫石沉積，局部表現(xiàn)為紅褐色、 鐵銹色砂質(zhì)沉積； 5～4ka(③)、 3.5～2ka(②)、 0.5～0.3ka(①)的黑色含炭質(zhì)砂質(zhì)黏土沉積。⑥發(fā)育有水平層理，⑤連續(xù)性較差，層理不明顯，含動(dòng)物化石，同一地點(diǎn)⑥較⑤厚且連續(xù)性好。

圖5 地層綜合柱狀(左)、 樣品量N(右藍(lán)線)與GRIP鉆孔δ18O(右黑線)對比圖Fig. 5 Comparison chart of the stratigraphic column(left)，the number of samples N(right blue line) and the GRIP drilling δ18O(black line in the right).

(2)地層序列與氣候的關(guān)系： 古湖中心鉆孔剖面下部(38～35ka,BP)和盆地中部的泥炭礦剖面存在湖相沉積(沈才明等，1996)，階地剖面多屬于河流相沉積，因此沉積層的粒度和顏色差異可以反映相應(yīng)階段的環(huán)境變化。第1沉積韻律中湖相沉積顯示粉細(xì)砂向上過渡為泥質(zhì)粉砂，河流相沉積顯示礫石層向上部轉(zhuǎn)變?yōu)樯皩樱６葴p小代表了水動(dòng)力減弱，青灰色代表沉積偏還原環(huán)境，可能是由于降水減少，溫度下降形成，代表了氣候由濕暖變?yōu)楦衫洹Ｇ叭搜芯康玫饺魻柹w地區(qū)(128～71ka,BP)年平均氣溫高于(71～58ka,BP)4～7℃(唐領(lǐng)余等，1998)，年降水量減少了60%～80%(沈才明等，1996)?？梢耘cMIS4和5事件對比。第2、 第3和第4沉積韻律在盆地中部湖相沉積表現(xiàn)為夾泥炭的黏土層向上變?yōu)榍嗷疑嗷蝠ね粒杈壉憩F(xiàn)為灰黃色砂礫石層向上變?yōu)榛尹S色砂和青灰色砂，粒度變細(xì)，顏色變青，代表了氣候由濕暖變?yōu)楦衫洹?8～32ka,BP氣溫和降水量均高于32～11ka,BP，總體由暖期轉(zhuǎn)為冷期，存在多次波動(dòng)(沈才明等，1996)?？梢耘cMIS2和3事件對比。第5、 6韻律表現(xiàn)為灰黃色砂向上變?yōu)楹谏迟|(zhì)或泥炭，代表氣候偏暖。此時(shí)若爾蓋高原區(qū)沼澤化，向冰后期過渡，5.9～4.1ka,BP可以視為早全新世溫暖期向晚全新世干冷期轉(zhuǎn)換的過渡時(shí)期(于學(xué)峰等，2006； 王燕等，2006)，其中黏土沉積時(shí)間可以與氣候波動(dòng)的部分階段(施雅風(fēng)等，1992； 段克勤等，2012)相對應(yīng)?？梢耘cMIS1事件對比。第1韻律礫石層粒度偏大，表明水動(dòng)力相對較強(qiáng)，氣候研究顯示128～71ka,BP是若爾蓋地區(qū)過去25萬年中水熱條件最好的時(shí)期，與青藏高原湖泊擴(kuò)張時(shí)期(施雅風(fēng)等，2002)一致?？梢姷貙映练e韻律與氣候旋回基本吻合，與深海氧同位素階段有較好的對應(yīng)關(guān)系(圖5)。

圖6 地層空間分布特征和活動(dòng)構(gòu)造-氣候關(guān)系示意圖Fig. 6 Sketch of strata spatial distribution characteristics and active tectonic-climate relationship.

