内蒙古满洲里地区第四纪冰川遗迹特征

日期:2019.12.16 阅读数:39

【类型】期刊

【作者】孙连云(内蒙古自治区地质调查院)

【作者单位】内蒙古自治区地质调查院

【刊名】西部资源

【关键词】 内蒙古满洲里;冰川;冰臼;冰水堆积;猛犸象与披毛犀化石

【ISSN号】1672-562X

【页码】P81-84,91

【年份】2019

【期号】第4期

【摘要】内蒙古满洲里地区自上世纪80年代开展1∶20万区域地质调查工作以来,已先后发现了上更新统冰水堆积、第四纪冰臼、冰河时期动物猛犸象与披毛犀化石等冰川遗迹。这些遗迹直接反映了第四纪古冰川的存在,再次推翻了"大兴安岭没有经历第四纪冰川时代"的论断。并对预测未来区域气候、环境演化趋势提供了依据。

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内蒙古满洲里地区第四纪冰川遗迹特征

内蒙古满洲里地区第四纪冰川遗迹特征

孙连云

内蒙古自治区地质调查院 呼和浩特 010020

摘 要:内蒙古满洲里地区自上世纪80年代开展1∶20万区域地质调查工作以来,已先后发现了上更新统冰水堆积、第四纪冰臼、冰河时期动物猛犸象与披毛犀化石等冰川遗迹。这些遗迹直接反映了第四纪古冰川的存在,再次推翻了“大兴安岭没有经历第四纪冰川时代”的论断。并对预测未来区域气候、环境演化趋势提供了依据。

关键词:内蒙古满洲里 冰川 冰臼 冰水堆积 猛犸象与披毛犀化石

内蒙古满洲里地区,地理坐标为东经117°15′-117°45′,北纬49°20′-49°40′。其北部与俄罗斯赤塔洲接壤,行政区划隶属内蒙古自治区呼伦贝尔市满洲里市与新巴尔虎右旗管辖。

本区处于内蒙古高原的北东缘,属高原低山——丘陵草原区。海拔高度一般在600-1000m之间,相对高差一般不超过300m,地较平坦,牧草丛生,基岩裸露较差,多半为掩盖区。

该区属半干旱大陆性气候,冬长夏短,寒暑变化剧烈。年最高气温达38.2°C,最低气温为-41°C,年温差70—80°C,平均气温为-5°C左右,冰冻期从9月底至翌年5月,长达有8个月之久。年降雨量约250mm,年蒸发量是降水量的7-8倍,6-8月为雨季,且多东北风,其余月份以西北风为主,风力多在5-6级以上。区内有季节性冻土层,最大冻土深度为3.18m。水系不发育,河流仅有乌勒革宁河从测区东部边缘通过;湖泊仅见于测区北西部,面积0.3-0.8km2,为内陆咸水湖。

本区自上世纪80年代以来,已先后发现了第四系上更新统冰水堆积、第四纪冰臼与冰河时期动物披毛犀、猛犸象化石。这些冰河时期遗迹的发现,为本区第四纪冰川的存在提供了直接证据。

1.上更新统冰水堆积

上更新统冰水堆积主要分布于满洲里市西南小煤窑—满洲里地堑内黄花菜沟一带,位于满洲里市西南约12km处,呈北东向的条带状镶嵌于北东向展布的乌努格吐山—鱼脊山隆起(地垒)的北西边缘,位于海拔720-830m以下,总体略低于乌努格吐山—鱼脊山隆起(地垒)海拔750-1008.8m的高度,出露面积约45km2,从其分布位置初步判断其可能相当构成冰阜阶地的冰川接触沉积之冰水堆积物。此外,在满洲里西部达石莫南都和新百路克西北希林浩来因乌拉山等地的山顶上也见有其呈面积分布。

