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Processes and environmental significance of the subglacial chemical deposits in Tianshan Mountains

Science China Earth Sciences 2005年第9期 144-152页

作者： liu gengnian, LUO Risheng, CAO Jun & CUI Zhijiu College of Environmental Sciences, Peking University, Beijing 100871, China

On the bedrock surface of Glacier No.1 in the headwater of Urumqi River, Tianshan Mts., well layered and crystallized subglacial calcite precipitations were discovered. Based on observations and analysis of the surface form, sedimentary texture and structure, and chemical composition of the deposits, clues about the subglacial processes and environment are deduced. The radial-growth crustation texture of the deposits, which builds up in the saturated CaCO3 so- lution, proves the existence of pressure melting water and water films under Glacier No.1; and their rhythmic beddings, dissolved planes and unconformable contacts show that the water films responsible for the formation of these structures were in a wide range of spatial as well as tem- poral variations. Though formed under continental glacier in non-limestone area, the deposits are quite similar to those formed under temperate glaciers in limestone areas, a fact that shows a similar process of chemical precipitation between the two. Hence the enrichment of calcium in the subglacial melting water and the process of precipitation have actually little to do with the bedrock lithology and the glacier types. The cemented detritus in the deposits are rich in Fe and Al while depleted in K, Na and Si; also the included clay mineral consists mainly of illite, which reveals some weak chemical weathering under the continental glacier. The subglacial CaCO3 precipitates when plenty of Ca++ melt into the subglacial melting water on a comparatively en- closed ice-bedrock interface under a high CO2 partial pressure, the forming of subglacial chemical deposits therefore offers unequivocal evidence for the ongoing of subglacial chemical reactions.

关键词： subglacial processes chemical deposits continental glacier.

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西藏阿里孔雀河晚更新世以来的阶地发育特征

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第四纪研究 2023年第5期43卷 1199-1210页

作者：杨玮琳刘擎郭浩刘耕年北京大学城市与环境学院北京100871

一直以来,喜马拉雅山河流阶地发育的控制因素广受讨论。本研究选取了喜马拉雅山北坡的孔雀河作为分析对象,通过详细的野外考察和精确定年,探究了气候变化和构造运动对阶地发育的影响。结果表明孔雀河共发育了5级河流阶地,且均为基座阶... 详细信息

一直以来,喜马拉雅山河流阶地发育的控制因素广受讨论。本研究选取了喜马拉雅山北坡的孔雀河作为分析对象,通过详细的野外考察和精确定年,探究了气候变化和构造运动对阶地发育的影响。结果表明孔雀河共发育了5级河流阶地,且均为基座阶地。阶地面砾石的10Be暴露测年揭示了T5~T1阶地分别形成于88.8±5.8 ka、约18.7~16.8 ka、 14.5±1.3 ka、 11.9±1.2~11.2±1.1 ka和1.9±0.5 ka;对比青藏高原气候变化资料以及恒河、印度河上游阶地研究成果,表明轨道尺度的气候变化或千年尺度的快速气候变化导致河流堆积下切过程快速转换,形成多级河流阶地。在降水较少的冷期,河道水动力条件减弱,河道堆积;在印度季风增强的暖期,侵蚀能力增强,河道快速下切。研究区晚更新世至末次冰盛期(LGM)期间的河流下切过程稳定,下切速率约为0.5 mm/a;LGM以来,孔雀河下切速率加快,约为1.0~1.8 mm/a。

关键词：河流阶地下切速率气候变化构造运动孔雀河

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Characteristics of the subglacially-formed debris-rich chemical deposits and related subglacial processes of Qiangyong Glacier,Tibet

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Journal of Geographical Sciences 2003年第4期13卷 455-462页

作者： LUO Risheng, CAO Jim, liu gengnian, GUI Zhijiu(College of Environmental Sciences, Peking University, Beijing 100871, China) College of Environmental Sciences Peking University Beijing China

