青藏高原古里雅冰帽冰磧和冰水沉積物粒度特征及其意義

張延廣，方小敏，毛子強，申茂華，張 濤，昝金波，楊勝利

（1.中國科學院 青藏高原研究所，北京 100101；2.蘭州大學 地質科學與礦產資源學院，甘肅蘭州 730000；3.蘭州大學 資源環境學院，甘肅蘭州 730000）

0 引言

青藏高原號稱“亞洲水塔”，是十多條亞洲河流的發源地，冰凍圈要素如冰川、凍土、積雪等是“亞洲水塔”的重要組成部分［1］，高原冰凍圈的形成和演化不僅對高原地表侵蝕風化、寒漠化和地貌塑造產生深刻影響，而且可通過下墊面過程對大氣環流和亞洲季風、干旱乃至全球氣候產生重要影響［2-7］。因此，高原何時進入冰凍圈及其演化過程對于研究亞洲季風和全球氣候變化均具有重要意義。由于冰磧物的保存有限所造成的冰凍圈演化記錄的不連續性，直接通過冰磧物記錄反演高原冰川作用普遍只能追溯到倒數第二次冰期，個別地區可追溯到約50～80萬年前的倒三或倒四冰期［8-15］，冰芯記錄也最多只能追溯到約76萬年前［16-17］。因此，只能通過其他相關途徑才能更有效地開展冰凍圈形成演化記錄研究。青藏高原的黃土被證明主要是來自高原本身冰磧物的冷黃土或冰緣黃土［18-20］，高原上冰川補給湖盆還直接接受了來自冰磧物的再沉積。因此，高原黃土和高原湖盆河湖相沉積物的連續記錄可以用來反演高原冰凍圈的形成演化。然而，這項研究的前提是必須建立可靠的冰磧物的識別標志，并且證明這些標志可以在黃土和河湖相沉積物中得到有效保存，才能利用這些沉積物記錄獲得可靠的冰川演化信息。冰磧物粒度被證明是重要的鑒定指標，它可以反映出冰川特征作用過程——冰川磨蝕作用，形成4～7Φ（63～8μm）的特征粉砂峰［21-22］。青藏高原冰磧物的粒度也有類似的特征［23-27］，并且發現海洋性冰川比大陸性冰川冰磧物的粉砂含量高，終磧的粉砂和黏土含量較側磧和表磧高［23，25］。然而青藏高原冰磧物粒度組成的這些研究均只關注了冰磧物本身，沒有關注源區巖性組成對冰磧物粒度的影響，更沒有關注冰川研磨特征粉砂在冰磧物被搬運后，形成的冰水扇、河流、湖灘、湖泊等系列冰水沉積物分選改造過程中的變化，而這是考察高原冷黃土和河湖相沉積物是否可以可靠反映出高原冰川作用演化的關鍵。

為此，本文選擇青藏高原西北部現存的典型大陸性冰川古里雅冰帽，也是青藏高原上最大的冰帽，對其下伏基巖和冰磧物及其系列冰水沉積物（冰水扇、河流、三角洲湖灘、湖泊）進行系統粒度組成研究，分析它們之間的特征粒徑變化規律與差異以及源區巖石巖性對冰磧物粒度的影響。此外，根據冰川研磨產生的特征粉砂峰，結合冰緣黃土的粒度特征對冰磧物與冰緣黃土粒度組成之間的關系進行了探討。

1 研究區域概況

古里雅冰帽地處青藏高原的西昆侖山南坡，位于35.2°N，81.5°E（圖1），是一個極地型冰川［28］，也是目前亞洲中部發現的面積最大、海拔最高和氣溫最低的冰帽，總面積376.1 km2，頂部面積約131.1 km2，冰帽高度為6 700 m，平均厚度大于200 m，最大厚度可達350 m［28］，冰帽6 700 m處10 m深冰溫接近-19℃［29］。該區年降水量200多毫米，冰帽附近以西風為主，其物質積累主要發生在夏季［28，30］。

圖1 采樣點及郭扎錯鉆孔位置衛星影像圖（Google Earth影像）［31］Fig.1 Satellite imagery of sampling points and the location of Guozha Co（Lake）borehole（Google Earth image）［31］［Location of research area（a）；Sampling point and a short borehole in Guozha Co（Lake）［31］（b）；Sampling point of moraines and ice fans（c）；Sampling point of rivers and beaches（d）］

