2018, Vol.38
表 1(Table 1)
第四纪冰川年代学以及新技术研究的现状、问题与趋势
doi:10.11928/j.issn.1001-7410.2018.03.01 
文章编号：1001-7410(2018)03-537-25
第四纪冰川年代学以及新技术研究的现状、问题与趋势
( 中国科学院青藏高原研究所, 北京 100101)
摘要：一百多年来，新技术的运用和认识水平的不断提高，给第四纪冰川研究带来重大变化，研究方法和内容大致经历了两个阶段：早期的研究者采用野外地质地貌调查方法，定性描述冰川地貌和冰碛物沉积特征及其分布，根据冰川遗迹的相对位置和风化程度划分了4~6次经典冰期；20世纪80年代开始到21世纪初的近30年间，采用放射性碳、光释光和电子自旋共振、宇宙成因核素暴露年代，以及火山灰钾氩法/裂变径迹等测年技术测定冰川地貌及其相关沉积物的数值年代。其他新技术的不断涌现，定量化描述冰川遗迹，解决了许多以往第四纪冰川研究不能解决的问题，还发现了不少新的科学问题。结果表明：1）相当于深海氧同位素3阶段的大规模冰进、末次冰盛期（Last Glacial Maximum，简称LGM）、末次冰期早阶段的时代和倒数第二冰期的时代在全球范围内可以对比；北美洲、南美洲和青藏高原最老的冰期时代大约1 Ma。2）采用3S技术（GPS、GIS和RS）并结合野外调查，发现海洋性冰川作用区冰下磨蚀量与冰流速成2次方的定量关系，定量描述古冰川分布和平衡线的空间变化，最近和未来将采用数值模型并结合野外调查模拟山地冰川的面积、体积和平衡线等对气候变化的响应和反馈作用，并进一步提高实验室测年水平，对冰碛物精细测年，以利全球冰期对比和古冰川气候模拟。
主题词：第四纪冰川
年代学
冰期对比
古冰川与气候变化
中图分类号
P343.6;P597+.3
文献标识码 A
0 引言
1.2 冰川遗迹数值定年
2.2 定量描述冰川侵蚀与沉积
2.2.1 早期阶段
2.2.2 侵蚀与沉积定量分析以及模型建立
第四纪是地球历史上最冷的一个时期之一。全球气温下降，冰川大规模前进，因此也称之为第四纪大冰期。在这个时期，气温有过多次波动。在气候寒冷时期，南北两极冰盖扩大，山地冰川前进，留下大量古冰川遗迹，成为研究第四纪冰川历史的极好材料。第四纪冰川既是气候变化的产物，也能对气候产生强烈反馈作用，促使全球降温，进一步诱发大规模冰川作用[1]。研究第四纪冰川这种长尺度的气候变化有助于认识地球气候系统的变化规律、末次冰消期的冰川变化以及气候特征，因此对于理解现代全球变暖引起的冰川退缩和预测未来变化趋势有借鉴意义。
冰川遗迹是气候变冷或变湿引起冰川前进的结果，因此在一些具体的研究中，第四纪冰川研究者主要关注的问题是：一个地区的第四纪冰川是否存在？如果存在的话，古冰川的规模有多大？古冰川作用的年代是多少？古冰川是如何响应对气候变化的，或者气候变化如何驱动冰川前进？古冰川对气候有什么反馈作用？
一百多年来，第四纪冰川研究者们为解决这些科学问题进行了长期不懈的努力，一些问题得到圆满解决，一些问题正在解决，或还悬而未决。
早期的第四纪冰川研究，特别是山地冰川分布在交通不便的地区，研究者完全靠两条腿，或依赖骑乘牲畜进行野外考察、人工填图来进行研究。条件好的还可以进行小平板仪/水准仪测量冰川地貌，依据冰川遗迹的相对位置和风化程度确定相对新老关系，从而划分冰期，并进行大范围区域对比。自从20世纪90年代以来，无论是国外还是国内，第四纪冰川研究的明显特点是依靠数值定年技术、空间测量技术和地理信息系统技术，定量化描述冰川遗迹，解决了许多以往第四纪冰川研究不能解决的问题，还发现了不少新的科学问题。
1 数值定年技术发展与全球冰期时代对比 1.1 早期冰期的相对时代划分早在20世纪初(1901~1909年)，德国地质学家Penck和Brückner[2]发表了“冰期之阿尔卑斯”，他们通过欧洲阿尔卑斯山第四纪冰川遗留下的冰碛物相对位置和冰水砂砾石阶地的相对高度以及它们的风化程度差异划分了4次冰期，从新到老分别是玉木冰期、里斯冰期、民德冰期和恭兹冰期，拉开了第四纪冰川研究的序幕；后来，Eberl[3]和Schaefer[4]又补充了较老的多瑙冰期和更老的拜伯冰期(周尚哲[5]对欧洲阿尔卑斯山第四纪冰川研究历史和现状用中文做了详细介绍，感兴趣的读者可阅读参考)。随后各国学者都采用这种地貌和沉积物相对年代划分方法确定世界各地的冰期，并与阿尔卑斯山的第四纪冰期对比[6~57](表 1)。西方学者对青藏高原西部班公湖和藏东南调查后，报道了青藏高原的第四纪冰川遗迹与阿尔卑斯山的经典4次冰期对比[58~59]，我国冰川学家Shi等[60]和Zheng[61]也采用同样的方法划分了青藏高原上的喜马拉雅山脉等地的第四纪冰期；地质学家李四光在他的《冰期之庐山》一书[62]中，也按这套理论在中国东部庐山划分了庐山冰期(相当于民德冰期)、大沽冰期(相当于里斯冰期)和鄱阳冰期(相当于恭兹冰期)，引起广泛争议；Wissmann[63]报道了云南点苍山确切存在的大理冰期(相当于玉木冰期)。后来发展起来的数值定年技术证实全球末次冰盛期(Last Glaciation Maximum，简称LGM)与地质地貌方法观测的结果是一致的。对于LGM以前的冰期时代划分，传统的地质地貌方法与数值年代之间却存在较大差异。
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表 1 世界各地经典的第四纪冰期划分对比、现代数值测年结果与对应的深海氧同位素阶段(年代单位：ka) Table 1 Classical Quaternary glacial stages with contemporary numerical datings(ka)corresponding to marine isotope stages |
数值定年不仅仅是区域和全球冰期对比、认识地球区域空间冰期气候分异的基础，还是确定大范围古冰川面积和估算古冰量的必要条件，否则我们可能将不同时代的古冰川归纳到一起，夸大了古冰川规模，或将同时代的古冰川分割，缩小了古冰川的规模。
20世纪40年代Libby[64]发现放射性碳，并发明了14C测年方法。20世纪90年代以来，该方法广泛用于第四纪冰川定年，特别是确定南北半球高纬度末次冰盛期和全新世冰进的时代[65~67]。因此，国内外的冰川研究学者对青藏高原周边山地末次冰盛期和全新世的冰进时代也采用14C方法定年[68]，确定了一些地点的末次冰盛期冰川遗迹的年代和全新世中晚期冰进的年代。由于14C测年材料在冰川作用区，特别是在青藏高原干旱、半干旱气候区十分匮乏，加上14C半衰期只有5730 a，一般只能测定50 ka以来的样品，限制了该方法在第四纪冰川测年中的广泛使用。
此后，研究者还采用尝试用热释光[57]和电子自选共振方法测定冰碛物时代[69~72]。由于冰川地质事件中缺乏热释光计时信号归零的机制，热释光方法已不再使用。电子自旋共振的计时信号归零的机理仍不清楚，该方法仍处于探索阶段[73]，研究结果没有得到国际同行认可和广泛使用。
20世纪90年代兴起的宇宙成因核素暴露年代(cosmogenic nuclide surface exposure dating)和光释光测年技术(optically stimulated luminescence dating，简称OSL)解除了冰碛物测年的困境。宇宙射线中穿透大气层到达地球表面的高能中子和介子与地表岩石矿物中的原子发生散裂反应形成一系列的稳定或放射性元素[74]，地表矿物中这些核素的浓度与时间的关系可以用函数表达。因此，宇宙成因核素暴露年代方法物理机制清楚、采用加速质谱计测量同位素比值的精度高，测年范围广，既能够测量百万年以上的老样品，也能够测量几百年的年轻样品，不同半衰期的核素对还可以用于埋藏年代定年，因此广泛用于第四纪冰川遗迹的定年[1, 75~77]。该方法需要在冰碛垄或冰蚀基岩面或冰水扇上采集稳定的漂砾表面的样品(图 1)，在实验室通过一系列的物理化学方法在纯石英中提取0.5 mg左右的氧化铍(10Be)或氧化铝(26Al)，或从矿物中提取氯化物(36Cl)，然后置换成氯化银，在加速器质谱上测试核素的同位素比值；或用1 g左右纯石英或石榴子石等矿物，激光灼烧释放氖气或氦气，用多接收惰性气体质谱仪(Helix)测试21Ne或3He稳定同位素的比值，从而计算出暴露年代或埋藏年代。在漫长的地质过程中，矿物中的金属核素比气体核素稳定，更易于保存，因此应用更为广泛，感兴趣的读者也可以阅读李英奎等[78]以及其他学者对该项技术的介绍和应用。
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图 1 冰川谷纵剖面示意图与第四纪冰川遗迹测年样品所在的微地貌部位和沉积部位 1. (冰斗)、2. (冰坎)和3. (羊背石)为冰蚀基岩面，适用于宇宙成因核素暴露年代测年；4.冰碛垄表面的冰川漂砾，适用于宇宙成因核素暴露年代测年；5.冰碛物中的冰水夹层，适用于OSL测年和ESR测年；6.冰碛物中细沙和粉砂基质，适用于ESR测年；7.冰碛物中的有机物，适用于14C测年；8.与终碛垄相连的冰水(扇)河流沉积，测年样品类型同上述的4、5、6和7 Fig. 1 Sketch showing the proper sampling sites for moraine dating along glacial valley. 1. (cirque), 2. (threshold)and 3. (roche moutonnee), glacial erosional surfaces for cosmogenic nuclide surface exposure dating; 4. boulder on moraine for cosmogenic nuclide surface exposure dating; 5. fluvial layer in moraine for OSL dating and ESR dating; 6. fine sand and silt for ESR dating; 7. organic matter for14C dating; 8. fluvial fan or terrace connecting with moraine for OSL, ESR and14C datings |
光释光信号是光激发使晶体中以“光敏陷阱捕获电子”形式积存的电离辐射能以光形式释放出来的结果[79]。受环境中电离辐射作用，地质样品中的石英和长石等矿物晶体“陷阱”中捕获的电子，其数量与时间成正比，因此可以通过光释光波谱仪测量的“总辐射剂量”与环境的年平均剂量求算样品的年代[80~81]。通过与独立年代的比对，发现二者吻合较好，因此，该方法也广泛用于冰碛物中分选较好的冰水夹层(图 1)的测年[82~83]。通常光释光方法能够测定几百年到10万年之间的样品。制样和测量简单，结果也比较可靠。
由于气候和地貌条件在各个第四纪冰川作用区差异很大，依据地质地貌相对年代划分的冰期，不够准确，难以进行大区域和全球冰期对比。后来的数值年代研究也证实，除全球末次冰盛期和一些全新世的冰川活动基本能够进行对比以外，末次冰盛期以前冰川遗迹的地质地貌相对年代与数值年代相差很大。成熟的数值测年方法，如宇宙成因核素埋藏年代和暴露年代以及光释光埋藏年代有严谨的物理化学论证作为理论基础，并得到独立年代的检验，测年的基本原理不容质疑。但是冰川地质地貌过程的复杂性，各种测年方法需要用不同测年材料，我们在选择测年方法时要特别注意。例如，由于地表侵蚀作用，宇宙成因核素暴露年代方法在测定时代早的冰川地貌年代常常低估。地质地理学家不能责怪物理/化学家没有给我们研究出完美的测年方法，应该从地学角度研究并解决地表侵蚀导致年代低估的问题。
1.3 第四纪冰川冰期数值测年结果与对比在野外调查的基础上，再采用这些新的测年技术，国内外冰川地质学家对全球冰碛物开展了数值测年研究，特别是对经典冰期的时代做了厘定。2006年在中国西宁召开的国际第四纪联合会(INQUA)山地冰川发育与时代研讨会上，总结了采用新的测年技术后，全球山地冰川冰进或冰期的时代，2008年国际第四纪刊物(Journal of Quaternary Science)发表了全球各地冰进的数值时代[84]，此后第四纪冰川学研究进展并没有脱离这个时代框架。表 1总结了经典冰期的年代和全球各个地区的冰期数值年代，下面进行详细介绍。
1.3.1 北半球(1) 阿尔卑斯山和地中海沿岸
欧洲阿尔卑斯山是第四纪冰川研究的发源地。阿尔卑斯山经典的冰期，宇宙成因核素10Be暴露年代确定的玉木冰期时代为30~18 ka，相当于末次冰期晚阶段，包含末次冰川最盛期[6]；里斯冰期为107~123 ka[41]，光释光年代也显示里斯冰期发生于MIS 6阶段[40, 42]。关于阿尔卑斯山冰期划分的详细中文介绍，可参见周尚哲[5]。阿尔卑斯山虽然是经典的第四纪冰川研究地点，但是，由于LGM冰川规模巨大，把大部分以前的冰川遗迹彻底破坏掉了，很难发现末次冰期中期和早期以及MIS 6以前的冰川作用的证据。与阿尔卑斯山相距不远的地中海地区的山地冰川可以弥补这些不足。
地中海地区距离欧洲阿尔卑斯山冰川作用区南面100 km至200 km，与阿尔卑斯山一样同属于山地冰川。在气候寒冷的冰期，西风降水带南移，地中海与阿尔卑斯山一样主要受西风降水控制，古冰川发育，它们集中分布在伊比利亚半岛上的比利牛斯山脉、坎塔布连山脉、中央山脉和内华达山脉，以及安娜托尼亚高原(土耳其)，海岸阿尔卑斯山(位于法国、意大利交界处)，喀尔巴阡山脉[85]和大小高加索山脉[86]。尽管地中海第四纪冰川作用遗迹所代表的冰期也有一些地方名称，如埃斯特雷拉(Estrela)冰期，相当于玉木冰期，但多数采用阿尔卑斯山的冰期命名。
地中海西段的伊比利亚半岛北部的比利牛斯山脉和坎塔布连山脉、中部的中央山脉和南部的Sierra内华达山发生了明显的第四纪冰川作用。比利牛斯山东段南坡两期冰碛垄上的冰川漂砾36Cl暴露年代分别为23 ka和17~18 ka[87]，10Be暴露年代分别为76.5±7.1/49.5±4.2 ka和20.5~23.9 ka[7, 9]；北坡10Be暴露年代分别为122.2±4.9 ka、79.9±14.3~76.5±2 ka、18.7±3.8 ka、16.8±1~15.7±1 ka[43]。采用OSL方法，不同的研究者在山脉中西段多个谷地测得与冰碛物直接接触的冰水沉积的年代分别为263±21 ka、151±11~171±22 ka、62.7±3.9~68±7 ka和45±3~51±4 ka[28~29, 88]，测得冰碛物年代为35±3~36±2 ka[28]；其10Be暴露年代为49.2±1.3 ka、21.3±4.4~23.9±2.5 ka和16~11 ka[7, 89]。概括起来，这些研究揭示出比利牛斯山脉MIS 6、MIS 3~4和MIS 2发生过显著冰川作用，从老到新冰川规模逐步减小，其中MIS 3和MIS 4的冰川规模相当。
坎塔布连山是伊比利亚半岛上第四纪冰川遗迹保存最多的地方，研究者对10个研究地点的冰川遗迹进行了定年。采用14C埋藏年代法、10Be、36Cl和21Ne暴露年代方法测得坎塔布连山各个地点末次冰期晚阶段冰川时代一致，为19~25 ka，冰消期年代17~18 ka和15.7 ka[8~9]。末次冰期最盛期的时代，山脉中段的Picos de Europa国家公园终碛垄阻塞湖底部的14C年代分别为35.28±0.44 cal. ka和35.8±0.7~44.1±0.9 cal. ka[90]，下覆的冰水沉积物OSL年代为45±3.3 ka[9, 88]; Redes国家公园冰川漂砾10Be暴露年代> 33 ka[8]；Fuentes Carrionas断块山系列终碛垄最外围的冰碛垄OSL年代为36.0±2.4 ka，冰碛垄阻塞湖湖底沉积14C年代揭示冰消期年代为16.7~16.9 cal. ka[91]。山脉西段的Trevinca断块山冰水沉积物OSL年代为33±3 ka[30]，冰碛物14C和OSL年代均为45 ka[30, 88]。Frochoso等[31]采用OSL方法对坎塔布连山东段的Castro Valnera断块山冰碛物测年，一个冰碛层的3个年代数据分别为78.5±7.1 ka、75.0±5.9 ka和64.6±5.1 ka，另外两个冰碛层的年代分别为40.42±5.1 ka和45.0~ 41.6 ka，时代相当于MIS 4和MIS 3，两期冰川规模大小相近；10Be暴露年代113.9±7.1 ka[44]和21Ne暴露年代126±13.2 ka[9]均揭示规模最大冰川作用发生在MIS 6阶段。此外，在坎布连山中部Picos de Europa国家公园的冰碛层两个砾石表面次生钙质层U/Th年代分别为394.1±51 ka和276.3±22.8 ka[53]，相当于MIS 8~12阶段。
中央山脉古冰川10Be和36Cl漂砾暴露年代为24~26 ka，冰退年代约20.6~21 ka，于16~17.8 ka再次发生冰进[92~94]，南部的Sierra内华达山36Cl和14C年代为30~32 ka，冰退年代19~20 ka，但没有发现时代为20~30 ka的冰川遗迹及其更早的冰川遗迹[95]。
