若爾蓋盆地黃河第一灣河岸沉積地層序列及其成因研究

王兆奪，黃春長，周亞利，戎曉慶，查小春，龐獎勵，炊郁達，尚瑞清

（1.黃岡師范學院地理與旅游學院，湖北黃岡 438000；2.陜西師范大學地理科學與旅游學院，陜西西安 710016；3.中國科學院地球環境研究所，陜西西安 710061）

0 引言

地處青藏高原東部的若爾蓋盆地，在更新世末期發生了重要的水文地貌事件，盆地古湖泊的消亡以及黃河水系的貫通，影響了整個黃河流域水文地貌格局和環境變化過程［1-2］。若爾蓋盆地環境變化受到了青藏高原新構造隆升和大氣環流變化的雙重影響，早期已經有學者利用湖泊沉積物鉆孔巖芯［3-4］、沼澤泥炭［5］、地表風沙［6-7］、水文與氣候［8］、植物群落與植被［9］、古脊椎動物化石［10］等材料開展了一系列的研究。綜合來看，主要是圍繞古湖泊的消亡、河流變遷和風沙活動所做的工作，認為若爾蓋盆地在黃河貫通、形成黃河第一灣之前，長期處于湖泊環境［11］。但是對于末次冰期以來反映若爾蓋古湖演變、黃河水系演變的沉積物、沉積相、地表過程、環境事件以及測年斷代等方面的研究相對比較薄弱。最近，地貌與第四紀學界對若爾蓋盆地下游瑪曲斷陷谷地黃河階地研究，黃河古洪水事件、以及末次晚冰期以來風成黃土和古土壤序列的研究，取得了可喜的成果［12-14］。這里，通過對若爾蓋盆地黃河第一灣各個地段河岸天然暴露剖面沉積物的深入調查和分析研究，以白河匯入口下游甲央瑪河段黃河岸剖面沉積物粒度分析結果為基礎，探索末次冰期以來若爾蓋盆地內部沉積物性質、沉積相及其反映出的地表過程和環境變化的規律，以及由河流洪水沉積物記錄的黃河古洪水事件。這個研究結果對于揭示若爾蓋盆地水系演變及環境變化過程具有重要的科學意義。

1 研究區概況

若爾蓋盆地是松潘地塊北緣與西秦嶺造山帶相接觸的邊緣地帶，高原面總體強烈隆升過程中周緣產生斷裂、盆地的相對弱下沉構成了青藏高原東北緣典型的新生代斷陷盆地，盆地基底主要為三疊系灰黑色炭質板巖、白堊系肉紅色礫巖，以及上覆第三系、第四系松散沉積物［15］。在地理位置上，若爾蓋盆地屬于青藏高原東部邊緣黃河上游源區［16］，位于四川阿壩和甘肅甘南交匯地帶，總面積約19 600 km2，是長江和黃河的分水嶺，作為季風區與青藏高原交匯地帶，該區在西伯利亞高壓和內蒙古高壓的作用下受到了東亞西南季風和東南季風控制［17］。在地貌上，在盆地內部由寬谷和緩丘相間分布，其核心部分海拔介于3 400～3 500 m之間，而周邊東西南北分別有岷山、阿尼瑪卿山、邛崍山、西傾山包圍，其海拔均在4 000 m以上［11］，周邊山地見有現代冰川分布，也發育有古冰川遺跡，據研究認為，中更新世以來，有2～3期冰川作用，見有冰斗、角峰、U形谷、終磧以及側磧等冰川地貌［18］。氣候水文上，屬于寒溫帶濕潤季風氣候，特點是寒冷、溫差大、霜凍期長，年均溫為1.1～1.2℃，年降水量為600～650 mm，集中在6—8月，近年來，隨著氣候變暖的影響，若爾蓋盆地年均降雨量呈現減少趨勢［19］。生態環境上，植被以亞高山草甸為主，沼澤植被與沼澤草甸發育［20］。如今，若爾蓋濕地面臨著一系列問題，如濕地退化和萎縮，濕地沙化，生態功能減弱，流域徑流趨于減少等［21］。盆地內風沙作用強烈，年均風速為2.59 m?s-1，總體春季最強，平均為3.14 m?s-1，在不同的季節，主要來自NWW、NE和NNE方向的強風，構成了風沙作用的主要動力，其中盛行風向為NWW，該方向的輸沙勢占年輸沙勢的37.36%［22-23］。