本次研究區位于該冰川東南緣，冰川前緣發育多條終磧壟，在距離冰川末端約600 m處地形坡度減緩，發育冰水扇，冰水扇前緣發育一條自東向西的郭扎錯東二河，河水匯入下游的開放湖郭扎錯。郭扎錯東二河河道兩側主要以基巖為主，邊緣有部分支流匯入（圖1）。河道（河漫灘）內砂體物質主要為冰水搬運的上游冰磧物，河道（河漫灘）基巖風化物質較少。研究區內與冰川發育及河道附近基巖均以砂巖、板巖為主［圖1（c）、1（d）］。

2 資料及方法

本次研究范圍自冰川末端（35.211°N，81.5285°E）至郭扎錯（35.065°N，81.2678°E），沿冰川末端融出磧、終磧壟、冰水扇及下游郭扎錯東二河河流和湖灘中的冰水沉積物分別進行采樣，共采集40個樣品（圖1～2）。此外，搜集了郭扎錯湖心（GZHC2014-1）最上部5.25 cm的湖相沉積樣品粒度數據［31］［圖1（b）］，并在藏東南林芝然烏湖附近（29.439°N，96.8075°E）采集15個典型的冰緣黃土樣品［32］進行對比。

所有采集的樣品先在烘箱中低溫（40℃）烘干，然后將烘干的樣品混合均勻后過10目（2 mm）篩。將篩分出的＜2 mm樣品混合均勻，用于粒度分析。為滿足粒度儀遮光度要求，根據不同樣品粒度特征稱取0.05～0.11 g，將混合均勻的干燥樣品加入140 mL燒杯中，向燒杯中加入過量（＞20 mL）10%過氧化氫去除有機質，并在150℃加熱板上加熱，以加速反應速率。待無明顯氣泡產生時，反應完全，再向燒杯中加入稍過量（10～15 mL）10%鹽酸溶液去除碳酸鹽膠結物，在150℃加熱板上加快反應速率，并不時晃動燒杯，反應完全后，繼續加熱將剩余酸蒸發。從加熱板上取下燒杯，待燒杯冷卻后加滿超純水。靜置12 h后用虹吸管抽去上層清液，然后向剩余液體中加入10 mL濃度為36 g·L-1的六偏磷酸鈉分散劑，超聲振蕩20 min后，利用中國科學院青藏高原研究所大陸碰撞與高原隆升實驗室的Microtrac S3500激光粒度儀進行粒度分析測試，儀器測試粒徑范圍為0.02～2 000μm。

粒級組成按Wentworth分類標準進行分級［33］，并對所得數據的微米（μm）單位經Krumbein［34］變換成Φ值，公式為Φ=-log2D（D為沉積物以毫米為單位的粒度值），即礫、砂、粉砂和黏土之間的界線分別為2 mm（-1Φ）、0.063 mm（4Φ）和0.004 mm（8Φ）。同時利用Folk等［35］公式計算樣品的分選系數。

3 結果與分析

粒度分析是碎屑沉積物研究中常用的方法，粒度特征是沉積物重要的物理性質，可以指示沉積物搬運過程及其形成環境［34-40］。古里雅冰帽冰磧物和冰水沉積物粒度分布曲線總體表現為雙峰特征，全部樣品在峰值（眾數）粒徑1～3Φ和6～8Φ處存在砂峰和細粉砂峰（圖3）。整體上所有樣品在砂峰處峰較尖而窄，峰值相對較高，6～8Φ處的峰寬而緩，指示樣品以砂為主，粉砂和黏土含量相對較低。但是不同的樣品隨沉積環境的不同仍然表現出粒度的相應變化特征，據采樣沉積環境將樣品分為以下幾組：冰磧物樣品（GLY-1～8及GLY-ESR-01～06），冰水扇樣品（GLY-9～13），河流沉積物樣品（GLY-14～GZC-0.7），河流入湖口湖灘樣品（GZC、GZC-0、GZC-0.5）以及湖泊（湖心上部1.05、2.10、3.15、4.20、5.25 cm）樣品。冰磧物樣品平均曲線（紅色粗實線）寬緩，砂峰值較低，其細粒組分（5～10Φ）含量相對較高，平均曲線位于冰水扇、河流和湖灘平均曲線的上方［圖3、圖4（a）］；冰水扇樣品平均曲線較冰磧物樣品砂含量升高，粗粉砂和細粉砂含量降低，尤其在粗粉砂（4～6Φ）處形成低谷［圖3、圖4（b）］；河流樣品砂峰值進一步升高，同樣在4～6Φ處存在明顯的低谷［圖3、圖4（c）］；湖灘樣品平均值的粗粉砂含量進一步降低，細粉砂含量較河流樣品同樣有微弱減少［圖3、圖4（d）］；湖泊樣品以粉砂為主，砂含量明顯偏少，且粒徑變小，峰值粒徑位于3Φ附近［圖3、圖4（d）］。

