安 慶 安 萍 徐汝汝 于祿鵬

(1．山東師范大學(xué) 地理與環(huán)境學(xué)院,山東 濟南 250014；2．臨沂大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院,山東 臨沂 276005)

0 引言

青藏高原被譽為地球“第三極”,深居亞歐大陸腹地,海拔高,降水少,蒸發(fā)大,受高原季風(fēng)、東亞季風(fēng)、印度季風(fēng)和西風(fēng)環(huán)流的耦合影響[1,2].區(qū)域內(nèi)廣泛發(fā)育風(fēng)成沉積物[3],風(fēng)成沉積物侵蝕與堆積的復(fù)雜演化進程,敏感的記錄了高原的氣候變化.為研究青藏高原主體及周邊古環(huán)境變化提供了重要依據(jù).粒度作為沉積物的基本屬性,是判斷沉積環(huán)境、沉積物搬運方式與動力條件,恢復(fù)古氣候變化的重要手段,是沉積物特征分析中最基本的指標(biāo)之一[4,5].姚正毅等對格爾木-拉薩段鐵路沿線56個風(fēng)沙沉積剖面研究發(fā)現(xiàn),樣品粒度組成以細(xì)砂為主,不同來源的風(fēng)成沉積物粒度特征有明顯差別,能很好反映形成條件和環(huán)境特征[6].黃文敏等對西藏安多地區(qū)風(fēng)成沉積剖面樣品進行了系統(tǒng)的粒度特征分析,并探討了其蘊含的古環(huán)境信息,指出可劃分為三個不同的氣候階段[7].

沉積環(huán)境經(jīng)驗判別公式,尤其是薩胡判別公式,因其簡單直觀,可提供半定量化的判斷,在風(fēng)成沉積中得到廣泛應(yīng)用[8,9].董廣華等在風(fēng)城地區(qū)出油層組研究中,論證了薩胡公式在石灰系沉積相中應(yīng)用的可行性[10].徐樹建等利用薩胡判別公式研究山東阜西黃土的風(fēng)成沉積環(huán)境[11].李繼彥和董治寶等在察爾汗鹽湖雅丹地貌沉積物研究中,利用薩胡經(jīng)驗判別公式驗證了本地區(qū)物質(zhì)形成的基礎(chǔ)是河湖相的觀點[12].目前，眾多學(xué)者研究中，薩胡沉積環(huán)境判別公式對于青藏高原風(fēng)成沉積物而言，其適用性還沒有得到充分探討,研究上也多以在單一或局部剖面的粒度分析和環(huán)境信息為主,缺少整體空間格局的探討.因此本文利用青藏高原不同地區(qū)沉積特征對比分析,來探討沉積環(huán)境判別公式在青藏高原地區(qū)風(fēng)成沉積物的適用性問題以及由此產(chǎn)生的對古氣候研究的意義.

1 研究區(qū)概況

1.1 研究區(qū)概況

“世界屋脊”青藏高原平均海拔4 000 m以上,處于26°N-39°N,73°E-104°E之間,南接喜馬拉雅山脈南緣,北達(dá)昆侖山、阿爾金山和祁連山北緣,西鄰帕米爾高原和喀喇昆侖山脈,東及東北部分別與秦嶺山脈西段和黃土高原相接.絕大部分在中國境內(nèi),包括藏北高原、藏南谷地、柴達(dá)木盆地、祁連山地、青海高原和川藏高山峽谷區(qū)部分等,總面積約250萬km2.該地區(qū)為高原、高山型氣候,年平均氣溫0℃以下,氣溫年較差較小但日較差較大,空氣稀薄,日照充足,降水少,常年風(fēng)力較大,形成沙漠、草原草甸、冰川、濕地、高山等多種自然生態(tài)系統(tǒng)交錯分布的地貌特征[13].

