茂縣較場剖面粉砂、粘土質(zhì)粉砂的古地磁學特征

茂縣較場剖面粉砂、粘土質(zhì)粉砂的古地磁學特征

在岷江上游的河流流域，沉積了一系列淺黃色-灰色沉積物，主要是粘土、粘土和粘土。其中，四川茂縣千溪市石景村剖面最為暴露。較場剖面底部以厚層狀粘土質(zhì)粉砂、粉砂質(zhì)粘土與粉砂互層為主,中部有一套砂層,上部為薄層狀粘土質(zhì)粉砂與粉砂互層,水平層理發(fā)育。上覆可見一層紅色古土壤的黃土層。前人的研究主要集中在工程地質(zhì)和地震地質(zhì)方面。王蘭生等認為該湖相沉積厚度超過200m,通過14C測年認為其頂、底部年齡分別為10kaBP和22kaBP,沉積過程延續(xù)了大約12ka,為堰塞湖成因,并初步討論了其環(huán)境演變的過程。鑒于該套地層所處的地貌和構(gòu)造位置的特殊性,對青藏高原環(huán)境變化具有敏感性,以及在地震、工程方面的重要性,筆者對這套地層也進行了研究,對其時代方面的認識闡述如下。1巖石地層特征茂縣較場臺地位于岷江疊溪海子東岸(圖1),東西寬近1km,南北長約1.5km。臺地由夾古土壤的黃土層、湖相沉積層、角礫層和基巖組成,臺地頂面相對岷江海子高差為160m,基座相對高差60m(圖2)。較場剖面位于較場村東臺地前緣,地理坐標為32°02′38.5″N、103°40′39.7″E,剖面頂部海拔約2340m。剖面出露厚度101.1m,自下而上分為11層(圖3),分述如下:11.耕作層0.5m10.土色粘土質(zhì)粉砂,表面見白色鈣質(zhì)膜0.8m9.淺棕紅色粉砂質(zhì)粘土,團粒結(jié)構(gòu)明顯,表面見較多白色鈣質(zhì)膜0.8m~~~~~侵蝕面~~~~~8.灰色砂層、粉砂層與紅褐色、黃綠色水平薄層理為主的粘土質(zhì)粉砂、粘土層互層,砂層中發(fā)育交錯層理和斜層理。本層頂部有一鈣結(jié)核層。上部(距頂深4.0m處)光釋光年齡為16.7±1.2kaBP16.8m7.灰色砂層,見交錯層理和斜層理,上部夾粘土薄層7.6m6.灰色、紅褐色細砂、粘土互層,水平層理發(fā)育14.0m5.灰色、紅褐色厚層狀粘土與灰色砂層互層,水平層理11.4m4.灰色砂層夾粘土薄層,可見交錯層理和斜層理5.6m3.灰色、青灰色厚層狀粉砂質(zhì)粘土、粘土夾細砂薄層,水平層理29.6m2.灰色細砂,分選好2.0m1.灰色粘土，包括黃色、黃綠色和紅色條紋。層平、低層理。背景中有許多小誤差，但可以連接到12.0m~~~~~不整合~~~~角礫層2磁退磁的測定對較場剖面進行了磁性地層測定。以50cm的間隔、用羅盤水平磁北定向采集古地磁樣品87塊。室內(nèi)加工成邊長為2cm的定向立方體測試樣品。所有樣品在中國地質(zhì)科學院地質(zhì)力學研究所古地磁實驗室無磁空間進行測試。先使用美制TD-4型熱退磁爐進行熱退磁,剩磁測量使用美制2G-755型立式超導磁力儀。樣品采用NRM、50℃、100℃、150℃、200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、530℃、560℃、580℃、610℃、630℃、660℃、680℃間隔進行系統(tǒng)退磁,結(jié)果顯示大部分樣品熱退磁250℃時基本能達到退磁的目的(圖4)。測試數(shù)據(jù)資料經(jīng)計算整理,繪制出古地磁極性柱狀圖(圖3)。剖面全部樣品的磁傾角都顯示正極性;除2個樣品的磁偏角顯示為負極性外,其余樣品的磁偏角都顯示為正極性,整個剖面應(yīng)屬布容正極性時,剖面中未出現(xiàn)B/M界線。