冕寧地區(qū)中更新世早期沉積環(huán)境與古環(huán)境演化研究1

李 佩 羅 浩 格桑多吉 李光濤 程 理 高 瑋 鐘 慧 高戰(zhàn)武

1）中國(guó)地震災(zāi)害防御中心, 北京100029

2）中國(guó)石油天然氣股份有限公司西藏銷(xiāo)售分公司, 拉薩850000

引言

昔格達(dá)組地層是我國(guó)西南地區(qū)晚新生代典型的沉積地層之一，其主要分布區(qū)域?yàn)樗拇ㄊ∥髂吓手?西昌地區(qū)的大渡河流域（瀘定-漢源）、安寧河流域、雅礱江、金沙江干流攀枝花附近等河谷坡肩上，是研究青藏高原東南緣隆升史、水系變遷和新構(gòu)造活動(dòng)的沉積記錄（王萍等，2011）。昔格達(dá)組沉積厚度為100～200 m，沉積物主要由褐黃色、灰綠色、灰黑色、青灰色的河湖相黏土、粉砂質(zhì)黏土、粉砂和中～粗砂組成（羅運(yùn)利等，1998）。由于昔格達(dá)組出露厚度和高程各地不一，地層分布出露各異，沉積物缺乏生物化石，不同流域昔格達(dá)組巖石地層對(duì)比及時(shí)代認(rèn)識(shí)具有較大分歧（王書(shū)兵等，2006；姚海濤等，2007）。目前，針對(duì)昔格達(dá)組地層已開(kāi)展了大量年代學(xué)研究（羅運(yùn)利等，1998；蔣復(fù)初等，1999；陳智梁等，2004；王書(shū)兵等，2006；姚海濤等，2007；徐則民等，2011），然而沉積環(huán)境和古環(huán)境演化的地質(zhì)記錄較缺乏。此外，昔格達(dá)組地層分布的區(qū)域有西昌衛(wèi)星發(fā)射基地、攀鋼等工業(yè)和國(guó)防設(shè)施，對(duì)昔格達(dá)組地層進(jìn)行研究對(duì)于當(dāng)?shù)毓I(yè)、交通等經(jīng)濟(jì)建設(shè)及川西地區(qū)區(qū)域構(gòu)造和地質(zhì)演化等具有重要意義。

為此，本研究以《冕寧1∶1 萬(wàn)城市活動(dòng)斷層探查》項(xiàng)目“標(biāo)準(zhǔn)鉆孔與第四紀(jì)地層剖面建立”專(zhuān)題布設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)鉆孔ZK1（圖1）昔格達(dá)組沉積物為研究對(duì)象，通過(guò)年代、粒度、孢粉的測(cè)試分析，結(jié)合沉積序列、巖性巖相、沉積構(gòu)造等特征，綜合分析ZK1 鉆孔揭示的冕寧地區(qū)昔格達(dá)組沉積物的沉積環(huán)境演化和古環(huán)境演化過(guò)程。

圖1 ZK1 鉆孔位置Fig.1 The location of the ZK1 borehole

1 區(qū)域地質(zhì)背景

冕寧縣位于青藏高原東南緣四川省涼山彝族自治州北部，與甘孜州九龍縣、雅安市石棉縣、涼山州喜德縣及西昌市接壤。地理位置處于云貴高原（四川省西南部），橫斷山系高山峽谷區(qū)南段，地形陡峭，呈高山、中山深切割地貌，山脈總體呈南北走向，南低北高。目標(biāo)區(qū)內(nèi)最低處海拔約1 750 m，最高海拔約2 470 m，相對(duì)高差約720 m。根據(jù)研究區(qū)地理位置、大地構(gòu)造不同的演化歷史、構(gòu)造變形特征，研究區(qū)可進(jìn)一步劃分為2 個(gè)一級(jí)大地單元，分別為松潘-甘孜造山帶和揚(yáng)子陸塊。