董治寶對青藏高原系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn),風(fēng)沙地貌主要分布在東北部柴達(dá)木盆地、青海湖盆地、共和盆地、西寧盆地,東部黃河上游瑪多段、若爾蓋高原,中部可可西里、楚瑪爾河段、北麓河段、安多地區(qū),南部拉薩谷地、雅魯藏布江河谷等地[3].尤其是東北部地區(qū)廣泛分布著風(fēng)成砂-黃土-古土壤交互的沉積序列剖面,為本區(qū)域古氣候研究提供珍貴的研究載體.目前青藏高原風(fēng)成沉積年代數(shù)據(jù)主要集中在東(北)部和南部地區(qū)，東北部柴達(dá)木盆地現(xiàn)有的風(fēng)成沉積主要形成于～12.4 Ka以來的末次冰消期和全新世[14],青藏高原南部，賴忠平等測得拉薩地區(qū)風(fēng)成沉積物黃土的年代在118-2.9 Ka均有分布[15]. Stauch G系統(tǒng)總結(jié)了青藏高原300多個OSL年代數(shù)據(jù)得出本區(qū)域的風(fēng)成沉積物集中在21 Ka以來發(fā)育[16].本文樣品OSL年代結(jié)果風(fēng)成沉積物集中在17.5 Ka以來[17].

1.2 剖面介紹

本文研究的剖面覆蓋面較廣,海拔由低到高,方位由東北向中心(圖1),9個剖面共計122個的粒度樣品,不僅包含前人大量研究的青藏高原東北部柴達(dá)木盆地、共和盆地,還覆蓋了青藏高原中部地區(qū).青藏高原中心區(qū)域風(fēng)成沉積剖面受到風(fēng)力、河流、冰川等作用綜合影響,保存相對較少,小部分大都?xì)埩粼诤庸鹊貛?一般沉積厚度1 m左右.由于本文青藏高原剖面大部分樣品年代結(jié)果集中在11 Ka以來,所以對于東北部沉積較厚的木格灘、英德爾、都蘭剖面選取全新世以來的深度的樣品,以便于進行區(qū)域間對比.

2 研究方法

圖1 研究區(qū)及采樣分布圖

樣品測試在臨沂大學(xué)資源環(huán)境自然地理實驗室完成,粒度測試使用英國生產(chǎn)的Mastersizer2000 激光粒度儀, 測試范圍為2-2 000 μm, 相對誤差小于2%. 首先,取0.4-0.5 g自然風(fēng)干樣品至100 mL燒杯中,加入10 mL濃度為10 %的過氧化氫,將其放在電熱板上恒溫300 ℃加熱反應(yīng),以去除有機質(zhì),此過程弱發(fā)育古土壤一般持續(xù)4 h反應(yīng)完全,基本無氣泡產(chǎn)生,仍有的少數(shù)古土壤樣品須持續(xù)到8 h反應(yīng)完全[18].反應(yīng)完全后,再向燒杯中加入10 mL濃度為10 %的稀鹽酸煮沸去除碳酸鹽等物質(zhì),待燒杯變色冷卻后,向燒杯注滿蒸餾水,靜置12 h后用橡膠管抽出上清液以去掉Ca+、H+等絮凝性較強的離子.最后加10 mL濃度為10 %的分散劑(六偏磷酸鈉)溶液,用超聲波震蕩7 min后,進行粒度測量.上機測試,激光粒度儀泵速通常設(shè)置在2 500轉(zhuǎn)左右,超聲波震蕩7 s[19].為了提高數(shù)據(jù)的可靠性,樣品測試三次后取其平均值,作為最終的粒度測量結(jié)果使用.

