西藏昌都玉曲河源区冰川构造的性质、特征与演化

李德文， 马保起， 田勤俭， 史嘉骥， 赵 杰，5

（1.应急管理部国家自然灾害防治研究院，北京 100085；2.中国地震局地壳动力学重点实验室，北京 100085；3.复合链生自然灾害动力学应急管理部重点实验室，北京 100085；4.中国地震灾害防御中心，北京 100029；5.陕西省地震局，陕西西安 710068）

0 前言

基于侵蚀和堆积作用的传统冰川地质理论，侧重于冰川地貌与沉积特征的调查、识别、制图、分析及古环境重建［1-3］。在剥蚀、搬运与堆积作用之外，Lyell［4］最早意识到，冰川作为体积庞大的运动物体，对基底施加的剪应力一旦达到或超过基底地层抗剪强度，就会发生变形；并提出推挤、融化和运动等变形机制。冰川自重引起的基底静压力如果在空间分布上不均一［4］（即厚度在平面上的变化），也可能导致基底剪切变形［5］。另外，冰川重量可降低岩层的剪切应力，这在有高压地下水参与时尤为明显［6］。由冰川自重和运动引起的基底内部的应力变化及变形，与传统地质构造在力源上存在根本区别，进而导致了二者本质上的不同，Slater［7］为其创造术语“冰川构造”（glaciotectonics）。冰川构造研究在过去30年间得到迅猛发展。特别是运动地层学（Kinematic Stratigraphy）方法［8-9］的应用在欧美地区冰川构造研究中取得了令人意想不到的成功，成为北欧地区第四纪地质填图的重要工具［10-11］。在INQUA-WGGT（冰川构造工作组）的推动下，先后完成欧美中高纬地区的冰川构造填图，尤其是北美1︰250万冰川构造填图使WGGT的工作达到了一个“新的高度”［12］。但冰川构造研究程度在区域上极不平衡。现有研究主要集中在欧洲［13］、北美［14-15］以及西伯利亚和南极个别地点，对山地冰川形成的冰川构造的研究则限于部分北极岛屿及北美山地。这种局面缘于冰川构造的重要性只是到了最近20多年才得到国际同行的普遍认可，关于“地貌-沉积-变形”三位一体［16］的冰川研究还有待推广。

中国西部第四纪冰川研究主要关注传统的冰川地貌与沉积，少量研究涉及小尺度的冰下变形，如滞碛中的变形［3］等。青藏高原作为低纬度高海拔巨型高原，其冰川构造目前知之甚少。过去20多年的调查表明，青藏高原存在诸多“疑似活动构造特征”，见于藏南、藏北［17］以及藏东地区。他们不符合传统的构造或地貌成因模式，却可以用冰川构造理论很好地解释（尽管它们可能分布在目前重建的冰川范围［2］外）。本文选择此类现象较为典型和分布较为集中的西藏昌都玉曲河源区（图1）为靶区，旨在洞悉青藏高原冰川构造的性质、特征、年代与演化模式。

图1 研究区位置及部分剖面位置：（a）背景为SRTM DEM数据，分辨率30 m。现代冰川范围据中国科学院寒区旱区环境与工程研究所第二次冰川编目资料；（b）古冰川数据来自文献［2］；（c）中标注有主要调查路线和典型冰川构造剖面位置Fig.1 Location of the study area and typical sections：location of the study area（a）；topography of the study area and adjacent areas.The background is SRTM DEM data with a resolution of 30 m.The limits of modern glaciers are from the second glacial catalogue of Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute，Chinese Academy of Sciences；the limits of Quaternary glaciation are from Reference［2］（b）；geological and hydrological characteristics of the source of source area of the Yuqu River［18］，marked with the main survey route and the location of typical glaciotectonic profile（c）

