周家和，周亞利，黃春長(zhǎng)，查小春，龐獎(jiǎng)勵(lì)，張玉柱，尚瑞清

（1.陜西師范大學(xué)地理科學(xué)與旅游學(xué)院，陜西西安 710119；2.西北大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院，陜西西安 710127）

0 引言

若爾蓋盆地位于甘南黃河上游段，地處青藏高原東北緣，是東亞季風(fēng)、西南季風(fēng)與西風(fēng)帶交互影響的地帶，自然環(huán)境脆弱，對(duì)氣候變化具有敏感性和獨(dú)特性［1］。第四紀(jì)時(shí)期盆地經(jīng)歷了若爾蓋大湖-湖泊消亡-黃河貫通等重大地貌水文事件，這些事件是開展青藏高原構(gòu)造隆升及其環(huán)境效應(yīng)研究的重要的切入點(diǎn)，是認(rèn)識(shí)新生代亞洲地區(qū)重大構(gòu)造和古氣候水文事件相互作用的紐帶。

若爾蓋盆地古湖消亡及黃河貫通的時(shí)間和動(dòng)力機(jī)制爭(zhēng)議較大。盆地北部沉降中心深鉆孔巖芯RM和RH孔中發(fā)現(xiàn)古湖相沉積淤泥層頂界的14C年齡為21.6 ka BP和37.6 ka BP，并認(rèn)為黃河襲奪古湖事件發(fā)生在38～35 ka［2-4］。黃河轄曼鎮(zhèn)－索克藏寺河岸古河漫灘相沉積層出土的披毛犀、原始牛、馬動(dòng)物化石的測(cè)年結(jié)果為22.6 ka左右，并認(rèn)為此時(shí)盆地脫離湖泊環(huán)境［5-7］，黃河貫通盆地。利用盆地內(nèi)部的泥炭層沉積重建植被與氣候演化過程，發(fā)現(xiàn)古湖相淤泥沉積向沼澤泥炭轉(zhuǎn)變發(fā)生在10.3 ka與12.1 ka或者12.6 ka，故而認(rèn)為黃河貫通發(fā)生在早全新世［8-9］。這些研究成果多集中在盆地中央濕地沼澤、黑河、白河沿岸，有可能受區(qū)域性差異性構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和地形、環(huán)境與地表過程和沉積相的影響，導(dǎo)致結(jié)論各不相同。而對(duì)黃河沿岸直接出露，能夠真正反映黃河和古湖變遷歷史的沉積地層研究較少。本課題組將通過對(duì)若爾蓋盆地內(nèi)部黃河兩岸直接出露的土壤沉積物剖面的研究，為解決這些關(guān)鍵性問題提供可靠的第一手材料和直接證據(jù)。

本課題組前期在瑪曲-若爾蓋沿黃河兩岸開展了廣泛細(xì)致的野外考察和研究，從古洪水水文學(xué)、沉積學(xué)和年代學(xué)角度出發(fā)，在若干地點(diǎn)提供對(duì)天然剖面的觀測(cè)研究，確定了晚更新世末期以來的土壤沉積物地層序列及年代框架，并準(zhǔn)確鑒別出黃河古洪水泛濫沉積物及其發(fā)生年代和成因機(jī)制。在黃河瑪曲-歐拉秀瑪河段發(fā)現(xiàn)典型的古洪水沉積物，光釋光測(cè)年結(jié)果顯示形成于14.9～12.8 ka、13.5～12.9 ka和11.1～9.8 ka左右。認(rèn)為在B/A（B?lling-Aller?d）暖期氣候溫暖濕潤(rùn)的氣候背景下，盆地周邊高山地帶冰川融化及降水量的增加使黃河發(fā)生了多次大規(guī)模的古洪水事件，從而形成洪水泛濫沉積層［10-13］。這些研究點(diǎn)多位于阿尼瑪卿山和西傾山之間的斷陷谷地地帶，本文的研究主要集中在若爾蓋盆地內(nèi)部黃河唐克段河岸，對(duì)黃河下切直接出露的天然沉積剖面進(jìn)行研究，建立土壤沉積物地層序列和年代框架，深入探討黃河溯源侵蝕進(jìn)入若爾蓋盆地內(nèi)部的過程之中區(qū)域性地表過程變化特點(diǎn)，為黃河貫通若爾蓋盆地提供年代學(xué)和地層學(xué)證據(jù)。

1 研究區(qū)概況

青藏高原東部的若爾蓋盆地，是受東昆侖大斷裂東端新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制形成的相對(duì)沉降區(qū)域，西起阿尼瑪卿山，東抵岷山，北依西傾山，南靠邛崍山，面積約1.96×104km2，中心部分海拔3 400～3 450 m，周邊山體海拔超過4 000 m，為典型的四面環(huán)山的斷陷盆地。盆地基底巖層主要為三疊系地層，以二疊系-三疊系砂巖、板巖、灰?guī)r為主，在一些地段有白堊紀(jì)角礫巖和第三系紅色黏土層出露［14-15］?？傮w地勢(shì)西高東低，南高北低，內(nèi)部地形起伏，具有基巖丘陵，也有沉積洼地，分布有第四系河湖相沉積物。黃河從盆地西部的果洛山匯入盆地向東南流去，沿途接納白河、黑河等水系，在唐克附近黃河轉(zhuǎn)向盆地西北流去，形成巨大“U”形彎曲，稱為“黃河第一灣”，最后從瑪曲縣城南側(cè)緊貼著阿米歐拉山麓流出盆地，總流程約110 km。黃河河床類型在不同河段呈現(xiàn)出網(wǎng)狀水流、自由曲流、辮狀水流及峽谷式深切曲流等，沿岸有河流階地、山麓臺(tái)地、冰水-洪積扇臺(tái)地分布，高度在8～30 m之間不等。