表1 野外觀測剖面特征

3 結(jié)果與分析

3.1 粒度頻率分布曲線與概率累積曲線

粒度頻率分布曲線不僅反應(yīng)樣品總體特征,也能顯示沉積物各粒級組分的含量變化, 不同沉積物類型的粒度頻率分布曲線不同,所以沉積物的頻率曲線特征通?？梢宰鳛榕袛喑练e作用形式的重要手段[20].安福元等指出,單一物源沉積物的粒度頻率曲線也往往呈現(xiàn)多峰形態(tài)[21].考慮到青藏高原復(fù)雜多變的沉積環(huán)境,我們認(rèn)為本研究區(qū)可以排除單一物源沉積的這種可能性.研究區(qū)的9個剖面樣品頻率曲線整體呈三峰分布或兩峰分布,主峰集中在20-200 μm間,次峰4-8 μm,最小峰集中在0.5 μm左右,為風(fēng)成沉積物頻率曲線常見特征(圖 2).顯示頻率曲線主峰大小變化趨勢與采樣順序(高原東北向中心)基本一致,邊緣峰值最小,中心區(qū)最大,不同區(qū)域最大峰值對應(yīng)粒徑相差近10倍,反映沉積動力環(huán)境存在巨大差異(圖 2、圖3a).大致可以分為三個類型,青藏高原東北部(圖2a、b、c)粒度曲線大致呈對稱分布與常見古土壤粒度曲線類似;過渡區(qū)域(圖2d、e、f)呈駝峰狀分布, 與若發(fā)育古土壤黃土粒度曲線較為類似;青藏高原中心區(qū)(圖2g、h、i)呈以單峰為主但不對稱狀分布,與風(fēng)成砂粒度曲線類似.由于樣品粒度頻率曲線中的平均曲線與各深度樣品曲線基本一致,所以本文以下采用平均曲線予以探討.

圖2 青藏高原9剖面粒度頻率曲線

Visher最早用概率累積曲線揭示沉積物搬運方式與粒度分布之間的關(guān)系,由此推斷沉積物形成的沉積環(huán)境[22].沉積物的粒度分布表現(xiàn)在概率累積曲線上,是兩條或三條具有不同斜率的線段,一般而言風(fēng)沙活動愈頻繁、愈強烈,曲線就越陡[23].在概率累積曲線圖中,線段的斜率越陡,表明分選性越好[24].一般而言黃土高原碎屑物質(zhì)分選好,粒度范圍窄,累積曲線整體斜率較陡.而研究區(qū)剖面粒度概率累積曲線可以明顯的劃分為三部分不同斜率的線段,整體而言,由左向右(剖面順序由東北向高原中心)第一部分線段段斜率不斷變小,粒度范圍不斷展寬,拐點逐漸右移(變大),第二部分線段斜率逐漸增大,第三部分線段由左向右依次累積到100 %,線段達(dá)到水平(圖3b).處于青藏高原東北部的樣品累計曲線變化特征基本一致,而接近青藏高原中心地帶(圖3b靠右側(cè)部分)的3剖面樣品累計曲線呈近似折線段形狀陡直分布特點,與其它地區(qū)曲線(圖3b靠左側(cè)部分)相比差異明顯.綜合粒度頻率曲線(圖3a)與概率累積曲線(圖3b)表現(xiàn)相近的差異性,大致可以推斷是兩種截然不同的沉積環(huán)境.

圖3 青藏高原9個剖面注：a.為粒度平均頻率分布曲線;b為概率累積曲線.

3.2 粒度組成

圖4 七剖面平均粒度組成與其它地區(qū)對比圖注:山東數(shù)據(jù)來自徐樹建[11]等,洛川數(shù)據(jù)來自鹿化煜[26]等,河流樣數(shù)據(jù)來自李長安[27]等;西寧現(xiàn)代粉塵數(shù)據(jù)來自鄂崇毅[28]等.

粒度組成是表述沉積物特征的重要指標(biāo)之一,可用以追溯沉積物形成的力學(xué)性質(zhì)、物質(zhì)來源、輸送介質(zhì)和沉積環(huán)境等信息[25].由于目前粒度劃分不統(tǒng)一,本文采用研究中常用的砂(>63 μm)、粉砂(4-63 μm)、黏粒(<4 μm)劃分方法.英德爾剖面(YDE)以砂(56.1%)為主,粉砂(28.1%)和黏土(15.8%)次之.木格灘剖面(MGT)以粉砂(72.2%)為主,砂(9.8%)和黏粒(19%)次之.都蘭剖面(DL)以粉砂(77.3%)為主,黏粒(20.1%)和砂(2.6%)次之.興海剖面(XH)以粉砂(66%)為主,細(xì)砂(11.1%)和黏土(22.9%)次之.紅土山剖面(HTS)以粉砂(58.4%)為主,黏土(24.5%)和細(xì)砂(17.1%)次之.曲麻萊剖面(QML)以粉砂(63.7%)為主,細(xì)砂(20%)和黏土(17.3%)次之.可可西里剖面(KKXL)以細(xì)砂(48.6%)為主,粉砂(38.6%)和(13.8%)次之.沱沱河剖面(TTH)以細(xì)砂(85%)為主,黏土(7.9%)和粉砂(7.1%)次之.唐古拉剖面(TGL)以砂(73.4%)為主,黏土(11.7%)和粉砂(15.9%)次之.圖4可以看出由高原中心地帶向東北部方向剖面砂含量比例不斷減小的趨勢,粉砂比例不斷增加的趨勢.青藏高原東北邊緣區(qū)及向中心過渡區(qū)(MGT、YDE、DL、XH、MQ、HTS、QML)剖面以粉砂含量為主,青藏高原中部區(qū)(KKXL、TTH、TGL)剖面以砂含量為主,對比西寧現(xiàn)代粉塵、洛川以及山東黃土粒度組成分析,MGT、YDE、DL、XH、MQ、HTS、QML剖面粒度組成比例與上述風(fēng)成沉積物大體一致(圖 4).青藏高原中心區(qū)域剖面粒度組成明顯偏粗,KKXL砂含量接近50%,TGL剖面與TTH剖面砂含量與現(xiàn)代河流樣沉積砂含量大體相當(dāng).

