青藏高原东缘山地古冰川沉积物化学参数指示意义

殷 媛，李媛媛

（辽宁师范大学城市与环境学院，辽宁大连116029）

青藏高原东缘山地古冰川沉积物化学参数指示意义

殷 媛，李媛媛

（辽宁师范大学城市与环境学院，辽宁大连116029）

对于冰川沉积物化学特征的分析，可以有效地反映当地古环境的气候状况，本文通过对青藏高原东缘的古冰川山地的冰碛物进行采样，结合部分其他山地样品数据，进行地球化学元素实验，计算以及对比其化学参数。得到青藏高原东缘等十处古冰川山地冰川沉积物化学组分构成，利用CIA等参数分析其对当地环境的指示意义。

冰川沉积物；CIA；青藏高原东缘

现今全球气候变化趋势严峻，冰川沉积物作为响应气候变化与环境变迁的重要地理因素之一，值得深入研究。对沉积物化学元素测量是在20世纪初由F.W.Clarke、BNBephaickn和V.M.Goldschmidt等创立，早期的Boulton,G.S.;Deynoux,M.[1]以及后来我国学者刘耕年，张威等近年来都对我国不同冰川作用地区进行了地球化学元素实验，从而将冰川作用区域的年代序列和气候环境变化关联起来[2，3]。

1 研究区域

本文选取贺兰山，千湖山，石卡雪山，老君山，螺髻山，白马雪山，哈巴雪山，玛雅雪山，马衔山，扎尕那山十个典型的冰川作用区。包括三个区域：横断山，川西南，青藏高原东北缘地区，经纬度范围99°00′13.4″-107°46′9.7″E，26°38′11.3″-38°53′53.4″N，以及华北地区的贺兰山和太白山。

2 实验方法

2.1 实验过程

①研磨。使用SM-1型振动研磨机，取每份烘干后的土样大于10g左右，用实验匙装入环形结构研钵，预定时间30s，取出研钵，放在洁净托盘内。将收集到的直径＜80mm样品以备用。②制片。使用BP-1型粉末压样机，本次实验所制成的样片为厚片，厚度约2mm。将研磨好的土样5g在20-30Mpa下制片成圆饼状。③检测。我们使用Rgaku日本理学公司制造的X射线荧光光谱仪对样品进行沉积物常量元素检测。

2.2 误差分析

实验结果均为SQX扫描所有成分的定量计算结果，误差小于3%，在实验仪器以及制样方法等方面所造成的误差小于5%，常量元素误差低于2%。

3 地球化学元素特征

3.1 常量元素组成特征

根据实验显示，青藏高原东缘山地第四纪古冰川冰碛物的氧化物含量平均值依次排序为：SiO2＞Al2O3＞CaO＞Fe2O3＞K2O＞MgO＞Na2O＞TiO2＞P2O5＞MnO。其主要含量如表1所示。

从表1可以看出该剖面氧化物中SiO2含量最大，其次是Al2O3，Fe2O3。

3.2 化学环境参数的指示意义

本文为了探究冰川古环境的变迁，采用了广义范围的土壤学中常用到的相关环境系数，如粘土矿物硅铝率（sa），硅铝铁率（saf）等氧化物环境化学指标。因冰川沉积物中所含的原生与次生矿物很难区分，本文在测量沉积物化学元素全量含量的基础上，计算了十处山地不同类型的化学元素迁移特征值[4，5]：

硅铝率：sa=SiO2/Al2O3

硅铝铁系数：saf=SiO2/（Al2O3+Fe2O3）

化学蚀变指数：

残积系数cj=（Al2O3+Fe2O3）/（CaO+MgO+Na2O）

风化淋溶系数Ba=（Na2O+CaO+K2O）/Al2O3

从图1和表2中可以看出，在对所选山地的剖面进行研究时，sa和saf的变化具有同步性，值较大，但是波动性最小，各个剖面之间的差异较小，L较低，风化淋溶系数也较小，这些结果印证了剖面的冰碛物脱硅富铝化作用不明显，说明风化作用相对较弱的特点。

