大理苍山世界地质公园第四纪冰碛物特征及年代测定

顾佳妮, 陈安东, 赵志中*, 姚海涛, 李志明, 张　青

1)中国地质大学(北京), 北京 100083;　2)中国地质科学院地质力学研究所, 北京 100081; 3)中国地质科学院矿产资源研究所, 北京 100037;　4)大理白族自治州国土资源局, 云南大理 671000

大理苍山世界地质公园第四纪冰碛物特征及年代测定

顾佳妮1,2), 陈安东3), 赵志中2)*, 姚海涛2), 李志明4), 张青4)

1)中国地质大学(北京), 北京 100083;2)中国地质科学院地质力学研究所, 北京 100081; 3)中国地质科学院矿产资源研究所, 北京 100037;4)大理白族自治州国土资源局, 云南大理 671000

云南大理苍山世界地质公园具有较高的美学价值与地学科研价值, 在地学研究领域中苍山又被称为点苍山。本次研究的主要区域是点苍山玉局峰北坡和点苍山西北部的罗坪山大小海子地区, 本文对点苍山玉局峰北坡冰碛物和罗坪山第四纪沉积物进行了光释光年代测定, 讨论了光释光测年方法在点苍山地区第四纪冰碛物测年中的适用性, 测得玉局峰北坡搬运距离较远的三条冰碛垄的年龄为(31.68±3.22)～(28.01±1.95) ka BP, 属于末次冰期。对罗坪山地区第四纪沉积物进行石英砂扫描电镜分析, 观察到大小海子附近第四纪沉积物石英砂表面具有一定的冰川成因特征, 推断罗坪山大小海子地区曾发育过第四纪冰川作用, 通过光释光测年得到大小海子附近冰川沉积物年代为(136.36±10.16) ka BP, 相当于倒数第二次冰期。结合前人研究, 推断点苍山地区也具有发育倒数第二次冰期的可能性。

世界地质公园; 点苍山; 罗坪山; 光释光测年; 扫描电镜; 末次冰期; 倒数第二次冰期

云南大理苍山世界地质公园具有独特的地质遗迹景观, 是大理岩的命名地、被誉为“变质岩的博物馆”; 同时, 苍山又名点苍山, 是“大理冰期”的命名地, 具有较完整的第四纪冰川遗迹; 点苍山生态系统存在极为明显的垂直分带性、生物种类多样性, 植被覆盖率极高; 使得大理苍山世界地质公园不仅自然生态景观优美, 而且具有突出的地学科研价值(赵汀等, 2009), 而地质遗迹的美学价值与科研价值是地质公园的重要组成部分(方世明等, 2010;张蕾等, 2014)。

本文主要研究大理苍山世界地质公园中第四纪冰碛物特征及年代测定, “大理冰期”作为我国末次冰期的代称, 最早提出于20世纪30年代(杨建强和崔之久, 2003)。点苍山末次冰期冰川作用距今时间较短, 且该地区末次冰期以后冰川发育规模较小,对早期形成的冰川地貌改造和破坏程度较轻, 因而点苍山较好地保存了末次冰期冰川作用遗迹, 是研究末次冰期冰川作用的理想地区。位于点苍山西北部的罗坪山地区也是第四纪冰川研究中的重要区域,该区域在第四纪期间是否有冰川作用发育, 该区域地貌是否属于冰川作用形成等问题尚存在争议。

本文通过对点苍山玉局峰北坡和罗坪山大小海子地区采集的沉积物样品进行扫描电镜分析和光释光测年, 认为在点苍山地区采用光释光测年具有一定的可行性, 并通过扫描电镜对罗坪山沉积物石英砂进行表面特征分析, 表明罗坪山大小海子附近的沉积物具有一定的冰川成因特征。基于前人研究及本文测试结果, 获得了点苍山玉局峰北坡冰川作用发育年代, 并对罗坪山是否发育过第四纪冰川进行了讨论。

1　研究区概况

1.1区域地质地理概况

点苍山位于云南省大理市, 地处滇西北与滇西南结合处, 是横断山系云岭山脉南端的主峰, 处于青藏高原向云贵高原过渡的地段。点苍山北起洱源县邓川镇, 南至大理下关镇, 横卧于洱海的西岸, 漾濞江以东, 西北侧山体与罗坪山相接, 地理坐标: 99°55′—100°13′E, 25°33′—26°00′N。其山体大致南北走向且南高北低, 南北分布19座山峰, 海拔多在3 500 m以上, 其中7座山峰海拔达到4 000 m以上,最高峰马龙峰, 海拔为4 122 m。山体的主要岩性为片麻岩、大理岩等, 组成了元古界苍山群变质岩系。罗坪山又名鸟吊山, 位于点苍山西北部, 位于洱源县西南20 km, 东为凤羽镇, 西为炼铁村, 罗坪山有16座山峰, 平均海拔在3 000 m左右。

