吉蘭泰湖水高水面遺跡的發(fā)現(xiàn)及其古湖岸堤的形成

吉蘭臺鹽湖位于阿拉森高原東北部，屬于河溝盆地的一部分。河流溝是介于南部歐羅斯高原-賀蘭山脈和北陰山脈之間的新生代斷裂帶盆地。盆地中心沉積了非常厚的第四系湖泊。沿著陰山脈，有一個明顯的缺口。山脈相對迅速上升，河曲平原南部邊緣有一個隱藏的缺陷?，F(xiàn)代黃河從南北經(jīng)蘭州-銀陵盆地流入河套平原，從西到東流經(jīng)河套平原，從北到南經(jīng)金山西谷，形成著名的黃河大曲線（圖1）。河套平原位于中國現(xiàn)代夏季風(fēng)的邊緣。年降水量從東向西變化到300100mm。氣候干旱。五蘭布、沙漠和科布齊沙漠位于其東南和南部（圖1）。以往的研究表明，吉蘭臺鹽湖東岸有一個新的高湖岸壩。根據(jù)雷達(dá)遙感圖像的研究，吉蘭臺湖邊有三個湖岸，張虎才等人還得出結(jié)論，吉蘭臺附近有一個很高的湖泊，這可能與河套平原相連。在河套平原東部的呼包盆地，從包頭沿大青山前的第二個地臺到呼和浩特以南的托克托盆地，在晚更新世發(fā)現(xiàn)了大量的古湖，這可能是一個晚更新世的“河套古湖”。如果吉蘭臺河和河套平原有統(tǒng)一的大型湖泊，這是一個需要進(jìn)一步研究的重要區(qū)域環(huán)境事相。本文主要研究吉蘭臺鹽湖周圍及其湖泊、沉積物和生物遺跡的聯(lián)合區(qū)域。根據(jù)osl和14c的研究結(jié)果，建議存在覆蓋吉蘭臺和河套平原大部分地區(qū)的大型古湖，這可能在晚第四紀(jì)時期的該地區(qū)的環(huán)境中進(jìn)行了重大調(diào)整。1測年結(jié)果與分析在初步考察的基礎(chǔ)上,室內(nèi)通過遙感影像分析提取了古湖岸線的空間分布信息,野外通過天然露頭和人工探坑剖面,研究湖泊(濱)沉積物的沉積特征和湖岸地貌的類型,最終獲得了湖濱地貌的空間分布.采用差分GPS測量了湖濱地貌的高程,利用光釋光(OSL)和14C測年方法獲得了湖濱沉積物的年代結(jié)果.在測量湖濱地貌的高程時,以位于吉蘭泰鎮(zhèn)北約15km的國家二級測量基準(zhǔn)點(高程1103m)為控制點,采用麥哲倫ProMARKX測量型GPS接收機兩臺,按照張鳳舉等人描述的方法測量吉蘭泰周圍主要湖岸堤的高程,通過區(qū)域內(nèi)另外2個國家二級高程基準(zhǔn)點獲得測量誤差.最終GPS測高結(jié)果為3次測量的平均值,最大誤差0.5m,平均誤差0.3m.鑒于干旱區(qū)湖岸堤缺少可供14C測年的有機質(zhì)而無機碳酸鹽(如貝殼)存在較大碳庫效應(yīng)等問題,本文主要采用OSL測年方法建立湖濱沉積物的年代序列.早在20世紀(jì)90年代,Murray等人就通過有限樣品的對比研究,認(rèn)為濱岸帶沉積也可能是曬褪特別好的樣品,隨后OSL測年技術(shù)被成功應(yīng)用到澳大利亞Eyre湖岸沉積物的年代測定.近年來OSL測年技術(shù)已較普遍地應(yīng)用到濱岸沉積物的年代測定中[13~15].年代學(xué)的研究揭示,由于不規(guī)則衰退使得鉀長石可能引起年齡低估問題[16~19],項目組成員也對比測試了不同粒級石英顆粒的OSL信號,認(rèn)為125~400μm的石英顆粒能夠給出湖濱沉積物形成的埋藏年代(另文報道).