吐鲁番盆地更新世古气候变化研究

吐鲁番盆地更新世古气候变化研究
王卫国
【摘要】The palaeoclimate analysis of the Turpan Basin is studied scarcely.The paper got the summary of climate change of Turpan Basin by a series of analysis of sporopollen of the typical sections of early Pleistocene,mid Pleistocene and late Pleistocene.The research conclusion shows that：（1） the temperature of Turpan Basin was lower at early Pleistocene;（2） the dry and cold climate appeared at mid Pleistocene,but the later it got warmer;（3） climatic undulation was comparatively large at late Pleistocene.Moreover,the conclusion was also compared with the glacial epoch of northern slope of Tianshan Mountains.%目前,对吐鲁番盆地更新世气候变化的研究几乎是空白。

本文通过对吐鲁番盆地早、中、晚更新世典型剖面的孢粉进行分析研究,得出了其在更新世的古气候变化概况。

研究结果表明：（1）吐鲁番盆地在早更新世的温度较低。

（2）吐鲁番盆地在中更新世出现过干冷气候,直到中更新世后期才有所缓和。

（3）吐鲁番盆地在晚更新世有较大的气候波动。

此外,文中还将所得结果与天山的冰期进行了对比分析。

【期刊名称】《防灾科技学院学报》
【年(卷),期】2012(014)001
【总页数】5页(P7-11)
【关键词】吐鲁番盆地;更新世;孢粉;气候;冰期
【作者】王卫国
【作者单位】天津大学,天津300072
【正文语种】中文
【中图分类】P467
吐鲁番盆地位于天山褶皱带内，属于塔里木地块、中亚哈萨克斯坦地块和俄罗斯地块的交汇部位［1］。

从侏罗纪早期到第三纪早期，该区地形起伏变化不大，气候一直是温暖潮湿。

在早第三纪，该区成了极度剥蚀的准平原，且西边有中亚浅海，气候的变化受地形影响极小，潮湿、温暖的气流有时可顺着子午线方向伸入到极地，形成强烈而活跃的暖气团，气候炎热。

中渐新世以后，由于喜马拉雅运动逐渐进入强烈时期，地壳开始大规模的隆升和下降，全球气候的热力分带也发生了变化，致使本区大陆性气候加强，气候显著变凉［2］，这种总趋势在第四纪一直持续。

