冕宁地区中更新世早期沉积环境与古环境演化研究1

李 佩 罗 浩 格桑多吉 李光涛 程 理 高 玮 钟 慧 高战武

1）中国地震灾害防御中心, 北京100029

2）中国石油天然气股份有限公司西藏销售分公司, 拉萨850000

引言

昔格达组地层是我国西南地区晚新生代典型的沉积地层之一，其主要分布区域为四川省西南攀枝花-西昌地区的大渡河流域（泸定-汉源）、安宁河流域、雅砻江、金沙江干流攀枝花附近等河谷坡肩上，是研究青藏高原东南缘隆升史、水系变迁和新构造活动的沉积记录（王萍等，2011）。昔格达组沉积厚度为100～200 m，沉积物主要由褐黄色、灰绿色、灰黑色、青灰色的河湖相黏土、粉砂质黏土、粉砂和中～粗砂组成（罗运利等，1998）。由于昔格达组出露厚度和高程各地不一，地层分布出露各异，沉积物缺乏生物化石，不同流域昔格达组岩石地层对比及时代认识具有较大分歧（王书兵等，2006；姚海涛等，2007）。目前，针对昔格达组地层已开展了大量年代学研究（罗运利等，1998；蒋复初等，1999；陈智梁等，2004；王书兵等，2006；姚海涛等，2007；徐则民等，2011），然而沉积环境和古环境演化的地质记录较缺乏。此外，昔格达组地层分布的区域有西昌卫星发射基地、攀钢等工业和国防设施，对昔格达组地层进行研究对于当地工业、交通等经济建设及川西地区区域构造和地质演化等具有重要意义。

为此，本研究以《冕宁1∶1 万城市活动断层探查》项目“标准钻孔与第四纪地层剖面建立”专题布设的标准钻孔ZK1（图1）昔格达组沉积物为研究对象，通过年代、粒度、孢粉的测试分析，结合沉积序列、岩性岩相、沉积构造等特征，综合分析ZK1 钻孔揭示的冕宁地区昔格达组沉积物的沉积环境演化和古环境演化过程。

图1 ZK1 钻孔位置Fig.1 The location of the ZK1 borehole

1 区域地质背景

冕宁县位于青藏高原东南缘四川省凉山彝族自治州北部，与甘孜州九龙县、雅安市石棉县、凉山州喜德县及西昌市接壤。地理位置处于云贵高原（四川省西南部），横断山系高山峡谷区南段，地形陡峭，呈高山、中山深切割地貌，山脉总体呈南北走向，南低北高。目标区内最低处海拔约1 750 m，最高海拔约2 470 m，相对高差约720 m。根据研究区地理位置、大地构造不同的演化历史、构造变形特征，研究区可进一步划分为2 个一级大地单元，分别为松潘-甘孜造山带和扬子陆块。

冕宁区域位于新构造运动较强烈的川滇地块向新构造活动相对较稳定的华南地块过渡地带，新构造运动主要表现为大面积间歇性隆升、局部断陷、断裂、地震和温泉活动等形式。第四纪初时，由安宁河河谷东、西2 条断裂夹持的河谷块体不断下陷，同时沉积了1 层以河湖相为主的昔格达组，构造环境相对较稳定，安宁河断裂以走滑伸展变形为主。从早更新世末至中更新世初开始，安宁河断裂以走滑挤压变形为主。川滇地区在保持整体隆升的同时，以水平走滑为主的差异性运动越来越明显和强烈，南北向断裂展布的安宁河断陷湖盆上升而结束沉积，并使下更新世的昔格达组沉积物发生强烈变形（断裂和褶皱）。晚更新世初期，在不断隆升背景上的几条活动断裂带围限的川滇活动块体，整体发生了由北北西向南南东水平走滑的活动特征，该活动过程一直延续到整个全新世。作为川滇块体边界断裂之一的安宁河断裂在该活动过程中由最初的生成、继之的发展到现代基本完成了具体演变过程。构造活动基本控制了冕宁区域第四纪地层的埋藏和出露情况。研究区冕宁地区第四纪地层主要分布于活动断裂带两侧及其附近的断陷盆地、河谷、沟口及谷坡。已有学者将第四纪地层细分为早更新世地层、中更新世地层和晚更新世地层（张岳桥等，2004），其中，早更新世的昔格达组地层最为发育，昔格达组广泛分布于安宁河断裂带及附近盆地内，为稳定的河湖相沉积。昔格达组地层可划分为3 套岩性段，上段岩性主要为厚层黄色细砂岩和杂色黏土岩互层，厚40～120 m，为湖相沉积；中段岩性主要为灰色、灰黑色黏土岩和黄色细砂岩互层，厚50～75 m，为湖相沉积；下段岩性主要为半胶结砂砾岩层，砾石成分复杂，磨圆中等或较好，厚10～18 m，为河流相沉积。根据1∶1 万冕宁县县城及周边区域地质地形图资料，目标区主要以更新世和全新世冲、洪、坡积物与少量湖沼沉积物等地层为主，冕宁县县城周边以花岗岩、辉绿岩等岩浆岩出露为主。