若爾蓋盆位于季風(fēng)區(qū)和青藏高原交匯地帶，受東亞東南季風(fēng)和東亞西南季風(fēng)影響，降水較為豐富，年降水量648.5 mm，5—9月降水量占全年77%以上；年平均氣溫1.1℃，1月平均溫度-9.4℃，7月平均溫度10.8℃；夏秋季氣溫高而短暫，春、冬季氣溫低且漫長(zhǎng)，嚴(yán)寒濕潤(rùn)霜凍期長(zhǎng)，四季變化明顯；為高原寒溫帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候［16-17］。在盆地內(nèi)部地形低洼地帶發(fā)育泥炭，總面積達(dá)4.6×103km2，泥炭平均深度2～3 m，最深可達(dá)9～10 m［9，18］。周邊山體普遍發(fā)育現(xiàn)代冰川和凍土，中更新世以來發(fā)生2～3期冰川作用，可見有冰斗、刃脊、角峰等冰川地貌［19］，季節(jié)性溫度上升，高山冰雪融化會(huì)補(bǔ)給黃河及其支流。若爾蓋盆地年平均風(fēng)速為2.23～2.37 m·s-1，冬春季風(fēng)速較大，河漫灘相泥沙及古湖泥沙被風(fēng)力再次搬運(yùn)堆積形成沙丘，多以斑狀、點(diǎn)狀分布［20］。植被類型主要為亞高山草甸和沼澤草甸，土壤為富含有機(jī)質(zhì)的亞高山草甸黑土和沼澤草甸黑土。

2 剖面特征與樣品采集

我們?cè)谌魻柹w盆地內(nèi)部黃河第一彎白河匯入口上游黃河兩岸進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)在唐克河段沃曲匯入口與唐克渡口之間，黃河右岸的河岸為松散沉積物構(gòu)成的陡坎，高度在8～10 m之間。其中沃曲東剖面處于黃河故道與阿爾則喬干沼澤草甸之間由松散沉積物構(gòu)成的低緩平梁狀地帶，海拔高程3 440 m。野外調(diào)查結(jié)合大比例尺衛(wèi)星影像圖觀測(cè)，可知黃河曾長(zhǎng)期在其左岸3～7 km范圍內(nèi)反復(fù)裁彎取直，產(chǎn)生眾多彎曲的廢棄河灣與沼澤草甸，后期河道整體向右岸遷移，河岸不斷坍塌后退，形成高度10 m左右的河岸，暴露出包含古湖相淤泥層的松散沉積物序列（圖1）。經(jīng)過野外詳細(xì)觀察測(cè)量和沉積物鑒別，對(duì)沃曲東剖面（WQD）進(jìn)行了地層劃分和土壤沉積物性質(zhì)的描述（表1、圖2）。在WQD剖面最上部0～0.8 m發(fā)育現(xiàn)代草甸土壤層（MS）；0.8～1.4 m發(fā)育沼澤草甸古土壤層（S0）；1.4～3.9 m發(fā)育泥沼土層（Mud）；3.9～9.9 m為沙層，其中3.9～5.0 m為褶皺沙層（Folded-S），5.0～8.0 m為濱淺湖沙層（Lake-S），8.0～9.9 m為褶皺河漫灘-風(fēng)沙層（Fold?ed-S）；9.9 m以下為深湖相淤泥層（Lake-mud）。

圖2 若爾蓋唐克黃河岸沃曲東剖面（WQD）地層劃分和土壤沉積物性質(zhì)Fig.2 Stratigraphic division and soil sediment properties of WQD on the Yellow River Bank along the Tangke reach of Zoige Basin：soil stratum profile（a）；the freeze-thawed folds in the flood plain sand（b）；the earthquake disturbed freeze-thawed folds in the shallow lake deposit（c）

表1 若爾蓋唐克沃曲東黃河岸剖面（WQD）地層劃分與描述Table 1 Stratigraphic division and pedo-sediment description in the WQD profile on the Yellow River bank along the Tangke reach in the Zoige Basin

圖1 研究區(qū)概況Fig.1 Overview of the study area：Zoige Basin and the first bend of the Yellow River（a）；satellite image of the Tangke reach of the Yellow River and the study Woqudong site（WQD）（b）；photo of the WQD profile（c）