冕寧區(qū)域位于新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)烈的川滇地塊向新構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)較穩(wěn)定的華南地塊過(guò)渡地帶，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)為大面積間歇性隆升、局部斷陷、斷裂、地震和溫泉活動(dòng)等形式。第四紀(jì)初時(shí)，由安寧河河谷東、西2 條斷裂夾持的河谷塊體不斷下陷，同時(shí)沉積了1 層以河湖相為主的昔格達(dá)組，構(gòu)造環(huán)境相對(duì)較穩(wěn)定，安寧河斷裂以走滑伸展變形為主。從早更新世末至中更新世初開(kāi)始，安寧河斷裂以走滑擠壓變形為主。川滇地區(qū)在保持整體隆升的同時(shí)，以水平走滑為主的差異性運(yùn)動(dòng)越來(lái)越明顯和強(qiáng)烈，南北向斷裂展布的安寧河斷陷湖盆上升而結(jié)束沉積，并使下更新世的昔格達(dá)組沉積物發(fā)生強(qiáng)烈變形（斷裂和褶皺）。晚更新世初期，在不斷隆升背景上的幾條活動(dòng)斷裂帶圍限的川滇活動(dòng)塊體，整體發(fā)生了由北北西向南南東水平走滑的活動(dòng)特征，該活動(dòng)過(guò)程一直延續(xù)到整個(gè)全新世。作為川滇塊體邊界斷裂之一的安寧河斷裂在該活動(dòng)過(guò)程中由最初的生成、繼之的發(fā)展到現(xiàn)代基本完成了具體演變過(guò)程。構(gòu)造活動(dòng)基本控制了冕寧區(qū)域第四紀(jì)地層的埋藏和出露情況。研究區(qū)冕寧地區(qū)第四紀(jì)地層主要分布于活動(dòng)斷裂帶兩側(cè)及其附近的斷陷盆地、河谷、溝口及谷坡。已有學(xué)者將第四紀(jì)地層細(xì)分為早更新世地層、中更新世地層和晚更新世地層（張?jiān)罉虻龋?004），其中，早更新世的昔格達(dá)組地層最為發(fā)育，昔格達(dá)組廣泛分布于安寧河斷裂帶及附近盆地內(nèi)，為穩(wěn)定的河湖相沉積。昔格達(dá)組地層可劃分為3 套巖性段，上段巖性主要為厚層黃色細(xì)砂巖和雜色黏土巖互層，厚40～120 m，為湖相沉積；中段巖性主要為灰色、灰黑色黏土巖和黃色細(xì)砂巖互層，厚50～75 m，為湖相沉積；下段巖性主要為半膠結(jié)砂礫巖層，礫石成分復(fù)雜，磨圓中等或較好，厚10～18 m，為河流相沉積。根據(jù)1∶1 萬(wàn)冕寧縣縣城及周邊區(qū)域地質(zhì)地形圖資料，目標(biāo)區(qū)主要以更新世和全新世沖、洪、坡積物與少量湖沼沉積物等地層為主，冕寧縣縣城周邊以花崗巖、輝綠巖等巖漿巖出露為主。

2 材料與方法

2.1 巖芯概述

本研究對(duì)象為四川省冕寧縣城西北方向獲取的沉積物巖芯（ZK1），采樣位置GPS 點(diǎn)位為（28°33′56.983 49″N， 102°09′31.264 49″E），高程為1 822.5 m。ZK1 鉆孔總長(zhǎng)度為153.2 m，鉆孔中上部沉積物（深度0～83.2 m）主要由黃褐色的卵石土組成，下部沉積物（深度83.2～153.2 m）主要由黃褐色、深灰色到灰色的泥巖、細(xì)砂和中細(xì)砂組成（圖2）。本研究主要以ZK1 鉆孔沉積物底部的黃褐色～灰色昔格達(dá)組沉積物（深度83.2～153.2 m）為研究對(duì)象，巖性如表1 所示。

表1 ZK1 鉆孔昔格達(dá)組巖性描述與地層層位序列Table 1 Lithologic description of Xigeda Formation in ZK1 borehole and the stratigraphic position sequence