地质历史时期的气候变化受地貌、构造运动以及行星风系环流形势变化的影响。

本文拟通过对野外地质工作资料和室内资料的对比分析，研究吐鲁番盆地在更新世的气候变化特点。

对更新世古气候变化的研究，主要证据来自于对孢粉资料的分析。

通过分析孢粉的数量、构成和各成份的比例变化，研究更新世古气候的变化趋势。

孢粉分析的样品，均取自更新世不同的剖面上。

在这些地层剖面上，沉积物大部分为砾石，局部含有细砂和粘土的透镜体，这反应出了沉积物搬运距离较近的特点，故对样品的分析结果基本上代表了沉积物附近的环境状况。

本区下更新统地层出露较全的是连木沁的阿斯塔那村Q－A剖面。

剖面厚2 m，
受构造运动的影响，砾石层面有30°的倾角，成因类型为洪积—冰水型。

本文分析了该地层剖面的两个孢粉样(一个孢粉组合带)，其主要孢粉含量见表1。

该带孢粉
含量较低，其中草本植物花粉占优。

带内的孢粉总数为118粒，木本花粉为34粒，占孢粉总数的29%;草本花粉为80粒，占孢粉总数的68%。

木本花粉中，松属含
量最多，为16粒，占孢粉总数的14%，其次为桦木、栎木和栗花粉，含量较少。

草本花粉中，禾本科含量最高，有39粒，占孢粉总数33%，其次为蒿、藜科花粉。

由该带孢粉含量比较低且由松和禾本构成孢粉主带，得出该带可能代表着混交林草原植被带，反映了凉偏干的古气候特征。

文中分析了Q－L和Q－H两个剖面的4个孢粉样。

Q－L剖面位于连木沁河的5
级阶地上，时代为中更新世早期，分析的是Q－L－10单个样品。

Q－H剖面位于鄯善北4级阶地上，时代为中更新世晚期。

以下对其中的3个样品进行分析。

1.2.1 Q －L剖面
本剖面孢粉组合代表中更新世早期的气候，仅一个孢粉组合带，为孢粉贫乏带。

该带共计有19粒孢粉，其中木本植物花粉3粒，桦木属、栗属和麻黄属各一粒，草本植物花粉16粒，为禾本科、蓼科、律草科。

综合分析认为，该带的孢粉组合大致代表稀疏草原植被带，反映了干冷的古气候特征。

1.2.2 Q － H 剖面
本剖面孢粉组合代表中更新世晚期的气候。

剖面厚1 m，划分为2个孢粉组合带，自下而上为:
组合I:藜科－蒿－桦木带
本带由1号和2号样品构成，1号样品的孢粉总量为39粒，2号样品的孢粉总量
为133粒。

