西藏昌都玉曲河源區(qū)冰川構(gòu)造的性質(zhì)、特征與演化

李德文， 馬保起， 田勤儉， 史嘉驥， 趙 杰，5

（1.應(yīng)急管理部國家自然災(zāi)害防治研究院，北京 100085；2.中國地震局地殼動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100085；3.復(fù)合鏈生自然災(zāi)害動(dòng)力學(xué)應(yīng)急管理部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100085；4.中國地震災(zāi)害防御中心，北京 100029；5.陜西省地震局，陜西西安 710068）

0 前言

基于侵蝕和堆積作用的傳統(tǒng)冰川地質(zhì)理論，側(cè)重于冰川地貌與沉積特征的調(diào)查、識(shí)別、制圖、分析及古環(huán)境重建［1-3］。在剝蝕、搬運(yùn)與堆積作用之外，Lyell［4］最早意識(shí)到，冰川作為體積龐大的運(yùn)動(dòng)物體，對(duì)基底施加的剪應(yīng)力一旦達(dá)到或超過基底地層抗剪強(qiáng)度，就會(huì)發(fā)生變形；并提出推擠、融化和運(yùn)動(dòng)等變形機(jī)制。冰川自重引起的基底靜壓力如果在空間分布上不均一［4］（即厚度在平面上的變化），也可能導(dǎo)致基底剪切變形［5］。另外，冰川重量可降低巖層的剪切應(yīng)力，這在有高壓地下水參與時(shí)尤為明顯［6］。由冰川自重和運(yùn)動(dòng)引起的基底內(nèi)部的應(yīng)力變化及變形，與傳統(tǒng)地質(zhì)構(gòu)造在力源上存在根本區(qū)別，進(jìn)而導(dǎo)致了二者本質(zhì)上的不同，Slater［7］為其創(chuàng)造術(shù)語“冰川構(gòu)造”（glaciotectonics）。冰川構(gòu)造研究在過去30年間得到迅猛發(fā)展。特別是運(yùn)動(dòng)地層學(xué)（Kinematic Stratigraphy）方法［8-9］的應(yīng)用在歐美地區(qū)冰川構(gòu)造研究中取得了令人意想不到的成功，成為北歐地區(qū)第四紀(jì)地質(zhì)填圖的重要工具［10-11］。在INQUA-WGGT（冰川構(gòu)造工作組）的推動(dòng)下，先后完成歐美中高緯地區(qū)的冰川構(gòu)造填圖，尤其是北美1︰250萬冰川構(gòu)造填圖使WGGT的工作達(dá)到了一個(gè)“新的高度”［12］。但冰川構(gòu)造研究程度在區(qū)域上極不平衡?，F(xiàn)有研究主要集中在歐洲［13］、北美［14-15］以及西伯利亞和南極個(gè)別地點(diǎn)，對(duì)山地冰川形成的冰川構(gòu)造的研究則限于部分北極島嶼及北美山地。這種局面緣于冰川構(gòu)造的重要性只是到了最近20多年才得到國際同行的普遍認(rèn)可，關(guān)于“地貌-沉積-變形”三位一體［16］的冰川研究還有待推廣。

中國西部第四紀(jì)冰川研究主要關(guān)注傳統(tǒng)的冰川地貌與沉積，少量研究涉及小尺度的冰下變形，如滯磧中的變形［3］等。青藏高原作為低緯度高海拔巨型高原，其冰川構(gòu)造目前知之甚少。過去20多年的調(diào)查表明，青藏高原存在諸多“疑似活動(dòng)構(gòu)造特征”，見于藏南、藏北［17］以及藏東地區(qū)。他們不符合傳統(tǒng)的構(gòu)造或地貌成因模式，卻可以用冰川構(gòu)造理論很好地解釋（盡管它們可能分布在目前重建的冰川范圍［2］外）。本文選擇此類現(xiàn)象較為典型和分布較為集中的西藏昌都玉曲河源區(qū)（圖1）為靶區(qū)，旨在洞悉青藏高原冰川構(gòu)造的性質(zhì)、特征、年代與演化模式。

圖1 研究區(qū)位置及部分剖面位置：（a）背景為SRTM DEM數(shù)據(jù)，分辨率30 m?，F(xiàn)代冰川范圍據(jù)中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所第二次冰川編目資料；（b）古冰川數(shù)據(jù)來自文獻(xiàn)［2］；（c）中標(biāo)注有主要調(diào)查路線和典型冰川構(gòu)造剖面位置Fig.1 Location of the study area and typical sections：location of the study area（a）；topography of the study area and adjacent areas.The background is SRTM DEM data with a resolution of 30 m.The limits of modern glaciers are from the second glacial catalogue of Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute，Chinese Academy of Sciences；the limits of Quaternary glaciation are from Reference［2］（b）；geological and hydrological characteristics of the source of source area of the Yuqu River［18］，marked with the main survey route and the location of typical glaciotectonic profile（c）

