马尿河是安宁河的支流,马尿河的地质构造位置位于青藏高原东缘,是青藏块体与华南块体的边界。前人对该区的地质构造演化、晚第四纪以来的构造地貌特征,活动构造等做了大量研究。但对该区的晚第四纪以来古环境和古气候变化特征及其构造地貌单元的成因分析较少,用孢粉指标来恢复晚新生代以来的气候环境演化具有重要意义,对于理解现代气候变化与构造地貌演化有重要的参考价值。本文试图通过马尿河谷野外的地貌调查和Ⅰ—Ⅱ级阶地系列孢粉采样结果来分析晚第四纪以来河流阶地形成时期的古环境和古气候的特征,同时与安宁河泸沽剖面的孢粉记录的对比,来探索马尿河流阶地的成因。
2 马尿河Ⅰ—Ⅱ级阶地的结构特征和形成时代 2.1 安宁河支流马尿河河流阶地剖面结构特征马尿河是安宁河支流,处于安宁河中游,位于冕宁县城东城厢镇,河谷两边发育3级阶地。马尿河晚第四纪以来发育有3级阶地,如图 1所示,其中Ⅰ级阶地为堆积阶地,Ⅱ级阶地为基座阶地,基座地层为昔格达组(Q1x)湖相沉积,Ⅲ级阶地也为基座阶地,阶地上覆盖有洪积物(图 1)。
在野外用流动GPS测量了阶地拔河高度,取均值,其中Ⅰ级阶地高度为8.3 m,Ⅱ级阶地高度为26.4 m,Ⅲ级阶地高度为34.5 m。
马尿河Ⅰ级阶地为堆积阶地,MnhTL1-1测年结果为2.6±0.3 ka.B.P.(B.P. = before present,表示距今多长时间。以下同);马尿河Ⅱ级阶地为基座阶地,基座为昔格达组的湖湘堆积物。
3 阶地的孢粉记录及其古气候分析 3.1 马尿河Ⅰ—Ⅱ级阶地的孢粉记录特征(1)I级阶地剖面孢粉组合特征。根据实验室测定的孢粉含量可知,该阶地的孢粉组合特征是:乔木植物花粉较多,均占总数的75.3%,其中又以均占总数60.9%之松粉较多,还有分别均占总数7.0%及3.1%之冷杉粉及桦粉,且于1.0 m(T1—T0)的样中冷杉粉可占总数的19.1%;灌木及草本植物花粉较少,均占总数的13.8%,其中又以均占总数4.7%及4.3%的蒿粉及藜粉较多;蕨类植物孢子少,均占总数的10.9%,其中又以分别均占总数4.2%及2.7%的凤尾蕨属孢子及水龙骨属孢子较多。
(2)Ⅱ级阶地剖面孢粉组合特征。根据实验室测定的孢粉含量可知,可悉该阶地的孢粉组合特征是:乔木植物花粉较多,均占总数的68.9%,其中又以均占总数54.8%的松粉较多,还有分别均占总数4.9%及4.0%的冷杉及桦粉:灌木及草本植物花粉较少,均占总数的18.5%,其中又以分别均占总数5.7%及5.1%之蒿粉及藜粉较多,且于该阶地之顶部(0.9—1.8 m),草本植物花粉及蕨类植物孢子均较多,分别可占总数的40.2%及14.1%;蕨类植物孢子少,均占总数的7.3%,其中又以均占总数4.1%的水龙骨属孢子较多。
3.2 马尿河阶地剖面孢粉记录反映古气候变化特征(1)Ⅰ级阶地剖面堆积时期古环境分析。据该阶地3大类植物之孢粉及其中一些主要植物孢粉之含量,亦可获悉在该阶地沉积时期这些植物之数量:乔木植物较多,为灌木及草本植物和蕨类植物之和的3倍,且于其中又以可占各类植物总数3/5之针叶裸子植物松较多,还有合计可占各类植物总数1/10,习性凉湿及温润环境之针叶裸子植物冷杉及阔叶被子植物桦;灌木及草本植物和蕨类植物均较少及少,合计仅占各类植物总数的1/4,且于其中又以合计可占各类植物总数1/7,适生温性及温爽性环境之蒿及藜等草本植物和凤尾蕨等蕨类植物较多。据这样的各类植物组成及特性,可见该阶地沉积时期之植被,亦属主要由针叶裸子植物松组成之针叶林,气候温和轻湿或轻润。