1 区域地质概况

玉曲（也称伟曲，下游叫玉曲河、扎玉河），位于澜沧江与怒江干流之间，是怒江上游左岸最长的支流。玉曲河谷不同于一般的山区河流。以邦达镇为界，以下河段以深切峡谷为主，海拔约在4 100 m以下，以上河段谷地宽广。从邦达镇溯源至益庆乡段为宽约1 km的单一宽谷，具典型的网状河型特征。益庆乡以上河源区由玉曲主源卫曲及其左岸支流刚曲、直曲和右岸支流觉曲、郭清那卡、仁错曲等组成，在郭庆乡一带表现为不规则树枝状的宽谷组合，宽谷主体东西长约12～15 km，南北宽约2～4 km，海拔约4 400～46 00 m，主要由湖泊、沼泽、湿地和丘陵构成。除了西南部与怒江支流八曲之间的分水岭以宽缓起伏的丘陵为主外，河源区周围群山耸立；东南侧山地有现代冰川发育，现代雪线高度约5 400 m。第四纪冰川地貌与沉积记录丰富，已报道的倒数第二次冰期冰川沉积最低海拔达到4 200 m［19-21］。本次调查主要集中在玉曲-卫曲及其支流谷地，地势上属他念他翁山中段，行政上属于西藏自治区昌都市八宿县郭庆乡（图1）。

2 材料与方法

对研究区冰川构造的调查方法主要包括多源遥感解译，现场地质、地貌和地层调查以及年代测试等。前期主要根据覆盖研究区的区域地质资料、天地图、DEM和Landsat 8 OLI影像数据进行地貌与地质解译，对区内不同尺度的地质地貌体及其组合特征进行分析，对其成因进行初步的解释成图。根据解释分析结果，以点面结合的方式对区内地貌和地层进行调查，对重点地段地貌形态特征及其空间组合特点进行现场分析。根据出露情况，选择代表性剖面进行详细地质编录和分析，解释其形成机制、组合特点和运动方向，分析区域冰川构造的形成机理和演化模式。为了约束区域冰川构造特征发育的时代，本研究对冰川构造剖面上部的未受明显变形的沉积砂层进行OSL测年。野外现场选择具有可测年物质的剖面，将剖面表面清理干净以避免污染。用避光材料将事先准备好的样管（长25 cm，直径5 cm）一端堵严避光；锤击样管使其顺目标层贯入，待沉积物填充全管后小心取出，用避光材料封堵两端，用胶带包裹严实；现场编号和记录采样细节后带回室内。在暗室打开样品包装，除去样品外围可能曝光的部分，保留样品中心部分供等效剂量测定。并收集20g左右可能曝光的样品烘干，供环境剂量率测定用。样品前处理后，将提纯之后的石英制片待测。样品等效剂量测试用单片再生法（SAR）测定。本文研究了玉曲-卫曲左岸省道S303切开的三级台地剖面以及郭庆乡至同卡乡乡道切开的河源区宽谷内丘陵地层。主要观察位置有十多处，其中重点描述3处，OSL样品测试3个。

3 结果与分析

3.1 冰川构造地貌的空间分布特征

根据性质特征和地貌表现［12］，研究区内可识别出的冰川构造主要有两类。一类是具有建设性地貌表现的冰推丘（ice-shoved hill），另一类是为毗邻冰推丘提供物质的源盆（source basin）。冰推丘和源盆经常以组合形式出现，在大小、形状和体积等方面存在维度上的关联，构成冰川构造及地貌研究中最具成因判别意义的丘洼对（hill-hole pair）［22］。此类冰川构造地貌特征主要分布于日吾错（也称仁错）附近，为卫曲-玉曲右岸郭清那卡、仁错曲等支流围限的区域（图2）。在平面上表现为近南北向排列的多列地貌组合。每列宽数几百米至1 km以上，长5～10 km；在南北方向上由一系列正负地形组成。单个正地形（垄脊、岗丘）或负地形（湖泊、沼泽或湿地）长度在2～4 km，构成本区最具代表性的冰川构造地貌组合。其中南北向延伸的典型洼地有娘扎错、查错等。垄岗以花岗岩基岩为主，其上大漂砾广泛分布。部分垄岗上发育次级的南北向岗丘，并控制漂砾的分布特征。相邻列之间部分洼地斜向连接，如日吾错，在平面上形成更为复杂的地貌组合。另外，冰川构造也可以是无地貌表现的隐伏构造（concealed glaciotectonics），这种类型主要通过剖面冰川构造岩（glaciotectonite）特征来识别［16，22］，出露在玉曲-卫曲左岸三级台地组成物质内，在区域上与源区洼地大致在同一高度范围内。在更高的台地上也可观察到冰川构造剖面与小型湖泊大致位于同一高度的现象，如卓玛拉康寺附近。

