青海唐古拉沱沱河地区晚更新世河流阶地沉积特征及意义

刘格升

LIU Ge-Sheng

（山西省地质勘查局二一四地质队，运城044000，山西）

（No.214 Brigade of Shanxi Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development,Yuncheng 044000,Shanxi,China）

青海唐古拉沱沱河地区晚更新世河流阶地沉积特征及意义

刘格升

LIU Ge-Sheng

（山西省地质勘查局二一四地质队，运城044000，山西）

（No.214 Brigade of Shanxi Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development,Yuncheng 044000,Shanxi,China）

青海沱沱河地区水系密布、河网交织，沿主干水系河流阶地发育。对沱沱河沿岸不同地段河流阶地进行物质成分及古植物孢粉进行研究，确定了自63.1 kaB.P.（ESR）以来的晚更新世草本植物与木本植物两个古植被演化阶段，相应气候由温凉较干向温和较湿转变。详细的测年（TL、ESR）数据显示，位于基座阶地之上的阶地堆积物为晚更新世97.78 KaB.P.以来堆积而成，推断长江水系在研究区的形成与外泄地质时期为晚更新世早期。

青海沱沱河；河流阶地；热释光（TL）；电子自旋共振（ESR）；晚更新世；古气候

上新世末至更新世初，青藏高原经历了一系列阶段性抬升后，已成为世界上面积最大的高原。唐古拉沱沱河地区处于青藏高原腹地，分布有大量的第四纪湖相沉积盆地，它们在相对整体抬升的构造背景下，较完整的第四纪湖相沉积体系得以保存。众多学者[1-7]从不同沉积盆地中的湖相沉积物分析出发，以植物孢粉为基础，探讨研究区内晚更新世时期古气候、古植被的演化。然而对于连接高原内陆湖相盆地的长江水系外泄是源于何时开始，尚未做过多的研究。本文从切穿高原腹地的沱沱河入手，通过河流阶地的物质成分、形成年代以及古植物孢粉的分析，揭示出相应的古气候与沉积环境。

1 区域地质背景

研究区地处青海西南部的唐古拉山北坡的沱沱河盆地（图1），地理座标为东经91°30′～94°20′，北纬34°00′～35°00′，盆地夹持于康特金-茶措-索纳敦宰与那日胸玛断裂之间，几何形态为长条状的地堑。沉积盆地在新生代早期主要表现为以引张为主兼左旋走滑拉分盆地，上新世以来受挤压兼右旋走滑构造控制盆地趋于萎缩抬升。古-新近纪盆地沉积以沱沱河组、雅西措组、五道梁组为主，总体为炎热—湿润气候下形成的一套河湖相沉积。上世纪60年代至今①②，地勘单位对区内第四纪地层作了较详细的调研，根据沉积和地形地貌特征，将区内的第四纪地层划分为湖积、冲积、冲洪积、冰水积与风积等不同的沉积类型。区内第四纪地层上覆于新近纪雅西措组之上，各种不同类型的第四纪沉积物组成了众多不同的地形地貌，多元的沉积物反映出不同的沉积环境和地质背景。早期湖相沉积被后期的冰水堆积物、冲洪积物及全新世不同成因类型的沉积物所覆盖。在青藏高原隆升背景下，高原腹地内陆封闭沉积体系逐渐被打破，河流袭夺致使区内上新世以来的沉积地质体以河流阶地呈现出来。

图1 研究区主干水系及河流阶地剖面分布图Fig.1 Distribution map of the main rivers terrace and the profile of the investigation area注：ESR数据测试—中国地调局海洋地质实验室、成都理工大学；TL数据测试—地矿部环境地质开放研究实验室.

2 阶地沉积特征

晚更新世冲洪积物广泛分布于研究区内的巴木曲、年日曲、扎木曲、沱沱河两岸阶地、广阔的冲洪积平原或沟谷地带。受物源区影响，堆积物成分有所差异。年日曲一带晚更世冲洪积物中砾石成分为火山岩、板岩、砂岩、灰岩等；冬日曲晚更世冲洪积物砾石成分主要为砂岩、板岩，堆积物构成扇形冲积地貌。扎木曲一带的冲洪积物中砾石成分主要为砂岩、碎石英、砾岩，在地貌上形成较多平缓的坡地和谷地。在沱沱河河流阶地之上广泛堆积有晚更新世沉积物，它们因逐次的构造抬升、切割而显示出堆积层序结构。下面通过以沱沱河（向东为通天河）两岸阶地剖面揭示其沉积特征。