3龍街組—地層時代在剖面距頂4.0m處采光釋光年齡樣1個(編號為JCOSL-3),經(jīng)中國地震局地質(zhì)研究所年代學實驗室測定,結(jié)果見表1。較場湖相沉積地層可與云南元謀龍街組地層進行對比,表現(xiàn)在以下3個方面:①巖相上,以灰色、青灰色為主;②巖性上,底部以厚層狀粘土質(zhì)粉砂、粉砂質(zhì)粘土與粉砂互層為主,中部有一套砂層,上部以薄層狀粘土質(zhì)粉砂與粉砂互層,粉砂層中發(fā)育交錯層理;③地貌分布上,龍街組主要分布于元謀盆地龍街附近的金沙江谷地和龍川江江口附近,而較場湖相沉積也只限制在茂縣疊溪至松潘永和之間的岷江谷地內(nèi)。上述3個方面的特征表明,較場湖相沉積與龍街組可能屬同期沉積物,因而在時代上大致相同。據(jù)蔣復初等的研究,龍街組推算的地質(zhì)年代大致為120.2~10.2kaBP。據(jù)研究,在距今150ka的前期,青藏高原存在一次劇烈但不均勻的構(gòu)造上升運動,也從一個方面佐證了較場湖相沉積開始沉積的時代。另外,較場湖相沉積距頂4.0m處的光釋光年齡為16.7±1.2kaBP,以上還有1.9m厚的湖相層,參考龍街組頂部的年齡和較場湖相沉積上部的14C年齡,推測較場湖相沉積結(jié)束的年代大致為10kaBP。綜上所述,較場湖相沉積的時代屬晚更新世,其開始堆積的時代大致在100~120kaBP之間,結(jié)束于大約10kaBP,湖相沉積歷時約100kaBP,是岷江流域出露的末次(間)冰期以來厚度最大的剖面之一。4湖相沉積地層與疊溪地層的關(guān)系對于疊溪較場湖相沉積開始堆積的時代,還存在較多問題。首先,從古地磁測試結(jié)果來看,全部樣品的磁傾角顯示為正極性,只能將其對應(yīng)于布容正極性時,但其底界尚不明了。雖然有2個樣品的磁偏角顯示為負極性,但無法確切地與布容正極性時內(nèi)的負極性亞時相對比。若王蘭生等所測14C年齡都可靠的話,那么在12ka內(nèi)有200余米厚的沉積,湖相沉積的速率達1667cm/ka,不僅遠遠大于一般認為的湖相沉積速率10~100cm/ka,而且還發(fā)育良好的水平層理,這是不可理解的。究其原因,底部的14C年齡問題較多,一個可能是粉砂質(zhì)巖性不適合14C年齡測定,另一可能是超出了14C年齡測定的下限。從巖性、巖相和地貌上,將疊溪較場湖相沉積地層與龍街組進行對比,顯然也存在較多疑問,尚需進一步探討。但從堆積時間來看沉積速率,較場湖相層為98cm/ka,符合湖相沉積速率范圍,顯然是比較可靠的。另外,較場湖相沉積正好發(fā)育在岷江斷裂帶上,是岷江斷裂的活動造成該套地層的堆積,還是青藏高原150kaBP前的差異抬升造成疊溪相對下降而成湖,都不甚明了。因此,對疊溪較場湖相沉積開始的年代,需結(jié)合同位素年代學和高分辨率磁性地層學來綜合判斷。對疊溪較場湖相地層成因的解釋,存在較多不完善之處。若為堰塞湖成因,顯然不是由1933年疊溪發(fā)生的7.5級地震造成的,尚須提供更多更有力的證據(jù)。疊溪湖相沉積發(fā)育于岷江河谷,沉積地層中哪些部分是湖相成因,抑或是河流成因,還需進行更多的成因?qū)W分析。疊溪較場地處青藏高原和二級地貌階梯的過渡地帶,自然環(huán)境除受地形、地貌影響外,主要受西南季風和高原季風的控制,是環(huán)境變化的敏感區(qū),在高原隆升中的環(huán)境演變和古季風研究中具有重要地位。較場湖相沉積厚度大,連續(xù)性好,時間分辨率高。通過較場末次(間)冰期以來湖相沉積的研究,將有希望在高原季風和西南季風共同作