图2 冰川构造地貌与典型剖面分布图（背景图层为在Landsat OLI影像上叠置的EarthData DEM数据。实心圆点为主要考察点。箭头代表冰川构造指示的不同时期运动方向，其中紫色实线小箭头为C1层，黄色虚线粗箭头为C2层，细节见正文）Fig.2 Glaciotectonic landform and typical profile distribution（The background is overlaid EarthData DEM data on the Landset 8 OLI images.The solid dots are the main observation points.The arrows represent the movement directions indicated by the glaciotectonics.The small arrowss with purple solid lines are C1 layers，and the thick arrows with yellow dotted lines are C2 layers.Details in the text）

冰川构造最直接的证据均来自剖面冰川构造特征的研究［16，22］。研究区冰川构造岩主要分布在两种地貌部位。一种是河源区三级以上台地，拔河高度在30 m以上，其中以卫河-玉曲左岸三级平台前沿出露最为普遍（原因是S303省道经卫曲-玉曲左岸通过，道班以及其他各项工程建设在三级台地前缘取土活动相对集中和频繁，有机会开挖出更多大型剖面）。更高台地的冰川构造剖面见于郭庆乡东通往卓玛拉康寺庙的公路里侧。另一种地貌部位是河源区宽缓谷地内相对孤立的丘陵，主要见于同卡乡公路在日吾错附近、龙仁曲左岸田绒嘎、觉尼附近揭露的大型剖面。几个代表性地点的剖面观察、地质编录和分析结果如下。

3.2 拉昂村附近的冰川构造

省道S303穿越拉昂村山前台地时，在台地前缘数百米范围内不连续揭露台地组成地层。从剖面上可以观察到暴露程度不等的多种地层堆积和变形特征。底部为相对完好的弱变形基岩，向上变形程度逐渐增加，中部出露从基岩到第四纪沉积物逐渐过渡的混杂层，上部披覆层理较好的砂层或含泥砂层。其中，道班维护工程在三级台地前沿取土留下的大型剖面往往揭露的地层厚度较大、地质现象更为丰富，如图3，平面位置见图1（c）中点P1。

图3 拉昂村附近的冰川构造特征剖面全景图［由多幅照片组合而成，卫曲左岸，西藏八宿县郭庆乡。剖面位置见图1（c）（P1点）。整个剖面整体朝南，在平面上呈弧形，从左端NEE走向顺时针旋转，至右端为SSE走向。在右端顶部成层砂层采集两个OSL测年样品］Fig.3 Panoramic view of glacial structural characteristics profile near Laang Village，composed of multiple photos，left bank of Yuqu-Weiqu，Guoqing Township，Basu County，Tibet.The section position is shown in Figure 1（c）（point P1）.The whole profile faces south as a whole and is in an arc on the plane.It rotates clockwise from nee at the left end to SSE at the right end.Two OSL dating samples were collected from the layered sand at the top of the right end

P1点剖面靠左部分（也即图3靠左部分）的剖面结构特点见图4，剖面物质变形大尺度上以韧性为主，局部存在小型脆性变形特征。剖面大致可以分四部分，从上到下，具体特征描述如下。

图4 冰川构造特征剖面（图2西段）［镜向北西西，西藏八宿县郭庆乡拉昂村附近。剖面位置见图1（c）（P1点）。粗线代表大层界线，细线代表大层内变形特征，剖面底部长虚线代表原始基岩地层层理。说明见正文］Fig.4 A glaciotectonic profile（west part of Fig.2），with the lens direction of NW，near Laang Village，Guoqing Township，Basu County，Tibet.See Fig.1（c）（P1）for the section position.The thick line represents the boundary of the large layer，the thin line represents the deformation characteristics within the large layer，and the long dotted line at the bottom of the section represents the bedding of the original bedrock.The description in text

①近地表黑色、深灰色表土层（A层），厚0～20 cm。砂质为主，有机质含量高，与成壤作用关系密切。底界不规则。

②浅表上覆浅灰色、灰色的砂层（B），含砾石。水平层理，层理横向连续性和清晰程度自下而上趋于明显。解释为冰水冰湖堆积过程。局部见向下穿插的楔状结构，解释为冰缘冻土过程形成。

③冰川构造岩（C1），位于剖面中上部，为一套不规则变形堆积，厚1.5～1.8 m，黄色为主、局部浅灰色、褐色。内部结构复杂多样，有破裂面、剪切面，有构造纹层，有卷状、条带状包含物。层内剪切面视倾向无明显优选方位，指示冰川运动方向与剖面法向大致接近。