点苍山冰川地貌主要沿山脊线分布, 冰川侵蚀地貌分布于莲花峰至马龙峰海拔3 600 m以上的区域, 冰川堆积地貌在玉局峰北坡和三阳峰东坡保存较好。点苍山冰川剥蚀地貌主要有冰斗、冰斗湖、刃脊、角峰, 以及少量的U型谷等。点苍山冰斗有60多个, 多寄生冰斗, 且存在不同时期的冰斗阶梯状分布的现象。玉局峰北坡和三阳峰东坡海拔3 700 m以上保存有多道冰碛垄, 龙泉峰西坡也有少量冰碛垄保存, 多为侧碛和终碛(陈安东, 2015)。罗坪山地区由于冰川活动历史久远且后期地貌改造作用强烈, 冰川地貌保存并不完好。本次研究区位于大海子与小海子地区, 这两个海子被认为是冰蚀湖(万晔等, 2003)。

点苍山处于低纬度、高海拔地区, 基本属亚热带高原季风气候, 气温受垂直高度差异影响显著,平均气温15.1℃, 干湿季分明, 降雨特点夏季多于冬季, 迎风面多于背风面, 平均降雨量1 040.7 mm。随着海拔升高气温明显降低, 雨量随着海拔升高明显增多。罗坪山同样具有干湿分明的特点, 由于海拔的差异, 形成冷、凉、暖多种小气候区。

1.2点苍山地区第四纪冰川研究概况

点苍山作为“大理冰期”的命名地, 具有重要的地学意义。中国学者对大理地区的自然地理、地质构造(吴根耀等, 1992)和第四纪环境及沉积物(李祥根等, 1986; 陈富斌等, 1992)等进行了多方面研究, 为大理点苍山第四纪冰川的研究奠定了良好基础。点苍山第四纪冰川地貌主要沿北北西走向的山脊线两侧分布, 冰川地貌类型多样, 主要有: 冰斗、冰斗湖、刃脊、角峰、冰碛垄、冰坎和小型的雪蚀洼地等, 典型的冰川槽谷与早期冰碛垄较少见。而对于大理冰期的划分, 不同学者存在一定争议。陈钦峦和赵维城(1997)通过航片判读, 将点苍山及其西北部的罗坪山地区的第四纪冰期划分为三个冰期,分别为: 大小海子冰期、大理冰期Ⅰ期和大理冰期Ⅱ期。况明生和赵维城(1997)运用ESR测年手段,测得罗坪山地区冰川沉积物最大年龄为140.35 ka,相当于中更新世晚期玉龙冰期; 点苍山地区测得云弄峰冰斗的冰碛物年龄5.76万年左右, 而点苍山地区冰川沉积物样品测年结果表明并未发现确定的早于末次冰期的冰川遗迹。万晔等(2003, 2005)通过对点苍山与罗坪山冰川地貌与山体隆升等研究, 认为点苍山发生过两次冰期, 且较早发生的冰期早于末次冰期, 但是由于高原隆起, 山体剧烈上升, 早期冰川遗迹被大规模侵蚀, 并未留下过多早期冰川遗迹证据, 而通过ESR测年推断罗坪山发育有倒数第二次冰期。郑本兴(2000)在研究云南冰川演化模式时, 也认为点苍山地区发育过两次冰川作用, 且倒数第二次冰期规模大于末次冰期。Yang等(2007)在对点苍山与罗坪山第四纪冰川遗迹的研究中, 采用AMS14C、TL、OSL等测年手段, 对玉局峰、龙泉峰、三阳峰等地区进行了测年, 测年结果显示点苍山冰川作用时期分别包括末次冰期MIS3阶段(29—40 ka BP)、末次冰期冰盛期MIS2(21—15ka BP)、晚冰期(9—10 ka BP)、新冰期(3.5—5.6 ka BP), 认为点苍山第四纪冰川在1.2—1.5 ka BP前后消失,且点苍山最大规模冰川发育时期为MIS3阶段, 末次冰期冰川遗迹分布于海拔3 600 m以上, 推测其雪线高度约为3 800 m 左右, 并且认为罗坪山因为海拔较低而没有第四纪冰川发育。张威等认为滇西北海拔在4 000～4 500 m的山地冰期开始时间是晚更新世, 早期的山体尚未隆升至当时的平衡线之上,因不具备冰川发育的气候条件, 而没有早于末次冰期的冰川发育(张威等, 2014; 张威和刘蓓蓓, 2014)。

图1　点苍山与罗坪山区域位置图(白框为本文采样点位置)Fig. 1　Location of the Diancang Mountain and Luoping Mountain (white square indicating the sampling sites)

2　冰碛物石英砂表面形态特征

2.1采样与分析

本文研究区域主要为点苍山玉局峰北坡和点苍山西北侧的罗坪山大小海子地区(图2)。玉局峰北坡采样点均位于玉局峰大冰斗内部, 该大冰斗内部发育多个寄生冰斗, 并保存有多条明显的冰碛垄。采样点YJ1501位于玉局峰冰斗最外侧冰碛垄, 剖面厚度约10 m, 采样深度为70 cm。YJ1502位于苍山索道站北, 游道前行300 m, 玉局峰冰斗外侧第二道冰碛垄, 剖面厚度约2 m, 采样深度为70 cm。YJ1503位于玉局峰冰斗最外侧第四道冰碛垄, 剖面厚度约5 m, 采样深度60 cm。LP1501位于鸟吊山护林保护站东南方向3.9 km, 小海子冰蚀湖冰坎处, 剖面厚度3 m, 采样深度50 cm(表1)。

图2　点苍山与罗坪山采样位置图Fig. 2　Sampling sites on the Diancang Mountain and Luoping Mountain

