王照波 王江月 何樂龍 張 劍 趙向陽 李寶杰

1. 自然資源部金礦成礦過程與資源利用重點實驗室, 山東 濟南 250013;2. 沂蒙山世界地質公園管理局, 山東 平邑 273304;3. 山東指南針礦產勘查有限公司, 山東 臨沂 276006;4. 曲阜師范大學地理與旅游學院, 山東 日照 276800;5. 青島海洋地質研究所, 山東 青島 266071;6. 平邑縣自然資源和規(guī)劃局, 山東 平邑 273304

0 引言

在中國東部中低山區(qū)是否存在第四紀冰川的爭論中, 李四光先生研究提出的廬山第四紀冰川的核心證據——混雜堆積 (冰磧泥礫), 遂成了近百年來爭論的核心焦點 (Lee, 1933; 李四光,1947, 1975), 持非冰川觀點者將其論述為泥石流堆積物 (施雅風, 1982; 施雅風和鄧養(yǎng)鑫, 1982;姚檀棟和李吉均, 1982; 愛·德比希爾等,1982;謝又予和崔之久, 1983; 鄧養(yǎng)鑫, 1983; 陳懷錄和艾南山, 1983; 何興, 1983; 崔之久和謝又予,1984; 張林源和牟昀智, 1984; 鄧曉峰, 1984; 王漢存和張林源, 1984, 1986; 唐永儀, 1987; 朱誠等, 1996), 其中, 施雅風 (2010) 則直言: “論李四光教授的廬山第四紀冰川是對泥石流的誤讀”。 盡管也有研究者對廬山混雜堆積的冰川成因進行了進一步的研究與肯定 (景才瑞, 1981; 曹照垣, 1989; 彭漢興, 1990; 段萬倜和何培元,1990; 潘建英, 1990; 田國強和劉萪, 1991; 劉宗秀等, 2007; 楊明桂和馬振興, 2019), 但各執(zhí)一詞。 此后, 持泥石流觀點者進一步斷定, 中國東部2500 ～3000 m 海拔之下的中低山區(qū)都不曾發(fā)生過第四紀冰川作用 (施雅風等, 1989; 施雅風,2006)。 近些年有學者在蒙山發(fā)現(xiàn)了類型豐富、 特征清晰的全新世冰川遺跡 (王照波等, 2017a,2017b; 王照波和王江月, 2019a, 2019b), 并建立了以測年數(shù)據為基礎的冰期序列與沉積格架 (王照波等, 2019; Wang et al, 2020), 以 “東亞冷槽” 為基礎的區(qū)域氣候演化背景 (王照波和王江月, 2017c)、 以 “冰斗系統(tǒng)”、 “三角脊鏈” 為基礎的冰蝕地貌演化理論 (王照波等, 2018a, 2020a,2020b) 等多角度論證了中國東部廣泛存在第四紀冰川遺跡, 同樣受到泥石流觀點持有者的質疑, 如王乃昂等(2017) 表示蒙山冰川研究屬于 “徒增混亂”。 趙井東等(2019) 則言: “某些學者主觀臆斷為主” “其中不乏有些學者缺少對科學的敬畏, 其‘研究’ 是為了滿足地方旅游資源開發(fā)的需要, 有被行政管理等職能部門綁架的嫌疑, 甚至淪為商業(yè)炒作的噱頭”。 李吉均和周尚哲 (2018) 則強調:“山東一帶發(fā)現(xiàn)的很難站得住腳的所謂 ‘第四紀冰川遺跡’ ”。 最近, 王乃昂等 (2020) 又明確指出蒙山所謂的冰川遺跡屬于泥石流成因。

雖然許多學者從多方面證明中國東部中低山區(qū)存在第四紀冰川作用, 如冰川擦痕、 混雜堆積物的特征 (Lee, 1922; 孫殿卿等, 1977)、 冰蝕地貌 (王曰倫和賈蘭坡, 1952; 嚴欽尚, 1952; 周慕林和潘建英, 1982)、 冰磧石英顆粒的表面特征(王克鈞等, 1989; 吳錫浩等, 1997)、 生物化石(孫建中等, 1985)、 礫石的聲發(fā)射應力測量 (趙志中等, 2000) 等, 但持泥石流觀點者對這些研究成果均不予認可。