根據(jù)該剖面土壤地層沉積特征系統(tǒng)地進(jìn)行了樣品采集，在表土層中部（0.35～0.40 m）、古土壤中部（1.05～1.1 m）、泥沼土中部（2.55～2.60 m）、褶皺沙層頂界（3.95～4.00 m）、濱淺湖沙層中上部（5.85～5.90 m）、褶皺河漫灘-風(fēng)沙層中部（8.85～8.90 m）、深湖相淤泥頂界（9.95～10.00 m）及頂部（10.45～10.50 m）各采集沉積學(xué)樣品一個(gè)，共7個(gè)。在沼澤草甸古土壤底界（1.35～1.40 m），褶皺沙層頂界（3.95～4.00 m），褶皺河漫灘-風(fēng)沙層頂界（8.00～8.05 m）、底部（9.65～9.70 m）、底界（9.80～9.85 m），各采集光釋光（OSL）樣品一個(gè)，依次命名為WQD-A-1、WQD-A-2、WQD-A-3、WQD-A-4、WQD-A-5。在古土壤頂界（0.90～0.95 m）、深湖相淤泥頂界（9.95～10.00 m）采集兩個(gè)AMS14C樣品。

3 研究方法

3.1 光釋光測(cè)年

光釋光樣品的年齡測(cè)試在陜西師范大學(xué)釋光斷代實(shí)驗(yàn)室完成，測(cè)試粒徑為63～90 μm，樣片直徑2 mm，測(cè)試儀器為Riso-TL/OSL DA20，其光電倍增管為EMI9235QB15，激發(fā)光源包括紅外光源［（880±80）nm，40 mW·cm-2］、藍(lán)光光源［（470±30）nm，50 mW·cm-2］，濾 光 片 為Hoya U-340，β輻 射源90Sr/90Y源，劑量率為0.122683 Gy·s-1。

光釋光樣品的環(huán)境劑量率主要由放射性元素U、Th、K含量、含水量以及宇宙射線的貢獻(xiàn)決定。U、Th含量在西安地質(zhì)調(diào)查中心采用全譜直讀等離子光譜儀（ICP-OES）測(cè)得、K含量采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）測(cè)得。樣品含水量在實(shí)測(cè)基礎(chǔ)上，根據(jù)沉積相特征，采用區(qū)域性土壤沉積物含水量校正，誤差為±3%。宇宙射線的貢獻(xiàn)由采樣點(diǎn)的經(jīng)度、緯度、海拔高度、和樣品埋藏深度等決定［21］。通過相關(guān)公式計(jì)算得出樣品的環(huán)境劑量率［22］。

3.1.1 等效劑量（De）測(cè)定

光釋光測(cè)年技術(shù)已廣泛應(yīng)用于第四紀(jì)沉積物的測(cè)年工作中，其基本原理為最后一次埋藏年代=等效劑量/環(huán)境劑量率［23］。

光釋光樣品等效劑量（De）采用單片再生劑量法（SAR）測(cè)定［24］。等效劑量（De）測(cè)試需要選擇合適的測(cè)試條件，根據(jù)樣品沉積相特征，選擇代表性WQDA-1、2、5號(hào)樣品進(jìn)行預(yù)熱坪區(qū)實(shí)驗(yàn)。在180～300℃區(qū)間內(nèi)，以20℃為間隔，Cutheat比預(yù)熱溫度（Pre?heat）低40℃，每個(gè)溫度點(diǎn)測(cè)試6個(gè)樣片。預(yù)熱坪實(shí)驗(yàn)表明（如圖3），WQD-A-1、2、5分別在180～300℃、180～280℃、180～300℃溫度區(qū)間內(nèi)，等效劑量（De）不隨溫度升高改變，出現(xiàn)一個(gè)“坪區(qū)”，樣品的溫度“坪區(qū)”寬。

為了檢驗(yàn)以上溫度區(qū)間的可靠性，需要進(jìn)行劑量恢復(fù)實(shí)驗(yàn)。先將WQD-A-1、2、5樣品自然釋光信號(hào)徹底曬褪，然后分別輻照接近樣品等效劑量（De）的 人 工 劑 量（11.90 Gy、26.73 Gy、38.15 Gy）。WQD-A-1、2、5樣 品 在 預(yù)熱 溫度260℃、220℃、260℃下得到的恢復(fù)劑量為12.04 Gy、26.48 Gy、38.16 Gy與人工劑量最接近，人工劑量與恢復(fù)劑量的比值（恢復(fù)系數(shù)）分別為0.98、1.01、1.00，介于0.9～1.1之間（圖3）。最終WQD-A-1、3、4、5以預(yù)熱溫度260℃和割熱溫度220℃作為實(shí)驗(yàn)測(cè)試條件，WQD-A-2以預(yù)熱溫度220℃和割熱溫度180℃作為等效劑量（De）測(cè)試條件。循環(huán)比在測(cè)試條件下介于0.9～1.1之間（圖3），說明感量變化也得到較好校正［24］。

圖3 若爾蓋唐克黃河岸沃曲東（WQD）剖面樣品預(yù)熱坪實(shí)驗(yàn)和劑量恢復(fù)實(shí)驗(yàn)及循環(huán)比Fig.3 Preheating plateau experiments and dose recovery experiments and recycling ratio of samples WQD profile on the Yellow River bank along the Tangke reach of the Zoige Basin