地中海西段南岸的非洲摩洛哥阿特拉斯高山，10Be暴露年代为34.6±2.0~87.9±4.7 ka和16.3±0.9~25.3±1.4 ka；36Cl暴露年代为80.0±12.1 ka、50.0±4.9 ka和16.6±0.8~29.5±1.7 ka[96]。
黑海南面的安娜托尼亚高原中部的埃尔吉耶斯山末次冰期两次大规模冰川作用的36Cl暴露年代为21.3±0.9 ka和14.6±1.2 ka[97]。高原南部山地以碳酸盐为主，多采用36Cl暴露年代方法测年。Sandiras山的末次冰期冰进冰退年代分别为20.4±1.3 ka和19.6±1.6 ka，并在16.2±0.5 ka还有一次明显冰进[98]；Geyikda山为20.6±0.6 ka和13.7±0.8 ka[99]；西南海岸的Akdag山发现一期更老的冰进时代为35.1±2.5 ka，但规模比LGM(21.7±1.2 ka)小，并在15.1± 0.9 ka又有一次冰川前进事件[100]；Dedegol山三道冰碛垄10Be和26Al暴露年代分别为24.3±1.8 ka、17.7±1.4 ka和13.3±1.5 ka[101]。高原东北部的东黑海山脉中部10Be暴露年代和冰川遗迹分布揭示末次冰期冰川规模早期(57.0±3.5 ka)大于中期(41.5±2.5 ka)，中期大于晚期(22.1±4.3 ka)[102]；更偏东北方向的Basyayla谷地LGM古冰川年代略早一些，为26.1±1.2 ka，此后的两次冰消期年代分别为18.8±1.0 ka和17.7±0.8 ka[103]。高原西北部的Uludag山的几期冰川遗迹，10Be暴露年代分别为26.5±1.6 ka、20.4±1.2~20.3±1.3 ka、18.6±1.2~19.3±1.2 ka、15.9±1.1~16.1±1.2 ka和13.3±1.1 ka[104~106]。总之，安娜托尼亚高原发生显著的末次冰期冰川作用，整体上看，LGM时期冰川规模最大，东北部则是早期大于中期，中期大于晚期。
黑海西面保加利亚西南部的里拉地块LGM以来两道冰碛垄10Be暴露年代分别为24~23 ka和18~16 ka[107]；里拉地块西面巴尔干半岛的萨拉岭冰消期冰碛垄10Be暴露年代为11.3±1.4~16.7±2.3 ka[108]。北面的南喀尔巴阡山脉的弗格拉什山Capra峰LGM10Be暴露年代为15.0±2.4~17.2±3.1 ka[109]和Retezat山的10Be暴露年代21.3+0.8/- 1.5 ka、18.6±0.8 ka、16.3±0.6 ka和15.2±0.7 ka[110]；喀尔巴阡山西段的泰脱拉山位于中欧，36Cl漂砾暴露年代26~21 ka和18 ka[111]，10Be暴露年代为22.0±0.8 ka、19.4±2.1 ka、18.0±0.8 ka和15.5 ka[112~113]，与地中海LGM的年代相同。Giraudi和Frezzotti[114]研究表明，黑海南面的亚平宁半岛中部地块14C年代为22.6 cal. ka，冰消期年代为21.0 cal. ka，此后冰川于16.0 cal. ka和15.0 cal. ka再次前进。
总之，阿尔卑斯山与地中海中部的安娜托利亚高原和喀尔巴阡山脉，末次冰期时LGM古冰川规模最大，没有发现MIS 3以前的冰川作用遗迹。地中海西段的伊比利亚半岛末次冰期时MIS 4和MIS 3冰川规模最大，超过了LGM古冰川规模，MIS 6冰川期规模超过末次冰期古冰川规模；地中海的东缘末次冰期早期冰川规模大于中期，中期大于晚期(LGM)冰川规模。这种异时性可能与西风降水从西向东逐步减少以及低海面引起的局部水循环差异有关。
(2) 欧亚大陆北方地区
欧亚大陆冰盖中，北欧的第四纪冰盖研究详细，俄罗斯平原上的冰盖沉积研究少，欧亚大陆东北部的冰盖是否存在还存在争议。北欧冰盖包括两块，斯堪的纳维亚冰盖(SIS)和英国-爱尔兰冰盖(BIIS)。前者的边界到达瑞典、爱沙尼亚、拉脱维亚、立陶宛、波兰和德国；后者位于英国和爱尔兰及其附近海域。北欧冰盖发育阶段有许多地方名称用于命名冰期，其中使用最广泛的是威赫塞尔(Weichselian)冰期，分为早期、中期和晚期3个阶段(见表 1)。由于冰盖沉积表面漂砾少，多采用放射性碳和光释光测年。
挪威中部冰碛层综合年代显示，斯堪的纳维亚冰盖在威赫塞尔冰期晚阶段时代具有一致性，鼎盛期为22~21 ka，相当于LGM[11, 13]；波兰西部和德国东部地区，冰进时代19~24 ka，东段年代晚一点和西段年代老一些[12]。英国-爱尔兰冰盖威赫塞尔冰期晚阶段冰进的时代各地差异略大，在17~27 ka之间[10]。在拉脱维亚西部以前认为的萨勒(Saalian)冰期(Penultimate)(相当于倒数第二冰期)的冰碛层，其钻孔样品测得的光释光年代上层冰期层为26±4.1 ka，下覆的冰水沉积年代为52±10 ka，代表温暖期河流发育后，MIS 2早期冰川遗迹被冰川覆盖[115]；在北欧的芬兰，测得威赫塞尔冰期中期冰进开始年代为79 ka，冰退开始于62~55 ka[34]，相当于MIS 4冰进。威赫塞尔冰期底部的两层冰碛层代表更老的两次冰进，时代相当于MIS 5d和5b[45]。
可能由于更老的冰川遗迹受到破坏，末次冰期以前的萨勒冰期(Saalian)和埃尔斯特冰期(Elsterian)，陆地上可靠的测年数据不多，各地时代也不一致。Krbetschek等[47]用远红外释光测得德国中部萨勒冰期时代为160~150 ka，与地层对比法推测的年代一致。但是在德国东北部，以前认为是萨勒冰期冰盖边缘的冰碛，顶部两组漂砾样品的10Be暴露年代为晚威赫塞尔冰期[48]；同样在德国东北部，该冰期的冰盖边缘冰碛垄表面漂砾10Be暴露年代为21.7±1.2~172.6±6.0 ka[48]。也许萨勒冰期时代属于MIS 6或更老，由于后期破坏，宇宙成因核素暴露年代只反映了冰盖的最小时代。同样，埃尔斯特冰期的冰川遗迹陆地上保存不佳，没有可靠的年代记录。Toucanne等[116]在大西洋东北部比斯开湾(the Bay of Biscay)钻取了时代达到MIS 35含有孔虫的海洋沉积物，Ehlers等[54]根据该地区水下冰川地貌上覆和下覆地层深海氧同位素时代对比，确定冰川水系形成于455 ka，认为埃尔斯特冰期为MIS 12。MIS 12以前的冰期，由于破坏严重，陆地残留的遗迹定年多是通过生物地层对比和与河流阶地地貌对比间接获得，因此期次和时代目前还难以致信。Toucanne等[117]在大西洋东北部的比斯开湾通过钻孔中的冰筏沉积，报道了北欧冰盖的第一次明显陆源输入发生在970~939 ka(MIS 24~22)，随后在MIS 16、MIS 12、MIS 10、MIS 8、MIS 6和MIS 2发生过陆源输入；Thierens等[118]用大西洋大陆架上钻孔中的沉积记录，获得英国-爱尔兰冰盖2.6 Ma以来的MIS 72~74、MIS 62~54、MIS 54~36和MIS 12以来所有的轨道尺度冷期的冰筏记录，说明冰盖已经到达海岸边缘，具有足够动力向海洋输送冰筏。格陵兰冰芯钻孔底部的沉积物的10Be-26Al埋藏年代揭示[119]，格陵兰冰盖在1.1 Ma曾经发育，在以后280 ka期间冰盖曾消失。
(3) 青藏高原
青藏高原是世界上山地冰川最发育的地区，宇宙成因核素暴露年代数据也最多，有两千多个。多地冰进所代表的冰期的时代并不一致。Dortch等[120]在半干旱区的喜马拉雅山西段和青藏区用10Be暴露年代的结果划分了19次冰进或冰期，它们分别是311±32 ka、234±44 ka、146±18 ka、121±11 ka、80±5 ka、72±8 ka、61±5 ka、46±4 ka、30±3 ka、20±2 ka、16.9±0.7 ka、14.9±0.8 ka、13.9±0.5 ka、12.2±0.8 ka、8.8±0.3 ka、6.9±0.2 ka、3.8±0.6 ka、1.7±0.2 ka和0.4+/- 0.1 ka。由于不在同一个地点出现，这些冰进在青藏高原上是否一致还存在疑问，特别是末次冰期最大规模的时代，多地不一致，有出现于MIS 4，有出现于MIS 3的。最新的10Be暴露年代揭示，在青藏高原东北缘祁连山的达里加山和迭山，它们位于东南季风影响的边缘地带，地方末次冰盛期(local LGM，简称lLGM)时代为MIS 3[121~122]；在青藏高原外围的东天山[123]和高原西北缘的帕米尔高原[36]，MIS 3阶段的冰川规模大于LGM的规模，小于MIS 4阶段的规模；在季风降水多的藏东南喜马拉雅东构造节的巴松错流域lLGM OSL年代为16~30 ka，10Be暴露年代为16.7±1.6~23.9±1.6 ka[124]，藏东南的帕隆藏布流域lLGM OSL年代为16.4 ka至26.0 ka[83]，横断山脉的康定县大雪山为13.4~16.3 ka[125]和沙鲁里海子山10Be暴露年代为21.6±2.0 ka[126]，但这些地方均没有发现MIS 3的冰川作用遗迹。一般认为MIS 3阶段的冰进发生于相对较冷的MIS 3b时期，此时季风降水增强；但也有例外，也许与青藏高原湖泊众多，存在局部水循环补给冰川有关。究竟是存在这种现象，还是测年存在问题，目前还不能确定，有待今后证实。
尽管存在不确定性，但近年来的研究普遍认为青藏高原上全球末次冰盛期(LGM)出现的时代是一致的。经典的珠穆朗玛冰期Ⅰ阶段(达卡阶段)和Ⅱ阶段(基龙寺阶段)以前认为分别是MIS 6和MIS 2[60~61]，但近年Owen等[14]采用10Be暴露年代和光释光方法测得的时代前者为MIS 3，后者为MIS 2；基隆寺下游不远处的冰碛平台时代为MIS 3(达卡冰期)，代表定日冰期的高冰碛平台年代> 330 ka，可能相当于MIS 10或更早[14]。中天山乌鲁木齐河河源上望峰和下望峰冰期分别认为形成于LGM和MIS 6[60]，而Li等[15]的10Be暴露年代显示，它们都形成于LGM。关于青藏高原MIS 3阶段的冰进，已经有许多人做了报道和讨论，可以参看Owen等[127]、施雅风和姚檀栋[128]以及崔之久和张威[129]等的研究。MIS 4阶段的冰进在青藏高原西缘的帕米尔高原[36~37]和天山[35]有报道。末次冰期以前的冰期有许多报道，其中MIS 6阶段的冰进报道最多[35, 126]，藏东南经典的古乡冰期10Be暴露年代最老年代数据为136.5±15.8 ka，相当于MIS 6，沟口的白玉冰期最老的年代为18.5±2.2 ka，相当于LGM[16]。采用10Be暴露年代方法测年获得的更早的冰期时代[14, 120, 130~131]，由于无法确定侵蚀速率，这些数据只能代表冰川漂砾的最小年代。用ESR方法测定昆仑山垭口的昆仑冰碛层时代为0.7~0.5 Ma，似乎是青藏高原上最老的冰期[57]。但最近的雅鲁藏布江大峡谷冰碛物10Be-26Al埋藏年代测定为1.0 Ma(与王萍个人通讯)。
(4) 东亚地区
东亚大陆的高山末次冰盛期也发生过冰川作用。其中著名的冰期有中国云南的大理冰期[63]，保存完好的终碛垄中有机质放射性碳年代为15~22 ka，证实大理冰期时代为LGM[17]；秦岭太白冰期[132]的10Be暴露年代为19~17 ka[18]，也为LGM；长白山火山口处冰碛物光释光和火山灰钾氩法时代20 ka[133]，相当于LGM。
俄罗斯西伯利亚东北地区上扬斯克(the Verkhoyansk)山脉冰碛物OSL年代为52.8±4.1 ka、48.5±3.9~86.9±6.8 ka、107±10~123±10 ka和135±9~141±10 ka，分别相当于MIS 3、MIS 4、MIS 5b~ 5d和MIS 6(规模最大)，没有发现LGM冰川遗迹[32]。靠近白令海的Pekulney山脉和科里亚克(the Koryak)山脉的冰川遗迹采用36Cl暴露年代测年，前者冰碛垄年代为16.2±8.2~23.6±7.7 ka和41.5~69.47 ka，还有一个更老的冰碛物时代没有测出；后者冰消期年代为14.71~16.65 ka，冰蚀基岩面年代52.99 ka[134]。
东亚岛弧日本和中国的台湾发生过多次第四纪冰川作用。Sawagaki等[19]和Ono等[20]分别总结了日本第四纪冰川作用的时代。在北海道地区，发现7层已知年代分别为9 ka、17~18 ka、40~42 ka、50 ka、77 ka、80 ka和100~107 ka的火山灰覆盖在冰碛物上，并得到了覆盖在海岸阶地和日本海海相地层中的14C独立测年检验[135]；其冰碛层上覆的火山灰年代为> 85 ka、40~42 ka和17~18 ka，同样也进行了10Be暴露年代的独立测年检验，为16~18 ka[136]。本州岛大致呈东南-西北平行排列的3条日高山(Japanese Alps)均发生过第四纪冰川作用[19, 137~139]，其中北日高山(northern Japanese Alps)第四纪冰川时代研究较详细。北日高山山脉北段的白马岳东坡14C年代约25 ka[137]，其以南13 km处的年代为100~130 ka的火山灰层直接覆盖在最老的终碛垄上[137]；中日高山(central Japanese Alps)西北坡Kasagatake冰期Ⅱ阶段底碛火山浮石年代为25.4~26.0 ka[138]，中日高山冰碛物上覆火山灰年代为43~55 ka[19]。根据火山灰与冰碛物覆盖关系以及火山灰年代与冰碛物14C年代、10Be暴露年代，推测冰碛层时代为LGM、MIS 3/ 4和MIS 5/ 6，其中LGM的冰川规模最小[19]。再根据降水多的地区冰川对降温响应敏感的看法[139]，日本国降水多，冰川应在冷期大规模前进，因此推断在MIS 4和MIS 6发生了显著的冰川作用。由于冰期海面降低，大陆架出露，降水相对减少，因此LGM冰川不发育。中国台湾的大雪山[140]和南华山[141]LGM的冰进也已经证实，更老的冰期时代可能为MIS 3/ 4[17, 141]。
(5) 北美洲
早期北美第四纪冰期划分主要依据地貌形态和沉积特征进行。划分了地貌形态保存完整的威斯康辛冰期(Wisconsinan，相当于欧洲阿尔卑斯山的玉木冰期)，以及规模更大的伊利诺伊冰期和更老的前伊利诺伊冰期[142]。详细研究显示威斯康辛(Wisconsinan)冰碛层分为早、晚两个阶段。在伊利诺伊冰碛层(Illinoian drift)北部的威斯康辛冰期晚阶段年代为29 ka，南部为23 ka[21]。威斯康辛冰期早阶段冰川遗迹风化严重，表面漂砾少，难以用宇宙成因核素暴露年代方法测年，多用间接方法确定其时代，如在密西西比河河谷冰碛层底部的黄土中有机质放射性碳年代58.5±3.0 cal.ka B.P.[38~39]；在加拿大育空地区(Yukon Territory)，10Be暴露年代测得的科特勒拉(Cordilleran)冰盖形成的冰期层时代为54~51 ka[143]。总的来说，威斯康辛冰期早阶段相当于MIS 4。
伊利诺伊冰期时代超过放射性碳测年的极限，而且表面漂砾少，难以用宇宙成因核素暴露年代方法确定时代，可靠的时代并不多。伊利诺伊北部钻孔中混杂沉积物中所夹的古土壤层的10Be浓度指示伊利诺伊冰期时代为155±30 ka[49]；在伊利诺伊州中北部伊利诺伊冰碛层的外冲平原的OSL年代为130~160 ka，相当于MIS 6[50, 144]。在美国西部许多山地，如内华达山，10Be暴露年代揭示冰进时代相当于MIS 2、MIS 4和MIS 6[51]。
伊利诺伊冰期以前的冰川作用留下的遗迹受到后期冰进的侵蚀和覆盖，没有适用于宇宙成因核素暴露年代测年的材料。用冰碛中的火山灰夹层测得美国中西部的堪萨斯(Kansas)冰期和内布拉斯加(Nebraska)冰期时代分别为0.6 Ma和1.0 Ma[56]；采用10Al-26Al宇宙成因核素埋藏年代法，测得美国中部几个地点的冰碛层5次冰进的时代相近，分别为2.4 Ma、1.3 Ma、0.75 Ma、0.4 Ma和0.2 Ma[145~146]。
北美阿拉斯加最大规模古冰川作用出现于MIS 4或MIS 3早期。末次冰盛期时，极地冰进规模最大出现的时代(27~25 ka)，早于阿拉斯加南部(19~22 ka)[22]。美国西部靠近海岸的山地两次大规模冰进时代出现在60~125 ka和31~34 ka，靠内陆的山地末次冰盛期时代与北美大冰盖的一致[46]。
落基山脉南端的热带地区也发生过山地冰川作用[147]。采用火山灰年代和36Cl暴露年代方法测年，中美洲的墨西哥Iztaccíhuatl山和Nevado de Toluca山第四纪冰川年代分别为195 ka和19.5 ka，以及冰消期年代为14~17 ka[147]。
以前末次冰盛期(LGM)理解为末次冰期两极冰盖冰量最大，全球各地古冰川范围最大的时期。但是发现全球许多地方，特别是山地冰川末次冰期冰川规模最大的时期不完全一致，难以用LGM来概括。因此，将两极冰盖冰量最大的时期称为全球末次冰盛期(global LGM，简称gLGM)，将各地末次冰期冰川范围最大的时代称地方末次冰盛期(lLGM)，出现于LGM的冰进称为LGM。全球各地LGM出现的时代基本是一致的[76]。