黃河通過采日瑪鄉基巖峽谷向東南流入若爾蓋盆地，在盆地內流程約110 km，自白河口拐彎向西北流，在接納黑河以后，自瑪曲縣城南段流出盆地。黃河河道在若爾蓋盆地之內形成一個巨大的U形彎曲，被稱為“黃河第一灣”（圖1）。其沿途隨著河槽比降、河床質、懸移質泥沙性質與含量變化，以及大小支流入匯的影響，黃河干流河型在不同河段呈現出網狀、辮狀、分叉狀和曲流等，反復多次變化［11，24］。

2 數據與方法

2.1 剖面位置

通過詳細的野外考察，在若爾蓋縣唐克鎮白河匯入口下游黃河右岸發現出露良好，沉積物層序清晰，未經人類活動擾動，保存完好的剖面。通過在兩岸大范圍調查，確認該剖面所在區域沒有受到曲流作用和牛軛湖的干擾，而其底部蘭灰色古湖相淤泥層在不同河段的剖面皆有出露，能夠反映出該區域從湖泊向著沼澤濕地和河流演變的過程。因其處于甲央瑪山丘坡腳下，定名為甲央瑪剖面（JYM）。該河段黃河水位海拔大致在3 425～3 428 m之間，由于其剖面中部夾有高低起伏變化的古沙丘，導致河岸前沿高度變化在8～12 m之間。根據沉積物宏觀特征來看，甲央瑪剖面沉積物主要有古湖相、河流相、沼澤相、以及風成沉積物如風沙層、黃土、古土壤和現代草甸土壤。經過詳細的觀察測量和沉積物與地層描述，在甲央瑪剖面劃分出沉積地層單元和序列框架，并且在各個關鍵性層位采集了沉積物樣品（表1）。根據該河段不同位置沉積物的出露狀況，深度在0～5 m的樣品采自于JYMA地點，而深度5～11 m的樣品，采自于JYM-B地點（圖1～3），共采集沉積學樣品20個，OSL樣品兩次共采集14個。同時也在河槽之外采集了黃河現代洪水沉積物樣品和現代沙丘風沙樣品，以便于對比分析和鑒別。

表1 若爾蓋盆地黃河第一灣河岸JYM-AB剖面地層描述Table 1 Stratigraphic description of the JYM-AB profile at the first bend of the Yellow River in the Zoige Basin

圖1 若爾蓋盆地黃河第一灣水系及甲央瑪（JYM-A、JYM-B）研究地點位置圖Fig.1 Drainage system and the study JYM-A，JYM-B sites on the first bend of the Yellow River in the Zoige Basin

2.2 研究方法

在野外對于JYM-AB剖面進行清理，考察觀測描述與記錄之后，在剖面各個關鍵性層位進行沉積物和OSL樣品采集，編號裝袋，避光保存，帶回實驗室進行前處理及上機測試。對于釋光年代樣品首先采用HCl（10%）和H2O2（30%）溶液分別去除碳酸鹽和有機質，使用篩分法得到90～125 μm的粗顆粒，用HF溶液（30%）進行去長石溶蝕處理，再用適量HCl溶液（10%）去除溶蝕過程產生的氟化物，經過IR檢驗來確保樣品當中長石信號可以忽略不計。OSL樣品等效劑量在Ris?-TL/OSL DA-20型全自動釋光儀上測試完成。測試礦物采用石英顆粒，測試過程中考慮了風成沉積物與水成沉積物在最后一次被埋藏前曬退是否徹底，并做了曬退程度的檢驗［25］，對測年信號中的快組分、中組分以及慢組分進行了分析，篇幅所限，本文不再贅述。樣品的U、Th、K含量是在西安地質礦產研究所采樣電感耦合等離子質譜法測定。宇宙射線對劑量率的影響是依據采樣地點所在位置的經緯度、海拔高度、埋藏深度和樣品密度等計算獲得。樣品含水量在實驗室實測含水量基礎上，結合若爾蓋盆地實際土壤濕度情況進行了校正。樣品最終OSL年齡采用AGE2003軟件計算獲得。

