台湾玉山作为中国东部的最高峰，它有无保留第四纪冰川地貌曾引起学者们激烈的争议。其中一种观点即是台湾高山区仅保留有晚第四纪以来的冰川作用遗迹，即仅有末次冰期存在冰川作用而成为冰川遗迹发育的中高山地之一。另外，也存在中国东部泛第四纪冰川观点。2009年6月，作者对台湾最高峰玉山(海拔3952m)第四纪冰川地貌进行了联合考察(图1)，这次考察的目的是：1)在台湾最高峰——玉山主峰地区寻找第四纪冰川地貌遗迹；2)在玉山东翼第四纪冰川谷地八通关—老浓溪谷地调查古冰川遗迹，采集光释光年代样品进行测年来分析玉山的冰川遗迹、确认该区是否存在过第四纪冰川，本文即是对这次联合考察和调研成果的总结与分析。

1 对台湾山地第四纪冰川地貌研究的回顾

台湾山地是否有第四纪冰川遗迹一直是学术界争论的问题[1-3]。日本学者鹿野忠雄[4-5]认为台湾山地存在第四纪冰川遗迹，而台湾地学界有两篇反对的文章[6-7]，但他们也承认玉山山脉北端南湖大山上下圈谷的真正成因尚需进一步研究。鹿野忠雄认为在海拔高度超过3300m的台湾山地都应该有第四纪冰川的遗迹，共有冰斗80多个，其中以雪山最多(有35个)，南湖大山有12个。它们的分布与雪线的位置有非常密切的关系，雪山的雪线高度在3500m以上，南湖大山稍低，在3400m附近[4-5]。

对台湾第四纪冰川最早发表见解的是早坂一郎[8]，他注意到台湾南部下淡水溪的埋藏谷地到达海底1000m的事实，想象到台湾岛曾经比现在高1000m，并经历了冰川作用。其次是鹿野忠雄，他1926—1934年间多次考察玉山山脉北端海拔3930m的台湾第二高峰——雪山，取得了较多资料。1934年田中薰、鹿野忠雄详细报道了中央山脉的南湖大山冰川侵蚀地形[4-5]。1947年，曾昭璇、梁希在考察台湾山区时，对台湾高山冰川地貌也有所关注[9]。20世纪末，北京大学崔之久教授与台湾学者等对雪山主峰地区进行了考察，对该区的第四纪冰川作用进行了详细的调研与甄别并建立了它们的年代学框架，确定了台湾高山带保留有冰川侵蚀与堆积地形[9-11]。随后国际上多位学者利用多种测年技术对玉山，特别是冰川遗迹保存较好的雪山与南湖大山进行了更加细致的研究，得出了更加细化的年代学框架，并对古雪线进行了重建[12-14]。

1.1 玉山山脉北端南湖大山山汇

南湖大山山汇是指中央山脉北端以南湖大山(3797m)为主峰，包括北峰(3633m)、东北峰、东峰(3673m)和南峰(3526m)的群山汇集之处，在山地的中央凹地保留有良好的冰川作用遗迹，包括冰斗、磨光面、擦痕石和冰碛垅等[9-10]。

1.1.1 冰斗与冰碛垅 田中薰认为[5]，玉山山脉北端的南湖大山共有冰斗19个，以其所处的山体部位可以分为内冰斗和外冰斗，内冰斗保存良好，外冰斗难以辨认。其中1号冰斗最为典型，西面侧壁高达1000m，坡度达60～70°；冰斗底部海拔高度为3530m，被岩屑埋没；末端有五列冰碛垅，其中1～4列呈雁列状排列，与冰斗长轴略呈直角，第5列与1～4号冰斗所形成的溪谷呈直角，在冰碛垅上有直径3m的漂砾。崔之久教授调查认为田中薰所说的19个冰斗中有3～4个是可信的，其他为悬冰斗源头所依托的宽浅冰雪侵蚀洼地[9-1]。

1.1.2 冰川擦痕和磨光面 据杨健夫等报道[10]，台湾高海拔区有冰川擦痕的岩石随处可见，接近3500m处发现最多。如:在山汇北侧的贡高巴友山3300～3400m处出露的板岩面上发现有条痕；主峰东北侧的3500m处有一板岩落石，条痕叠加在擦面上，非常清晰；在1号冰斗的上端，距鞍部约300m处，发现一砂岩羊背石；在主峰南面山体突出部分，可见大片磨光面。

1.2 雪山山汇

雪山山汇位于玉山山脉北端，位于24°10′～24°30′N，120°0′～121°20′E，以台湾岛第二高峰雪山(海拔高度3931m)为主峰，包括10多座海拔3500m以上的山峰。鹿野忠雄做了大量的工作[4-5]，他对整个雪山山汇的冰川侵蚀、堆积地貌都有描述，如冰斗、槽谷、冰碛垅、磨光面、羊背石、擦痕等。但比较典型的雪山主峰附近的冰川作用遗迹[9]，是由崔之久、杨健夫等做出深入报道的，并首次有了年代测定[9-11]。