圖3 古里雅冰磧物和冰水沉積物＜2 mm組分粒度頻率曲線Fig.3 Comparision of grain-size frequency curves of＜2 mm fractions of tills and glaciofluvial depositsfrom the Guliya ice cap

圖4 古里雅冰帽冰磧物（a）和冰水沉積物（b～d）樣品粒度頻率曲線Fig.4 Guliya ice cap moraine and ice water sediment sample size frequency curve［Moraines（a）；Ice fans（b）；Rivers（c）；Beachesand lakes（d）］

沉積物的粒度組成一般由服從正態分布的各種單模態組合而成，反映了不同的動力學過程［40-41］。為進一步分析沉積物粒度組成，利用Qin等［41］的粒度對數正態分布曲線分離軟件進行擬合。根據Lu等［40］分析認為擬合結果中與其他峰不重疊部分＞1/2且含量大于10%的峰是沉積物的特征粒度組分，不重疊部分在1/3到1/2之間或不重疊部分＞1/2但含量＜10%可能反映了特殊的沉積過程，而不重疊部分在0～1/3間可以被稱為附加粒度組分，可以提高對特征粒度組分的擬合精度，不同粒度組分間還可以形成不同的組合特征。

冰磧物樣品粒度平均曲線擬合出四個峰［圖5（a）］，主要為1～3Φ處的兩個粗顆粒砂峰C2、C3，眾數粒徑分別位于1.19Φ（437μm）和2.93Φ（131μm）處，含量分別為15.6%和50.9%，其次為眾數粒徑7.14Φ（7.1μm）的細顆粒峰（細粉砂）C4，含量為31.7%，擬合含量最小的輔助峰在0Φ附近，含量僅占1.8%，不能有效反映特定的沉積動力學過程。

冰水扇樣品平均曲線擬合出五個峰，有三個峰C1～C3位于砂組分，眾數粒徑分別在0Φ、1Φ和2.4Φ附近，總量達到77.9%，其中2.4Φ附近的細砂峰含量占51.4%，眾數粒徑C5位于6.91Φ處的細粉砂，含量占18.6%。與冰磧物粒度4～5Φ含量10.08%相比，粗粉砂表現為一個眾數粒徑4.45Φ（45.7μm）的C4輔助峰，但是含量較低（3.5%），其實是流失的［圖5（b）］。

冰水河流沉積樣品平均曲線擬合結果顯示兩個最主要的峰［圖5（c）］，即眾數粒徑在2.42Φ（186μm）處的C2，含量最高，可達67.9%；另一個為眾數粒徑6.31Φ（12.6μm）的細粉砂峰，含量達22%。與冰水扇樣品相比，粗粉砂峰進一步富集并變粗，指示出4Φ附近的一個小峰，含量已達7%［圖5（c）］。

湖灘樣品粒度平均值的擬合結果如圖5（d），表現一組顯著的砂組分C1～C3峰，眾數粒徑分別在0.6Φ附近（671μm）、1.3Φ（406μm）和2.63Φ（162μm），C3含量最高，為41.9%，C1和C2含量分別為7.5%和28.7%。與之相對應的是一個眾數粒徑位于6.47Φ（11.3μm）的細粉砂組分峰，含量達19.7%。與前面樣品對比，最大不同是粗粉砂峰（4.2Φ附近）含量降到2.2%。

圖5 古里雅冰帽和冰水沉積物不同粒度樣品平均曲線的正態分布擬合Fig.5 Normal distribution fitting of average grain-size curves of different sediment samples from the Guliya glacial region