樣品的U、Th、K含量是在西安地質礦產研究所采樣電感耦合等離子質譜法測定。宇宙射線對劑量率的影響是依據采樣地點所在位置的經緯度、海拔高度、埋藏深度和樣品密度等計算獲得。樣品含水量在實驗室實測含水量基礎上，結合若爾蓋盆地實際土壤濕度情況進行了校正。樣品最終OSL年齡采用AGE2003軟件計算獲得。

樣品粒度測試采用美國Beckman公司生產的LS13320型激光粒度儀進行測試，在實驗過程中，將遮光度控制在8%～12%，儀器誤差控制低于4%。具體前處理方法和上機測試步驟為：（1）稱取0.2～0.4 g的樣品（黃土和古土壤樣品稱取0.25 g，河漫灘沙與風成沙稱取0.4 g），置于燒杯，為去除樣品中的有機質和碳酸鹽類物質，需加入10 mL 10%的過氧化氫溶液以及10 mL 10%的稀鹽酸，并置于加熱板加熱，使樣品充分反應后，取下樣品放置在試驗臺上冷卻；（2）向余液中加滿蒸餾水，然后靜置72 h，多次清洗，直至燒杯溶液呈中性，然后用導管將燒杯中上部清液抽出；（3）在測試前，對于黏性較大的樣品，為了使其充分分散，需要使用超聲波將其震蕩10～15分鐘。然后配置5 mL 0.05 mol?L-1的六偏磷酸鈉，加入樣品之中；（4）將樣品全部倒入激光粒度儀中測試，每個樣品測試3次，取其平均值。

樣品粒度組成數據的端元分析，認為在沉積環境復雜的情況下，其沉積物往往是多種動力和物源綜合作用的結果，所以利用激光粒度儀測試范圍的粒度全樣往往只能反映出總體上的沉積學特征。通常，一組沉積物樣品每個樣品對于每種動力組分的含量是不同的，而且每一種動力往往會使得樣品粒級服從一種粒度頻率分布模式，從統計學意義上把多元化的沉積動力或者物源擬合提取出來，為精準識別單一動力及物源提供了可能，端元分析模型由Weltje［26］提出后，后來不斷改進［27-29］，并在海洋沉積物、湖泊沉積物、古洪水沉積物、黃土剖面沉積學粒度分析中均得到了廣泛的應用［30-35］，發現能夠有效靈敏地判斷物源和沉積動力。本文中采用粒度端元分析手段，輔助分析研究剖面各層位沉積物可能的成因及搬運沉積動力特點。

3 結果與分析

3.1 測年結果

對于甲央瑪剖面的OSL測年結果表明，整個河岸剖面沉積過程連續，年齡值表現為由下向上逐漸減小的趨勢。現代土壤MS層底部0.75～0.80 m深度年齡為（1.66±0.11）ka，古土壤S0層底部1.55～1.60 m深度年齡為（7.47±0.49）ka，古洪水沉積物OFD2層 頂 部1.65～1.70 m深 度 年 齡 為（8.28±0.47）ka，OFD2層 底 部2.55～2.60 m深 度年 齡為（9.86±0.68）ka，河漫灘-風沙層F-WD頂部2.75～2.80 m深度年齡為（12.05±1.11）ka，泥炭-風沙互層P-WD頂 部905～910 cm深 度 年 齡 為（30.92±2.30）ka，藍灰色古湖相淤泥層PLD頂界9.65～9.70 m深度年齡為（35.32±2.53）ka。另外，在該剖面河漫灘-風沙層F-WD底部，曾經出土猛犸象等末次冰期動物群的化石，其14C年齡值為（22.65±0.3）ka B.P.［10］，采 用IntCal軟 件 校 正 年 齡 為（26.95±0.65）ka B.P.。