将以上采集的样品过筛选出0.2～0.5 mm粒级的石英砂, 筛分过的样品用浓盐酸浸泡5小时, 随机挑选出石英砂单矿物20粒。均匀粘在透明胶纸上,置于真空镀膜仪中镀上一层导电的金膜, 在中国地质大学(武汉)材料科学与化学工程学院扫描电镜室进行观察, 样品处理及分析流程见图3。

图3　扫描电镜样品处理及分析流程Fig. 3　SEM sample preparation and analytical process

表1　玉局峰北坡和罗坪山采样点Table 1　Sampling sites on the Luoping Mountain and the north slope of the Yuju Peak

表2　石英砂形态特征Table 2　Surface microtextures of quartz grains

2.2石英砂扫描电镜形态特征

2.2.1外形特征

点苍山和罗坪山样品的石英砂外形主要为尖棱角状、多棱角状和次棱角状; 边缘多为尖棱脊状,部分颗粒为次棱脊状; 石英砂表面起伏度高(图4a-d)。冰川石英砂磨圆较差, 棱角、边缘和表面均未经过充分磨蚀。部分石英砂的原始形态特征明显,甚至类似于刚脱离母岩的风化碎屑(图4e, f), 磨圆改造程度较低。

2.2.2机械作用特征

贝壳状断口、平行解理面和台阶。石英砂在脱离母岩的过程中和短距离搬运过程中的机械作用均可以形成上述特征, 因而该特征可以出现在冰川环境中, 也可以出现在其他环境中, 在沉积环境研究中并不能被当成良好的标志(陈丽华等, 1986; Mahaney et al., 1988)。但是上述特征在冰川石英砂表面经常大量出现, 可以反映出石英砂在搬运过程中受到磨圆作用影响有限, 沉积物搬运距离不远。本次采集冰碛物样品中观察到的贝壳状断口(图4g, h)、平行解理面(图4i)和台阶(图4j), 上述特征可以由冰川的侵蚀作用产生, 也可以在冰川搬运过程中产生。

擦痕(图4k)与宏观擦痕的形成机理和形态类似,多见于冰川环境下的石英砂, 其他沉积环境下较为少见, 被认为冰川环境下的标志性特征(谢又予和崔之久, 1981; 陈丽华等, 1986)。本实验中观察到具有一定数量的擦痕, 集中出现在少数石英砂上, 位于平整解理面和表面凸起的石英砂表面, 尖棱角、高起伏石英砂表面擦痕相对较少。

裂隙(图4l)通常由石英砂在物理风化作用或者脆性变形中产生, 在南极冰川石英砂表面大量出现,被认为是由于石英砂在各个方向上受到不同作用力而产生(刘晓东等, 2002)。在本实验中也观察到少量冰川石英砂表面有裂隙出现。

2.2.3化学作用特征

化学作用特征包括沉淀作用、溶蚀作用以及晶体的生长等。化学沉淀作用在各种沉积环境的石英砂表面均可观察到, 可以按照其形态与沉积发展程度进行划分。本实验中, 观察到的化学沉淀作用特征主要有无定形硅沉淀、硅质薄膜(图4m)和硅质球(图4n)。化学溶蚀作用也可出现在不同的沉积环境中, 主要类型有定向的溶蚀坑和不定向溶蚀形态(陈丽华等, 1986)。本试验中, 可观察到的化学溶蚀作用特征主要有蜂窝状溶蚀表面、定向蚀坑(图4o)和溶蚀缝等。

2.3石英砂形态特征频率分析

结合前人研究(刘晓东等, 2002; 尹雪斌等, 2003; 陈安东等, 2014; Chen et al., 2014), 本次石英砂形态特征观察统计中提取了39个能代表各种成因环境的典型特征变量, 分别从颗粒外形(磨圆、边缘形状、起伏)、机械作用特征和化学特征等方面加以分类(表2)。

2.3.1外形频率分析

根据石英砂扫描电镜形态特征观察并统计, 在颗粒外形上, 该4个样品的冰川石英砂主要形态特征如下: 磨圆较差, 尖棱角状颗粒占20％～40％, 多棱角状颗粒占15％～35％, 次棱角状颗粒占25％～60％; 表面起伏度高, 高起伏颗粒占55％～80％; 边缘磨损较差, 尖棱脊状占15％～45％,次棱脊状频率占15％～45％(图5)。石英砂磨圆较差,表面起伏高, 边缘磨损较差, 较好地反映了冰川环境中石英砂的外形特征。

图4　点苍山及罗坪山冰碛物石英砂表面特征Fig. 4　Surface microtextures of Quartz grains from glacial deposits in the Diancang Mountain and Luoping Mountain

2.3.2机械作用特征频率分析

贝壳状断口、平行解理面和台阶。在机械作用特征中, 表面具有小贝壳状断口的石英砂的频率为40％～55％, 中贝壳状断口的频率为5％～30％, 大贝壳状断口的频率为10％～35％, 大贝壳状断口通常在冰川环境中形成。表面具有平行解理面的石英砂,频率在40％～60％。台阶的频率为20％～25％, 变化范围较小(图5)。上述特征虽不能作为冰川作用的典型代表性特征, 但是在冰川石英砂表面经常大量出现, 可以反映出石英砂在搬运过程中受到改造和磨圆影响有限, 石英砂未经充分磨圆改造。