2 材料与方法

2.1 岩芯概述

本研究对象为四川省冕宁县城西北方向获取的沉积物岩芯（ZK1），采样位置GPS 点位为（28°33′56.983 49″N， 102°09′31.264 49″E），高程为1 822.5 m。ZK1 钻孔总长度为153.2 m，钻孔中上部沉积物（深度0～83.2 m）主要由黄褐色的卵石土组成，下部沉积物（深度83.2～153.2 m）主要由黄褐色、深灰色到灰色的泥岩、细砂和中细砂组成（图2）。本研究主要以ZK1 钻孔沉积物底部的黄褐色～灰色昔格达组沉积物（深度83.2～153.2 m）为研究对象，岩性如表1 所示。

表1 ZK1 钻孔昔格达组岩性描述与地层层位序列Table 1 Lithologic description of Xigeda Formation in ZK1 borehole and the stratigraphic position sequence

图2 ZK1 钻孔岩芯照片Fig.2 The pictures of the ZK1 borehole core

2.2 ESR 年代测试

对样品进行预处理及测试，根据样品岩性的不同，分别去除表层已受干扰物质后放入搪瓷盘中进行破碎处理，并筛分出粒径为100～200 μm 的样品，随后将其放入1 000 mL 烧杯中进行相关化学前处理，即分别利用双氧水、盐酸分解样品中的有机质、碳酸盐类物质，利用磁铁吸附并去除样品中的磁性矿物，利用多钨酸锂进行重液分离，去除重矿物并低温烘干，利用氢氟酸浸泡处理样品，用于溶解去除长石矿物等，提取纯净石英矿物，并利用10%的盐酸浸泡，去除长石与氢氟酸反应的氟化物，最后在镜下鉴定石英纯度。前处理后的样品均分为10 份（每份约0.25 g），送实验室进行处理后样品的人工辐照。样品辐照剂量根据样品岩性特征、样品辐照剂量响应及辐照剂量之间的相关关系设计。为去除辐照后产生的短寿命信号，辐照后的样品需放置一段时间。利用EMX BRUKER X-Band ESR 型信号测量质谱仪进行样品信号测量，并根据样品ESR 信号测量结果计算等效剂量。

2.3 粒度测试

基于ZK1 钻孔下部沉积物（深度83.2～153.2 m），以约0.75 m 为间距共获得92 个粒度样品，将样品在实验室自然风干。首先将风干的样品称取0.25 g 并放入500 mL 烧杯中，加入浓度为30%的双氧水，放置于120 ℃加热板上进行加热处理，以分解样品中的有机质成分。待烧杯中不再发生化学反应产生气泡后（即样品中的有机质已去除干净），将烧杯从加热板上取下，并趁热加入10 mL 浓度为10%的盐酸，去除样品中的次生碳酸盐类矿物。待烧杯冷却至常温后，向烧杯中加入纯水至480 mL，并将干净的载玻片放置于烧杯上方静置24 h，之后用橡胶导管吸出烧杯内上清液。重复上述加纯水步骤，得到碳酸盐类和有机质去除干净的样品。上机测试之前向样品中加入10 mL 浓度为10%的分散剂六偏磷酸钠，并放置于超声波水浴中进行充分振荡，一般振荡10 min。超声完的样品利用Coulter LS 13 320 型激光粒度仪进行测试分析，测量范围为0.375～2 000 μm。

2.4 孢粉测试

孢粉测试每个样品取约50 g，处理前加1 片石松孢子片（每片含27 637±567 粒石松）以计算孢粉浓度，经常规酸碱处理、重液浮选得到富集的孢粉，在Olympus BX51 光学显微镜放大200 倍、400 倍下进行鉴定统计。共鉴定分析80 个样品，其中94.2～83.3 m 深度的18 个样品为黄色黏土、黄色细砂～粗砂，孢粉含量低，未达到统计量。另有8 个样品为灰黑色粉砂～细砂，但孢粉含量低，剩余的54 个样品含丰富的孢粉，每个样品统计115～678 粒，平均402 粒。

