杰玛央宗地区的第四纪冰川作用

空错按:本文作者丁明虎是我好朋友,他是中科院地质与地球物理研究所&寒旱所的博士,研究方向为第四纪地质学中的极地冰川学、冰川化学。他所到之处都是世界上最冷的地方,也是我们一辈子都不大可能经历的地方。我请他把他的照片整一整,放出来和大家欣赏。同时展示一篇他在杰玛央宗冰川的个人考察报告。通过图文,我们可以初步了解冰川研究到底是怎么一回事。

雅鲁藏布江的发源地杰玛央宗冰川位于喜马拉雅山西段,青藏高原的西南部边缘(30°16′32.9″N、82°16′05.5″E),局地山体走向与喜马拉雅山脉总体走势不同而呈南北向,主峰海拔为6577m a.s.l.,附近有十几个海拔超过6000m a.s.l.的山峰,山脊线平均海拔在6000m左右。该地区冬半年受西风带南支气流控制,干燥晴朗;夏半年西风带南支北移,同时过高的山脊线使得来自印度洋的气团很难翻越,因而山脊两侧的雪线高度、冰川规模和冰川数量等方面都程度不同的存在着差异,总体来说山脊东侧为大陆性冰川,山脊西侧为海洋性冰川。

杰玛央宗冰川所处的日喀则地区仲巴县,是青藏高原平均海拔最高的地区(超过5000m),其所在的藏南谷地属高原温带半干旱气候区,该区年均气温-0.3℃,年降雨量290.8mm,主要集中在6-9月份,全年8级以上大风天数过110天,土地沙化严重,沙丘、沙垄、沙滩遍布河流阶地和山麓,

杰玛央宗地区在第四纪期间曾多次发生冰川作用并留下诸多冰川作用遗迹,如冰斗、槽谷、终碛垄、侧碛垄、冰川漂砾等,这是研究本区域第四纪冰川作用和环境演变的重要依据。

【图】杰玛央宗地区地形地貌示意图

图1. 杰玛央宗地区地形地貌示意图

(蓝曲线表示冰川,黑网表示山地,绿线表示溪流,绿块表示湖泊)

1. 杰玛央宗附近地区冰川规模和地貌特征

杰玛央宗地区发育有大小不一的多条冰川,是典型的山岳冰川。其中杰玛央宗冰川与其南部相邻的一条冰川(5o258b0005号冰川)及北部相邻的两条冰川(5o258b0009号冰川和5o258b0011号冰川)在山脊线处连接在一块,组成复合型山岳冰川(如图1)。几条冰川的冰舌融化汇入溪流流入杰玛央宗沟谷,形成许多湖泊和沼泽。由于过度放牧和风化,部分草甸退化为沙地,形成独特的景观。沟谷两侧山坡风化严重,主要为砾石夹杂沙土,长有稀少的植物。总体呈现混杂分布:草甸土/高山草原土/高山草甸土/寒漠土。

本区在地质构造上属于喜马拉雅造山带西段中的一个强烈褶皱带。在岩石组成上,杰玛央宗冰川两侧主要为片麻状花岗岩,间杂其他岩浆岩及变质岩,可能在印支运动时隆起形成陆地(是否确实白垩纪底层),后至燕山期及喜马拉雅期,蒙受东西向压应力的推挤和多次剥蚀夷平作用,再加上北部的冈底斯山脉的影响,在上新世末或早更新世,形成山间高位准平原。第四纪以来喜马拉雅山脉出现了多次冰期,同样也在本区留下了多次冰川作用的遗迹。

2. 杰玛央宗河谷第四纪冰川作用遗迹

H.De Terra首先在青藏高原西缘克什米尔地区建立了4次冰期,并把他们分别与欧洲阿尔卑斯地区的玉木、里斯、民德和贡兹等冰期对比。1985年夏中日联合科考队曾对相邻的纳木那尼冰川进行考察,2004年青藏高原研究所纳木那尼峰考察队对该地区又做了详细的研究,但杰玛央宗地区从未有人做过相关研究,此次考察只完成少量工作,故这里究竟发生过几次冰期?各在什么时间发生?仍未探明。仅结合前人在附近地区的研究进行探讨。