其中木本花粉含量为25.9%，草本植物花粉含量为71.4%。

木本花粉中，桦木所占比例最高，松次之，还有少量榆、栎、胡桃花粉;草本花粉中，藜科、蒿含量最高，也有葡萄科、律草孢粉。

此外，该带还含有6%的旱生麻黄孢粉和2.9%的蕨类孢子。

综合分析认为，该带可能代表针阔叶混交林草原植被带，反映
了凉干的古气候特征。

组合II:麻黄－黎科－松带
该带由3号样品构成，其孢粉含量显著增高，达1797粒。

木本植物花粉为1044
粒，占孢粉总量的58.1%，草本植物花粉750粒，占总数的41.7%。

木本花粉中麻黄占优势，含量达52%，还有2.4%的松及少量的桦木、胡桃、蔷薇科花粉。

草本花粉中以藜科、蒿为主，并含有一定量的香蒲、莎草科、禾本科等水生草本植物，蕨类孢子稀少。

与上带相比，该带的植物种类含量丰富，孢粉含量显著增大，说明气候变得相对湿润。

综合分析认为，该带可能代表针阔叶混交林灌木草原植被带，反映了温凉偏湿的古气候特征。

三个剖面中反映古气候特征的重要孢粉中各组分的含量分布如图1。

从孢粉分析结果大致可以看出，吐鲁番盆地中更新世时曾经一度变得干冷，直到中更新世晚期才有所缓和。

晚更新世典型的剖面是托克逊西部的甘沟中的Q－J剖面。

本次共计分析了13个
孢粉样品，分为四个孢粉组合带，自下而上为:
组合I:藜科－蒿－松带
该带孢粉种类丰富，但含量相对较低。

孢粉总数为437粒，木本植物花粉占
30.4%，草本植物花粉占68.6%。

木本花粉中麻黄和松含量最多，有少量云杉、
桦木等乔木。

草本植物中藜科和蒿占绝对优势，并有干生的禾本科、律草孢粉和少量的水生香蒲及广泛分布的蔷薇科等植物，蕨类孢子稀少。

综合分析认为该带可能代表针阔叶混交林草原植被带，反映了凉干的古气候特征。

组合II:藜科－禾本科－蒿带
该带孢粉含量显著增加，孢粉总数达4033粒。

木本植物花粉为961粒，占总数
的为24%，且种类较前带有所增加。

草本孢粉总数为3063粒，占总数的75.9%。

木本植物中阔叶种属增多，有榆、栎、胡桃、木樨，针叶树有松、云杉、桦木，灌木有麻黄、鼠李科。

草本植物以藜科、蒿、禾本科为主，有少量莎草科、百合科、散形科、菊科。

孢粉含量的增多和阔叶树孢粉的增加，说明该带较前一带的温度相对升高，降水相对增多。

综合分析认为该带可能代表针阔叶混交林草原植被带，反
映了温暖较湿的古气候特征。

组合III:蒿－藜科－禾本科带
该带的孢粉数量较前带大幅度下降，孢粉总数为212粒。

木本植物花粉占21%，以麻黄为主，前带阔叶树种基本消失。

草本植物花粉占78.3%，以禾本科、藜科
和蒿孢粉占优。

综合分析认为该带可能代表疏林草原植被带，反映了干冷的古气候特征。

组合IV:藜科－蒿－麻黄带
该带只有13号样，孢粉总量为2655粒。

木本植物花粉有390粒，占孢粉总数14%，草本花粉2260粒，占孢粉总数85%。

木本植物中以旱生灌木、麻黄科、
鼠李科为主，桦木和栎木的孢粉含量较前带有所增加。

草本植物花粉中藜科、蒿属的含量极高，均达千粒以上，禾本科、葡萄科较少，蕨类仅含5粒石松孢粉。

该
带较前带的孢粉含量显著增多，反应气候条件有一定的改善。

综合分析认为该带可能代表阔叶疏林草原植被带，反映了温和较干的古气候特征。

各剖面中反映古气候特征的重要孢粉中各组分的含量分布如图1。

从白垩纪后期到第三纪的古新世，盆地内的地球构造力逐步减弱，外营力起着主导作用。

盆地内的中新统地层为棕红色，其物源是盆地高处长期风化形成的砖红土风化壳。

通过与青藏高原的粘土组合矿物研究［3］和古岩溶和喀斯特地貌研究、夷平面的分析［4］的对比，证明该区在渐新世以前的气候是温暖湿润的。

在上新世末期至中更新世初期，博格达山隆升了 3000～4000 m［5］，并出现了冰碛堆积。

施雅风［6］在研究天山古气候时，证明该区先后发生了四次较大的冰期，见表2。

通过以上对吐鲁番盆地更新世不同时代地层的孢粉分析，发现孢粉的含量与构成的变化较大，证明该区在更新世存在明显的气候波动。

这种气候的波动与冰期、间冰期相对应。

如早更新世的Q－A剖面为孢粉贫乏带，代表凉偏干的古气候，孢粉
的含量和组成反映这是一次冰期。

中更新统Q－L样品孢粉含量和Q－H剖面I带
孢粉含量都较低，代表的是较冷气候，孢粉组成反映这也是一次冰期。

在博格达山山脚的白杨河两岸发育中更新统冰水沉积物，也证明了此次冰期的存在，且与柯台不爽冰期相对应。

Q－H剖面II带孢粉的含量和组成反映的气候较暖，是间冰期的气候状况。

Q－J剖面I带的孢粉含量较低，与台兰冰期相对应。

Q－J剖面III带的孢粉含量和组成反映了晚更新世由于末次冰期致使全球气候变冷的过程，与破城子冰期相当。

Q－J剖面IV带为冰后期气候恢复阶段，代表了温暖气候。

在早第三纪时期，该区是极度剥蚀的准平原，气候炎热。

中新世以后，由于喜马拉雅山运动加强，中亚浅海从西部开始退出，欧亚大陆联成一体。

大陆和大洋的对比度增加，使我国东部和西南部开始建立起季风环流体系，彻底打破了地面行星风系环流形势，包括本区在内的中国内陆大陆性气候得到增强。

此外，喜山期的造山运动使青藏高原逐步隆升于西风带内，阻碍了西风东进，影响了对流层上部冷空气的向南运动，限制了热带辐合带的北移，使西南暖湿气流不能到达本区。

从而致使本区的气候逐渐变得干燥、寒冷，并出现了冰水堆积、黄土堆积等现象。

【相关文献】
［1］车自成.中天山造山带的形成及演化［M］.北京:地质出版社，1985.
［2］中科院《中国自然地理》编辑委员会.中国自然地理·古地理［M］.北京:科学出版社，1984. ［3］彭补拙.西藏高原的洞穴堆积物的粘土矿物组组合特征及古地理意义，山地研究(3)［M］.北京:地质出版社，1992
［4］崔之久.古岩溶与青藏高原的抬升，青藏高原隆升的时代、幅度和形式问题［M］.北京:科学出版社，1981.
［5］陈华慧.新疆维吾尔自治区第四纪地质图说明书［M］.北京:地质出版社，1994.
［6］施雅风.天山第四纪冰期探讨(未刊资料)［Z］.1978.。