④冰川构造岩（C2），位于剖面下部，未见底。为一套不规则变形堆积，厚2.0～2.5 m，黄色、褐色为主、局部浅灰色。整体上为一套变形程度向上递增的渐进变式变形碛，构造纹层发育，尤其是该层顶部特别明显。内部结构复杂多样，有破裂面、剪切面，有眼球状变形透镜体，有卷状、条带状包含物。剪切面视倾向绝大多数右倾，显示冰川运动以牵引流的形式对下伏底床进行强烈牵引和变形，冰川运动视方向从右到左（南南西）。

3.3 那塔村北（P2）的冰川构造剖面特征

该点位于那塔村北卫曲对岸、省道S303切过山前台地的部位，地貌部位与P1相似。剖面为公路建设在台地前缘开挖的断面，揭示山前三级台地的组成物质及其结构构造特征，横向上连续出露上百米，出露地层厚约4 m。其物质组成和结构构造特征见P2点典型剖面［图5，位置见图1（c）］，整体上以韧性变形为主，局部存在小型脆性变形迹象。与P1相比，缺少B层。从上到下大致可以分三部分，剖面结构具体特征描述如下。

图5 那塔村北卫曲左岸省道S303道路里侧剖面［图1（c）中P2点］（西藏八宿县郭庆乡。出露厚度约4 m，镜向北北东。粗线代表大层界线，细线代表大层内变形特征。说明见正文）Fig.5 A profile at the inner side of provincial highway S303 on the left bank of Weiqu，to North of Nadi Village［（point P2 in Fig.1（c）］，Guoqing Township，Basu County，Tibet.The exposed thickness is about 4 m，and the lens direction is NNE.The thick line represents the boundary of the large layer，the thin line represents the deformation characteristics within the large layer.See the text for the description

①近地表灰色、深灰色表土层（A层），厚0～20 cm。砂砾石为主，腐殖质含量高，成壤作用强，横向上厚度变化较大。底界不规则。

②冰川构造岩（C1），位于剖面中上部，为一套不规则弱变形混杂堆积，厚0.5～1.8 m。黄色调为主。底部偏红；中部整体偏灰，剖面左端夹偏紫色楔状体；上部偏暗。内部见斜层理，杂基支撑。致密坚硬。砾石角砾状。局部有破裂面，波状剪切面发育。底界舒缓起伏。整体特征显示出冰川牵引流对冰下过程的影响，但冰川构造作用程度和强度有限，冰川视运动方向从左向右（南东向）。

③冰川构造岩（C2），位于剖面下部，未见底。为一套不规则变形堆积，厚2.0～2.5 m。黄色调为主体，局部见褐红色、暗褐色、浅黄色条带。整体上为一套变形程度向上递增的渐进变式变形碛，主要由基岩组成，有一系列向右逆冲的楔形体组成，楔形体内部组成多样，碎裂基岩外，也含外源碎屑。构造纹层发育，纹层化程度向上递增，在该层顶部特别明显，显示明显的单剪变形特点。内部结构复杂多样，有破裂面、剪切面，有眼球状变形透镜体、扁豆体，主要由较硬的基岩组成，可能与原岩的能干性有关。整体变形特征显示冰川牵引流控制冰下过程，冰川运动视方向由左向右（南东向）。

3.4 尼恰村北（P3）的冰川构造剖面特征

该点位于尼恰村北近南北向的长条形复合山脊中段（图6）。平面位置见图1（c）中P3点。该点地貌部位为一南北向山脊的鞍部（图2），西侧为仁错曲谷地和源头日吾错，东侧为郭清那卡谷地。出露剖面位于从郭庆乡通往同卡乡公路东南侧、道班取土留下的北西-南东向采坑内，采坑北东壁和南西壁出露长度超过10 m、厚度约2 m的松散沉积物。由不同颜色、质地和厚度的砂和砾石组成（图7～图8）。常规地质理论难于解释其地层结构特点及其所处的地貌部位。

图6 尼恰村北［图1（c）中P3点］采坑附近地貌背景（镜头向北，西藏八宿县郭庆乡）Fig.6 Geomorphic setting near the pit in the north of Nicha Village［Point P3 in Fig.1（c）］［Lens direction is north，Guoqing Township，Basu County，Tibet］