Subglacially-formed debris-rich chemical deposits were found both on bedrock surface and in bedrock crevice on the edge of Qiangyong Glacier, one of the continental glaciers in Tibet. Grain size distribution, internal structures and chemical components of the chemical deposits were analyzed. It can be inferred that the temperature of some part of the ice-bedrock interface is close to the melting point and there exists pressure melting water under Qiangyong Glacier. Debris, especially those from continental aerosols, can release Ca++ in the water. At the lee-side of obstacles on glacier bed the CO2 in the melting water might escape from the water and the melting water might refreeze due to the dramatically reduced pressure, making the enrichment and precipitation of CaCO3. The existence of subglacial melting water and the process of regelation under Qiangyong Glacier indicate that sliding could contribute some proportion to the entire movement of Qiangyong Glacier and it belongs to multiplex cold-temperate glaciers.

关键词： Qiangyong Glacier, Tibet subglacially-formed chemical deposits subglacial process continental glacier

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喜马拉雅山亚东-康马段现代冰川平衡线高度、分布特征及影响因素

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北京大学学报（自然科学版） 2018年第2期54卷 398-406页

作者：刘俊男刘耕年彭旭刘蓓蓓崔之久北京大学城市与环境学院北京100871

利用《中国第二次冰川编目》的数据和卫星图,结合野外地貌观测,探讨喜马拉雅山亚东-康马段的冰川平衡线高度(ELA)、分布特征及影响因素。结果表明,研究区现代冰川平均ELA为5717 m,库拉岗日地区稍高,为5840~5957 m,白马林岗日地区较低,为... 详细信息

利用《中国第二次冰川编目》的数据和卫星图,结合野外地貌观测,探讨喜马拉雅山亚东-康马段的冰川平衡线高度(ELA)、分布特征及影响因素。结果表明,研究区现代冰川平均ELA为5717 m,库拉岗日地区稍高,为5840~5957 m,白马林岗日地区较低,为5333~5373 m,反映气候与地形大势对冰川ELA的控制。此外,山脉的走向、坡向、冰川地形坡度以及冰川表面冰碛覆盖、雪崩等对冰川ELA有不同程度的影响。

关键词：喜马拉雅山冰川平衡线高度(ELA) 积累区面积比率法(AAR) 冰斗末端至后壁比率法(THAR)

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基于宇宙成因核素剖面法测年的川西龙日坝冰水扇研究

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地球科学进展 2021年第12期36卷 1291-1300页

作者：杨玮琳韩业松刘擎刘耕年北京大学城市与环境学院北京100871

冰水扇等快速堆积的混杂沉积,多由粗大砾石组成,成层性差,少砂层夹层,缺有机质,用释光和^(14)C等方法测年难度很大。因此,探讨对这类沉积进行定年的方法,并进一步分析其古环境及区域对比意义的工作显得迫切而现实。选取青藏高原东部四... 详细信息

冰水扇等快速堆积的混杂沉积,多由粗大砾石组成,成层性差,少砂层夹层,缺有机质,用释光和^(14)C等方法测年难度很大。因此,探讨对这类沉积进行定年的方法,并进一步分析其古环境及区域对比意义的工作显得迫切而现实。选取青藏高原东部四川红原龙日坝一个冰水沉积剖面,尝试利用2种宇宙成因核素剖面法:Monte Carlo法和指数拟合法,对冰水扇的形成年代进行定年和分析。研究结果表明,龙日坝冰水扇堆积的结束年代为(36.7±4.6)ka或(35.2±3.7)ka,核素继承量为11.3^(+4.0)/_(-4.0)×10^(4)atmos/g,表面侵蚀速率为0.5^(+0.3)/_(-0.5)cm/ka。剖面密度分析和Monte Carlo控制实验结果显示,核素继承高估了暴露年龄,而不完全暴露则低估了暴露年龄。与冰碛垄宇宙核素测年相比,核素继承是冰水扇定年的主要误差来源。龙日坝冰水扇形成在冰阶(MIS 3b)—间冰阶(MIS 3a)过渡阶段,反映降水和冰川融水增加导致河流搬运能力增强,沉积物通量增加,冰水扇沉积的环境特征。宇宙成因核素剖面法有利于详细分析测年的误差来源,可以作为混杂沉积精确定年的有效手段。

