拉薩烏蘇河流域中更新世薩拉烏蘇組的時代

自1924年法國的p.d.桑吉華和e.桑志華在今天的內蒙古拉薩烏蘇河流域建立“薩拉烏蘇群”以來，這組被認為是中國北方，尤其是中國北方最古老、最先進的河流湖泊共同地層。隨著近年來第四紀研究的深入和科學研究的發展和應用，許多科學家對原有河流湖泊的薩拉烏蘇群進行了重新分類。然而，到目前為止，在這個時期的歸屬感中，有四種不同的觀點。例如，晚更新世初始、晚更新世中后期[3.6]、晚更新世晚期和相當于海洋18o6級的第6層。正確定義阿拉烏蘇組的地質時代，對于解決中國北方阿拉烏蘇組與烏蘭黃土的關系、冰期氣候的比較以及河套人和阿拉拉烏蘇動物群的生活時代具有重要意義。因此，有必要繼續討論這一點。1城川組—地層層序劃分及年代序列的建立在傳統的薩拉烏蘇組中,袁寶印依據巖性巖相和脊椎動物化石對比,將其頂部湖沼相沉積定名為全新世大溝灣組,大溝灣組之下的薩拉烏蘇組分為下部河湖相和上部河流相沉積,時代分屬晚更新世中期和晚期.在前人工作基礎上,本研究通過對薩拉烏蘇河流域第四紀地層的沉積相特征研究和層位對比,將大溝灣組之上發現的黑壚土、次生黃土和現代風成沙沉積命名為滴哨溝灣組,將袁寶印劃出的薩拉烏蘇組上部河流相沉積命名為風成砂相為主的城川組,而將薩拉烏蘇組僅限制在原河湖相為主的“薩拉烏蘇組”下部地層范圍內即本文所討論的薩拉烏蘇組,并把薩拉烏蘇組底部砂土礫石層之下的黃色細砂和黃土劃歸為中更新世.在薩拉烏蘇河中下游流域,類似于滴哨溝灣剖面的地層組合形式十分普遍,且各組層位分布穩定.但城川組與薩拉烏蘇組的關系因地貌部位不同在橫向上發生變化.城川組在黃土丘陵區漸變為風成沙夾黃土或黃土夾風成沙,到黃土高原漸變為馬蘭黃土;薩拉烏蘇組在黃土丘陵區漸變為褐色土型古土壤S1.就以滴哨溝灣剖面(圖1)為例,對其層位取樣和絕對年齡測定.基本結果是:中更新統風成砂TL測年為(0.216±0.022)Ma,薩拉烏蘇組偏下部距底界約10m處TL測年為(93±14)ka,李保生曾在距該剖面NE方向約5km的米浪溝灣薩拉烏蘇組中距底部約4.5m處獲得TL年齡(124.9±15.8)ka,薩拉烏蘇組頂部TL測年為(70.9±6.2)ka;城川組中部湖沼相沉積經14C測年獲得(28170±1080)和(30240±1280)a兩個相近數據;大溝灣組底部14C和TL年齡分別為(9500±100),(9600±160)和(9700±120)a,中部的2個14C年齡為(5070±75)和(4700±100)a,頂部14C年齡為(3800±100)a;滴哨溝灣組中砂質古土壤14C年齡為(2300±90)a.這樣,依據地層沉積相變化和絕對年代控制基本上建立了薩拉烏蘇河地區第四紀地層的年代序列.2薩拉烏蘇河湖相風成砂的形成時代近年來黃土＿古土壤序列研究表明,古土壤S1形成于140～85ka的末次間冰期.李吉均等人對臨夏北塬剖面研究后認為陸地上末次冰期＿間冰期旋回的起始時間定為140ka是合理的.本文所獲得的薩拉烏蘇組偏下部TL年齡有(93±14)和(124.9±15.8)ka,后一數據的采樣位置距該組底界至少有4.5m,推測薩拉烏蘇組的下限年齡至少可延至140ka.