1 區(qū)域地質(zhì)概況

玉曲（也稱偉曲，下游叫玉曲河、扎玉河），位于瀾滄江與怒江干流之間，是怒江上游左岸最長的支流。玉曲河谷不同于一般的山區(qū)河流。以邦達(dá)鎮(zhèn)為界，以下河段以深切峽谷為主，海拔約在4 100 m以下，以上河段谷地寬廣。從邦達(dá)鎮(zhèn)溯源至益慶鄉(xiāng)段為寬約1 km的單一寬谷，具典型的網(wǎng)狀河型特征。益慶鄉(xiāng)以上河源區(qū)由玉曲主源衛(wèi)曲及其左岸支流剛曲、直曲和右岸支流覺曲、郭清那卡、仁錯(cuò)曲等組成，在郭慶鄉(xiāng)一帶表現(xiàn)為不規(guī)則樹枝狀的寬谷組合，寬谷主體東西長約12～15 km，南北寬約2～4 km，海拔約4 400～46 00 m，主要由湖泊、沼澤、濕地和丘陵構(gòu)成。除了西南部與怒江支流八曲之間的分水嶺以寬緩起伏的丘陵為主外，河源區(qū)周圍群山聳立；東南側(cè)山地有現(xiàn)代冰川發(fā)育，現(xiàn)代雪線高度約5 400 m。第四紀(jì)冰川地貌與沉積記錄豐富，已報(bào)道的倒數(shù)第二次冰期冰川沉積最低海拔達(dá)到4 200 m［19-21］。本次調(diào)查主要集中在玉曲-衛(wèi)曲及其支流谷地，地勢上屬他念他翁山中段，行政上屬于西藏自治區(qū)昌都市八宿縣郭慶鄉(xiāng)（圖1）。

2 材料與方法

對(duì)研究區(qū)冰川構(gòu)造的調(diào)查方法主要包括多源遙感解譯，現(xiàn)場地質(zhì)、地貌和地層調(diào)查以及年代測試等。前期主要根據(jù)覆蓋研究區(qū)的區(qū)域地質(zhì)資料、天地圖、DEM和Landsat 8 OLI影像數(shù)據(jù)進(jìn)行地貌與地質(zhì)解譯，對(duì)區(qū)內(nèi)不同尺度的地質(zhì)地貌體及其組合特征進(jìn)行分析，對(duì)其成因進(jìn)行初步的解釋成圖。根據(jù)解釋分析結(jié)果，以點(diǎn)面結(jié)合的方式對(duì)區(qū)內(nèi)地貌和地層進(jìn)行調(diào)查，對(duì)重點(diǎn)地段地貌形態(tài)特征及其空間組合特點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場分析。根據(jù)出露情況，選擇代表性剖面進(jìn)行詳細(xì)地質(zhì)編錄和分析，解釋其形成機(jī)制、組合特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)方向，分析區(qū)域冰川構(gòu)造的形成機(jī)理和演化模式。為了約束區(qū)域冰川構(gòu)造特征發(fā)育的時(shí)代，本研究對(duì)冰川構(gòu)造剖面上部的未受明顯變形的沉積砂層進(jìn)行OSL測年。野外現(xiàn)場選擇具有可測年物質(zhì)的剖面，將剖面表面清理干凈以避免污染。用避光材料將事先準(zhǔn)備好的樣管（長25 cm，直徑5 cm）一端堵嚴(yán)避光；錘擊樣管使其順目標(biāo)層貫入，待沉積物填充全管后小心取出，用避光材料封堵兩端，用膠帶包裹嚴(yán)實(shí)；現(xiàn)場編號(hào)和記錄采樣細(xì)節(jié)后帶回室內(nèi)。在暗室打開樣品包裝，除去樣品外圍可能曝光的部分，保留樣品中心部分供等效劑量測定。并收集20g左右可能曝光的樣品烘干，供環(huán)境劑量率測定用。樣品前處理后，將提純之后的石英制片待測。樣品等效劑量測試用單片再生法（SAR）測定。本文研究了玉曲-衛(wèi)曲左岸省道S303切開的三級(jí)臺(tái)地剖面以及郭慶鄉(xiāng)至同卡鄉(xiāng)鄉(xiāng)道切開的河源區(qū)寬谷內(nèi)丘陵地層。主要觀察位置有十多處，其中重點(diǎn)描述3處，OSL樣品測試3個(gè)。

3 結(jié)果與分析

3.1 冰川構(gòu)造地貌的空間分布特征

根據(jù)性質(zhì)特征和地貌表現(xiàn)［12］，研究區(qū)內(nèi)可識(shí)別出的冰川構(gòu)造主要有兩類。一類是具有建設(shè)性地貌表現(xiàn)的冰推丘（ice-shoved hill），另一類是為毗鄰冰推丘提供物質(zhì)的源盆（source basin）。冰推丘和源盆經(jīng)常以組合形式出現(xiàn)，在大小、形狀和體積等方面存在維度上的關(guān)聯(lián)，構(gòu)成冰川構(gòu)造及地貌研究中最具成因判別意義的丘洼對(duì)（hill-hole pair）［22］。此類冰川構(gòu)造地貌特征主要分布于日吾錯(cuò)（也稱仁錯(cuò)）附近，為衛(wèi)曲-玉曲右岸郭清那卡、仁錯(cuò)曲等支流圍限的區(qū)域（圖2）。在平面上表現(xiàn)為近南北向排列的多列地貌組合。每列寬數(shù)幾百米至1 km以上，長5～10 km；在南北方向上由一系列正負(fù)地形組成。單個(gè)正地形（壟脊、崗丘）或負(fù)地形（湖泊、沼澤或濕地）長度在2～4 km，構(gòu)成本區(qū)最具代表性的冰川構(gòu)造地貌組合。其中南北向延伸的典型洼地有娘扎錯(cuò)、查錯(cuò)等。壟崗以花崗巖基巖為主，其上大漂礫廣泛分布。部分壟崗上發(fā)育次級(jí)的南北向崗丘，并控制漂礫的分布特征。相鄰列之間部分洼地斜向連接，如日吾錯(cuò)，在平面上形成更為復(fù)雜的地貌組合。另外，冰川構(gòu)造也可以是無地貌表現(xiàn)的隱伏構(gòu)造（concealed glaciotectonics），這種類型主要通過剖面冰川構(gòu)造巖（glaciotectonite）特征來識(shí)別［16，22］，出露在玉曲-衛(wèi)曲左岸三級(jí)臺(tái)地組成物質(zhì)內(nèi)，在區(qū)域上與源區(qū)洼地大致在同一高度范圍內(nèi)。在更高的臺(tái)地上也可觀察到冰川構(gòu)造剖面與小型湖泊大致位于同一高度的現(xiàn)象，如卓瑪拉康寺附近。