擦痕、黏附碎片和裂隙。表面具有擦痕或者平行擦痕的石英砂的频率在5％～25％。黏附碎片在4个样品中的频率占15％～20％。本实验中也有观察到石英砂表面的裂隙, 频率占5％～40％(图5), 变化范围较大。上述特征被认为是冰川石英砂的典型特征且频率较高, 但在本实验中观察到上述特征集中出现在少数石英砂表面, 频率并不高。此外, 点苍山样品的冰川作用机械特征频率略高于罗坪山样品。

图5　形态特征频率统计图Fig. 5　Statistics of surface microtextures of quartz grains

2.3.3化学作用特征频率分析

采集样品中观察到的化学沉淀作用主要有无定形硅沉淀, 频率在20％～40％, 硅质薄膜的频率在15％～25％, 硅质鳞片的频率在20％～40％。化学溶蚀作用主要有蜂窝状溶蚀表面, 频率在20％～30％, 溶蚀坑和溶蚀缝的频率在20％～35％(图5)。罗坪山样品的化学作用特征发育情况明显高于点苍山样品,这与罗坪山沉积物埋藏时间较长有一定关系。

3　冰碛物OSL年代测定

3.1OSL测年基本原理及适用性

光释光(Optically stimulated luminescence, OSL)是释光测年的方法, 其测年原理并非直接基于放射性核素的衰变过程, 而是依赖于样品中石英、长石等在放射性射线辐射下的累积效应(陈铁梅, 1995;孙洪艳等, 2003)。

20世纪末以来, 新年代学测年技术得到长足发展, 如AMS14C测年(郑本兴和马秋华, 1994)、电子自旋共振ESR测年(易朝路等, 2001; 赵井东等, 2002)、宇宙成因核素CRN测年(赵志忠等, 2002; 王建等, 2006; 周尚哲等, 2007)、热释光TL测年(李虎侯, 1986)等, 对中国部分地区的第四纪冰期进行了研究并取得了一系列成果。近年来, 光释光测年(OSL)方法被广泛应用于第四纪冰川沉积物测年的研究中, 但也存在由于释光信号的不完全晒退而导致高估冰川沉积物年代等问题。尽管目前光释光测年存在一些问题, 但对于搬运距离较长的冰碛物,光释光测年手段仍是一种可选的测年方法(张志刚等, 2012)。迄今为止, 光释光测年手段在青藏高原及其周围高山测得了一些可靠的年代结果(欧先交等, 2011)。本文对点苍山玉局峰北坡和罗坪山大小海子地区进行光释光测年, 获得的数据与前人研究结果具有一定的相似性(孙殿卿等, 1982), 表明光释光测年方法在点苍山与罗坪山沉积物测年中具有一定的适用性。

表3　光释光样品年龄结果Table 3　OSL dating results

3.2测试与结果分析

根据光释光实验程序将采集的样品进行前处理, 然后对样品光释光信号(OSL)等效剂量的测定,经过氟硅酸刻蚀细颗粒石英(4～11 μm)测定使用“感量变化校正多片再生法”又称简单多片再生法, 进行蓝光释光等效剂量的测定(王旭龙等, 2005; 张克旗等, 2015)。经过氢氟酸刻蚀的粗颗粒石英(90～125 μm)采用单测片再生剂量法, 即热处理, 通过单测片再生剂量法来检测和校对天然和再生光释光信号感量变化, 利用校正释光强度获得等效释光剂量,从而获得天然样品光释光值(表3)。

据以上测试结果分析, 点苍山玉局峰北坡YJ1501、YJ1502、YJ1503采样数据和罗坪山大小海子附近LP1502光释光测年结果, 样品YJ1501年龄: (31.68±3.22) ka BP; 样品YJ1502年龄: (29.53 ±1.97) ka BP; 样品YJ1503年龄: (28.01±1.95) ka BP属于末次冰期, 罗坪山大小海子附近样品LP1502年龄: (136.36±10.16) ka BP, 显示时代为更新世晚期, 相当于倒数第二次冰期。

4　讨论与结论

通过石英砂扫描电镜成因分析以及光释光(OSL)测年结果, 确认玉局峰北坡海拔3 700～3 800 m有确切的末次冰期活动迹象, 且冰川作用时代为末次冰期晚期阶段。扫描电镜分析罗坪山海拔3 100 m处大小海子地区采得石英砂样品具有一定的冰川作用特征, 光释光年代测定为(136.3±10.16) ka BP, 显示罗坪山地区具有第四纪冰川发育的特征, 且冰期年代为中更新世晚期, 相当于倒数第二次冰期。

4.1讨论

(1)作者通过扫描电镜分析, 获得点苍山末次冰期冰川石英砂外形以尖棱角状、多棱角状和次棱角状颗粒为主; 边缘多为尖棱脊状, 部分颗粒为次棱脊状; 石英砂表面起伏度高。机械作用特征主要有贝壳状断口、平行解理面和台阶, 以及擦痕、黏附碎片和裂隙。表面具有擦痕或者平行擦痕的石英砂的频率在5％～25％, 黏附碎片的频率占15％～20％,裂隙的频率占5％～40％。罗坪山样品观察到一定的冰川作用造成的外形特征和机械作用特征, 但频率略低于点苍山冰碛物样品, 但是化学作用特征略高于点苍山冰碛物样品。