1.3.2 南半球(1) 南美洲
南半球的南极和安第斯山脉是南半球冰川作用中心，整个南极几乎被冰雪覆盖。冰芯氢氧同位素记录提供了南极过去420 ka以来的气候变化的记录[148]。冰期气候变冷，南极冰盖延伸到南大洋中，从陆地上难以查清冰盖的扩张次数，南极冰盖上的冰原岛峰等残留的冰川磨蚀痕迹和一些局地的冰川消融遗留在陆地上的遗迹提供了一些冰川变化的证据[149]。安第斯山脉的第四纪冰川作用集中分布在热带-亚热带安第斯山[150~151]和中纬度的巴塔哥尼亚(Patagonia)高原[152]。巴塔哥尼亚高原也是世界上山地冰川分布数量和面积最大的地区之一，研究历史长，研究较详细，约200多年前，达尔文[153]在南美洲探险时就发现了这里的现代冰川附近冰川遗迹上的漂砾，并做了报道。这里的第四纪冰川记录历史长，甚至有上新世和上新世之前的冰川遗迹[154]。由于第四纪经历过多次火山爆发，熔岩覆盖在一些地区的冰碛物上，提供了用钾氩法对冰期测年的材料。最著名的巴塔哥尼亚大冰期(Greatest Patagonian Glaciation)地貌形态保存完整，没有被侵蚀，钾-氩法测定的时代为1.1 Ma[52]。巴塔哥尼亚冰帽第四纪伸展到南纬46.5°半干旱区的阿根廷的布宜诺斯艾利斯(Buenos Aires)湖地区和南美大陆最南端的城市里奥加耶戈斯(Rio Gallegos)，多次冰进形成的19道终碛垄系列形态和沉积保存完整，冰碛物中的火山玄武岩流夹层的40Ar/39Ar等时线法的年代约束和冰碛垄上漂砾的暴露年代揭示出，最大的冰进时代1.1 Ma[52]，其中在1016±10 ka和760±14 ka之间发生6次冰进，760±14 ka和109±3 ka之间也发生6次冰进[54]。Kaplan等[23]对这些无熔岩覆盖的冰碛层表面3个漂砾进行了宇宙成因核素10Be和26Al暴露年代测年，分别为129 ka和101 ka(假设无侵蚀)或186 ka和127 ka(假设侵蚀率2.3 mm/ka)；Smedley等[24]对冰碛层光释光定年，年代为110±20~150 ± 30 ka，确证MIS 6冰进的存在。在熔岩流以西的6道冰碛垄宇宙成因核素暴露年代显示为全球末次冰盛期(16~23 ka)及其以后的产物，没有发现MIS 4的冰进[53~54]，但光释光时代显示，既有MIS 2 (14.7~26.2 ka)冰进，也有MIS 3 (30.8~34.0 ka)的冰进[24]，并对智利的大湖区冰碛物经过230Th/234U/238 U矫正后的放射性碳年代32~35 ka[33]，相当于MIS 3冰进。在巴塔哥尼亚东部的圣马丁湖(阿根廷境内)附近MIS 3阶段冰进的10Be暴露年代为34.4~37.6 ka[155]；在南美洲LGM和MIS 3冰进还有许多放射性碳的年代报道[66]。以上这些地区的MIS 3冰进规模都不超过LGM冰进规模。但是在巴塔哥尼亚最南端火地岛中部，MIS 3冰进的10Be和26Al暴露年代为30.1 ka，冰川规模显著超过LGM的规模[156]。
(2) 大洋洲的新西兰和澳大利亚
大洋洲第四纪冰川遗迹主要分布在新西兰和澳大利亚的塔斯马尼亚岛[157]等地。奥蒂拉冰期是新西兰主要冰期[158]，冰川遗迹主要分布于新西兰南阿尔卑斯山，该期冰川作用分为几个阶段。采用10Be暴露年代方法，普卡基湖周围的Balmoral冰碛序列65.1±2.7 ka[159]，代表奥蒂拉冰期早阶段，相当于MIS 4，是末次冰期中冰川规模最大的阶段；另外几条冰碛垄测得的年代分别相当于MIS 3(41.8±1.1 ka)和相当于MIS 2 (27.8 ± 0.99 ka、25.2 ± 0.7 ka、21.0±1.1 ka和18.2 ± 0.7 ka)[160]，与Doughty等[161]测得的年代(分别为41.76±1.09 ka、35.50±1.26 ka、27.17±0.68 ka、20.27±0.60 ka和18.29±0.49 ka)大致一致，代表了奥蒂拉冰期的中、晚阶段。在奥豪湖发现更老的冰碛物，测得冰进的时代138.6±10.6 ka，相当于MIS 6，其他几条冰碛垄时代分别为32.52±0.97 ka、27.4±1.3 ka、22.51±0.66 ka和18.22±0.5 ka，与普卡基湖的冰碛垄时代序列一致[162]。在塔斯马尼亚西南的山地，除了测得LGM的年代为19.9±0.9~20.3±1.0 ka以外，还测出两次更老的冰期，最老的10Be暴露年代为208.0~465.3 ka，相当于MIS 12，另外一次冰期年代为134.0~209.9 ka，相当于MIS 7[25]，考虑到暴露年代方法测定时代早的冰川漂砾的年代偏年轻，时代更可能是MIS 8。
澳大利亚本土东南部的雪山山脉3次显著冰进的时代分别为59.3±5.4 ka(雪河冰进)、32.0±2.5 ka(赫德利冰斗湖冰进)和19.1±1.6 ka(蓝色湖冰进)[163]，与新西兰的冰期[159~162]时代一致。
南部非洲发现有第四纪冰川作用，但没有年代学研究结果报道[164]。
(3) 赤道地区
炎热的赤道地区(大约在南北纬10°之间)由于降水多，在非洲、大洋洲北部和南美洲等地的高山上发生过山地冰川作用[84, 165]。非洲乞力马扎罗山和肯尼亚山发现10多道冰碛垄，20多个14C测年结果显示，规模最大、保存完好的冰碛垄年代为21±2 ka[27]，但该垄之前的3道冰碛垄部分被熔岩覆盖，K-Ar测年早于LGM[27]。16个冰川地貌单元的100个冰川漂砾和冰蚀基岩面的36Cl暴露年代测定肯尼亚山2次冰期的年代分别为355~420 ka和255~285 ka，规模最大、保存完好的冰碛垄年代为28±3 ka，略早于LGM，冰消期或晚冰期年代为14.6±1.2 ka[166]。乞力马扎罗山末次冰盛期年代为20±1 ka，LGM之后形成的2道冰碛垄年代分别为17.3±2.9 ka和15.8±2.5 ka，没有发现MIS 6、MIS 4和MIS 3这3个阶段的冰川遗迹[166]。巴布亚新几内亚的Giluwe火山盾上发育过多期第四纪冰川作用，经36Cl暴露年代测定，时代分别为293~306 ka(Gogon Glaciation)、136~158 ka(Mengane Glaciation)、62 ka(Komia Glaciation)和11.5~20.3 ka(Tongo Glaciation)，其中LGM冰川规模超过了末次冰期早阶段冰川规模[167]。梅里达安第斯山脉冰川遗迹经过10Be暴露年代测定为21 ka和16.5 ka[168]，采用地层法确定的LGM以前的冰碛物年代为 < 90 ka，持续到约60 ka[169]。
综上所述，从全球来看，第四纪冰川的发育受全球降温控制，各个地区的冰期时代与深海氧同位素或冰芯记录的冷期或冷阶段对应。冰期年代的差异或者规模的空间差异既与行星风带的移动，特别是南北半球的西风带向赤道移动密切相关，还取决于区域的气候特征。欧亚大陆西部、北美洲西部和南美洲主要受西风降水的影响，这些地区降水多，冰川对降温响应敏感，因此末次冰期LGM冰川规模最大；而受季风和西风共同影响的青藏高原东部和南部以及东亚地区的东部地区，降水丰沛，冰川同样对降温响应敏感，LGM规模大，没有明显的MIS 3冰进。而降水较少的俄罗斯远东地区和青藏高原中西部地区的古冰川对降水变化响应更为敏感，因此MIS 3出现大规模冰川前进。此外，在一些受西风影响、但降水少的地中海式气候区和西风影响的边缘地带，如青藏高原西部和南美洲巴塔哥尼亚高原的半干旱区，也出现MIS 3冰进。这些冰进可能与局地湖泊水循环有关联。
2 3S技术和与第四纪冰川定量描述模拟 2.1 确定古冰川作用范围和计算古冰川面积 2.1.1 早期工作方法识别冰川遗迹是头等重要的，是前述冰期时代定年的基础。早期研究第四纪冰川的遗迹和古冰川作用范围主要靠野外地质地貌调查，使用地质锤、罗盘、皮尺、小平板仪/水准仪、望远镜、地形图/航空相片，先识别冰川遗迹，如刃脊、角峰、冰斗、槽谷/U形谷、羊背石/鲸背岩、冰蚀岩坎、冰蚀湖/冰蚀洼地(早期把大型冰蚀洼地叫冰窖)、冰川剪修线等侵蚀地貌和侧碛垄、终碛垄、中碛垄、槽碛垄、蛇形丘、鼓丘、冰川漂砾、冰砾阜等沉积地貌来确定古冰川作用的范围，再根据冰斗，冰川槽谷、冰川剪修线、侧碛垄和终碛垄的位置作为古冰川的边界，在地形图上绘制出它们的分布，用求积仪/网格法求出古冰川面积[8, 170]。
伴随冰川地貌形态的研究，国际上冰川沉积研究也大规模开展，依据沉积特征和冰川动力过程划分了沉积相，并反过来通过冰川沉积特征来认识冰下动力过程，识别冰碛岩[171~173]，特别是用于鉴别青藏高原是否存在统一的第四纪大冰盖[174]和中国东部中低山地是否广泛发育第四纪冰川[175~176]。
2.1.2 3S技术的运用古冰川遗迹，特别是山地冰川的冰川遗迹分布在边远地区；此外，古冰川分布广，面积大，也不可能用人工跑遍所有的古冰川遗迹的点和边界。以前的研究只是点状研究，难以获得大范围的古冰川作用范围的信息，确定的大范围古冰川面积时所依据的原则不够严谨，因此，误差大或不能确定误差。遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)技术的发展使冰川遗迹调查和古冰川范围确定以及冰川地貌制图变得容易起来。遥感技术主要用于确定第四纪冰川遗迹的边界，在立体和彩色遥感影像上容易识别冰川遗迹，辅以野外调查(图 2)[177]，用GPS准确确定微地貌的空间位置，检验或校正从RS影像中确定的古冰川遗迹和边界(图 3)，将文件转化为shp格式输入到ArcGIS软件中，计算古冰川的面积。依据这样的数据计算的古冰川面积更为准确和精确。通过ArcGIS软件，还能绘制平衡线的空间分布，由此分析第四纪冰期平衡线变化的驱动机制(图 4)[178]。
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图 2 珠峰北坡绒布冰川小冰期冰川地貌(谷歌地球影像) 确定冰川面积的边界所需要的终碛垄、侧碛垄和冰斗/粒雪盆等冰川地貌十分清晰；左下角为站在侧碛垄上对小冰期冰碛丘陵拍摄的照片 Fig. 2 Glaciological geomorphological features, such as terminal moraine, lateral moraine and cirque etc., used in mapping and derived from Google Earth images of the Rongbuk Valley in the Qomolangma. Photo in the down left corner showing the lateral moraine and hummocky moraine |
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图 3 谷歌地球遥感影像中的冈底斯山脉甲岗日(a)[179]和冷布岗日(b)[178]现代冰川范围(红色线条)以及小冰期(蓝色线条)最大范围 红圆圈代表小冰期10Be样品采样点；冷布岗日小冰期18个10Be年代数据将另刊发表 Fig. 3 Google Earth images showing modern glacier boundaries(red lines)and maximum LIA glacier boundaries(blue lines)in the Mount Jaggang area (a)[179]and the Lopu Kangri area (b)[178]. The red circles indicate the10Be sample sites. 18 data of10Be surface exposure datings will be published elsewhere |
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图 4 采用ArcGIS中克里金插值法绘制的现代平衡线(a)，小冰期平衡线(b)，平衡线下降值(c)和卫星热带测雨数据图(d)，其中控制点代表冰川的位置[178] Fig. 4 Maps using an ordinary kriging interpolation showing contemporary ELAs (a), LIA ELAs (b) and ΔELAs (c) since the LIA, and the precipitation map of the Tropical Rainfall Measuring Mission (d). The control points were derived using ArcGIS software, which indicated the representative locations of the glaciers[178] |
冰川侵蚀和沉积是一对孪生兄弟。冰川侵蚀塑造了各种冰蚀地貌，冰川侵蚀的物质被冰川带到冰川末端和两侧，还有一些物质在冰下一些部位沉积下来，记录了冰川侵蚀的动力过程。冰碛物及其类型的识别对于确定古冰川存在具有重要意义，也是古冰川边界和认识冰川作用过程最重要的研究材料。因此，中西方学者对冰川沉积及其地貌更感兴趣。20世纪90年代以前，冰川侵蚀和沉积研究主要通过肉眼观察和小型野外工具或仪器。例如对角峰、槽谷、冰斗的研究，中国学者特别对冰蚀微地貌擦痕十分关注[180]。图 5a显示即使在大陆性冰川作用区的冰川下[181]，也存在冰下滑动过程，并产生擦痕。Flint[172]在《冰川地质与第四纪地质》一书中系统描述了冰川沉积，特别是大陆冰川沉积类型与特征；Benn和Owen[174]通过野外观察，归纳总结了青藏高原山地冰川的沉积特征，但没有研究高原冰帽的沉积特征；崔之久和熊黑钢[182]通过冰川沉积特征的研究归纳出山地冰川沉积相模式。这些沉积相十分复杂，沉积结构构造和冰碛物的种类也很多，一些沉积类型在地层中是很难区分的，例如升华碛在现代冰川表面可以观察到，沉积后就识别不出来。这里面有冰川冰搬运沉积的形成的，还有冰面重力过程和冰川融水作用形成的。概括起来，冰川沉积分为两大类，即冰上沉积和冰下沉积，其沉积部位位于平衡线以下的冰川两侧和前端。冰上沉积主要有冰上融出碛，还可以细分为倾卸碛和流碛等，它是由于冰川边缘消融，冰川里面的冰碛(内碛)和表面的冰碛(表碛)沉积下来，具有重力沉积物特征：斜层构造、颗粒粗，以砾石为主，其扁平面平行于原始沉积面，在终碛垄处的砾石长轴垂直谷地延伸方向，缺乏细砂和粉砂细颗粒组分，结构松散，分布于侧碛垄和终碛垄[182]。其表面漂砾可以用于宇宙成因核素暴露年代测年(图 1)，但不适合用于OSL和ESR测年。但是，有一些冰上融出碛来自冰川底部搬运的物质(底碛)，通过冰前剪切面输送到冰舌末端，冰川冰消融后沉积下来，具有冰上融出碛的基本重力地貌特征以外，还具有颗粒细、含有细砂和粉砂以及条痕石等冰下沉积特征。由于见过光，这类沉积物可以用于OSL和ESR测年。冰下沉积主要类型有冰下融出碛和滞碛。冰下融出碛是在大气压力下冰川底部消融，冰碛物沉积下来形成冰碛物，组成起伏大的侧碛垄和终碛垄的一部分，以及起伏小的底碛的一部分；滞碛是在压融条件下(大于大气压力)形成的冰下沉积物，是鼓丘的重要组成部分，如天山乌鲁木齐河河源哈伊萨鼓丘[173](图 5b和5c)。冰下沉积的共同特点是，结构致密、冰碛石呈次棱角状-次园状、砾石长轴有与谷地延伸方向一致的趋势、等密图上显示最大密度方向指向冰川下游[183]，等等。大型山谷冰川基质的粒度分布曲线上在粉砂-细砂(3~6 ϕ，大约等于16~125 μm)段出现一个明显的峰值[184]，是冰下压碎和研磨的结果。冰下融出碛与滞碛的最大沉积结构构造的差异是，滞碛砾石呈棱角-次棱角状，更加致密。在野外，如果没有地貌佐证，这两类冰碛物不易区分，常常统称为底碛或基碛(basal till)。蛇形丘和冰砾阜都是冰水沉积类型，前者在中国的山地冰川中少见，见于大陆冰盖和高原内部的冰帽沉积中(图 5d)。冰碛物的微组构、粒度和空隙特征等微观结构构造与宏观特征基本一致[185~186]。感兴趣的读者可以继续阅读相关文献[182, 187]。