冰川與泥石流堆積之間, 是否存在不易混淆、不易糾纏的專屬性特征呢? 冰川堆積畢竟不同于泥石流堆積, 其堆積過程存在著天壤之別, 只有深刻理解冰川與泥石流的堆積過程, 采用堆積過程中形成的規(guī)模性、 易識別的專屬性特征作為依據, 才能避免長期以來在東部中低山區(qū)冰川遺跡研究過程中產生的糾纏不清, 各執(zhí)一辭的問題。冰川遺跡中最關鍵的核心證據——冰磧壟與邊槽共同組合而成的 “壟槽序列”, 在中國東部中低山區(qū)以往的古冰川研究中一直未能得到很好的恢復重建進而形成研究成果, 這不能不說是中國東部第四紀冰川研究工作中的短板。 究其原因, 作為冰川作用標志性遺跡的 “壟槽序列”, 其形成條件會受雪線高程、 堆積場地、 物源多寡等諸多因素的制約而發(fā)育程度良莠不齊, 加之東部地區(qū)在經歷冰期-間冰期循環(huán)過程中有著更長的間冰期, 間冰期中匯水面積較大的冰斗系統(tǒng)容易聚集大量的洪水對冰磧壟產生改造與破壞, 再加上時代久遠、樹林覆蓋、 墾荒耕種、 建筑施工等諸多因素的影響, 使冰磧壟的特征發(fā)生改變或遮蓋, 為辨識帶來困難, 從而使得 “壟槽序列” 研究遲滯于其他冰川遺跡的研究。 基于此, 文章從冰磧與泥石流堆積特征、 堆積過程入手, 以遙感解譯與資料分析相結合, 從堆積體的平面、 剖面上總結建立易識別的專屬性特征, 在此基礎上, 對蒙山九龍?zhí)痘祀s堆積進行了調查研究, 恢復其展布特征, 還原堆積演化過程, 進而辨別其成因。

1 冰川與泥石流堆積特征及堆積過程的差異性

對于冰川與泥石流堆積物, 其在多方面都存在差別, 如平面堆積特征、 剖面堆積特征、 礫石組構及表面擦痕、 石英砂顆粒表面的刻痕特征、顆粒的含量的累積曲線等, 但在東部冰川實際研究中, 研究者對擦痕、 冰磧顆粒組成等進行了較多的研究, 卻對于宏觀的平面與剖面堆積形態(tài)較少關注。 研究發(fā)現(xiàn), 冰川、 泥石流堆積過程中在平面與剖面上都形成了易于分辨識別的專屬性地質特征。 此次研究選取了四川稻城雄古冰川堆積體與西藏波密古鄉(xiāng)泥石流堆積體進行對比分析(王照波等, 2020c)。

1.1 平面堆積差異特征

位于四川稻城的雄古冰川 (29°08′45″N; 100°11′29″E), 很好保留了冰磧壟系統(tǒng), 堆積過程明顯。 雄古冰磧堆積體平面呈舌狀, 由多列冰磧壟構成, 其中有三列非常清晰 (圖1), 分別為Ⅰ號冰磧壟、 Ⅱ號冰磧壟與Ⅲ號冰磧壟, 在冰磧壟的外側及兩列冰磧壟之間保留了明顯的邊槽 (圖1a)。 其中Ⅰ號冰磧壟的形成時間為39.2±3.8 ka(TCN), Ⅱ號冰磧壟的形成時間為25.7±2.4 ka(TCN), Ⅲ號冰磧壟的形成時間為16.6±1.5 ka(TCN) (張志剛, 2015), 冰磧壟對稱分布, 中間為冰川消融后遺留的內槽。 外側冰磧壟的形成時間早于內側 (圖1b)。 冰川堆積的冰磧壟與邊槽間隔出現(xiàn), 并按照由外到內、 由老到新的順序間隔排列構成序列, 文中稱之為壟槽序列。 壟槽序列是冰川堆積的基本形式, 反映了冰川堆積的過程,屬于冰川堆積作用的專屬性特征, 且具有規(guī)模性,易識別性的特點。 古冰川研究對冰川堆積壟槽序列進行恢復, 非常重要。 張佳佳等 (2018) 對于藏東南嘎龍曲冰川泥石流的物源研究中, 嘎龍拉隧道西 (M02) 冰磧壟則表現(xiàn)出典型的壟槽序列特征。