(2)作者采用光释光年代测定方法(OSL)对点苍山第四纪冰碛物进行研究, 讨论光释光年代测定方法在冰碛物测年中存在的一些问题, 如释光信号不完全晒退, 信号灵敏度偏低, 难以百分百提纯石英等问题, 导致高估测年时限。近年研究, 青藏高原及其周围山地经过长时间运移的冰碛物测定可选用光释光测年手段。对点苍山和罗坪山进行光释光年代测定研究, 明确了光释光年代测定在点苍山及罗坪山具有一定适用性, 但由于冰川运动具有复杂性,冰碛物的运用光释光年代测定方法的确定性还需进一步探讨研究。

(3)作者通过对罗坪山大小海子地区沉积物进行扫描电镜分析, 得到其沉积物石英砂表面具有一定的冰川成因特征, 推断罗坪山地区曾有过第四纪冰川发育, 测年结果显示该地区出现过倒数第二次冰期, 由此推断点苍山地区也曾发育过倒数第二次冰期, 但由于后期构造隆升等对点苍山冰川地貌及冰碛物产生了较大的改造, 使得点苍山不容易找到完整的倒数第二次冰期证据, 对点苍山倒数第二次冰期的存在问题还有待进一步的研究。

4.2结论

(1)在点苍山海拔3 600 m以上的保存有末次冰期冰川地貌, 通过光释光冰碛物年龄测定, 得出玉局峰北坡搬运距离较远的三条冰碛垄的年龄为(31.68±3.22)～(28.01±1.95) ka BP, 相当于末次冰期。

(2)通过对罗坪山样品进行石英砂扫描电镜分析, 表明该沉积物具有一定的冰川作用特征, 且罗坪山大小海子附近测得光释光样品年龄属于倒数第二次冰期。

(3)据罗坪山的采样结果及点苍山采样结果分析, 推断点苍山可能发育有早于末次冰期的冰川作用, 具体冰川发育的证据和冰川发育条件有待继续研究。

致谢: 石英砂扫描电镜实验在中国地质大学(武汉)由严春杰教授及其团队协助完成, 光释光测年由尹功明研究员及其团队在北京光释光实验室科技有限公司协助完成。谨致谢忱。

Acknowledgements:

This study was supported by Central Public-interest Scientific Institution Basal Research Fund (No. YWF201407).

陈安东, 田明中, 赵志中, 钱方, 张志光. 2014. 江西庐山牧马场剖面泥砾堆积物的成因分析及年代测定[J]. 地球学报, 35(1): 111-118.

陈安东. 2015. 云南大理点苍山末次冰期冰川地貌与冰碛物特征及其发育时代[D]. 北京: 中国地质大学.

陈富斌, 陈继良, 徐毅峰, 葛同明, 梁春艳, 樊利民. 1992. 玉龙雪山——苍山地区第四纪沉积与层状地貌的新构造分析[J].地理学报, 47(5): 430-440.

陈丽华, 缪昕, 于众. 1986. 扫描电镜在地质上的应用[M]. 北京:科学出版社: 1-44.

陈钦峦, 赵维城. 1997. 从航片上观察点苍山冰川地貌[J]. 云南地理环境研究, 9(2): 66-73.

陈铁梅. 1995. 第四纪测年的进展与问题[J]. 第四纪研究, 2: 182-190.

方世明, 郭旭, 郑斌, 阎世龙, 孙占亮. 2010. 山西宁武冰洞国家地质公园典型地质遗迹资源及科学意义[J]. 地球学报, 31(4): 605-610.

况明生, 赵维城. 1997. 云南大理点苍山地区更新世晚期沉积地层的ESR测年研究[J]. 云南地理环境研究, 9(1): 49-57.

李虎侯. 1986. 马兰黄土的热释光年龄[J]. 科学通报, 12: 1309-1316.

李祥根, 冉勇康, 彭贵, 张靖, 虢顺民. 1986. 云南大理及其邻近地区活断层和地震活动特征[J]. 地震地质, 8(4): 52-61.

刘晓东, 孙立广, 尹雪斌, 赵俊琳. 2002. 南极无冰区古海蚀龛石英砂表面结构特征及其环境意义[J]. 海洋地质与第四纪地质, 22(1): 37-42.

欧先交, 曾兰华, 隆浩, 许刘兵, 周尚哲, 赖忠平. 2011. 横断山地区末次冰期冰碛物石英光释光测年的适应性[J]. 冰川冻土, 33(1): 110-117.

孙殿卿, 吴锡浩, 浦庆余. 1982. 中国第四纪冰期与第四纪地层关系的探讨[J]. 中国地质科学院地质力学研究所所刊, 2: 1-11.

孙洪艳, 李志祥, 田明中. 2003. 第四纪测年研究新进展[J]. 地质力学学报, 9(4): 371-378.

万晔, 韩添丁, 段昌群, 杨惠安. 2005. 滇西名山点苍山地区地貌结构与特征研究[J]. 冰川冻土, 27(2): 241-248.

万晔, 韩添丁, 朱静, 丁丽勋. 2003. 云南点苍山-罗坪山地区地貌发育与第四纪冰川作用[J]. 热带地理, 23(4): 304-308.