关键词：剖面法冰水扇侵蚀继承气候控制因素

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全球变暖背景下青藏高原多年冻土分布变化预测

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北京大学学报（自然科学版） 2016年第2期52卷 249-256页

作者：焦世晖王凌越刘耕年北京大学城市与环境学院北京100871

根据青藏高原及周边地区温度数据和多年冻土分布,模拟2099年青藏高原多年冻土面积与各类多年冻土分布的变化情况。结果显示:青藏高原地区在年均温升高1.8oC的情况下,大片多年冻土在高原西北部收缩至76.6°E以东,岛状多年冻土在高原东南... 详细信息

根据青藏高原及周边地区温度数据和多年冻土分布,模拟2099年青藏高原多年冻土面积与各类多年冻土分布的变化情况。结果显示:青藏高原地区在年均温升高1.8oC的情况下,大片多年冻土在高原西北部收缩至76.6°E以东,岛状多年冻土在高原东南部大面积消融,高山多年冻土在帕米尔高原、喜马拉雅山地区收缩明显,多年冻土总面积是现代的83.4%;在年均温升高4oC的情况下,大片多年冻土收缩至77.4°E以东,岛状多年冻土中部小范围退缩,高山多年冻土在祁连山地区消融明显,仅在帕米尔高原、喜马拉雅山山脉、祁连山山脉、横断山脉等高海拔山地发育,多年冻土总面积是现代的73%;在年均温升高6oC的情况下,大片多年冻土收缩至78°E,岛状多年冻土仅在中西部发育,高山多年冻土在部分极高山地区零星发育,多年冻土总面积是现代的50.8%。

关键词：青藏高原多年冻土全球变暖

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基于面积-高程积分法的岷山雪宝顶-九寨沟地貌形态分析

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第四纪研究 2017年第2期37卷 224-233页

作者：刘蓓蓓崔之久刘耕年张威北京大学城市与环境学院北京100871 辽宁师范大学城市与环境学院大连116029

近一个世纪以来，关于冰川成因主流的一种理论是冰川发育的构造-气候耦合模式，为了研究构造活动在冰川发育中的作用，选取构造活跃的岷山雪宝顶（5588m）-九寨沟为研究区，以DEM数据为基础材料，结合ArcGIS的地图处理软件ArcMap分析技... 详细信息

近一个世纪以来，关于冰川成因主流的一种理论是冰川发育的构造-气候耦合模式，为了研究构造活动在冰川发育中的作用，选取构造活跃的岷山雪宝顶（5588m）-九寨沟为研究区，以DEM数据为基础材料，结合ArcGIS的地图处理软件ArcMap分析技术，采用面积-高程积分方法对雪宝顶地区、九寨沟地区和岷江西侧的地貌形态特征进行分析。研究结果显示：雪宝顶地区、九寨沟地区和岷江西侧面积-高程积分（HI）分别为0．54、0．46和0．39；面积-高程积分曲线均呈S型形态但逐渐变凹，反应3个区域构造活动特征。地貌演化阶段均属于壮年期，但雪宝顶地区靠近幼年期，岷江西侧接近老年期，反应区域先后抬升或者抬升的幅度依次减小。3个地区1810个板块的HI值呈现出明显的区域分异，显示冰川作用和岩性差异对局部面积-高程积分值的大小的影响。研究区的冰川发育与构造作用密切相关。

关键词：雪宝顶-九寨沟面积-高程积分构造

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WHEN THE KUNLUN *** AREA UPLIFTED TO PRESENT ELEVATION

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地学前缘 2000年第S1期7卷 201-202页

作者： Wu Yongqiu 1,2 , Cui Zhijiu 3, Ge Daokai 3, liu gengnian 3[WT5,5”BX](1 Institute of Resources Science, Beijing Normal University, Beijing 100875, China Fax:+86(10)62208178 E\|mail: yqwu@*** 2 Key Laboratory of Environmental Change and