泥石流堆積在西部山區(qū)極為發(fā)育, 位于西藏波密的古鄉(xiāng)泥石流扇 (29°54′54″N; 95°26′35″E),則是中國重點進行觀測與研究的對象。 整個泥石流堆積體呈現(xiàn)出規(guī)則的扇形 (圖1c), 據杜榕桓等(1985) 研究, 以山谷出口位置為中心, 呈規(guī)則的扇形特征展布, 故泥石流堆積體通常被稱為泥石流扇。 從扇面的形態(tài)與物質組成看, 古鄉(xiāng)泥石流扇大致分成3 ～4 個不同的堆積區(qū)段 (圖1d), 距出口600 ～700 m 的范圍內, 是以粘性泥石流 “龍頭” 為主的堆積區(qū), 一道道的巨礫壟崗呈放射狀散布, 扇面地形起伏最大。 在壟崗之間是泥石流和洪水沖蝕而成的溝槽。 直徑大于5 m 的巨大礫石主要集中在這個區(qū), 但仍以粒徑50 ～150 cm 的礫石為主, 扇面坡度在8°～10°之間, 斜坡呈向上凸起的曲線。 距離出口600 ～1300 m, 屬于粘性泥石流與稀性泥石流交錯堆積的過渡區(qū)段, 這里 “龍頭” 巨礫堆積顯著減少, 而以狹長的帶狀礫石壟占優(yōu)勢, 泥礫壟呈放射狀展布, 其間分布著洪水沖刷形成的深溝槽。 扇面坡度逐漸減緩為5°～7°之間,斜坡呈下凹的曲線, 扇面物質以粒徑50 ～100 cm的石塊占優(yōu)勢, 僅有少量3 ～5 m 或更大的巨礫散布其上。 距出口1200 ～1700 m, 屬于稀性泥石流為主的堆積區(qū), 狹長的泥礫壟與壟崗狀 “龍頭” 堆積體在這個區(qū)段比較少見, 而以粒徑小于50 cm 的石塊與砂質物質占優(yōu)勢, 扇面坡度進一步減緩為3°～4°左右, 斜坡呈微斜的直線。 該區(qū)段邊緣地帶僅有少量泥石流 “龍頭” 堆積和巨礫。 在堆積扇的邊緣, 則為大片的砂質平地 (杜榕桓等, 1985)。泥石流扇上的物質按照粒徑大小以出口為起點呈現(xiàn)出明顯的帶狀分布, 同時扇體上的壟崗與溝槽表現(xiàn)出以出口為起點呈典型的放射狀排列特征,這些特征都與泥石流的流體運輸、 動能有關。

圖1 雄古冰川壟槽序列與古鄉(xiāng)泥石流堆積扇特征Fig.1 Ridge-groove sequence of the Xionggu Glacier and characteristics of the debris flow accumulation fan in Guxiang