冰川沉积物的CIA值介于60-71之间，变化幅度相对较小（表2），与其他第四纪沉积物进行对比[6]，白马雪山和螺髻山的风化蚀变指数相对较高，所显示的风化水平也很高，而哈巴雪山、玛雅雪山、马衔山和扎尕那的CIA值普遍偏低，风化程度亦较低，其主要原因是前者的冰期序列历时较长，且气候条件相对较好的缘故。

表1 青藏高原东缘冰碛物氧化物含量

表2 青藏高原东缘冰碛物化学元素迁移特征值

图1 青藏高原东缘冰碛物地球化学元素特征值

一般认为：CIA值大小不仅可以用来判断沉积物的原岩类型[7]，还可以对气候环境起到良好的指示作用。炎热潮湿的热带气候条件下沉积产物的CIA值大致介于80-100；温暖湿润气候条件下则介于70-80左右；寒冷干燥气候条件下所形成的冰碛岩和冰碛物CIA值介于60-70。青藏高原东缘晚更新世典型剖面的冰碛物CIA值范围与西苏格兰地区Darlradian群冰碛物的CIA值相似，表明该区域经历了中等程度以下的化学风化作用，属于寒冷干燥气候条件下的冰期产物。

4 结语

综上研究，通过地球化学常量元素含量，推断出青藏高原东缘由南至北，随纬度升高，SiO2含量依次降低。冰川沉积物中CaO比率均较高，平均值为6.26，主要以粗粒生物碎屑形态存在，进一步证实了该区冰川沉积物化学风化程度低。又通过化学环境参数sa 6.55，saf 5.76，CIA值65.30等，化学风化强度小，得出其冰川沉积物是在干燥寒冷环境下所形成的结果。

[1]Boulton,G.S.,M.Deynou，关保德.冰川环境的沉积作用和古代沉积序列的冰碛与冰碛岩的鉴定[J].国外前寒武纪地质，1982（4）：99-109.

[2]刘耕年，傅海荣，崔之久，等.太白山佛爷池湖泊沉积理化分析反映的8000a BP以来环境变化[J].水土保持研究，2005，12（4）：1-4.

[3]张威，穆克，崔之久.滇东北拱王山地区全新世以来的气候环境变化[J].云南地理环境研究，2008，20（3）：20-25.

[4]赵锦慧，王丹，鹿化煜，等.西宁地区黄土地球化学元素所揭示的古气候变化[J].干旱区资源与环境，2006，20（5）：104-108.

[5]李云艳.大连市七顶山黄土沉积特征及其环境意义[D].辽宁师范大学，2009.

[6]邵菁清，杨守业.化学蚀变指数（CIA）反映长江流域的硅酸盐岩化学风化与季风气候?[J].科学通报，2012（11）：933-942.

Ancient glacial sedimentchemical parametersindicating significancein the eastern margin mountains of the Qinghai Tibet Plateau

YIN Yuan et al
(College of Urban and Environment,Liaoning Normal University, Liaoning Dalian 116029,China)

Analyzing the glacial sediment chemical features,which canreflecttheclimateconditionofthelocalenvironment effectively.We take a sample ofancient glacial mountains sediment, combine some parts of other mountains samples,experimenting onthe geochemical element.Then we compared them and calculate their chemical parameters.Concluding the ancient glacial sediment compose in the eastern margin mountains of the Qinghai Tibet,and its significance of local environment.

Glacial sediment;CIA; Eastern margin of the Tibetan Plateau

P512.2

A

殷媛（1992-），女，汉族，辽宁省阜新人，辽宁师范大学城市与环境学院硕士研究生，主要从事第四纪冰川研究。

（2016-10-13收稿袁海峰编辑）

1003-7853（2016）06-0070-02