图7 尼恰村北采坑北东壁冰川构造特征［镜向北东，具体位置见图1（c）中P3点，西藏八宿县郭庆乡。出露厚度2 m，镜向北北东。粗线代表大层界线，细线代表大层内变形特征。说明见正文］Fig.7 Glaciotectonic characteristics on the Northeast wall of mining pit to the north of Nicha Village，with the lens facing northeast.Point P3 in Fig.1（c）for the location，Guoqing Township，Basu County，Tibet.The exposed thickness is 2 m.The thick line represents the boundary of the large layer，and the thin line represents the deformation characteristics within the large layer.See the text for the description

图8 尼恰村北采坑南西壁冰川构造特征［镜向南西，具体位置见图1（c）中P3点，西藏八宿县郭庆乡。出露厚度约2.5 m。粗线代表大层界线，细线代表大层内变形特征，虚线代表脆性变形特征。描述见正文］Fig.8 Glaciotectonic feature of the southwest wall of the mining pit to north of Nicha Village，with a lens facing southwest.Point P3 in Fig.1（c）for the location，Guoqing Township，Basu County，Tibet.The exposed thickness is about 2.5 m.The thick line represents the boundary of the large layer，the thin line represents the deformation characteristics within the large layer，and the dotted line represents the brittle deformation characteristics.See the text for the description

图7显示采坑北东壁剖面中部地层变形特征，脆性变形为主，下部局部存在小型脆性变形迹象。剖面大致可以分四部分，从上到下，具体特征描述如下。

①近地表深灰色表土层（A层），厚10～20 cm。砂质为主，有机质含量高，与成壤作用和腐殖质积累关系密切。底界舒缓起伏。

②浅表上覆浅灰色、灰色的砂层（B），含砾石。厚度0～10 cm。局部披覆在下伏地层之上。

③冰川构造岩（C1），占据剖面大部，厚0.8～1.5 m。颜色灰色、褐色为主，物质以砾石为主，部分地段见砂层。内部结构复杂多样，各种高角度界面非常发育，多为斜层理，也见明显构造迹象的破裂面和剪切面。有卷曲构造、填充构造。底界起伏大，与下伏地层界面处有红色薄层粉砂质黏土，擦痕发育［图9（a）］。局部观察可见擦痕走向南东，向西倾伏。倾伏角约20°。冰川构造作用的强度和程度较低。根据该层在剖面内的总体变形特征尤其是界面擦痕指示的运动方向，推测整体上冰川视运动方向从左向右（东南）。

图9 尼恰村北采坑内C1层和C2层界面特征［具体位置见图1（c）中P3点，西藏八宿县郭庆乡］Fig.9 The Interface characteristics of C1 and C2 layers in the pit near Nicha Village.Point P3 in Fig.1（c），Guoqing Township，Basu County，Tibet.The local glacial structural features shown in the red clay layer at the interface，mirror to the northeast（a）；the groove contact boundary at the interface，with the mirror to the South and East（b）；the phenomenon of gravel shear directional arrangement near the interface is a local detail of（b）（c）

④冰川构造岩（C2），为一套不规则变形堆积，厚度>0.5 m。在剖面下部不连续出露，未见底。砂砾石为主，层理不发育。内部剪切面发育，倾向北西，倾角0°～40°。根据剖面总体变形特征，推测整体上冰川视运动方向从左向右（东南）。

采坑南西壁尽管与北东壁相隔几米，但物质组成和结构构造差异很大。韧性变形特征丰富、明显，局部存在小型脆性变形迹象。图8显示南西壁中段地层变形特征。与北东壁相比，南西壁剖面缺少C1层，B层不发育，局部以楔形穿插进入下伏地层。剖面大致也可以分四部分，主要地层特征从上到下描述如下。

①近地表深灰色表土层（A层），厚10～20 cm。砂质为主，有机质含量高，与成壤作用关系密切。底界起伏大。

②深灰色砂（B），含砾石。厚度小于30 cm。以楔状填充形式贯入下伏地层。解释为冰缘作用结果（冰楔铸型/砂楔）。

③冰川构造岩（C2a），占据剖面中上部，厚0.8～1.5 m。黄色、红褐色调为主，物质以砂为主，广泛含砾石砂层。内部结构复杂多样，见明显构造迹象的破裂面和剪切面。构造纹层极度发育。有挠曲、包卷构造、填充构造。内部剪切面发育，倾角0°～20°，但不同部位倾向明显差异。该层下部剪切面左倾，指示冰川运动视方向从左向右（南西）；上部则相反，剪切面右倾，指示冰川运动视方向从右向左（东南）。底界起伏大。整体变形特征表征剖面位置冰川运动视倾向不稳定。