3.1.2 光釋光信號(hào)特征和曬褪程度分析

WQD-A-1、2、3、4、5樣品的光釋光曬褪曲線均在2 s左右快速曬褪至本底值，樣品光釋光信號(hào)以快速組分為主，采用前背景法確定釋光信號(hào)的積分區(qū)間，每個(gè)通道0.16 s，利用前1～5通道的光釋光信號(hào)值減去隨后的6～10通道的光釋光信號(hào)值［25-26］。光釋光生長(zhǎng)曲線擬合良好，釋光信號(hào)未達(dá)到飽和，通過內(nèi)插法獲取每個(gè)樣片的等效劑量（De）。

圖4 若爾蓋唐克黃河岸沃曲東（WQD）剖面部分光釋光樣品曬褪和生長(zhǎng)曲線Fig.4 Decay and growth curves of the samples from the WQD profile on the Yellow River bank along the Tangke reach of the Zoige Basin

樣品釋光信號(hào)在最后一次被埋藏前被完全曬褪或者達(dá)到可忽略的水平是獲得可靠、準(zhǔn)確的年代結(jié)果的必要前提［27］。對(duì)WQD-A-1、2、3、4、5光釋光樣品等效劑量（De）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，如圖5所示。光釋光樣品的等效劑量（De）分布集中，說明樣品在最后一次埋藏前釋光信號(hào)充分曬褪［28］。樣品的等效劑量（De）集中，WQD-A-1、2、3、4、5分別有66.7%、90%、75%、84.6%、75%的測(cè)片集中在2σ置信區(qū)間內(nèi)。前人的研究顯示，曬褪徹底的樣品，其等效劑量（De）與感量變化校正后的光釋光信號(hào)值的相關(guān)性弱［29］。WQD-A-1、2、3、4、5樣品的等效劑量（De）與感量變化校正的光釋光信號(hào)值的相關(guān)性只有4.08%、7.90%、4.02%、0.44%、14.45%，兩者之間的相關(guān)性較低，即樣品在最后一次埋藏前信號(hào)曬褪徹底，保證了數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。

圖5 若爾蓋唐克黃河岸沃曲東（WQD）剖面光釋光樣品等效劑量（De）分布圖Fig.5 Equivalent dose（De）distribution of OSL samples from the WQD profile on the Yellow River bank along the Tangke reach of the Zoige Basin

3.2 AMS14C測(cè)年

沼澤草甸古土壤頂界（0.90～0.95 m）、深湖相淤泥頂界（9.95～10.00 m）樣品的AMS14C樣年齡由南京大學(xué)地理與海洋學(xué)院AMS實(shí)驗(yàn)室完成，經(jīng)由樹輪校正曲線校正后［30］，得到日歷年齡。

3.3 粒度測(cè)試

粒度測(cè)試儀器為英國(guó)馬爾文儀器公司產(chǎn)的Mastersizer-2000激光粒度儀，測(cè)試粒徑范圍0.02～2 000 μm。先用鑷子挑出樣品中的樹根等雜質(zhì)；然后根據(jù)樣品沉積特征稱取0.4～0.9 g；再加入足量的10%的鹽酸和雙氧水徹底去除碳酸鹽和有機(jī)質(zhì)；洗至中性；再加入5 mL 0.05 mol·L-1的六偏磷酸鈉，用超聲波震蕩使其充分分散后上機(jī)測(cè)試。遮光度保持8%～12%左右，重復(fù)測(cè)試三次取其平均值。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4.1 年代結(jié)果與地層年代框架

利用平均年齡模型（average age model，AAM）、中值年齡模型（central age model，CAM）、最小值年齡模型（minimum age model，MAM）［31］三種方法，分別得到樣品的三種年齡模型等效劑量（De）。結(jié)果如表2所示，三種模型計(jì)算出的等效劑量（De）接近，說明樣品曬褪徹底。樣品的最終等效劑量（De）采用均值年齡模型（WAM）的結(jié)果，利用DRACv1.2年齡軟件［32］得出樣品的光釋光年齡。

表2 若爾蓋唐克黃河岸沃曲東（WQD）剖面光釋光測(cè)年數(shù)據(jù)表Table 2 OSL age in the WQD profile on the Yellow River bank along the Tangke reach of the Zoige Basin

