刘瑾, 王永, 李廷栋, 董进, 江南, 汤文坤. (2016)内蒙古中东部达里湖湖岸堤记录的12.5 cal ka BP以来湖面波动过程* [J]. 古地理学报, 18(6): 1044-1052
Liu Jin, Wang Yong, Li Tingdong, Dong Jin, Jiang Nan, Tang Wenkun. (2016)Lake level fluctuations since 12.5 calka BP recorded by lakeshores of the Dali Lake in middle-east of Inner Mongolia[J]. Journal Of Palaeogeography, 18(6): 1044-1052. DOI:10.7605/gdlxb.2016.06.079  
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内蒙古中东部达里湖湖岸堤记录的12.5 cal ka BP以来湖面波动过程*
刘瑾1,2, 王永1, 李廷栋1, 董进1, 江南1, 汤文坤1
1 中国地质科学院地质研究所,北京 100037
2 中国地质大学(北京),北京 100083;

第一作者简介 刘瑾,女,1987年生,中国地质科学院地质研究所和中国地质大学(北京)博士研究生,主要从事第四纪晚期以来的古环境、古气候重建研究。E-mail:liujin_1203@126.com。

通讯作者简介 王永,男,1968年生,中国地质科学院地质研究所研究员,主要从事第四纪地质和新构造研究。E-mail:wangyong@cags.ac.cn。

收稿日期:2016-01-11
基金:*中国地质调查局项目(编号:12120113005600)资助
摘要

内蒙古中东部位于东亚夏季风过渡区,对气候变化响应敏感。广泛发育的湖泊沉积物提供了全新世以来的环境变化的理想材料。湖岸沉积物直接记录的古水位,与高分辨率的湖心钻孔记录相结合,有助于全面认识古气候的变化历史和湖面波动的定量重建。运用 AMS14C测年和 GPS、 DEM及 1: 5万地形图等相结合的方法确定了达里湖北侧湖岸堤的年代和高程,并结合湖岸堤剖面的沉积序列指示的湖面变化过程,重建了 12.5 cal ka BP以来达里湖的波动历史。 12.5 cal ka BP,达里湖湖面海拔高度约为 1253, m,至 12.3 cal ka BP湖面经历短暂上升,至海拔 1266, m左右;之后湖面下降,至全新世早期( 11.2 cal ka BP),水位降至 1254, m左右;随后湖面开始逐步上升, 10.7 cal ka BP湖面水位稳定在 1274, m左右;全新世中期湖面继续上升至某一高度(至少在 1291, m)后,于全新世晚期 4.8 calka BP 湖面高度降至 1279, m,并于 4.6 cal ka BP湖面继续下降至 1275, m的高度。通过对比湖心钻孔记录的湖泊波动历史以及区域湖泊沉积记录,认为达里湖的水位波动受东亚季风活动的影响,具有区域的一致性。达里湖的水位变化较区域内的其他湖泊更为强烈,认为除了受区域气候变化的影响外,达里湖全新世晚期的湖面下降可能还与区域内强烈的构造活动和西拉木伦河溯源侵蚀导致区域水系的改变有关。

关键词: 达里湖; 湖面波动; 晚更新世; 古环境
中图分类号:P534.63 文献标志码:A 文章编号:1671-1505(2016)06-1044-09
Lake level fluctuations since 12.5 calka BP recorded by lakeshores of the Dali Lake in middle-east of Inner Mongolia
Liu Jin1,2, Wang Yong1, Li Tingdong1, Dong Jin1, Jiang Nan1, Tang Wenkun1
1 Geological Institute, Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100037
2 China University of Geosciences(Beijing),Beijing 100083;

About the first author Liu Jin,born in 1987,is a Ph.D. candidate in Chinese Academy of Geological Sciences and China University of Geosciences(Beijing). She is currently engaged in palaeoenvironment and palaeoclimate reconstruction since late Quaternary. E-mail:liujin_1203@126.com.

About the corresponding author Wang Yong,born in 1968,is a senior researcher of Geological Institute, Chinese Academy of Geological Sciences. He is currently engaged in researches on Quaternary geology and neotectonics. E-mail:wangyong@cags.ac.cn.

