第24卷 第6期2002年12月
冰 川 冻 土
JOU R NAL OF GL ACIOL OGY A ND G EOCRYO LOG Y
V ol.24 No.6Dec.2002
文章编号:1000 0240(2002)06 0687 06
收稿日期:2002 05 21；修订日期:2002 07 08
基金项目：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所知识创新工程项目(CACX2002102)；中国科学院知识创新工程重大项目(KZCX 10
06;KZCX2 301)资助
作者简介：施雅风(1919 )，男，江苏海门人，中国科学院院士,1944年毕业于浙江大学研究院，现主要从事冰川、古气候、全球变化与 水资源研究.E mail:shi@mail.i ssas.ac
施 雅 风
(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，甘肃兰州 730000)
摘 要：由刘东生主持16位研究者提出的 以气候变化为标志的中国第四纪地层对比表!一文发表已近2a，其中由施雅风执笔第四纪冰期与海洋同位素对比部分.由于新情况的出现，需作适当改进:1)周尚哲等应用ESR 测年确定祁连山北坡摆浪河源中梁赣海拔2996m，高出现代河床500m 处冰碛年代为462.9ka BP ，天山乌鲁木齐河上游高出河床200~300m 的高望峰阶地冰碛样品ESR 测年为477.1ka BP 和459.7ka BP ，均相当于M IS 12阶段，该阶段国际上对应Kansan -M indel 冰期，与M IS 2、M IS 6和M IS 16都是100ka 周期 18O 值特低时期;2)古里雅冰芯记录中相当于M IS 3b 阶段, 18O 值折算温度比现代低5∀左右，已经发现台湾雪山山庄期冰碛T L 年代为(44.25#3.72)ka BP，天山乌鲁木齐河谷一处冰碛ESR 年代45.9ka BP ，喜马拉雅山、喀喇昆仑山和兴都库什南坡测定对应此时段冰川前进更为显著，初步检查亚、欧、北美、南美和澳洲12个地区23个地点相应于M I S 3b 冷期冰川前进规模均超过M IS 2阶段，即常说LGM 时，推测M IS 3b 的降温值虽不及M I S 2，但降水较多，有利于冰川发展;3)M IS 3a 暖期，不仅青藏高原异常暖湿，而且中国全境的降水量普遍高于现代，并有较大范围的海侵与仅低于现代海面8~10m 的高海面，气候环境实际达到间冰期程度.上述3点应补充入中国冰期划分表. 关键词：冰期；海洋同位素阶段(M IS);M IS 12;M IS 3b;M IS 3a 中图分类号:P534.63
文献标识码:A
1 引言
世界纪录申请2000年由刘东生主持16位研究者提出 以气候变化为标志的中国第四纪地层对比表!，其中中国第四纪冰川 冰期与海洋同位素比较表由施雅风执笔[1].正如刘东生在该文中所说: 我们认为对中国第四纪MIS 地层划分方案的提出目前还是一个∃有%或∃无%的问题，尚未达到完全准确与否的阶段!, 一方面，今后研究中发现许多新的，令人兴奋的内容的可能；另一方面在建立我们自己的第四纪地层对比还有许多实实在在的工作要做!.果如他的预期，在距该文发表仅2a 时间，第四纪冰川研究就出现令人兴奋的新材料，突破了以青藏高原第四纪冰川遗迹为基础，少数几个测年资料拟订的冰期划分方案.突破点主要为在后述3方面出现，根据新事实，就需修订2000年的方案.