3.2 沉積學粒度特征

沉積物的粒度特征是判斷沉積物物源、搬運動力以及沉積環境的重要指標［36-37］。根據測試結果，繪制粒度自然頻率分布曲線（圖4），從曲線形態來看，各地層單元樣品粒度頻率曲線的差異性較大，多呈多峰特點，顯示出多源或多動力疊加的特征。藍灰色古湖相沉積物樣品粒度頻率曲線主峰出現在粗粉沙段，介于35～45 μm之間，并有細尾和粗尾特點，泥炭-風沙互層樣品的曲線峰值出現在粗粉沙段，介于50～60 μm之間，有明顯的細尾。黃河古洪水OFD1和OFD2樣品的粒度曲線形態有所差異，可能是由于物源組合、搬運距離或者洪水規模的差異所引起，OFD1的主峰介于40～50 μm之間，有細尾，而OFD2峰值介于30～40 μm，細尾更明顯，兩者相比較OFD1粒級組分更分散。河漫灘-風成沙層和現代風沙層對比來看，兩者吻合度較高，與采自其他地層的樣品差異顯著，主峰介于200～300 μm范圍內，亦有細尾特點。全新世古土壤和現代草甸土壤層樣品粒度曲線均呈現出多峰形態，說明后期經過了明顯的改造作用，使得該層位的沉積物粒級組分發生了變化。現代草甸土壤在沙和粗粉沙范圍呈現出雙峰形態，在黏土和細粉砂質范圍呈現明顯的細尾，主峰出現在沙級（>150～200 μm）和粗粉沙級（40～50 μm）范圍。全新世古土壤層更明顯地顯示出3峰形態，3個峰值分別在細粉沙、粗粉沙和沙質范圍，粒徑范圍分別介于5～10 μm、30～40 μm和100～150 μm區間。

圖4 若爾蓋盆地黃河第一灣河岸JYM-AB剖面沉積物粒度頻率分布曲線Fig.4 Grain-size distribution frequency curves of the sediments in the JYM-AB profile in the Zoige Basin

本文中采用矩法獲得粒度參數［38］。粒度參數是粒度頻率分布曲線形態特征的量化反映，文中采用粒度參數有［39］：中值粒徑（Md）、平均粒徑（Mz）、分選系數（δ）、偏度（Kg）、峰度（Ku）。中值粒徑（Md）是累積頻率曲線50%處對應的粒徑，也就是說該粒級是把沉積物顆粒組分一分為二的指標，平均粒徑（Mz）表示沉積物顆粒總體的粗細程度，分選系數（δ）反映沉積物顆粒的均勻程度，而偏度系數（Kg）是反映曲線相對對稱軸的偏離程度，峰度系數（Ku）是反映曲線頂端尖峭或扁平程度的指標。JYM-AB剖面中，藍灰色古湖相淤泥層樣品的中值粒徑為18.9 μm、平均粒徑為13.53 μm、分選系數為4.53、偏度和峰度系數分別為-0.74和3.04，屬于較細的顆粒物組分、分選性較好、偏度系數較小、峰度值較低，均說明該沉積物反映的是沉積動力小、物源穩定沉積環境下的湖泊相沉積環境。泥炭-風沙互層的中值粒徑為35.72 μm、平均粒徑為22.57 μm、分選系數為4.26、偏度和峰度系數分別為-1.27和4.10，該特征說明了泥炭沼澤地受到風沙活動的頻繁干擾，因而在泥炭層中反復出現薄的風沙沉積物夾層。黃河古洪水沉積層OFD1樣品中值粒徑為28.96 μm、平均粒徑為18.34 μm、分選系數為4.16、偏度和峰度系數分別為-1.29和4.23，OFD2樣品中值粒徑為25.09 μm、平均粒徑為17.09 μm、分選系數為4.86、偏度和峰度系數分別為-0.86和3.07。而現代洪水沉積物的中值粒徑為23.41μm、平均粒徑為15.28 μm、分選系數為4.58、偏度和峰度系數分別為-0.90和3.10，與兩期古洪水沉積物以及湖相淤泥沉積物均顯示出粒徑較小、分選較好的特點。河漫灘-風沙層樣品的中值粒徑為185.47 μm、平均粒徑為114.96 μm、分選系數為4.69、偏度和峰度系數分別為-2.04和6.59，現代風成沙樣品的中值粒徑為181.49 μm平均粒徑為97.30 μm、分選系數為5.24、偏度和峰度系數分別為-1.80和5.40，兩者十分接近，其自然分布頻率曲線幾乎重合，表明河漫灘-風沙層堆積形成時期若爾蓋盆地風沙活動強烈，將河漫灘沉積物改造成為分選良好的風沙層。全新世古土壤樣品中值粒徑為17.28 μm、平均粒徑為15.85 μm、分選系數為6.26、偏度和峰度系數分別為-0.36和2.39。現代草甸土壤樣品中值粒徑為38.12 μm、平均粒徑均值為25.82 μm、分選系數為5.16、偏度和峰度系數分別為-0.96和3.12。兩者相比較，古土壤層樣品平均粒徑更小，分選性更差，曲線更對稱峰度值更小，說明經歷了更充分的成壤改造作用（表2）。