1.2.1 冰蚀洼地与冰坎 玉山山脉北端雪山主峰卫峰(3882m)之下北偏西方向的宽大槽谷——2号U形谷的源头是一个典型的冰蚀洼地和冰坎的组合。2号U形谷冰蚀洼地低于现冰坎顶面7m，洼地内的原始湖相沉积已经被现代厚层坡积砾石所覆盖。因地表的寒冻风化,在2号U形谷中所见到的冰坎基岩有所松动，现场测量由达见砂岩构成的冰坎处基岩，其走向N60°W，倾向N60°E。

1.2.2 大型磨光面和擦痕 玉山山脉北端雪山1号U形谷中部南侧，在有“水源”指示牌上方约200m、海拔高度为3400m处的黑森林中发现一大型磨光面，实际上它是一个大型冰坎所在。在登山道上出露的磨光面面积大约5～6m2，只是整个冰坎的一小部分，由步道往南侧山坡上去，可见此冰坎延伸长度70m以上。磨光面上暴露中大型擦痕和更大型的刻槽。往北侧路边掀起土覆的草皮可以看到更为清楚的被保护着的擦痕分布在磨光面上[9-11]。

1.2.3 冰碛物 在玉山山脉北端雪山2号U形谷冰坎外侧可看到与前述冰蚀洼地和冰坎相对应的数道冰碛堤。

A.“三六九”山庄附近的冰碛堤：此冰碛堤自雪山“三六九”山庄以下1km往上延伸到登山主峰步道所经之“避难所”处(有“水源指示”牌附近)，总长度约2km，海拔3400～3000m。崔之久教授等根据此冰碛采样所测TL年龄为(44.25±3.72)kaBP，并根据此冰碛堤分布形态与大陆高山区对比，另结合孢粉资料，认为在末次冰期早期60～50ka BP有一明显的寒冷期[15]，将此冰碛命名为末次冰期早期的“山庄冰阶”，也可能属于MIS 3b冷期，当时冰川长度约4km，雪线3400m[9-11]。

B.黑森林水源地附近的多道冰碛堤：玉山山脉北端雪山黑森林的冰碛堤分布下限在3300m左右，据在该处挖坑采样TL测年，下层(18.26±1.52)ka BP，上层(14.28±1.13)ka BP，平均(16.27±1.19)ka BP，名为“黑森林冰阶”。当时冰川长度3km，古雪线3500m，现代森林上限也恰好在这一高度，应属于末次冰期或MIS2期[9-11]。

C.1号U形谷森林线以上：玉山山脉北端雪山主峰北部陡坡以下3700m区间有小型侧碛和冰碛丘陵，其分布的谷底已在水源冰阶冰坎以下，肯定晚于水源冰阶。根据形态特征和分布，推测其可能属于末次冰期晚冰期(或相当于Younger Dryas)，命名为“雪山冰阶”。当时冰川长度约1.5km，雪线高度3700m左右[9-11]。

1.3 玉山山汇

位于玉山山脉南端的北回归线上，是台湾最高峰玉山(3952m)所在地。在方圆不到5km的地方就有5座海拔3500m以上的高峰，除玉山主峰外，还有北山(3867m，台湾第六高峰)、西山、南山(3869m，台湾第五高峰)、东峰(3884m，台湾第三高峰)。对于玉山山汇的冰川地形，鹿野忠雄[4]曾认为有11个冰斗,佐佐保雄[16]认为有19个冰斗，其中南北主山梁的东侧12个，西侧7个。冰斗底一般海拔高度为3540～3680m，其长、宽不足500m，均属于小型冰斗(图2)。

2 对玉山主峰以西东埔山庄—玉山主峰一带古冰川地貌的认识

从宏观上看，玉山在3500m等高线以上存在着NE、NW、SW和SE四个方向上的冰斗群，以及由冰斗群刨蚀掘蚀和冰斗后壁后退而成的玉山主峰地区的角峰和四条刃脊(图3和图4)。这些冰川地貌是当时冰川运动留下的遗迹，记录了当时台湾乃至东亚的环境背景。

由于玉山主峰东侧面临太平洋，为主迎风坡，水汽来源充足。在第四纪冰期雪线(3500m)以上，积雪成冰量较大，冰雪掘蚀刨蚀成的冰斗规模大于玉山主峰西侧，其冰斗长度>宽度，冰川谷地延伸距离较长，可从八通关到达老浓溪谷地(图5)。相反，玉山主峰西侧面临台湾海峡，水汽来源数量不如玉山主峰东侧。在末次冰期台湾岛甚至与大陆连为一体，不存在台湾海峡，所以玉山主峰西侧3500m以上地区冰斗规模相对较小，其冰斗长度<宽度。

