青藏高原東緣山地古冰川沉積物化學參數指示意義

殷 媛，李媛媛

（遼寧師范大學城市與環境學院，遼寧大連116029）

青藏高原東緣山地古冰川沉積物化學參數指示意義

殷 媛，李媛媛

（遼寧師范大學城市與環境學院，遼寧大連116029）

對于冰川沉積物化學特征的分析，可以有效地反映當地古環境的氣候狀況，本文通過對青藏高原東緣的古冰川山地的冰磧物進行采樣，結合部分其他山地樣品數據，進行地球化學元素實驗，計算以及對比其化學參數。得到青藏高原東緣等十處古冰川山地冰川沉積物化學組分構成，利用CIA等參數分析其對當地環境的指示意義。

冰川沉積物；CIA；青藏高原東緣

現今全球氣候變化趨勢嚴峻，冰川沉積物作為響應氣候變化與環境變遷的重要地理因素之一，值得深入研究。對沉積物化學元素測量是在20世紀初由F.W.Clarke、BNBephaickn和V.M.Goldschmidt等創立，早期的Boulton,G.S.;Deynoux,M.[1]以及后來我國學者劉耕年，張威等近年來都對我國不同冰川作用地區進行了地球化學元素實驗，從而將冰川作用區域的年代序列和氣候環境變化關聯起來[2，3]。

1 研究區域

本文選取賀蘭山，千湖山，石卡雪山，老君山，螺髻山，白馬雪山，哈巴雪山，瑪雅雪山，馬銜山，扎尕那山十個典型的冰川作用區。包括三個區域：橫斷山，川西南，青藏高原東北緣地區，經緯度范圍99°00′13.4″-107°46′9.7″E，26°38′11.3″-38°53′53.4″N，以及華北地區的賀蘭山和太白山。

2 實驗方法

2.1 實驗過程

①研磨。使用SM-1型振動研磨機，取每份烘干后的土樣大于10g左右，用實驗匙裝入環形結構研缽，預定時間30s，取出研缽，放在潔凈托盤內。將收集到的直徑＜80mm樣品以備用。②制片。使用BP-1型粉末壓樣機，本次實驗所制成的樣片為厚片，厚度約2mm。將研磨好的土樣5g在20-30Mpa下制片成圓餅狀。③檢測。我們使用Rgaku日本理學公司制造的X射線熒光光譜儀對樣品進行沉積物常量元素檢測。

2.2 誤差分析

實驗結果均為SQX掃描所有成分的定量計算結果，誤差小于3%，在實驗儀器以及制樣方法等方面所造成的誤差小于5%，常量元素誤差低于2%。

3 地球化學元素特征

3.1 常量元素組成特征

根據實驗顯示，青藏高原東緣山地第四紀古冰川冰磧物的氧化物含量平均值依次排序為：SiO2＞Al2O3＞CaO＞Fe2O3＞K2O＞MgO＞Na2O＞TiO2＞P2O5＞MnO。其主要含量如表1所示。

從表1可以看出該剖面氧化物中SiO2含量最大，其次是Al2O3，Fe2O3。

3.2 化學環境參數的指示意義

本文為了探究冰川古環境的變遷，采用了廣義范圍的土壤學中常用到的相關環境系數，如粘土礦物硅鋁率（sa），硅鋁鐵率（saf）等氧化物環境化學指標。因冰川沉積物中所含的原生與次生礦物很難區分，本文在測量沉積物化學元素全量含量的基礎上，計算了十處山地不同類型的化學元素遷移特征值[4，5]：

硅鋁率：sa=SiO2/Al2O3

硅鋁鐵系數：saf=SiO2/（Al2O3+Fe2O3）

化學蝕變指數：

殘積系數cj=（Al2O3+Fe2O3）/（CaO+MgO+Na2O）

風化淋溶系數Ba=（Na2O+CaO+K2O）/Al2O3

從圖1和表2中可以看出，在對所選山地的剖面進行研究時，sa和saf的變化具有同步性，值較大，但是波動性最小，各個剖面之間的差異較小，L較低，風化淋溶系數也較小，這些結果印證了剖面的冰磧物脫硅富鋁化作用不明顯，說明風化作用相對較弱的特點。