1.2 剖面堆積差異特征

泥石流堆積是由無數(shù)陣次的小規(guī)模股狀流疊加而成, 因此在泥石流的剖面上會反映出陣次與陣次之間的韻律序列 (圖2a; 杜榕桓等, 1987)。泥石流堆積物被石線分割成明顯的層次, 但在層內表現(xiàn)為礫石大小不一, 雜亂無章的混合堆積,顯示出 “有層無理” 的特征 (圖2b; 熊黑剛,1983)。 在泥石流堆積層的底部往往形成薄薄的一層 “底泥層”, 向上逐漸過渡為泥石流混雜堆積層與表礫層, 三層多次重復, 形成泥石流堆積的陣次韻律層。 天山奎屯河源公路邊 (K84) 的泥石流剖面厚達12 m, 可大體劃分出9 層, 層厚最大可達3 m, 最小僅為0.3 m, 每一層代表一次泥石流堆積, 如圖2c、 2d (鄧養(yǎng)鑫, 1995)。 底泥層的形成是由于泥石流爆發(fā)之前, 其前緣富含泥沙的水流首先在前期泥石流堆積 (多為流水沖洗的表礫層) 頂面涂上一層泥漿體有關。 關于泥石流扇的堆積過程, 李泳等 (2003) 對云南東川蔣家溝泥石流進行野外觀察與試驗研究表明, 泥石流的堆積過程是經過無數(shù)次陣流隨機的 “元堆積” 疊加而成。 張金山等 (2010) 研究后提出, 泥石流首先堆積位置與周圍地形高差逐漸增大, 使后期泥石流 “龍頭” 受阻而尋找新的突破口向兩側低洼處改道, 在新的位置堆積, 經多次 “改道—堆積—再改道—再堆積” 的過程, 最終形成扇形堆積體 (張金山等, 2010)。 這些研究與王文睿等(1985) 進行的統(tǒng)計相吻合, 1954 年5 ～8 月份古鄉(xiāng)溝泥石流共爆發(fā)38 次, 1963 年爆發(fā)70 多次,1964 年爆發(fā)85 次。

山麓或山谷冰川的冰磧壟堆積過程是冰川攜帶的巨石、 礫石與沙土等物質, 伴隨冰川融化析出而在冰川邊緣隨機掉落堆積而成, 美國南喬治亞州諾登斯克冰川中融出的泥沙、 礫石在冰川邊緣地帶正在形成的冰磧混雜堆積體圖 (圖2e;Benn and Evans, 2010) 則清楚的反映了這一堆積過程。 由于冰川堆積過程中沒有流水作用進行粒級上的分選, 因此冰磧剖面上會顯示出無明顯層理、 礫石大小混雜、 礫石表面多發(fā)育擦痕等特征。據鄧養(yǎng)鑫 (1995) 研究, 在天山奎屯河源公路(K85 處) 東側溝內, 存在厚達25 m 的新冰期冰磧堆積剖面, 剖面上絲毫沒有任何層次顯示。 這種特征在天山博格達峰、 托木爾峰、 喜馬拉雅山、昆侖山等地的新老冰磧中也廣泛存在。 喜馬拉雅山北麓聶聶雄拉冰期命名地的冰磧剖面 (圖2f),由混雜堆積構成, 表現(xiàn)出無層理、 混雜堆積的特征。 盡管冰磧堆積類型還存在其他一些如冰下磧等, 但作為發(fā)育最廣、 最常見的側磧壟、 終磧壟,可以用無層理、 混雜堆積來概述其核心特征。

從上述對比分析可知, 山谷冰川或山麓冰川堆積體為多期次的冰磧壟套合形成的舌狀體, 冰磧壟由外到內表現(xiàn)為由老到新, 冰磧壟與邊槽形成特有的壟槽序列, 冰磧堆積時, 地勢低洼一側形成冰磧壟的規(guī)模往往大于地勢較高一側。 泥石流堆積平面上顯示為泥石流扇, 扇面物質距出口遠近具有粒度分選, 并呈典型的放射狀; 剖面上顯示, 泥石流在層內也存在混雜堆積的特點, 但是僅限于層內, 陣次與陣次之間則形成韻律序列,這種韻律序列在冰磧堆積剖面中毫無顯示, 冰磧堆積表現(xiàn)為典型的無層理、 混雜堆積的特征。 這些平面、 剖面上的宏觀特征, 非常方便于野外觀察與識別。

冰磧堆積所特有的壟槽序列特征, 也是恢復重建古冰川堆積體的理論依據, 對于發(fā)育較好的冰磧壟槽序列, 由于壟槽規(guī)模一般較大, 且多含巨石, 而流水本身具有沿襲低洼路徑的特點, 順谷展布的邊槽往往會成為流水依賴的路徑, 后期洪水很難從根本上摧毀冰磧的壟槽序列, 這些特征都為冰磧壟槽序列的恢復提供了條件。

圖2 泥石流與冰磧堆積體的剖面特征Fig.2 Sectional characteristics of the debris flows and moraine deposits