根據(jù)光釋光和AMS14C測(cè)年結(jié)果以及各地層特征繪制地層柱狀圖和年齡-深度曲線圖（圖6）。沉積序列由下向上年齡逐漸減小，無倒置現(xiàn)象，符合沉積學(xué)規(guī)律。古土壤頂界和藍(lán)灰色古湖泥頂界的AMS14C年 齡 分 別 為（1.78±0.05）cal ka BP、（30.98±0.13）cal ka BP。光釋光測(cè)年結(jié)果顯示古土壤底界的年齡為（4.81±0.15）ka，褶皺沙層頂界的年齡為（11.75±0.43）ka，褶皺河漫灘-風(fēng)沙層頂界、底部、底界的年齡分別為（14.66±0.54）ka、（16.76±0.68）ka、（18.22±0.99）ka。依據(jù)褶皺沙層頂界和褶皺河漫灘-風(fēng)沙層頂界年齡計(jì)算，3.95～8.00 m沙層的平均沉積速率為1.39 m·ka-1，則濱淺湖相沙層頂界對(duì)應(yīng)年齡為12.50 ka。通過建立WQD剖面年齡-深度關(guān)系曲線，獲得沉積物序列年代框架如下（圖7）：在30.9 ka之前為藍(lán)灰色淤泥沉積，18.2～14.6 ka形成凍融褶皺河漫灘-風(fēng)沙層，14.6～12.5 ka形成濱淺湖沙層，12.5～11.7 ka形成凍融作用與古地震擾動(dòng)形成的復(fù)式褶皺沙層。11.7～4.8 ka發(fā)育泥沼土層，4.8～1.8 ka形成沼澤泥炭古土壤層，1.8 ka之后發(fā)育現(xiàn)代草甸土壤層。

圖6 若爾蓋唐克黃河岸沃曲東（WQD）剖面地層柱狀圖與年齡-深度關(guān)系圖Fig.6 Stratigraphy and the age-depth relationship in the WQD profile on the Yellow River bank along the Tangke reach of the Zoige Basin

4.2 沉積物粒度特征

沉積物粒度可以反映其沉積環(huán)境、搬運(yùn)動(dòng)力及物質(zhì)來源等重要信息［33-35］。根據(jù)粒度測(cè)試結(jié)果繪制粒度自然頻率分布曲線和謝帕德三角分類圖（圖7），結(jié)果顯示。藍(lán)灰色古湖泥層粒度頻率曲線在細(xì)粉沙6 μm和粗粉沙55 μm附近各有一個(gè)峰值，屬于黏土質(zhì)粉沙。褶皺河漫灘風(fēng)沙層峰值為230 μm，有明顯細(xì)尾，屬于沙。濱淺湖沙層粒度頻率曲線為多峰分布，主峰100 μm，次峰在230 μm附近與褶皺沙主峰接近，屬于粉沙質(zhì)沙。褶皺沙層粒度頻率曲線主峰介于100～200 μm之間，并有小粗尾。泥沼土層和沼澤草甸古土壤層粒度曲線都為雙峰分布，主峰介于40～50 μm之間，次峰介于7～16 μm，屬于沙質(zhì)粉沙。現(xiàn)代草甸土壤層粒度曲線峰值在70 μm附近，有明顯細(xì)尾，為粉沙質(zhì)沙。

圖7 若爾蓋唐克黃河岸沃曲東（WQD）剖面沉積物粒度自然頻率曲線圖和粒度三角圖Fig.7 Sediment grain-size distribution in the WQD profile on the Yellow River bank along the Tangke reach of the Zoige Basin

5 討論

本課題組在瑪曲縣城西南部黃河流出盆地瓶頸段歐強(qiáng)村黃河左岸第二級(jí)階地剖面，發(fā)現(xiàn)古濱淺湖相沉積物頂界埋深為9.5 m，藍(lán)灰色古湖泥頂界埋深10.0 m，其OSL年齡分別為35 ka和37 ka［36］。在盆地內(nèi)部索克藏寺以北黃河右岸甲央瑪發(fā)現(xiàn)藍(lán)灰色古湖泥埋深9.6 m。其頂部OSL年齡為35 ka。本次在若爾蓋盆地內(nèi)部唐克段沃曲東剖面（WQD）發(fā)現(xiàn)藍(lán)灰色湖相淤泥層埋深9.9 m，其頂界14C校正年齡為30.9 ka。按照前人的研究成果，若爾蓋盆地在被黃河貫通之前曾長(zhǎng)期維持著古湖泊環(huán)境，沉積了青灰色古湖相淤泥質(zhì)沉積物，盆地北部黑河牧場(chǎng)RH孔古湖相地層頂部年齡為37.6 ka［4］。由此可知，古黃河沿著瑪曲-歐拉斷陷谷地溯源侵蝕，在37 ka時(shí)期切斷了歐拉-瑪曲縣城之間的低矮分水嶺，溝通了若爾蓋盆地古湖，導(dǎo)致湖水泄流。這樣，若爾蓋古湖水系就轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的黃河源水系。而盆地內(nèi)部洼地在30.9 ka之前是仍然是古湖泊環(huán)境，說明黃河從溯源侵蝕溝通若爾蓋湖盆水系，到徹底貫通湖盆內(nèi)部，導(dǎo)致唐克區(qū)域洼地古湖水完全消失，經(jīng)歷了6 000多年時(shí)間。在時(shí)間上對(duì)應(yīng)深海氣候記錄MIS3中晚期（圖8），夏季太陽(yáng)輻射異常增強(qiáng)，可能由于暖濕夏季風(fēng)深入，亞洲中部地區(qū)有效濕度增強(qiáng)［37-38］。該時(shí)期青藏高原地區(qū)暖濕程度明顯超過現(xiàn)代，眾多高原湖泊屬于擴(kuò)張期，古湖水位大幅度上升，被稱為青藏高原“大湖期”［39-42］。如青海湖最高湖岸形成于38 ka左右，在33.8～23.6 ka多次經(jīng)歷湖泊擴(kuò)張；察爾汗鹽湖經(jīng)歷多次擴(kuò)張過程［43-44］。所以若爾蓋盆地內(nèi)部唐克段黃河岸剖面底部的藍(lán)灰色古湖泥，正是形成在這種氣候溫暖濕潤(rùn)，古湖擴(kuò)張時(shí)期。其沉積物質(zhì)地細(xì)膩，分選性良好，伴有臭雞蛋氣味，其中豐富的有機(jī)質(zhì)長(zhǎng)期處于水下封閉還原環(huán)境，分解過程生成大量H2S氣體，也表明這是在在深湖環(huán)境中穩(wěn)定沉積形成。