3 测试结果与分析

3.1 年代测试结果

ZK1 钻孔3 个沉积物样品符合ESR 测年要求，测量信号较好，年龄结果误差10%～20%，如表2 所示。通过计算各年代控制点间沉积速率得到所有样品的年代结果，底部样品年代通过上部沉积物平均沉积速率计算，结果表明冕宁地区ZK1 钻孔昔格达沉积物的沉积时代为（455～736）ka（中更新世早期）。通过沉积速率计算可得，第1 个沉积物年代点和第2 个沉积物年代点的沉积速率为0.17 m/ka，第2 个沉积物年代点和第3 个沉积物年代点的沉积速率为0.69 m/ka。深度139.9～125.5 m 之间以细砂沉积为主，沉积速率较大。深度125.5～84.5 m 之间以黏土、粉砂等沉积物为主，沉积速率较小。

3.2 粒度测试结果

根据冕宁ZK1 钻孔沉积物粒度测试结果，可将其分为黏土（粒径＜4 μm）、粉砂（粒径4～63 μm）、细砂（粒径63～125 μm）和粗砂（粒径＞125 μm）。中值粒径用来反映沉积物颗粒分布状态的平均趋势，平均粒径用来反映沉积物沉积过程中介质的平均动能（姜在兴，2003）。大量研究表明，封闭湖相沉积中，盆地中心沉积物粒度增大，代表湖泊收缩的干燥气候；反之，湖泊沉积物粒度减小，代表湖泊扩张的湿润气候期（Xiao 等，2013；Lu 等，2018；Yang 等，2020）。ZK1 钻孔沉积物不同粒级的含量、中值粒径和平均粒径随深度的变化特征如图3 和表3 所示。根据各粒级含量及平均粒径和中值粒径变化特征将其划分为3 个带，分别为I 带（深度153.2～139.4 m）、II 带（深度139.4～101.5 m）、III 带（深度101.5～83.2 m）。其中，I 带共12 个粒度数据，II 带共50 个粒度数据，III 带共30 个粒度数据。样品平均粒径为8.0～450.0 μm，中值粒径为6.2～432.0 μm。黏土含量为1.6%～27.9%，平均9.5%。粉砂含量为16.1%～92.5%，平均65.3%。细砂含量为0～32.8%，平均8.9%。粗砂含量为0～77.6%，平均16.3%。

表3 冕宁ZK1 钻孔不同粒径、平均粒径和中值粒径在3 个带的变化特征Table 3 Variation characteristics of different particle size, average particle size and median particle size in three zones of the ZK1 sediment in Mianning region

图3 冕宁ZK1 沉积物平均粒径、中值粒径、黏土、粉砂、细砂、粗砂含量随深度的变化Fig.3 Variation of mean particle size, median particle size, clay, silt, fine sand and coarse sand contents with depth in the ZK1 sediment of Mianning region

在I 带（深度153.2～139.4 m）中，中值粒径为148.6 μm，平均粒径为193.2 μm，表明此阶段主要以粗砂成分为主，粗砂含量平均值可达47.6%，粗砂含量高于II 带和III 带；在II 带（深度139.4～101.5 m）中，与I 带和III 带相比，粉砂含量最高，可达72.7%，粗砂含量低于I 带，而中值粒径和平均粒径明显减小，表明水动力条件减弱。在III 带（深度101.5～83.2 m）中，粉砂含量较高但低于II 带，粗砂含量相较于II 带明显增加，在此阶段平均粒径和中值粒径大于II 带，表明沉积水动力变大。

3.3 孢粉测试结果

ZK1 钻孔沉积物共鉴定76 个科属的孢粉类型，其中68 个科属为花粉，8 个科属为蕨类孢子，均以木本植物花粉占优势，常见的类型有松属、铁杉属、云杉属、冷杉属、落叶松属、栎属、桤木属、桦木属、鹅耳枥属、榛属、榆属、枫杨属、沙棘属、柳属、忍冬科。草本类型常见蒿属、莎草科、禾本科、菊科、紫菀型、蒲公英型、风毛菊型、藜科、十字花科、唇形科、蓼属、毛茛科。蕨类孢子常见水龙骨科和卷柏属。根据其变化特征，结合粒度测试结果，可将其划分为Ⅰ0～Ⅳ0共4 个孢粉变化带（图4）。