圖2 冰川構(gòu)造地貌與典型剖面分布圖（背景圖層為在Landsat OLI影像上疊置的EarthData DEM數(shù)據(jù)。實(shí)心圓點(diǎn)為主要考察點(diǎn)。箭頭代表冰川構(gòu)造指示的不同時(shí)期運(yùn)動(dòng)方向，其中紫色實(shí)線小箭頭為C1層，黃色虛線粗箭頭為C2層，細(xì)節(jié)見正文）Fig.2 Glaciotectonic landform and typical profile distribution（The background is overlaid EarthData DEM data on the Landset 8 OLI images.The solid dots are the main observation points.The arrows represent the movement directions indicated by the glaciotectonics.The small arrowss with purple solid lines are C1 layers，and the thick arrows with yellow dotted lines are C2 layers.Details in the text）

冰川構(gòu)造最直接的證據(jù)均來自剖面冰川構(gòu)造特征的研究［16，22］。研究區(qū)冰川構(gòu)造巖主要分布在兩種地貌部位。一種是河源區(qū)三級(jí)以上臺(tái)地，拔河高度在30 m以上，其中以衛(wèi)河-玉曲左岸三級(jí)平臺(tái)前沿出露最為普遍（原因是S303省道經(jīng)衛(wèi)曲-玉曲左岸通過，道班以及其他各項(xiàng)工程建設(shè)在三級(jí)臺(tái)地前緣取土活動(dòng)相對(duì)集中和頻繁，有機(jī)會(huì)開挖出更多大型剖面）。更高臺(tái)地的冰川構(gòu)造剖面見于郭慶鄉(xiāng)東通往卓瑪拉康寺廟的公路里側(cè)。另一種地貌部位是河源區(qū)寬緩谷地內(nèi)相對(duì)孤立的丘陵，主要見于同卡鄉(xiāng)公路在日吾錯(cuò)附近、龍仁曲左岸田絨嘎、覺尼附近揭露的大型剖面。幾個(gè)代表性地點(diǎn)的剖面觀察、地質(zhì)編錄和分析結(jié)果如下。

3.2 拉昂村附近的冰川構(gòu)造

省道S303穿越拉昂村山前臺(tái)地時(shí)，在臺(tái)地前緣數(shù)百米范圍內(nèi)不連續(xù)揭露臺(tái)地組成地層。從剖面上可以觀察到暴露程度不等的多種地層堆積和變形特征。底部為相對(duì)完好的弱變形基巖，向上變形程度逐漸增加，中部出露從基巖到第四紀(jì)沉積物逐漸過渡的混雜層，上部披覆層理較好的砂層或含泥砂層。其中，道班維護(hù)工程在三級(jí)臺(tái)地前沿取土留下的大型剖面往往揭露的地層厚度較大、地質(zhì)現(xiàn)象更為豐富，如圖3，平面位置見圖1（c）中點(diǎn)P1。

圖3 拉昂村附近的冰川構(gòu)造特征剖面全景圖［由多幅照片組合而成，衛(wèi)曲左岸，西藏八宿縣郭慶鄉(xiāng)。剖面位置見圖1（c）（P1點(diǎn)）。整個(gè)剖面整體朝南，在平面上呈弧形，從左端NEE走向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，至右端為SSE走向。在右端頂部成層砂層采集兩個(gè)OSL測年樣品］Fig.3 Panoramic view of glacial structural characteristics profile near Laang Village，composed of multiple photos，left bank of Yuqu-Weiqu，Guoqing Township，Basu County，Tibet.The section position is shown in Figure 1（c）（point P1）.The whole profile faces south as a whole and is in an arc on the plane.It rotates clockwise from nee at the left end to SSE at the right end.Two OSL dating samples were collected from the layered sand at the top of the right end

P1點(diǎn)剖面靠左部分（也即圖3靠左部分）的剖面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)見圖4，剖面物質(zhì)變形大尺度上以韌性為主，局部存在小型脆性變形特征。剖面大致可以分四部分，從上到下，具體特征描述如下。

圖4 冰川構(gòu)造特征剖面（圖2西段）［鏡向北西西，西藏八宿縣郭慶鄉(xiāng)拉昂村附近。剖面位置見圖1（c）（P1點(diǎn)）。粗線代表大層界線，細(xì)線代表大層內(nèi)變形特征，剖面底部長虛線代表原始基巖地層層理。說明見正文］Fig.4 A glaciotectonic profile（west part of Fig.2），with the lens direction of NW，near Laang Village，Guoqing Township，Basu County，Tibet.See Fig.1（c）（P1）for the section position.The thick line represents the boundary of the large layer，the thin line represents the deformation characteristics within the large layer，and the long dotted line at the bottom of the section represents the bedding of the original bedrock.The description in text

①近地表黑色、深灰色表土層（A層），厚0～20 cm。砂質(zhì)為主，有機(jī)質(zhì)含量高，與成壤作用關(guān)系密切。底界不規(guī)則。

②淺表上覆淺灰色、灰色的砂層（B），含礫石。水平層理，層理橫向連續(xù)性和清晰程度自下而上趨于明顯。解釋為冰水冰湖堆積過程。局部見向下穿插的楔狀結(jié)構(gòu)，解釋為冰緣凍土過程形成。

③冰川構(gòu)造巖（C1），位于剖面中上部，為一套不規(guī)則變形堆積，厚1.5～1.8 m，黃色為主、局部淺灰色、褐色。內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，有破裂面、剪切面，有構(gòu)造紋層，有卷狀、條帶狀包含物。層內(nèi)剪切面視傾向無明顯優(yōu)選方位，指示冰川運(yùn)動(dòng)方向與剖面法向大致接近。