郭扎錯湖心樣品上部5.25 cm樣品平均曲線擬合結果顯示三個明顯的峰C1～C3，C1為眾數粒徑3.25Φ（105μm）處的一個細砂峰，含量為25.8%，C2為明顯富集的粗粉砂峰（眾數粒徑31.2μm，即5Φ附近），含量達到31.1%，C3為眾數粒徑更?。?.9μm，即7.7Φ附近）、含量更顯著增加（高達41.2%）的細粉砂峰。另外，湖心樣品擬合出一個黏土峰，位于10.3Φ（0.8μm），但含量很低，為1.9%。

總之，概括起來，上述冰磧物及其冰水系列沉積物的各組分含量變化，除了共同的砂組分和細粉砂組分形成的兩個明顯的峰值特征外，還可以看出隨著冰水沉積物向下游的變化，細粉砂組分含量和眾數粒徑整體增加，在湖心沉積物中細粉砂含量最高且粒徑最細，以及冰磧物和冰水沉積物粗粉砂含量呈現出整體減少趨勢，在湖灘樣品中粗粉砂含量最低（表1）。從平均狀況來看，冰磧物的砂組分占68.3%，細粉砂峰總含量約為31.7%，未擬合出粗粉砂峰，但4～5Φ含量達10.08%；冰川末端融水攜帶冰磧物沉積形成的冰水扇同樣以砂組分含量為主，且砂組分含量較冰磧物升高，但粉砂峰含量明顯下降，細粉砂峰含量下降到18.6%；下游河流沉積物樣品粉砂峰含量較冰水扇樣品升高，細粉砂峰含量為22%，粗粉砂峰含量因分選有所升高，為7%，但粉砂總含量仍比冰磧物粉砂含量低；湖灘樣品中砂含量較河流沉積物樣品升高，而細顆粒的粉砂組分降低，尤其粗粉砂（4～6Φ）組分降低幅度大，降低至2.2%；郭扎錯湖心樣品表現出以粉砂組分為主的特征，細粉砂峰位于4.9μm，含量約為41.2%，粗粉砂峰含量為31.1%，位于31.2μm處。

表1 古里雅地區不同沉積物擬合組分峰值及含量Table 1 Contents of fitting components of different sediments from the Guliya glacial region

4 討論

4.1 冰磧物和冰水沉積物粉砂峰成因

古里雅冰帽冰磧物和冰水扇、河流及湖泊冰水沉積物普遍存在一個6～8Φ（16～4μm）的細粉砂峰（圖3～5）。早期研究者對不同軟硬巖石和礦物（碳酸鹽和硅酸鹽礦物、石英）的機械粉碎和磨蝕實驗就已得出，巖石和礦物的破碎和磨蝕會形成特征的破碎細礫-粗砂組分峰（-4～1Φ，即32～0.5 mm）和磨蝕粗粉砂組分峰（4～5Φ，即63～32μm）的雙模態粒度分布，其中4～5Φ是多數礦物的磨蝕極限，少量較軟的礦物（如方解石）或原巖粒度組成比較細小的礦物，其磨蝕極限可達6～8Φ［21，42］。對加拿大基巖為白云巖［21］的海洋性冰川冰磧物粒度的系統量測證實了上述機械粉碎和磨蝕作用的結果，不僅說明冰川運動中冰內碎屑物相互間以及與冰川谷壁基巖間會產生強烈擠壓和剪切破碎及磨蝕粉碎，而且還發現隨著冰川搬運距離的增長，破碎的細礫-粗砂組分含量和眾數粒徑會逐步降低，而磨蝕粗粉砂組分含量則逐步增加，但峰值粒徑沒有太大變化［21］。Haldorsen［22］詳細地研究了挪威砂巖基底上發育的海洋性冰川150個冰磧樣品的粒度與冰川磨蝕作用的關系，同樣證實了冰磧物上述粒度雙模態的存在，但磨蝕的粉砂組分比加拿大冰川偏細，主要在5～7Φ（32～8μm）。我國西部不同基巖上發育的海洋性和大陸性冰川的冰磧物，其粒度組成也基本證實了上述冰磧物粒度特征和變化規律的存在。如貢嘎山海螺溝以花崗巖、石英片巖為主的冰下融出磧［27］、南迦巴瓦峰地區以片麻巖為主的冰磧物的粒度組成［25］均表現出了4～5Φ的峰，兩者均為海洋性冰川冰磧物；而天山敦德薩拉溝大陸性冰川冰磧物細顆粒峰位于7Φ附近［43］，螺髻山、哈巴雪山、白馬雪山、千湖山的海洋性冰川冰磧物粒度細顆粒的峰也都位于7Φ附近［44］，這幾個地區下伏基巖主要以砂巖、泥巖、灰巖為主；天山博格達峰地區大陸性冰川下基巖為火山巖與灰巖、砂巖、粉砂巖的混合組成，其細顆粒峰則位于4.5～7.5Φ之間，但是含量比上述挪威的海洋性冰川冰磧物小一倍［23］。這些變化說明冰川發育區的基巖巖性的軟硬和粒度組成對最終的磨蝕組分的眾數粒徑有明顯影響，而與冰川類型關系不大，巖性越硬、組成越粗，導致終極磨蝕下限越粗，反之則細；但冰川類型可以對終極磨蝕組分的含量產生顯著影響，總體而言，該組分在海洋性冰川冰磧物中的含量約為大陸性冰川的兩倍［25］。