图4 冕宁ZK1 昔格达组沉积物孢粉测试结果Fig.4 Pollen results of the Xigeda group sediments in ZK1 borehole

Ⅰ0带 （深度146.2～138.7 m）：共4 个孢粉结果。本带阔叶类植被花粉含量占37.6%～71.1%，平均55.7%；针叶类植被花粉含量占21.1%～45.2%，平均31.3%；灌木与草本植物花粉含量平均为13.0%。其中，花粉含量较高的类型有栎属（花粉含量11.7%～27.2%，平均16.3%）、桤木属（花粉含量8%～10.8%，平均9.1%）、桦木属（花粉含量3.8%～11.8%，平均8.9%）、鹅耳枥属（花粉含量4.6%～8.6%，平均7.3%）、榆属（花粉含量5.2%～11.5%，平均8.3%）、枫杨属（花粉含量1.5%～5.2%，平均3.0%）、榛属（花粉含量0.3%～2.2%，平均1.3%）等。针叶类植被花粉常见松属（花粉含量3.7%～13.4%，平均9.2%）、铁杉属（花粉含量2.6%～14.7%，平均7.1%）、云杉属（花粉含量0.6%～16.6%，平均8.3%）、冷杉属（花粉含量2.1%～12.3%，平均5.3%）、落叶松属（花粉含量0～2.2%，平均1.2%）等。灌木与草本植物花粉类型常见蒿属（花粉含量1.3%～5.0%，平均2.7%）、莎草科（花粉含量0～5.7%，平均3.0%）、禾本科（花粉平均含量1.3%）、唇形科（花粉平均含量1.1%）等。由于松属花粉具有超代表性，一般认为松属花粉含量＞30%时研究点存在松林。因此，本带花粉代表的植被类型应为以栎属、桦木属、榆属、鹅耳枥属、枫杨属、桤木属等为主的阔叶林，高海拔地区发育铁杉林、云/冷杉林、落叶松林等针叶树混交林或纯林，植被分布存在显著的垂直地带性。

Ⅱ0带 （深度138.1～122.5 m）：共18 个孢粉结果。本带木本植物花粉含量下降，针叶类植被花粉含量为28.3%，阔叶类植被花粉含量为45.0%，灌木与草本植物花粉含量为26.4%。阔叶类植被花粉常见栎属（花粉含量8.9%～28.0%，平均16.0%）、桤木属（花粉含量4.4%～21.5%，平均12.3%）、桦木属（花粉含量1.7%～10.6%，平均4.7%）、鹅耳枥属（花粉含量1.2%～12.1%，平均3.8%）、榆属（花粉含量0～15.2%，平均5.2%）、枫杨属（花粉含量0～3.1%，平均1.4%）、榛属（花粉含量0～2.2%）等。针叶类植被花粉常见松属（花粉含量3.4%～25.1%，平均10.9%）、铁杉属（花粉含量0.8%～8.1%，平均3.5%）、冷杉属（花粉含量0.8%～9.1%，平均4.2%）、云杉属（花粉含量2.6%～21.2%，平均8.9%）、落叶松属（花粉含量0～2.1%）等。灌木与草本植物花粉常见蒿属（花粉含量2.2%～15.2%，平均7.9%）、禾本科（花粉含量1.0%～8.1%，平均2.9%）、莎草科（花粉含量1.2%～6.6%，平均3.3%）、藜科（花粉含量0.3%～4.0%，平均1.3%）、菊科（花粉含量4.2%）、蓼属（花粉含量0～2.8%，平均1.1%）、沙棘属（花粉含量0～3.4%，平均1.3%）等。本带木本植物尤其是阔叶类植被孢粉含量降低，草本植物花粉含量升高，气候较上一阶段变冷干，植被有所退化。