圖8 若爾蓋唐克沃曲東（WQD）剖面（圖例見圖6）及其與格陵蘭GISP2冰芯δ18O曲線［45］、南京葫蘆洞石筍δ18O曲線［46］、貴州董哥洞石筍δ18O曲線［47］北緯30°N夏季太陽(yáng)輻射強(qiáng)度曲線［37］和亞洲中部平均有效濕度［38］對(duì)比圖Fig.8 The WQD profile（The legend of the WQD stratigraphy is the same as that in Fig.6）and its correlation with Greenland GISP2 ice core δ18O［45］；stalagmite δ18O in Hulu Cave，Nanjing［46］；stalagmite δ18O in Dongge Cave，Guizhou［47］；30°N summer solar radiation intensity［37］；and Average effective humidity in central Asia［38］

在黃河唐克段WQD剖面底部藍(lán)灰色深湖相淤泥層被褶皺的濁黃橙色河漫灘-風(fēng)沙層覆蓋。這個(gè)覆蓋層底界的OSL測(cè)年結(jié)果為18.2 ka，與古湖泥的年齡差異距大，表明兩者之間存在地層缺失，為不整合接觸關(guān)系。這可能黃河在貫通盆地過程當(dāng)中，普遍的溯源侵蝕下切作用造成的。前人在索克藏寺以北雜威黃河岸剖面下部河漫灘沙層中發(fā)現(xiàn)披毛犀化石，其14C年齡為22.6 ka，黑河下游黃河岸剖面出土的原始?；?4C年齡為26.6 ka［7］。這說明在此期間黃河在盆地之內(nèi)溯源侵蝕，古湖水外泄消失，黃河古河道逐漸形成。在這個(gè)時(shí)期盆地內(nèi)部曾經(jīng)發(fā)生黃河洪水泛濫的事件［13］這個(gè)過程可能造成了唐克段WQD剖面在30.9～18.2 ka之間沉積物缺失，形成了兩個(gè)地層單元之間的不整合。

這種褶皺的河漫灘-風(fēng)沙層覆蓋層，形成年齡為18.2～14.6 ka，是黃河上溯穿過若爾蓋盆地之后，從黃河源遠(yuǎn)距離搬運(yùn)來的的濁黃橙色泥沙在古湖盆地面堆積的產(chǎn)物，具有河漫灘沉積物的特點(diǎn)，同時(shí)又受到強(qiáng)烈的風(fēng)沙活動(dòng)改造成為河漫灘-風(fēng)沙層。這時(shí)正處于深海沉積氣候記錄MIS-2階段（圖8），也就是末次冰盛期（LGM），該時(shí)期30°N太陽(yáng)輻射減弱、有效濕度下降，格陵蘭GISP2冰芯記錄、葫蘆洞石筍δ18O記錄均顯示氣候寒冷干旱［37-38，45-46］。根據(jù)前人研究，末次冰盛期（LGM）青藏高原降溫顯著，平均溫度比現(xiàn)代低7℃，東北部冰川舌下伸到海拔3 800 m，東北部多年凍土下限降至海拔2 200～2 400 m，東部的橫斷山系與昆侖山區(qū)冰川規(guī)模比現(xiàn)代冰川規(guī)模大45～145倍［48-51］。當(dāng)時(shí)若爾蓋盆地瑪曲降溫幅度超過10℃，氣候寒冷，冰楔假型、凍融褶皺等冰緣地貌廣泛發(fā)育［50］。凍融褶皺是多年凍土區(qū)土體反復(fù)凍融及蠕變，其中含水層與隔水層產(chǎn)生凍脹差異，使土體產(chǎn)生塑性變形，凍融褶皺現(xiàn)象是多年凍土區(qū)的標(biāo)志［52-53］。另?yè)?jù)前人研究，該時(shí)期氣候冷干，風(fēng)力強(qiáng)大，區(qū)域風(fēng)沙活動(dòng)強(qiáng)烈［54］。在WQD剖面褶皺的河漫灘-風(fēng)沙層之中，有顯著的凍融褶皺現(xiàn)象［圖2（b）］，說明末次冰盛期若爾蓋盆地處于冰緣環(huán)境中，氣候極其寒冷，黃河從源區(qū)搬運(yùn)來的濁黃橙色沙在兩岸河漫灘普遍堆積，被風(fēng)力改造的同時(shí)，也受到凍融作用的影響與改造。

