摘要
青藏高原由于气候变化,冰川融化和降水的增加给该地区的水文敏感性增加了压力,现代和历史洪水频发。由于实测资料所记录洪水年代上限的局限性,通过沉积学、年代学重建历史洪水事件成为第四纪学术研究热点。雄曲汇入拉萨河,且流经邱桑温泉手脚印遗址,通过对该地区的古洪水研究,有助于总结该地区流域水文特征,补充验证青藏高原南部MIS3时期的古洪水事件反映的历史气候。对雄曲流域下游尚噶岗遗址至邱桑村段开展野外考察,在雄曲下游三级阶地前缘发现了连续~4km的连续砾石层,未见其它古洪水滞留层,连续砾石层剖面未经人为扰动,蕴含丰富的古水文沉积序列信息。以雄曲下游尚噶岗遗址至邱桑温泉遗址段的连续砾石层为研究对象,通过沉积学方法解读其沉积序列及特征;运用光释光测年法(OSL)、铀系测年法(230Th/U),对雄曲古洪水事件的发生年代进行测量并构建年代序列;在此基础上定性推断连续砾石层指示的古洪水事件,并探讨其成因和地貌意义。初步得到以下结论: (1)在雄曲下游流域阶地上发现的连续砾石层共5个剖面,剖面1、2、3、5都是水平叠层粗砂砾砾石层,剖面4为钙华胶结砾石层。沉积特征方面,连续砾石层主要为水平叠层粗砂砾石层;剖面1和剖面5因水动力条件呈下粗上细的二元结构,其他剖面由于砾石层地层较窄(80~140cm),下粗上细二元结构不明显,呈现混杂堆积;在岩性上,以浅灰色或浅黄色的粉砂、粗砂、巨砾为主。各沉积序列和沉积特征指示其为古洪水事件导致的河流相高海拔沉积;剖面4钙华胶结砾石层,表明其形成年代应年轻于砾石层,可为古洪水事件提供年代约束。 (2)钾长石OSL年龄表明,连续砾石层各剖面在误差范围内形成于同一时期,即指示了本文研究为一期次洪水事件,发生年龄可能为53.2~44.6ka。推测连续砾石层的沉积过程为:至少在~500ka BP河谷下切后,山脚处铀系年龄~500ka的钙华沉积;之后河流在(44.58±3.74~53.18±3.43)ka BP强水动力条件下搬运大量碎屑物堆积并抬高河床,导致水位大幅抬升掩盖了山脚处的钙华,搬运的磨圆度较好的砾石堆积于钙华之上并形成了连续的洪水沉积相砾石层,表明当时最高水位已达到了连续砾石层的海拔(~4091m a.s.l.),测得连续砾石层光释光年龄为~50ka;然后河谷再次下切,水位下降。这种强烈的水位抬升我们推测为洪水事件(高水位事件)。年代学结合沉积解读进一步验证了连续砾石层是古洪水事件发生的证据。山脚处的钙华成岩特征指示其可作为河流水位升降的证据,其年代可提供河流下切最小年龄。 (3)雄曲下游发育三级阶地,连续砾石层OSL年龄指示河水于44.58±3.74~53.18±3.43ka BP漫过三级阶地(T3)搬运堆积形成层序分明、磨圆度较好的高海拔古洪水沉积砾石层。现代观察到的一级、二级阶地是形成于~5ka以后。由于缺乏对河流阶地的年代测定,现推断雄曲河流水位大致经历至少~500ka BP时期下降(阶段Ⅰ)、深海同位素三阶段(Marine isotope stages,MIS3)时期上升(阶段Ⅱ)的演变过程。雄曲下游岩性变化和地质构造共同作用下,改变了河谷由窄谷到宽谷的形态,加强河流堆积作用,且影响了邱桑温泉水源和钙华沉降。冷暖过渡之后,黄土堆积,河流阶地发展稳定;此外,根据该海拔河流相砾石层的OSL年龄和钙华U-Th年龄,得出阶地堆积和漫滩增宽的持续时间比河流下游切割时间长得多。 (4)雄曲古洪水事件的发生处于MIS3c时期,补充验证青藏高原MIS3c时期为湿润气候;相较于MIS4时期的全球变冷、冰川前进,青藏高原MIS3c时期气候以温湿为主,推测雄曲流域古洪水事件成因为冰川融水和强降雨,或构造运动共同作用。