圖2 ZK1 鉆孔巖芯照片F(xiàn)ig.2 The pictures of the ZK1 borehole core

2.2 ESR 年代測(cè)試

對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理及測(cè)試，根據(jù)樣品巖性的不同，分別去除表層已受干擾物質(zhì)后放入搪瓷盤(pán)中進(jìn)行破碎處理，并篩分出粒徑為100～200 μm 的樣品，隨后將其放入1 000 mL 燒杯中進(jìn)行相關(guān)化學(xué)前處理，即分別利用雙氧水、鹽酸分解樣品中的有機(jī)質(zhì)、碳酸鹽類(lèi)物質(zhì)，利用磁鐵吸附并去除樣品中的磁性礦物，利用多鎢酸鋰進(jìn)行重液分離，去除重礦物并低溫烘干，利用氫氟酸浸泡處理樣品，用于溶解去除長(zhǎng)石礦物等，提取純凈石英礦物，并利用10%的鹽酸浸泡，去除長(zhǎng)石與氫氟酸反應(yīng)的氟化物，最后在鏡下鑒定石英純度。前處理后的樣品均分為10 份（每份約0.25 g），送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行處理后樣品的人工輻照。樣品輻照劑量根據(jù)樣品巖性特征、樣品輻照劑量響應(yīng)及輻照劑量之間的相關(guān)關(guān)系設(shè)計(jì)。為去除輻照后產(chǎn)生的短壽命信號(hào)，輻照后的樣品需放置一段時(shí)間。利用EMX BRUKER X-Band ESR 型信號(hào)測(cè)量質(zhì)譜儀進(jìn)行樣品信號(hào)測(cè)量，并根據(jù)樣品ESR 信號(hào)測(cè)量結(jié)果計(jì)算等效劑量。

2.3 粒度測(cè)試

基于ZK1 鉆孔下部沉積物（深度83.2～153.2 m），以約0.75 m 為間距共獲得92 個(gè)粒度樣品，將樣品在實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干。首先將風(fēng)干的樣品稱(chēng)取0.25 g 并放入500 mL 燒杯中，加入濃度為30%的雙氧水，放置于120 ℃加熱板上進(jìn)行加熱處理，以分解樣品中的有機(jī)質(zhì)成分。待燒杯中不再發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣泡后（即樣品中的有機(jī)質(zhì)已去除干凈），將燒杯從加熱板上取下，并趁熱加入10 mL 濃度為10%的鹽酸，去除樣品中的次生碳酸鹽類(lèi)礦物。待燒杯冷卻至常溫后，向燒杯中加入純水至480 mL，并將干凈的載玻片放置于燒杯上方靜置24 h，之后用橡膠導(dǎo)管吸出燒杯內(nèi)上清液。重復(fù)上述加純水步驟，得到碳酸鹽類(lèi)和有機(jī)質(zhì)去除干凈的樣品。上機(jī)測(cè)試之前向樣品中加入10 mL 濃度為10%的分散劑六偏磷酸鈉，并放置于超聲波水浴中進(jìn)行充分振蕩，一般振蕩10 min。超聲完的樣品利用Coulter LS 13 320 型激光粒度儀進(jìn)行測(cè)試分析，測(cè)量范圍為0.375～2 000 μm。

2.4 孢粉測(cè)試

孢粉測(cè)試每個(gè)樣品取約50 g，處理前加1 片石松孢子片（每片含27 637±567 粒石松）以計(jì)算孢粉濃度，經(jīng)常規(guī)酸堿處理、重液浮選得到富集的孢粉，在Olympus BX51 光學(xué)顯微鏡放大200 倍、400 倍下進(jìn)行鑒定統(tǒng)計(jì)。共鑒定分析80 個(gè)樣品，其中94.2～83.3 m 深度的18 個(gè)樣品為黃色黏土、黃色細(xì)砂～粗砂，孢粉含量低，未達(dá)到統(tǒng)計(jì)量。另有8 個(gè)樣品為灰黑色粉砂～細(xì)砂，但孢粉含量低，剩余的54 個(gè)樣品含豐富的孢粉，每個(gè)樣品統(tǒng)計(jì)115～678 粒，平均402 粒。