因此,本文采用粒徑范圍為125~300μm的粗顆粒石英測量OSL年代.OSL測年在中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所的OSL實驗室中進(jìn)行,古劑量測量采用丹麥產(chǎn)RisφDA-15OSL/TLreader完成,劑量率是通過中子活化法測量了K,Th和U的含量,進(jìn)而根據(jù)這些元素與劑量率之間的轉(zhuǎn)化函數(shù)計算的,其中宇宙射線對劑量率的貢獻(xiàn)按照Prescott和Hutton的函數(shù)計算.樣品前處理是按照常規(guī)方法進(jìn)行的.14C測年方法被應(yīng)用到有機質(zhì)含量較高的湖相沉積物.全有機質(zhì)14C測年樣品采用酸-堿-酸的前處理過程,最后使用1220型低本底液閃計數(shù)儀測量,測年結(jié)果使用CALIB5.01程序(小于26000年測年)或者CalPal程序(大于26000年測年)校正成日歷年(用CalBP表示).2吉蘭臺-河套老湖的證據(jù)2.1地質(zhì)特征湖岸堆積地貌包括了泥沙和礫石橫向運動形成的沿岸堤(LongshoreLevee)、水下砂堤(subaqueousBar)、離岸砂壩(或稱障壁砂壩、離岸堤,Barrier或BarrierBar)和水下堆積階地,這些平行湖岸的堤狀地形可統(tǒng)稱為湖岸堤(embankment).離岸砂壩頂面一般高出正常水位2~3m.在吉蘭泰鹽湖西岸和西南岸存在多道圍繞鹽湖的古湖岸堤,在不同信息源的遙感影像上呈現(xiàn)一系列以鹽湖為中心近于平行或環(huán)帶狀的影紋1)(圖2).野外考察發(fā)現(xiàn),這些湖岸堤在吉蘭泰鹽湖的西部和西北部保存比較連續(xù),在遙感影像上也能夠分辨出來(圖2(b),(c)).根據(jù)差分GPS測高,海拔1050和1060m上下是吉蘭泰鹽湖外圍的兩級最主要的湖岸堤,在ETM+遙感影像上清晰可見(圖2(b)和(c)).野外考察發(fā)現(xiàn)在鹽湖西岸的北砂場、西北岸沿新公路兩側(cè)、西南岸的道口梁一帶均有連續(xù)分布(圖3).有的延伸長達(dá)20km以上,寬達(dá)20~30m.主湖岸堤常常由2~3道次級湖岸堤組成,如海拔1060m的湖岸堤由兩道平行的次級湖岸堤組成,典型地點如靠近巴音烏拉山的庫侖陶勒蓋小山包一帶(圖3).其中S42剖面所在的海拔1060m湖岸堤分布在平坦的坡面上,由兩道平行的次級湖岸堤組成,實測寬度100~150m.這些湖岸堤的橫剖面不對稱,向湖一側(cè)較緩,向岸一側(cè)較陡并形成明顯負(fù)地形,在個別點還出現(xiàn)了瀉湖沉積,具備離岸砂壩的典型地貌特征.在海拔1050m以下,沿古湖灣分布兩道湖岸堤,差分GPS測高分別在1044m(S16點,圖3)和1035m上下(圖2(c)),它們延續(xù)短規(guī)模小,長僅5km左右,屬于離岸砂壩類型.在海拔1060m以上的地方,在鹽湖西南岸金三角的西部保存有多道湖岸堤(圖2(a)),海拔界于1070~1080m間;在鹽湖西部個別地段保存有相對完整的湖岸形態(tài),如鹽湖西岸S32到S34點之間,其他地段的原始湖岸形態(tài)保存較差,但鈣質(zhì)膠結(jié)的湖濱相砂礫石(湖灘巖)和軟體動物殼體的存在指示這些位置曾經(jīng)是湖泊邊緣環(huán)境.