2
新进展
2.1
MIS 12阶段冰期的确定
以往根据地貌地层法的青藏高原第四纪冰期分为末次冰期(相当MIS 2~4阶段)、倒数第二次冰期(主要相当M IS 6阶段、起始时间不明)、倒数第三次冰期(M IS 16~18阶段，系冰川规模最大的冰期)以及更早的希夏邦马冰期，但规模较小，时代不明，推测在1M a 以前.周尚哲等[2,3]
应用电子自旋共振(ESR)技术采样测得祁连山北支走廊南山北坡摆浪河源中梁赣海拔2996m ，高出现代河床500m 处的冰川漂砾和冰碛，在直径1~2m 的粗砾岩漂砾间，填充棕红、深度风化，含较多粘土的细砾冰碛采样，在青岛海洋所业渝光主持的实验室测年得ESR 年龄为462.9ka BP [3].在天山乌鲁木齐河源望峰道班附近高出现代河床200~300m,
档案解密全集2012海拔3400~3500m 称为高望峰阶地残留的冰碛，于1999年和2000年两次重复采样，同样在青岛业渝光主持的实验室进行ESR 测年，获得471.1ka BP 和459.7ka BP 两组年龄[4].考虑到ESR 测年误差一般认为在10%左右，因此，上述3个数据(460~477ka BP 间)可认为同一冰期所成.在海洋同位素曲线上，应相当于MIS12阶段，姚檀栋提供的古里雅冰芯36Cl 测年记录也表明M IS12冰期存在[2].在云南玉龙山东侧干海子附近，郑本兴认为冰水湖相沉积的ESR 年代为(448.3#89.0)ka BP，亦可能看作M IS 12阶段堆积[5].这个冰期在世界有较大的广泛性,Raymo [6]依据太平洋849地点钻孔底栖有孔虫 18O 值变化，按GSS47时间标尺绘制的变化曲线(图1)清楚地指示800ka BP 以来100ka 周期的冰量变化只是在M IS 2,6,12和
16等4个阶段显著低于 18
O 5%，可分别和Wis
consin-W rm 冰期,Illinoian -Riss 冰期,Kansan -M indel 冰期,Nebraska-G nz 冰期相当.M IS 12阶段出现于420~480ka BP 间[6]，周尚哲等[2]所得3个数据正位于M IS 12阶段的早期，将来更多而精确的测年数据有希望填充M IS 12整个时段.E m eis et al .根据阿拉伯海西北部季风驱动以上涌流沉积区723地点钻孔中有孔虫P.Obliquiloculata
的 18O 值变化，重建的500ka BP 冰量变化指示,
M IS 12为最低值烯烃U k %37
指示的海表温度即M IS 12比现代偏低2∀左右，是曲线中的低值之一，可能受表面热带海洋影响[7].从上述事实可以确定M IS 12阶段冰期是不可忽视的重要冰期，从摆浪河中梁赣与乌鲁木齐河高望峰阶地冰碛的地貌部位，如无测年资料，是容易被认为倒数第三冰期的冰碛,M IS 12阶段冰期的成立，在顺序上应被认为是倒数第三冰期，这样又和原来的倒数第三冰期混
杂，以此建议直称为中梁赣冰期，而原命名倒数第三冰期称为昆仑冰期，今后也不再用倒数第三、第四等冰期名称.
2.2MIS 3b 阶段冰期的出现
据古里雅冰芯 18
O 记录和按A.Berger 重建的
长时期日射变化,M IS 3阶段在中低纬度实际可分为早、中、晚三段，按5阶段分a,b,c,d,e 先例,a 最新,a,c,e 为暖期,b,d 为冷期，则3阶段的3段可称为3e,3b 与3a.c 和a 为高日射暖期,b 为低日射冷期，按Thom pson et al.所拟订的曲线M IS 3b 冷期时间出现于54~44ka BP，海拔6200
m 处古里雅冰芯中 18
O 值折算温度低于现代5∀
左右，是一个不可忽视的冷期[8]，但是否达到了冰期的程度是个应解决的问题.崔之久等对海拔3886m 的台湾雪山考察，确定了该山区具有确切无疑的末次冰期冰川的侵蚀和堆积，应用TL 法测定了三期冰碛年代，其中山庄期冰碛的TL 年代为(44.25#4.52)ka BP，其时冰川长4.5km ，末端降至海拔3100m，平衡线海线3300m ，比之于TL 年代为(18.6#4.52)ka BP，即相当MIS2阶段冰盛期的水源期冰川规模(长3km，末端海拔3300m).平衡线海拔3500m )大得多[9,10].易朝路等[4]对天山乌鲁木齐河谷上望峰组和下望峰组冰碛采样作ESR 法测年，发现上望峰组冰碛ESR 年代比以前应用AMS 14