Fund:[Funded by Geological Investigation Projects of China Geological Survey(No.12120113005600)]
Abstract

Middle-east of Inner Mongolia,located in the transitional region of East Asian Summer Monsoon,is sensitive to climate changes. Widely scattered lake sediments provide ideal materials for studying environment changes since the Holocene. Lakeshore sediment, recording the paleolake level directly, could help us understanding the paleoclimate history and reconstructing lake level fluctuations quantitatively combined with high-resolution lake center records. AMS14C dating,GPS,DEM and 1:50000 topographic map methods were applied to investigate the chronology and elevation of lakeshore in the north of Dali Lake. Combined with the sedimentary sequences,the lake level history since 12.5 cal ka BP was reconstructed. The lake level was 1253,m at 12.5 cal ka BP followed by a short duration of transgression until 12.3 calka BP (1266 m) and then began to decline. In early Holocene at 11.2 cal ka BP,the lake level was at 1254,m and showed a rise tendency till 10.7 cal ka BP at 1274,m. Up to mid-Holocene, the lake level continued to rise(at least 1291,m). In late Holocene at 4.8 calka BP,the level fell to 1279,m and then to 1275,m at 4.6 cal ka BP. By comparing with the records of Dali Lake core and other regional lakes,we considered that the lake level fluctuations were consistent with the regional pattern possibly controlled by the East Asian Monsoon. Moreover,the intense lake level fluctuations of the Dali Lake may also be affected by both the regional tectonic activity during late Holocene and drainage system changes caused by head-ward erosion of the Xilamulun River.

Key words: Dali Lake; lake level fluctuation; Late Pleistocene; palaeoenvironment

内蒙古中东部地区位于现代东亚季风北界, 对气候变化响应敏感, 是进行古气候重建研究的热点地区。广泛分布的湖泊提供了稳定连续的沉积记录, 成为研究气候变化的理想材料。近年来, 越来越多的高分辨率湖泊沉积记录揭示了该区全新世早— 中期的高湖面和晚期的低湖面为特征(Xiao et al., 2004; Wen et al., 2010; Tang et al., 2015)。Xiao 等(2008, 2009)对达里湖湖心钻孔的重建结果显示全新世的高湖面出现在9.8— 7.1 cal ka BP期间, 与区域记录存在较好的一致性, 但恢复的湖面的波动过程多以定性描述为主, 缺乏绝对年龄和相应的湖面高程数据。

一般而言, 对湖泊沉积物的研究, 主要对象有湖心钻孔和湖岸沉积物。湖心钻孔岩心可以提供连续的高分辨率沉积记录及更多的湖面波动细节, 但由于缺乏水位变化的定量信息, 无法获得古水量变化的精确数据; 而湖岸沉积物可以直接提供水位证据, 有利于湖泊水量和区域气候的定量重建(Machlus et al., 2000; Reheis et al., 2014)。因此, 有必要将湖心与湖岸沉积物的研究相结合, 由此提供更为全面的湖面波动信息和古气候变化历史。湖岸堤是湖泊演化过程中水动力作用形成的一种地貌, 是湖岸变迁历史以及不同时期古湖面高程的直接证据(沈吉等, 2010)。内蒙古东部达里湖区晚更新世以来发育了多级湖岸阶地, 在北部保存尤为完整, 是研究区域降水、有效湿度等古气候特征的理想材料。前人曾对达里湖的湖岸堤进行了研究, 认为晚更新世以来湖面持续迅速收缩(耿侃和张振春, 1988; 杨志荣和宋春青, 1989; 李荣全等, 1990), 与区域湖泊记录和达里湖的湖心钻孔记录存在明显差异。因此通过更精确的测年和全面的湖岸堤沉积序列的研究, 对认识达里湖晚更新世晚期以来的湖面波动及区域气候环境演变具有重要意义。作者通过对达里湖北缘湖岸堤的调查, 对比湖心沉积物记录的湖面波动过程, 重建了12.5 cal ka BP以来湖面高程变化历史, 同时结合区域记录, 探讨了第四纪晚更新世晚期以来达里湖湖面波动的原因。