表2 若爾蓋盆地黃河第一灣河岸甲央瑪（JYM-AB）剖面OSL測年數據與結果Table 2 OSL dating results in the JYM-AB profile at the first bend of the Yellow River in the Zoige Basin

根據測試結果進行謝帕德三角分類，把JYMAB剖面上各個層位沉積物樣品劃分了4種類型（圖5）：沙、沙質粉沙、黏土質粉沙、沙-粉沙-黏土。而河漫灘-風沙層和現代風沙層屬于較粗的沙質，現代草甸土壤、古洪水沉積層OFD2和沼澤相泥炭-風沙互層屬于沙質粉沙，古湖相淤泥、古洪水沉積層OFD1以及現代洪水沉積物為黏土質粉沙，而全新世古土壤層屬于沙-粉沙-黏土。

圖5 若爾蓋盆地黃河第一灣河岸甲央瑪（JYM-AB）剖面沉積物粒度謝帕德三角分類圖Fig.5 Shepard’s triangle classification of surface sediments of the JYM-AB profile at the first bend of the Yellow River in the Zoige Basin

對JYM-AB剖面各地層單元各個關鍵性層位樣品的粒度分析數據進行沉積學粒級區間劃分（圖4、表3）。可以明顯地看出，除了河漫灘-風沙層和現代風成沙以大于125 μm粒級為主要組分，含量可達68%以上，其余地層單元粒級組分主要分布在2～63 μm粉沙質范圍內。其中全新世古土壤層最優勢粒級為細粉沙粒級組分，其余現代草甸土壤、現代洪水沉積物、古洪水沉積層（OFD1、OFD2）、泥炭-風沙互層、古湖相淤泥層最優勢粒級組分為粗粉沙，其次為細沙質。

表3 若爾蓋盆地黃河第一灣河岸JYM-AB剖面沉積物粒度參數Table 3 The Grain-size parameters of the JYM-AB profile at the first bend of the Yellow River in the Zoige Basin

通過對研究不同各地層單元沉積物樣品粒度上從頻率曲線形態、粒度參數、粒級劃分、沉積物粒級組合命名幾個方面進行了對比，不難發現，有些單元差異性顯著，而有的單元特征并不明顯。基于復雜的地表作用過程，在沉積物從物源到沉積動力搬運過程一直到后期不同程度的改造，都經歷了復雜的過程，由此進一步對各個地層單元樣品粒度做端元分析。

3.3 粒度端元分析

前文研究方法中提到，在沉積動力和物源多元化的情況下，沉積物中往往攜帶的是多種因素疊加的信息，采用統計學方法把混合組分分離出來，便能夠更明晰地識別各沉積動力及物源特征。本文采用Paterson等［26］的改進模型進行分析，這款軟件模型AnalySize在MATLAB 2014a中運行計算，具有非參數自然狀態下擬合和參數化擬合兩類方式擬合端元組分。鑒于本文研究剖面采用各個關鍵性層位樣品分析，沉積動力多元化，且采用非參數化擬合的端元曲線任然呈現出較明顯細尾或小峰的情況，綜合考慮，本文采用三參數Gen.Weibull分布參數法擬合端元組分，并盡可能選擇端元數少的原則。同時考慮到本文研究剖面各沉積單元主要有風動力、水動力和成壤改造作用3個主要動力，所以不妨擬合出3個端元組分進行分析。通過對JYM-AB剖面粒度數據進行分析。結果顯示（表4、圖6），由各端元的粒度自然分布頻率曲線均成良好的正態分布曲線特征，是一種完全理想狀態下的動力分離。從曲線形態特征來看，端元1曲線主峰在細粉沙范圍，為10 μm左右，曲線平寬，分選較差，而端元3曲線主峰在沙質范圍，250 μm左右，窄尖、分選好，而端元2曲線介于兩者之間，主峰值在粗粉沙范圍，50 μm左右。在各地層上來看，在古湖相泥層、沼澤泥炭-風沙互層、OFD1、OFD2以及現在洪水SWD中綜合上述特征分析，推斷端元1可能代表靜態的沉積環境，包括洪水滯流、湖泊中穩定的靜水環境以及沉積后的風化成壤作用。端元2可能代表典型的動態流水和風力搬運作用沉積。端元3是較強的地表風動力作用下，對河漫灘相沉積物進行的分選作用，較細的顆粒物被風吹走，剩下較粗的顆粒物堆積下來或近源搬運而來。