3.3 粒度參數(shù)特征

通過粒度參數(shù)的計算與提取可以反映沉積環(huán)境信息[29].平均粒徑(Mz)代表粒度集中分布的趨勢,也能反映沉積介質(zhì)的平均動能,甚至可以反演物源區(qū)的粒度分布.標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ1)表示沉積物的均一程度,也同時反映沉積物分選的好壞.偏度(SK1)用來判斷分布的對稱性,實質(zhì)是表明平均值與中位數(shù)的相對位置,正偏是細(xì)偏(左偏),負(fù)偏是粗偏(右偏).峰態(tài)(KG)是度量粒度分布中部與尾部展形之比,反映峰凸程度[30].根據(jù)福克和沃德樣品統(tǒng)計值圖解法[31],本區(qū)域所有樣品平均粒徑(Mz)在2.6φ-6.6φ之間變化,說明以粉砂、砂為主,這與前文粒度組成分布一致.樣品的分選系數(shù)(σ1)在1.3-1.9之間,屬于分選較差的范圍.偏度介于0.1-1.2之間屬于正偏.峰態(tài)在0.7-2.6之間.剖面粒度參數(shù)的變化趨勢,整體上按照采樣順序(東北向中心)變化而變化,即Mz(φ)值不斷變小,σ1不斷變小,SK1波動變大,KG不斷變大(圖5).青藏高原東北部尤其是柴達(dá)木盆地東部地區(qū)樣品YDE、DL和共和盆地剖面MGT樣品粒度參數(shù)基本一致(圖5a、b、c),向中部過渡區(qū)XH、HTS、QML、KKXL粒度參數(shù)相似(圖5d、e、f、g),中部區(qū)域TTH、TGL粒度參數(shù)相近但與東北部及過渡區(qū)域粒度參數(shù)差異明顯.

圖5 采樣剖面粒度參數(shù)散點圖

4 沉積環(huán)境判別與環(huán)境敏感粒徑

4.1 沉積環(huán)境判別

薩胡判別公式是薩胡通過對大量的礫石、砂、粉砂等碎屑物質(zhì)進行采樣分析,建立了一系列的定量化判別公式[32],其在中國的應(yīng)用取得了很好的效果,尤其是風(fēng)成黃土沉積環(huán)境判別[9,33].本文應(yīng)用其中的風(fēng)和海灘沉積物之間的判別公式對樣品進行研究.分別帶入上文粒度參數(shù)進行計算,公式如

當(dāng)Y>-2.741 1時,判別沉積物為海灘沉積物,當(dāng)Y<-2.741 1時判別沉積物為風(fēng)成沉積物.結(jié)果如圖5a顯示,英德爾剖面、木格灘剖面、都蘭剖面、興海剖面、紅土山剖面、曲麻萊剖面、可可西里剖面Y值均小于-2.741 1,依據(jù)公式判斷為風(fēng)成沉積物,與前文描述粒度特征分析一致,也與野外采樣觀察判斷一致.而沱沱河剖面與唐古拉剖面Y值均大于-2.741 1,依據(jù)薩胡判別公式為海灘沉積物,結(jié)合剖面底部樣品OSL測年結(jié)果,沱沱河底部冰磧物153.1±9.9 Ka,唐古拉剖面17.5±1.0 Ka[17],由測年結(jié)果分析,認(rèn)為不可能為海灘沉積物.考慮到青藏高原寒冷的氣候特點可能是冰磧物沉積物,我們采用蘭迪姆判別公式(冰磧物與沖積扇)[34]對沱沱河剖面與唐古拉剖面進行研究, 公式如