1 研究区概况

达里湖(43° 13'~43° 23'N, 116° 23'~116° 58'E; 海拔1226, m)位于内蒙古中东部克什克腾旗西北, 是地处东亚季风过渡区的封闭湖泊(图 1)。遥感数据显示2010年湖面面积188.48, km2(甄志磊等, 2013), 湖水最大深度11, m。达里湖东西两侧分别发育2个小湖(岗更诺尔和多伦诺尔, 面积分别是 17.8, km2和 2.0, km2)(耿侃和张振春, 1988), 分别经萨林河和浩来河与达里湖贯通(图 1)。此外还有贡格尔河从东北侧注入达里湖, 亮子河由西南侧注入达里湖。2012年, 4条河流入湖水量为4.424× 107, m3(甄志磊等, 2014)。在湖泊流域范围内, 新生代玄武岩主要分布在湖泊的北部和西部(耿侃和张振春, 1988), 南侧为浑善达克沙地的风成砂沉积, 东部为古湖积盆地的一部分。湖泊东南侧的经棚古湖地区全新世早— 中期构造相对稳定, 而晚期(2000 a BP以来)由于西拉木伦河及其次生断裂活化(魏永明和宋春青, 1992), 新构造运动较为强烈。

图1 内蒙古中东部达里湖及其湖岸堤位置Fig.1 Location of Dali Lake and its lakeshores in middle-east of Inner Mongolia

研究区的气候主要受东亚季风影响, 夏季季风在6月份上— 中旬开始为本区带来降水, 到9月份开始南退, 10月底至次年4月份为冰封期。冬春季节, 强烈的冬季风和西风带的活动有利于气旋和反气旋的发展, 沙尘天气频繁。平均年降水量为300~450, mm, 70% 集中在7— 8月份; 平均年蒸发量为 1287, mm(克什克腾旗地方志编纂委员会, 1993)。

2 研究材料与方法

湖岸堤直接记录了古湖面的高度, 而湖岸堤剖面沉积序列的变化特征还提供了湖面升降信息, 进一步结合准确的年代学结果, 可对湖泊的演化历史进行重建。基于达里湖周边地区的遥感影像资料, 对达里湖北岸发育的多级湖岸堤进行野外调查验证, 完成6个不同高度的古湖岸堤剖面系统测量及年龄样品采集。剖面的描述侧重于岩性组成、沉积序列、沉积构造、化石及连续性等特征。湖岸堤海拔高度的确定采用手持GPS、DEM(数字高程模型)与1:5万地形图相结合的方法。

滨湖沉积物碎屑组成复杂, 黏土、砂、砾石均可见, 并含有软体动物壳体, 这些砂和砾石由于波浪的长期冲刷淘洗, 磨圆度与分选性均中等— 较好。砾石一般呈扁平状, 定向性较好, 呈5° ~30° 倾向湖面或倾向湖岸堤方向(Bartov et al., 2002), 是湖岸沉积判定的重要依据之一, 因此野外对扁平砾石的产状进行了统计。

不同层位年代的获得主要通过加速器质谱(AMS)14C测年法测定, 其材料为地层中的软体动物(螺等)壳体、哺乳动物骨头等以及有机质。实验由美国Beta实验室测试完成, 运用Oxcal4.2(Ramsey, 2009)的Int Cal 13(Reimer et al., 2013)曲线对几个湖岸堤的AMS14C年龄进行日历年龄校正, 文中使用的年龄为校正之后的日历年龄。