3 測(cè)試結(jié)果與分析

3.1 年代測(cè)試結(jié)果

ZK1 鉆孔3 個(gè)沉積物樣品符合ESR 測(cè)年要求，測(cè)量信號(hào)較好，年齡結(jié)果誤差10%～20%，如表2 所示。通過(guò)計(jì)算各年代控制點(diǎn)間沉積速率得到所有樣品的年代結(jié)果，底部樣品年代通過(guò)上部沉積物平均沉積速率計(jì)算，結(jié)果表明冕寧地區(qū)ZK1 鉆孔昔格達(dá)沉積物的沉積時(shí)代為（455～736）ka（中更新世早期）。通過(guò)沉積速率計(jì)算可得，第1 個(gè)沉積物年代點(diǎn)和第2 個(gè)沉積物年代點(diǎn)的沉積速率為0.17 m/ka，第2 個(gè)沉積物年代點(diǎn)和第3 個(gè)沉積物年代點(diǎn)的沉積速率為0.69 m/ka。深度139.9～125.5 m 之間以細(xì)砂沉積為主，沉積速率較大。深度125.5～84.5 m 之間以黏土、粉砂等沉積物為主，沉積速率較小。

3.2 粒度測(cè)試結(jié)果

根據(jù)冕寧ZK1 鉆孔沉積物粒度測(cè)試結(jié)果，可將其分為黏土（粒徑＜4 μm）、粉砂（粒徑4～63 μm）、細(xì)砂（粒徑63～125 μm）和粗砂（粒徑＞125 μm）。中值粒徑用來(lái)反映沉積物顆粒分布狀態(tài)的平均趨勢(shì)，平均粒徑用來(lái)反映沉積物沉積過(guò)程中介質(zhì)的平均動(dòng)能（姜在興，2003）。大量研究表明，封閉湖相沉積中，盆地中心沉積物粒度增大，代表湖泊收縮的干燥氣候；反之，湖泊沉積物粒度減小，代表湖泊擴(kuò)張的濕潤(rùn)氣候期（Xiao 等，2013；Lu 等，2018；Yang 等，2020）。ZK1 鉆孔沉積物不同粒級(jí)的含量、中值粒徑和平均粒徑隨深度的變化特征如圖3 和表3 所示。根據(jù)各粒級(jí)含量及平均粒徑和中值粒徑變化特征將其劃分為3 個(gè)帶，分別為I 帶（深度153.2～139.4 m）、II 帶（深度139.4～101.5 m）、III 帶（深度101.5～83.2 m）。其中，I 帶共12 個(gè)粒度數(shù)據(jù)，II 帶共50 個(gè)粒度數(shù)據(jù)，III 帶共30 個(gè)粒度數(shù)據(jù)。樣品平均粒徑為8.0～450.0 μm，中值粒徑為6.2～432.0 μm。黏土含量為1.6%～27.9%，平均9.5%。粉砂含量為16.1%～92.5%，平均65.3%。細(xì)砂含量為0～32.8%，平均8.9%。粗砂含量為0～77.6%，平均16.3%。

表3 冕寧ZK1 鉆孔不同粒徑、平均粒徑和中值粒徑在3 個(gè)帶的變化特征Table 3 Variation characteristics of different particle size, average particle size and median particle size in three zones of the ZK1 sediment in Mianning region

圖3 冕寧ZK1 沉積物平均粒徑、中值粒徑、黏土、粉砂、細(xì)砂、粗砂含量隨深度的變化Fig.3 Variation of mean particle size, median particle size, clay, silt, fine sand and coarse sand contents with depth in the ZK1 sediment of Mianning region

在I 帶（深度153.2～139.4 m）中，中值粒徑為148.6 μm，平均粒徑為193.2 μm，表明此階段主要以粗砂成分為主，粗砂含量平均值可達(dá)47.6%，粗砂含量高于II 帶和III 帶；在II 帶（深度139.4～101.5 m）中，與I 帶和III 帶相比，粉砂含量最高，可達(dá)72.7%，粗砂含量低于I 帶，而中值粒徑和平均粒徑明顯減小，表明水動(dòng)力條件減弱。在III 帶（深度101.5～83.2 m）中，粉砂含量較高但低于II 帶，粗砂含量相較于II 帶明顯增加，在此階段平均粒徑和中值粒徑大于II 帶，表明沉積水動(dòng)力變大。