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图 5 (a) 普若岗日西坡冷底的6号冰川前漂砾上的冰川擦痕；(b)天山乌鲁木齐河河源哈伊萨鼓丘尾部(李德文2002年朝下游拍摄)；(c)天山乌鲁木齐河河源哈伊萨鼓丘沉积剖面一角；(d)普若岗日冰原北部14号冰川前冰川融水形成的小丘(右前方)和似蛇形丘 在(a)中两组方向不同的擦痕显示冰碛石长轴方向在冰下发生了变化，说明即使在最低冰温达到-9.9 ℃[181]的极大陆型冰川的底部也能产生融水，冷底冰川和暖底冰川一样也有发生冰下滑动过程，产生擦痕 Fig. 5 (a)Striations on a clast in the front of the Glacier 6, a cold-based glacier in the Puruoganri icefield in the central Tibet[181]. They indicate that subglacial sliding is present in the extremely continental glacier glaciers(cold glaciers with lowest temperature of -9.9 ℃); (b)A downstream part of a drumlin in the source area of the Vrümqi River valley, eastern Tian(photographed by Dewen Li in 2002); (c)Sedimentary exposure of a drumlin in the source area of the Vrümqi River valley, eastern Tian; (d)Hills and a esker formed by glacier meltwater in front of Glacier 14 on the northern Puruogangri icefield in the central Tibet |
在冰川侵蚀与沉积研究方面，主要通过冰川磨蚀和拔蚀的物质定量研究取得显著进展。通过室内模拟[188~189]和理论模型[190]计算，认为冰川拔蚀作用对地貌景观贡献最大。Herman等[191]通过细致的野外测量冰川融水带来的细颗粒物质，用高分辨率遥感影像研究冰川表面流速，获得冰川侵蚀与冰川流速成二次方函数的规律，这是一次重要研究进展，并认为冰川地貌塑造以磨蚀作用为主。但Yi等[192]分析了这些数据和结果，认为Herman等[191]研究结果主要反映了冰下磨蚀量与流速成二次方关系，冰川侵蚀的贡献至少一半来自冰川拔蚀作用。
3 存在的问题、解决途径与研究趋势数值年代学和遥感-地理信息系统技术的运用给第四纪冰川研究带来了长足的进展，但是该研究领域还存在一些没有解决的重要或是重大的科学问题。
3.1 全球冰进时代对比冰川遗迹是气候变冷引起冰川前进的结果，因此第四纪冰川研究主要关注的问题是气候变化如何驱动冰川前进。全球末次冰盛期出现时间具有同时性[76]，中纬度山地冰川末次冰消期[75]和高纬度末次冰消期也全球同步[1]。末次冰盛期全球气温最低，末次冰消期气温上升，因此认为全球冰川响应全球气温变化，是地球轨道参数变化，太阳辐射减少，从而引起温度降低导致冰川前进。但是在中纬度许多山地发现末次冰期冰川规模最大出现的时代是末次冰期中期，相当于深海氧同位素第3阶段中期(MIS 3b)[127]。在青藏高原多个地点发现MIS 3冰进，认为当时季风降水增加导致冰进[193~194]。该时期全球气温比末次冰盛期高，为什么出现比末次冰盛期规模还大的冰进，这个问题还没有得到统一认识[195]。Zech等[139]认为在湿润区，冰川补给量大，冰川对温度变化更为敏感，因此全球气温最低的末次冰盛期出现最大规模冰进。在干旱区，冰川温度低、降水少，冰川对降水变化响应敏感，因此干旱区的冰川响应季风降水增加，出现MIS 3阶段冰进[196]。崔之久等[197]提出是构造隆升导致青藏高原东部出现MIS 3阶段冰进和中国东部LGM冰期的出现。在同一个山地的同一个地点发现MIS 4、MIS 3和LGM冰进同时存在的证据不多，MIS 3冰进是否存在还不能确认。因此，欧先交等[198]认为需要更多的高精度定年数据。此外，由于地质地貌过程对测年样品的改造或破坏，时代早的冰期的年代准确度不高。要获得精度和准确度高的年代需要提高测年技术水平和深入认识地质地貌过程。第四纪冰川年代问题可以归纳为以下几个可能的解决途径。
(1) 开发新的或改进已有的测年技术
放射性碳通常用于测定50 ka以内的地质样品，上限不超过80 ka，光释光用于时代不超过100~300 ka的冰碛物年代。从原理上讲，宇宙成因核素暴露年代方法能够测定整个第四纪的冰碛物暴露年代。由于冰川退缩后暴露出来的冰川漂砾和基岩容易受到后期的改造，漂砾发生移动或漂砾和基岩表面风化和侵蚀，使得测年结果被低估。因此需要采用新的方法和手段确定老冰碛物的时代。目前来看，有可能测得老冰碛物时代的方法有电子自旋共振(ESR)和长石的光释光方法。电子自旋共振方法采用的材料可以是石英和长石等多种矿物，由于石英性质稳定，沉积后不易变化，并且十分常见，长石比石英容易风化，因此采用石英的电子自旋共振共振方法测定老冰碛物样品更具有潜在价值。实验室研磨和阳光晒退显示，0.5~1.0 mm的砂粒研磨后的粒径达到粗粉砂和细砂时，石英砂锗芯的顺磁信号可以降低1/ 3到1/ 2，几十个小时的阳光照射可以将表面1~3 mm厚的砂层中的石英颗粒锗芯信号晒退[73]。更细的颗粒的顺磁信号可能晒退或磨蚀更彻底，等待正在进行小样微区测试技术完善后可以进行这方面的研究。
(2) 暴露年代样品的后期改造
同一条冰碛垄上的多个暴露年代不一致这个问题多年来一直困扰着研究者们。这个现象在青藏高原上表现特别明显[199]。理论上讲，冰川漂砾的暴露年代存在继承性导致年代高估和后期剥蚀导致年代低估。但是从实际测年结果看，用宇宙成因核素10Be暴露年代方法测得的小冰期年代都在几百年以内[200]，说明冰川漂砾的暴露年代继承性不明显，对于老样品定年，继承性可以忽略。剩下的问题是如何确定冰川漂砾的后期改造。确定宇宙成因核素暴露年代需要确定漂砾表面的侵蚀速率。目前还没有一种好的方法能够确定漂砾表面侵蚀速率，通常假设漂砾表面侵蚀速率为零，或者通过流域侵蚀速率估计漂砾的平均侵蚀速率来计算暴露年代。由此也常导致暴露年代低估，与实际观察到的地貌体年代序列不一致。目前，通过冰川漂砾上叠石的暴露年代差异确定漂砾表面的侵蚀速率，或者通过核素(对)浓度在漂砾/岩石剖面中的变化规律模拟地表侵蚀，或许能够更准确地确定漂砾的暴露年代。
(3) 宇成核素的产率校正
计算宇宙成因核素暴露年代需要知道研究地点宇宙成因核素的产率。目前CRONUS计算器中的5种暴露年代模型[201]，所采用的产率是理论计算值。北美[202]、欧洲[203]、南美[204]和大洋洲[205]都有10Be等核素的产率校正，提高了测年精度。青藏高原及其周边山地大多数地方很难找到与宇宙成因核素暴露年代样品同期的有机碳材料，目前还没有一个地方有产率校正的结果，今后待加强这方面的探索。
3.2 冰川沉积与侵蚀山谷冰川和大陆冰盖的冰川沉积被详细研究过，这两种冰川类型之间的过渡类型是平顶冰川或冰帽，它们的沉积特征还没有详细研究。冰帽的边缘，特别是在干旱气候区的平顶冰川和冰原边缘沉积的物质，形态不明显，沉积特征与山谷冰川有显著差异。研究它们，除了丰富冰川沉积研究内容以外，重要的是用这些冰川沉积特征有助于识别冰川遗迹，从而确定古冰川的范围。
另外，野外观察与建立模型相结合研究冰川侵蚀也是一个研究途径。
3.3 估算古冰量冰川储量是一种重要的淡水资源，冰川体积的变化对冰川作用区及其邻近地区的下游水资源影响很大。以往的冰川面积研究已经不能满足对冰川水资源变化的研究。不仅现代冰川研究冰川储量变化，古冰川研究中也有明显研究冰量变化的趋势。由于冰川面积容易确定，确定冰川厚度是关键，有3种分布式古冰川厚度计算模型来模拟古冰量。
(1) 纯地貌模型
用现代冰川表面形态近似代表过去冰面形态，通过大比例尺等高线图或直接用差分GPS测量谷地地形和冰碛垄形态参数，建立冰面和冰下地貌面曲面方程，冰面和冰下的模拟曲面所围的体积就是冰量，用上下曲面方程求解获得模拟的古冰量[206]。这种方法需要大比例尺地形图。如果没有的话，就需要用高精度差分GPS野外实际测量获得冰川地貌的的形态来模拟古冰川形态和估算冰量，因此工作量很大。
(2) 冰川流动-地貌模型
采用冰川流动-地貌模型计算冰面网格中冰川厚度，由此来计算冰川体积。该模型基于Nye的流变力学理论[207]，假定冰川为牛顿塑形流体，冰川处于稳定状态时，冰川沿坡面运动的驱动力(driving stress)等于冰川底部的剪切应力(τ)，τ=ρgh ·sinα，其中τ为剪切应力，ρ是冰川密度，g是重力加速度，h是冰川厚度，α是冰川表面坡度。由该式可以计算出冰川厚度。
Schilling和Hollin[208]提出单条山谷冰川纵剖线模型来模拟冰面中流线，根据动力学方程可求冰面高程。Vieira[209]及Benn和Hulton[210]对Schilling-Hollin模型进行扩展，编写Excel程序，计算古冰川纵剖面上中流线，用侧碛垄、冰川修剪线/槽谷上谷肩和终碛垄作为边界，采用现代冰面形态代表古冰面形态或以平面方式作为冰面形态，用内插法计算网格内冰川厚度，从而计算冰川体积(图 6)。金耀[211]利用此模型在念青唐古拉山西段古仁河口现代冰川进行验证，并在该山北坡曲嘎切模拟末次冰盛冰量，Dong等[212]模拟该山南坡曲木曲LGM冰量，以及刘金花等[213]模拟藏南卡鲁雄峰枪勇冰川新冰期冰量，都取得良好效果(图 6)。该模型主要用于无分支的山谷冰川，至少上游的支冰川规模显著小于主冰川的规模。
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图 6 模拟的藏南卡鲁雄峰枪勇冰川新冰期冰面高程分布(a)和冰川厚度分布(b)(据刘金花等，2018)[213] Fig. 6 Distributions of simulated Neoglacial ice surface elevations (a) and ice thickness (b) (after Liu et al., 2018)[213] |
(3) 冰川物质平衡-流动模型
目前应用最广的是耦合的冰川物质平衡-流动模型，它不仅能模拟冰量，还能够模拟平衡线高度以及该高度的气温和降水量等古冰川要素[121, 214~218]。该模型除了需要冰川流动模型所需要的高分辨率地形图以外，所需的气温数据容易获取、插值和预报，计算简单，在流域尺度上通常可以获得与物理模型相近的输出结果。因此，冰川作用区有气象站分布的地方多用该模型模拟冰川变化。
3.4 冰川与气候之间相互关系 3.4.1 冰川如何响应气候变化目前第四纪冰川与气候之间的相互关系的研究集中在冰川如何响应温度和降水的变化上。Clark等[76]收集整理了除青藏高原以外的全球10~50 ka之间的4704个第四纪冰川14C埋藏年代和10Be、3He暴露年代数据，总结出北美冰盖在33.0~26.5 ka规模最大，全球温度最低时的LGM冰进出现于26.5~19.0 ka，同在一个时代框架内，因此末次冰盛期冰川的发育受全球降温控制，年代一致，末次冰消期年代全球也基本一致[1, 75]。Schaefer等[75]使用美洲和澳洲第四纪冰川遗迹10Be暴露年代结果，发现南北半球中纬度末次冰消期的年代近似，提出末次冰消期CO2浓度增加所揭示的全球变暖趋势被两极海冰的增加削弱，导致全球冰消期短。Denton等[1]提出末次冰消期北半球高纬度太阳辐射增加，从而引起升温、北极冰盖消融、海冰增加，导致了两个半球的西风带均南移，南半球海洋CO2释放出来，南半球升温。因此，末次冰消期千年尺度的快速升温后，南北半球温度呈“跷跷板”状变化。在全新世时期，北半球的新仙女木冰进前的波林-阿罗德(Bølling-Allerød event)暖期，在南半球表现为冷期(cold reversal)，南半球冰川显著前进，但大约在北半球新仙女木冰进前约1.5 ka退缩，南北半球时代相差1500 a[219]。周期1500~3000 a的海洋温盐环流可能是导致南北半球冰川“跷跷板”变化的原因[219]。
全球末次冰盛期以前的冰期，各个地区的冰期时代与深海氧同位素或冰芯记录的冷期或冷阶段对应(表 1)。在一个区域内同一冰期年代的差异或者规模的空间差异与西风带的移动或季风的变化所带来的降水变化密切关系。在北欧、地中海沿岸、北美洲北部、赤道地区、南美洲的湿润地区和青藏高原东南部季风降水多的地区，冰期时降水量相对较大，对温度变化响应更为敏感，因此在全球最冷的LGM阶段，冰期年代与全球末次冰盛期一致。在降水少的半干旱区，如青藏高原中部和北部地区，冰川温度低，对温度变化响应不那么敏感，对降水变化敏感，因此MIS 3出现大规模冰川前进[139, 196]。此外，在一些受西风影响的地中海式气候区和南美洲巴塔哥尼亚高原，也出现MIS 3冰进，这个问题并没有得到很好的解决[195]。
通过野外调查和室内遥感判别冰川遗迹的类型和分布，通过数值测年技术确定不同期次冰川遗迹的时代，从而恢复确定古冰川的面积、体积以及平衡线等[177, 220]。由于古冰川分布广，不可能调查所有地区的冰川遗迹，除了采用遥感影像判读扩大调查范围以外，还需要通过数值模型方式模拟冰川对温度和降水变化的响应方式，从而能够通过冰川变化深刻认识气候变化的规律。
冰川的现在、过去和未来的变化模拟与第四纪冰川耦合模拟是现代和未来冰川气候变化的重要主题。早在20世纪80~90年代西方学者开始用数值模型研究冰川变化，由于计算机技术的发展促进了模拟冰川变化的研究进展。借助CAPP(Computer Aided Process Planning)技术模拟冰川变化已经成为一种趋势。采用物理性质更强大的能量平衡模型逼近法[221]、浅冰流逼近模型和高阶冰川流动模型[222]，除了模拟冰川物质平衡和模拟冰量以外，还能模拟古平衡线处的温度或降水状况[223~230]。物理模型的区域不确定性比较小，兼顾了更多的能量项，并包括一些细致的雪层内部能量变化过程，但需要大量的高分辨率数据对模型进行驱动和验证。分布式冰川物质-能量平衡消融模型属于物理模型[231]，这种模型通过计算冰川消融和升华所需要的各种能量平衡(太阳短波辐射、地面长波辐射、感热、潜热、湍流等)来计算冰川物质的减少量，一般通过对气象观测变量(温度、降水、风速、湿度、云量等)的参数化方案来计算这些能量平衡量，所以模型的输入还是这些气象观测作为驱动数据，预测未来将更多采用这种模型模拟过去冰川变化和预测未来冰川变化。山地冰川研究者们将在浅冰盖模型(PISM，version 0.7.2)[225]的基础上，修改和完善模型，使之适应山地冰川的模拟。
3.4.2 冰川变化对气候变化的反馈作用两极冰盖变化对全球气候有显著影响[232~235]，近十年来，古气候模拟比较计划(PMIP)开展的研究活动，在古气候数值模拟研究中已经取得了长足的发展[236~238]，但还存在不少问题和困难[233, 239]。由于山地冰川面积有限，青藏高原古冰川范围存在巨大争议[240~245]，因此山地冰川变化是否也对区域或全球气候有反馈作用尚不清楚，需要在未来进行数值模拟检验。
4 结论几十年来，第四纪冰川研究取得的巨大进步，主要是仰仗于技术的进步，但仍然还没有出现像Penck和Brückner(首次提出冰期之说)、米兰科维奇(冰期旋回天文因子控制)、戴维斯(冰川地貌循环理论)对第四纪冰川理论发展有重大贡献的思想家。加速器质谱测量技术的发展使宇宙成因核素测量的精度和效率得到大幅度提高，在冰川沉积物埋藏年代和暴露年代方面得到广泛运用。光激发探测单个光子技术极大地提高了释光测年的灵敏度，使光释光测年技术能运用于冰碛物冰水夹层的埋藏定年。以前的电子自旋共振测年中顺磁强度测量的是相对值，主要用于时代早的冰碛物测年。顺磁波谱测量技术目前已经能够定量测量，自旋数计数灵敏度达到109，还有很大的发展空间。数值测年技术在第四纪冰川遗迹中的运用，使全球冰期能够对比。尽管青藏高原是个例外，总的来说，已经测得年代的全球各地冰期的时代与南北两极冰芯氧同位素记录的和深海氧同位素的冷期对应，最早的大规模冰川作用时代距今1 Ma。
在计算机辅助下的3S(GPS、GIS和RS)技术发展，对冰川地貌和沉积的描述，对冰期气候的认识已经从定性走向定量，从小范围的沟谷到大范围的山地/山脉，从逻辑推理/推测到数值模拟。随着信息革命的到来，大数据和云计算服务，使未来第四纪冰川的数据共享和获取更为便捷，对气候变化的响应和反馈模拟更为容易。通过大数据分析，或许在年轻一代学者中能出现像Penck等一样的思想家。
最后要说一句的是，传统的野外地貌和沉积仍然是开展年代学研究的基础，古冰川模拟的结果也要得到野外实际调查结果的检验。因此在发展和使用新技术的同时，仍然要重视第四纪冰川遗迹的野外识别和加强野外地质地貌调查的基本功训练。
致谢: 文出版前承郭正堂、周力平、周尚哲、刘耕年和许向科审读，并提出有益建议和修改意见；杨美芳和赵淑君细心编辑，特此致谢。
参考文献（References）
| [1] |
Denton G H, Anderson R F, Toggweiler J R et al. The last glacial termination. Science, 2010, 328(5986): 1652-1656. DOI:10.1126/science.1184119 |
| [2] |
Penck A, Brückner E. Die Alpen im Eiszeitalter[C]. Leipzig: Tauchnitz, 1901-1909: 1199.