(3)地層變化與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的關(guān)系： 沉積地層序列也受到若爾蓋盆地北側(cè)的東昆侖斷裂帶(瑪曲段、 塔藏段)和西側(cè)的龍日壩斷裂帶新構(gòu)造期持續(xù)活動(dòng)(張軍龍等，2012； 任俊杰，2013)的影響?，斍魏退囟螢樽笮凶箅A排列，新生代以來，階區(qū)受拉張作用持續(xù)擴(kuò)張和下沉，沉積范圍逐漸擴(kuò)大，沉積中心不斷下移，接受更多的沉積，形成了古近紀(jì)、新近紀(jì)花湖斷陷盆地，靠近盆地中心地層沉積較厚(RM和RH鉆孔)，沿?cái)鄬幼呦?，隨著遠(yuǎn)離盆地沉積中心距離的增大，地層逐漸減薄乃至缺失(MQ和SRE2-3剖面)。沿東昆侖斷裂帶傾向，構(gòu)造活動(dòng)使得近斷層的山前沖洪積臺(tái)地(熱爾大壩)向盆地內(nèi)部掀斜，便于沉積沖洪積相的次棱角狀中細(xì)礫石層，遠(yuǎn)離斷層靠近盆地中部沉積物偏細(xì)粒(圖6)。因此，構(gòu)造活動(dòng)對地層厚度和粒度的空間分布有影響。沉積序列及巖性特征空間變化與構(gòu)造-氣候的定量關(guān)系還有待于深入研究。

5 結(jié)論

(1)以湖相沉積且年齡分辨率較高的鉆孔和泥炭剖面為主，參考階地和探槽剖面，依據(jù)若爾蓋區(qū)域晚更新世以來26個(gè)特征剖面獲得203個(gè)年齡數(shù)據(jù)(以14C為主)，建立了若爾蓋盆地晚更新世以來的地層剖面，將地層劃分為6個(gè)沉積韻律，其中4個(gè)韻律分布廣泛，確定了6個(gè)標(biāo)志層，并討論了年代。

(2)若爾蓋盆地的地層和活動(dòng)構(gòu)造-氣候關(guān)系密切，沉積韻律主要受氣候控制，東和北邊界活動(dòng)斷層作用影響地層厚度及粒度等在空間上的分布。

致謝 感謝審稿人提出的寶貴意見。

陳發(fā)虎，王蘇民，李吉均，等. 1995. 青藏高原若爾蓋湖芯磁性地層研究 [J]. 中國科學(xué)(B輯)，25(7): 772—777.

CHEN Fa-hu，WANG Su-min，LI Ji-jun，etal. 1995. Palaeomagnetic record from RH lacustrine core in Zoige Basin of Tibetan plateau [J]. Science in China(Ser B)，25(7): 772—777(in Chinese).

段克勤，姚檀棟，王寧練，等. 2012. 青藏高原中部全新世氣候不穩(wěn)定性的高分辨率冰芯記錄 [J]. 中國科學(xué)(D輯)，42(9): 1441—1449.

DUAN Ke-qin，YAO Tan-dong，WANG Ning-lian，etal. 2012. The unstable Holocene climatic change recorded in an ice core from the central Tibetan plateau [J]. Science in China(Ser D)，42(9): 1441—1449(in Chinese).

郭勇嶺. 1963. 川西北地區(qū)灌縣至若爾蓋間構(gòu)造分區(qū)之初步意見 [J]. 地質(zhì)論評(píng)，21(1): 6—11.

GUO Yong-ling. 1963. Preliminary opinions of tectonic division in northwest Sichuan between Guan County and Zoige [J]. Geological Review，21(1): 6—11(in Chinese).

何文貴，熊振，袁道陽，等. 2006. 東昆侖斷裂帶東段瑪曲斷裂古地震初步研究 [J]. 中國地震，22(2): 126—134.

HE Wen-gui，XIONG Zhen，YUAN Dao-yang，etal. 2006. Palaeo-earthquake study on the Maqu Fault of east Kunlun active fault [J]. Earthquake Research in China，22(2): 126—134(in Chinese).

李陳俠，徐錫偉，聞學(xué)澤，等. 2011. 東昆侖斷裂帶中東部地震破裂分段性與走滑運(yùn)動(dòng)分解作用 [J]. 中國科學(xué)(D輯)，41(9): 1295—1310.

LI Chen-xia，XU Xi-wei，WEN Xue-ze，etal. 2011. Rupture segmentation and slip partitioning of the mid-eastern part of the Kunlun Fault，north Tibetan plateau [J]. Science in China(Ser D)，41(9): 1295—1310(in Chinese).

任俊杰. 2013. 龍日壩斷裂帶晚第四紀(jì)活動(dòng)及與其周邊斷裂的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系[D]. 北京: 中國地震局地質(zhì)研究所.

REN Jun-jie. 2013. Late Quaternary activity of the Longriba fault zone and its kinematic relations with adjacent faults [D]. Beijing: Institute of Geology，China Earthquake Administration(in Chinese).