3.3 孢粉測(cè)試結(jié)果

ZK1 鉆孔沉積物共鑒定76 個(gè)科屬的孢粉類(lèi)型，其中68 個(gè)科屬為花粉，8 個(gè)科屬為蕨類(lèi)孢子，均以木本植物花粉占優(yōu)勢(shì)，常見(jiàn)的類(lèi)型有松屬、鐵杉屬、云杉屬、冷杉屬、落葉松屬、櫟屬、榿木屬、樺木屬、鵝耳櫪屬、榛屬、榆屬、楓楊屬、沙棘屬、柳屬、忍冬科。草本類(lèi)型常見(jiàn)蒿屬、莎草科、禾本科、菊科、紫菀型、蒲公英型、風(fēng)毛菊型、藜科、十字花科、唇形科、蓼屬、毛茛科。蕨類(lèi)孢子常見(jiàn)水龍骨科和卷柏屬。根據(jù)其變化特征，結(jié)合粒度測(cè)試結(jié)果，可將其劃分為Ⅰ0～Ⅳ0共4 個(gè)孢粉變化帶（圖4）。

圖4 冕寧ZK1 昔格達(dá)組沉積物孢粉測(cè)試結(jié)果Fig.4 Pollen results of the Xigeda group sediments in ZK1 borehole

Ⅰ0帶 （深度146.2～138.7 m）：共4 個(gè)孢粉結(jié)果。本帶闊葉類(lèi)植被花粉含量占37.6%～71.1%，平均55.7%；針葉類(lèi)植被花粉含量占21.1%～45.2%，平均31.3%；灌木與草本植物花粉含量平均為13.0%。其中，花粉含量較高的類(lèi)型有櫟屬（花粉含量11.7%～27.2%，平均16.3%）、榿木屬（花粉含量8%～10.8%，平均9.1%）、樺木屬（花粉含量3.8%～11.8%，平均8.9%）、鵝耳櫪屬（花粉含量4.6%～8.6%，平均7.3%）、榆屬（花粉含量5.2%～11.5%，平均8.3%）、楓楊屬（花粉含量1.5%～5.2%，平均3.0%）、榛屬（花粉含量0.3%～2.2%，平均1.3%）等。針葉類(lèi)植被花粉常見(jiàn)松屬（花粉含量3.7%～13.4%，平均9.2%）、鐵杉屬（花粉含量2.6%～14.7%，平均7.1%）、云杉屬（花粉含量0.6%～16.6%，平均8.3%）、冷杉屬（花粉含量2.1%～12.3%，平均5.3%）、落葉松屬（花粉含量0～2.2%，平均1.2%）等。灌木與草本植物花粉類(lèi)型常見(jiàn)蒿屬（花粉含量1.3%～5.0%，平均2.7%）、莎草科（花粉含量0～5.7%，平均3.0%）、禾本科（花粉平均含量1.3%）、唇形科（花粉平均含量1.1%）等。由于松屬花粉具有超代表性，一般認(rèn)為松屬花粉含量＞30%時(shí)研究點(diǎn)存在松林。因此，本帶花粉代表的植被類(lèi)型應(yīng)為以櫟屬、樺木屬、榆屬、鵝耳櫪屬、楓楊屬、榿木屬等為主的闊葉林，高海拔地區(qū)發(fā)育鐵杉林、云/冷杉林、落葉松林等針葉樹(shù)混交林或純林，植被分布存在顯著的垂直地帶性。