王建, RAISBECK G, 徐孝彬, YIOU F, 白世彪. 2006. 青藏高原东南部沙鲁里山南端第四纪冰川作用的10Be年代学研究[J].中国科学D辑, 地球科学, 36(8): 706-712.

王旭龙, 卢演俦, 李晓妮. 2005. 黄土细颗粒单测片再生法光释光测年的进展[J]. 核技术, 28(5): 383-387.

吴根耀. 1992. 滇西北丽江——大理地区第四纪断裂活动的方式、机制及其对环境的影响[J]. 第四纪地质, (3): 265-276.

谢又予, 崔之久. 1981. 电子扫描镜下我国若干冰碛石英砂的表面特征[J]. 冰川冻土, 3(02): 52-55.

杨建强, 崔之久. 2003. 云南点苍山冰川地貌特征[J]. 水土保持研究, 10(3): 90-93.

易朝路, 焦克勤, 刘克新, 李玲, 业渝光. 2001. 冰碛物ESR测年与天山乌鲁木齐河源末次冰期系列[J]. 冰川冻土, 23(4): 389-393.

尹雪斌, 孙立广, 刘晓东. 2003. 南极无冰区典型沉积环境石英砂表面结构特征及其在沉积环境识别中的应用[J]. 极地研究, 15(1): 1-10.

张克旗, 吴中海, 吕同艳, 冯卉. 2015. 光释光测年法——综述及进展[J]. 地质通报, 3(1): 183-201.

张蕾, 张绪教, 武法东, 田珺, 何泽新, 于航, 王春林, 刘江红. 2014. 山西王莽岭国家地质公园地貌景观特征及其成因研究[J]. 地球学报, 35(3): 383-390.

张威, 何代文, 刘丽波, 刘蓓蓓, 日海补杰惹, 李银才. 2014. 四川螺髻山清水沟冰川槽谷演化及其影响因素[J]. 地理科学进展, 33(10): 1397-1404.

张威, 刘蓓蓓. 2014. 滇西北山地末次冰期冰川发育及其基本特征[J]. 冰川冻土, 36(1): 30-37.

张志刚, 王建, 赖忠平, 徐孝斌, 白世彪, 张茂恒. 2012. 稻城冰帽冰碛物光释光测年研究中遇到的问题及探讨[J]. 地质学报, 86(4): 602-610.

赵井东, 周尚哲, 崔建新, 焦克勤, 业渝光, 许刘斌. 2002. 乌鲁木齐河源冰碛物的ESR测年研究[J]. 冰川冻土, 24(6): 737-743.

赵汀, 赵逊. 2009. 地质遗迹分类学及其应用[J]. 地球学报, 30(3): 309-324.

赵志忠, 吴锡浩, SCHLUCHTER C, SCHAFER J, TSCHUDI S. 2002. 青藏高原第四纪冰川的宇宙核素暴露年龄首次测定[J]. 地质力学学报, 8(4): 306.

郑本兴, 马秋华. 1994. 贡嘎山地区全新世的冰川变化、气候变化与河谷阶地发育[J]. 地理学报, 49(6): 500-508.

郑本兴. 2000. 云南玉龙雪山第四纪冰期与冰川演化模式[J]. 冰川冻土, 22(1): 53-61.

周尚哲, 许刘兵, COLGAN P M, MICKELSON D M, 王孝理, 王杰, 钟巍. 2007. 古乡冰期和白玉冰期的宇宙成因核素10Be定年[J]. 科学通报, 52(8): 945-950.

References:

CHEN An-dong, TIAN Ming-zhong, QIAN Fang, YAO Hai-tao. 2014. Macroscopic and microscopic evidence of Quaternary glacial features and ESR dating in the Daweishan Mountain area, Hunan, eastern China[J]. Quaternary International, 333:62-68.

CHEN An-dong, TIAN Ming-zhong, ZHAO Zhi-zhong, QIAN Fang, ZHANG Zhi-guang. 2014. Genetic Type Analysis and ESR Dating of Quaternary Deposits along the Mumachang Profile in the Lushan Mountain in Jiangxi Province[J]. Acta Geoscientica Sinica, 35(1): 111-118(in Chinese with English abstract).

CHEN An-dong. 2015. Diancang Mountain Last Glaciation geomorphic features and glacial deposits features and its ESR dating[D]. Beijing: China University of Geosciences(in Chinese with English abstract).

CHEN Fu-bin, CHEN Ji-liang, XU Yi-Feng, GE Tong-min, LIANG Chun-yan, FAN Li-min. 1992. The neotectonic analysis of the quaternary deposits and steeped landforms in Mt.Yulong-Mt.Cangshan region[J]. Acta Geographica Sinica, 47(5): 420-440(in Chinese with English abstract).

CHEN Li-hua, MIAO Xin, YU Zhong. 1986. Scanning electron microscopy and its application on geology[M]. Beijing: Science Press: 1-44(in Chinese).

CHEN Qin-luan, ZHAO Wei-cheng. 1997. Aerial images observation of glacial landforms at Diancang Mt., Dali, Yunnan[J]. Yunnan Gegeraphic Environment Research, 9(2): 66-73(in Chinese with English abstract).

CHEN Tie-mei. 1995. Progress and problems in quaternary dating[J]. Quaternary Sciences, 2: 182-190(in Chinese with English abstract).