李保生等人比較了薩拉烏蘇組和“丁村組”中動物群特征及生態習性后,認為二者隸屬于晚更新世早期,裴文中早年也曾提出“丁村動物群接近或相當于薩拉烏蘇河期”和“丁村人與河套人較為接近”的看法.也有學者將丁村動物群置于深海δ18O第5階段,大致相當于140～70ka的末次間冰期.蓋培等人測定丁村遺址古地磁年代為100ka,黃寶林等人對丁村遺址研究后提出,丁村剖面馬蘭黃土下伏的河湖相沉積的層2,3,5,6(地層序號自下而上)的ESR(麗蚌電子自旋)測年分別為(113.5±9),(95±8),(92±7)和(75±6)ka.不難看出,這些測年數據均落在末次間冰期的時段內,可與薩拉烏蘇組中下部(93±14),(124.9±15.8)和頂部(70.9±6.2)ka對比,與S1古土壤層發育時間相一致.因此,將薩拉烏蘇組的形成時代置于約140～70ka的末次間冰期是可取的.薩拉烏蘇組頂部年齡為(70.9±6.2)ka可視為城川組風成砂堆積的起始年齡.各地馬蘭黃土起始堆積的時間在(63.8±5.9),(69±7)和85ka之間,大致和城川組風成沙堆積開始時間相近.若比較城川組與馬蘭黃土中動物群的種類和生活習性可知,城川組與馬蘭黃土中的動物群極其相似,都是以生活于干旱草原環境下的嚙齒類和有蹄類以及近水域荒漠環境的各種鳥類為主,而與薩拉烏蘇組中以棲息于暖濕森林或森林草原環境的虎、馬鹿、腫骨鹿、諾氏象等動物群差異明顯.所以,從沉積相、年代測定和動物群等方面都說明城川組、馬蘭黃土與下伏的薩拉烏蘇組地層是上下疊覆關系,而非同期相變關系.為此,將薩拉烏蘇動物群及其層位放在深海δ18O第5階段較為適宜.如以10ka作為全新世/晚更新世的界線,則城川組風成沙形成于70.9～10ka的末次冰期,與馬蘭黃土是同期異相(沙相和黃土相)風積物.對城川組中部的1～2層湖沼相沉積,黎興國曾在該層中部采集的淡水狹羅卜螺殼,14C測年為(27.94±6)ka,該層頂部14C測年為(24±1.2)ka.這同前述測年數據基本一致,與馬蘭黃土中的古土壤或弱發育古土壤形成時代(27.57±1.2)和(29.4±1.6)ka也相近,表明城川組中部湖沼相沉積與馬蘭黃土中古土壤是同期發育的,皆是末次冰期間冰段氣候的反映.全新世以來湖沼相沉積的大溝灣組底界年齡和14從未超過大溝灣組中部和頂部測年數據均落在全新世大暖期時段(8.5～3ka)內.似乎可以認為全球氣候轉入冰后期直到(9.7±1.2)ka才對本區產生明顯影響,約比黃土高原11ka前開始發育古土壤S0的時間滯后1000多年.該區古土壤或湖沼相主要發育于氣候最宜期,最晚結束于約(2300±90)a左右,而后氣候漸趨干旱接近現代氣候條件,表明湖沼相沉積或黑色古土壤應與黃土高原S0相對應.綜上所述,以滴哨溝灣剖面為代表的薩拉烏蘇河湖相＿風成砂沉積序列基本上可與黃土、深海沉積記錄和冰期氣候波動對比.河湖相沉積的薩拉烏蘇組形成于約140～70ka的末次間冰期,大致與深海δ18O第5階段對應,與S1同期發育;城川組風成砂形成于約70～10ka的末次冰期,與黃土高原馬蘭黃土是同期異相地質體;大溝灣組和滴哨溝灣組