④冰川构造岩（C2b），在剖面下部连续出露，但未见底。砂为主，也有砾石和粉砂。内部剪切面发育，左倾为主，倾角0°～20°。一套不规则变形堆积，厚度0.5～1.0 m。根据剖面总体变形特征，推测冰川运动视方向整体上从左向右。

3.5 冰川构造的形成年代

为约束所观察到的冰川构造地貌与地层的年代，本研究对冰川构造剖面顶部砂层的堆积年代进行了三个样品的光释光测年（表1）。其中从拉昂剖面东端（图2照片右端）C1层之上的砂质盖层30 cm深度获得OSL年代数据为（79.10±2.01）ka，在尼恰村北剖面C1之上盖层获得OSL年龄为（98.45±2.59）ka。考虑到样品信号几乎饱和，意味着沉积物的真实年龄应该比通过古剂量计算的OSL年龄更老，而位于测试地层之下的冰川堆积-变形产物年代无疑更早。

表1 玉曲河源地区第四纪冰川构造特征年代约束Table 1 Age constraints of Quaternary glaciotectonic features in the source area of the Yuqu River

玉曲南岸支流觉曲槽谷内，MIS 6阶段冰碛垄［在P1剖面以南约10 km，ESR年龄（212±21）ka和（240.3±49.8）ka［19］］高出P1剖面100 m以上。对比第四纪冰期-间冰期旋回，推测C1层堆积变形的年代对应的年代大致早于MIS 6，而C2层比C1层更早。据此可以认为，玉曲河源冰川构造特征发育的时代不晚于倒数第二次冰期，也即不会晚于中更新世。

4 区域冰川构造运动特征

4.1 垂向变化特征

从玉曲-卫曲河源区宽谷内三级台地和丘陵边缘采土留下的剖面看，研究区冰川构造剖面具有大致相同的剖面结构。除浅部少许流水、风沙堆积和有机腐殖土外，冰川成因的堆积变形层占据剖面主体。能够明确识别出来的冰川构造岩主要有两层（图4～图5、图7和图8中的C1层和C2层），单层冰川构造岩整体表现为薄皮构造。C2层是区内冰川构造现象最为丰富的层位，在区域上可以识别出两种不同的地层结构。第一种层内变形从下向上递进式增强，显示出单一稳定的近水平向的剪切应力。顶部塑性变形为主，表现出典型的单剪作用特征，具有构造纹层化趋势；纹层化物质主要由剪切面两侧物质进一步细化而成；往下原岩破坏和变形特征转为以脆性为主，在1～2 m的厚度内过渡到正常基岩。这种结构主要见于玉曲-卫曲左岸三级台地堆积内，基岩以中生代碎屑岩为主，反映变形集中在长期稳定的冰岩界面附近，可称为集中式应变。第二种层内组成物质以细碎屑为主，内部存在的多个次级界面往往是应变量较为集中的地方，变形不具统一的垂向变化趋势。整体以塑性变形为主，砾石层也常表现出明显的定向特征［图9（c）］；局部兼有脆性特征；构造卷入地层可能与断层两侧物质均不同。指示冰川剪切运移距离远，剪切变形量大。这种类型的剖面主要见于河谷内丘陵边缘公路揭露的剖面堆积内。基岩以花岗岩为主。其分布式应变特征和剪切方向的变化反映冰岩界面的不稳定，可称为分布式应变。

与C2层相比，C1层内正常堆积特征更为丰富，而剪切变形特征大为减少。堆积-变形特征在各剖面之间也存在显著差别。在玉曲-卫曲左岸C1层整体上连续，可以看到卷曲变形等构造特征。而在日吾错一带，与C2层接触的底界呈槽状［图9（b）］，界面普遍由一层厚约1 cm的红黏土组成，红黏土内擦痕指示存在显著的近水平方向的相对位移［图9（a）］。在垂直运动方向的法向剖面内，该层大多具横向不连续特点，类似于犁痕（Plough Marks［23］）剖面结构。