Ⅲ0带 （深度122.5～108.0 m）：共18 个孢粉结果。本带针叶类植被花粉含量升高至34.5%，阔叶类植被花粉含量略升高至48.7%，灌木与草本植物花粉含量下降至16.8%。其中，阔叶类植被花粉常见栎属（花粉含量7.0%～26.3%，平均15.7%）、桤木属（花粉含量12.8%～27.4%，平均18.7%）、桦木属（花粉含量2.3%～9.5%，平均5.5%）、榆属（花粉含量2.0%～8.1%，平均5.7%）、鹅耳枥属（花粉含量0.2%～4.8%，平均1.6%）、榛属（花粉含量0～1.6%）等。针叶类植被花粉常见松属（花粉含量7.1%～27.4%，平均19.3%）、铁杉属（花粉含量0.8%～9.9%，平均5.1%）、冷杉属（花粉含量1.1%～6.7%，平均3.9%）、云杉属（花粉含量2.1%～8.6%，平均4.9%）、落叶松属（花粉含量0～4.3%，平均1.2%）等。灌木与草本植物花粉常见蒿属（花粉含量1.2%～13.6%，平均4.9%）、禾本科（花粉含量0～10.5%，平均3.2%）、莎草科（花粉含量0.3%～4.3%，平均1.9%）、藜科（花粉含量0～2.1%）、沙棘属（花粉含量0～4.5%）、忍冬科（花粉含量0～12.1%，平均2.1%）等。本带针叶类植被花粉含量升高，松属花粉含量最高可达27.4%，阔叶类植被花粉含量略有升高，草本植物花粉含量下降，气候较上一阶段变暖湿，但不如Ⅰ带。

Ⅳ0带（深度107.1～95.2 m）：共14 个孢粉结果。本带针叶类植被花粉含量继续升高，平均含量为48.7%；阔叶类植被花粉含量下降明显，下降至36.4%；灌木与草本植物花粉平均含量为14.9%，指示气温进一步下降。具体来讲，阔叶类植被花粉常见栎属（花粉含量1.2%～21.6%，平均8.6%）、桤木属（花粉含量2.7%～53.9%，平均21.3%）、桦木属（花粉含量0.6%～7.8%，平均2.8%）、榆属（花粉含量0～4.1%，平均1.7%）、鹅耳枥属（花粉含量0～2.1 %）、枫杨属（花粉含量0～1.4%）等。针叶类植被花粉常见松属（花粉含量8.2%～40.0%，平均24.6%）、铁杉属（花粉含量2.6%～16.2%，平均7.9%）、冷杉属（花粉含量1.8%～15.7%，平均8.6%）、云杉属（花粉含量1.7%～15.3%，平均6.7%）、落叶松属（花粉含量0～4.9%）等。灌木与草本植物花粉常见蒿属（花粉含量0.5%～7.0%，平均2.7%）、禾本科（花粉含量0.3%～7.8%，平均2.5%）、莎草科（花粉含量0.3%～18.5%，平均4.8%）、藜科（花粉含量0～1.7%）、沙棘属（花粉含量0～2.6%）、忍冬科（花粉含量0～1.8%）等。本带栎属、桦木属、榆属花粉含量明显下降，松属、铁杉属、云杉属、冷杉属花粉含量升高，喜湿的桤木属和莎草科花粉含量升高，气候变冷湿。

4 讨论

频率分布曲线可简单又直观地反映沉积物粒度分布特征（姜在兴，2003），包括多种形态，主要为单峰、双峰、多峰等。粒度频率分布的单峰形态特征为曲线峰值高且窄，指示沉积物粒度组分较单一、分选较好；粒度频率分布的单峰形态特征为曲线峰值低而宽，指示沉积物粒度组分分选较差。粒度频率分布的双峰形态曲线一般代表沉积物中有2 种主要成分，两峰峰值较高、距离较近代表沉积物分选较好，两峰峰值较低、距离较远代表沉积物分选较差。粒度频率分布曲线的多峰态一般曲线形态展开度大、峰值低，代表沉积物沉积环境的复杂性，指示沉积物来源的多元性，一般分选较差。冕宁ZK1 钻孔沉积物粒度频率分布曲线多表现为单峰特征，相对较粗样品的粒度频率分布曲线表现为双峰且偏向较粗粒方向（图5）。频率累积曲线三阶段较相近，因此结合频率分布曲线更能反映物源及分选情况（图6）。

图5 冕宁ZK1 钻孔沉积物3 个变化带频率分布曲线Fig.5 Frequency distribution curves of sediments in ZK1 borehole

图6 冕宁ZK1 钻孔沉积物3 个变化带概率累积曲线Fig.6 Probability accumulation curve of three variation zones in the sediments of ZK1 borehole