在WQD剖面具有薄層水平-波狀層理的濱淺湖相細(xì)沙層，堆積形成在14.6～12.5 ka。此時(shí)處于B?lling-Aller?d（B/A）溫暖期［42，55］，北半球氣候明顯暖濕，溫度快速上升（圖8）。該時(shí)期北半球氣候明顯暖濕，溫度快速上升。董哥洞和葫蘆洞石筍、格陵蘭GISP2冰芯記錄顯示氣候明顯溫暖濕潤(rùn)，溫度快速上升，降水量逐漸增加［45-47，56］（圖8）。據(jù)前人研究，B/A溫暖期青藏高原眾多封閉湖泊因?yàn)榻邓吭龆嗉氨ㄈ谒a(bǔ)給增加而進(jìn)入擴(kuò)張期，茶卡湖、色林錯(cuò)、龍木錯(cuò)、白鹼湖、貝里克庫(kù)勒湖、青海湖出現(xiàn)40 ka以來的次高湖面，尕海由沙漠環(huán)境向湖泊環(huán)境轉(zhuǎn)變［57-59］。若爾蓋盆地氣候回暖，溫度在短時(shí)間快速上升，周圍山地冰川對(duì)溫度變化敏感，冰川融化，形成大量冰融水匯入盆地，降水和冰融水在低洼地積聚形成大小淺湖。結(jié)合衛(wèi)星影像圖的分析，可知此時(shí)黃河唐克段河道尚在左岸遠(yuǎn)處蜿蜒曲折地流動(dòng)，黃河右岸阿爾則喬干洼地積水?dāng)U張成為淺湖，而WQD剖面所在地就處于其濱淺湖環(huán)境，沉積了具有密集的薄層水平-波狀層理的細(xì)沙層。根據(jù)盆地南部的瓦切鄉(xiāng)瓦松和日干橋泥炭沼澤剖面的研究，這個(gè)時(shí)期的淺湖環(huán)境大致在12.6 ka前后結(jié)束，湖相沉積層中發(fā)現(xiàn)介形類化石，當(dāng)時(shí)盆地內(nèi)氣候環(huán)境溫暖適宜［8，59］。這個(gè)時(shí)期盆地周邊高山冰川融水及降水量的增加，致使黃河發(fā)生大洪水，本課題組在唐克索克藏寺北側(cè)甲央瑪黃河岸剖面和瑪曲斷陷谷地達(dá)爾瓊—太吾若河段曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這個(gè)時(shí)期的典型的古洪水沉積層［11，13］。

在唐克段WQD剖面在12.5～11.7 ka堆積形成具有凍融與古地震擾動(dòng)的復(fù)雜的復(fù)式褶皺沙層。這個(gè)時(shí)期正處于全球性新仙女木事件（YD）［60-61］，根據(jù)洞穴石筍、極地冰芯氧同位素等記錄（圖8），亞洲季風(fēng)-西風(fēng)帶YD發(fā)生在12.9～11.7 ka，是因?yàn)楸北蟾”痛罅勘谒⑷氡贝笪餮髮?dǎo)致全球氣溫突發(fā)性顯著降低，造成冰期氣候回返［62-63］。此時(shí)青藏高原東部降溫幅度達(dá)到12℃以上，冰川舌下伸到海拔4 000 m，多年凍土下界高程比現(xiàn)代降低800 m［64］。若爾蓋盆地內(nèi)的紅原二礦泥炭剖面、黑河牧場(chǎng)DC剖面記錄的δ13C濃度突然下降、H指數(shù)近于零、介形類突然消亡等，皆指示新仙女木事件導(dǎo)致氣候急劇變冷［65-66］。同時(shí)，根據(jù)在瑪曲縣城附近針對(duì)東昆侖大斷裂活動(dòng)進(jìn)行的深入研究，發(fā)現(xiàn)在12.2 ka曾經(jīng)發(fā)生大地震，導(dǎo)致被風(fēng)成黃土覆蓋的古冰水扇-洪積扇地面破裂，并且被后來的沉積物和土壤層深埋在地下深處［67］。在WQD剖面發(fā)現(xiàn)的這層復(fù)雜的復(fù)式褶皺細(xì)沙層［圖2（c）］，其形態(tài)特征完全可以與死海西岸剖面的震積巖層相比擬［68］，故而認(rèn)為其是受到Y(jié)D時(shí)期凍融作用擾動(dòng)，再加上古地震波沖擊擾動(dòng)所形成的特殊現(xiàn)象。