圖6 若爾蓋盆地黃河第一灣河岸JYM-AB剖面沉積物各端元粒度自然分布頻率曲線和百分比含量Fig.6 Grain-size distribution frequency curves and percents end members of the sediments of each end member in the JYM-AB profile at the first bend of the Yellow River in the Zoige Basin

表4 若爾蓋盆地黃河第一灣河岸甲央瑪（JYM-AB）剖面沉積學粒度組成特征Table 4 Grain-size distribution in the JYM-AB profile at the first bend of the Yellow River in the Zoige Basin

4 討論

根據野外宏觀觀察結合樣品粒度特征分析結果，對黃河第一灣甲央瑪剖面呈現的地層單元所代表的沉積環境做進一步的探討。

（1）古湖相淤泥層（PLD）處于研究剖面最底部、厚達2～3 m、尚未見底。宏觀呈現出藍灰色粉沙-黏土質地，均勻致密，分選較好，并見有大量的黃色銹斑特點，開挖過程還有臭味明顯的H2S氣體逸出。微觀粒度頻率曲線呈現出明顯細尾和粗尾，粒級組分總體偏細的特點，三角分類歸為黏土質粉沙。本文粒度端元劃分結果來看，端元組分包含了靜態的湖泊沉積環境為主和風力搬運作用為次的兩種明顯的端元組分。這種沉積學特征反映出該處沉積物是在較深的還原環境靜水為主的湖泊沉積環境，另外可能有高原面強勁風力從外源搬運而來的風成顆粒物不斷沉降參與沉積。有研究認為［1-3］，若爾蓋盆地隨著青藏高原隆升，斷陷盆地形成以后，在黃河尚未貫通之前，在一個較長的時期內屬于典型高原湖泊環境，是較大區域內河流水系的終點。對于若爾蓋古湖消亡與黃河溝通的年齡問題，由于測年結果差異性較大，尚未統一認識，綜合多方面的結果，認為是介于37～18 ka之間［11，40］。從該剖面古湖相藍灰色淤泥層頂界OSL年齡（35.32±2.53）ka來看，盆地內部在該區域的湖水在35 ka前后消失。這與前人在黃河支流黑河下游區域凹陷鉆RH孔研究所得古湖水消失年代基本相當［11，40］。

（2）泥炭-風沙互層（P-WD）宏觀上呈現紋層狀的黑棕色細沙與泥炭層交互出現的特點，成透鏡狀出現在湖相沉積層之上，厚度達50～60 cm。在微觀粒度特征上，分析樣品是細沙和泥炭層混合后分析的結果，粒度頻率曲線有細尾特征，主峰明顯較下伏地層粗，粒度組分以粗粉沙為主，沉積學類型劃分是沙質粉沙，中值粒徑和平均粒徑均明顯大于下伏古湖相沉積物，分選性比湖相沉積層更好。依據本文粒度端元劃分結果，以端元2組分為主，端元1組分次之，含有極少量的端元3組分。由此可以認為，黑棕色泥炭層是在古湖泊消失之后，古湖底洼地出現泥炭沼澤，沼澤草甸植被茂密，同時，在冬季盆地內風力十分強勁，風沙作用在沼澤地帶堆積了薄層風成沙。依據測年結果和氣候背景，可知在35～30 ka時期，已經進入MIS-3溫暖期的后期［41-42］。這說明此時若爾蓋盆地內部古湖泊已經干涸消失，暴露的古湖底平原洼地呈現出泥炭沼澤環境，伴隨著地表強烈的風沙活動［22-23］。