2 蒙山九龍?zhí)侗兗皦挪坌蛄刑卣?/h2>

蒙山九龍?zhí)渡舷乱粠Оl(fā)育有完整的龜蒙冰川系統(tǒng) (圖3), 源頭由三個并排的冰斗系統(tǒng)組成,由西向東分別為清榮冰斗、 九龍冰斗與白云冰斗。清榮冰斗 (35°32′43.79″N, 117°50′15.94″E), 外形具有典型的冰斗特征 (圖3a)。 張威等 (2008)曾采用Derbyshire 建立的平坦指數(shù)來衡量冰斗的特征, 平坦指數(shù)的計算公式為F=a/2c(圖3b), 其中a代表冰斗長度 (圖3b 中E-B 線段),c代表冰斗高度 (圖3b 中H 線段)。 真正由冰川塑造的冰斗平坦指數(shù)為1.7 ～5.0, 雪蝕洼地為4.25 ～11(張威等, 2008)。 施雅風 (2010)、 姚檀棟和李吉均 (1982) 也曾利用該參數(shù)評價廬山大坳冰斗的成因屬性。 平坦指數(shù)F值越小, 表示冰斗深度越大, 冰川活動強, 反之, 則冰斗深度小, 冰川活動弱。 經計算, 清榮冰斗的平坦指數(shù)F=a/2c=735/2 (805-608) = 1.87, 位于1.7 ～5.0 之間,且靠近1.7, 屬于典型冰斗平坦指數(shù)的數(shù)值范圍。

冰斗向下為U 形谷, U 形谷出口處被后期修建的九龍?zhí)墩紦?九龍?zhí)吨聻閴挪坌蛄蟹植紖^(qū),位于蒙山龜蒙景區(qū)二門至九龍?zhí)吨g, 由三套冰磧壟及對應的邊槽組合而成, 特征明顯, 易于識別, 命名為 “九龍?zhí)秹挪坌蛄小薄?經實地調查發(fā)現(xiàn),九龍?zhí)秹挪坌蛄斜４娴臉O為完好 (圖3e, 圖4a、4b), 呈對稱分布, 在冰磧壟上分布有大量的冰川漂礫, 漂礫集中地段可以形成漂礫群, 個別直徑可達10 m, 漂礫為暗紅色二長花崗閃長巖, 周邊基底巖性為條帶狀英云閃長巖, 根據該區(qū)巖石分布分析,漂礫多來源于冰斗分布區(qū)(圖3a 清榮冰斗周邊壁上的巨石陡崖即為二長花崗閃長巖分布區(qū))。 堆積體表現(xiàn)為典型的無層理、 混雜堆積特征 (圖3c、 3d, 圖4b、 4c, 圖4b 位于樣品GL02 附近), 其中圖4b 冰磧堆積剖面可觀察到的厚度可達5.5 m, 堆積體呈無層理混雜堆積, 頂部為漂礫, 堆積體中沒有泥石流特有的“陣次性” 韻律層顯示。 根據壟槽分布特征繪制剖面(圖4d), 由于植被覆蓋, 在航拍圖片中可隱約顯現(xiàn)壟槽序列特征, 植被茂密者為邊槽,稀疏者為壟崗。 壟槽之間高差在5 ～10 m 間, 壟槽展布特征明顯(圖4a)。

圖3 蒙山清榮冰川系統(tǒng)與九龍?zhí)秹挪坌蛄蟹植紙DFig.3 Distribution diagram of the Qingrong glacier system and the Jiulongtan ridge-groove sequence in Mengshan