（1）沱沱河北岸第四纪河流阶地剖面（VTP20）

剖面位于青海省唐古拉山乡沱沱河北岸，为河流一级阶地地形，堆积为一套晚更新世-全新世冲洪积沉积物，是在中新世雅西措组的基础上发育起来的较连续、完整的沉积体系（图2），为一基座阶地剖面，自上而下为：

（2）青海省格尔木市唐古拉山乡通天河谷阶地剖面（VTP21）

剖面位于通天河与沱沱河交汇的三角地带，一级阶地地貌，是以中新世雅西措组为基座的一级阶地剖面（图3），阶地沉积以砾、砂、粘土为特征的晚更新世冲洪积物，自上而下划分为：

晚更新世冲洪积物（Qpalp3）：

①土黄色砂土、植被及根须，砂土为细砂土、占70%。 14 cm

②灰-土灰色砂砾石层。砾石含量占60%，成分主要为砂岩、灰岩、火山岩、脉石英、硅质岩等，最大砾径15～20 cm，小至0.5 cm，一般在1～10 cm之间，磨圆度中等，充填物为粗砂，约占35%；泥砂含量仅占5%，松散堆积。 325 cm

③灰色复成分砾石层，砾石占80%、成分与上部砾石成分差别不大，砾石层呈良好的成层性，即粗细砾石呈层状相间分布，分选性较好，粗者以3～6 cm居多，个别达10 cm，扁平砾石具定向叠瓦状排列，扁平砾石产状290°∠30°，充填物仅占5%～10%，大部分砾石呈颗粒支撑，单层厚10～15 cm之间。于砂砾石层中采获的细碎屑岩沉积物热释光测年值为90.05±4.10 kaB.P. 68 cm

～～～～～～～～～～～～～～～～～角度不整合～～～～～～～～～～～～～～～

下伏：中新世雅西措组（Ny）

④土黄色薄层状粉砂岩、青灰色泥岩与泥质粉砂岩。

图2 沱沱河岸北第四纪河流阶地剖面（VTP20）Fig.2 The Quaternary river terrace profile of northern Tuotuo River(VTP20)

（3）青海治多县索加乡莫曲河流阶地剖面（VQP8）

剖面位于玉树治多县索加乡莫曲与通天河交汇处，剖面Ⅰ级阶地高2.5m，宽67m，Ⅱ级阶地宽75m，所有阶地表层均被第四纪风成沙所覆盖（图4）。Ⅲ级阶地

图3 青海唐古拉山乡通天河谷阶地剖面(VTP21)Fig.3 The profile of Tongtian River valley terrace in TanggulaShan(VTP21),Qinghai

⒀层：土黄色风成沙

1.9 m

④层：土黄色含砾粉砂质泥岩，该层采有孢粉共计14粒；其中木本植物花粉占28.6%，主要有松属（Pinus）28.6%；草本植物花粉占71.4%，其中蒿属（Artemisia）35.7%,禾本科（Gramineae）14.3%，藜科（Chenopodiaceae）21.4%。 0.08 m

③层：灰色砂砾石层 1.53 m

②层：灰黄色含砾砂土层，细砂层中ESR测年为61.3 kaB.P.。该层采有孢粉共计16粒；其中木本植物花粉占18.8%，主要有松属（Pinus）18.8%；草本植物花粉占 81.3%，其中蒿属（Artemisia）43.8%,禾本科（Gramineae）12.5%，藜科（Chenopodiaceae）18.8%，豆科（Leguminosae）6.3%。 0.38 m

①层：灰色砂砾石层 6.51 mⅡ级阶地

⒀层：土黄色风成沙 2.0 m

⑧层：土黄色泥层，该层采有孢粉共计49粒；其中木本植物花粉占42.9%，主要有松属（Pinus）18.4%，云杉属（Picea）24.5%；草本植物花粉占57.1%，其中蒿属（Artemisia）32.7%，禾本科（Gramineae）8.2%，藜科（Chenopodiaceae）12.2%，唐松草属（Thalictrum）2.0%，豆科（Leguminosae）2.0%。 0.23 m

⑦层：灰色含砾粗砂岩 0.17 m

⑥层：灰黄色细砂岩，该层采有孢粉共计52粒；其中木本植物花粉占78.8%，主要有松属（Pinus）44.2%，云杉属（Picea）34.6%；草本植物花粉占21.2%，其中蒿属（Artemisia）5.8%，禾本科（Gramineae）11.5%，藜科（Chenopodiaceae）1.9%，毛茛科（Raunculaceae）1.9%。 0.14 m

⑤层：灰色含砾粗砂岩 0.22 mⅠ级阶地

图4 治多县索加莫曲河流阶地剖面（VQP8）Fig.4 The profile of Moqu River terrace in Suojia of Zhiduo County(VQP8)