古里雅冰帽南側主要發育在以砂巖、板巖為主的基巖上，其粒度組成較細，巖性較軟（圖6），其上形成的冰磧物為細粉砂模態（6～8Φ），眾數在7Φ附近，其含量占31.7%，為冰川磨蝕組分，而且反映了較軟、較細的基巖巖性對終極磨蝕粉砂下限的影響［圖4（a）、圖5（a）］。

圖6 古里雅冰帽區基巖薄片Fig.6 Thin section of bedrocks from the Guliya glaciated region：slate（GLY-4）（a）；sandstone（GLY-6）（b）

4.2 冰川磨蝕組分的含量變化及意義

前面的粒度分析已經揭示出古里雅冰帽系列冰磧和冰水沉積物都存在一個細粉砂峰，僅僅是不同沉積環境下的細粉砂峰位置和含量略有不同（圖3～5，表1），從冰磧物、冰水扇、河流到湖灘，細粉砂含量整體呈現下降趨勢，但眾數粒徑變化不大，直到湖泊中，細粉砂含量顯著增加，幾近冰磧物的一倍，但眾數粒徑也明顯減小到4.9μm；砂組分含量在冰磧物、冰水扇和河流中變化不大，但在湖灘和湖泊沉積中分別有明顯增加和顯著減少；與冰磧物相比，一個明顯的變化是除湖灘外，從冰水扇經河流到湖泊，都出現一個新的粗粉砂峰值，其含量從冰水扇的3.5%、河流的7%猛增到湖泊的31.1%（圖3～5，表1），指示了冰川研磨粉砂對冰水系列搬運和沉積過程的動力分選作用與沉積環境的響應。

冰磧物的分選非常差（表2），冰水扇由于搬運距離近和快速水流作用與沉積，僅對冰磧物進行了初步分選，分選系數略微提高，一部分細粉砂被流水帶走，導致砂組分含量尤其中細砂含量相對升高，同時形成水體中下層懸浮的粗粉砂的一定富集，開始出現一個粗粉砂峰［圖5（b）］，反映了冰水扇整體水流強度很大，在缺乏固定河道的情況下，細粉砂物質在水流沖洗作用下易被帶入下游河道，而中細砂物質則經水流作用進一步分選聚集，同時分選富集一定粗粉砂。

表2 不同沉積物分選系數及類型Table 2 Sorting coefficient and types of different sediments

河流對經過冰水扇的冰磧物進行了進一步水流作用分選改造，從冰水扇流出的細粉砂在河漫灘上形成明顯富集，同時適應較大流水洪峰的粗粉砂峰含量也有很大提高，而反映跳躍組分的砂組分含量相對下降，分選較好，分選系數明顯提高（表2），粒度表現為典型的河流雙峰特征，平均曲線擬合的兩個主峰分別位于2.42Φ和6.31Φ，含量分別為67.3%和21.3%［圖5（c）］。

河流入湖口湖灘對河流沉積物進行了進一步改造，因河流入湖口處地勢平坦，河流攜帶的粗粒物質易在這里沉積，但湖岸風力分選過程強盛，湖灘沉積物多被改造成不同大小的風沙沙波和沙丘［圖2（e）、2（f）］，導致一部分細粉砂被吹走，含量明顯下降（10.59%），較河流樣品下降了5.7%，而粗粉砂幾乎完全被吹走，砂組分含量相對明顯增加（78.07%），分選程度隨之提高［圖5（d），表2］。其中最有意義的信號是粗粉砂幾乎完全被風吹走，說明粗粉砂是最適應沙塵暴風力的粒徑范圍，這也許是黃土中以此組分為主的原因（見后面詳述）。