（3）古洪水沉積層（OFD1）厚度可達0.8～2.0 m，性質為粉沙與極細沙互層，紋層內質地均勻，分選良好。粒度組分也是以粗粉沙為主，分選更好，按照三角分類沉積物類型劃分為黏土質粉沙。端元動力組成來看，與現代洪水滯流沉積物MSWD相似，主要呈現出河流泛流的沉積作用和滯流的沉積作用相結合的特征。綜合分析來看，OFD1表現出河流古洪水泛濫沉積相，應屬于在黃河貫通若爾蓋盆地之時，穩定河槽尚未形成的情況之下，古湖水干涸消失之后黃河在古湖底泛流洪水沉積物。這個層位的頂界曾經出土的披毛犀化石［10］，對于其14C測年結果進行校正后為26.95 ka BP，表明特大洪水事件發生在MIS-3溫暖期向著末次冰期盛轉折過渡時期。

（4）河漫灘-風沙層（F-WD），在若爾蓋盆地內部黃河彎道的凹岸，其最顯著的特征是因為地層當中河漫灘沙-風沙層的流失導致河岸不斷地坍塌（圖2）。在甲央瑪河段，可以看到剖面中部夾有5～7 m厚度的沙層，順河岸追索，則可見其表現為高低起伏的古沙丘，斜層理很發育。粒度組分以細沙為主，中值粒徑和平均粒徑顯著大于其他地層單元，峰態很窄，分選較好，與現代風沙層M-WD樣品的粒度頻率曲線完全吻合，沉積物類型三角劃分屬于細沙。其端元組分主要由河漫灘沙在強風作用下改造成為沙丘沙層，并有少量的可能粘附于粗顆粒之上的細顆粒物質。該層沉積物綜合表現為河漫灘沙-風沙沉積相，在末次冰盛期及其冰消期，若爾蓋盆地氣候干旱寒冷，而此時黃河已經下切形成河槽，其河漫灘沉積物被強勁的風力吹揚，形成了連綿起伏的沙丘。

圖2 若爾蓋盆地黃河第一灣河岸JYM-A和JYM-B剖面野外特征Fig.2 The JYM-A and JYM-B profiles at the first bend of the Yellow River in the Zoige Basin

（5）古洪水沉積層（OFD2），沿河岸可以看到，在起伏的河漫灘-風沙層之上，覆蓋有厚度不等的黃河泛流古洪水沉積層，表現為極細沙與粉沙交互出現的典型的斜層理（圖3）。野外現場調查可以看出其在地層當中古沙丘出現地段沉積較薄，而在古沙丘之間洼地沉積厚度明顯增大。粒度組分以粗粉沙為主，中值粒徑和平均粒徑與OFD1相當，與現代洪水沉積層M-SWD基本接近。沉積物類型為沙質粉沙，粒度端元組分也與OFD1大致相同。這充分說明了在全新世早期，氣候逐漸變暖，黃河源高山冰川消融，在OSL 9.86～8.28 ka之間，曾經有大量冰融水匯入黃河河道，在盆地內漫溢出河槽而形成泛濫洪水。其懸移質泥沙在河槽之外沉積層厚度竟然達到2.0～2.5 m，足見當時泛濫洪水的規模是巨大的。

（6）全新世古土壤層（S0）呈現出棕灰色、細沙質粉沙質地、典型的團粒-團塊構造，多孔隙，下部常常會含有大量銹斑的特點。其粒度頻率曲線表現出三峰形態，峰值分別在細粉沙、粗粉沙和沙質范圍，三角圖歸類為沙-粉沙-黏土質，粒度參數來看，中值粒徑和平均粒徑較小，分選較差，偏度和峰度值最低，粒級在各區間分布較均勻。端元組分上表現出了對風成沉積的顯著的成壤改造作用。與黃土高原地區全新世中期黑壚土相比較，其顯著的特征是細沙含量較高。說明到了全新世中期，盡管氣候溫暖，亞高山草甸植被茂密，成壤改造作用顯著，但是到了冬春季節，若爾蓋盆地風力強勁，風沙作用仍然很盛行，近源沙塵暴沉積物隨時被改造為亞高山草甸黑土類土壤，其成熟度極高。