⒀层：土黄色风成沙 1.65 m⑿层：土黄色含粉砂质泥，该层采有孢粉共计66粒；

其中木本植物花粉占93.9%，主要有松属（Pinus）39.4%，云杉属（Picea）47.0%，麻黄属（Ephedra）7.6%等；草本植物花粉占4.5%，其中蒿属（Artemisia）1.5%，禾本科（Gramineae）3.0%；水龙骨科（Polypodiaceae）1.5%。 0.23 m⑾层：灰黄色含泥细-粉砂层 0.08 m⑩层：灰褐色含粉砂质泥，该层采有孢粉共计84粒；

其中木本植物花粉占96.4%，主要有松属（Pinus）29.8%，云杉属（Picea）42.9%，麻黄属（Ephedra）7.1%，桦属（Betula）10.7%，少量榆属（Ulmus）、冷杉属（Abies）、柏科（Cupressaceae）、木樨科（Oleaceae）等；草本植物花粉占2.4%，其中蒿属（Artemisia）1.2%，禾本科（Gramineae）1.2%；水龙骨科（Polypodiaceae）1.2%。该层内细粉砂中获取ESR测年为45.4 KaB.P.。 0.08 m⑨层：灰色砂砾石层 0.27 m～～～～～～～～～～～～～～～～～侵 蚀～～～～～～～～～～～～～～～～～0层：第四系全新世冲积物

3 古植被、古气候演化特征的分析

中新世时期，在雅西措组粉砂质泥岩之中发育有大量的古植物孢粉（VTP20-21），其中木本植物花粉占10%～45.5%，以针叶植物花粉松（Pinus）、云杉属(Picea)为主，部分冷杉属(Abies)；落叶阔叶植物花粉有桦(Betula)、栎(Quercus)、椴(Tilia)及灌木榛(Corlus)、麻黄(Ephedra)、木犀科(Oleaceae)；草本植物花粉占5%～94.5%，以蒿(Artemisia)、藜(Chenopodiaceae)、毛茛科(Ranunculaceae)、豆科(Leguminosae)、小薜科(Berberidaceae)等属种的分布最广；孢粉组合显示为森林草原植被景观，气候表现为早期气候干旱寒冷，晚期干旱温暖。

图5 治多县索加莫曲河流阶地剖面沉积与古气候演化阶段图（VQP8）Fig.5 Terrace sedimentary profile and paleoclimate evolution phase of Suojiamoqu river,Zhiduo county

从不同地域河流阶地沉积物中获取的植物花粉所反映的植被与气候特征显示，在61.3 kaB.P.以前的晚更新世曾一度出现了以木本植物花粉占主导地位的木本植物演化阶段，此时气候温暖偏湿。61.3 kaB.P.以来，在以莫曲河流阶地剖面为代表的沉积体系中不同孢粉组合能更好地反映出植被与古气候的演化阶段（图5）。早期，相当于莫曲剖面2～4层（室内层号，下同），沉积特征出现由快速堆积的河道-冲洪积砂砾石相向较稳定的河湖相细-粉砂层转变，从不同的细碎屑层内所采孢子花粉分析，草本植物花粉占57.1%～81.8%，主要有蒿属、藜科、禾本科，还有唐松草属及豆科，木本植物花粉占18.8%～42.9%，为针叶植物花粉松、云杉属，此孢粉组合特征反映出针叶林草原植被景观，气候温凉较干。

中期，相当于莫曲剖面6～8层，该阶段木本植物花粉占42.9%～78.8%，主要有针叶植物花粉云杉、松属，还有灌木麻黄属；草本植物花粉占4.5%～21.2%，主要有蒿属、藜科、禾本科、毛茛科；蕨类植物孢子水龙骨科占0～1.5%，本孢粉组合特征反映出针叶林植被景观，气候温凉较湿。

晚期，相当于莫曲剖面9～12层，该阶段木本植物花粉占孢粉的93.9%～96.4%，以针叶植物花粉云杉、松属为主，还有冷杉属和柏科；落叶阔叶植物花粉有桦、鹅耳枥属、榆及灌木麻黄、木犀科；草本植物花粉占2.4%，有蒿属、禾本科；蕨类植物孢子水龙骨科占1.2%，本孢粉组合特征反映出针阔混交林植被类型，气候温和较湿。