圖2 研究區概況Fig.2 Overview of the research area［Glacier end meltmoraine（a）；Glacier end melt moraine（b）；Glacial outwash fan and its nearby bedrocks of sandstones and slates（c）；Channel and overbank of Dongerhe（River）and the exposed bedrock of slates（d）；Beach sandwave（e）；Wind-sand ripple on the slope beside the beach（f）］

盡管郭扎錯是開口湖，但是湖泊仍然對入湖河流沉積物進行了顯著的分選改造，將砂組分大量的堆積于湖岸和淺湖地帶，而湖中主要堆積細粒的物質，導致細粉砂含量成倍增加，眾數粒徑變小，粗粉砂含量更是增加4倍多，達到31.1%，成為冰川和冰水沉積物系列中的最高值。郭扎錯有多條河流匯入，導致沉積物分選很差（表2），峰形較寬，沉積物粒度范圍從細砂（2～4Φ）到0.5μm（11Φ）的黏土。對郭扎錯湖心上部樣品的擬合結果［圖5（e）］顯示包含一個砂峰和兩個粉砂峰，分別位于3.25Φ、5Φ和7.67Φ附近，含量為25.8%、31.1%和41.2%。由于郭扎錯東二河距離鉆孔位置最遠，可能貢獻了更多的細粉砂（6～8Φ）組分，這與古里雅冰磧物中的研磨產生的粉砂峰粒徑一致，可能代表了該粉砂在此處被保存，但砂與粗粉砂組分，可能還指示鉆孔附近物源的加入經湖岸和淺湖過程的動力學影響。

綜上，冰磧物及下游冰水沉積物的粒度組成主要受冰川壓碎、研磨作用及基巖本身粒度組成的影響，但經過流水和風力作用改造，不同環境下呈現出差異。其中，冰水扇和河流沉積主要受到水流作用的影響，而湖灘主要受到風力分選作用的影響。冰川壓碎的粗砂（-1～1Φ）在河流中不再成為優勢組分，湖岸風的影響將原本不占優勢的中砂（1～2Φ）再次分選出來形成風沙沙波和沙丘，而冰川研磨的粉砂則主要被懸浮搬運至水動力弱的湖相沉積中保存下來。

4.3 冰磧物和冰水沉積物粉砂組分與黃土物源

黃土最重要和特征的物質組成是4～6Φ（63～16μm）粗粉砂［45］，它是由風力造成的短期懸浮作用攜帶，而大于或小于這一組分的顆粒，要么只能做短距離懸躍、跳躍或局地滾動而形成近源黃土或風沙堆積，要么形成高空長期懸浮，被帶到遙遠的下游地區緩慢降落沉積［46］［圖7（a）］，這也是為什么中國黃土主體都是圍繞沙漠外圍分布的原因［45］。我們推測古里雅冰磧物中的粗、細粉砂組分可能對青藏高原及其周邊黃土提供了重要物源。古里雅的冰磧物不僅在冰川附近通過冰水湖灘和河灘沉積物的沙塵暴過程直接給下游地區的黃土輸送粉砂物源（圖8），而且也可以通過流入塔里木盆地的河流，把粉砂帶入盆地中堆積起來，然后通過沙塵暴過程帶入到西昆侖山北坡沉積，形成那里巨厚的砂黃土［47-48］。另外，冰川研磨砂可能對冰川粒雪盆中沉積物有部分貢獻，同樣位于高原西部的慕士塔格冰心微粒研究中體積眾數粒徑位于3～9μm附近［49］，慕士塔格雪坑和西昆侖崇測冰川雪坑微粒質量濃度-粒徑分布峰值出現于3～8μm間［50］，古里雅冰帽冰心微粒粒徑分布也基本相似（鄔光劍等研究成果，暫未發表），可能代表了冰川粒雪盆中沉積物部分來自于冰川研磨粉砂的局地循環，更細的黏土顆?？赡軄碜云渖赃h源區風力的搬運。對從古里雅冰帽流出河流的洪泛平原沉積物粒度分析揭示出明顯的粗砂和6～7Φ細粉砂組分，盡管砂組分含量明顯占據主導地位，顯示地表沉積物已經或多或少經歷了一定程度風沙改造［圖7（b）］，西昆侖山黃土也明顯展示出粗粉砂組分的富集，而細粉砂組分幾乎被強大的對流風帶入高空被高空西風帶出盆地［圖7（c）］［48，51］。對青藏高原東部的馬蘭黃土粒度分析，發現它們基本由4～5Φ的粗粉砂和約7Φ的細粉砂組成，兩者大致各占一半［圖7（d）、7（e）］，投影到Pye的實驗沙塵粒度搬運機制和方式圖［46］中，指示它們分別代表了近源和遠源粉塵的沉積［圖7（a）］，遠源的細粉砂組分很可能就是從包括古里雅冰磧物在內的青藏高原西部物源提供，近源粗粉砂組分可能由就近的金沙江、雅礱江和大渡河等高原東南部各河流源區冰磧物及其冰水系列沉積物提供。對青藏高原東南林芝然烏湖冰川末端下游直接堆積的冰緣黃土的粒度分析，更直接的展示黃土完全以4～6Φ的近源粗粉砂為主［圖7（f）］，也與高原東北部黃河源區冰緣黃土粒度以4～5Φ粗粉砂（占比接近2/3）和7Φ（約占1/3）的細粉砂組成相似［52］。因此，冰磧物和冰緣黃土粒度所提供的物源分析組分信息，為進一步從元素和同位素等其他方法追蹤和驗證粉塵物源來源提供了重要渠道。