Ⅱ0帶 （深度138.1～122.5 m）：共18 個(gè)孢粉結(jié)果。本帶木本植物花粉含量下降，針葉類(lèi)植被花粉含量為28.3%，闊葉類(lèi)植被花粉含量為45.0%，灌木與草本植物花粉含量為26.4%。闊葉類(lèi)植被花粉常見(jiàn)櫟屬（花粉含量8.9%～28.0%，平均16.0%）、榿木屬（花粉含量4.4%～21.5%，平均12.3%）、樺木屬（花粉含量1.7%～10.6%，平均4.7%）、鵝耳櫪屬（花粉含量1.2%～12.1%，平均3.8%）、榆屬（花粉含量0～15.2%，平均5.2%）、楓楊屬（花粉含量0～3.1%，平均1.4%）、榛屬（花粉含量0～2.2%）等。針葉類(lèi)植被花粉常見(jiàn)松屬（花粉含量3.4%～25.1%，平均10.9%）、鐵杉屬（花粉含量0.8%～8.1%，平均3.5%）、冷杉屬（花粉含量0.8%～9.1%，平均4.2%）、云杉屬（花粉含量2.6%～21.2%，平均8.9%）、落葉松屬（花粉含量0～2.1%）等。灌木與草本植物花粉常見(jiàn)蒿屬（花粉含量2.2%～15.2%，平均7.9%）、禾本科（花粉含量1.0%～8.1%，平均2.9%）、莎草科（花粉含量1.2%～6.6%，平均3.3%）、藜科（花粉含量0.3%～4.0%，平均1.3%）、菊科（花粉含量4.2%）、蓼屬（花粉含量0～2.8%，平均1.1%）、沙棘屬（花粉含量0～3.4%，平均1.3%）等。本帶木本植物尤其是闊葉類(lèi)植被孢粉含量降低，草本植物花粉含量升高，氣候較上一階段變冷干，植被有所退化。

Ⅲ0帶 （深度122.5～108.0 m）：共18 個(gè)孢粉結(jié)果。本帶針葉類(lèi)植被花粉含量升高至34.5%，闊葉類(lèi)植被花粉含量略升高至48.7%，灌木與草本植物花粉含量下降至16.8%。其中，闊葉類(lèi)植被花粉常見(jiàn)櫟屬（花粉含量7.0%～26.3%，平均15.7%）、榿木屬（花粉含量12.8%～27.4%，平均18.7%）、樺木屬（花粉含量2.3%～9.5%，平均5.5%）、榆屬（花粉含量2.0%～8.1%，平均5.7%）、鵝耳櫪屬（花粉含量0.2%～4.8%，平均1.6%）、榛屬（花粉含量0～1.6%）等。針葉類(lèi)植被花粉常見(jiàn)松屬（花粉含量7.1%～27.4%，平均19.3%）、鐵杉屬（花粉含量0.8%～9.9%，平均5.1%）、冷杉屬（花粉含量1.1%～6.7%，平均3.9%）、云杉屬（花粉含量2.1%～8.6%，平均4.9%）、落葉松屬（花粉含量0～4.3%，平均1.2%）等。灌木與草本植物花粉常見(jiàn)蒿屬（花粉含量1.2%～13.6%，平均4.9%）、禾本科（花粉含量0～10.5%，平均3.2%）、莎草科（花粉含量0.3%～4.3%，平均1.9%）、藜科（花粉含量0～2.1%）、沙棘屬（花粉含量0～4.5%）、忍冬科（花粉含量0～12.1%，平均2.1%）等。本帶針葉類(lèi)植被花粉含量升高，松屬花粉含量最高可達(dá)27.4%，闊葉類(lèi)植被花粉含量略有升高，草本植物花粉含量下降，氣候較上一階段變暖濕，但不如Ⅰ帶。

Ⅳ0帶（深度107.1～95.2 m）：共14 個(gè)孢粉結(jié)果。本帶針葉類(lèi)植被花粉含量繼續(xù)升高，平均含量為48.7%；闊葉類(lèi)植被花粉含量下降明顯，下降至36.4%；灌木與草本植物花粉平均含量為14.9%，指示氣溫進(jìn)一步下降。具體來(lái)講，闊葉類(lèi)植被花粉常見(jiàn)櫟屬（花粉含量1.2%～21.6%，平均8.6%）、榿木屬（花粉含量2.7%～53.9%，平均21.3%）、樺木屬（花粉含量0.6%～7.8%，平均2.8%）、榆屬（花粉含量0～4.1%，平均1.7%）、鵝耳櫪屬（花粉含量0～2.1 %）、楓楊屬（花粉含量0～1.4%）等。針葉類(lèi)植被花粉常見(jiàn)松屬（花粉含量8.2%～40.0%，平均24.6%）、鐵杉屬（花粉含量2.6%～16.2%，平均7.9%）、冷杉屬（花粉含量1.8%～15.7%，平均8.6%）、云杉屬（花粉含量1.7%～15.3%，平均6.7%）、落葉松屬（花粉含量0～4.9%）等。灌木與草本植物花粉常見(jiàn)蒿屬（花粉含量0.5%～7.0%，平均2.7%）、禾本科（花粉含量0.3%～7.8%，平均2.5%）、莎草科（花粉含量0.3%～18.5%，平均4.8%）、藜科（花粉含量0～1.7%）、沙棘屬（花粉含量0～2.6%）、忍冬科（花粉含量0～1.8%）等。本帶櫟屬、樺木屬、榆屬花粉含量明顯下降，松屬、鐵杉屬、云杉屬、冷杉屬花粉含量升高，喜濕的榿木屬和莎草科花粉含量升高，氣候變冷濕。