④冰川構(gòu)造巖（C2），位于剖面下部，未見底。為一套不規(guī)則變形堆積，厚2.0～2.5 m，黃色、褐色為主、局部淺灰色。整體上為一套變形程度向上遞增的漸進(jìn)變式變形磧，構(gòu)造紋層發(fā)育，尤其是該層頂部特別明顯。內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，有破裂面、剪切面，有眼球狀變形透鏡體，有卷狀、條帶狀包含物。剪切面視傾向絕大多數(shù)右傾，顯示冰川運(yùn)動(dòng)以牽引流的形式對(duì)下伏底床進(jìn)行強(qiáng)烈牽引和變形，冰川運(yùn)動(dòng)視方向從右到左（南南西）。

3.3 那塔村北（P2）的冰川構(gòu)造剖面特征

該點(diǎn)位于那塔村北衛(wèi)曲對(duì)岸、省道S303切過山前臺(tái)地的部位，地貌部位與P1相似。剖面為公路建設(shè)在臺(tái)地前緣開挖的斷面，揭示山前三級(jí)臺(tái)地的組成物質(zhì)及其結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征，橫向上連續(xù)出露上百米，出露地層厚約4 m。其物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征見P2點(diǎn)典型剖面［圖5，位置見圖1（c）］，整體上以韌性變形為主，局部存在小型脆性變形跡象。與P1相比，缺少B層。從上到下大致可以分三部分，剖面結(jié)構(gòu)具體特征描述如下。

圖5 那塔村北衛(wèi)曲左岸省道S303道路里側(cè)剖面［圖1（c）中P2點(diǎn)］（西藏八宿縣郭慶鄉(xiāng)。出露厚度約4 m，鏡向北北東。粗線代表大層界線，細(xì)線代表大層內(nèi)變形特征。說明見正文）Fig.5 A profile at the inner side of provincial highway S303 on the left bank of Weiqu，to North of Nadi Village［（point P2 in Fig.1（c）］，Guoqing Township，Basu County，Tibet.The exposed thickness is about 4 m，and the lens direction is NNE.The thick line represents the boundary of the large layer，the thin line represents the deformation characteristics within the large layer.See the text for the description

①近地表灰色、深灰色表土層（A層），厚0～20 cm。砂礫石為主，腐殖質(zhì)含量高，成壤作用強(qiáng)，橫向上厚度變化較大。底界不規(guī)則。

②冰川構(gòu)造巖（C1），位于剖面中上部，為一套不規(guī)則弱變形混雜堆積，厚0.5～1.8 m。黃色調(diào)為主。底部偏紅；中部整體偏灰，剖面左端夾偏紫色楔狀體；上部偏暗。內(nèi)部見斜層理，雜基支撐。致密堅(jiān)硬。礫石角礫狀。局部有破裂面，波狀剪切面發(fā)育。底界舒緩起伏。整體特征顯示出冰川牽引流對(duì)冰下過程的影響，但冰川構(gòu)造作用程度和強(qiáng)度有限，冰川視運(yùn)動(dòng)方向從左向右（南東向）。

③冰川構(gòu)造巖（C2），位于剖面下部，未見底。為一套不規(guī)則變形堆積，厚2.0～2.5 m。黃色調(diào)為主體，局部見褐紅色、暗褐色、淺黃色條帶。整體上為一套變形程度向上遞增的漸進(jìn)變式變形磧，主要由基巖組成，有一系列向右逆沖的楔形體組成，楔形體內(nèi)部組成多樣，碎裂基巖外，也含外源碎屑。構(gòu)造紋層發(fā)育，紋層化程度向上遞增，在該層頂部特別明顯，顯示明顯的單剪變形特點(diǎn)。內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，有破裂面、剪切面，有眼球狀變形透鏡體、扁豆體，主要由較硬的基巖組成，可能與原巖的能干性有關(guān)。整體變形特征顯示冰川牽引流控制冰下過程，冰川運(yùn)動(dòng)視方向由左向右（南東向）。

3.4 尼恰村北（P3）的冰川構(gòu)造剖面特征

該點(diǎn)位于尼恰村北近南北向的長條形復(fù)合山脊中段（圖6）。平面位置見圖1（c）中P3點(diǎn)。該點(diǎn)地貌部位為一南北向山脊的鞍部（圖2），西側(cè)為仁錯(cuò)曲谷地和源頭日吾錯(cuò)，東側(cè)為郭清那卡谷地。出露剖面位于從郭慶鄉(xiāng)通往同卡鄉(xiāng)公路東南側(cè)、道班取土留下的北西-南東向采坑內(nèi)，采坑北東壁和南西壁出露長度超過10 m、厚度約2 m的松散沉積物。由不同顏色、質(zhì)地和厚度的砂和礫石組成（圖7～圖8）。常規(guī)地質(zhì)理論難于解釋其地層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其所處的地貌部位。

圖6 尼恰村北［圖1（c）中P3點(diǎn)］采坑附近地貌背景（鏡頭向北，西藏八宿縣郭慶鄉(xiāng)）Fig.6 Geomorphic setting near the pit in the north of Nicha Village［Point P3 in Fig.1（c）］［Lens direction is north，Guoqing Township，Basu County，Tibet］

圖7 尼恰村北采坑北東壁冰川構(gòu)造特征［鏡向北東，具體位置見圖1（c）中P3點(diǎn)，西藏八宿縣郭慶鄉(xiāng)。出露厚度2 m，鏡向北北東。粗線代表大層界線，細(xì)線代表大層內(nèi)變形特征。說明見正文］Fig.7 Glaciotectonic characteristics on the Northeast wall of mining pit to the north of Nicha Village，with the lens facing northeast.Point P3 in Fig.1（c）for the location，Guoqing Township，Basu County，Tibet.The exposed thickness is 2 m.The thick line represents the boundary of the large layer，and the thin line represents the deformation characteristics within the large layer.See the text for the description