C 法测定的年代(19080#510)a BP 和(23019#450)a BP 偏老数千年.对下望峰组冰碛4个样品的ESR 年
代分别为72.6ka BP,58.6ka BP,54.6ka BP 和56.6ka BP，单纯从数据看，易朝路将之划入MIS 4阶段冰碛期是恰当的，但如考虑ESR 测年有可能偏老数千年，则不能排除下望峰组部分样品归属于M IS 3b 冷期的可能，而从上游哈依萨鼓丘背冰面3m
深处
图1 国际第四纪主要冰期与海洋同位素阶段比较[6]
F ig.1 T he compar ison of major Quaternar y Glaciations and M arine Isotope Stages [6]
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冰 川 冻 土24卷
冰碛样品的ESR测年45.9ka BP，则可能完全为M IS3b冷期的冰川前进[4].Staudacher对阿尔金山南侧计方桥(Jifang Qiao)海拔5040~5220m冰川堆积的花岗岩石砾进行宇宙射线形成的3H e测定，获得了暴露年龄分别为(19#4)ka BP,(41#2)ka BP和(44#2)ka BP，后二者相当于M IS3b阶段，距现代冰川末端距离亦超过M IS2阶段即(19#4) ka BP冰碛[11].马秋华对喜马拉雅山系海拔7694m的纳木纳尼峰南坡第四纪冰川堆积考察中，在邻近几个河谷的山麓冰碛碳酸钙采样的14C测年得(40100#800)a BP,(33250#750)a BP和(32890 #800)a BP数据，显然均早于MIS2阶段的冰碛，可能主要为M IS3b冷期冰川前进结果[12].年保玉则山末次冰期较老的希门错冰碛相连的第一阶地砂黄土堆积底部TL测年为49ka BP亦应与M IS 3b冷期气候有关[13].国境以外的喜马拉雅山
表1 中国冰期与海洋同位素阶段(M I S)比较表(2002改进方案)
T able1 T able of China Quaternary Glaciation cor relation w ith M ar ine Isotope Stages(M IS)(2002modified)
年代/ka BP
M IS(综合
S PECM AP与
DSDP607)
中国冰期(据古里
雅冰芯与冰川沉
积记录)
喜马拉雅与青藏高原天山与阿尔泰山东部山区
11 28~32 44
54 58~60 75
130
420 480 600 800 1 1.冰后期
小冰期与新冰期冰进(4ka BP以
来)，绒布德寺阶段，大暖期冰
退，新仙女木、早全新世冰进
小冰期与新冰期冰进(4ka BP以
来)，土格别进而齐阶段，大暖期
冰退，新仙女木、早全新世冰进
2
2.末次冰期晚冰
阶，末次冰盛期沙棘真假怎样鉴别
(LGM)
珠穆朗玛冰期&(绒布寺阶段):
贡嘎冰期&(14C:19.7ka BP)
大理冰期&(ESR:16ka BP)
破城子冰期(?)上望峰冰期
(AM S14C:17~23ka BP)
哈纳斯冰期(?)
太白冰期&(TL:19ka
BP)
水源阶段
(台湾)T L:14~19ka BP 3 3a间冰期
大湖期(30~40ka BP左右)
藏东南14C:36ka BP
大湖期(30~40ka BP)
3b末次冰期中
冰阶
冰川前进、阿尔金山计方桥
冰碛3H e:41~44ka BP
乌鲁木齐河谷哈依萨鼓
丘冰碛ESR:46ka BP
山庄阶段(台湾)
TL:44ka BP左右3c间冰阶
4
4.末次冰期早
冰阶
珠穆朗玛绒布谷地高测碛
风化凹坑:60~72ka BP
乌鲁木齐河谷下望峰期
部分冰碛ESR:58~72ka BP
太白冰期&
5a,5b,5c,
5d,5e
5.末次间冰期
高湖岸、纳木错70~90m
湖岸铀系测年78~91ka BP
甜水海铀系测年74~145ka BP
天山柴窝堡第三湖相系
120~75ka BP
6
6.倒数第二冰期,
新华门事件开始时间可能
8或10阶段
珠穆朗玛冰期∋(基龙寺阶段),
藏东南古乡冰期，西昆仑布拉克巴
什冰川、冰碛砂TL:206ka BP左右
天山台兰河谷契克达坂
冰期(?)