(2)Ⅱ级阶地剖面沉积时期古环境剖析。据该阶地剖面中的各类植物孢粉之含量,亦可得悉在该阶地沉积时期各类植物之数量:乔木植物较多,可占各类植物总数的2/3余,但少于Ⅰ级阶地,且于其中又以可占超各类植物总数1/2余之针叶裸子植物松较多,还有合计可占不足各类植物总数1/10的针叶裸子植物冷杉及阔叶被子植物桦;灌木及草本植物较少,但多于Ⅰ级阶地,可占不足各类植物总数的1/5,且于其中又以可占超各类植物1/8之蒿、藜及禾本科等草本植物较多,且在该阶地之顶部(0.9—1.8 m)灌木及草本植物加蕨类植物之和,可占各类植物总数的1/2余;蕨类植物少。据这样的各类性质植物及组成,可以推论,该阶段顶部(0.9—1.8 m)及上部以下(0.9—6.5 m或2.1—6.5 m)沉积时期之植被,应分别属森林草原及草原,顶部沉积时期之气候温和轻湿或轻润及或轻爽,上部以下沉积时期的气候温和轻湿或较湿。
3.3 阶地形成时代的分析和划分综上分析,对安宁河泸沽镇阶地及马尿河阶地沉积物之地质时代拟可作如下划分,即将:①马尿河Ⅰ级阶地沉积物之地质时代分别划为全新世(Q4);②马尿河地Ⅱ级阶地沉积物之地质时代分别划为晚更新世(Q3)或全新世之早期(Q4)趋向于划为晚更新世(Q3)。
马尿河阶地的形成时代:根据本次取样测年结果,综合分析认为马尿河Ⅱ级阶形成时代为16—26 ka B.P.,马尿河Ⅰ级阶地的形成时代应该在4.1—10.3 ka B.P.。基本与安宁河泸沽镇阶地剖面相同。
3.4 马尿河阶地形成时期与构造活动的关系马尿河阶地剖面特征基本不具备气候阶地的特征,同时马尿河阶地的拔河高度很大,较短时间段有如此大的河流下切应该是与构造隆升有关系。它们是青藏高原隆升、河流下切过程的直接产物。
晚更新世以来,将马尿河河流阶地的形成时期投影到三极冰芯的高分辨率研究结果的氧同位素变化曲线上,与三极的冰芯研究结果进行对比,可见,在阶地沉积时期的温度及湿度大小相对变化为Ⅰ级阶大于Ⅱ级阶地,Ⅱ级阶地是在冰盛期堆积而后下切形成的。这与古里雅冰芯反映的青藏高原的古气候变化是一致的。
4 研究结果综合分析认为:川西马尿河流域Ⅰ—Ⅱ级阶地的形成,反映了青藏高原的构造抬升运动对青藏高原边缘地区的影响,是对青藏高原构造抬升运动的响应。同时气候变化对马尿河阶形成起了调节作用,Ⅰ级阶地气候变化为主因。Ⅱ级阶地构造抬升为主因,气候对阶地形成有一定程度的影响。
5 结束语通过对河流阶地结构的研究,对阶地类型的探讨,结合阶地孢粉组合的分析,对于研究该区的构造运动和气候变化都有一定的参考意义。本文采集的孢粉的数量和采样点偏少,使得样品分析的结果的存在一定的差异。
文中孢粉样品由中国地震局地质研究所孢粉实验室分析和鉴定,特此感谢。
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