沈才明，唐領(lǐng)余，王蘇民. 1996. 若爾蓋地區(qū)25萬年以來的植被與氣候 [J]. 微體古生物學(xué)報(bào)，13(4): 373—385.

SHEN Cai-ming，TANG Ling-yu，WANG Su-min. 1996. Vegetation and climate during the last 250,000 years in Zoige region [J]. Acta Micropalaeontologica Sinica，13(4): 373—385(in Chinese).

盛海洋. 2008. 青藏高原東北緣若爾蓋盆地晚新近紀(jì)沉積的巖石地層學(xué) [J]. 地質(zhì)科學(xué)，43(3): 445— 472.

SHENG Hai-yang. 2008. Lithostratigaphy of late Neogene deposits in the Zoige Basin，northeastern margin of the Qinghai-Tibet plateau [J]. Chinese Journal of Geology，43(3): 445— 472(in Chinese).

施雅風(fēng)，賈玉連，于革，等. 2002. 40～30kaBP青藏高原及鄰區(qū)高溫大降水事件的特征、 影響及原因探討 [J]. 湖泊科學(xué)，14(1): 1—11.

SHI Ya-feng，JIA Yu-lian，YU Ge，etal. 2002. Features，impacts and causes of the high temperature and large precipitation event in the Tibetan plateau and its adjacent area during 40～30kaBP [J]. Journal of Lake Sciences，14(1): 1—11(in Chinese).

施雅風(fēng)，孔昭宸，王蘇民，等. 1992. 中國全新世大暖期的氣候波動(dòng)與重要事件 [J]. 中國科學(xué)(B輯)，22(12): 1300—1308.

SHI Ya-feng，KONG Zhao-chen，WANG Su-min，etal. 1992. The climatic fluctuation and important events of Holocene megathermal in China [J]. Science in China(Ser B)，22(12): 1300—1308(in Chinese).

孫廣友，羅新正，R E Turner. 2001. 青藏東北部若爾蓋高原全新世泥炭沉積年代學(xué)研究 [J]. 沉積學(xué)報(bào)，19(2): 177—181.

SUN Guang-you，LUO Xin-zheng，Turner R E. 2001. A study on peat deposition chronology of Holocene of Zoige Plateau in the northeast Qinghai Tibetan plateau [J]. Acta Sedimentologica Sinica，19(2): 177—181(in Chinese).

唐領(lǐng)余，沈才明，孔昭宸，等. 1998. 青藏高原東部末次冰期最盛期氣候的花粉證據(jù) [J]. 冰川凍土，20(2): 133—140.

TANG Ling-yu，SHEN Cai-ming，KONG Zhao-chen，etal. 1998. Pollen evidence of climate during the last glacial maximum in eastern Tibetan plateau [J]. Journal of Glaciology and Geocryology，20(2): 133—140(in Chinese).

王富葆，韓輝友，閻革，等. 1996. 青藏高原東北部30ka以來的古植被與古氣候演變序列 [J]. 中國科學(xué)(D輯)，26(2): 111—117.

WANG Fu-bao，HAN Hui-you，YAN Ge，etal. 1996. Paleovegetational and paleoclimatic evolution series on northeastern Qinghai-Xizang Plateau in the last 30ka [J]. Science in China(Ser D)，26(2): 111—117(in Chinese).

王富葆，閻革，林本海. 1993. 若爾蓋高原泥炭δ13C的初步研究 [J]. 科學(xué)通報(bào)，38(1): 65— 67.

WANG Fu-bao，YAN Ge，LIN Ben-hai. 1993. Organic carbon stable isotopic composition from peat in Ruoergai Plateau，eastern part of Qinghai-Xizang Plateau [J]. Chinese Science Bulletin，38(1): 65— 67(in Chinese).

王蘇民，薛濱. 1996. 中更新世以來若爾蓋盆地環(huán)境演化與黃土高原比較研究 [J]. 中國科學(xué)(D輯)，26(4): 323—328.

WANG Su-min，XUE Bin. 1996. Environmental evolution of Zoiga Basin since 900kaBP and comparison study with Loess Plateau [J]. Science in China(Ser D)，26(4): 323—328(in Chinese).