从剖面结构看，下部C2层变形程度显著大于中上部的C1层位，表明C2层堆积变形时期的冰床处于更强的剪切应力环境，或剪切作用持续时间更长，剪切变形量更大；推测从C2到C1层，冰川动力条件显著弱化或后者变形持续时间较短。

4.2 主要控制因素

与地球内力引起的传统构造不同，冰川构造的驱动因子是冰川自重和运动引起的基底内部的应力变化［5］。冰川构造作用（glaciotectonism）包括冰川对冰（川）前和冰下地层的各种变形过程。尤其是冰川边缘与其前沿陆地之间巨大的静压力差，引起基底内部剪应力的变化，导致冰川外围大规模推挤构造的广泛发育。他们与板块构造理论中的逆冲造山相比，它尽管尺度较小，但在力学性质上是一样的［22］。C1和C2所展示的变形类型、风格和规模变幅很大；塑性变形和脆性变形都有发育。在露头尺度上与内动力形成的褶皱和位错（dislocation）等传统构造有相似之处［16］。在抗剪性弱的冰川沉积中可形成侵位、底辟、楔入或其他软沉积变形，尺度可从毫米级到百米级。

研究区冰川构造特征的差异，除了前述可能存在的变形历史、强度、程度或持续时长不同引起的时间分异外，空间分异的主要控制因素是冰床性质的不同。冰川构造通常优先选择厚层易变形地层，常见的有弱固结的中新生代沉积岩和未固结的第四纪沉积物［12］。基底组成物质质地上的差异影响变形类型和地貌表现［23］。地层越软，变形越强。如未固结细颗粒物质由于排水不畅，围压高，韧性变形特征（如褶皱、侵位、底辟和扭曲等）也较丰富；固结或粗颗粒地层内围压低，脆性变形特征（如节理、断层、角砾岩）较多。玉曲-卫曲左岸主要出露的地层是中生代的碎屑岩系，尽管易于破碎，但大部分地层抗剪强度高，难于细化，导致冰床相对稳定，应变集中在冰岩界面附近，剖面以集中式应变为特征。而日吾错附近主要出露花岗岩类，基岩容易崩解成砂级颗粒。而花岗岩区透水能力差，加上谷地整体地势平缓，排水不畅。导致下伏冰床含水量高、强度低，容易液化，塑性变形特征更加丰富。在小尺度上，局部冰岩界面起伏特征也对冰川构造特征有重要的影响，这在P3点表现尤为明显。

4.3 区域冰川运动特征

根据运动地层学原理，冰川构造的几何特征可以记录不同期次冰川运动方向和变化历史。研究区剖面记录的冰川运动方向（图2）表明，位于现代卫曲上游的那塔村剖面（P2）特征记录的冰川运动方向，在C2层和C1层没有明显变化，冰川大体上是从西北流向东南。拉昂村剖面（P1）特征指示C1时期冰川流向南东，也与玉曲-卫曲河谷基本一致。据此可以认为，玉曲河源C1时期冰川主体运动方向与现代玉曲-卫曲河谷基本上是一致的。

但拉昂剖面记录的C2时期冰川流向南西，与C1期冰川运动方向几乎相反，也与卫曲上游那塔村（P2）剖面记录的冰川运动方向大角度相交。这种异常反映C2层堆积变形时期冰川运动具有更复杂的平面模式。观察河源区地形，目前郭清那卡上游龙仁曲流域娘扎错与怒江支流八曲之间分水岭高度约4 570～4 620 m，比河源区宽谷内的丘陵高度还低100～150 m（如日吾错东北丘陵最高约4 720 m）。结合日吾错附近P3点记录的冰川运动方向，推测C2时期玉曲-卫曲谷地的冰川主体经由日吾错一带向南越过卫曲-八曲分水岭，再沿着八曲谷地运动。这样不仅可以解释各点观察到的冰川构造特征及其记录的冰川运动方向，也能合理解释卫曲与郭清那卡之间大范围分布的丘陵-洼地地貌组合。