（7）現代草甸土壤（MS）在若爾蓋盆地的大草原面普遍發育，在宏觀上表現為棕灰色亞高山草甸土，團粒-團塊構造、疏松多孔、植物根系發育，在干燥時偏灰色，濕潤時偏黑色。在微觀上，粒度頻率曲線表現與全新世古土壤層相似，也呈比較分散的多峰特點，細粉沙組分偏少，細沙質組分較多。從粒度參數來看，中值粒徑和平均粒徑比全新世古土壤層要大一些，分選性較差，粒級組分在各粒級區間也較均勻，端元組分上來看，兩者接近，成壤改造作用比之古土壤S0則較弱。由此說明，到了全新世晚期，總體上氣溫降低，而地表風沙流和沙塵暴沉積過程持續，強度也比較大。盡管成壤改造作用減弱，但沙塵暴沉積后也還是被改造為沙質粉沙質地的亞高山草甸黑土層，其地面亞高山草甸十分茂盛，成為適合于放牧的茂密草原。

5 結論

通過對若爾蓋盆地黃河第一灣河岸沉積物的深入調查研究，選取甲央瑪河段的剖面，在野外對其進行基本沉積物地層單元劃分后，以其宏觀特征和粒度為基礎，進行沉積相和沉積動力學分析，結合測年斷代結果，獲得了對于若爾蓋盆地內部地表環境演變的認識：

若爾蓋盆地內部藍灰色古湖相沉積物頂部測年結果，表明古湖水持續存在到35 ka才干涸消失。此前在一個持續較長的時段，作為當時內流水系的終點，周邊河流搬運碎屑物質進入湖盆沉積，并有風成沉積物沉降沉積湖底的疊加作用的影響。盆地內部的湖水較深，淤泥質沉積物受到還原作用的影響而成為藍灰色且有H2S氣體形成。在古湖徹底疏干之后，湖底洼地轉變為泥炭沼澤相環境，但同時湖盆內有較強的風沙活動，干湖盆底部暴露的沙質沉積物被強勁風力吹揚在泥炭沼澤沉積，形成了泥炭-風沙互層沉積物。在距今30～27 ka之間，正是全球性MIS-3溫暖期向著末次冰盛期轉折過渡的時期，來自于黃河源地區的大洪水進入盆地到處泛濫，其攜帶的泥沙經過長距離分選，在盆地內部形成具有微細層理的灰黃色粉沙大量沉積，與其下的藍灰色古湖泥形成鮮明的對比。在末次冰盛期和冰消期相當長時期，若爾蓋盆地氣候干旱寒冷，高原面風力十分強勁，盆地內部風沙作用盛行。此時，黃河切割古湖底形成穩定的河槽，河漫灘沙層被高原面強勁風力改造形成連綿的風沙丘，古湖盆內部風沙沉積十分普遍。

根據OSL測年結果，顯示在9.86～8.28 ka之間的全新世早期，黃河源區再次出現規模巨大的泛濫洪水時期。這可能由于全新世氣候的變暖，高山冰川普遍性融化導致河流水系水量突增，導致黃河在盆地內部形成特大泛濫洪水。進入全新世中期大暖期，盡管若爾蓋盆地夏季風顯著地增強，氣候變暖，降雨量增加，但是風沙作用仍然盛行，堆積在河岸高地的沙塵暴沉積物，皆被改造為成熟度極高的亞高山草甸黑土層。全新世晚期以來，隨著全新世大暖期的結束，氣溫降低，夏季風減弱。但是在若爾蓋盆地內部風沙作用持續，沙塵暴沉積物被改造成為沙質粉沙質地的亞高山草甸黑土層，其地面表現為植被茂密的亞高山草甸草原。本文研究發現的若爾蓋盆地內部兩期特大洪水事件，對于我們深刻理解晚更新世以來黃河源區的氣候水文變化規律，具有十分重要的科學意義。