4 討論

頻率分布曲線(xiàn)可簡(jiǎn)單又直觀地反映沉積物粒度分布特征（姜在興，2003），包括多種形態(tài)，主要為單峰、雙峰、多峰等。粒度頻率分布的單峰形態(tài)特征為曲線(xiàn)峰值高且窄，指示沉積物粒度組分較單一、分選較好；粒度頻率分布的單峰形態(tài)特征為曲線(xiàn)峰值低而寬，指示沉積物粒度組分分選較差。粒度頻率分布的雙峰形態(tài)曲線(xiàn)一般代表沉積物中有2 種主要成分，兩峰峰值較高、距離較近代表沉積物分選較好，兩峰峰值較低、距離較遠(yuǎn)代表沉積物分選較差。粒度頻率分布曲線(xiàn)的多峰態(tài)一般曲線(xiàn)形態(tài)展開(kāi)度大、峰值低，代表沉積物沉積環(huán)境的復(fù)雜性，指示沉積物來(lái)源的多元性，一般分選較差。冕寧ZK1 鉆孔沉積物粒度頻率分布曲線(xiàn)多表現(xiàn)為單峰特征，相對(duì)較粗樣品的粒度頻率分布曲線(xiàn)表現(xiàn)為雙峰且偏向較粗粒方向（圖5）。頻率累積曲線(xiàn)三階段較相近，因此結(jié)合頻率分布曲線(xiàn)更能反映物源及分選情況（圖6）。

圖5 冕寧ZK1 鉆孔沉積物3 個(gè)變化帶頻率分布曲線(xiàn)Fig.5 Frequency distribution curves of sediments in ZK1 borehole

圖6 冕寧ZK1 鉆孔沉積物3 個(gè)變化帶概率累積曲線(xiàn)Fig.6 Probability accumulation curve of three variation zones in the sediments of ZK1 borehole

根據(jù)泄水情況將湖泊分為外流湖泊和內(nèi)流湖泊。對(duì)于外流湖泊而言，沉積物粒度分析表明粗粒組分代表氣候更加濕潤(rùn)，細(xì)粒組分代表氣候更加干旱（Lerman，1978；Campbell，1998）；而對(duì)于內(nèi)流湖泊而言，沉積物粒度分析表明粒度粗則氣候干旱，粒度細(xì)則氣候濕潤(rùn)（Lu 等，2018）。根據(jù)程建武（2010）相關(guān)研究成果，安寧河河谷發(fā)育Ⅳ級(jí)階地，根據(jù)Ⅳ級(jí)階地礫石層中細(xì)砂ESR 測(cè)年結(jié)果，安寧河Ⅳ級(jí)階地形成時(shí)代約550 ka（程建武，2010），表明安寧河形成時(shí)代為550 ka。因此，在736～550 ka 期間，冕寧所處的湖盆為內(nèi)流湖盆；在550～455 ka 期間，冕寧所處的湖盆為外流湖盆。

綜上所述，結(jié)合冕寧ZK1 巖性、巖相、沉積構(gòu)造特征及孢粉測(cè)試結(jié)果，將其沉積環(huán)境和古環(huán)境演化劃分為以下3 個(gè)階段（圖7）：

圖7 ZK1 鉆孔沉積物粒度和孢粉綜合對(duì)比Fig.7 Comprehensive comparison of sediment particle size and palyron in ZK1 borehole