3 结果
3.1 测年结果与湖岸堤年龄

达里湖6个湖岸堤的年龄数据如表1所示。野外调查表明, 达里湖滨湖沉积物以质地均一的细粉砂为主(15DLS3、15DLS8、15DLS9和15DLS11), 部分层位含大量螺。螺化石产自质地均一、产状稳定的滨湖相粉砂层中, 认为反映了初始沉积的滨湖环境, 因此选择以螺化石为测年材料。湖岸堤滨湖砂砾石沉积物, 以粒径15~20, cm砾石堆积为主, 不含螺及有机质等测年材料。因此15DLS6剖面湖岸堤的形成时间通过上覆古土壤的年龄进行控制, 而15DLS7剖面以滨湖砾石层中的哺啂动物骨头样品为测年材料。尽管不同的测年材料可能存在年龄的差异, 且不同层位之间可能存在沉积间断, 造成古土壤中的有机质年龄晚于其下覆的滨湖砾石层的年龄, 但其差异相对较小。因为达里湖地处浑善达克沙地北缘, 湖岸堤的上覆古土壤为砂质古土壤, 砂质粒径较粗(中— 粗砂为主), 其母质是湖面消退之后的快速风成沉积。风成沉积堆积速率快, 且由于达里湖北缘无河流注入, 也不存在更老的沉积物再搬运沉积的可能性。同理, 滨湖砾石层中骨头样品, 其年龄可能会晚于湖岸堤年龄, 但至少反映了在上覆沉积物沉积之前的年代, 更接近湖岸堤年龄。由此, 滨湖相粉砂中的螺化石年龄, 古土壤中的有机质年龄和湖岸堤砂砾石中的骨头年龄一起限定了不同阶段的湖岸堤形成时间。

表1 内蒙古中东部达里湖各湖岸堤14C年龄 Table1 14C dates of the lakeshores of Dali Lake in middle-east of Inner Mongolia
3.2 湖岸堤沉积剖面特征

达里湖古湖岸线分布广泛, 湖相沉积与湖积地貌发育。在其北岸可清晰地识别出至少7级湖岸堤(图 1), 最高湖相沉积高出现代湖面约50, m。湖岸堤沉积剖面沿山前冲沟及玄武岩台地前缘发育, 部分剖面经人工开挖揭露。剖面地层结构清晰, 湖相沉积一般为粉砂、黏土质粉砂, 发育弱水平层理; 滨湖相沉积以分选良好的中细砂夹磨圆较好的砾石或具定向排列的扁平砾石为主, 富含螺类等软体动物壳体, 层理不发育, 顶部多发育土壤层(图 2)。按海拔由高至低分述如下:

15DLS6剖面(43° 27'34.10″N, 116° 46'35.55″E), 位于塔班呼如嘎查北侧玄武岩台地, 为区内保留有湖相沉积的最高湖岸堤剖面, 海拔高程为1279, m, 厚250, cm。剖面总体由滨湖相砂砾石组成, 上部为含砾砂质古土壤层, 土壤层底部采集14C样品(样品号15DLS6-190, 年龄为4819 cal a BP)。下部为砾石层, 呈定向排列, 磨圆较好。通过对60余个扁平砾石产状测量, 砾石最大扁平面倾向西南(图 2-A), 而剖面位于达里湖北东侧, 指示滨湖环境以及向北东方向的浪积作用。因此, 湖岸堤的发育时间应略早于4.8 cal ka BP。

15DLS7剖面(43° 27'33.59″N, 116° 46'32.64″E), 位于15DLS6剖面南西约200, m, 海拔1275, m, 厚约160, cm。剖面总体由滨湖相砂砾石组成, 上部为滨湖沉积的扁平状砾石, 磨圆较好, 产状统计如图2-B所示, 指示北东方向的浪积作用, 层内发现哺乳动物化石(样品号15DLS7-20, 年龄4631 cal a BP)。下部为湖相灰黄色黏土层及砂层。该剖面沉积物下细上粗, 反映湖泊退缩的沉积过程。

