Question

第四纪地层的划分

Answer 1

在上一节中，描述了黄河源区第四纪各个时期不同成因类型的地层剖面，着重在岩性描述上，并根据测年和地貌特征简要地讨论了它们的形成时代。从上面的描述可以看出，黄河源区的第四纪沉积物的成因类型比较复杂，尤其是晚更新世及其以后的成因类型更为多样（图2-28）。在时代上，黄河源区的第四纪地层基本上覆盖了整个第四纪，下更新统到全新统都有，只是在发育程度、分布面积和厚度上有所差别，但也不排除缺失某些时段的沉积物。

图2-28 黄河源区第四纪地层成因类型组合图

Fig.2-28 The sedimentary genetic types of the Quaternary in the source area of the Yellow River

1.下更新统

如前所述，黄河源区的下更新统为一套湖相和河湖相沉积，岩性为粉砂质粘土、粉砂以及砾石层。根据笔者的野外观察，下更新统的下部为砾石层，以角度不整合覆盖在上新统曲果组的泥岩之上。在岩性上，下更新统与曲果组的差别是明显的。在黄河源区北侧的阿拉克湖地区（王国灿等，2003，2005），下更新统的岩性与黄河源区的非常相似。黄河源区的下更新统与中更新统也为角度不整合接触。

目前，对黄河源区的这套地层没有年代测试数据，也没有发现有意义的化石。对它的年代的确定，主要根据区域地层和构造事件的对比。在青藏高原，进入早更新世，沉积相发生明显的变化，从上新世以湖相粘土岩沉积为主转向以河湖相或山麓砾石相堆积为特征（Liu et al.，1996），因此，在下更新统中大量出现砾石层（李炳元等，1983），在空间上一直扩展到北缘及其新疆地区（周慕林等，1985；陈华慧，1994a）和西南地区（程捷，1993；2001d）。据多数学者研究，在大约1.10Ma BP～0.60Ma BP之间，青藏高原的新构造运动加强（李吉均等，1996；崔之久等，1997；施雅风等，1998），沉积速率加快（Sun et al.，2000），并造成下更新统与中更新统的角度不整合，这次构造运动一直影响到新疆（柏美祥，1981；陈华慧，1994b）、西南地区（钱方等，1991；程捷等，1994，2001d；张宗祜，1994）乃至中国东部（万天丰，1993）。所以这个角度不整合是一个重要的地层划分标志。

在黄河源区，分布于哈玛里滩的下更新统与中更新统为角度不整合，另外，钻孔中的中更新统为水平状，因此，分布哈玛里滩地层倾斜的这套地层可以归为早更新世的早中期，可以与元谋组（程捷等，2002a）、西域砾石层（洪里，1981；周慕林等，2000）、玉门砾石层（周慕林等，2000）、喜马拉雅山地区的贡巴砾石层（周慕林等，1985，2000）等对比。

2.中更新统

黄河源区的中更新统还是比较发育的，但地表露头不多，被上更新统和全新统覆盖，而钻孔揭露出来的中更新统比较厚（图2-29），有的地方超过200多米。黄河源区中更新统的划分是以ZK9孔为基础，其他钻孔与其对比。在第二节中，对ZK9孔的年代进行了较详细的论述，其时代约0.70Ma BP，所以缺失中更新世最初期的沉积，但在其他钻孔中还是可能发育这个时期的地层的（图2-29）。

图2-29 黄河源区钻孔第四系对比图

Fig.2-29 A correlation between the cores at the source area of the Yellow River

从图2-29可以看出，中更新统大体上可以划分为下、中、上3段。下段以角砾石层，或泥砾为主，沉积物比较粗，它们以角度不整合直接覆盖在三叠系砂岩或曲果组之上。在ZK9孔中，底部为灰黑色的角砾石层，炭质含量较高，说明当时有些沼泽化，标志着湖泊发育的开始。中段以粘土层为主，夹有砂层和含砾石粘土层，沉积物的粒度明显小于下段，而且水平层理也比较发育，典型的湖相沉积，时间约从0.55Ma BP开始。上段又出现角砾石层夹含砾粘土层，沉积物的粒度又变粗，时间从Jammaica事件开始，约0.20Ma BP。尽管在其他钻孔中，岩性特点不完全一样，有粗细的变化，但3 段的岩性组合是相似的（图2-29）。这种岩性组合特点与青藏高原（施雅风等，1998 a；施雅风，2000）和全球（Zubakov et al.，1990；Ehlers，1996；Riser，2002）的气候变迁也是非常吻合的。

3.上更新统

上更新统的地表露头比较好，但成因类型却很多，地层之间的相互关系也复杂，所以给地层的划分对比造成一定的难度。为了更好地划分对比黄河源区的第四纪地层，笔者对这个时期的地层做了较多的测年数据，使地层的划分对比才成为可能。如果仅从地貌的手段来划分地层的话，也只能有一个相对早晚的概念，很难将它们归到比较具体的时期。

根据我们的测年数据，广泛分布于地表的上更新统主要为中晚期，而早期的较少，但在钻孔中保存得比较全（图2-29）。在黄河源区的钻孔中，晚更新世早期为一套湖相沉积，而在晚更新世的中、晚期为砾石层与粘土层互层交替出现（图2-29），显示了早期湖泊发育，而晚期湖泊水位降低的现象。晚更新世的初期，相当末次间冰期的早期（深海沉积物氧同位素的第5阶段的e，即MIS5e），年代为130～117ka BP，不同的学者略有差异（Dawson，1992；Ehlers，1996；Teed，2000；Menzies，2002），在欧洲称为Eemian间冰期（Dawson，1992），在北美称为Sangamon间冰期（Richmond et al.，1986）。而在晚更新世的中晚期，即117ka BP 之后，一直到晚更新世与全新世的界限，在北美称为Eowisconsin冰期和Wisconsin冰期（Richmond et al.，1986），在欧洲称为Weichselian冰期或Wüm冰期（Dawson，1992）。从ZK9的岩性特点可以看出，较好地记录了黄河源区晚更新世环境变化与全球环境变化的对应关系。

在地表露头上，可划分为晚更新世中、晚期的冰碛物（冰水沉积物）-河流沉积物-冰碛物（冰水沉积物）的旋回（表2-1，图2-29）。地层的组合特征也很好地反映了黄河源区的气候变迁和冰川活动。

4.全新统

黄河源区的全新统按时代可划分为早、中、晚三部分，在成因类型上有河流沉积物、湖泊沉积物、洪流沉积物、风积物等。全新世早期的地层有第二级阶地沉积物、第三期洪积扇沉积物以及湖泊沉积物；全新世中期的地层有第一级阶地沉积物、第四期洪积扇沉积物以及湖泊沉积物，可能有一次湖泊的扩张事件；全新世晚期的地层有河漫滩沉积物、第五期洪积扇沉积物以及现今湖泊中的沉积物。