王燕，趙志中，喬彥松，等. 2006. 川北若爾蓋高原紅原泥炭剖面孢粉記錄的晚冰期以來古氣候古環(huán)境的演變 [J]. 地質(zhì)通報(bào)，25(7): 827—832.

WANG Yan，ZHAO Zhi-zhong，QIAO Yan-song，etal. 2006. Paleoclimatic and paleoenvironmental evolution since the late glacial epoch as recorded by sporopollen from the Hongyuan peat section on the Zoige Plateau，northern Sichuan，China [J]. Geological Bulletin of China，25(7): 827—832(in Chinese).

王云飛，王蘇民，薛濱，等. 1995. 黃河襲奪若爾蓋古湖時(shí)代的沉積學(xué)依據(jù) [J]. 科學(xué)通報(bào)，40(8): 723—725.

WANG Yun-fei，WANG Su-min，XUE Bin，etal. 1995. Sedimentological evidence of the piracy of fossil Zoige Lake by the Yellow River [J]. Chinese Science Bulletin，40(8): 723—725(in Chinese).

吳敬祿，王蘇民，潘紅璽，等. 1997. 青藏高原東部RM孔140ka以來湖泊碳酸鹽同位素記錄的古氣候特征 [J]. 中國科學(xué)(D輯)，27(3): 255—259.

WU Jing-lu，WANG Su-min，PAN Hong-xi，etal. 1997. Climatic variations in the past 140ka recorded in core RM，east Qinghai-Xizang Plateau [J]. Science in China(Ser D)，27(3): 255—259(in Chinese).

徐茂其. 1988. 川西北若爾蓋高原第四紀(jì)環(huán)境演變概要 [J]. 西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，13(4): 94—100.

XU Mao-qi. 1988. An outline of the Quaternary environment of the Ruoergai Plateau in northwestern Sichuan [J]. Journal of Southwest China Normal University(Natural Science Edition)，13(4): 94—100(in Chinese).

薛濱，王蘇民，夏威嵐，等. 1997. 若爾蓋RM孔揭示的青藏高原900kaBP以來的隆升與環(huán)境變化 [J]. 中國科學(xué)(D輯)，27(6): 543—547.

XUE Bin，WANG Su-min，XIA Wei-lan，etal. 1997. The uplifting and environmental change of Qinghai-Xizang(Tibetan)Plateau in the past 0.9Ma inferred from core RM of Zoige Basin [J]. Science in China(Ser D)，27(6): 543—547(in Chinese).

徐錫偉，聞學(xué)澤，陳桂華，等. 2008. 巴顏喀拉地塊東部龍日壩斷裂帶的發(fā)現(xiàn)及其大地構(gòu)造意義 [J]. 中國科學(xué)(D輯)，38(5): 529—542.

XU Xi-wei，WEN Xue-ze，CHEN Gui-hua，etal. 2008. Discovery of Longriba fault zone in eastern part of the Bayan Har block and its geotectonic significance [J]. Science in China(Ser D)，38(5): 529—542(in Chinese).

姚檀棟，施雅風(fēng)，秦大河，等. 1997. 古里雅冰芯中末次間冰期以來氣候變化記錄研究 [J]. 中國科學(xué)(D輯)，27(5): 447— 452.

YAO Tan-dong，SHI Ya-feng，QIN Da-he，etal. 1997. Climate variation since the last interglaciation recorded in the Guliya ice core [J]. Science in China(Ser D)，27(5): 447— 452(in Chinese).

于學(xué)峰，周衛(wèi)健，F(xiàn)ranzen L G，等. 2006. 青藏高原東部全新世冬夏季風(fēng)變化的高分辨率泥炭記錄 [J]. 中國科學(xué)(D輯)，36(2): 182—187.

YU Xue-feng，ZHOU Wei-jian，F(xiàn)ranzen L G，etal. 2006. High-resolution peat records for Holocene monsoon history in the eastern Tibetan plateau [J]. Science in China(Ser D)，36(2): 182—187(in Chinese).

張軍龍，任金衛(wèi)，付俊東，等. 2012. 東昆侖斷裂帶東部塔藏?cái)嗔训卣鸬乇砥屏烟卣骷捌錁?gòu)造意義 [J]. 地震，32(1): 1—16.

ZHANG Jun-long，REN Jin-wei，F(xiàn)U Jun-dong，etal. 2012. Earthquake rupture features and tectonic significance of the Tazang Fault in the eastern part of the east Kunlun fault zone [J]. Earthquake，32(1): 1—16(in Chinese).