图2 内蒙古中东部达里湖北侧湖岸堤剖面照片(箭头代表平均古水流方向)
A— 15DLS6剖面, 剖面上部为含砾砂质古土壤层, 下部为滨湖砾石层, 砾石定向排列, 产状统计指示向北东方向的浪积作用; B— 15DLS7剖面, 整体为滨湖相沉积, 上部为砂砾石, 定向排列, 产状统计同样指示北东方向的浪积作用, 下部为灰黄色黏土层及砂层; C— 15DLS11剖面, 中上部为细砂夹砾石沉积并含螺, 指示为滨湖相沉积, 下部为粉砂质黏土; D— 15DLS8剖面, 整体为滨湖相沉积, 上部为含砂砾质土壤层, 夹扁平砾石层, 下部为含黏土粉砂, 可见螺; E— 15DLS9剖面, 顶部为古土壤层, 中部为湖相灰白色粉砂质黏土, 底部为滨湖相灰白色粉砂, 可见螺; F— 15DLS3剖面, 整体为滨湖相沉积, 上部为滨湖相浅黄色粉砂, 含大量螺, 下部为砂砾石层, 底部含黏土Fig.2 Photographs of lakeshores in the north of Dali Lake in middle-east of Inner Mongolia (arrows imply the mean directions of paleocurrent)

15DLS11剖面(43° 28'20.96″N, 116° 44'8.82″E), 位于达里湖北部玄武岩台地前的湖相冲积平原, 厚约150, cm, 海拔1274, m。剖面上部 0~135, cm以滨湖相细砂夹砾石沉积为主(图2-C), 表层土壤化, 中部可见螺(样品号15DLS11-90, 年龄10, 698 cal a BP), 135, cm以下为粉砂质黏土, 不含砾石, 为浅湖相沉积。剖面整体反映了湖退的沉积过程。

15DLS8剖面(43° 27'32.47″N, 116° 46'26.49″E), 位于15DLS7剖面南西约200, m, 厚约115, cm, 海拔1266, m。上部为含砂砾质土壤层, 与下层间夹扁平砾石层, 砾石有一定磨圆, 下部为含黏土粉砂, 可见螺(样品号15DLS8-80, 年龄12 279 cal a BP)。 该剖面总体以砂砾石沉积为主, 含软体动物壳体, 反映滨湖环境(图2-D)。

15DLS9剖面(43° 22'06.68″N, 116° 57'01.25″E), 位于达里湖东北, 厚约255, cm, 海拔1254, m。剖面顶部为土壤化层, 中部为湖相灰白色粉砂质黏土, 质地均一, 底部为灰白色粉砂, 分选较好, 含螺类壳体(样品号15DLS9-255, 年龄为11, 216 cal a BP)。 该剖面以灰白色湖相沉积为主, 底部为滨湖环境, 整个剖面沉积序列反映湖面上升的过程(图2-E)。

15DLS3剖面(43° 27'20.42″N, 116° 46'01.28″E), 为区内较低一级湖岸堤剖面, 厚约120, cm, 海拔为1253, m。剖面以滨湖相为主, 上部为浅黄色粉砂, 含大量螺(样品号15DLS3-20, 年龄为12 479 cal a BP), 下部为砂砾石层, 含磨圆较好的小砾石, 直径为0.5~1, cm 左右, 底部含黏土(图2-F)。该剖面底部的黏土层为湖相沉积, 下部的砂砾石层指示湖岸环境, 上部含螺壳层及粉砂指示滨湖— 浅湖环境。剖面整体反映了湖退的沉积过程。

综上, 达里湖北侧从高到低发育至少7级湖岸堤, 最高一级湖岸堤分布于海拔1291, m左右(图 1), 但由于缺乏合适的测年材料, 仅获得海拔1279~1253, m之间6级湖岸堤年龄。湖岸堤以砂和砂砾石沉积为主, 砾石磨圆度好, 最大扁平面倾向湖面, 并可见螺等软体动物壳体, 岩性组合特征及沉积序列证实其为滨湖沉积环境。

4 讨论
4.1 达里湖12.5 calka BP以来湖面波动

结合各湖岸堤剖面的沉积序列、年代结果和海拔高程, 可以重建出湖面波动的过程:

1)12.5 cal ka BP湖面大致位于1253, m(①, 图3), 15DLS3剖面下部的湖相沉积说明在12.5 cal ka BP之前湖面较高, 杨志荣等认为晚更新世末期达里湖为高湖面(杨志荣和宋春青, 1989); 12.3 cal ka BP湖面上升至1266, m(②, 图3), 15DLS8剖面下部含黏土粉砂和上部的滨湖砾石层指示湖退的沉积过程, 说明约12.3 calka BP之后, 湖面开始降低, 这一时期湖面整体波动剧烈。