圖7 青藏高原東部黃土粒度物源的指示和不同地區沉積物粒度組成及其模態分解Fig.7 Indication to loess provenance in eastern Tibetan Plateau and grain-size composition and model decomposition of sediment from different regions［The transport mechanisms and modes of dust storm particles with wind intensity［46］and its indication to loess provenance in eastern Tibetan Plateau（a）；Sediment of the Keriya River floodplain（b）；Loess of the West Kunlun Mountains in Tarim（c）；Ganziloess from the eastern Tibetan Plateau（d）；Jinchuan loess from the eastern Tibetan Plateau（e）；Cold loess from Ran Wu Lake in Nyingchi，southeast Tibet（f）］

圖8 古里雅冰帽細粒沉積擴散圖Fig.8 Fine sediment diffusion map in the Guliya glaciated region

5 結論

（1）對古里雅冰磧物及其系列冰水沉積物粒度組成分析，發現自終磧到冰川前端冰水扇及下游河流和湖灘冰水沉積均表現出1～3Φ的中細砂峰和6～8Φ的細粉砂峰，與世界各地和青藏高原冰磧物粒度組成的雙峰模態特征相似，分別指示了冰川的破碎和磨蝕作用的結果，但是古里雅冰川磨蝕的粉砂以細粉砂為主，含量較高，可能受到該區基巖較軟的巖性和較細的顆粒組成的影響有關。

（2）從古里雅冰磧物到其系列冰水沉積物，粒度組分的變化反映了不同沉積環境中流水和風力的動力分選過程，從冰磧物，經冰水扇、河流到入湖口河湖灘，冰川磨蝕的特征細粉砂組分整體呈現減小趨勢，尤其水流分選中形成的粗粉砂組分，在河湖灘沉積中幾乎完全被風吹走，與明顯減少的細粉砂一起，直接成為下游黃土的物源。而開口湖泊中則明顯富集了粗、細粉砂組分。

（3）青藏高原冰緣冷黃土及古里雅周邊西昆侖山黃土粒度分析，進一步揭示黃土物質來源于近源的冰磧物粗粉砂和遠源的細粉砂，因此，無論是與冰川發育相關的尾閭湖沉積還是近源、遠源的青藏高原及周邊黃土沉積，湖水和風的動力學過程對冰川磨蝕的4～5Φ粗粉砂都有顯著的選擇性富集作用，而且粗、細粉砂組成和來源，均可對揭示高原冰凍圈的形成演化提供重要信息。

謹以此文，紀念恩師李吉均院士！感念他的栽培和起步于冰川地貌與沉積的教育。

致謝：感謝姚檀棟院士、鄔光劍研究員、栗兵帥博士等在古里雅地區樣品采集過程中提供的諸多指導與幫助，感謝易朝路、侯居峙和馮金良研究員提供了一些古里雅冰磧物、郭扎錯湖心鉆孔粒度數據和然烏湖冰緣黃土樣品，感謝奧地利因斯布魯克大學盧銀博士的討論與建議。