因此,吉蘭泰鹽湖周圍,在海拔1060m及以下至少存在1035,1044,1050和1060m左右的幾道古湖岸堤(圖3),分別高出現(xiàn)代干鹽湖湖床12,21,27和37m.在1060m以上存在的高出現(xiàn)代鹽湖47~57m(海拔1070~1080m)的湖濱砂礫石沉積和湖岸堤,是該地區(qū)保存的最高湖面遺跡.吉蘭泰鹽湖之東北70km處的賀日木西尼(圖1中HS12點處)也發(fā)現(xiàn)海拔1081~1050m之間的湖濱堆積和湖岸堤,因長期的侵蝕,地貌形態(tài)已經(jīng)殘缺不全.河套平原黃河南岸的若干地點(圖1)發(fā)現(xiàn)了典型的湖濱堆積地貌,湖岸堤高3~5m,目前已成為當(dāng)?shù)亟ㄖ蒙暗纳皥?因長期取砂地貌遺跡已經(jīng)殘缺不全,但剖面的地層卻清晰地指示了濱湖環(huán)境,例如在磴口縣三盛公橋東5km處的黃河水文站砂場(見圖1的HTS9和HTS10點),古湖岸堤頂部海拔1055m延伸10余公里;杭錦旗黃河南岸什拉召(圖1中HTS6和HTS7點)也發(fā)現(xiàn)古湖岸堤,海拔約1045m,延伸13km.2.2砂嘴宏觀特征砂嘴是泥沙縱向運動形成的典型地貌,典型的砂嘴遺跡見于賀日木西尼.賀日木西尼砂嘴由古湖岸邊山嘴向現(xiàn)代烏蘭布和沙漠腹地延伸(圖2(d))其地貌形態(tài)基本完整,頂面平坦筆直,被當(dāng)?shù)啬撩癞?dāng)作鄉(xiāng)間公路使用.砂嘴從海拔1050m延伸到1035m,長11km,頂部寬約5m,最寬處達(dá)到30m,砂嘴頂部比兩側(cè)高出3~10m.砂嘴近岸邊呈現(xiàn)典型的“V”字型特征,砂嘴的北側(cè)還存在多個次級水下砂堤遺跡呈弧形與砂嘴相連,顯示了湖泊的逐步退縮過程.砂嘴尾部在不到20m距離內(nèi),下降6m,快速降低到平坦干涸古湖床面,指示出砂嘴發(fā)育過程中的湖泊干涸.我們以約2km間隔在砂嘴頂面開挖了5個探坑,沉積結(jié)構(gòu)基本相同,頂部20cm為砂礫質(zhì)的荒漠土,有白色碳酸鈣或石膏析出,深20~50cm為含土的砂礫石沉積,深50cm以下為砂礫石夾粗砂透鏡體,砂礫石磨圓較好,并保存有藍(lán)蜆和扁卷螺殼體.除了賀日木西尼典型砂嘴外,在吉蘭泰鹽湖西部的南砂場(圖3中S11點)也發(fā)現(xiàn)了砂嘴,砂嘴直接由海拔1045m的湖岸堤向鹽湖延伸,南砂場位于砂嘴入湖的末端,地面海拔1038m.從取砂場露頭觀測到砂嘴主體由10m厚的砂礫石(夾砂質(zhì)黏土透鏡體)組成,底部為湖相黏土,砂礫石之上覆蓋有湖相黏土質(zhì)細(xì)粉砂,剖面頂部發(fā)育厚約30cm的荒漠土.礫石層中斜層理發(fā)育,保存有藍(lán)蜆殼體.2.3湖岸侵蝕質(zhì)區(qū)在沿狼山到大青山南緣基巖山地普遍存在形成于變質(zhì)巖之上的湖蝕平臺(Platform)和浪蝕龕(ShorelineNotch),平臺面寬約幾十米到一二百米不等,在平臺的外緣自下而上堆積有湖相砂質(zhì)黏土(或細(xì)砂)、鈣質(zhì)膠結(jié)的湖灘巖和沖洪積砂礫石,構(gòu)成了研究區(qū)典型的湖岸侵蝕-堆積階地(Cut-and-builtterrace).