在黃河唐克段WQD剖面中上部的泥沼土層的OSL測(cè)年結(jié)果為11.7～4.8 ka，表明在全新世早中期該區(qū)域地表轉(zhuǎn)變?yōu)橛倌噘|(zhì)沼澤環(huán)境。早中全新世太陽(yáng)輻射增強(qiáng)，亞洲夏季風(fēng)增強(qiáng)及其攜帶的降水豐富，高分辨率孢粉記錄重建的全新世氣候環(huán)境顯示暖濕條件優(yōu)于現(xiàn)代環(huán)境［69］。青海湖在此時(shí)出現(xiàn)高湖面、湖水鹽度下降［70］，古里雅冰芯［71］、董哥洞等δ18O曲線［47］均顯示溫暖氣候（圖8）。若爾蓋盆地底部地形表現(xiàn)為丘陵洼地，在氣候濕潤(rùn)時(shí)期地表洼地積水，就會(huì)形成淤泥質(zhì)沼澤或者泥炭質(zhì)沼澤。在WQD剖面泥沼土層厚達(dá)2.5 m，為濁黃橙色粉沙，塊狀構(gòu)造，無層理，多植物根孔，并有潛育化作用形成的灰白、灰綠、銹黃色斑。若爾蓋盆地南部瓦切沼澤日干橋剖面記錄顯示其沼澤從12.0 ka開始發(fā)育形成［72］，與唐克地區(qū)淤泥質(zhì)沼澤基本對(duì)應(yīng)。在這個(gè)時(shí)期紅原地區(qū)洼地沼澤泥炭積累速率最快［72-73］?？磥磉@應(yīng)當(dāng)是阿爾則喬干洼地積水沼澤擴(kuò)張，影響到了WQD所在地區(qū)。

到了全新世中后期，OSL年齡4.8～1.8 ka，在WQD地區(qū)的淤泥質(zhì)沼澤結(jié)束長(zhǎng)期發(fā)育，轉(zhuǎn)變?yōu)槟嗵抠|(zhì)沼澤，因此堆積形成了沼澤草甸黑土類古土壤。董哥洞石筍δ18O氣候記錄顯示從6.0 ka左右開始（圖8）夏季風(fēng)逐漸衰退，氣候暖濕程度減弱［47］。若爾蓋紅原泥炭地纖維素δ13C升高、δ18O數(shù)值降低，泥炭積累速率減?。?4-76］。這表明盆地內(nèi)部在全新世中晚期溫度下降明顯，洼地沼澤植物殘?bào)w不能完全分解，而快速積累泥炭黑土類古土壤。

在WQD剖面最頂部覆蓋現(xiàn)代亞高山草甸黑土類土壤，是在1.8 ka之后發(fā)育形成。這類土壤在若爾蓋黃河兩岸高臺(tái)地、冰水扇-洪積扇臺(tái)地和基巖山丘坡麓臺(tái)地地面分布廣泛，皆為3.0 ka之后全新世晚期沙塵暴堆積物經(jīng)過成壤改造而成［13］。這類土壤在濕潤(rùn)時(shí)呈黑棕色，質(zhì)地為細(xì)沙質(zhì)粉沙或者粉沙質(zhì)細(xì)沙，疏松多孔，團(tuán)粒構(gòu)造，植物根系密集，成熟度很高。全新世晚期，若爾蓋盆地風(fēng)力強(qiáng)勁，風(fēng)沙及沙塵暴過程很活躍［77-79］。黃河河漫灘沙之沉積物受到風(fēng)力改造成為風(fēng)沙層，黃河兩岸各種臺(tái)地高地則主要接受沙塵暴沉積物，被成壤改造形成亞高山草甸黑土類現(xiàn)代土壤。

6 結(jié)論

本文研究了若爾蓋盆地內(nèi)部黃河右岸唐克段土壤沉積物地層，從下至上地層依次發(fā)育：深湖相藍(lán)灰色淤泥層（Lake-mud）→褶皺河漫灘-風(fēng)沙層（Folded-S）→濱淺湖沙層（Lake-S）→褶皺沙層（Folded-S）→泥沼土層（Mud）→沼澤草甸古土壤層（S0）→現(xiàn)代草甸土壤層（MS）。該剖面反映在30.9 ka之前若爾蓋盆地內(nèi)部仍然維持著深湖環(huán)境，在30.9 ka之后黃河則徹底貫通若爾蓋盆地，古湖水徹底的外泄消失，黃河在古湖盆底部切割形成了新的河槽，并且從盆地上游搬運(yùn)來大量灰黃色泥沙，在寬廣的古湖底散布堆積。

在末次冰盛期、B/A溫暖期和新仙女木事件當(dāng)中，沉積了厚層的松散的濁黃橙色沙層。這種物質(zhì)最初是由黃河從盆地上游流域搬運(yùn)而來，在盆地之內(nèi)寬廣的河漫灘或者洼地分散淺湖水體中沉積，并且受到末次冰盛期和YD事件中冰緣凍土作用的改造，形成了凍融褶皺構(gòu)造。全新世早中期（11.7～4.8 ka），氣候逐漸變得溫暖濕潤(rùn)，唐克地區(qū)古湖底洼地形成淤泥質(zhì)沼澤環(huán)境。到了全新世中晚期（4.8～1.8 ka），氣候暖濕程度明顯減弱，轉(zhuǎn)變?yōu)槟嗵空訚刹莸榄h(huán)境。進(jìn)入全新世晚期以來（1.8 ka至今），盆地內(nèi)部洼地變得干燥，泥炭沼澤顯著縮小或者消失，高原風(fēng)力強(qiáng)勁，黃河河漫灘沙受到風(fēng)力改造成為沙丘或者斑狀沙地，黃河河岸臺(tái)地沙塵暴堆積物被改造形成亞高山草甸黑土類現(xiàn)代土壤。