  • 终碛垄

如图2红线所示,杰玛央宗冰川冰湖前汇聚有高约15-40m的4列终碛垄,宽约600-800m,冰碛砾石岩性主要为花岗岩,上覆风力搬运而来的白色细沙,距冰舌越远分选越好。我国西部现代冰川末端,往往堆积3道小规模的终碛垄,代表小冰期的3次冰进,故这四条终碛垄很有可能是在小冰期时形成,当时冰川长度比现代长1.5km左右,这些终碛垄形成于新冰期时的可能性很小(未发现泥炭层;另据侧碛垄推测可能性也很小,见后文)。在冰川沟谷中,也有一些形似冰碛垄的残留地貌,距4道终碛垄约1km,由于沙化严重,加上洪积物覆盖其上,很难判断各为哪个时期形成(这才可能是新冰期的一套东西,受后期流水侵蚀而看上去不完整)。据其他人在喜马拉雅山地区的研究推论,在末次冰期冰盛期(晚更新世晚期,MIS3阶段)、倒数第二次冰期(中更新世晚期,MIS6-10阶段)及倒数第三次冰期(中更新世早期,MIS12-16阶段)时,此地区冰川规模远远大于现代冰川,杰玛央宗冰川两侧几条冰川全部流入如图1所示杰玛央宗沟谷,形成巨型的冰帽-山麓冰川,搬运的冰碛物堆积在距现代冰川末端数十公里远的地方。

杰玛央宗冰川南侧相邻的5o258b0005号冰川终碛垄如图2红线所示,冰碛面积大于杰玛央宗冰舌前终碛垄,分布也较为复杂,在地形图上可看出是一个规模较大的冰碛台地。再加上5o258b0005号冰川面积远小于杰玛央宗冰川,可得出推测,这几道终碛垄包括了小冰期和新冰期的冰碛物。

北侧相邻的5o258b0011号冰川终碛垄据图2判断类似杰玛央宗冰川前终碛垄,应为小冰期时形成。

北侧相邻的5o258b0009号冰川,其冰川沟出口处有三道终碛如图2所示,应为小冰期时形成。该套终碛垄距冰川末端稍远,大约5km,小冰期时冰川末端抵达该处应比较困难,具体原因有待研究。

【图】杰玛央宗地区终碛垄Google Earth图

图2. 杰玛央宗地区终碛垄Google Earth图

  • 侧碛

如图3所示,杰玛央宗冰川两侧有多列侧碛。两侧贴近山麓的侧碛高达80m以上(图4),主要为花岗岩组成,间杂由方解石、白云石组成的变质岩,砾径大部分集中在40—100cm,末端最大的飘砾砾径为7m左右,风化严重,上覆大量白色细沙和沙土,生长有稀疏的高山植物。据侧碛形状和分布范围很难判断其形成时期,若其形成时期为末次冰期以前,其规模应远远大于所见侧碛;若形成时期为小冰期,其规模应小于所见侧碛;最有可能是新冰期时形成,若能确认是新冰期时形成,那前文所推测的杰玛央宗冰川冰舌前的4列终碛就不可能是新冰期时形成,应是小冰期时形成。

【图】杰玛央宗冰川侧碛实景图

图3. 杰玛央宗冰川侧碛实景图

【图】杰玛央宗冰川最高侧碛实景图

图4. 杰玛央宗冰川最高侧碛实景图

如图5所示,紧挨着两侧最高侧碛还有两列侧碛分布在其内侧,高大约20-30m,主要为花岗岩组成,砾径在40-100cm之间,据其规模和风化程度可推测其形成时期为小冰期。