|
| [3] |
Eberl B. Die Eiszeitenfolge im Nordlichen Alpenvorlande[C]. Augsburg: Benno Filser, 1930: 1-427.
|
| [4] |
Schaefer I. Sur La division du Quaternarire dans I' avant-pays des Alpesen Allemagne[R]. Actes Ⅳ Congress INQUA, Rome/Pise, 1956, (2): 910-914.
|
| [5] |
周尚哲. 阿尔卑斯山地区第四纪冰川最新研究. 冰川冻土, 2012, 34(5): 1127-1133. Zhou Shangzhe. New advance in study of Alpine glaciations. Journal of Glaciology and Geocryology, 2012, 34(5): 1127-1133. |
| [6] |
Ivy-Ochs S, Kerschner H, Reuther A et al. Chronology of the last glacial cycle in the European Alps. Journal of Quaternary Sciences, 2008, 23(6-7): 559-573. DOI:10.1002/jqs.v23:6/7 |
| [7] |
Pallas R, Rodes A, Braucher R et al. Small, isolated glacial catchments as priority targets for cosmogenic surface exposure dating of Pleistocene climate fluctuations, southeastern Pyrenees. Geology, 2010, 38(10): 891-894. DOI:10.1130/G31164.1 |
| [8] |
Rodríguez-Rodríguez L, Jimenez-Sanchez M, Domínguez-Cuesta M J et al. Timing of last deglaciation in the Cantabrian Mountains(Iberian Peninsula; North Atlantic Region)based on in situ-produced 10Be exposure dating. Quaternary Science Reviews, 2017, 171: 166-181. DOI:10.1016/j.quascirev.2017.07.012 |
| [9] |
Rodriguez-Rodriguez L, Jimenez-Sanchez M, Dominguez-Cuesta M J et al. Research history on glacial geomorphology and geochronology of the Cantabrian Mountains, north Iberia(43°-42°N/7°-2°W). Quaternary International, 2015, 364: 6-21. DOI:10.1016/j.quaint.2014.06.007 |
| [10] |
Clark C D, Hughes A L C, Greenwood S L et al. Pattern and timing of retreat of the last British-Irish Ice Sheet. Quaternary Science Reviews, 2012, 44(4): 112-146. |
| [11] |
Johnsen T F, Olsen L, Murray A. OSL ages in Central Norway support a MIS 2 interstadial(25-20 ka)and a dynamic Scandinavian ice sheet. Quaternary Science Reviews, 2012, 44: 96-111. DOI:10.1016/j.quascirev.2010.10.007 |
| [12] |
Marks L. Timing of the Late Vistulian(Weichselian)glacial phases in Poland. Quaternary Science Reviews, 2012, 44(4): 81-88. |
| [13] |
Olsen L, Van der Borg K, Bergstrom B et al. AMS radiocarbon dating of glacigenic sediments with low organic carbon content-An important tool for reconstructing the history of glacial variations in Norway. Norsk Geologisk Tidsskrift, 2001, 81(2): 59-92. |
| [14] |
Owen L A, Robinson R, Benn D I et al. Quaternary glaciation of Mount Everest. Quaternary Science Reviews, 2009, 28(15-16): 1412-1433. DOI:10.1016/j.quascirev.2009.02.010 |
| [15] |
Li Y K, Liu G N, Kong P et al. Cosmogenic nuclide constraints on glacial chronology in the source area of the Vrümqi River, Tian Shan, China. Journal of Quaternary Sciences, 2011, 26(3): 297-304. DOI:10.1002/jqs.v26.3 |
| [16] |
Zhou S Z, Xu L B, Colgan P M et al. Cosmogenic 10Be dating of Guxiang and Baiyu glaciations. Chinese Science Bulletin, 2007, 52(10): 1387-1393. DOI:10.1007/s11434-007-0208-y |
| [17] |
Yang J, Zhang W, Cui Z et al. Late Pleistocene glaciation of the Diancang and Gongwang Mountains, southeast margin of the Tibetan Plateau. Quaternary International, 2006, 154: 52-62. |
| [18] |
Zhang W, Liu L, Liu X et al. Cosmogenic nuclide 10Be dating of the glacial threshold of the "Taibai glaciation" in the Qinling Mountain range. Chinese Science Bulletin, 2014, 59(31): 3086-3094. DOI:10.1360/N972014-00259 |
| [19] |
Sawagaki T, Aoki T, Hasegawa H, et al. Late Quaternary glaciations in Japan[M]//Ehlers J, Gibbard P L. Quaternary Glaciations-Extent and Chronology, Part Ⅲ. New York: Elsevier B. V., 2004: 217-225.
|
| [20] |
Ono Y, Shulmeisterb J, Lehmkuhlc F et al. Timings and causes of glacial advances across the PEP-Ⅱ transect(East-Asia to Antarctica)during the last glaciation cycle. Quaternary International, 2004, 118-119: 55-68. DOI:10.1016/S1040-6182(03)00130-7 |
| [21] |
Curry B B, Grimley D A, McKay E D. Quaternary glaciations in Illinois[M]//Ehlers J, Gibbard P L, Hughes P D. Quaternary Glaciations-Extent and Chronology: A Closer Look. Elsevier Science & Technology, 2011: 467-487.
|
| [22] |
Briner J P, Kaufman D S. Late Pleistocene mountain glaciation in Alaska:Key chronologies. Journal of Quaternary Sciences, 2008, 23(6-7): 659-670. DOI:10.1002/jqs.v23:6/7 |
| [23] |
Kaplan M R, Ackert R P, Singer B S et al. Cosmogenic nuclide chronology of millennial-scale glacial advances during O-isotope stage 2 in Patagonia. Geological Society of America Bulletin, 2004, 116(3-4): 308-321. |
| [24] |
Smedley R K, Glasser N F, Duller G A T. Luminescence dating of glacial advances at Lago Buenos Aires(similar to 46°S), Patagonia. Quaternary Science Reviews, 2016, 134: 59-73. DOI:10.1016/j.quascirev.2015.12.010 |
| [25] |
Kiernan K, Fink D, McConnell A. Cosmogenic 10Be and 26Al exposure ages of glaciations in the Frankland Range, southwest Tasmania reveal a limited MIS-2 ice advance. Quaternary Science Reviews, 2017, 157: 141-151. DOI:10.1016/j.quascirev.2016.12.008 |
| [26] |
Barrows T T, Hope G S, Prentice M L et al. Late Pleistocene glaciation of the Mt. Giluwe Volcano, Papua New Guinea. Quaternary Science Reviews, 2011, 30(19-20): 2676-2689. DOI:10.1016/j.quascirev.2011.05.022 |
| [27] |
Mark B G, Osmaston H A. Quaternary glaciation in Africa:Key chronologies and climatic implications. Journal of Quaternary Sciences, 2008, 23(6-7): 589-608. DOI:10.1002/jqs.v23:6/7 |
| [28] |
Lewis C J, McDonald E V, Sancho C et al. Climatic implications of correlated Upper Pleistocene glacial and fluvial deposits on the Cinca and Gallego Rivers(NE Spain)based on OSL dating and soil stratigraphy. Global and Planetary Change, 2009, 67(3-4): 141-152. DOI:10.1016/j.gloplacha.2009.01.001 |
| [29] |
Garcia-Ruiz J M, Marti-Bono C, Pena-Monne J L et al. Glacial and fluvial deposits in the Aragon Valley, Central-Western Pyrenees:Chronology of the Pyrenean Late Pleistocene glaciers. Geografiska Annaler Series A-Physical Geography, 2013, 95A(1): 15-32. |
| [30] |
Perez Alberti A, Valcarcel Diaz M, Martini I P, et al. Upper Pleistocene glacial valley-junction sediments at Pias, Trevinca Mountains, NW Spain[J]//Martini I P, French H M, Alberti A P. Ice-Marginal and Periglacial Processes and Sediments. Geological Society of London Special Publication, 2011, 354(1): 93-110.
|
| [31] |
Frochoso M, Gonzalez-Pellejero R, Allende F. Pleistocene glacial morphology and timing of last glacial cycle in Cantabrian Mountains(Northern Spain):New chronological data from the Asón area. Central European Journal of Geosciences, 2013, 5(1): 12-27. |
| [32] |
Stauch G, Lehmkuhl F. Quaternary glaciations in the Verkhoyansk Mountains, northeast Siberia. Quaternary Research, 2010, 74(1): 145-155. DOI:10.1016/j.yqres.2010.04.003 |
| [33] |
Fairbanks R G, Mortlock R A, Chiu T C et al. Radiocarbon calibration curve spanning 0 to 50, 000 years BP based on paired 230Th/234 U/238U and 14 C dates on pristine corals. Quaternary Science Reviews, 2005, 24(16-17): 1781-1796. DOI:10.1016/j.quascirev.2005.04.007 |
| [34] |
Salonen V-P, Kaakinen A, Kultti S et al. Middle Weichselian glacial event in the central part of the Scandinavian Ice Sheet recorded in the Hitura pit, Ostrobothnia, Finland. Boreas, 2008, 37(1): 38-54. DOI:10.1111/bor.2008.37.issue-1 |
| [35] |
Li Y, Liu G, Chen Y et al. Timing and extent of Quaternary glaciations in the Tianger Range, eastern Tian Shan, China, investigated using 10Be surface exposure dating. Quaternary Science Reviews, 2014, 98: 7-23. DOI:10.1016/j.quascirev.2014.05.009 |
| [36] |
Owen L A, Chen J, Hedrick K A et al. Quaternary glaciation of the Tashkurgan Valley, Southeast Pamir. Quaternary Science Reviews, 2012, 47: 56-72. DOI:10.1016/j.quascirev.2012.04.027 |
| [37] |
Zech R, Abramowski U, Glaser B et al. Late Quaternary glacial and climate history of the Pamir Mountains derived from cosmogenic 10Be exposure ages. Quaternary Research, 2005, 64(2): 212-220. DOI:10.1016/j.yqres.2005.06.002 |
| [38] |
Knox J C, Leigh D S, Jacobs P M, et al. Introduction: Part Ⅱ: Quaternary loess lithostratigraphy in Wisconsin[M]//Syverson K M, Clayton L, Attig J W, et al. Lexicon of Pleistocene Stratigraphic Units of Wisconsin. Wisconsin Geological National History Survey, 2011: 14-17.
|
| [39] |
Leigh D S, Knox J C. AMS radiocarbon age of the upper Mississippi valley Roxana silt. Quaternary Research, 1993, 39(3): 282-289. DOI:10.1006/qres.1993.1035 |
| [40] |
Bickel L, Luethgens C, Lomax J et al. The timing of the penultimate glaciation in the northern Alpine Foreland:New insights from luminescence dating. Proceedings of the Geologists Association, 2015, 126(4-5): 536-550. DOI:10.1016/j.pgeola.2015.08.002 |
| [41] |
Graf A A, Strasky S, Ivy-Ochs S et al. First results of cosmogenic dated pre-last glaciation erratics from the Montoz area, Jura Mountains, Switzerland. Quaternary International, 2007, 164-165: 43-52. DOI:10.1016/j.quaint.2006.12.022 |
| [42] |
Lowick S E, Buechi M W, Gaar D et al. Luminescence dating of Middle Pleistocene proglacial deposits from Northern Switzerland:Methodological aspects and stratigraphical conclusions. Boreas, 2015, 44(3): 459-482. DOI:10.1111/bor.12114 |
| [43] |
Delmas M, Calvet M, Gunnell Y et al. Palaeogeography and 10Be exposure-age chronology of Middle and Late Pleistocene glacier systems in the northern Pyrenees:Implications for reconstructing regional palaeoclimates. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2011, 305(1-4): 109-122. DOI:10.1016/j.palaeo.2011.02.025 |
| [44] |
Rodriguez-Rodriguez L, Jimenez-Sanchez M, Dominguez-Cuesta M J et al. Chronology of glaciations in the Cantabrian Mountains(NW Iberia)during the last glacial cycle based on in situ-produced 10Be. Quaternary Science Reviews, 2016, 138: 31-48. DOI:10.1016/j.quascirev.2016.02.027 |
| [45] |
Johansson P, Lunkka J P, Sarala P. The glaciation of Finland[M]//Ehlers J, Gibbard P L, Hughes P D. Quaternary Glaciations-Extent and Chronology: A Closer Look. Elsevier Science & Technology, 2011: 105-116.
|
| [46] |
Thackray G D. Varied climatic and topographic influences on Late Pleistocene mountain glaciation in the Western United States. Journal of Quaternary Sciences, 2008, 23(6-7): 671-681. DOI:10.1002/jqs.v23:6/7 |
| [47] |
Krbetschek M, Degring D, Alexowsky W. Infrarot-Radiofluoreszenz-Alter(IR-RF)unter-saalezeitlicher sedimente mittel-und Ostdeutschlands. Zeitschrift der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften, 2008, 159(1): 133-140. DOI:10.1127/1860-1804/2008/0159-0133 |
| [48] |
Rinterknecht V, Boerner A, Bourles D et al. Cosmogenic 10Be dating of ice sheet marginal belts in Mecklenburg-Vorpommern, western Pomerania(Northeast Germany). Quaternary Geochronology, 2014, 19: 42-51. DOI:10.1016/j.quageo.2013.05.003 |
| [49] |
Curry B B, Pavich M J. Absence of glaciation in Illinois during Marine Isotope Stages 3 through 5. Quaternary Research, 1996, 46(1): 19-26. DOI:10.1006/qres.1996.0040 |
| [50] |
McKay E D Ⅲ, Berg R C, Hansel A K et al. Quaternary deposits and history of the ancient Mississippi River valley, north-central Illinois. Illinois State Geological Survey Guidebook, 2008, 35: 106. |
| [51] |
Wesnousky S G, Briggs R W, Caffee M W et al. Terrestrial cosmogenic surface exposure dating of glacial and associated landforms in the Ruby Mountains-East Humboldt Range of Central Nevada and along the northeastern flank of the Sierra Nevada. Geomorphology, 2016, 268: 72-81. DOI:10.1016/j.geomorph.2016.04.027 |
| [52] |
Singer B S, Ackert R P, Guillou H. 40 Ar/19 Ar and K-Ar chronology of Pleistocene glaciations in Patagonia. Geological Society of America Bulletin, 2004, 116(3-4): 434-450. |
| [53] |
Villa E, Stoll H, Farias P et al. Age and significance of the Quaternary cemented deposits of the Duje Valley(Picos de Europa, Northern Spain). Quaternary Research, 2013, 79(1): 1-5. DOI:10.1016/j.yqres.2012.10.005 |
| [54] |
Ehlers J, Grube A, Stephan H-J, et al. Pleistocene glaciations of North Germany-New Results[M]//Ehlers J, Gibbard P L, Hughes P D. Quaternary Glaciations-Extent and Chronology: A Closer Look. Elsevier Science & Technology, 2011: 149-162.