圖8 尼恰村北采坑南西壁冰川構(gòu)造特征［鏡向南西，具體位置見圖1（c）中P3點(diǎn)，西藏八宿縣郭慶鄉(xiāng)。出露厚度約2.5 m。粗線代表大層界線，細(xì)線代表大層內(nèi)變形特征，虛線代表脆性變形特征。描述見正文］Fig.8 Glaciotectonic feature of the southwest wall of the mining pit to north of Nicha Village，with a lens facing southwest.Point P3 in Fig.1（c）for the location，Guoqing Township，Basu County，Tibet.The exposed thickness is about 2.5 m.The thick line represents the boundary of the large layer，the thin line represents the deformation characteristics within the large layer，and the dotted line represents the brittle deformation characteristics.See the text for the description

圖7顯示采坑北東壁剖面中部地層變形特征，脆性變形為主，下部局部存在小型脆性變形跡象。剖面大致可以分四部分，從上到下，具體特征描述如下。

①近地表深灰色表土層（A層），厚10～20 cm。砂質(zhì)為主，有機(jī)質(zhì)含量高，與成壤作用和腐殖質(zhì)積累關(guān)系密切。底界舒緩起伏。

②淺表上覆淺灰色、灰色的砂層（B），含礫石。厚度0～10 cm。局部披覆在下伏地層之上。

③冰川構(gòu)造巖（C1），占據(jù)剖面大部，厚0.8～1.5 m。顏色灰色、褐色為主，物質(zhì)以礫石為主，部分地段見砂層。內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，各種高角度界面非常發(fā)育，多為斜層理，也見明顯構(gòu)造跡象的破裂面和剪切面。有卷曲構(gòu)造、填充構(gòu)造。底界起伏大，與下伏地層界面處有紅色薄層粉砂質(zhì)黏土，擦痕發(fā)育［圖9（a）］。局部觀察可見擦痕走向南東，向西傾伏。傾伏角約20°。冰川構(gòu)造作用的強(qiáng)度和程度較低。根據(jù)該層在剖面內(nèi)的總體變形特征尤其是界面擦痕指示的運(yùn)動(dòng)方向，推測整體上冰川視運(yùn)動(dòng)方向從左向右（東南）。

圖9 尼恰村北采坑內(nèi)C1層和C2層界面特征［具體位置見圖1（c）中P3點(diǎn)，西藏八宿縣郭慶鄉(xiāng)］Fig.9 The Interface characteristics of C1 and C2 layers in the pit near Nicha Village.Point P3 in Fig.1（c），Guoqing Township，Basu County，Tibet.The local glacial structural features shown in the red clay layer at the interface，mirror to the northeast（a）；the groove contact boundary at the interface，with the mirror to the South and East（b）；the phenomenon of gravel shear directional arrangement near the interface is a local detail of（b）（c）

④冰川構(gòu)造巖（C2），為一套不規(guī)則變形堆積，厚度>0.5 m。在剖面下部不連續(xù)出露，未見底。砂礫石為主，層理不發(fā)育。內(nèi)部剪切面發(fā)育，傾向北西，傾角0°～40°。根據(jù)剖面總體變形特征，推測整體上冰川視運(yùn)動(dòng)方向從左向右（東南）。

采坑南西壁盡管與北東壁相隔幾米，但物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)構(gòu)造差異很大。韌性變形特征豐富、明顯，局部存在小型脆性變形跡象。圖8顯示南西壁中段地層變形特征。與北東壁相比，南西壁剖面缺少C1層，B層不發(fā)育，局部以楔形穿插進(jìn)入下伏地層。剖面大致也可以分四部分，主要地層特征從上到下描述如下。

①近地表深灰色表土層（A層），厚10～20 cm。砂質(zhì)為主，有機(jī)質(zhì)含量高，與成壤作用關(guān)系密切。底界起伏大。

②深灰色砂（B），含礫石。厚度小于30 cm。以楔狀填充形式貫入下伏地層。解釋為冰緣作用結(jié)果（冰楔鑄型/砂楔）。

③冰川構(gòu)造巖（C2a），占據(jù)剖面中上部，厚0.8～1.5 m。黃色、紅褐色調(diào)為主，物質(zhì)以砂為主，廣泛含礫石砂層。內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，見明顯構(gòu)造跡象的破裂面和剪切面。構(gòu)造紋層極度發(fā)育。有撓曲、包卷構(gòu)造、填充構(gòu)造。內(nèi)部剪切面發(fā)育，傾角0°～20°，但不同部位傾向明顯差異。該層下部剪切面左傾，指示冰川運(yùn)動(dòng)視方向從左向右（南西）；上部則相反，剪切面右傾，指示冰川運(yùn)動(dòng)視方向從右向左（東南）。底界起伏大。整體變形特征表征剖面位置冰川運(yùn)動(dòng)視傾向不穩(wěn)定。

④冰川構(gòu)造巖（C2b），在剖面下部連續(xù)出露，但未見底。砂為主，也有礫石和粉砂。內(nèi)部剪切面發(fā)育，左傾為主，傾角0°～20°。一套不規(guī)則變形堆積，厚度0.5～1.0 m。根據(jù)剖面總體變形特征，推測冰川運(yùn)動(dòng)視方向整體上從左向右。