如狼山南緣五原縣一帶HTS3點和大青山南緣包頭市東HT06-8點(圖1),以后者最為典型.近來還在黃河進(jìn)入河套平原的烏達(dá)區(qū)附近黃河?xùn)|岸發(fā)現(xiàn)湖蝕平臺及其上堆積的湖灘巖.浪蝕龕、浪蝕懸崖、湖岸侵蝕階地、湖蝕平臺等是典型湖岸侵蝕地貌.盡管各地發(fā)現(xiàn)的湖蝕平臺的高度不完全一致(介于1080~1100m間),但相似的沉積結(jié)構(gòu)指示了相同的湖濱波浪侵蝕-堆積的動力學(xué)機制.2.4湖灘巖的加構(gòu)造基礎(chǔ)湖成三角洲是陸地與湖泊之間的過渡地帶,河流入湖處形成的水下三角洲沉積是湖泊曾經(jīng)存在的較好證據(jù).在內(nèi)蒙古烏達(dá)一帶現(xiàn)代黃河河谷東岸靠山地的HT06-1點(圖1,地面海拔1093m)發(fā)現(xiàn)河流入湖的水下三角洲沉積.剖面位于人工開挖的磚場,出露地層厚約13m,頂部是3m厚的棱角狀山麓洪積相礫石層,其下深度3~13m之間主要為灰黃色粉砂質(zhì)黏土,內(nèi)夾三層約2m厚的均勻細(xì)砂層,含陸生植物殘體和小的蘿卜螺殼體.地層整體上呈低角度向北西傾斜,指向河套古湖中心,屬于朵狀三角洲地貌中的三角洲間灣沉積.在7m深處的粉砂-細(xì)砂層底部發(fā)現(xiàn)碳屑透鏡體,利用其測得了(35690±320)aBP的14C年齡,校正后的日歷年(41450±470)calaBP,說明至少在距今41000a前后,剖面點處于水下三角洲環(huán)境.典型的湖濱礫石、粉砂和沖洪積礫石所組成的沉積剖面發(fā)現(xiàn)于杭錦旗巴拉貢鎮(zhèn)東南4km處的砂場(HTS8點,地面高程1104m,見圖1),剖面厚10m,頂部2m為沖洪積礫石,深2.0~3.5m為發(fā)育波狀層理的湖相粉細(xì)砂,深3.5~5.5m為分選性和磨圓均好的礫石層,CaCO3膠結(jié),其底部保存有明顯的波痕,屬于湖灘巖;深5.5~10m為沖洪積砂層,在其頂部存在湖相砂質(zhì)透鏡體,底部與弱成巖的紅褐色砂巖假整合接觸(圖4).研究區(qū)出露較好的湖濱相沉積剖面總體上表現(xiàn)為下細(xì)上粗的進(jìn)積型垂向?qū)有?如在剖面HS12,HTS3和S32中,湖濱相的砂礫石覆蓋于下部的深湖-淺湖相砂質(zhì)黏土之上.在部分剖面中,湖濱砂礫石的下部也可見到鈣質(zhì)膠結(jié)的砂礫石堆積.在湖濱沉積物的頂部荒漠土比較發(fā)育,厚度一般小于0.3m,土壤之下是淺色的砂礫石層,礫石直徑多2~5cm.在幾乎所有湖濱砂礫石沉積中均保留有水生軟體動物殼體,包括藍(lán)蜆(Corbicula)、狹蘿卜螺(Radixlagotis)、耳蘿卜螺(Radixxauricularia)和扁卷螺(Gyraulusconvexiusculus).其中,在1050m以上的湖濱砂礫石沉積中以藍(lán)蜆殼體為主,海拔1050m以下的湖濱沉積物中表現(xiàn)為“蘿卜螺+扁卷螺”組合,在個別剖面的湖濱砂礫石中也可見到藍(lán)蜆,在湖相粉砂或者黏土中能見到介形蟲殼體.