|
| [55] |
周尚哲, 易朝路, 施雅风. 中国西部MIS 12冰期研究. 地质力学学报, 2001, 7(4): 321-327. Zhou Shangzhe, Yi Chaolu, Shi Yafeng. Study on the ice age MIS 12 in Western China. Journal of Geomechanics, 2001, 7(4): 321-327. |
| [56] |
Boellstorff J. North-American Pleistocene stages reconsidered in light of probable Pliocene-Pleistocene continental glaciation. Science, 1978, 202(4365): 305-307. DOI:10.1126/science.202.4365.305 |
| [57] |
Wu Y Q, Cui Z J, Liu G N et al. Quaternary geomorphological evolution of the Kunlun Pass area and uplift of the Qinghai-Xizang(Tibet)Plateau. Geomorphology, 2001, 36(3-4): 203-216. DOI:10.1016/S0169-555X(00)00057-X |
| [58] |
Huntincton E. Pangong:A glacial lake in the Tibetan Plateau. Journal of Geology, 1906, 14(7): 599-617. DOI:10.1086/621337 |
| [59] |
Ward F K. The glacation of Chinese Tibet. Geographical Journal, 1922, 59(5): 363-369. DOI:10.2307/1780612 |
| [60] |
Shi Y F, Ren B H, Wang J T et al. Quaternary glaciation in China. Quaternary Science Reviews, 1986, 5: 503-507. DOI:10.1016/S0277-3791(86)80044-0 |
| [61] |
Zheng B X. Quaternary glaciation of Mt. Qomolangma-Xixabangma region. GeoJournal, 1988, 17: 525-542. |
| [62] |
李四光. 冰期之庐山[J]. 国立中央研究院地质研究所专刊乙种第二号, 1947, 南京. Lee J S. Quaternary Glaciations in the Lushan Area, Central China. Institute of Geology, Academia Sinica, 1947, 2(2), Special issue, Nanjing. |
| [63] |
Wissmann H V. The Pleistocene glaciation in China. Bulletin of Geology Society of China, 1937, XVII: 145-169. |
| [64] |
Libby W F. Atmosphoeric helium three and radiocarbon from cosmic radiation. Physical Review, 1946, 69(11-12): 671-672. |
| [65] |
Denton G H, Hendy C H. Younger Dryas age advance of Franz-Josef Glacier in the Southern Alps of New-Zealand. Science, 1994, 264(5164): 1434-1437. DOI:10.1126/science.264.5164.1434 |
| [66] |
Lowell T V, Heusser C J, Andersen B G et al. Interhemispheric correlation of Late Pleistocene glacial events. Science, 1995, 269(5230): 1541-1549. DOI:10.1126/science.269.5230.1541 |
| [67] |
Porter S C, Swanson T W. Radiocarbon age constraints on rates of advance and retreat of the Puget lobe of the Cordilleran ice sheet during the last glaciation. Quaternary Research, 1998, 50(3): 205-213. DOI:10.1006/qres.1998.2004 |
| [68] |
Yi C, Chen H, Yang J et al. Review of Holocene glacial chronologies based on radiocarbon dating in Tibet and its surrounding mountains. Journal of Quaternary Sciences, 2008, 23(6-7): 533-543. DOI:10.1002/jqs.v23:6/7 |
| [69] |
Yi C L, Jiao K Q, Liu K X et al. ESR dating of the sediments of the last glaciation at the source area of the Vrümqi River, Tian Shan Mountains, China. Quaternary International, 2002, 97(97-98): 141-146. |
| [70] |
Zhou S Z, Li J J, Zhang S Q. Quaternary glaciation of the Bailang River Valley, Qilian Shan. Quaternary International, 2002, 97-98: 103-110. DOI:10.1016/S1040-6182(02)00055-1 |
| [71] |
Zhao J, Song Y, King J W et al. Glacial geomorphology and glacial history of the Muzart River valley, Tianshan Range, China. Quaternary Science Reviews, 2010, 29(11-12): 1453-1463. DOI:10.1016/j.quascirev.2010.03.004 |
| [72] |
张威, 毕伟力, 刘蓓蓓等. 基于年代学约束的白马雪山晚第四纪冰川作用. 第四纪研究, 2015, 35(1): 29-37. Zhang Wei, Bi Weili, Liu Beibei et al. Geochronology constrainted on Late Quaternary glaciation of Baimaxueshan. Quaternary Sciences, 2015, 35(1): 29-37. |
| [73] |
Yi C, Bi W, Li J. ESR dating of glacial moraine deposits:Some insights about the resetting of the germanium(Ge)signal measured in quartz. Quaternary Geochronology, 2016, 35: 69-76. DOI:10.1016/j.quageo.2016.06.003 |
| [74] |
Gosse J C, Phillips F M. Terrestrial in situ cosmogenic nuclides:Theory and application. Quaternary Science Reviews, 2001, 20(14): 1475-1560. DOI:10.1016/S0277-3791(00)00171-2 |
| [75] |
Schaefer J M, Denton G H, Barrell D J A et al. Near-synchronous interhemispheric termination of the Last Glacial Maximum in mid-latitudes. Science, 2006, 312(5779): 1510-1513. DOI:10.1126/science.1122872 |
| [76] |
Clark P U, Dyke A S, Shakun J D et al. The Last Glacial Maximum. Science, 2009, 325(5941): 710-714. DOI:10.1126/science.1172873 |
| [77] |
Gjermundsen E F, Briner J P, Akcar N et al. Minimal erosion of Arctic alpine topography during Late Quaternary glaciation. Nature Geoscience, 2015, 8(10): 789-793. DOI:10.1038/ngeo2524 |
| [78] |
李英奎, Harbor J, 刘耕年等. 宇宙核素地学研究的理论基础与应用模型. 水土保持研究, 2005, 12(4): 139-145. Li Yingkui, Harbor J, Liu Gengnian et al. Theoretical background and interpretation nodels of in-situ cosmogenic nuclides in Earth sciences. Research of Soil and Water Conservation, 2005, 12(4): 139-145. |
| [79] |
Hutt G, Jaek I, Tchonka J. Optical dating-K-feldspars optical-response stimulation spectra. Quaternary Science Reviews, 1988, 7(3-4): 381-385. DOI:10.1016/0277-3791(88)90033-9 |
| [80] |
张克旗, 吴中海, 吕同艳等. 光释光测年法——综述及进展. 地质通报, 2015, 34(1): 183-203. Zhang Keqi, Wu Zhonghai, Lü Tongyan et al. Review and progress of OSL dating. Gelogical Bulletin of China, 2015, 34(1): 183-203. |
| [81] |
卢演俦. 沉积物的光释光(OSL)测年简介. 地质地球化学, 1990(1): 36-40. Lu Yanchou. Introduction of OSL dating of sediments. Geology and Geochemistry, 1990(1): 36-40. |
| [82] |
Hu G, Yi C L, Zhang J F et al. Luminescence dating of glacial deposits near the eastern Himalayan syntaxis using different grain-size fractions. Quaternary Science Reviews, 2015, 124: 124-144. DOI:10.1016/j.quascirev.2015.07.018 |
| [83] |
Chen R, Zhou S, Lai Z et al. Luminescence chronology of Late Quaternary moraines and Last Glacial Maximum equilibrium-line altitude reconstruction from Parlung Zangbo Valley, south-eastern Tibetan Plateau. Journal of Quaternary Sciences, 2014, 29(6): 597-604. DOI:10.1002/jqs.v29.6 |
| [84] |
Thackray G D, Owen L A, Yi C. Timing and nature of Late Quaternary mountain glaciation. Journal of Quaternary Sciences, 2008, 23(6-7): 503-508. DOI:10.1002/jqs.v23:6/7 |
| [85] |
Hughes P D, Woodward J C. Timing of glaciation in the Mediterranean mountains during the last cold stage. Journal of Quaternary Sciences, 2008, 23(6-7): 575-588. DOI:10.1002/jqs.v23:6/7 |
| [86] |
Dede V, Cicek I, Sankaya M A et al. First cosmogenic geochronology from the Lesser Caucasus:Late Pleistocene glaciation and rock glacier development in the Karcal Valley, NE Turkey. Quaternary Science Reviews, 2017, 164: 54-67. DOI:10.1016/j.quascirev.2017.03.025 |
| [87] |
Palacios D, Gomez-Ortiz A, Andres N et al. Maximum extent of Late Pleistocene glaciers and last deglaciation of La Cerdanya Mountains, southeastern Pyrenees. Geomorphology, 2015, 231: 116-129. DOI:10.1016/j.geomorph.2014.10.037 |
| [88] |
Jimenez-Sanchez M, Rodriguez-Rodriguez L, Garcia-Ruiz J M et al. A review of glacial geomorphology and chronology in Northern Spain:Timing and regional variability during the last glacial cycle. Geomorphology, 2013, 196: 50-64. DOI:10.1016/j.geomorph.2012.06.009 |
| [89] |
Pallas R, Rodes A, Braucher R et al. Late Pleistocene and Holocene glaciation in the Pyrenees:A critical review and new evidence from 10Be exposure ages, south-central Pyrenees. Quaternary Science Reviews, 2006, 25(21-22): 2937-2963. DOI:10.1016/j.quascirev.2006.04.004 |
| [90] |
Serrano E, Gonzalez-Trueba J J, Gonzalez-Garcia M. Mountain glaciation and paleoclimate reconstruction in the Picos de Europa(Iberian Peninsula, SW Europe). Quaternary Research, 2012, 78(2): 303-314. DOI:10.1016/j.yqres.2012.05.016 |
| [91] |
Serrano E, Gonzalez-Trueba J J, Pellitero R et al. Quaternary glacial evolution in the central Cantabrian Mountains(Northern Spain). Geomorphology, 2013, 196: 65-82. DOI:10.1016/j.geomorph.2012.05.001 |
| [92] |
Palacios D, de Marcos J, Vazquez-Selem L. Last Glacial Maximum and deglaciation of Sierra de Gredos, central Iberian Peninsula. Quaternary International, 2011, 233(1): 16-26. DOI:10.1016/j.quaint.2010.04.029 |
| [93] |
Palacios D, Andres N, Marcos J et al. Maximum glacial advance and deglaciation of the Pinar Valley(Sierra de Gredos, Central Spain)and its significance in the Mediterranean context. Geomorphology, 2012, 177: 51-61. |
| [94] |
Carrasco R M, Pedraza J, Dominguez-Villar D et al. Sequence and chronology of the Cuerpo de Hombre paleoglacier(Iberian Central System)during the Last Glacial cycle. Quaternary Science Reviews, 2015, 129: 163-177. DOI:10.1016/j.quascirev.2015.09.021 |
| [95] |
Oliva M, Ortiz A G, Palacios D et al. Environmental evolution in Sierra Nevada(South Spain)since the last glaciation, based on multi-proxy records. Quaternary International, 2014, 353: 195-209. DOI:10.1016/j.quaint.2014.02.009 |
| [96] |
Hughes P D, Fink D, Rodes A et al. Timing of Pleistocene glaciations in the High Atlas, Morocco:New 10Be and 36 Cl exposure ages. Quaternary Science Reviews, 2018, 180: 193-213. DOI:10.1016/j.quascirev.2017.11.015 |
| [97] |
Sarikaya M A, Zreda M, Ciner A. Glaciations and paleoclimate of Mount Erciyes, central Turkey, since the Last Glacial Maximum, inferred from 36 Cl cosmogenic dating and glacier modeling. Quaternary Science Reviews, 2009, 28(23-24): 2326-2341. DOI:10.1016/j.quascirev.2009.04.015 |
| [98] |
Sarikaya M A, Zreda M, Ciner A et al. Cold and wet Last Glacial Maximum on Mount Sandiras, SW Turkey, inferred from cosmogenic dating and glacier modeling. Quaternary Science Reviews, 2008, 27(7-8): 769-780. DOI:10.1016/j.quascirev.2008.01.002 |
| [99] |
Sankaya M A, Ciner A, Yildirim C. Cosmogenic 36 Cl glacial chronologies of the Late Quaternary glaciers on Mount Geyikdag in the Eastern Mediterranean. Quaternary Geochronology, 2017, 39: 189-204. DOI:10.1016/j.quageo.2017.03.003 |
| [100] |
Sarikaya M A, Ciner A, Haybat H et al. An early advance of glaciers on Mount Akdag, SW Turkey, before the global Last Glacial Maximum; insights from cosmogenic nuclides and glacier modeling. Quaternary Science Reviews, 2014, 88: 96-109. DOI:10.1016/j.quascirev.2014.01.016 |
| [101] |
Zahno C, Akcar N, Yavuz V et al. Surface exposure dating of Late Pleistocene glaciations at the Dedegol Mountains(Lake Beysehir, SW Turkey). Journal of Quaternary Sciences, 2009, 24(8): 1016-1028. DOI:10.1002/jqs.v24:8 |
| [102] |
Reber R, Akcar N, Yesilyurt S et al. Glacier advances in northeastern Turkey before and during the global Last Glacial Maximum. Quaternary Science Reviews, 2014, 101: 177-192. DOI:10.1016/j.quascirev.2014.07.014 |
| [103] |
Akcar N, Yavuz V, Ivy-Ochs S et al. A case for a downwasting mountain glacier during Termination Ⅰ, Vercenik Valley, Northeastern Turkey. Journal of Quaternary Sciences, 2008, 23(3): 273-285. DOI:10.1002/(ISSN)1099-1417 |
| [104] |
Akcar N, Yavuz V, Yesilyurt S, et al. Synchronous Last Glacial Maximum across the Anatolian Peninsula[J]//Hughes P D, Woodward J C. Quaternary Glaciation in the Mediterranean Mountains. Geological Society London Special Publications, 2017, 433: 251-269.
|
| [105] |
Zahno C, Akcar N, Yavuz V et al. Chronology of Late Pleistocene glacier variations at the Uludag Mountain, NW Turkey. Quaternary Science Reviews, 2010, 29(9-10): 1173-1187. DOI:10.1016/j.quascirev.2010.01.012 |
| [106] |
Akcar N, Yavuz V, Ivy-Ochs S et al. Glacier response to the change in atmospheric circulation in the eastern Mediterranean during the Last Glacial Maximum. Quaternary Geochronology, 2014, 19: 27-41. DOI:10.1016/j.quageo.2013.09.004 |
| [107] |
Kuhlemann J, Gachev E, Gikov A et al. Glaciation in the Rila Mountains(Bulgaria)during the Last Glacial Maximum. Quaternary International, 2013, 293: 51-62. DOI:10.1016/j.quaint.2012.06.027 |
| [108] |
Kuhlemann J, Milivojevic M, Krumrei I et al. Last glaciation of the Sara Range(Balkan Peninsula):Increasing dryness from the LGM to the Holocene. Austrian Journal of Earth Sciences, 2009, 102(1): 146-158. |
| [109] |
Kuhlemann J, Dobre F, Urdea P et al. Last Glacial Maximum glaciation of the central south Carpathian Range(Romania). Austrian Journal of Earth Sciences, 2013, 106(2): 83-87. |
| [110] |
Ruszkiczay-Rudiger Z, Kern Z, Urdea P et al. Revised deglaciation history of the Pietrele-Stanisoara glacial complex, Retezat Mts, Southern Carpathians, Romania. Quaternary International, 2016, 415: 216-229. DOI:10.1016/j.quaint.2015.10.085 |
| [111] |
Makos M, Dzierzek J, Nitychoruk J et al. Timing of glacier advances and climate in the High Tatra Mountains(Western Carpathians)during the Last Glacial Maximum. Quaternary Research, 2014, 82(1): 1-13. DOI:10.1016/j.yqres.2014.04.001 |
| [112] |
Engel Z, Mentlik P, Braucher R et al. Geomorphological evidence and 10Be exposure ages for the Last Glacial Maximum and deglaciation of the Velka and Mala Studena dolina valleys in the High Tatra Mountains, Central Europe. Quaternary Science Reviews, 2015, 124: 106-123. DOI:10.1016/j.quascirev.2015.07.015 |
| [113] |
Engel Z, Mentlik P, Braucher R et al. 10Be exposure age chronology of the last glaciation of the Rohacska Valley in the Western Tatra Mountains, Central Europe. Geomorphology, 2017, 293: 130-142. DOI:10.1016/j.geomorph.2017.05.012 |
| [114] |
Giraudi C, Frezzotti M. Late Pleistocene glacial events in the Central Pennines, Italy. Quaternary Research, 1997, 48(3): 280-290. DOI:10.1006/qres.1997.1928 |
| [115] |
Saks T, Kalvans A, Zelcs V. OSL dating of Middle Weichselian age shallow basin sediments in Western Latvia, Eastern Baltic. Quaternary Science Reviews, 2012, 44: 60-68. DOI:10.1016/j.quascirev.2010.11.004 |
| [116] |
Toucanne S, Zaragosi S, Bourillet J F et al. Timing of massive 'Fleuve Manche' discharges over the last 350 kyr:Insights into the European ice-sheet oscillations and the European drainage network from MIS 10 to 2. Quaternary Science Reviews, 2009, 28(13-14): 1238-1256. DOI:10.1016/j.quascirev.2009.01.006 |
| [117] |
Toucanne S, Zaragosi S, Bourillet J F et al. A 1.2 Ma record of glaciation and fluvial discharge from the West European Atlantic margin. Quaternary Science Reviews, 2009, 28(25-26): 2974-2981. DOI:10.1016/j.quascirev.2009.08.003 |
| [118] |
Thierens M, Pirlet H, Colin C et al. Ice-rafting from the British-Irish ice sheet since the earliest Pleistocene(2.6 million years ago):Implications for long-term mid-latitudinal ice-sheet growth in the North Atlantic region. Quaternary Science Reviews, 2012, 44: 229-240. DOI:10.1016/j.quascirev.2010.12.020 |
| [119] |
Schaefer J M, Finkel R C, Balco G et al. Greenland was nearly ice-free for extended periods during the Pleistocene. Nature, 2016, 540(7632): 252. DOI:10.1038/nature20146 |