根据泄水情况将湖泊分为外流湖泊和内流湖泊。对于外流湖泊而言，沉积物粒度分析表明粗粒组分代表气候更加湿润，细粒组分代表气候更加干旱（Lerman，1978；Campbell，1998）；而对于内流湖泊而言，沉积物粒度分析表明粒度粗则气候干旱，粒度细则气候湿润（Lu 等，2018）。根据程建武（2010）相关研究成果，安宁河河谷发育Ⅳ级阶地，根据Ⅳ级阶地砾石层中细砂ESR 测年结果，安宁河Ⅳ级阶地形成时代约550 ka（程建武，2010），表明安宁河形成时代为550 ka。因此，在736～550 ka 期间，冕宁所处的湖盆为内流湖盆；在550～455 ka 期间，冕宁所处的湖盆为外流湖盆。

综上所述，结合冕宁ZK1 岩性、岩相、沉积构造特征及孢粉测试结果，将其沉积环境和古环境演化划分为以下3 个阶段（图7）：

图7 ZK1 钻孔沉积物粒度和孢粉综合对比Fig.7 Comprehensive comparison of sediment particle size and palyron in ZK1 borehole

Ⅰ带（深度153.2～139.4 m，时期736～719 ka）：沉积物主要以灰色～深灰色中细砂、中粗砂及细砂组成，粒度频率分布曲线以双峰态为主，粒度组分以粗砂含量最高，中值粒径、平均粒径较其他阶段均呈现高值，可能指示此时期湖水较浅，沉积物搬运距离较短，可能以近源沉积为主，因此沉积物颗粒较粗，分选较差，代表滨湖亚相的沉积环境。本带花粉代表的植被类型应为栎属、桦木属、鹅耳枥属、榆属、枫杨属、桤木属等为主的阔叶林，高海拔地区发育铁杉林、云/冷杉林、落叶松林等针叶树混交林或纯林，植被分布存在显著的垂直地带性。气候整体温暖湿润。

Ⅱ带（深度139.4～101.5 m，时期719～563 ka）：沉积物主要以灰色～深灰色泥岩为主，中间夹较粗的细砂岩层，粒度频率分布曲线以单峰态为主、双峰态次之，沉积构造以水平层理为主，指示分选较好。泥岩层表明此时期湖水较深，沉积搬运距离较远，分选较好；砂岩层分选相对较差，湖水较浅，搬运距离较近，指示深湖-滨湖亚相的沉积环境。此阶段针叶类植被花粉含量增加，禾本花粉含量稍有下降，气候较上一阶段变冷干，植被有所退化。

Ⅲ带（深度101.5～83.2 m；时期563～455 ka）：沉积物主要以浅黄色～黄褐色中细砂、粗砂夹泥岩为主，粉砂含量最高，平均粒径偏粗，粒度频率分布曲线以单峰为主，指示此时期湖水深度较深，沉积搬运距离较远，分选较好，指示半深湖-浅湖亚相沉积环境，沉积环境可能与安宁河形成相关。此阶段针叶类植被花粉含量增高，阔叶类植被花粉含量稍有减小，指示该时期古环境较为冷湿。

5 结论

本研究主要以冕宁县城西北方向钻孔揭示的昔格达组沉积物为研究对象，通过沉积物年代、粒度和孢粉测试分析，结合沉积序列、岩性岩相、沉积构造等特征，可知736～719 ka 期间沉积物主要以灰色～深灰色中细砂、中粗砂及细砂组成，粒度频率分布曲线以双峰态为主，粒度组分以粗砂含量最高，中值粒径、平均粒径较其他阶段均呈现高值，主要以滨湖亚相的沉积环境为主，植被分布存在显著的垂直地带性，气候整体温暖湿润；719～563 ka 期间沉积物主要以浅黄色～黄褐色中细砂、粗砂夹泥岩为主，粉砂含量最高，平均粒径偏粗，粒度频率分布曲线以单峰为主，指示此时期湖水深度较深，主要以深湖-滨湖亚相的沉积环境为主，此阶段针叶类植被花粉含量增加，禾本花粉含量稍有下降，气候较上一阶段变冷干；563～455 ka 期间沉积物主要以浅黄色～黄褐色中细砂、粗砂夹泥岩为主，粉砂含量最高，平均粒径偏粗，粒度频率分布曲线以单峰为主，指示此时期湖水深度较深，主要以半深湖-浅湖亚相沉积环境为主，此阶段针叶类植被花粉含量增高，阔叶类植被花粉含量稍有减小，指示该时期古环境较为冷湿。