3.5 冰川構(gòu)造的形成年代

為約束所觀察到的冰川構(gòu)造地貌與地層的年代，本研究對(duì)冰川構(gòu)造剖面頂部砂層的堆積年代進(jìn)行了三個(gè)樣品的光釋光測年（表1）。其中從拉昂剖面東端（圖2照片右端）C1層之上的砂質(zhì)蓋層30 cm深度獲得OSL年代數(shù)據(jù)為（79.10±2.01）ka，在尼恰村北剖面C1之上蓋層獲得OSL年齡為（98.45±2.59）ka?？紤]到樣品信號(hào)幾乎飽和，意味著沉積物的真實(shí)年齡應(yīng)該比通過古劑量計(jì)算的OSL年齡更老，而位于測試地層之下的冰川堆積-變形產(chǎn)物年代無疑更早。

表1 玉曲河源地區(qū)第四紀(jì)冰川構(gòu)造特征年代約束Table 1 Age constraints of Quaternary glaciotectonic features in the source area of the Yuqu River

玉曲南岸支流覺曲槽谷內(nèi)，MIS 6階段冰磧壟［在P1剖面以南約10 km，ESR年齡（212±21）ka和（240.3±49.8）ka［19］］高出P1剖面100 m以上。對(duì)比第四紀(jì)冰期-間冰期旋回，推測C1層堆積變形的年代對(duì)應(yīng)的年代大致早于MIS 6，而C2層比C1層更早。據(jù)此可以認(rèn)為，玉曲河源冰川構(gòu)造特征發(fā)育的時(shí)代不晚于倒數(shù)第二次冰期，也即不會(huì)晚于中更新世。

4 區(qū)域冰川構(gòu)造運(yùn)動(dòng)特征

4.1 垂向變化特征

從玉曲-衛(wèi)曲河源區(qū)寬谷內(nèi)三級(jí)臺(tái)地和丘陵邊緣采土留下的剖面看，研究區(qū)冰川構(gòu)造剖面具有大致相同的剖面結(jié)構(gòu)。除淺部少許流水、風(fēng)沙堆積和有機(jī)腐殖土外，冰川成因的堆積變形層占據(jù)剖面主體。能夠明確識(shí)別出來的冰川構(gòu)造巖主要有兩層（圖4～圖5、圖7和圖8中的C1層和C2層），單層冰川構(gòu)造巖整體表現(xiàn)為薄皮構(gòu)造。C2層是區(qū)內(nèi)冰川構(gòu)造現(xiàn)象最為豐富的層位，在區(qū)域上可以識(shí)別出兩種不同的地層結(jié)構(gòu)。第一種層內(nèi)變形從下向上遞進(jìn)式增強(qiáng)，顯示出單一穩(wěn)定的近水平向的剪切應(yīng)力。頂部塑性變形為主，表現(xiàn)出典型的單剪作用特征，具有構(gòu)造紋層化趨勢；紋層化物質(zhì)主要由剪切面兩側(cè)物質(zhì)進(jìn)一步細(xì)化而成；往下原巖破壞和變形特征轉(zhuǎn)為以脆性為主，在1～2 m的厚度內(nèi)過渡到正?；鶐r。這種結(jié)構(gòu)主要見于玉曲-衛(wèi)曲左岸三級(jí)臺(tái)地堆積內(nèi)，基巖以中生代碎屑巖為主，反映變形集中在長期穩(wěn)定的冰巖界面附近，可稱為集中式應(yīng)變。第二種層內(nèi)組成物質(zhì)以細(xì)碎屑為主，內(nèi)部存在的多個(gè)次級(jí)界面往往是應(yīng)變量較為集中的地方，變形不具統(tǒng)一的垂向變化趨勢。整體以塑性變形為主，礫石層也常表現(xiàn)出明顯的定向特征［圖9（c）］；局部兼有脆性特征；構(gòu)造卷入地層可能與斷層兩側(cè)物質(zhì)均不同。指示冰川剪切運(yùn)移距離遠(yuǎn)，剪切變形量大。這種類型的剖面主要見于河谷內(nèi)丘陵邊緣公路揭露的剖面堆積內(nèi)?；鶐r以花崗巖為主。其分布式應(yīng)變特征和剪切方向的變化反映冰巖界面的不穩(wěn)定，可稱為分布式應(yīng)變。

與C2層相比，C1層內(nèi)正常堆積特征更為豐富，而剪切變形特征大為減少。堆積-變形特征在各剖面之間也存在顯著差別。在玉曲-衛(wèi)曲左岸C1層整體上連續(xù)，可以看到卷曲變形等構(gòu)造特征。而在日吾錯(cuò)一帶，與C2層接觸的底界呈槽狀［圖9（b）］，界面普遍由一層厚約1 cm的紅黏土組成，紅黏土內(nèi)擦痕指示存在顯著的近水平方向的相對(duì)位移［圖9（a）］。在垂直運(yùn)動(dòng)方向的法向剖面內(nèi)，該層大多具橫向不連續(xù)特點(diǎn)，類似于犁痕（Plough Marks［23］）剖面結(jié)構(gòu)。

從剖面結(jié)構(gòu)看，下部C2層變形程度顯著大于中上部的C1層位，表明C2層堆積變形時(shí)期的冰床處于更強(qiáng)的剪切應(yīng)力環(huán)境，或剪切作用持續(xù)時(shí)間更長，剪切變形量更大；推測從C2到C1層，冰川動(dòng)力條件顯著弱化或后者變形持續(xù)時(shí)間較短。