其堆积物常构成正地形,不整合在上侏罗统组满克头额博组、下白垩统梅勒图组、大磨拐河组、震旦系额尔古纳河组、早—中侏罗世中粒二长花岗岩与中粗粒黑云母二长花岗岩等地质单元之上。该堆积物以发育大量磨圆不等、大小混杂、形态各异、成分复杂的砾石和岩块为其特点,砾石成分有灰紫色流纹岩、褐灰—浅肉红色中—粗粒二长花岗岩、灰紫色安山质岩屑凝灰岩、灰紫色安山岩、灰色气孔状玄武岩、灰白色流纹岩、浅灰紫色流纹质岩屑凝灰岩,以及硅质磁铁矿、玛瑙等成分,不具分选性。漂砾(>1m)或砾石略具磨圆,形状奇异,其中可见典型的凹面石,猴脸石,马鞍状与拖鞋状砾石等。其最大砾石可达2m,一般直径n×10cm-1m不等。在致密坚硬的部分漂砾表面,如灰色安山岩、玄武安山岩、硅质磁铁矿石的表面尚遗留有明显的丁字状擦痕或其它刻划擦痕——凹坑、凹槽等。

此外,据水文地质资料,该类型堆积也见于地下,在满洲里市南,呼伦湖以东乌力吉图牧场——白旗庙一带也见有其踪迹,其不整合在大磨拐河组与燕山早期二长花岗岩体之上,在已施工的水文地质钻孔内发现有厚度较大的泥包砾现象,其堆积物的最大厚度为54.27m。

该冰水堆积大致相当于松辽平原区的上更新统顾乡屯组,即相当于大理冰期,与欧洲的伏尔母冰期大体相当。

2.满洲里冰臼存在的探讨

(1)冰臼

冰臼:是古冰川作用和古冰川气候环境的直接产物和重要遗迹,是冰川融水携带冰碎屑、岩屑物质,沿冰川裂隙自上而下以滴水穿石的方式对下伏基岩进行强烈冲击和研磨所形成的石坑,因其形态很像古代舂米的石臼而得名“冰臼”。

(2)关于满洲里地区冰臼存在的探讨

关于满洲里地区是否存在冰臼,笔者认为应综合考虑,不能与其它冰川遗迹的存在割裂开来,满洲里地区近年来已先后发现了冰川存在的遗迹上更新统冰水堆积与冰河时期动物猛犸象与披毛犀化石,并且本次发现的满洲里冰臼与上更新统冰水堆积物密切相伴,仅相距1-2km距离,且冰臼整体分布位置高于上更新统冰水堆积物形成的垄状地貌。综合上述,笔者认为满洲里地区存在形成第四纪冰臼的气候条件。已发现的冰臼应为第四纪冰川形成。综合其它有关时代依据,初步认为其时代大致介于1-3.3万年之间。

(3)冰臼形成原因初步分析

冰臼的形成,应主要与冰川融水携带冰碎屑、岩屑物质,沿冰川裂隙自上而下以滴水穿石(似圆柱体水钻)的方式对下伏基岩进行强烈冲击和研磨形成,但在特定气候条件下寒冻风化、风蚀及冰川流水等侵蚀作用在冰臼形成过程中也应起到不可忽视的作用。

3.满洲里冰臼特征

2011-2012年内蒙古地质调查院在承担内蒙古满洲里——扎赉诺尔矿产远景调查项目时,在乌努克吐山铜钼矿区南部(位于满洲里市西南约12km处)早——中侏罗世中粗粒黑云母二长花岗岩中发现了30余处冰川微地貌——冰臼。其分布于海拔800-850m球状风化早——中侏罗世中粗粒黑云母二长花岗岩中,大者110×65cm,小者15×15cm,呈椭圆状、拳头状、“8字”形、簸箕状、浑圆三角形与浑圆状,总体表现上部开口略小,肚大、底平(个别凹下似锅底)特点,最小的只有几公分,似一般纽扣大小。本文选择其中9幅冰臼照片,依次编号为:1号、2号……9号。分述如下:

1号:呈椭圆状,长径110cm,短径65 cm,深25cm,口浑圆明显收敛,变小。见图1。

2号:呈椭圆状,长径60cm,短径50cm,深20cm,似帽状,底平,右侧帽沿深10 cm,宽5-8cm,见图2。

3号:呈拳头状,长径35cm,短径25cm,深15cm,左侧弧形边界较规则,见图3。

4号:呈“8字”形,由两个浑圆状小冰臼构成,均不够完整。小者直径15cm,深15cm;大者直径30 cm,深10-15cm,见图4。

5号:呈簸箕状,长65cm,宽30cm,深15cm,底部呈锅底状凹下,口部略小,见图5。

6号:呈簸箕状,长40cm,宽35cm,深10-15cm,底部呈锅底状,簸箕口明显变小,见图6。

7号:由早——中侏罗世中粗粒黑云母二长花岗岩构成的微地貌,其上可见不规则状与浑圆状小冰臼,其直径一般20cm左右,深5-19cm。见图7。

图1

图2

图3

图4

图5

图6

图7

图8

图9

8号:呈浑圆状(似帽状),长径50cm,短径45cm,深20cm,上部为帽沿,帽沿宽约5cm,深5cm,底平。见图8。

9号:呈浑圆三角形状,长30cm,宽15-25cm,深15cm,底部似锅底状凹下。见图9。

4.冰河时期动物猛犸象与披毛犀化石

(1)猛犸象化石(Mammuthus)

发现于1980年5月,为扎赉诺尔煤矿露天剥离第四系地层时在距地表40m下的上更新统海拉尔组内发现。该组以松散的砂与砂砾为主,间夹粘土层,厚一般为10—25m,最厚可达60m。本次发现的猛犸象是我国出土的最大的一具猛犸象化石骨架(Mammuthus),身长8m,身高5m,齿长3.05m,据碳14测定,距今3.3万年,同时出土还有猛犸象墨绿色粪化石,其内植物茎叶清晰可见,通过对粪化石中孢粉分析,反映其食物主要为草本植物中的禾本科、莎草科、菊科与蒿属,灌木稀少。

(2)披毛犀化石(Coelodonta)

几乎在上述猛犸象化石(Mammuthus)发现的同时,在扎赉诺尔煤矿另一处矿区露天煤矿剥离覆土第四系地层时,在距地表39m下的上更新统海拉尔组内发现了头对头,脚对脚,之间相距0.5m,身体呈侧卧状的两具披毛犀(Coelodonta)化石,这在化石发现史上实属罕见,令人瞩目。

海拉尔组与松辽平原的顾乡屯组,内蒙古西部的马兰黄土形成时间大体相当,并与内蒙古西部的马兰黄土(形成于干冷气候条件下)形成时间大体相当,并与内蒙古西部含萨拉乌苏动物群化石的萨拉乌苏组可对比。

猛犸象、披毛犀的产出,反映了冰河时期气候严寒,水草丰盛的古环境。

5.满洲里地区新生代气候变迁

古近纪气候相当于热带——亚热带,气候炎热多雨,植被繁茂;新第三纪气候仍比较温热多雨;新近纪末气候开始转凉。进入第四纪气候比较寒冷,但据近年来在满洲里地区、大兴安岭中部克什克腾旗与大兴安岭北部阿里河等地先后发现的有关冰川遗迹资料分析,大兴安岭地区(包括满洲里地区)第四纪早期可能被大陆冰川覆盖,本区更新世时气候是寒冷与温暖气候循环往复(伴随着冰期与间冰期多次交替)。全新世开始时(大致距今1万年)气候与现代相近,为冰后期。

6.存在问题

满洲里地区已发现的上更新统冰水堆积,目前尚未进行过系统的,有目的,有针对性的挖掘研究,其形成时代也缺乏依据;已发现的第四纪冰臼还未进行过系统的调查,其形成时代,初步认为可能与上更新统冰水堆积大体相当,但其分布范围还有待于进一步调查。上更新统冰水堆积、第四纪冰臼与猛犸象、披毛犀动物化石形成时代是否一致也有待于作进一步的研究。相信随着调查研究的深入,会有更多、更好的冰川遗迹及能反映其形成时代的证据被发现。

参考文献

[1]李东汉等 海拉恨山幅M-50-(21)、满洲里市幅M-50-(22)、西庙幅M-50-(27)、呼伦湖幅M-50-(28)、少尔包格诺尔幅M-50-(26)1:20万区域地质调查报告 1986年

[2]孙洪燕、田明中、武法东 克什克腾世界地质公园青山花岗岩臼的特征及成因研究《地质评论》2007年04期

[3]韩同林 郭克毅 河北及内蒙古中低山区罕见的冰臼群 中国地质 1998年06期

[4]赵志中、钱方、何培元、凌小惠、孙继民、郝冶、田明中 内蒙古克什克腾花岗岩石林的发现及成因《地质评论》2007年51期

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