图3 内蒙古中东部达里湖北侧湖岸堤横剖面示意图及其反映的古湖面变化特征Fig.3 Sketch map showing transection of lakeshores in the north of Dali Lake and reflected lake level changes in middle-east of Inner Mongolia

2)全新世早期约11.2 cal ka BP, 15DLS9剖面底部的滨湖相沉积显示湖面海拔约为1254, m(③, 图3), 之后的湖相沉积显示湖面上升; 15DLS11剖面上部的滨湖相指示, 至10.7 cal ka BP前后的一段时间湖面维持在1274, m高度(④, 图3)。

3)全新世晚期约4.8 cal ka BP湖面海拔高程为1279, m(⑤, 图3), 4.6 cal ka BP湖面海拔下降至1275, m(⑥, 图3), 15DLS7剖面的湖退沉积序列指示在此之前的湖面海拔应高于1275, m, 甚至可能高于1279, m。

总之, 达里湖在12.5 cal ka BP之前为湖面下降期, 12.5— 12.3 calka BP左右短暂上升(由1253, m至1266, m), 之后湖面持续下降(图 3)。约11.2 cal ka BP湖面又开始迅速上升, 由1254, m上升到10.7 calka BP 的1274, m。结合达里湖湖心钻孔记录(Xiao et al., 2008, 2009)和我们之前对达里湖西侧湖相沉积DLW剖面的研究(Liu et al., 2016), 全新世中期10.0— 6.6 cal ka BP为高湖面期, 湖面可能达到图1中最高一级湖蚀平台(海拔1291, m)或更高的高度, 但由于缺乏明确的湖相沉积记录和相应测年材料, 该点未获得直接年龄证据, 确切时间尚不能确定。全新世中期的高湖面结束之后, 湖面再一次下降, 并于4.8 cal ka BP下降到1279, m, 4.6 cal ka BP 降至1275, m高度。湖岸堤记录的全新世湖面上升期结束之后4.8— 4.6 cal ka BP, 湖面仍高于现代湖面50, m左右, 可见达里湖全新世湖面波动之剧烈。

4.2 湖平面波动的区域对比

湖岸堤记录的达里湖全新世湖面波动历史与Xiao等(2008, 2009)和Liu 等( 2015)对达里湖湖心钻孔重建的11.5— 9.8 cal ka BP湖面波动上升, 7.1/5.9 cal ka BP湖面开始下降, 并在3.6 cal ka BP之后继续降低的过程是一致的。也与达里湖西侧DLW剖面的湖相沉积序列记录(Liu et al., 2016)的低湖面期分别为10.0 calka BP之前和6.6 ka BP之后相一致。湖岸堤记录与湖心钻孔记录的一致, 证明了此次湖岸堤重建的古水位结果的可靠性。对比中国北方季风边缘区的其他湖泊沉积研究, 达里湖西南约200, km的巴彦查干记录的最湿润期为~10.5— ~6.5 calka BP, 年降水量比现在高30%~60%, 之后气候条件持续恶化(Jiang et al., 2006); 安固里淖湖心钻孔的不同指标记录的暖湿气候期分别为8.9— 7.4 calka BP(Wang et al., 2010)和10.4— 7.0 cal ka BP(Yin et al., 2011), 并分别在6.4 calka BP和5.2 calka BP之后持续恶化; 内蒙古高原东南的白淖尔和乌兰淖尔的环境磁学、粒度及孢粉证据显示暖湿期开始于10.6— 9.6 cal ka BP, 结束于7.7— 7.1 calka BP, 其中6.9— 6.1 cal ka BP气候恶化加剧(Wang et al., 2012); 达里湖南部的小牛场和将军泡子记录的暖湿气候期为9970 cal a BP至6600— 5600 cal a BP, 并分别在3000 cal a BP和4000 cal a BP气候恶化(Wang et al., 2004)。对比表明, 达里湖全新世的湖面波动与区域湖泊的演化具有高度一致性, 均指示了始于全新世早期约11.5— 10.0 cal ka BP并持续到全新世中期7— 6 cal ka BP的高湖面时期, 以及之后湖面持续下降的过程。这一事实说明了达里湖的湖面变化与区域湖泊的波动受相同因素的影响, 是区域气候变化的结果。三宝洞(Dong et al., 2010)和董哥洞(Dykoski et al., 2005)的石笋氧同位素记录的东亚季风在11.5 cal ka BP至6.5— 6 cal ka BP活动强烈, 3.6 cal ka BP明显减弱, 说明该区气候条件的变化受东亚季风的活动驱动, 全新世早期的湖面升高和晚期的湖面下降与季风活动强度密切相关。