在吉蘭泰地區(qū),海拔1060m以上湖岸地貌保存不連續(xù),但殘存的湖相堆積地層卻很清晰,例如在湖泊西南金三角的S36點(海拔1082m,圖3),頂部是以砂礫石為主的湖灘巖,下面依次為粉砂質(zhì)黏土和細(xì)-中砂,厚1~2m,其下為風(fēng)成砂沉積;在鹽湖西岸的S32點(海拔1068m,圖3),頂部1.0m為有一定膠結(jié)的含砂礫石,其下為粉砂和粉砂質(zhì)黏土為主的湖相沉積,底部還保存有風(fēng)成沙(圖4),表明湖泊曾經(jīng)到達(dá)此處,并曾經(jīng)出現(xiàn)過更高的湖水位.在賀日木西尼海拔1081m的HS12點(圖4)也見到較為完整的湖相沉積剖面,其頂部為湖濱砂礫石沉積,發(fā)育斜層理并保存有完整的藍(lán)蜆殼體,下部為鈣質(zhì)膠結(jié)的砂礫石層,在其底部出露有一套淺湖-深湖相粉砂質(zhì)黏土、粉砂及細(xì)砂等細(xì)粒沉積物.河套平原最東部的托克托縣城南部的黃河河谷(圖1中HT06-11處),沿托克托臺地存在黃土及其底部的古土壤(約1m厚)覆蓋于典型灰綠色粉砂質(zhì)黏土湖相沉積(厚20m左右)之上的地層結(jié)構(gòu),是前人報道的“河套古湖”的證據(jù)之一.水生軟體動物殼體組合以及下細(xì)上粗的反旋回湖濱砂礫石沉積、湖灘巖等是濱岸相沉積的主要鑒別標(biāo)志,能幫助判斷古湖岸線的位置.吉蘭泰-河套地區(qū)存在湖岸侵蝕-堆積階地、離岸砂壩和砂嘴等典型湖岸地貌證據(jù),湖相沉積地層以及水下三角洲沉積等典型湖濱沉積證據(jù),普遍存在下細(xì)上粗的進(jìn)積型沉積層序和藍(lán)蜆、蘿卜螺、扁卷螺、介形蟲等水生軟體動物殼體.這些證據(jù)表明,現(xiàn)代干旱的吉蘭泰-河套平原地區(qū)確實曾經(jīng)存在過巨大的湖泊.3結(jié)果與討論3.1最高古湖—“吉蘭泰-河套”古大湖范圍討論根據(jù)地貌、沉積和生物組合證據(jù)可以判定,在吉蘭泰鹽湖周圍存在不同級別的古湖岸堤及其湖濱砂礫石沉積.海拔1035,1044,1050和1060m的4級湖岸堤形態(tài)較為完整.這些不同級別和高度的湖岸堤指示古湖面曾經(jīng)出現(xiàn)過大幅度波動.相反,海拔1070~1080m古湖岸堤除了在吉蘭泰鹽湖西南道扣梁以南(見圖2(a)影像)和鹽湖西部剖面S32~S34之間間保存完整外,其他地區(qū)湖岸堤的地貌形態(tài)已不完整(圖3),但根據(jù)濱湖相沉積物能夠大概勾畫出古湖面的位置(圖1中1080m等高線).野外調(diào)查發(fā)現(xiàn),吉蘭泰鹽湖周圍湖濱砂礫石堆積一般不高出1080m,如吉蘭泰鹽湖西北部S34點實測海拔為1078m,S31點1071m,在更低的S32點的海拔為1068m(見圖3).位于吉蘭泰鹽湖西南道扣梁以南保存完整的幾道湖岸堤(圖3)的高度在海拔1070~1080m之間.實測的S35和S36點地面海拔分別為1080和1083m.位于現(xiàn)代烏蘭布和沙漠腹地的賀日木西尼的最高湖濱沉積剖面HS12點(圖1)的實測海拔為1081m.看來在位于河套古湖西部的吉蘭泰地區(qū),最高古湖岸線大約在海拔1080m上下.河套平原最高湖濱沉積物和地貌的高度差異較大.黃河南岸的巴拉貢砂場(HTS8點,圖1),地面海拔1104m,扣除地面沖洪積物,湖濱沉積的海拔在1102m上下;黃河入湖的烏達(dá)HT06-1點水下三角洲沉積地面海拔1093m,扣除沖洪積相沉積,水下三角洲沉積頂部在1090m.