基于年代学约束的阿尔泰山第四纪冰川演化过程研究

Altai mountain range is the northernmost massif developed the modern glacier in High Asia. Here was once glaciated and preserved the typical Quaternary glacial erosive and accumulation landforms. The Altai is also the inland active orogen zone which is far away from the boundary of plate collision in the inner part of Eurasia land, and is cross the Xinjiang China, west of Mongolia, northeastern Republic of Kazakhstan and the Russia Siberia. It has the important science significance of the research of the coupling relationship between the tectonic uplift and the climate and also is the key location for establishing of the space and temporal evolution pattern in central Asia. This project is prepared for choosing the drainage area of Kanas lake and Tuogeertuobie in Altai mountain range as the research region. The main destination of this project is to reconstruct the evolution process of Quaternary glacier action near the Kanas River. Based on the system l dating method such as the OSL, CRN/TCN, ESR and 14C, this project selected the history of Quaternary ice age, the extent of glacial advance in different stages, the characteristics of the glacial erosive landforms, and the formation process of the Kanas Lake as the main research contents. The research will effectively check the mechanism of the coupling relationship between the tectonic and climate which influenced the occurrence and development of the Quaternary glacier in the Tibetan plateau and the bordering mountains. Furthermore, this study can also contribute the theory of ice cause and provide the basic data for the relative research in the Quaternary geology.

阿尔泰山是高亚洲发育现代冰川最北的山地，保存着典型的第四纪冰川侵蚀与堆积地貌遗迹，是欧亚大陆内部远离板块碰撞边界的内陆活动造山带，跨越中国新疆、蒙古西部、哈萨克斯坦东北部和俄罗斯西伯利亚，对于研究构造与气候耦合模式对第四纪冰期历史的影响具有重要的学术意义，是探求建立中亚地区冰川演化时空模式的理想场所。本项目拟选取阿尔泰山喀纳斯湖流域和托格尔托别地区为研究点，以恢复喀纳斯湖流域冰川地貌的演化过程、探讨影响冰川发育的区域因素（气候、构造）为主要目标；采用具有统计意义的多种测年手段，以研究区的第四纪冰期历史、各时段冰川扩展的规模、冰川侵蚀地貌的形态特征、喀纳斯湖的形成过程为主要研究内容。该项目的研究可以校验青藏高原及周边山地第四纪冰川发生、发展的构造与气候耦合机制，对丰富冰期成因理论作出实质性贡献，为今后更深层次的相关研究提供依据。

阿尔泰山喀纳斯河流域在第四纪期间发生过多次冰川进退，对其进行深入研究，不仅可以重建和恢复中亚地区的第四纪环境演变历史，而且可以为第四纪冰川发育的气候与构造耦合模式提供关键证据。本项目通过野外调查与室内沉积物实验分析，应用地貌地层法、绝对年代（10Be和ESR），结合前人的相对地貌法的划分和已公开发表的冰川年代学数据结果，针对① 研究区的第四纪冰川发育的年代学框架，② 喀纳斯河谷第四纪冰川地貌演化过程，③ 喀纳斯湖的成因及过程三个方面进行深入研究。主要成果如下：阿尔泰山喀纳斯河谷第四纪以来至少发生过7-8冰进，冰进时间为倒数第二次冰期早期（MIS 6）、倒数第二次冰期晚期（MIS 6）、末次冰期早期（MIS 4）、末次冰期中期（MIS 3）、末次冰盛期（LGM）、新冰期和小冰期。其中，MIS 6 的年代结果分别为182.3±17.9 ka和＞107.5±10.4 ka；MIS 4 的年代结果是76 ± 16 ka；MIS 3 的冰川作用年代结果为43.8±6.6-46.0±4.4 ka；LGM 为16.1±1.5-28±4 ka；喀纳斯河谷三级U型谷地冰川演化模拟复原显示，发生在主谷内的5次冰川作用阶段，冰川规模逐渐减小，即喀纳斯河谷最老冰期冰川规模最大，倒数第二次冰期晚阶段，冰川规模略小于倒数第二次冰期早期。末次冰期时，冰川的规模大幅度退缩至喀纳斯湖附近， MIS4、3、2的冰川规模呈现持续减小的趋势；受局部小气候和地形的影响，喀纳斯主谷地呈现明显的不对称性；喀纳斯湖的演化过程研究表明：末次冰期早期的构造断陷是喀纳斯湖形成的主要原因。喀纳斯湖口沉积物是冰川反复侵蚀推覆作用形成。