3 蒙山九龍?zhí)秹挪坌蛄械男纬蓵r間及演化過程

3.1 九龍?zhí)渡嫌稳率辣兎植继卣骷靶纬蓵r間

九龍?zhí)渡嫌胃鞅分蟹植加欣饨菭睢?次棱角狀巨礫構成的側磧壟, 巨石疊置, 空隙發(fā)育, 空隙間缺少泥沙質細粒物質。 經采集宇生核素測年樣品 (QR01, 位置見圖3c), 獲得堆積體的堆積年齡為5.27±0.9 ka (表1), 并以此在蒙山地區(qū)確定了全新世清榮冰期 (王照波等, 2018b; Wang Zhaobo et al, 2020)。 情人谷一帶, 分布有規(guī)模龐大的冰上融出磧側磧壟, 由巨石疊置而成, 礫石多呈次棱角狀, 巨石間空隙發(fā)育, 缺少泥沙質細粒充填, 壟體、 礫石特征與攔馬墻一致, 根據礫石的分布海拔、 表面風化輕微等特征分析, 其形成時間可以與攔馬墻側磧壟進行對比, 分析其形成年齡為距今8.2 ka 左右的攔馬冰期 (王照波等,2017b; Wang et al, 2020)。 在清榮冰磧與攔馬冰磧之間, 尚有多列側磧壟沿山谷分布, 其形成時間應介于清榮冰期與攔馬冰期之間。

3.2 九龍?zhí)断掠伪儔挪坌蛄刑卣骷靶纬蓵r間

九龍?zhí)断掠蔚谋儔挪坌蛄? 根據冰磧壟的分布可以劃出三期冰磧壟 (圖4a、 4b), 最內側的冰磧壟(Ⅲ) 表現(xiàn)為冰舌堆積, 其兩側側磧壟高程較小, 向外依次由邊槽與冰磧壟相間排列形成了。 此次研究共采集了7 件光釋光樣品(表2), 中間偏東的側磧壟獲得的年齡為67.4±8.5 ka, 屬于東山冰期的冰磧堆積(Wang et al, 2020)。

表1 蒙山九龍?zhí)侗ㄏ到y(tǒng)冰磧宇生核素測年結果 (王照波等, 2018b)Table 1 Dating results of CRN from glacial till in Mengshan(Wang et al. , 2018b)

圖4 九龍?zhí)侗?“壟槽序列” 特征及典型照片F(xiàn)ig.4 Charateristics of the Jiulongtan ridge-groove sequence and typical photos

東山冰期冰磧外側為對稱分布的冰磧壟 (Ⅱ),該壟的兩側均為邊槽所限, 在西側冰磧壟采集光釋光年齡樣品4 件, ST01 堆積年齡為＞88.3 ka,GL01 堆積年齡為＞129.2 ka, SX01 與SX02 兩件樣品未獲得有效年齡 (表2), 東側冰磧壟采集光釋光樣品GL04, 獲得年齡＞111.0 ka。 根據獲得的年齡數(shù)值與冰磧壟的排列, 初步分析為距今約15 萬年左右的白河冰期 (MIS6 階段) 的冰磧堆積 (王照波等, 2020b)。

最外側的冰磧壟 (Ⅰ), 在東側冰磧壟采集1個光釋光樣品GL03, 獲得堆積年齡數(shù)據為＞121.6 ka (表2)。 根據冰磧壟的排列次序, 初步推斷該壟為45 萬年左右的漫江冰期 (MIS12 階段) 的產物 (王照波等, 2020b)。

據調查, 更早期的冰磧沉積分布于九龍?zhí)秹挪坌蛄械南掠? 即景區(qū)二門之下的區(qū)域, 存在著大面積無層理混雜堆積, 并有巨型漂礫零星分布,但由于時代久遠, 加之人為改造較為嚴重, 壟體外貌特征辨認困難, 但其突出的無層理混雜堆積,則顯示了蒙山更為古老冰磧的存在。

由于光釋光測年范圍的影響, 不能有效控制中更新世諸冰期, 不排除九龍?zhí)秹挪坌蛄兄写嬖谥懈率涝缙?5 萬年左右的錦江冰期的可能。

表2 蒙山九龍?zhí)侗ㄏ到y(tǒng)冰磧光釋光測年結果Table 2 OSL dating results of the Jiulongtan moraine

3.3 九龍?zhí)秹挪坌蛄械难莼^程分析

在45 萬年左右的MIS12 階段 (漫江冰期; 王照波等, 2020b), 蒙山冰川沿著情人谷下移, 在九龍?zhí)峨x開槽谷出口, 形成山麓冰川第一道側磧壟 (Ⅰ) 堆積, 也即最外側的側磧壟, 由于西側地勢要低于東側, 因此西側的側磧壟的規(guī)模要大于東側, 這一特征一直被后期的冰磧堆積延續(xù)。側磧壟限制了河流的路徑, 河流沿著兩列側磧壟中間偏右的位置流出。