Ⅰ帶（深度153.2～139.4 m，時(shí)期736～719 ka）：沉積物主要以灰色～深灰色中細(xì)砂、中粗砂及細(xì)砂組成，粒度頻率分布曲線(xiàn)以雙峰態(tài)為主，粒度組分以粗砂含量最高，中值粒徑、平均粒徑較其他階段均呈現(xiàn)高值，可能指示此時(shí)期湖水較淺，沉積物搬運(yùn)距離較短，可能以近源沉積為主，因此沉積物顆粒較粗，分選較差，代表濱湖亞相的沉積環(huán)境。本帶花粉代表的植被類(lèi)型應(yīng)為櫟屬、樺木屬、鵝耳櫪屬、榆屬、楓楊屬、榿木屬等為主的闊葉林，高海拔地區(qū)發(fā)育鐵杉林、云/冷杉林、落葉松林等針葉樹(shù)混交林或純林，植被分布存在顯著的垂直地帶性。氣候整體溫暖濕潤(rùn)。

Ⅱ帶（深度139.4～101.5 m，時(shí)期719～563 ka）：沉積物主要以灰色～深灰色泥巖為主，中間夾較粗的細(xì)砂巖層，粒度頻率分布曲線(xiàn)以單峰態(tài)為主、雙峰態(tài)次之，沉積構(gòu)造以水平層理為主，指示分選較好。泥巖層表明此時(shí)期湖水較深，沉積搬運(yùn)距離較遠(yuǎn)，分選較好；砂巖層分選相對(duì)較差，湖水較淺，搬運(yùn)距離較近，指示深湖-濱湖亞相的沉積環(huán)境。此階段針葉類(lèi)植被花粉含量增加，禾本花粉含量稍有下降，氣候較上一階段變冷干，植被有所退化。

Ⅲ帶（深度101.5～83.2 m；時(shí)期563～455 ka）：沉積物主要以淺黃色～黃褐色中細(xì)砂、粗砂夾泥巖為主，粉砂含量最高，平均粒徑偏粗，粒度頻率分布曲線(xiàn)以單峰為主，指示此時(shí)期湖水深度較深，沉積搬運(yùn)距離較遠(yuǎn)，分選較好，指示半深湖-淺湖亞相沉積環(huán)境，沉積環(huán)境可能與安寧河形成相關(guān)。此階段針葉類(lèi)植被花粉含量增高，闊葉類(lèi)植被花粉含量稍有減小，指示該時(shí)期古環(huán)境較為冷濕。

5 結(jié)論

本研究主要以冕寧縣城西北方向鉆孔揭示的昔格達(dá)組沉積物為研究對(duì)象，通過(guò)沉積物年代、粒度和孢粉測(cè)試分析，結(jié)合沉積序列、巖性巖相、沉積構(gòu)造等特征，可知736～719 ka 期間沉積物主要以灰色～深灰色中細(xì)砂、中粗砂及細(xì)砂組成，粒度頻率分布曲線(xiàn)以雙峰態(tài)為主，粒度組分以粗砂含量最高，中值粒徑、平均粒徑較其他階段均呈現(xiàn)高值，主要以濱湖亞相的沉積環(huán)境為主，植被分布存在顯著的垂直地帶性，氣候整體溫暖濕潤(rùn)；719～563 ka 期間沉積物主要以淺黃色～黃褐色中細(xì)砂、粗砂夾泥巖為主，粉砂含量最高，平均粒徑偏粗，粒度頻率分布曲線(xiàn)以單峰為主，指示此時(shí)期湖水深度較深，主要以深湖-濱湖亞相的沉積環(huán)境為主，此階段針葉類(lèi)植被花粉含量增加，禾本花粉含量稍有下降，氣候較上一階段變冷干；563～455 ka 期間沉積物主要以淺黃色～黃褐色中細(xì)砂、粗砂夾泥巖為主，粉砂含量最高，平均粒徑偏粗，粒度頻率分布曲線(xiàn)以單峰為主，指示此時(shí)期湖水深度較深，主要以半深湖-淺湖亞相沉積環(huán)境為主，此階段針葉類(lèi)植被花粉含量增高，闊葉類(lèi)植被花粉含量稍有減小，指示該時(shí)期古環(huán)境較為冷濕。