金沙江干热河谷华弹段黄土状土的成因、年龄及其古气候指示意义

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2021.00218

摘要/Abstract

摘要：

青藏高原东南缘干热河谷中广泛发育黄土或黄土状土，是解读中国西南季风、干热河谷环境演变与高原隆升关系的良好载体，但目前尚无关于其成因、形成时代和古气候意义的系统研究。通过对金沙江干热河谷华弹段中黄土状土的空间分布、粒度特征、化学风化指数以及沉积速率的分析，发现该区黄土状土拔河越高，粒径越小，沉积速率越低；结合前人物源示踪研究成果，证实黄土状土来源于金沙江谷底的河漫滩沉积和古堰塞湖沉积，局地山谷风环流为其提供搬运动力。磁性地层学分析显示黄土状土地层全为正极性，剖面中未出现B/M界线，结合光释光测年结果，确定金沙江干热河谷华弹段中的黄土状土形成于中更新世中期以来。通过与同河段的古堰塞湖沉积形成时代进行对比，发现黄土状土的形成时代稍晚于同河段古堰塞湖相沉积大量堆积的时代。金沙江河谷中黄土状土与古堰塞湖相沉积在时空上的紧密关联性表明，滑坡堰塞事件控制着金沙江干热河谷中黄土状土物源的丰富程度，是影响金沙江深切河谷中黄土状土形成与沉积过程的主要因素。黄土状土的粒度与化学风化指数结果表明358 ka BP以来，该段河谷中古环境气候发生过明显冷干-暖湿波动，并在冰期-间冰期尺度上响应全球气候变化。

关键词: 黄土状土, 成因, 年代, 华弹, 金沙江

Abstract:

Loess-like sediments are widely developed in the dry-hot valley of the Jinsha River， which is a good carrier for interpreting the southwest monsoon and the environmental evolution of the dry-hot valley of the Jinsha River. However， its genesis and formation time are still unclear. Through the analysis of the grain size and deposition rate of loess-like sediments at different altitudes in the Huatan section of the Jinsha River Valley， it is found that the higher the altitude， the smaller the particle size and the lower the deposition rate of the loess-like sediment. Combined with previous research results， it is further confirmed that the loess-like sediments is a near-source aeolian deposit derived from the floodplain deposition and the ancient dammed lake deposits at the bottom of Jinsha River Valley， and the local valley wind circulation in Jinsha River Valley provides transportation power for it. Through optical luminescence dating and magnetostratigraphic analysis， it is determined that the loess-like sediments in the dry-hot valley of the Huatan section of the Jinsha River Valley was formed in the middle of the Middle Pleistocene， which approximately consistent with or later than the time of massive accumulation of ancient dammed lake deposits in the valley. The consistency of the temporal and spatial distribution of the loess-like sediments and the ancient dammed lake deposits in the Jinsha River Valley indicates that the landslide damming event controls the provenance of the loess-like sediments in the dry-hot valley of the Jinsha River， and is one of the main factors affecting the deposition process of the loess-like sediments. The grain size and chemical weathering index of loess-like sediments indicate that the valley wind， environment and climate have changed significantly since 358 ka BP， and responded to global climate change on the glacial-interglacial scale. In the future， it is necessary to strengthen the study on the relationship between loess-like sediments and ancient dammed lake in deep valleys of southwest China.

Key words: loess-like sediment, genesis, formation time, Huatan, Jinsha River

中图分类号:

P931.1

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图/表 8

图1 金沙江干热河谷中黄土状土的空间分布与野外照片

Fig.1 Spatial distribution and field photographs of the loess-like sediments in the Jinsha River Valley

图2 金沙江干热河谷华弹段中黄土状土与堰塞湖相沉积的空间分布（A）及河流阶地与黄土状土剖面（B）

Fig.2 Spatial distribution of loess-like sediments and dammed lake sediments （A） and river terrace and loess profile （B） in the Huatan section of Jinsha River Valley

表1 金沙江干热河谷华弹段中黄土状土的OSL年代和相关参数

Table 1 Quartz OSL ages and their related parameters for loess-like sediments samples of the Huatan section of Jinsha River Valley

样品编号	海拔 /m	深度 /m	K /%	Th /(mg·kg^-1)	U /(mg·kg^-1)	含水量 /%	剂量率 /(Gy·ka^-1)	等效剂量 /Gy	年代 /ka
Lzu1131	665	1.2	1.57±0.05	8.14±0.26	2.02±0.08	10±5	2.73±0.14	0.60±0.03	0.22±0.02
Lzu1132	765	2.0	1.67±0.05	12.2±0.34	2.67±0.10	10±5	3.16±0.17	37.48±2.86	11.86±1.12
Lzu1133	865	2.5	1.56±0.05	12.6±0.35	2.92±0.11	10±5	3.16±0.18	65.19±1.61	20.67±1.26
Lzu1134	1 050	5.0	1.78±0.06	13.4±0.36	2.45±0.10	10±5	3.32±0.18	214.25±12.70	64.50±5.24
Lzu1135	1 355	5.0	1.89±0.06	14.0±0.38	2.46±0.10	20±5	3.06±0.16	248.23±21.53	81.23±8.24
Lzu1136	1 351	9.0	2.05±0.06	13.8±0.37	2.85±0.11	20±5	3.15±0.17	386.08±14.68	122.71±8.12

图3 金沙江干热河谷华弹段代表性黄土样品矢量投影与逐步热退磁结果

Fig.3 Progressive thermal demagnetization and orthogonal projecting plots for representative samples of the Huatan section of Jinsha River Valley

图4 金沙江干热河谷华弹段第六级阶地上黄土状土地层剖面和古地磁测年结果及其中值粒度曲线、CIA参数曲线与格陵兰冰芯、深海氧同位素记录对比

Fig.4 Measurement results of paleo magnetism， Md curve and CIA curve of loess-like deposit section on sixth terrace of the Huatan section of Jinsha River Valley， compared to the Greenland ice core record and global marine oxygen isotope climate record

图5 金沙江河谷华弹段各海拔上黄土状土剖面的代表性粒度频率分布曲线

Fig.5 Grain-size distribution curves of the loess-like sediments samples in different altitudes of the Huatan section of Jinsha River Valley

图6 金沙江河谷巧家段中黄土状土均值粒径、中值粒径（A）和沉积速率（B）随海拔的变化趋势

Fig.6 The change of mean size， median size （A） and deposition rates （B） of the loess-like sediments with altitude in the Qiaojia section of the Jinsha River Valley

图7 金沙江干热河谷巧家段中黄土状土的发育过程（左为河谷纵剖面视图下的黄土状土发育过程，右为河谷横断面视图下的黄土状土发育过程）

Fig.7 Formation model of the loess-like sediments in the Qiaojia section of the Jinsha River Valley. The left column is the development process of loess-like sediments from the river valley longitudinal section view， and the right is the development process of loess-like sediments from the river valley cross section view

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