沿狼山南麓的湖岸階地因后期沖洪積覆蓋和構(gòu)造活動,地面海拔差異較大,例如五原縣水泥廠附近的HTS3點(圖1)海拔在1100m五原縣烏蓋鎮(zhèn)北HTS1點湖濱砂礫石位于海拔1083m烏梁素海東北約20km的HTS4點,湖濱礫石分布于1090m,包頭市東大青山前HT06-8點的湖蝕平臺-湖濱堆積海拔1089m.前人也曾經(jīng)注意到托克托臺地的湖相沉積物的高程界于1000~1080m之間.除此之外,河套平原也發(fā)現(xiàn)了海拔較低的湖岸堤,如黃河南岸杭錦旗黃河水文站砂場HTS9和HTS10點(圖1)湖岸堤分布高度在1055m上下,什拉召砂場HTS6和HTS7點(圖1)地面海拔在1045m上下.由于河套地區(qū)強烈構(gòu)造活動因素,即使同一時代高湖面的地貌和沉積分布于不同高度也是可以理解的,但河套平原地區(qū)目前發(fā)現(xiàn)的最高湖面不高于海拔1100m.各地區(qū)發(fā)現(xiàn)的最高湖岸堤和湖濱沉積的高度不完全相同,除了有可能屬于不同時代外,構(gòu)造活動可能是造成其高度差異的主要原因.沿狼山-大青山山麓的湖岸侵蝕-堆積階地、位于杭錦旗巴拉貢鎮(zhèn)的湖濱沉積和吉蘭泰最高湖濱沉積普遍高于黃河南岸發(fā)現(xiàn)的湖岸堤高度.河套平原是新生代斷陷盆地基礎(chǔ)上形成的,晚第四紀(jì)以來構(gòu)造活動比較活躍,吉蘭泰地區(qū)相對穩(wěn)定.鄂爾多斯周緣的構(gòu)造抬升速率為0.3mm/a,陰山山麓地帶抬升速率可達(dá)每年幾個毫米,至少說明山地抬升是強烈的.河套黃河北岸沿陰山南麓發(fā)現(xiàn)的古湖岸階地的高度從約1080m到約1100m,相差較大,這可能與構(gòu)造活動有關(guān).在沒有可靠的構(gòu)造活動資料的情況下,其古湖岸地貌和沉積的高度僅僅作為最高古湖面的參考.因此,綜合考慮各地最高湖岸堤和湖濱沉積的高度,我們認(rèn)為構(gòu)造活動相對穩(wěn)定的吉蘭泰鹽湖最高湖濱沉積的高度可以作為吉蘭泰-河套地區(qū)的最高湖面高度,即最高湖面大約在海拔1080m上下.河套黃河?xùn)|出口處的托克托臺地,典型湖相黏土層分布的最高高度為1060m上下,前人據(jù)此推斷最高湖水位應(yīng)在1080m上下,看來將最高湖面的海拔高度定在1080m是穩(wěn)妥的.若以1080m高度左右的湖濱沉積物和地貌遺跡為依據(jù),當(dāng)時古湖范圍西至吉蘭泰鹽湖南部的金三角以南,北到巴彥烏拉山-狼山-色爾滕山-烏拉山-大青山南緣,南至鄂爾多斯高原北緣,包括現(xiàn)今的庫布齊沙漠和烏蘭布和沙漠的大部分地區(qū),向東到達(dá)呼和浩特,包括河套盆地東部的呼包盆地(圖1),面積可能比今日的貝加爾湖還大,可以認(rèn)為是中國內(nèi)陸第一大湖.參考李建彪等人的命名,建議將其稱作“吉蘭泰-河套”古大湖.3.2吉蘭泰-河口地區(qū)的osl測年結(jié)果本項研究中,共對53組湖濱砂(湖濱砂礫石)、風(fēng)成沙和淺湖相細(xì)砂樣品進(jìn)行了OSL年代測量,部分測年結(jié)果見表1所示.通過對樣品等效劑量(De)分布放射圖和自然釋光信號強度散點圖的分析,本文中樣品的曬褪可分為兩種情況.