FANG Shi-ming, GUO Xu, ZHENG Bin, YAN Shi-long, SUN Zhan-liang. 2010. The Typical Geological Heritage of the Ningwu Ice Cave National Geopark in Shanxi Province and Its Scientific Significance[J]. Acta Geoscientica Sinica, 31(4): 605-610(in Chinese with English abstract).

KUANG Ming-sheng, ZHAO Wei-cheng. 1997. Study on ESR dating of depositional stratums of late Pleistocene epoch in Diancang area about Dali city in Yunnan Province[J]. Yunnan Geographic Environment Research, 9(1): 49-57(in Chinese with English abstract).

LI Hu-hou. 1986. Thermoluminescence (TL) age of Malan Loess[J]. Chinese Science Bulletin, 12: 1309-1316(in Chinese with English abstract).

LI Xiang-gen, RAN Yong-kang, PENG Gui, ZHANG Jing, GUO Shun-min. 1986. Active faults and their relationship with seismic activities in Dali of Yunnan Province and its adjacent regions[J]. Seismology and Geology, 8(4): 52-61(in Chinese with English abstract).

LIU Xiao-dong, SUN Li-guang, YIN Xue-bin, ZHAO Jun-lin. 2002. Characteristics of surface textures of quartz in the wave-cut notch in the Fildes peninsula of Antarctica and their environmental significance[J]. Marine Geology ＆Quaternary Geology, 22(1): 37-42(in Chinese with English abstract).

MAHANEY W C, VORTISCH W, JULIG P. 1988. Relative differences between glacially crushed quartz transported by mountain and continental ice-some examples from North America and east Africa[J]. American Journal of Science, 288: 810-826.

OU Xian-jiao, ZENG Lan-hua, LONG hao, XU Liu-bing, ZHOU Shang-zhe, LAI Zhong-ping. 2011. Applicability of OSL dating the quartz from the tills of Last Glacial in the Hengduan Mountains[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 33(1): 110-117(in Chinese with English abstract).

SUN Dian-qing, WU Xi-hao, PU Qing-yu. 1982. Discuss on the relations of Chinese Quaternary Glaciations and Quaternary strata[J]. Bulletin of the Institute of Geomechanics, Chinese Academy of Geological Sciences, 2: 1-11(in Chinese with English abstract).

SUN Hong-yan, LI Zhi-xiang, TIAN Ming-zhong. 2003. New progress in quaternary dating research[J]. Journal of Geomechanics, 9(4): 371-378(in Chinese with English abstract).

WAN Ye, HAN Tian-ding, DUAN Chang-qun, YANG Hui-an. 2005. Landform System Structures and Characteristics of the Diancang Mountain Areas in West Yunnan Province[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 27(2): 241-248(in Chinese with English abstract).

WAN Ye, HAN Tian-ding, ZHU Jing, DING Li-xun. 2003. A study on geomorphological development and quaternary glaciation of the Diancangshan-Luopingshan Mountain in westerns Yunnan[J]. Tropical Geography, 23(4): 304-308(in Chinese with English abstract).

WANG Jian, RAISBECK G, XU Xiao-bin, YIOU F, BAI Shi-biao. 2006. In situ cosmogenic10Be dating of the Quaternary glaciations in the southern Shaluli Mountain on the Southeastern Tibetan Plateau[J]. Science in China (Series D: Earth Sciences), 49(12): 1291-1298.

WANG Xu-long, LU Yan-chou, LI Xiao-ni. 2005. Progressin luminescence dating of Chinese loess by Single-aliquot Regenerative-dose (SAR) protocol[J]. Nuclear Techniques, 28(5): 383-387(in Chinese with English abstract).

WU Gen-yao. 1992. The modes and mechanism of quaternary fault movement in Lijiang-Dali area, northwestern Yunnan and their influence on environment[J]. Quaternary Sciences, (3): 265-276(in Chinese with English abstract).

XIE You-yu, CUI Zhi-jiu. 1981. Some surficial characteristics of till quartz sand in China under electronic scanning microscope [J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 3(02): 52-55(in Chinese with English abstract).

YANG Jian-qing, CUI Zhi-jiu, YI Chao-lu, SUN Ji-min, YANG Li-rong. 2007. “Tali Glaciation” on Massif Diancang[J]. Science in China: Series D, 37(9): 1205-1211.

YANG Jian-qing, CUI Zhi-jiu. 2003. Glacial Geomorphology in Diancangshan Mountain in Yunnan Province[J]. Research of Soil and Water Conservation, 10(3): 90-93(in Chinese with English abstract).

YI Chao-lu, JIAO Ke-qing, LIU Ke-xin, LI Ling, YE Yu-guang. 2001. ESR Dating on Tills and the Last Glaciation at the Headwaters of the Urumqi River, Tianshan Mountains, China [J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 23(4): 389-393(in Chinese with English abstract).

YIN Xue-bin, SUN Li-guang, LIU Xiao-dong. 2003. Characteristics of quartz grain surface textures in the Antarctic ice-free area[J]. Chinese Journal of Polar Research, 15(1): 1-10(in Chinese with English abstract).

ZHANG Ke-qi, WU Zhong-hai, LÜ Tong-yan, FENG Hui. 2015. Optically Stimulated Luminescence dating- Review and progress[J]. Geological Bulletin of China, 3(1): 183-201(in Chinese with English abstract).