Introduction There are big disputes on the uplift of the Tibetan Plateau. Some scientists believe the plateau uplifted to its highest elevation by 14Ma BP,and it decreased in elevation afterward. The second idea about the uplift of the plateau was similar to the first one in tectonic theory, but they consider the time of C3 plant change to C4 in the South Asia, as the time when the plateau reached its highest elevation. This time is 8Ma BP. The third idea, the most Chinese scientists believed, the nearest uplift of the plateau took place since 3 4Ma BP. The occurrence of fault depression and gravel deposit with large thickness in the inner and the marge of the plateau represented the speed uplift. After the collision of the India plate and the Eurasia plateau by the 36Ma, the Tibetean area uplifted several times, but it had been planed to lower area. The plateau with 4500m elevation formed in the Quaternary. While our recent research in the Kunlun Pass area suggest , the nearest uplift occurred at the border of the Early and Middle Pleistocene, and before that time, the elevation of this area was no more than 1500 m.

关键词： Kunlun Mts. Pass area uplift present elevation

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贡嘎山海螺沟冰川沉积的石英砂扫描电镜形态特征分析

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北京大学学报（自然科学版） 2010年第1期46卷 96-102页

作者：石磊张跃陈艺鑫傅海荣刘耕年北京大学城市与环境学院北京100871

对贡嘎山海螺沟冰川沉积物中石英砂进行扫描电镜形态特征分析,获得海洋性山岳冰川沉积的标志性形态特征如下:尖锐的棱角状颗粒形态占绝对优势,边棱尖锐、表面起伏度高;大型-中型贝壳状断口极发育,多见平行解理面、阶梯状断口;具有标志... 详细信息

对贡嘎山海螺沟冰川沉积物中石英砂进行扫描电镜形态特征分析,获得海洋性山岳冰川沉积的标志性形态特征如下:尖锐的棱角状颗粒形态占绝对优势,边棱尖锐、表面起伏度高;大型-中型贝壳状断口极发育,多见平行解理面、阶梯状断口;具有标志冰川磨蚀作用的擦痕、新月形凿口和压裂深坑;有明显的化学溶蚀和沉淀形态,如溶蚀坑、溶蚀沟,硅质薄膜、硅质球和黏土矿物。结果表明海螺沟冰川具有强烈的侵蚀作用,机械压碎、研磨在侵蚀和搬运过程具有绝对优势;同时海螺沟冰川底部存在丰富的冰下融水,起到化学溶蚀和沉淀的作用。石英砂表面结构统计分析结果与河流、湖泊、海岸、风沙等沉积明显不同,与青藏高原、南极等地大陆性冰川沉积分析结果亦存在差异。

关键词：微形态特征石英砂扫描电镜海螺沟冰川

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天山冰川与塔克拉玛干风沙沉积的颗粒特征和分异过程分析

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北京大学学报（自然科学版） 2012年第5期48卷 744-756页

作者：潘仁义李川川张梅孙才奇刘耕年北京大学城市与环境学院北京100871

通过对比天山阿拉沟冰碛及冰水扇和塔中沙丘砂的颗粒特征,探讨其搬运与堆积分异过程。研究表明:冰川沉积粉砂颗粒占相对优势,砂颗粒次之,黏土颗粒最少,且石英砂表面出现较多的多棱角、棱脊磨损、大贝壳断口、撞击深坑等反映冰川底部强... 详细信息

通过对比天山阿拉沟冰碛及冰水扇和塔中沙丘砂的颗粒特征,探讨其搬运与堆积分异过程。研究表明:冰川沉积粉砂颗粒占相对优势,砂颗粒次之,黏土颗粒最少,且石英砂表面出现较多的多棱角、棱脊磨损、大贝壳断口、撞击深坑等反映冰川底部强烈挤压研磨动力的特征。冰水沉积颗粒特征与冰川沉积相似,粉砂仍是优势组分,石英砂表面显微特征显示轻微的流水改造。风沙沉积中砂颗粒占绝对优势,石英砂表面出现较多次圆–圆边缘、碟形坑、不规则小麻坑等风力作用特征,且有少量大贝壳状断口、裂纹、棱脊磨损等冰川作用痕迹,以及V形坑等流水作用痕迹。推测冰碛物为塔克拉玛干沙漠重要物源之一,冰碛物中的粉砂为塔里木盆地边缘黄土的主要提供者。

关键词：粒度石英砂显微特征沉积分异

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