从玉山主峰西侧排云山庄—玉山主峰峰顶一带地形看，该区至少存在两期古冰川遗迹：规模较大的可能为倒数第二次冰期或MIS 3b冰进末次冰期中冰阶。其冰川遗迹证据应为排云山庄向玉山主峰行进中所见的三道被切开的基岩冰坎地形及大型圈谷地形和圈谷中间的中碛垅和两侧的侧碛垅(图6～8)。如图9所示，另一规模较小的古冰川遗迹应为排云山庄向玉山主峰登顶途中所见山顶附近数道被切开的基岩冰坎，及同时遗留下的数个悬冰斗群,包括冰坎下方可能已被泥(土)石流改造过的小型中碛垅，因为若后期冰川规模大于前次冰川规模，海拔高处的小冰斗及其中碛垅等则很难保存，只能被侵蚀破坏。

图6 排云山庄向玉山主峰行进中所见三道被切开的基岩冰坎地形(红色箭头)及大型圈谷地形和圈谷中间的中碛垅和两侧的侧碛垅(蓝色箭头)

Fig.6 Three incised bedrock cross-walls(red arrow)with large circle valley topography,middle moraine and two lateral moraines(blue arrow)as seen from the Paiyun Villa to the Mt. Jade main peak

图7 排云山庄至玉山主峰一带第四纪冰川地貌平面分析图

Fig.7 Plane analysis of Quaternary glacial geomorphology from the Paiyun Villa to the Mt. Jade main peak

下山途中在排云山庄上方海拔3418m处发现的擦痕石表明：一是第四纪冰川末端至少到达过海拔3418m的位置；二是由石英砂岩构成的冰川擦痕石位于古冰川侧碛垅的位置，不易受后期谷地中部流速快的泥(土)石流改造和破坏，故而得以保存下来(图10)。

作者于2009年12月在台湾玉山山顶附近有第四纪冰川擦痕处利用直径8cm的不锈钢管采集了距地表0.35m、0.9m和1.8m深度的沉积物，送至南京大学地理与海洋科学学院光释光(Optical Stimulated Luminescence,OSL)年代实验室进行沉积物的年代测定。

图8 玉山主峰地区排云山庄门前所见悬冰斗(红色箭头,黄色箭头为倾向)及冰斗内的侧碛垅(蓝色箭头)

Fig.8 Hanging cirque(red arrow,yellow arrow indicates tendency)and lateral moraine(blue arrow)as seen from the gate of Paiyun Villa in the Mt. Jade main peak area

图9 排云山庄向玉山主峰登顶途中所见山顶附近数道被切开的基岩冰坎以及同时遗留下的悬冰斗群(红色箭头)，包括冰坎下方可能已被泥(土)石流改造过的小型中碛垅

Fig.9 Incised bedrock cross-walls and hanging cirques(red arrows)on the way from the Paiyun Villa to the top of the Mt. Jade main peak,including a small middle moraine under the cross-walls which may have been transformed by debris flow

所有样品的实验前处理均采用常规实验室流程，并获得63～90μm/90～150μm粒径的石英颗粒组分，OSL测量在丹麦Risφ公司生产的全自动释光测量仪(TL/OSL-DA-20C/D)上完成，测试石英释光信号的蓝光激发光源的波长为470±30nm，检验长石组分所用的红外激光波长为830nm，在激发光源和光电倍增管之间放置两个3.5cm厚的U-340滤光片，人工β辐射源为90Sr/90Y。所有石英等效剂量(De)均以单片再生剂量法(Single-Aliquot Regenerative-Dose Protocol,SAR)测试。通过中子活化法(NAA)获得所有样品U、Th、K含量，并利用转换函数计算样品的环境剂量率。宇宙射线对年剂量的贡献可通过样品的海拔高度、地理位置及采样深度等获得。结果发现其年代为距今6.47±0.93ka、8.71±2.09ka、11.71±1.10ka，表明至少在末次冰期至全新世中期时，台湾玉山山顶区可能还有过冰川作用(表1)。

注：1.所有年龄数据按年龄-2003计算；2.含水量为实测含水量；3.用中子活化法测定U、Th、K含量

除玉山新的观察资料与OSL测年结果外，还应结合周围的雪山与南湖大山将整个台湾山地的第四纪冰川进行梳理总结，以便将台湾山地的第四纪冰川演化整体过程弄清楚，同时考虑区域差异及特征。此外，今后台湾玉山地区第四纪冰川地貌的研究应将所有古冰川地貌的分布和年代调查数据宏观上有机地结合起来进行分析，最终获得该区第四纪环境演变对全球变化响应过程的认识，这符合当前国际前沿学科的研究趋势，也有助于两岸同行共同推动台湾和华东乃至东亚地区环境演变与全球变化研究的进展。

3 结 语

本论文在实地考察的基础上，对台湾最高峰玉山山脉第四纪冰川地貌进行了研究，根据新获得的玉山新的观察资料与OSL测年结果，认为至少晚更新世玉山主峰可能有过冰川作用。由于过去分析条件的限制，在今后的研究中，应加强对各种类型冰川地貌的定量研究，诸如冰斗平坦指数、砾石组构、擦痕密度分布等。

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