4 讨论与结论

大约在150 kaB.P.开始，共和运动[8-9]使早、中更新世河湖相地层褶皱变形。在青藏沱沱河-通天河沿岸地区晚更新世堆积物直接覆盖在中新世雅西措组之上，堆积物以河流阶地形式表现了出来。从约97.78±3.2 kaB.P.以来，沱沱河地区气候变化较为频繁，经历了温暖偏湿→温凉较干→温凉较湿→温和较湿的变化历程，植被面貌表现为木本植物-草本植物-木本植物不同演化阶段，这种古植被、古气候的变化与高原阶段性隆升息息相关。

在研究区不同地域，河流阶地表现形式有所差异，河流切穿东部口前曲-莫曲一带多达三级河流阶地，至沱沱河中部日阿尺曲一带可见的河流阶地为两级，切割最新地质体为全新世冲洪积物；而更西的错阿日玛、扎木曲一带，仅保存了一级基座河流阶地，切割的地质体主要为晚更新世冲洪积物，并呈现出现代河流阶地地貌。表现出河流自东向西，河流阶地渐次递减，河流切穿的时代愈新的规律性。而河流阶地堆积物记录的地质时代最早可以追索到97.78±3.2 kaB.P.，河流在97.78±3.2～17.4 kaB.P.的演化过程中，一直保持着物质记录，如果以河流阶地的形成与切穿作为水系演化的一种明显标志，那么长江水系在研究区的成形与外泄地质时期应为晚更新世早期。在持续的构造作用下，河流不断地发生侧向侵蚀，在研究区西部乌兰乌拉一带转南索源侵蚀向冬拉丹东挺进。

注释：

①青海省第一水文地质工程地质队.青藏公路沿线（格尔木-安多）水文地质工程地质调查研究报告.1997

②青海省区调综合地质大队.1：20万沱沱河幅、章岗日松幅、错仁德加幅、五道梁幅区域地质调查报告.1990.

[1]李炳元.青海可可西里地区自然环境[M].北京:地质出版社, 1996.

[2]李炳元,李吉均,主编.高原第四纪冰川遗迹分布图及说明书[M].北京:科学出版社,1991.

[3]陈克造,Bowler J M,Kelts K.四万年来青藏高原的环境变迁[J].第四纪研究,1990,(1):21-30.

[4]邓中林,庄永成,韩海臣.青海唐古拉地区晚更新世湖相沉积特征、古植被及17.4kaB.P.以来气候转型期的厘定[J].西北地质,2004,37(1):45-50.

[5]段其发,张克信,王建雄,姚华舟,卜建军.藏北唐古拉山地区沱沱河组孢粉组合及其地层意义[J].地球科学,2007,32 (5)：629-637.

[6]赵振明,彭伟,邓中林,李荣社,王毅智,朱迎堂.青藏高原沱沱河至昆仑河地区晚更新世以来孢粉记录的古环境信息[J].地质通报,2006,25(12)：1469-1474.

[7]吴珍汉,吴中海,叶培盛,胡道功,彭华.青藏高原晚新生代孢粉组合与古环境演化[J].中国地质,2006,33(5)：966-979.

[8]李吉均,文世宣,张青松,王富葆,郑兴本,李炳元.青藏高原隆起的时代、幅度和形成探讨[J].中国科学(B辑),1979,(6): 608-616.

[9]孙鸿烈,郑度.青藏高原形成演化与发展[M].广州：广东科技出版社,1998.

Liu G S.Sedimentary characteristic and geological significance of Late Pleistocene river terrace in Tuotuohe area,Qinghai province.,2014,30(1)∶1-6.

∶The Tuotuo River,Tanggula,Qinghai has a large drainage density with anastomosing stream pattern, many river terrace developed along the trunk drainage.According to the research of the material composition and paleo-plant sporopollen in different plat river terrace coastwise the Tuotuo River,it makes sure the two evolutionary stages of herbaceous vegetation and woody plant since 63.1 ka B.P.(ESR)in Late Pleistocene epoch,the corresponding climate changed from warm and cool dry to the mild and wet.The detail dating(TL,ESR)data show that the terrace deposits above base terrace were formed since 97.78 ka B.P.in Late Pleistocene epoch，this paper propose that the forming and leak of Yangtze River drainage in the study area is in the Early Late Pleistocene epoch.

∶river terrace;thermoluminescence(TL);electron spin resonance(ESR);Palaeoclimate;Tuotuo river, Qinghai province

P534.63

A

1007-3701(2014)01-001-06

10.3969/j.issn.1007-3701.2014.01.001

2013-10-28；

2014-01-07.

国土资源大调查《1：25万沱沱河、曲柔尕卡幅》联测（200213000001）区调项目.

刘格升（1967—），男，工程师，主要从事地质矿产勘查工作，E-mail：279476250@qq.com.