就湖面下降的幅度(图 4)来讲, 内蒙古西部吉兰泰盐湖的高湖面出现在9— 7 cal ka, 高于现代盐滩25~21, m, 5.4 cal ka以来湖面下降迅速(春喜, 2006; 陈发虎等, 2008); 腾格尔古湖全新世中期8.5— 5.1 cal ka BP湖水深度为15.6~14, m, 全新世晚期的3.6 cal ka BP和1.9 cal ka BP深度分别为7~8, m和4~4.5, m(Zhang et al., 2004); 6.83— 4.26 cal ka BP是查干淖尔地区全新世大暖期, 湖泊水位稳定在1026~1023, m, 比现今水位高出7~10, m, 全新世晚期的2.4 cal ka, 湖面高出现代湖面仅2, m左右(刘美萍, 2013); 黄旗海在全新世早期9— 8 cal ka高于现代湖面> 54, m(Zhang et al., 2012)。全新世内蒙古中东部湖泊均经历了剧烈湖面波动, 不同湖泊湖面变化的幅度差异较大, 从大于54, m至近10, m不等。达里湖全新世晚期至今的湖面下降幅度约50, m, 自全新世早— 中期的高湖面期湖水位的下降应大于50, m。全新世晚期以来, 位于达里湖东南侧的经棚古湖区新构造运动异常强烈, 使西拉木伦河下切了10~15, m(魏永明和 宋春青, 1992), 全新世晚期达里湖剧烈湖面变化可能与经棚古湖区全新世晚期强烈的区域断裂活动有关。也有研究认为4.2, ka左右西拉木伦河溯源侵蚀导致浑善达克沙地水系东泄(Yang et al., 2015), 区域水系的改变可能也是湖泊水位剧烈下降的原因。因此, 湖面的变化除统一的气候驱动因素外, 还受到区域构造活动、水系变迁等因素的影响, 不同湖泊表现出不同的变化幅度。

图4 内蒙古中东部地区湖泊晚更新世以来湖面波动对比Fig.4 Comparison of lake level fluctuations since the Late Pleistocene in middle-east of Inner Mongolia

5 结论

1)根据晚更新世晚期以来内蒙古中东部达里湖的湖面变化的定量证据, 达里湖12.5 cal ka BP以来达里湖经历了剧烈的湖面波动。12.5— 12.3 cal ka BP, 湖面波动上升, 湖面高度约在1253~1266, m左右; 11.2 cal ka BP湖面自1254, m开始上升, 至10.7 cal ka BP达到1274, m, 并持续上升; 全新世晚期湖面下降, 至4.8— 4.6 cal ka BP降至1275~1279, m的高度。全新世晚期的湖面变化幅度约50, m, 而全新世中期的湖面高度虽无直接记录, 但沉积记录显示湖面变化幅度应大于50, m。

2)对比区域湖泊沉积记录发现, 内蒙古中东部湖泊晚更新世以来经历了相似的湖面波动过程, 该区古湖面的变化受东亚季风气候的共同影响, 具有区域一致性。但不同的湖泊表现出了不同的湖面波动幅度, 这可能与区域构造活动、水文状态及地貌因素等有关, 全新世晚期区内强烈的新构造运动和西拉木伦河的溯源侵蚀可能是导致达里湖水位剧烈变化的原因。

作者声明没有竞争性利益冲突.

参考文献
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