Y=0.004 05Mz+0.283 1σ1-0.056 16Sk1+0.103 65KG.

當(dāng)Y>0.12809時,為冰磧物,當(dāng)Y<0.128 09時為沖積扇.兩剖面Y值結(jié)果如圖5b顯示,均大于0.1280 9,依據(jù)公式判別為冰磧物.由于此公式當(dāng)時只采用了歐洲局部地區(qū)樣品做樣本統(tǒng)計分析,與國內(nèi)樣品可能存在差異,我們采用國內(nèi)學(xué)者李昌志(1999)的判別公式予以驗證[35],公式如

冰磧物/泥石流Y=0.864 86Mz-0.708 19σ2-5.018 04Sk+0.010 84KG.

當(dāng)Y<-2.641 5時,為泥石流,當(dāng)Y>-2.641 5時為冰磧物.兩剖面Y值結(jié)果如圖5c顯示,均小于-2.641 5,依據(jù)公式判別為泥石流沉積,公式如

冰磧物/河湖Y=-0.070 21Mz-7.660 9σ2+0.091 91Sk-1.981 92KG.

當(dāng)Y>23.433時,為河湖沉積物,當(dāng)Y<23.433時,為冰磧物沉積.兩剖面Y值如圖5d顯示,均大于23.433,依據(jù)公式判別為河湖沉積.多個判別公式的交叉驗證結(jié)果雖然不同,但可以基本判斷沱沱河與唐古拉剖面樣品為水成沉積物.

圖5 各判別公式計算結(jié)果注：a.薩胡判別公式(風(fēng)成沉積/海灘)計算結(jié)果;b.蘭迪姆判別公式(冰磧物/沖積扇)計算結(jié)果;c.李昌志判別公式(冰磧物/泥石流)計算結(jié)果;d.李昌志判別公式(冰磧物/河湖)計算結(jié)果.

4.2 環(huán)境敏感粒級提取

由于沉積環(huán)境和物源的多樣性與復(fù)雜性,沉積物粒度特征以及環(huán)境判別公式往往只能反映出沉積動力、物質(zhì)來源以及古環(huán)境演變的平均水平[36],從而忽視了對沉積環(huán)境演變的過程性和細(xì)節(jié)性的探討.敏感粒度參數(shù)的獲取和其指代的環(huán)境意義是恢復(fù)古環(huán)境的核心研究內(nèi)容之一[5],本文采用粒級-標(biāo)準(zhǔn)偏差法來提取研究剖面的敏感粒級組分.對于此方法而言標(biāo)準(zhǔn)偏差越大,反映樣品的粒度含量在某粒徑范圍內(nèi)差異性越大.換言之標(biāo)準(zhǔn)偏差最大值對應(yīng)的粒級為沉積環(huán)境敏感粒級組分.