多數(shù)樣品表現(xiàn)為等效劑量De分布相對比較集中,De對進(jìn)行靈敏度校正后的釋光信號強度(correctedfirstregeneratedOSL)沒有依賴性,表明樣品得到了均勻曬褪(如HT050716-4樣,見圖5(a)和(c));個別樣品的De分布相對比較分散,De對進(jìn)行靈敏度校正后的釋光信號強度有一定程度的依賴,多個測片的De明顯分布在2個區(qū)域(如JLT040920-30(4)樣,見圖5(b)和(d)),這種特征表明樣品的曬褪作用不均勻.經(jīng)歷均勻曬褪的樣品,在被埋藏之前曬褪比較徹底,其OSL測年結(jié)果是可信的.對于曬褪不均勻的樣品,相對較小的De值才能夠代表樣品的埋藏年齡.因此對于曬退不均勻的樣品,本研究選取了De值較小的眾數(shù)計算了樣品的年齡.吉蘭泰鹽湖西岸最高湖濱砂礫石層(S34點,海拔1078m)的OSL年代為(60.34±4.62)ka,S31點為(52.05±3.79)ka,與賀日木西尼最高湖濱砂礫石HS12點的OSL測年結(jié)果接近(圖4),HS12點湖濱砂礫石層之下有10多米厚的湖濱砂和湖相粉砂、粉砂質(zhì)黏土,說明在距今5萬年前吉蘭泰-河套地區(qū)還是被湖泊所覆蓋的狀態(tài).在吉蘭泰-河套地區(qū),巴拉貢砂場(HTS8點)是唯一出露完整的從沖洪積相砂礫石到湖濱砂礫石和湖濱砂、粉砂的剖面,4個OSL測年(表1,圖4)說明,該點高湖面的湖濱礫石形成于距今約7萬年以來,延續(xù)到距今約5萬年前后,而距今7萬年前該點堆積沖洪積砂礫石,湖泊沒有達(dá)到此處由于剖面點處于古大湖的邊緣,因此若不考慮構(gòu)造因素,距今7萬年以前湖面肯定沒有到達(dá)海拔1100m實際湖面應(yīng)當(dāng)更低.沿狼山南麓五原縣三個點(HTS1HTS3和HTS4)的4個OSL測年也都在距今5~6萬年間(表1).根據(jù)吉蘭泰和河套平原各點最高湖濱沉積物的OSL測年結(jié)果(圖4),基本可以確定在距今5~6萬年之前吉蘭泰-河套地區(qū)還曾是一個巨大湖泊(“吉蘭泰-河套”古大湖),在距今5~6萬年時湖泊已經(jīng)開始退卻,但大部分湖盆依然為水所覆蓋.從距今5~6萬年之后一直到全新世期間,盡管曾出現(xiàn)過多次湖面波動(圖3),但已有的測年資料表明,古湖面再沒有達(dá)到“吉蘭泰-河套”古大湖的高度.河套平原鉆孔資料也揭示出,河套平原在第四紀(jì)期間一直存在古湖泊,例如在五原縣五9孔、五12孔和烏拉特前旗的佰1孔中,連續(xù)的湖相沉積厚度達(dá)200m左右,呼包盆地ZKHB,CKB24孔顯示了較厚的第四紀(jì)湖相沉積,吉蘭泰鹽湖鉆孔也顯示在第四紀(jì)期間曾存在多次湖相沉積與砂礫石的交替.賀日木西尼最高湖濱砂礫石(HS12點)之下還存在厚層深湖相沉積,夾在其中的薄砂層的OSL測年為約94.9ka,吉蘭泰西南的金三角S36點(地面海拔1082m)湖濱礫石之下的深湖相泥質(zhì)粉砂中獲得79.6ka的OSL測年(表1).這些都說明吉蘭泰-河套地區(qū)第四紀(jì)期間曾存在多次湖泊狀態(tài),本文報道的距今5~6萬年前的“吉蘭泰-河套”古大湖只是這一地區(qū)距今最近的最大古湖泊.