ZHANG Lei, ZHANG Xu-jiao, WU Fa-dong, TIAN Jun, HE Zhe-xin, YU Hang, YU Chun-lin, LIU Jiang-hong. 2014. Characteristics and Genesis of Landscapes in Wangmangling National Geopark, Shanxi Province[J]. Acta Geoscientica Sinica, 35(3): 383-390(in Chinese with English abstract).

ZHANG Wei, HE Dai-wen, LIU Li-bo, LIU Bei-bei, RI Hai-bujiere, LI Yin-cai. 2014. Evolution of glacial trough and influence factors of the Qingshui Valley in Luoji Mountain, Sichuan Province[J]. Progress in Geography, 33(10): 1397-1404(in Chinese with English abstract).

ZHANG Wei, LIU Bei-bei. 2014. Features of the glaciation during the Last Glaciation in northwestern Yunnan Province[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 36(1): 30-37(in Chinese with English abstract).

ZHANG Zhi-gang, WANG Jian, LAI Zhong-ping, XU Xao-bin, BAI Shi-biao, ZHANG Mao-heng. 2012. Problems and Analyses of Optically Stimulated Luminescence studies of Glacial Deposits from Daocheng Ice cap, Sichuan, China[J]. Progress in Geography, 86(4): 602-610(in Chinese with English abstract).

ZHAO Jing-dong, ZHOU Shang-zhe, CUI Jian-xin, JIAO Ke-qin, YE Yu-guang, XU Liu-bin. 2002. ESR Dating of Glacial Tills at the Headwaters of the Urumqi River in the Tianshan Mountains[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 24(6): 737-743(in Chinese with English abstract).

ZHAO Ting, ZHAO Xun. 2009. Geoheritage Taxonomy and Its Application[J]. Acta Geoscientica Sinica, 30(3): 309-324(in Chinese with English abstract).

ZHAO Zhi-zhong, WU Xi-hao, SCHLUCHTER C, SCHAFER J, TSCHUDI S. 2002.Terrestrial in situ cosmogenic nuclides exposure age of the Quaternary glaciations on the Qinghai-Xizang Plateau: First investigation[J]. Journal of Geomechanics, 8(4): 306(in Chinese with English abstract).

ZHENG Ben-xing, MA Qiu-hua. 1994. The Glacier variation, climatic change and the river valley development in the Holocene on the Gongga Mountain[J]. Acta Geographica Sinica, 49(6): 500-508(in Chinese with English abstract).

ZHENG Ben-xing. 2000. Quaternary Glaciation and Glacier evolution in the Yulong Mount, Yunnan[J]. Journal of Glacilogy and Geocryology, 22(1): 53-61(in Chinese with English abstract).

ZHOU Shang-zhe, XU Liu-bing, COLGAN P M, MICKELSON D M, WANG Xiao-li, WANG Jie, ZHONG Wei. 2007. Cosmogenic10B dating of Guxiang and Baiyu Glaciations[J]. Chinese Science Bulletin, 52(10):1387-1393.

Quaternary Glacial Deposits Features and Its OSL Dating in Mt. Cangshan Global Geopark of Dali, Yunnan Province

GU Jia-ni1,2), CHEN An-dong3), ZHAO Zhi-zhong2)*, YAO Hai-tao2), LI Zhi-ming4), ZHANG Qing4)
1) China University of Geosciences (Beijing), Beijing 100083; 2) Institute of Geomechanics, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100081; 3) Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037; 4) Bureau of Land and Resources in Dali Bai Autonomous Prefecture, Dali, Yunnan 671000

Rich and diverse types of geoheritage resources are distributed in Mt. Cangshan Global Geopark of Dali, Mt. Cangshan is known as Diancang Mountain in geosciences. In this study, the authors applied Optically Stimulated Luminescence (OSL) dating and Scanning Electron Microscopy (SEM) analysis to the Quaternary sediments on the north slope of the Yuju peak and the Luoping Mountain, investigated the applicability of OSL dating to glacial deposits and made a comparison between the deposits in these areas. OSL dating results indicate that the three lateral moraines on the Diancang Mountain was formed in (31.68±3.22)～(28.01±1.95) ka BP, SEM analysis of the quartz grains of Quaternary sediments of Luoping Mountain indicates that there are certain glacial characteristics, and OSL dating results with (136.36±10.16) ka BP shows that it belongs to the Penultimate Glaciation. Combining this work with previous studies, the authors infer that there exists certain possibility that the Diancang Mountain developed the Penultimate Glaciation.

global geopark; Diancang Mountain; Luoping Mountain; OSL dating; scanning electron microscopy; Last Glaciation; the Penultimate Glaciation

P534.63; P531.4

A

10.3975/cagsb.2016.06.12

本文由中央级公益性科研院所基本科研业务费项目(编号: YWF201407)资助。

2016-06-10; 改回日期: 2016-07-28。责任编辑: 魏乐军。

顾佳妮, 女, 1991年生。硕士研究生。主要从事第四纪地质与第四纪环境、地质公园与地质遗迹研究。通讯地址: 100083,北京市海淀区学院路29号中国地质大学(北京)。电话: 010-88815191。E-mail: jianigu123@163.com。

赵志中, 男, 1966年生。研究员。主要从事第四纪地质与第四纪环境、地质公园与旅游地质研究。

E-mail: zhaozz2006@gmail.com。