圖6 各剖面敏感粒徑組分

表3 各剖面敏感粒徑組分統(tǒng)計

上文分析判斷的青藏高原東北部及過渡區(qū)域風(fēng)成沉積物(MGT、YDE、DL、XH、HTS、QML、KKXL)中,環(huán)境敏感粒級組分集中在70-180 μm,中部沉積物(TTH、TGL)環(huán)境敏感粒徑組分集中在160-320 μm(表3).圖6顯示風(fēng)成沉積物中除QML剖面外,其它剖面的樣品粒級-標(biāo)準(zhǔn)偏差曲線相對一致,揭示其相近沉積環(huán)境,但表中也可以看出每個剖面樣品,次一級敏感粒級組分各不相同,其可能是局地地形地貌、物源、甚至人為原因造成的沉積環(huán)境差異.相對來講風(fēng)成沉積中QML剖面整體標(biāo)準(zhǔn)偏差與敏感粒級組分都偏大,可能的原因是此剖面位于通天河谷地受河流作用影響大,在強烈山谷繞流風(fēng)吹動下,近源補給物中殘留的河流相沉積特征導(dǎo)致敏感粒級偏大.非風(fēng)成沉積物的粒級-標(biāo)準(zhǔn)偏差曲線表現(xiàn)與風(fēng)成沉積物粒級-標(biāo)準(zhǔn)偏差曲線有很大不同,前者準(zhǔn)偏差與粒級組分都比較大,絕大部分粒級組分集中在標(biāo)準(zhǔn)偏差極值附近,其它部分所占比例極小,后者大部分標(biāo)準(zhǔn)偏差與粒徑組分比較小,粒級分布相對均勻.

5 討論

根據(jù)上文判別公式對TTH剖面和TGL剖面沉積環(huán)境的判別,并結(jié)合剖面樣品粒度組成(圖4),與典型的風(fēng)成沉積物洛川黃土粒度組成差異明顯,剖面粒度組成砂含量與現(xiàn)代河流樣品砂含量相當(dāng).TTH剖面與TGL剖面粒度頻率分布曲線特征主峰主要分布在150 μm和210 μm附近(圖2h、i),大于常見的風(fēng)成沉積物頻率分布曲線主峰(40-80 μm),概率累積曲線和環(huán)境敏感粒級組分特征,符合沉積動力增加較小,搬運能力指數(shù)增長的河湖沉積環(huán)境模式,據(jù)此我們判斷兩剖面沉積物為河湖相沉積物.但以上所述依據(jù),仍不能排除剖面沉積后,經(jīng)受風(fēng)力分選搬運的可能性.有研究指出60-550 μm的粒徑碎屑物也可能為風(fēng)成砂沉積物源[37],野外地貌判斷兩處剖面位于河灘或河流階地之上,兩處沉積物剖面受下伏砂(河流砂)影響較大,可能存在風(fēng)力和水力交互影響的形成期(也可能會有冰磧物、基巖等)和以風(fēng)力為主的現(xiàn)代風(fēng)成沉積形成期,二者物源具有相互補充的親緣關(guān)系[5].是否判別公式對于這種類型沉積環(huán)境的判別更傾向于水成環(huán)境.為了檢驗這種推測的可能性,我們對采自沂沭河的200年古洪水沉積層上的具有斜層理的原生風(fēng)成沉積物(沙窩剖面)樣品進行驗證,薩胡公式判別結(jié)果為水成沉積物,我們也對柴達(dá)木盆地東部鐵奎沙漠風(fēng)成砂樣品的判別也出現(xiàn)判別為水成沉積物的情況，與本研究對沱沱河和唐古拉剖面判別結(jié)果類似.由此可見薩胡公式對風(fēng)成砂,及多近源補給類型的復(fù)雜沉積物,公式判別失真的可能性較大.趙澄鄰等對沉積巖研究中也認(rèn)為,薩胡判別公式對碎屑巖沉積物存在局限性[38].對于本文研究而言,此類沉積物,多近源沉積,普遍粒徑較粗且大部分集中在峰值附近,使福克-沃德統(tǒng)計圖解法計算的粒度參數(shù), Mz(φ)值偏小,其它參數(shù)整體都偏大,導(dǎo)致代入公式計算結(jié)果偏大,使判別更傾向于水成沉積環(huán)境，導(dǎo)致對沉積環(huán)境判別失真.