| [120] |
Dortch J M, Owen L A, Caffee M W. Timing and climatic drivers for glaciation across semi-arid western Himalayan-Tibetan orogen. Quaternary Science Reviews, 2013, 78: 188-208. DOI:10.1016/j.quascirev.2013.07.025 |
| [121] |
Wang J, Cui H, Harbor J M et al. Mid-MIS 3 climate inferred from reconstructing the Dalijia Shan Ice Cap, north-eastern Tibetan Plateau. Journal of Quaternary Sciences, 2015, 30(6): 558-568. DOI:10.1002/jqs.2802 |
| [122] |
Hang C, Wang J, Yu B et al. Marine Isotope Stage 3 paleotemperature inferred from reconstructing the Die Shan Ice Cap, northeastern Tibetan Plateau. Quaternary Research, 2018. DOI:10.1017/qua.2017.1115 |
| [123] |
Chen Y, Li Y, Wang Y et al. Late Quaternary glacial history of the Karlik Range, easternmost Tian Shan, derived from 10Be surface exposure and optically stimulated luminescence datings. Quaternary Science Reviews, 2015, 115: 17-27. DOI:10.1016/j.quascirev.2015.02.010 |
| [124] |
Hu G, Yi C L, Zhang J F et al. Extensive glacial advances during the Last Glacial Maximum near the eastern Himalayan syntaxis. Quaternary International, 2017, 443: 1-12. |
| [125] |
Strasky S, Graf A A, Zhao Z Z et al. Late glacial ice advances in southeast Tibet. Journal of Asian Earth Sciences, 2009, 34: 458-465. DOI:10.1016/j.jseaes.2008.07.008 |
| [126] |
Fu P, Stroeven A P, Harbor J M et al. Paleoglaciation of Shaluli Shan, southeastern Tibetan Plateau. Quaternary Science Reviews, 2013, 64: 121-135. DOI:10.1016/j.quascirev.2012.12.009 |
| [127] |
Owen L A, Finkel R C, Barnard P L et al. Climatic and topographic controls on the style and timing of Late Quaternary glaciation throughout Tibet and the Himalaya defined by 10Be cosmogenic radionuclide surface exposure dating. Quaternary Science Reviews, 2005, 24(12-13): 1391-1411. DOI:10.1016/j.quascirev.2004.10.014 |
| [128] |
施雅风, 姚檀栋. 中低纬度MIS 3b(54-44 ka BP)冷期与冰川前进. 冰川冻土, 2002, 24(1): 1-4. Shi Yafeng, Yao Tandong. MIS 3b(54-44 ka BP) cold period and glacial advance in middle and 1ow latitudes. Journal of Glaciology and Geocryology, 2002, 24(1): 1-4. |
| [129] |
崔之久, 张威. 末次冰期冰川规模与冰川异时、同时问题的讨论. 冰川冻土, 2003, 25(5): 510-516. Cui Zhijiu, Zhang Wei. Discussion about the glacier extent and advance/retreat asynchrony during the last glaciation. Journal of Glaciology and Geocryology, 2003, 25(5): 510-516. |
| [130] |
Hedrick K A, Seong Y B, Owen L A et al. Towards defining the transition in style and timing of Quaternary glaciation between the monsoon-influenced Greater Himalaya and the semi-arid Transhimalaya of Northern India. Quaternary International, 2011, 236: 21-33. DOI:10.1016/j.quaint.2010.07.023 |
| [131] |
Chevalier M-L, Hilley G, Tapponnier P et al. Constraints on the Late Quaternary glaciations in Tibet from cosmogenic exposure ages of moraine surfaces. Quaternary Science Reviews, 2011, 30(5-6): 528-554. DOI:10.1016/j.quascirev.2010.11.005 |
| [132] |
田泽生. 太白山第四纪冰川遗迹的探讨. 西北大学学报(自然科学版), 1981(3): 59-69. Tian Zesheng. Quaternary glacial remains in Taibai Shan, the Qingling Mountains. Journal of Northwestern University(Natural Science Edition), 1981(3): 59-69. |
| [133] |
Zhang W, Niu Y, Yan L et al. Late Pleistocene glaciation of the Changbai Mountains in Northeastern China. Chinese Science Bulletin, 2008, 53(17): 2672-2684. |
| [134] |
Stauch G, Gualtieri L. Late Quaternary glaciations in Northeastern Russia. Journal of Quaternary Sciences, 2008, 23(6-7): 545-558. DOI:10.1002/jqs.v23:6/7 |
| [135] |
Shirai M, Tada T, Fujioka K. Identification and chronostratigraphy of Middle to Upper Quaternary marker tephras occurring in the Anden coast based on comparison with ODP cores in the Sea of Japan. The Quaternary Research(Daiyonla-Kenkyu), 1997, 36: 183-196. DOI:10.4116/jaqua.36.183 |
| [136] |
Aoki T. Chronometry of the glacial deposits based on the 10Be exposure age method-A case study in Senjojiki cirque and Nogaike cirque, northern part of the Kiso mountain range. The Quaternary Research(Daiyonki-Kenkyu), 2000, 39: 189-198. DOI:10.4116/jaqua.39.189 |
| [137] |
Koaze T, Sugihara S, Shimizu F et al. Geomorphological studies of Mount Shirouma and its surroundings, Central Japan. Sundai Historical Review, 1974, 35: 1-86. |
| [138] |
Aoki K, Arai F. Late Quaternary tephrostratigraphy of marine core KH94-3 LM-8 off Sanriku, Japan. The Quaternary Research, 2000, 39(2): 107-120. DOI:10.4116/jaqua.39.107 |
| [139] |
Zech R, Zech M, Kubik P W et al. Deglaciation and landscape history around Annapurna, Nepal, based on 10Be surface exposure dating. Quaternary Science Reviews, 2009, 28(11-12): 1106-1118. DOI:10.1016/j.quascirev.2008.11.013 |
| [140] |
Cui Z J, Yang J F, Liu G G et al. Discovery of Quaternary glacial evidence of Snow Mountain in Taiwan, China. Chinese Science Bulletin, 2000, 45(6): 566-571. DOI:10.1007/BF02887108 |
| [141] |
Hebenstreit R, Ivy-Ochs S, Kubik P W et al. Lateglacial and Early Holocene surface exposure ages of glacial boulders in the Taiwanese high mountain range. Quaternary Science Reviews, 2011, 30(3-4): 298-311. DOI:10.1016/j.quascirev.2010.11.002 |
| [142] |
Chamberlin T C. The classification of American glacial deposits. Journal of Geology, 1895, 3: 270-277. DOI:10.1086/607182 |
| [143] |
Ward B C, Bond J D, Gosse J C. Evidence for a 55-50 ka(early Wisconsin)glaciation of the Cordilleran ice sheet, Yukon Territory, Canada. Quaternary Research, 2007, 68(1): 141-150. DOI:10.1016/j.yqres.2007.04.002 |
| [144] |
McKay E D Ⅲ, Berg R C. Optical ages spanning two glacial-interglacial cycles from deposits of the ancient Mississippi River, north-central Illinois. Geological Society of America Abstract Programs, 2008, 40(5): 78. |
| [145] |
Balco G, Rovey C W Ⅱ. Absolute chronology for major Pleistocene advances of the Laurentide Ice Sheet. Geology, 2010, 38(9): 795-798. DOI:10.1130/G30946.1 |
| [146] |
Rovey C W Ⅱ, McLouth T. A near synthesis of pre-Illinoian till stratigraphy in the central United States:Iowa, Nebraska and Missouri. Quaternary Science Reviews, 2015, 126: 96-111. DOI:10.1016/j.quascirev.2015.08.024 |
| [147] |
Vázquez-Selem L, Heine K. Late Quaternary glaciation of México. Developments in Quaternary Sciences, 2004, 2: 233-242. |
| [148] |
Petit J R, Jouzel J, Raynaud D et al. Climate and atmospheric history of the past 420, 000 years from the Vostok ice core, Antarctica. Nature, 1999, 399(6735): 429-436. DOI:10.1038/20859 |
| [149] |
Dong G C, Huang F X, Yi C L et al. Mid-Late Pleistocene glacial evolution in the Grove Mountains, East Antarctica, constraints from cosmogenic 10Be surface exposure dating of glacial erratic cobbles. Quaternary Science Reviews, 2016, 145: 71-81. DOI:10.1016/j.quascirev.2016.05.030 |
| [150] |
Bromley G R M, Schaefer J M, Hall B L et al. A cosmogenic 10Be chronology for the local Last Glacial Maximum and termination in the Cordillera Oriental, southern Peruvian Andes:Implications for the tropical role in global climate. Quaternary Science Reviews, 2016, 148: 54-67. DOI:10.1016/j.quascirev.2016.07.010 |
| [151] |
Ward D J, Cesta J M, Galewsky J et al. Late Pleistocene glaciations of the arid subtropical Andes and new results from the Chajnantor Plateau, northern Chile. Quaternary Science Reviews, 2015, 128: 98-116. DOI:10.1016/j.quascirev.2015.09.022 |
| [152] |
Coronato A, Rabassa J. Pleistocene glaciations in Southern Patagonia and Tierra del Fuego[M]//Ehlers J, Gibbard P L, Hughes P D. Quaternary Glaciations-Extent and Chronology: A Closer Look. Elsevier Science & Technology, 2011: 715-727.
|
| [153] |
Darwin C. On the distribution of the erratic boulders and on the contemporaneous unstratified deposits of South America. Transections of the Geological Society of London, 1842, 6: 415-431. |
| [154] |
Rabassa J. Late Cenozoic glaciations in Patagonia and Tierra del Fuego[M]//Rabassa J. Late Cenozoic of Patagonia and Tierra Del Fuego. New York: Elsevier, 2008: 151-204.
|
| [155] |
Glasser N F, Jansson K N, Goodfellow B W et al. Cosmogenic nuclide exposure ages for moraines in the Lago San Martin Valley, Argentina. Quaternary Research, 2011, 75(3): 636-646. DOI:10.1016/j.yqres.2010.11.005 |
| [156] |
Darvill C M, Bentley M J, Stokes C R et al. Extensive MIS 3 glaciation in southernmost Patagonia revealed by cosmogenic nuclide dating of outwash sediments. Earth and Planetary Science Letters, 2015, 429: 157-169. DOI:10.1016/j.epsl.2015.07.030 |
| [157] |
Colhoun E A, Barrows T T. The glaciation of Australia[M]//Ehlers J, Gibbard P L, Hughes P D. Quaternary Glaciations-Extent and Chronology: A Closer Look. Elsevier Science & Technology, 2011: 1037-1045.
|
| [158] |
Gage M, Suggate R P. Glacial chronology of the New Zealand Pleistocene. Geological Society of America Bulletin, 1958, 69(5): 589-598. DOI:10.1130/0016-7606(1958)69[589:GCOTNZ]2.0.CO;2 |
| [159] |
Schaefer J M, Putnam A E, Denton G H et al. The Southern Glacial Maximum 65, 000 years ago and its unfinished termination. Quaternary Science Reviews, 2015, 114: 52-60. DOI:10.1016/j.quascirev.2015.02.009 |
| [160] |
Kelley S E, Kaplan M R, Schaefer J M et al. High-precision 10Be chronology of moraines in the Southern Alps indicates synchronous cooling in Antarctica and New Zealand 42, 000 years ago. Earth and Planetary Science Letters, 2014, 405: 194-206. DOI:10.1016/j.epsl.2014.07.031 |
| [161] |
Doughty A M, Schaefer J M, Putnam A E et al. Mismatch of glacier extent and summer insolation in Southern Hemisphere mid-latitudes. Geology, 2015, 43(5): 407-410. DOI:10.1130/G36477.1 |
| [162] |
Putnam A E, Schaefer J M, Denton G H et al. The Last Glacial Maximum at 44°S documented by a 10Be moraine chronology at Lake Ohau, Southern Alps of New Zealand. Quaternary Science Reviews, 2013, 62: 114-141. DOI:10.1016/j.quascirev.2012.10.034 |
| [163] |
Barrows T T, Stone J O, Fifield L K et al. Late Pleistocene glaciation of the Kosciuszko Massif, Snowy Mountains, Australia. Quaternary Research, 2001, 55(2): 179-189. DOI:10.1006/qres.2001.2216 |
| [164] |
Hall K, Meiklejohn I. Glaciation in Southern Africa and in the Sub-Antarctic[M]//Ehlers J, Gibbard P L, Hughes P D. Quaternary Glaciations-Extent and Chronology: A Closer Look. Elsevier Science & Technology, 2011: 1081-1085.
|
| [165] |
Ehlers J, Gibbard P L, Hughes P D. Quaternary Glaciations-Extent and Chronology:A Closer Look. Elsevier Science & Technology, 2011: 467-487.
|
| [166] |
Shanahan T M, Zreda M. Chronology of Quaternary glaciations in East Africa. Earth and Planetary Science Letters, 2000, 177(1-2): 23-42. DOI:10.1016/S0012-821X(00)00029-7 |
| [167] |
Prentice M L, Hope G S, Peterson J A, et al. The glaciation of the South-East Asian equatorial region[M]//Ehlers J, Gibbard P L, Hughes P D. Quaternary Glaciations-Extent and Chronology: A Closer Look. Elsevier Science & Technology, 2011: 1023-1036.
|
| [168] |
Angel I, Audemard M F A, Carcaillet J et al. Deglaciation chronology in the Merida Andes from cosmogenic 10Be dating(Gavidia valley, Venezuela). Journal of South American Earth Sciences, 2016, 71: 235-247. DOI:10.1016/j.jsames.2016.08.001 |
| [169] |
Mahaney W C, Kalm V, Menzies J et al. Reconstruction of the Early Merida, pre-LGM glaciation with comparison to Late Glacial Maximum till, northwestern Venezuelan Andes. Sedimentary Geology, 2010, 226(1-4): 29-41. DOI:10.1016/j.sedgeo.2010.02.004 |
| [170] |
李柄元, 李吉均, 施雅风. 青藏高原第四纪冰川分布图. 北京: 科学出版社, 1991. Li Bingyuan, Li Jijun, Shi Yafeng. Distribution of Quaternary Glaciations in the Qinghai-Tibet Plateau. Beijing: Science Press, 1991. |
| [171] |
Eyles N, Eyles C H, Miall A D. Lithofacies types and vertical profile models-An alternative approach to the description and environmenal interpretation of glacial diamict and damictite sequences. Sedimentology, 1983, 30(3): 393-410. DOI:10.1111/sed.1983.30.issue-3 |
| [172] |
Flint R F. Glacial and Quaternary Geology. New York: John Wiley, 1971: 1-170.
|
| [173] |
崔之久. 天山乌鲁木齐河原冰碛垄与冰碛沉积的类型和特征. 冰川冻土, 1980(增刊): 36-48. Cui Zhijiu. Depostional types and characteristics of glacial tills in the source area of the Vrümqi River, Tian Shan. Journal of Glaciology and Geocryology, 1980(Suppl.): 36-48. |
| [174] |
Benn D I, Owen L A. Himalayan glacial sedimentary environments:A framework for reconstructing and dating the former extent of glaciers in high mountains. Quaternary International, 2002, 97(97-98): 3-25. |
| [175] |
施雅风, 崔之久, 李吉均等. 中国东部第四纪冰川与环境问题. 北京: 科学出版社, 1989: 1-462. Shi Yafeng, Cui Zhijiu, Li Jijun et al. Quaternary Glaciations and Environmental Problems in the Eastern China. Beijing: Science Press, 1989: 1-462. |
| [176] |
崔之久. 论混杂堆积的混杂岩的成因判别原则与标志. 地质论评, 1988, 34(4): 369-376. Cui Zhijiu. Laws and indexes of discrimination for diamictons. Geological Review, 1988, 34(4): 369-376. |
| [177] |
Qiao B J, Yi C L. Reconstruction of Little Ice Age glacier area and equilibrium line attitudes in the central and western Himalaya. Quaternary International, 2017, 444: 65-75. DOI:10.1016/j.quaint.2016.11.049 |
| [178] |
Zhang Q, Yi C, Fu P et al. Glacier change in the Gangdise Mountains, southern Tibet, since the Little Ice Age. Geomorphology, 2018, 306: 51-63. DOI:10.1016/j.geomorph.2018.01.002 |
| [179] |
Dong G C, Zhou W J, Yi C L et al. Cosmogenic 10Be surface exposure dating of 'Little Ice Age' glacial events in the Mount Jaggang area, central Tibet. The Holocene, 2017, 27(10): 1516-1525. DOI:10.1177/0959683617693895 |
| [180] |
李吉均. 论冰川擦痕. 冰川冻土, 1982, 44(1): 29-34. Li Jijun. On glacial striation. Journal of Glaciology and Geocryology, 1982, 44(1): 29-34. |
| [181] |
蒲健辰, 姚檀栋, 王宁练等. 青藏高原普若岗日冰原80 m深冰层温度变化分析. 冰川冻土, 2002, 24(3): 282-286. Pu Jianchen, Yao Tandong, Wang Ninglian et al. The distribution of 80 m ice temperature in Puruogangri ice field on the Tibetan Plateau. Journal of Glaciology and Geocryology, 2002, 24(3): 282-286. |
| [182] |
崔之久, 熊黑钢. 山地冰川沉积相模式与特征. 第四纪研究, 1989(3): 254-268. Cui Zhijiu, Xiong Heigang. The sedimentary facies characteristics of mountain glaciers. Quaternary Sciences, 1989(3): 254-268. |
| [183] |
Li D, Yi C, Ma B et al. Fabric analysis of till clasts in the upper Vrümqi River, Tian Shan, China. Quaternary International, 2006, 154: 19-25. |
| [184] |
Dreimanis A, Vangers U J. Bimodal distribtuion of rock and mineral fragments in basal tills[M]//Goldthwait R P. Till-A Symposium. Columbus Ohio: Ohio State University Press, 1971: 237-250.