在15 萬年前, 即MIS6 階段 (白河冰期; 王照波等, 2020b), 蒙山再次發(fā)育冰川, 在第一道側磧壟內側, 對稱形成第二道側磧壟 (Ⅱ), 兩側遺留有邊槽。 氣候MIS5 階段的河流被限制在中間兩道側磧壟之間偏右的位置流出。 韓建恩等(2020) 在黃河源區(qū)利用ESR 獲得了130ka 左右的湖相沉積, 則證實了MIS5 階段的暖濕氣候與洪水背景。

在7 萬年前, 即MIS4 階段 (東山冰期), 蒙山再次發(fā)育冰川, 這次冰川作用的冰磧充填整個中間通道 (Ⅲ), 在東側遺留了典型的邊槽, 但由于冰磧在地勢低的西側堆積了更多, 沒能形成完整的邊槽而堵塞了河流通道, 冰川結束時會形成短期的堰塞湖。

此后進入MIS3 階段的洪水泛濫期, 該期洪水在蒙山地區(qū)留下了明顯的印記, 在西側佛塔谷中遺留了巨大的MIS3 沖蝕弧。 該期洪水在九龍?zhí)侗冃蛄斜粬|山冰期冰磧堵塞的情況下, 向右側沖蝕跨過原來的兩道側磧壟 (Ⅰ與Ⅱ), 形成新的河道, 至此, 九龍?zhí)侗儔挪坌蛄信c河流水系保存至今。 其后的冰期堆積為山谷冰川類型, 分布在九龍?zhí)都爸系纳焦葍? 不再影響壟槽序列。

4 結論

經過調查研究與綜合分析, 可以得到以下幾項新的認識。

(1) 壟槽序列為冰川作用專屬性特征, 與泥石流形成的扇形堆積體存在本質差別, 壟槽序列遺跡規(guī)模宏大, 特征差異明顯, 易于識別與分辨。壟槽序列在混雜堆積體的成因判斷中具有冰川成因的專屬性特征, 因此研究冰川作用時, 恢復重建其壟槽序列, 在冰磧遺跡的確定、 壟槽展布特征、 冰期序列的劃分上, 有著重要地質意義。 壟槽序列理論的建立, 以及九龍?zhí)秹挪坌蛄械陌l(fā)現(xiàn),為中國東部其他地區(qū)冰磧壟槽序列的恢復與重建提供了重要的理論參考。

(2) 蒙山九龍?zhí)秹挪坌蛄械陌l(fā)現(xiàn), 無論從平面展布形態(tài), 還是剖面堆積特征, 都反映出其為冰川作用的產物, 這進一步佐證了蒙山, 以及李四光先生提出的中國東部中低山區(qū)曾經發(fā)育第四紀冰川作用的事實。

(3) 研究表明, 由于山麓冰川有較為開闊的堆積空間, 因此可以形成較為完好的壟槽序列,但山谷冰川由于空間狹窄很難形成完好的壟槽序列。 后期洪水多順地勢低洼一側的冰磧邊槽流淌,即便有所破壞, 但地勢稍高一側的壟槽序列因不受干擾得到完好的保存, 由于洪水很難從根本上摧毀發(fā)育完好的壟槽序列, 因此在中國東部中低山區(qū)還會保存有較好的冰磧壟槽序列。

致謝:本項研究得到了中國地質科學院地質力學研究所錢方研究員、 中國石油大學呂洪波教授、 南京師范大學黃家柱教授、 中科院海洋研究所趙松齡教授、 南京大學楊達源教授、 自然資源部第一海洋研究所徐興永研究員、 中國地質科學院地質研究所蘇德辰教授的幫助與支持, 在此表示深切的謝意!

2021 年是我國著名地質學家李四光先生發(fā)現(xiàn)太行山東麓冰川遺跡100 周年, 謹以此文向我國第四紀冰川事業(yè)的開創(chuàng)者——李四光先生, 致以崇高的敬意!