周衛(wèi)建，盧雪峰，武振坤，等. 2001. 若爾蓋高原全新世氣候變化的泥炭記錄與加速器放射性碳測年 [J]. 科學(xué)通報(bào)，46(12): 1040—1044.

ZHOU Wei-jian，LU Xue-feng，WU Zhen-kun，etal. 2001. Holocene peat record of climate change in the Zoige plateau by accelerator radiocarbon dating [J]. Chinese Science Bulletin，46(12): 1040—1044(in Chinese).

宗冠福. 1984. 橫斷山地區(qū)發(fā)現(xiàn)了豐富的哺乳類化石[J]. 古脊椎動(dòng)物學(xué)報(bào)，22(2): 157—158.

ZONG Guan-fu. 1984. Abundant mammalian fossils have been found in the Hengduan Mountains region [J]. Vertebrata Palasiatica，22(2): 157—158(in Chinese).

Kirby E，Harkins N，Wang E Q，etal. 2007. Slip rate gradients along the eastern Kunlun Fault [J]. Tectonics，26: TC2010.

Lin Aiming，Guo Jianming. 2008. Non-uniform slip rate and millennial recurrence interval of large earthquakes along the eastern segment of the Kunlun Fault，northern Tibet [J]. Bull Seismol Soc Amer，98: 2866—2878.

Zhang Junlong，Ren Jinwei，Chen Changyun，etal. 2014. The Late Pleistocene activity of the eastern part of east Kunlun fault zone and its tectonic significance [J]. Sci China Earth Sci，57: 439— 453.

CHRONOSTRATIGRAPHIC CLASSIFICATION OF ZOIGE BASIN SINCE LATE PLEISTOCENE AND ITS TECTONIC-CLIMATE SIGNIFICANCE

LI Jian-jun1)ZHANG Jun-long2)GUO Yu-tao1)

1)SchoolofScience，NorthUniversityofChina，Taiyuan030051，China2)InstituteofEarthquakeScience，ChinaEarthquakeAdiministration，Beijing100036，China

Since stratigraphic formation is influenced by tectonic activities and climate since late Pleistocene，it is important to build the stratigraphic sequence to improve the research of active tectonics，climatic change and landform factors. Zoige Basin is located in the eastern edge of Tibet Plateau where the tectonic is active and the Chinese monsoon is strong. The research of stratigraphic sequence is closely related to the tectonic activities and climate changes. Based on 26 typical stratum profiles revealed by lacustrine boreholes，terraces，peat deposits and trenching，203 isotope dating data were obtained by AMS and OSL methods. We conduct a stratigraphic correlation and classification in Zoige Basin since the Late Pleistocene. Sedimentary cycles are divided into six sedimentary rhythms(75～42ka，42～37ka，37～20ka，16～11ka，11～4ka and 4～0ka)and six marker beds(fine sand of 75～55ka and 22～20ka，gray silt deposit or gravel deposit of 13～9ka，black sandy clay containing carbonaceous deposits of 4ka，2ka and 0.3ka).There is a close relation between strata and tectonic-climate. On the one hand，sedimentary cycles coincide with climate change and have a good correspondence with ocean oxygen isotope. On the other hand，sedimentation characteristics is influenced by the persistent activities in neotectonic period of the east Kunlun fault zone on the north side and the Longrize fault zone on the west side.Marker beds and sedimentary cycles are compared with the strata in adjacent areas. It shows that climate change is the main factor affecting sedimentary cycle. The difference of stratum thickness and its spatial distribution is also affected by tectonic activity.

Zoige，late Pleistocene，strata，marker bed

10.3969/j.issn.0253- 4967.2016.04.012

2015-11-18收稿，2016-05-06改回。

國家自然科學(xué)基金(41372215)與中國地震局地震行業(yè)科研專項(xiàng)(201408023)共同資助。
*通訊作者： 張軍龍，副研究員，E-mail: zhjulo_2002@163.com。

P534

A

0253-4967(2016)04-0950-14

李建軍，男，1969年生，2010年于太原理工大學(xué)獲巖土工程博士學(xué)位，中北大學(xué)副教授，主要從事構(gòu)造地質(zhì)和巖土工程方面的工作，電話： 0351-3923593，E-mail: ljjjc@163.com。