4.4 区域地貌演化历史

根据上述野外调查与室内测试资料可以看出，玉曲河源大致经历了以下几个不同的地貌演化阶段。首先是冰川作用时期。根据冰川构造岩变形特征的差别，可以分为两个次级阶段。早期大规模冰川构造作用阶段，对应于冰川构造岩C2层。晚期有限规模的冰川作用阶段，对应的冰川构造岩C1层。与C1层相比，C2层强烈的冰川构造变形特征指示早期冰川规模、强度或持续时间远超晚期，并具有跨地形流动的特点，推测这一时期冰川规模完全覆盖整个河源地区，冰川具有冰原（icefield）性质和特点。晚期显著弱化的冰川构造特征，意味着冰川规模的大规模缩小，推测这一时期以山地冰川为主要特点。根据区域冰川地貌和上覆地层年代资料，可以认为河源区谷地冰川作用的时代不晚于MIS 6阶段，即中更新世晚期倒数第二次冰期。张威等［21］认为这一时期降水量相对于末次冰盛期和末次冰期中冰阶较多，气温较低。在冰川消退以后，区域地貌演化主要受泛冰过程控制。从C1结束到三级台地下切之前，持续接受冰水堆积，对应于P1点剖面中观察的B层。P1点以南隔玉曲相望的觉曲槽谷内，相距P1点约20 km的MIS 3阶段冰碛垄［ESR年龄（51.78±10.62）ka［19］］海拔已高出P1剖面200 m以上。结合区域冰川资料和P1剖面近地表砂层获得的年代数据（表1）推测，泛冰堆积阶段至少自MIS 6阶段开始，持续到MIS 3中期［NJ09-03，（44.6±2.8）ka］，此后河流下切。在玉曲-卫曲二级阶地堆积中，连续加积的砂砾石层广泛发育，纵向与横向连续性好，水平层理连续稳定（图10），显示河流过程在区域地貌演化中上升到主导地位。

图10 玉曲-卫曲河源二级阶地沉积特征（出露砂砾石层厚度约4 m）Fig.10 Sedimentary features of the second terrace at source area of the Yuqu River：the exposed sand gravel layer is about 4 m thick

5 结论

理论上，冰川构造是比单纯的冰川地貌与沉积记录分布范围更广、保存能力更强的冰川作用依据，对其性质特征的认识和理解，有助较老冰川作用的识别与重建。冰川构造研究可以为区域冰川重建提供更多的地质依据，是全球第四纪冰川构造研究的重要补充，具有全球性对比意义。而从现实社会需求看，冰川构造研究有助于传统地质构造和冰川构造的甄别，促进区域断层活动性鉴定和区域发震能力的准确评估，服务于震害防御事业，为震害防御提供理论与方法上的支持。

基于对玉曲河源地区的多源遥感解译和地貌学、沉积学和年代学调查资料，本文主要获得以下认识：

（1）野外调查表明，玉曲河源山前三级及三级以上台地以及谷地内丘陵，主要是区域冰川构造作用的产物，表现为明显的冰推山与源盆组合（丘洼对），构成最具代表性的冰川构造识别标志。

（2）根据对玉曲河源冰川构造剖面特征的分析与对比，两期具有不同运动特征和运动方向的冰川构造岩被识别出来。早期整体上以韧性变形为主，推测这一时期冰川主体越过日吾错以南的分水岭顺现代八曲河谷运动；晚期以脆性变形为主，冰川主要顺现代的玉曲-卫曲谷地运动。

（3）河源区内部冰川构造特征具有显著的时空分异特征，在时间维度上主要与冰川规模及其派生的冰川动力条件有关，在空间维度上，主要与冰床性质密切相关。后者取决于下伏基岩性质，也受区域和局部地貌条件以及排水条件的限制。

（4）根据上覆沉积物OSL年代测定结果，区域冰川构造发育不晚于100 ka BP。基于样品的过饱和特征和冰期发育历史，推测识别出的冰川构造层形成年代应不晚于倒数第二次冰期，也即MIS 6或更早。大约自中更新世晚期以来，河源区先后经历了由冰原过程、山谷冰川过程、泛冰过程和河流过程主导的四个阶段。

致谢：美国恩波利亚州立大学地球科学系James S.Aber教授曾就玉曲河源冰川构造的性质提供过有益的启示；参与野外调查和采样工作的还有卢海峰、何仲太、郝彦军、杨开平等同志；OSL样品前处理和年代学测试在应急管理部国家自然灾害防治研究院新年代学实验室完成。作者对以上单位和个人谨致深切谢意。