至于吉蘭泰-河套地區(qū)從海拔1070~1100m高差30m范圍內(nèi)湖濱沉積物OSL測年均位于5~6萬年的原因,以及吉蘭泰鹽湖西南1070~1080m范圍內(nèi)存在的多級湖岸堤(圖2(a))是否代表了較長時間的多次湖面波動,目前尚難以確定.一方面是由于區(qū)域構(gòu)造活動劇烈,處于構(gòu)造活躍地帶的狼山山麓和黃河峽谷的杭錦旗巴拉貢鎮(zhèn)的高湖面沉積被抬升到不同高度;另一方面,在距今5~6萬年間,氣候變化劇烈石筍記錄和黃土記錄[40~42]揭示的末次冰期亞洲夏季風(fēng)曾發(fā)生大幅度的千年尺度的快速變化,而季風(fēng)邊緣區(qū)的湖泊對氣候變化響應(yīng)更敏感,例如大陸鉆探揭示出,水深27m的青海湖在末次冰期時幾近干涸(據(jù)王蘇民,私人通訊),在這種氣候背景下“吉蘭泰-河套”古大湖湖面的大幅度波動在所難免,只是湖岸沉積記錄的分辨率及OSL測年的精度均無法反映這些氣候快速變化事件.除了距今5~6萬年前的最高湖面外,吉蘭泰鹽湖西部還存在著更低的系列湖岸堤,OSL測年顯示出屬于MIS3階段晚期到全新世早期(表1),全新世高湖面不超過海拔1050m,這與已有的一些測年結(jié)果吻合,也與在吉蘭泰3m厚鹽層底部的2個14C測年結(jié)果均較接近(表1),說明真正鹽層可能僅僅形成于距今5500a以來.吉蘭泰鹽湖低湖岸堤形成時代和指示的氣候環(huán)境變化或構(gòu)造活動需要更多測年資料才能討論.然而,我們的研究至少可以肯定,在距今5~6萬年之前“吉蘭泰-河套”古大湖仍然處于高湖面狀態(tài),當(dāng)時大湖覆蓋了整個河套地區(qū).至于為何能夠在吉蘭泰-河套地區(qū)在距今5~6萬年前的末次冰期形成如此大的古湖泊,有兩種可能性.其一,可能與末次冰期間冰段的特殊濕潤氣候有關(guān).中國干旱區(qū)的騰格里沙漠、居延澤、柴達(dá)木盆地、新疆的柴窩堡湖和瑪納斯湖和巴里坤湖都曾發(fā)現(xiàn)過高湖面湖岸地貌和湖泊沉積,青藏高原也發(fā)現(xiàn)了晚第四紀(jì)高湖面的古湖泊[51~53].貝殼碳酸鹽的14C測年資料說明,騰格里沙漠的大湖期在20~4014CkaBP之間,青藏高原大湖期形成于距今30~4014CkaBP,新的測年結(jié)果顯示青藏高原泛湖期的時代可能更早.這些古湖泊的存在至少說明,在中國的干旱區(qū)甚至青藏高原末次冰期間冰段時曾經(jīng)存在過異常濕潤的氣候環(huán)境.其二,吉蘭泰-河套古大湖的發(fā)育可能會與構(gòu)造活動導(dǎo)致的晉陜峽谷切穿或者堵塞有關(guān),這與黃河何時形成現(xiàn)在的河套地區(qū)大拐彎有關(guān).前人的研究說明,黃河進(jìn)入河套平原歷史悠久,甚至早于第四紀(jì),這方面尚需要對黃河發(fā)育和晉陜峽谷形成歷史開展更深入的研究.我們的研究發(fā)現(xiàn),吉蘭泰-河套地區(qū)除了保存有形成于距今5~6萬年的最大古湖泊湖濱沉積外,還保留有其后直到全新世期間的多級湖岸地貌和湖泊沉積,顯然不僅僅是一次大湖期的結(jié)果.這些高湖岸堤和湖泊沉積是統(tǒng)一大湖退縮過程形成的還是多次湖面上下波動的結(jié)果,吉蘭泰-河套古大湖的演化是構(gòu)造活動導(dǎo)致大湖逐步排干還是