冰川沉積物的CIA值介于60-71之間，變化幅度相對較?。ū?），與其他第四紀沉積物進行對比[6]，白馬雪山和螺髻山的風化蝕變指數相對較高，所顯示的風化水平也很高，而哈巴雪山、瑪雅雪山、馬銜山和扎尕那的CIA值普遍偏低，風化程度亦較低，其主要原因是前者的冰期序列歷時較長，且氣候條件相對較好的緣故。

表1 青藏高原東緣冰磧物氧化物含量

表2 青藏高原東緣冰磧物化學元素遷移特征值

圖1 青藏高原東緣冰磧物地球化學元素特征值

一般認為：CIA值大小不僅可以用來判斷沉積物的原巖類型[7]，還可以對氣候環境起到良好的指示作用。炎熱潮濕的熱帶氣候條件下沉積產物的CIA值大致介于80-100；溫暖濕潤氣候條件下則介于70-80左右；寒冷干燥氣候條件下所形成的冰磧巖和冰磧物CIA值介于60-70。青藏高原東緣晚更新世典型剖面的冰磧物CIA值范圍與西蘇格蘭地區Darlradian群冰磧物的CIA值相似，表明該區域經歷了中等程度以下的化學風化作用，屬于寒冷干燥氣候條件下的冰期產物。

4 結語

綜上研究，通過地球化學常量元素含量，推斷出青藏高原東緣由南至北，隨緯度升高，SiO2含量依次降低。冰川沉積物中CaO比率均較高，平均值為6.26，主要以粗粒生物碎屑形態存在，進一步證實了該區冰川沉積物化學風化程度低。又通過化學環境參數sa 6.55，saf 5.76，CIA值65.30等，化學風化強度小，得出其冰川沉積物是在干燥寒冷環境下所形成的結果。

[1]Boulton,G.S.,M.Deynou，關保德.冰川環境的沉積作用和古代沉積序列的冰磧與冰磧巖的鑒定[J].國外前寒武紀地質，1982（4）：99-109.

[2]劉耕年，傅海榮，崔之久，等.太白山佛爺池湖泊沉積理化分析反映的8000a BP以來環境變化[J].水土保持研究，2005，12（4）：1-4.

[3]張威，穆克，崔之久.滇東北拱王山地區全新世以來的氣候環境變化[J].云南地理環境研究，2008，20（3）：20-25.

[4]趙錦慧，王丹，鹿化煜，等.西寧地區黃土地球化學元素所揭示的古氣候變化[J].干旱區資源與環境，2006，20（5）：104-108.

[5]李云艷.大連市七頂山黃土沉積特征及其環境意義[D].遼寧師范大學，2009.

[6]邵菁清，楊守業.化學蝕變指數（CIA）反映長江流域的硅酸鹽巖化學風化與季風氣候?[J].科學通報，2012（11）：933-942.

Ancient glacial sedimentchemical parametersindicating significancein the eastern margin mountains of the Qinghai Tibet Plateau

YIN Yuan et al
(College of Urban and Environment,Liaoning Normal University, Liaoning Dalian 116029,China)

Analyzing the glacial sediment chemical features,which canreflecttheclimateconditionofthelocalenvironment effectively.We take a sample ofancient glacial mountains sediment, combine some parts of other mountains samples,experimenting onthe geochemical element.Then we compared them and calculate their chemical parameters.Concluding the ancient glacial sediment compose in the eastern margin mountains of the Qinghai Tibet,and its significance of local environment.

Glacial sediment;CIA; Eastern margin of the Tibetan Plateau

P512.2

A

殷媛（1992-），女，漢族，遼寧省阜新人，遼寧師范大學城市與環境學院碩士研究生，主要從事第四紀冰川研究。

（2016-10-13收稿袁海峰編輯）

1003-7853（2016）06-0070-02