|
| [185] |
Yi C L, Cui Z J. Subglacial deformation:Evidence from microfabric studies of particles and voids in till from the upper Vrümqi river valley, Tien Shan, China. Journal of Glaciology, 2001, 47(159): 607-612. DOI:10.3189/172756501781831710 |
| [186] |
Yi C L. Subglacial comminution in till-Evidence from microfabric studies and grain-size distributions. Journal of Glaciology, 1997, 43(145): 473-479. DOI:10.1017/S0022143000035073 |
| [187] |
易朝路. 冰川沉积与第四纪测年评估[M]//施雅风, 崔之久, 苏珍. 中国第四纪冰川与环境. 石家庄: 河北科技出版社, 2006: 116-147. Yi Chaolu. Glacial deposits and estimation of datings of Quaternary glaciations[M]//Shi Yafeng, Cui Zhijiu, Su Zhen. Quaternary Glaciations and Environment of China. Shijiazhuang: Heibei Science and Technology Press, 2006: 116-147. |
| [188] |
Iverson N R, Hooyer T S, Thomason J F et al. The experimental basis for interpreting particle and magnetic fabrics of sheared till. Earth Surface Processes and Landforms, 2008, 33(4): 627-645. DOI:10.1002/(ISSN)1096-9837 |
| [189] |
Melanson A, Bell T, Tarasov L. Numerical modelling of subglacial erosion and sediment transport and its application to the North American ice sheets over the last glacial cycle. Quaternary Science Reviews, 2013, 68: 154-174. DOI:10.1016/j.quascirev.2013.02.017 |
| [190] |
Iverson N R. A theory of glacial quarrying for landscape evolution models. Geology, 2012, 40(8): 679-682. DOI:10.1130/G33079.1 |
| [191] |
Herman F, Beyssac O, Brughelli M et al. Erosion by an Alpine glacier. Science, 2015, 350(6257): 193-195. DOI:10.1126/science.aab2386 |
| [192] |
Yi C L, Fu P, Li Y K, et al. Glacial erosion report overlooks the role of quarrying in shaping mountain landscape[J]. Science, 2016, http://science.sciencemag.org/content/350/6257/193/tab-e-letters
|
| [193] |
Owen L A, Finkel R C, Caffee M et al. Timing of multiple Late Quaternary glaciations in the Hunza Valley, Karakoram Mountains, northern Pakistan:Defined by cosmogenic radionuclide dating of moraines. Geological Society of America Bulletin, 2002, 114(5): 593-604. DOI:10.1130/0016-7606(2002)114<0593:TOMLQG>2.0.CO;2 |
| [194] |
Gillespie A, Molnar P. Asynchronous maximum advances of mountain and continental glaciers. Reviews of Geophysics, 1995, 33(3): 311-364. DOI:10.1029/95RG00995 |
| [195] |
Hughes P D, Gibbard P L, Ehlers J. Timing of glaciation during the Last Glacial cycle:Evaluating the concept of a global Last Glacial Maximum(LGM). Earth-Science Reviews, 2013, 125: 171-198. DOI:10.1016/j.earscirev.2013.07.003 |
| [196] |
Owen L A, Dortch J M. Nature and timing of Quaternary glaciation in the Himalayan-Tibetan orogen. Quaternary Science Reviews, 2014, 88: 14-54. DOI:10.1016/j.quascirev.2013.11.016 |
| [197] |
崔之久, 陈艺鑫, 张威等. 中国第四纪冰期历史、特征及成因探讨. 第四纪研究, 2011, 31(5): 749-764. Cui Zhijiu, Chen Yixin, Zhang Wei et al. Research history, glacial chronology and origins of Quateanry glaciations in China. Quaternary Sciences, 2011, 31(5): 749-764. |
| [198] |
欧先交, 周尚哲, 赖忠平等. 青藏高原第四纪冰川作用及其气候响应的讨论. 第四纪研究, 2015, 35(1): 12-28. Ou Xianjiao, Zhou Shangzhe, Lai Zhongping et al. Discussions on Quaternary glaciations and their climatic responding in the Qinghai Tibetan Plateau. Quaternary Sciences, 2015, 35(1): 12-28. |
| [199] |
Heyman J, Stroeven A P, Harbor J M et al. Too young or too old:Evaluating cosmogenic exposure dating based on an analysis of compiled boulder exposure ages. Earth and Planetary Science Letters, 2011, 302(1-2): 71-80. DOI:10.1016/j.epsl.2010.11.040 |
| [200] |
Xu X, Yi C. Little Ice Age on the Tibetan Plateau and its bordering mountains:Evidence from moraine chronologies. Global and Planetary Change, 2014, 116: 41-53. DOI:10.1016/j.gloplacha.2014.02.003 |
| [201] |
Balco G, Stone J O, Lifton N A et al. A complete and easily accessible means of calculating surface exposure ages or erosion rates from 10Be and 26Al measurements. Quaternary Geochronology, 2008, 3(3): 174-195. DOI:10.1016/j.quageo.2007.12.001 |
| [202] |
Balco G, Briner J, Finkel R C et al. Regional beryllium-10 production rate calibration for late-glacial northeastern North America. Quaternary Geochronology, 2009, 4(2): 93-107. DOI:10.1016/j.quageo.2008.09.001 |
| [203] |
Stroeven A P, Heyman J, Fabel D et al. A new Scandinavian reference 10Be production rate. Quaternary Geochronology, 2015, 29: 104-115. DOI:10.1016/j.quageo.2015.06.011 |
| [204] |
Kelly M A, Lowell T V, Applegate P J et al. A locally calibrated, Late Glacial 10Be production rate from a low-latitude, high-altitude site in the Peruvian Andes. Quaternary Geochronology, 2015, 26: 70-85. DOI:10.1016/j.quageo.2013.10.007 |
| [205] |
Putnam A E, Schaefer J M, Barrell D J A et al. In situ cosmogenic 10Be production-rate calibration from the Southern Alps, New Zealand. Quaternary Geochronology, 2010, 5(4): 392-409. DOI:10.1016/j.quageo.2009.12.001 |
| [206] |
吴家章, 易朝路, 许向科等. 祁连山摆浪河全新世冰量变化初探. 冰川冻土, 2015, 37(3): 595-603. Wu Jiazhang, Yi Chaolu, Xu Xiangke et al. First exploration of the ice volume variations during the Holocene in the Bailanghe River basin, Qilian Mountains. Journal of Glaciology and Geocryology, 2015, 37(3): 595-603. |
| [207] |
Nye J F. A method of calculating the thickness of the ice-sheets. Nature, 1952, 169(4300): 529-530. DOI:10.1038/169529a0 |
| [208] |
Schilling D H, Hollin J T. Numerical Reconstructions of Valley Glaciers and Small Ice Caps. New York: Wiley, 1981: 1-201.
|
| [209] |
Vieira G. Combined numerical and geomorphological reconstruction of the Serra da Estrela Plateau icefield, Portugal. Geomorphology, 2008, 97(1-2): 190-207. DOI:10.1016/j.geomorph.2007.02.042 |
| [210] |
Benn D I, Hulton N R J. An ExcelTM spreadsheet program for reconstructing the surface profile of former mountain glaciers and ice caps. Computers & Geosciences, 2010, 36(5): 605-610. |
| [211] |
金耀. 念青唐古拉山曲嘎切末次冰盛期古冰川重建[D]. 北京: 中国科学院大学硕士论文, 2013: 26-28. Jin Yao. Reconstruction of Last Glacial Maximum Palaeoglacier in the Qugaqie Valley in Nyainqêntanglha Range[D]. Beijing: The Master's Dissertation of University of Chinese Academy of Sciences, 2013: 26-28. |
| [212] |
Dong G, Xu X, Zhou W et al. Cosmogenic 10Be surface exposure dating and glacier reconstruction for the Last Glacial Maximum in the Quemuqu Valley, western Nyainqentanglha Mountains, south Tibet. Journal of Quaternary Sciences, 2017, 32(5): 639-652. DOI:10.1002/jqs.v32.5 |
| [213] |
刘金花, 易朝路, 李英奎. 藏南卡鲁雄峰枪勇冰川新冰期冰川发育探讨. 第四纪研究, 2018, 38(2): 348-354. Liu Jinhua, Yi Chaolu, Li Yingkui. Reconstruction of the neoglacial glaciers in the Qiangyong valley, Mt. Kaluxung, south Tibet. Quaternary Sciences, 2018, 38(2): 348-354. |
| [214] |
Plummer M A, Phillips F M. A 2-D numerical model of snow/ice energy balance and ice flow for paleoclimatic interpretation of glacial geomorphic features. Quaternary Science Reviews, 2003, 22(14): 1389-1406. DOI:10.1016/S0277-3791(03)00081-7 |
| [215] |
Laabs B J C, Plummer M A, Mickelson D M. Climate during the Last Glacial Maximum in the Wasatch and southern Uinta Mountains inferred from glacier modeling. Geomorphology, 2006, 75(3-4): 300-317. DOI:10.1016/j.geomorph.2005.07.026 |
| [216] |
Refsnider K A, Laabs B J C, Plummer M A et al. Last Glacial Maximum climate inferences from cosmogenic dating and glacier modeling of the western Uinta ice field, Uinta Mountains, Utah. Quaternary Research, 2008, 69(1): 130-144. DOI:10.1016/j.yqres.2007.10.014 |
| [217] |
Xu X, Hu G, Qiao B. Last Glacial Maximum climate based on cosmogenic 10Be exposure ages and glacier modeling for the head of Tashkurgan Valley, northwest Tibetan Plateau. Quaternary Science Reviews, 2013, 80: 91-101. DOI:10.1016/j.quascirev.2013.09.004 |
| [218] |
Xu X, Glasser N F. Glacier sensitivity to equilibrium line altitude and reconstruction for the last glacial cycle:Glacier modeling in the Payuwang Valley, western Nyaicientanggulha Shan, Tibetan Plateau. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2015, 440: 614-620. DOI:10.1016/j.palaeo.2015.09.025 |
| [219] |
Broecker W, Barker S, Clark E et al. Ventilation of the glacial deep Pacific Ocean. Science, 2004, 306: 1169-1172. DOI:10.1126/science.1102293 |
| [220] |
Benn D I, Lehmkuhl F. Mass balance and equilibrium-line altitudes of glaciers in high-mountain environments. Quaternary International, 2000, 65-66: 15-29. DOI:10.1016/S1040-6182(99)00034-8 |
| [221] |
Giesen R H, Oerlemans J. Calibration of a surface mass balance model for global-scale applications. Cryosphere, 2012, 6(6): 1463-1481. DOI:10.5194/tc-6-1463-2012 |
| [222] |
Hubbard A, Blatter H, Nienow P et al. Comparison of a three-dimensional model for glacier flow with field data from Haut Glacier d'Arolla, Switzerland. Journal of Glaciology, 1998, 44(147): 368-378. DOI:10.1017/S0022143000002690 |
| [223] |
Heyman J, Stroeven A P, Caffee M W et al. Palaeoglaciology of Bayan Har Shan, NE Tibetan Plateau:Exposure ages reveal a missing LGM expansion. Quaternary Science Reviews, 2011, 30(15-16): 1988-2001. DOI:10.1016/j.quascirev.2011.05.002 |
| [224] |
Xu Xiangke, Dong Guocheng, Pan Baolin et al. Late glacial glacier-climate modeling in two valleys on the eastern slope of Samdainkangsang Peak, Nyaiqentanggulha Mountains. Science China:Earth Sciences, 2017, 60(1): 135-142. DOI:10.1007/s11430-016-0110-x |
| [225] |
Seguinot J, Rogozhina I, Stroeven A P et al. Numerical simulations of the Cordilleran ice sheet through the last glacial cycle. Cryosphere, 2016, 10(2): 639-664. DOI:10.5194/tc-10-639-2016 |
| [226] |
Kirchner N, Greve R, Stroeven A P et al. Paleoglaciological reconstructions for the Tibetan Plateau during the last glacial cycle:Evaluating numerical ice sheet simulations driven by GCM-ensembles. Quaternary Science Reviews, 2011, 30(1-2): 248-267. DOI:10.1016/j.quascirev.2010.11.006 |
| [227] |
Heyman B M, Heyman J, Fickert T et al. Paleo-climate of the central European uplands during the Last Glacial Maximum based on glacier mass-balance modeling. Quaternary Research, 2013, 79(1): 49-54. DOI:10.1016/j.yqres.2012.09.005 |
| [228] |
Seguinot J, Khroulev C, Rogozhina I et al. The effect of climate forcing on numerical simulations of the Cordilleran ice sheet at the Last Glacial Maximum. Cryosphere, 2014, 8(3): 1087-1103. DOI:10.5194/tc-8-1087-2014 |
| [229] |
Åkesson H, Nisancioglu K H, Giesen R H et al. Simulating the evolution of Hardangerjokulen ice cap in southern Norway since the mid-Holocene and its sensitivity to climate change. Cryosphere, 2017, 11(1): 281-302. DOI:10.5194/tc-11-281-2017 |
| [230] |
Xu X K, Yi C L. Timing and configuration of the Gongga Ⅱ glaciation in the Hailuogou valley, eastern Tibetan Plateau:A glacier-climate modeling method. Quaternary International, 2017, 444: 151-156. DOI:10.1016/j.quaint.2017.01.011 |
| [231] |
Xu X K, Pan B L, Dong G C et al. Last Glacial climate reconstruction by exploring glacier sensitivity to climate on the southeastern slope of the western Nyaiqentanglha Shan, Tibetan Plateau. Journal of Glaciology, 2017, 63(238): 361-371. DOI:10.1017/jog.2016.147 |
| [232] |
Liu Z, Otto-Bliesner B, Kutzbach J et al. Coupled climate simulation of the evolution of global monsoons in the Holocene. Journal of Climate, 2003, 16(15): 2472-2490. DOI:10.1175/1520-0442(2003)016<2472:CCSOTE>2.0.CO;2 |
| [233] |
Otto-Bliesner B L, Brady E C, Clauzet G et al. Last Glacial Maximum and Holocene climate in CCSM3. Journal of Climate, 2006, 19(11): 2526-2544. DOI:10.1175/JCLI3748.1 |
| [234] |
张仲石, 燕青, 张冉等. 第四纪北半球冰盖发育与东亚气候的遥相关. 第四纪研究, 2017, 37(5): 1009-1016. Zhang Zhongshi, Yan Qing, Zhang Ran et al. Teleconnection between Northern Hemisphere ice sheets and East Asian climate during Quaternary. Quaternary Sciences, 2017, 37(5): 1009-1016. |
| [235] |
曹剑, 吴立广. 末次盛冰期冰盖对全球季风活动的非对称性影响. 气象科学, 2016, 36(4): 425-435. Cao Jian, Wu Liguang. A symmetric impact of Last Glacial Maximum ice sheets on global monsoon activity. Journal of the Meteorological Sciences, 2016, 36(4): 425-435. DOI:10.3969/2015jms.0032 |
| [236] |
姜大膀, 田芝平. 末次冰盛期和全新世中期东亚地区水汽输送的模拟研究. 第四纪研究, 2017, 37(5): 999-1008. Jiang Dabang, Tian Zhiping. Last Glacial Maximum and mid-Holocene water vapor transport over East Asia:A modeling study. Quaternary Sciences, 2017, 37(5): 999-1008. |
| [237] |
苏宝煌, 姜大膀. 青藏高原隆升与亚洲内陆干旱化的海气耦合模式模拟研究. 第四纪研究, 2016, 36(4): 935-944. Su Baohuang, Jiang Dabang. The Tibetan Plateau uplift and Asian inland aridification simulated by a Coupled Atmosphere Ocean Model. Quaternary Sciences, 2016, 36(4): 935-944. |
| [238] |
王志远, 刘健, 王晓青等. 球系统模式CESM1.0对太阳辐射和温室气体的敏感性差异研究. 第四纪研究, 2016, 36(3): 758-767. Wang Zhiyuan, Liu Jian, Wang Xiaoqing et al. Divergent sensitivity of Earth System Model CESM1.0 to solar radiation versus greenhouse gases. Quaternary Sciences, 2016, 36(3): 758-767. |
| [239] |
靳立亚, Otto-Bliesner B L. 近10年来国际古气候模拟比较计划(PMIP)回顾和未来古气候模拟研究热点. 第四纪研究, 2009, 29(6): 1015-1024. Jin Liya, Otto-Bliesner B L. Advances of MPIP in the last 10 years and its key themes of future research plan. Quaternary Sciences, 2009, 29(6): 1015-1024. |
| [240] |
Kuhle M. Reconstruction of the 2.4 million km2 Late Pleistocene ice sheet on the Tibetan Plateau and its impact on the global climate. Quaternary International, 1998, 45-46: 71-108. DOI:10.1016/S1040-6182(97)00008-6 |
| [241] |
Lehmkuhl F, Haselein F. Quaternary paleoenvironmental change on the Tibetan Plateau and adjacent areas(Western China and Western Mongolia). Quaternary International, 2000, 65-66: 121-145. DOI:10.1016/S1040-6182(99)00040-3 |
| [242] |
Schafer J M, Tschudi S, Zhao Z Z et al. The limited influence of glaciations in Tibet on global climate over the past 170000 yr. Earth and Planetary Science Letters, 2002, 194(3-4): 287-297. DOI:10.1016/S0012-821X(01)00573-8 |
| [243] |
Shi Y. Characteristics of Late Quaternary monsoonal glaciation on the Tibetan Plateau and in East Asia. Quaternary International, 2002, 97-98: 79-91. DOI:10.1016/S1040-6182(02)00053-8 |
| [244] |
施雅风. 青藏高原大冰盖假说的提出与扬弃. 第四纪研究, 2001, 24(1): 10-18. Shi Yafeng. The emergence and abandonment of the ice sheet hypothesis over the Qinghai-Xizang Plateau during the ice age. Quaternary Sciences, 2001, 24(1): 10-18. |
| [245] |
施雅风. 对青藏高原末次冰盛期降温值、平衡线下降值与模拟结果的讨论. 第四纪研究, 2002, 22(4): 312-322. Shi Yafeng. Discussion on temperature lowering values and equibrium line altitude in the Qinghai-Xizang Plateau during the Last Glacial Maximum and their simulated results. Quaternary Sciences, 2002, 22(4): 312-322. |
Progresses, problems and study trend in geochronology and other fields of Quaternary glaciations
( Institute of Tibetan Plateau Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101)
Abstract
Major progresses in the study of Quaternary glaciations have been made as the newly developed techniques that are widely used over the last one hundred years. In the pioneer stage, researchers qualitatively described glacial landscapes and glacial sedimentary properties as well as their distribution in field using the strategy of geomorphology and sedimentology. 4 to 6 traditional glaciations were divided based on the relative positions of moraines, glacial troughs, and the degrees of the weathering of glacial relicts and relevant glacial meltwater terraces. During the period of the 90s of the 20th century to the first ten years of the 21st century, researchers described and mapped glacial extent quantitatively using 3S techniques(GPS, GIS and RS) and combining specific field investigation, and dated moraines using radiocarbon dating, optically stimulated luminescence dating, electron spin resonance dating, cosmogenic nuclide surface exposure dating and tephrochronology. Based on these dating data and corresponding glacial extents, a global glaciation in the marine isotope stage 3 has been found, and glaciations occurred in the global Last Glaciation Maximum and the early stage of the Last Glacial period and the penultimate glaciation are also global events. The oldest glaciation occurred in 1 Ma in North America, South America and the Tibetan Plateau. At present and in the near future, simulation of response and the feedback of paleo-glaciers vs climate by using numerical modeling with combination of field demonstration will become a trend in the study of paleo-glacial area, paleo-volume and equilibrium line altitude, and refined dating techniques for moraine dating will be improved or developed for global comparison and simulation of Quaternary glaciations.
Key words:
Quaternary glaciations
glacial chronology
glaciation comparison
paleo-glacier and climatic change