4.2 主要控制因素

與地球內(nèi)力引起的傳統(tǒng)構(gòu)造不同，冰川構(gòu)造的驅(qū)動(dòng)因子是冰川自重和運(yùn)動(dòng)引起的基底內(nèi)部的應(yīng)力變化［5］。冰川構(gòu)造作用（glaciotectonism）包括冰川對(duì)冰（川）前和冰下地層的各種變形過程。尤其是冰川邊緣與其前沿陸地之間巨大的靜壓力差，引起基底內(nèi)部剪應(yīng)力的變化，導(dǎo)致冰川外圍大規(guī)模推擠構(gòu)造的廣泛發(fā)育。他們與板塊構(gòu)造理論中的逆沖造山相比，它盡管尺度較小，但在力學(xué)性質(zhì)上是一樣的［22］。C1和C2所展示的變形類型、風(fēng)格和規(guī)模變幅很大；塑性變形和脆性變形都有發(fā)育。在露頭尺度上與內(nèi)動(dòng)力形成的褶皺和位錯(cuò)（dislocation）等傳統(tǒng)構(gòu)造有相似之處［16］。在抗剪性弱的冰川沉積中可形成侵位、底辟、楔入或其他軟沉積變形，尺度可從毫米級(jí)到百米級(jí)。

研究區(qū)冰川構(gòu)造特征的差異，除了前述可能存在的變形歷史、強(qiáng)度、程度或持續(xù)時(shí)長不同引起的時(shí)間分異外，空間分異的主要控制因素是冰床性質(zhì)的不同。冰川構(gòu)造通常優(yōu)先選擇厚層易變形地層，常見的有弱固結(jié)的中新生代沉積巖和未固結(jié)的第四紀(jì)沉積物［12］。基底組成物質(zhì)質(zhì)地上的差異影響變形類型和地貌表現(xiàn)［23］。地層越軟，變形越強(qiáng)。如未固結(jié)細(xì)顆粒物質(zhì)由于排水不暢，圍壓高，韌性變形特征（如褶皺、侵位、底辟和扭曲等）也較豐富；固結(jié)或粗顆粒地層內(nèi)圍壓低，脆性變形特征（如節(jié)理、斷層、角礫巖）較多。玉曲-衛(wèi)曲左岸主要出露的地層是中生代的碎屑巖系，盡管易于破碎，但大部分地層抗剪強(qiáng)度高，難于細(xì)化，導(dǎo)致冰床相對(duì)穩(wěn)定，應(yīng)變集中在冰巖界面附近，剖面以集中式應(yīng)變?yōu)樘卣鳌６瘴徨e(cuò)附近主要出露花崗巖類，基巖容易崩解成砂級(jí)顆粒。而花崗巖區(qū)透水能力差，加上谷地整體地勢平緩，排水不暢。導(dǎo)致下伏冰床含水量高、強(qiáng)度低，容易液化，塑性變形特征更加豐富。在小尺度上，局部冰巖界面起伏特征也對(duì)冰川構(gòu)造特征有重要的影響，這在P3點(diǎn)表現(xiàn)尤為明顯。

4.3 區(qū)域冰川運(yùn)動(dòng)特征

根據(jù)運(yùn)動(dòng)地層學(xué)原理，冰川構(gòu)造的幾何特征可以記錄不同期次冰川運(yùn)動(dòng)方向和變化歷史。研究區(qū)剖面記錄的冰川運(yùn)動(dòng)方向（圖2）表明，位于現(xiàn)代衛(wèi)曲上游的那塔村剖面（P2）特征記錄的冰川運(yùn)動(dòng)方向，在C2層和C1層沒有明顯變化，冰川大體上是從西北流向東南。拉昂村剖面（P1）特征指示C1時(shí)期冰川流向南東，也與玉曲-衛(wèi)曲河谷基本一致。據(jù)此可以認(rèn)為，玉曲河源C1時(shí)期冰川主體運(yùn)動(dòng)方向與現(xiàn)代玉曲-衛(wèi)曲河谷基本上是一致的。

但拉昂剖面記錄的C2時(shí)期冰川流向南西，與C1期冰川運(yùn)動(dòng)方向幾乎相反，也與衛(wèi)曲上游那塔村（P2）剖面記錄的冰川運(yùn)動(dòng)方向大角度相交。這種異常反映C2層堆積變形時(shí)期冰川運(yùn)動(dòng)具有更復(fù)雜的平面模式。觀察河源區(qū)地形，目前郭清那卡上游龍仁曲流域娘扎錯(cuò)與怒江支流八曲之間分水嶺高度約4 570～4 620 m，比河源區(qū)寬谷內(nèi)的丘陵高度還低100～150 m（如日吾錯(cuò)東北丘陵最高約4 720 m）。結(jié)合日吾錯(cuò)附近P3點(diǎn)記錄的冰川運(yùn)動(dòng)方向，推測C2時(shí)期玉曲-衛(wèi)曲谷地的冰川主體經(jīng)由日吾錯(cuò)一帶向南越過衛(wèi)曲-八曲分水嶺，再沿著八曲谷地運(yùn)動(dòng)。這樣不僅可以解釋各點(diǎn)觀察到的冰川構(gòu)造特征及其記錄的冰川運(yùn)動(dòng)方向，也能合理解釋衛(wèi)曲與郭清那卡之間大范圍分布的丘陵-洼地地貌組合。