【图】杰玛央宗冰川侧碛垄实景图

图5. 杰玛央宗冰川侧碛垄实景图

紧挨着杰玛央宗冰川两侧还有2道侧碛,冰川中偏南侧有一道中碛由于两道冰流汇聚形成(如图3),高约5m,基本都为花岗岩组成,砾径从5cm到4m不等,形成年代较晚,应为现代冰碛。

  • 冰斗和冰川槽谷

据1975年版地形图判断,杰玛央宗地区现代冰川末端海拔高度,北侧5o258b0011号冰川为5440m,北侧5o258b0009号冰川为5350m,杰玛央宗冰川为5140m,南侧5o258b0006号冰川为5500m,其中杰玛央宗冰川和两侧3条冰川平均相差为290m,这是由于两侧冰川槽谷弯曲,水汽自西侧越过山脊而来,不能顺利通过,降水较杰玛央宗冰川槽谷少的原因所致。

经过多次冰进冰退,杰玛央宗地区形成冰斗、冰川槽谷、角峰和刃脊等多种冰蚀地貌,其海拔和分布规律还有待探明。

3.杰玛央宗地区第四纪冰川演变

本区新构造活动历史可参照珠峰地区及纳木那尼地区,第四纪地层分布规律和阶地分布特征还有待进一步考察。随着全球气候的冷暖变化和青藏高原的隆升,本区数次发生冰川作用。早更新世末到中更新世初是青藏高原一次重要的隆升时期,这次隆升后,青藏高原的平均海拔在3500m以上,中更新世早期,杰玛央宗地区发育了第四纪以来规模最大的冰原冰川,杰玛央宗冰川长25km以上,两侧3条冰川下伸汇聚到一块,流入甚至溢出杰玛央宗沟谷;中更新世晚期,冰川规模相对偏小,但整体和中更新世早期差不多;晚更新世早期,冰川规模明显缩小,南侧5o258b0005号冰川和杰玛央宗冰川应已分离;晚更新世晚期,本区又一次发生冰川作用,4条冰川汇聚流入杰玛央宗沟谷,但整体规模相对中更新世较小;此后,4条冰川分离,并留下各自的终碛垄。虽经新冰期和小冰期多次作用,但雪线升高使得两侧的3条冰川龟缩入槽谷内部,幸而山脊海拔大都超过6000m,4条冰川都未消失。进入20世纪以来,随着青藏高原的明显变暖,目前杰玛央宗冰川正经历强烈的萎缩,消融区发育有大量的冰塔林和冰川河。结合近期对喜马拉雅山地区的冰川变化研究,本区冰川还将继续退缩。

下一步工作重点:

  1. 探明本区第四纪地层分布规律,尤其是地层缺失和阶地的分布特征。
  2. 寻找3次大冰期的终碛垄及侧碛的位置。
  3. 寻找冰碛物中的泥炭层及铁锰结核等冰期标志物。
  4. 利用相对年代法和数值年代法测定冰碛物的年龄。

【图片欣赏】

【图】眺望杰玛央宗

眺望杰玛央宗

【图】杰玛央宗冰川终碛垄

杰玛央宗冰川终碛垄

【图】杰玛央宗南侧山麓悬冰川

杰玛央宗南侧山麓悬冰川

【图】杰玛央宗沟谷

杰玛央宗沟谷

【图】冰斗

冰斗

【图】杰玛央宗冰川上的表碛

杰玛央宗冰川上的表碛

【图】雅鲁藏布江源头区域土地沙化状况

雅鲁藏布江源头区域土地沙化状况

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14 thoughts on “杰玛央宗地区的第四纪冰川作用

  1. 呵呵,最近才知道大自然笔记,以后会经常来的。
    多谢空错师兄的介绍和推荐!

    1. 地质工作的目的是为了认识地球,研究地球,而认识和研究的目的是为了适应地球,利用地球。地质工作者的目的是为了完成地质工作,然后混口饭吃,呵呵

  2. 虽然没有把这篇文章看完,但是看到作者名字就很高兴啦···哈哈,丁兄,好文采,好图,大胸·怀···~~~大雁!

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