间冰期
1212.中梁赣冰期
祁连山摆浪河中梁赣冰碛
ESR:463ka BP左右
乌鲁木齐河谷高望峰冰碛
ESR:460~477ka BP
13,14,15大间冰期
若尔盖钻孔针阔叶林植被
藏南红风化度
柴窝堡钻孔550~400ka BP
湖相沉积
16,17,18,
19,20
昆仑冰期
(最大冰期)
青海昆仑山垭口冰碛ES R:
710ka BP，磁性地层<780ka BP,
古里雅冰芯底部36Cl:760ka BP
台兰河谷柯克台不爽冰期(?)
间冰期
希夏邦玛冰期希夏邦马冰期(时间待定)阿合布隆冰期(时间待定)
689
6期施雅风：中国第四纪冰期划分改进建议
南坡、喀喇昆仑山南坡与兴都库什山南坡发现了M IS3b阶段冰川前进更多和更显著，其中兴都库什山主峰Tirich Mir(海拔7706m)南坡,Ow en et al.应用改进的光释光(Optically Stimulated Lumi nescene)测年，对Drosh阶段(冰川长270km，平衡线比现代冰川低1200m，冰碛高出谷底80~150 m),9个冰碛样品的测年数据的多数集中于52~40 ka BP[14]，可以确定为MIS3b冷期冰川前进，其前进规模远超过其后M IS2阶段冰川规模.喀喇昆仑山洪扎河谷中与Ghulkim I期冰川堆积相当的湖相沉积TL测年为(47#2.3)ka BP[15]，喜马拉雅山西段印度境内称为Lahul H imalays山区Batal期冰川前进的光释光测年得冰川最大时年龄为(43.4#10.
3)ka BP[16]，显然相应于M IS3b冷期.初步检阅现代有测年资料的末次冰期冰川文献统计到亚洲、欧洲、北美洲、南美洲和澳洲12个地区23个地点有相当于MIS3b导致的冰川前进记录，这个时期冰川前进规模都超过气候严寒而干燥MIS2阶段25~15ka BP(Last Glacil M ax imum)冰川规模，这与M IS3b降温程度小于M IS2相当矛盾，这迫使研究者推断出MIS3b冷期降水较M IS2丰沛，山区降雪大，因而M IS3b冷期冰川积累丰富，而日射较低所导致的降温抑制了冰川消融，有条件导致冰川的盛大前进[17].如果这个推断是正确的，则M IS3b冷期应作为冰期对待，这样末次冰期就不是过去那样分的早、晚2个冰阶(M IS4与M IS2)而应分早、中、晚为3个冰阶(M IS4,M IS3b与M IS2).但是在测年数据不足条件下，将M IS3b 从MIS4分离出来是困难的.
2.3 MIS3a暖期实际达到间冰期暖湿程度
1999 2002年间发表的文献[18~20]已经明确30~40ka BP即MIS3a阶段，青藏地区特殊温暖湿润，西南季风降水旺盛，以至可称为高温大降水期，对湖泊与河流有重大影响.最近检查西北、华北、长江流域和华南各地区，发现降水量普遍高于现代，中国西部与华南的温度也高于现代，但东北至长江流域的温度，多数孢粉研究者认为略低于现代，同时出现高海面和三大三角洲地区的盛大海侵[21]，当时冰盖消融萎缩，可能当时北方冰盖只有末次冰盛期一半左右[22].
另外，在西藏的纳木错湖区，赵希涛等发现有高于现代湖面70~90m的高湖岸线，通过铀系测年为78~91ka BP，对应于M IS5阶段的末次间冰期[23].3 中国冰期划分与海洋同位素阶段比较的
2002改进方案
改进方案如表1所示.
表中虽对2000年文献[1]所提方案有所补充，但仍然大量缺漏，测年资料的贫乏，特别是国际新兴测年方法(改进的光释光(OSL)法、红外释光(IRSC)法，多种宇宙成因3He与36Cl等)没有建立和应用，是我国第四纪冰川研究落后的主要原因，必须迅速改进，急起直追.
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