圖7 不同剖面1 Ka以來的平均粒度組成對比

通過對青藏高原的9個剖面的系統(tǒng)粒度測試與分析發(fā)現(xiàn),相關(guān)參數(shù)的變化與所處高原的相對位置具有一定的相關(guān)性.就風(fēng)成沉積而言,粒度組成表現(xiàn)為：砂含量和平均粒徑越大,往往位于高原內(nèi)部,而砂量含量越小,往往位于高原東(北)部.因為青藏高原風(fēng)成沉積物的粒度也受氣候變化的控制[39],為了排除氣候變化對粒度的影響,我們截取1 Ka以來的風(fēng)成沉積剖面樣品研究,使其粒度特征最大程度上體現(xiàn)分布區(qū)控制的因素.同時期粒度組成,中部區(qū)域砂含量明顯較高(50%以上)而東部區(qū)域砂含量除YDE(28%)外,其它剖面砂含量皆較低(20%以下)(圖7).僅能說明這段期間青藏高原中心區(qū)沉積物多近源補給[6,40],而東部邊緣沉積物中多中遠(yuǎn)源補給,這種沉積形式更多的是體現(xiàn)區(qū)域性的差異.在無法有效區(qū)分沉積物近源與遠(yuǎn)源補給貢獻(xiàn)的前提下,這種分布特征與氣候變化的關(guān)聯(lián)度不大.

孫東懷等研究黃土粒度沉積雙峰分布特征后,認(rèn)為粒度分布中,峰度高組分代表了冬季風(fēng)盛行季節(jié)近距離低空搬運的粉塵物質(zhì),其粒度指示了東亞冬季風(fēng)近地面環(huán)流強度[41].鹿化煜等研究洛川黃土認(rèn)為大于30 μm粒徑組分含量,可用于冬季風(fēng)敏感的代用指標(biāo)[42].本研究對比青藏高原不同地區(qū)的剖面的粒度特征認(rèn)為,青藏高原區(qū)風(fēng)成沉積環(huán)境復(fù)雜,可能難以提取統(tǒng)一的粒度指標(biāo)反演古環(huán)境信息.在東北部地區(qū)風(fēng)成沉積序列相對完整,肖舜等對柴達(dá)木盆地地表土與大氣沉降研究,認(rèn)為細(xì)粒組可用于指示冬季風(fēng)盛行季節(jié)近地面大范圍風(fēng)場搬運粉塵物質(zhì)狀況[43].而對于高原中部地區(qū)風(fēng)成沉積而言,首先難以找尋完整的沉積序列,其次物源補給形式與沉積環(huán)境復(fù)雜,無法建立完善的沉積特征供對比,無法有效厘清物源補給形式,難以提取反映本區(qū)氣候變化的粒度指標(biāo)信息.

6 結(jié)論

東北部以及向中部過渡區(qū)剖面(MGT、YDE、XH、HTS、QML、KKXL)粒徑組分以粉砂含量(40%-77%)為主,平均粒徑(Mz)在4.6φ-6.6φ之間,16-53 μm之間,分選系數(shù)(σ1)在1.4-1.9之間,偏度在0.09-1.2之間,峰態(tài)在0.7-1.1之間,環(huán)境敏感粒徑在70-180 μm之間.而中部地區(qū)剖面(TTH、TGL)以砂含量(70%以上)為主,平均粒徑(Mz)在2.7φ-3.4φ之間,116-155 μm之間,分選系數(shù)(σ1)在1.2-1.5之間,偏度在0.9-1.3之間,峰態(tài)在1.9-2.6之間,環(huán)境敏感粒徑在160-320 μm之間.

綜合分析認(rèn)為木格灘剖面、英德爾剖面、都蘭剖面、興海剖面、紅土山剖面、曲麻萊剖面以及可可西里剖面為風(fēng)成沉積物,沱沱河剖面與唐古拉剖面沉積物判斷失真可能性較大.研究發(fā)現(xiàn)薩胡公式對于青藏高原典型風(fēng)成沉積物環(huán)境判別也能取得良好效果,但是對沉積環(huán)境的宏觀判斷,往往沒有體現(xiàn)沉積過程多因素共同作用,對復(fù)雜沉積環(huán)境以及風(fēng)成砂研判率成功率較低.同時還得出,本區(qū)域沉積物的沉積環(huán)境的判別時,判別公式和沉積粒度特征以及粒度參數(shù)仍存在多解性問題.

青藏高原風(fēng)成沉積物剖面粒度特征分布與所處位置一定程度上存在相關(guān)性,中心區(qū)域沉積物多近物源補給,東北邊緣區(qū)多中遠(yuǎn)物源補給,與前人研究結(jié)果一致.在青藏高原中部利用沉積物粒度反應(yīng)沉積環(huán)境的氣候變化以及區(qū)間對比,還需考慮更多更復(fù)雜的影響因素.

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