4.4 區(qū)域地貌演化歷史

根據(jù)上述野外調(diào)查與室內(nèi)測試資料可以看出，玉曲河源大致經(jīng)歷了以下幾個(gè)不同的地貌演化階段。首先是冰川作用時(shí)期。根據(jù)冰川構(gòu)造巖變形特征的差別，可以分為兩個(gè)次級(jí)階段。早期大規(guī)模冰川構(gòu)造作用階段，對(duì)應(yīng)于冰川構(gòu)造巖C2層。晚期有限規(guī)模的冰川作用階段，對(duì)應(yīng)的冰川構(gòu)造巖C1層。與C1層相比，C2層強(qiáng)烈的冰川構(gòu)造變形特征指示早期冰川規(guī)模、強(qiáng)度或持續(xù)時(shí)間遠(yuǎn)超晚期，并具有跨地形流動(dòng)的特點(diǎn)，推測這一時(shí)期冰川規(guī)模完全覆蓋整個(gè)河源地區(qū)，冰川具有冰原（icefield）性質(zhì)和特點(diǎn)。晚期顯著弱化的冰川構(gòu)造特征，意味著冰川規(guī)模的大規(guī)?？s小，推測這一時(shí)期以山地冰川為主要特點(diǎn)。根據(jù)區(qū)域冰川地貌和上覆地層年代資料，可以認(rèn)為河源區(qū)谷地冰川作用的時(shí)代不晚于MIS 6階段，即中更新世晚期倒數(shù)第二次冰期。張威等［21］認(rèn)為這一時(shí)期降水量相對(duì)于末次冰盛期和末次冰期中冰階較多，氣溫較低。在冰川消退以后，區(qū)域地貌演化主要受泛冰過程控制。從C1結(jié)束到三級(jí)臺(tái)地下切之前，持續(xù)接受冰水堆積，對(duì)應(yīng)于P1點(diǎn)剖面中觀察的B層。P1點(diǎn)以南隔玉曲相望的覺曲槽谷內(nèi)，相距P1點(diǎn)約20 km的MIS 3階段冰磧壟［ESR年齡（51.78±10.62）ka［19］］海拔已高出P1剖面200 m以上。結(jié)合區(qū)域冰川資料和P1剖面近地表砂層獲得的年代數(shù)據(jù)（表1）推測，泛冰堆積階段至少自MIS 6階段開始，持續(xù)到MIS 3中期［NJ09-03，（44.6±2.8）ka］，此后河流下切。在玉曲-衛(wèi)曲二級(jí)階地堆積中，連續(xù)加積的砂礫石層廣泛發(fā)育，縱向與橫向連續(xù)性好，水平層理連續(xù)穩(wěn)定（圖10），顯示河流過程在區(qū)域地貌演化中上升到主導(dǎo)地位。

圖10 玉曲-衛(wèi)曲河源二級(jí)階地沉積特征（出露砂礫石層厚度約4 m）Fig.10 Sedimentary features of the second terrace at source area of the Yuqu River：the exposed sand gravel layer is about 4 m thick

5 結(jié)論

理論上，冰川構(gòu)造是比單純的冰川地貌與沉積記錄分布范圍更廣、保存能力更強(qiáng)的冰川作用依據(jù)，對(duì)其性質(zhì)特征的認(rèn)識(shí)和理解，有助較老冰川作用的識(shí)別與重建。冰川構(gòu)造研究可以為區(qū)域冰川重建提供更多的地質(zhì)依據(jù)，是全球第四紀(jì)冰川構(gòu)造研究的重要補(bǔ)充，具有全球性對(duì)比意義。而從現(xiàn)實(shí)社會(huì)需求看，冰川構(gòu)造研究有助于傳統(tǒng)地質(zhì)構(gòu)造和冰川構(gòu)造的甄別，促進(jìn)區(qū)域斷層活動(dòng)性鑒定和區(qū)域發(fā)震能力的準(zhǔn)確評(píng)估，服務(wù)于震害防御事業(yè)，為震害防御提供理論與方法上的支持。

基于對(duì)玉曲河源地區(qū)的多源遙感解譯和地貌學(xué)、沉積學(xué)和年代學(xué)調(diào)查資料，本文主要獲得以下認(rèn)識(shí)：

（1）野外調(diào)查表明，玉曲河源山前三級(jí)及三級(jí)以上臺(tái)地以及谷地內(nèi)丘陵，主要是區(qū)域冰川構(gòu)造作用的產(chǎn)物，表現(xiàn)為明顯的冰推山與源盆組合（丘洼對(duì)），構(gòu)成最具代表性的冰川構(gòu)造識(shí)別標(biāo)志。

（2）根據(jù)對(duì)玉曲河源冰川構(gòu)造剖面特征的分析與對(duì)比，兩期具有不同運(yùn)動(dòng)特征和運(yùn)動(dòng)方向的冰川構(gòu)造巖被識(shí)別出來。早期整體上以韌性變形為主，推測這一時(shí)期冰川主體越過日吾錯(cuò)以南的分水嶺順現(xiàn)代八曲河谷運(yùn)動(dòng)；晚期以脆性變形為主，冰川主要順現(xiàn)代的玉曲-衛(wèi)曲谷地運(yùn)動(dòng)。

（3）河源區(qū)內(nèi)部冰川構(gòu)造特征具有顯著的時(shí)空分異特征，在時(shí)間維度上主要與冰川規(guī)模及其派生的冰川動(dòng)力條件有關(guān)，在空間維度上，主要與冰床性質(zhì)密切相關(guān)。后者取決于下伏基巖性質(zhì)，也受區(qū)域和局部地貌條件以及排水條件的限制。

（4）根據(jù)上覆沉積物OSL年代測定結(jié)果，區(qū)域冰川構(gòu)造發(fā)育不晚于100 ka BP?；跇悠返倪^飽和特征和冰期發(fā)育歷史，推測識(shí)別出的冰川構(gòu)造層形成年代應(yīng)不晚于倒數(shù)第二次冰期，也即MIS 6或更早。大約自中更新世晚期以來，河源區(qū)先后經(jīng)歷了由冰原過程、山谷冰川過程、泛冰過程和河流過程主導(dǎo)的四個(gè)階段。

致謝：美國恩波利亞州立大學(xué)地球科學(xué)系James S.Aber教授曾就玉曲河源冰川構(gòu)造的性質(zhì)提供過有益的啟示；參與野外調(diào)查和采樣工作的還有盧海峰、何仲太、郝彥軍、楊開平等同志；OSL樣品前處理和年代學(xué)測試在應(yīng)急管理部國家自然災(zāi)害防治研究院新年代學(xué)實(shí)驗(yàn)室完成。作者對(duì)以上單位和個(gè)人謹(jǐn)致深切謝意。