中国塔里木盆地西北部马里诺期冰川的动力学特征

《Precambrian Research》：Dynamics of Marinoan-age glaciers in NW Tarim, China

次冰川侵蚀形态研究揭示塔里木克拉通Aksu-Wushi地区存在西南向冰川运动证据，支持雪球地球时期塔里木与澳大利亚的邻近性，并证实后期的温带冰川热力环境。

　　在地球漫长的历史中， Cryogenian（雪球地球）时期是一个极为特殊且重要的地质阶段，其特点是全球范围内大规模的冰川作用，对地球的气候、地貌和生态产生了深远的影响。这一时期的冰川活动不仅改变了地表的形态，还为研究古环境、古地理以及古冰川学提供了丰富的地质证据。通过对这些地质特征的深入分析，科学家们能够更好地理解地球在这一时期的冰川动力学、热状态以及全球构造演化过程。

在Cryogenian时期，冰川作用主要通过侵蚀和沉积过程塑造了当时的地表环境。冰下侵蚀形成的地貌特征，如冰川磨痕、冰蚀沟、p形地貌、波浪岩和冰川拔蚀地貌等，是研究古冰川动力学和热状态的关键证据。这些地貌特征不仅记录了冰川与基岩之间的相互作用，还反映了当时冰川运动的方向和速度。此外，冰下侵蚀形成的地貌还可以与冰上沉积物序列结合，揭示冰川进退过程中的沉积环境演变，从而为古地理重建提供重要线索。

在中国，Cryogenian时期的冰下侵蚀地貌主要分布在西北部塔里木克拉通的阿克苏-乌什地区。这一地区的地质构造背景复杂，且保存了大量完整的冰下侵蚀地貌。这些地貌特征通常出现在大面积或厚层砂岩或石英岩之上，属于Cryogenian期的“乔恩布拉克组”。阿克苏-乌什地区的冰下侵蚀地貌不仅保存良好，而且具有多尺度的特征，包括微尺度的磨痕、钉头磨痕和沟槽，中尺度的p形地貌，以及宏观尺度的波浪岩。这些地貌特征共同表明，当时的冰川运动方向主要从东北向西南，且在冰川推进过程中逐渐向南偏移。

研究表明，冰下侵蚀地貌与冰上沉积物序列的相互关系对于理解Cryogenian时期的冰川沉积环境和冰川动力学至关重要。例如，在阿克苏-乌什地区，冰下侵蚀地貌与覆盖其上的沉积物序列共同揭示了Yuermeinak组从冰下到冰前再到冰后进积的沉积环境演变过程。这一完整的记录不仅反映了大陆冰盖的进退过程，还为古地理重建提供了关键依据。同时，这些地貌特征还能够帮助科学家推断当时的气候条件和冰川热状态。例如，阿克苏-乌什地区的冰下侵蚀地貌和磨痕碎屑表明，雪球地球事件的后期存在温带冰川热状态，这与中低纬度的古地理环境相吻合。

在Cryogenian时期的全球范围内，冰下侵蚀地貌主要分布在七个不同的克拉通区域，包括巴尔蒂亚、劳伦大陆、澳大利亚、印度、圣弗朗西斯科、西非和塔里木。其中，Marinoan冰期（650–635百万年前）的冰下侵蚀地貌比Sturtian冰期（720–660百万年前）更为明确和广泛。然而，尽管Marinoan冰期的冰下侵蚀地貌具有较高的研究价值，但目前的研究仍较为有限。例如，在澳大利亚北部的Walsh组下方，冰下侵蚀地貌（即冰川磨痕）自1968年首次被Perry和Roberts记录以来，一直未受到广泛关注，仅有少数研究者在后续的文献中简要提及。近年来，通过卫星影像分析，Le Heron等人（2022年）在该地区发现了一条古河谷，与从南向西南方向的冰川运动方向一致。此外，在巴西东部的Bebedouro组下方，冰下侵蚀地貌曾被Montes等人（1985年）描述，但其遭受了强烈的风化作用。在东格陵兰的Tillite组中，冰下侵蚀地貌主要出现在Ulves?和Storeelv组中，以蜿蜒的小规模不对称沟槽和刻痕巨石磨痕为主。这些研究表明，全球范围内关于Marinoan冰期冰下侵蚀地貌的研究仍较为有限。

在中国的阿克苏-乌什地区，冰下侵蚀地貌的分布和特征尤为显著。该地区的地质构造背景显示，塔里木克拉通由塔里木盆地中央高磁异常带分为北塔里木块和南塔里木块。在早新元古代，随着罗迪尼亚超大陆的聚合，北塔里木块和南塔里木块通过中央塔里木洋的闭合而合并。大多数超大陆重建模型将塔里木克拉通置于澳大利亚-南极洲附近，这表明当时可能存在某种古地理联系。此外，阿克苏-乌什地区的冰下侵蚀地貌与覆盖其上的沉积物序列共同揭示了Yuermeinak组从冰下到冰前再到冰后进积的沉积环境演变过程，形成了一个完整的大陆冰盖进退记录。这些地貌特征还能够帮助科学家推断当时的冰川热状态和气候条件。

为了更深入地研究这一地区的冰下侵蚀地貌，本文对阿克苏-乌什地区的八个新露头进行了详细调查，包括四个位于Yuermeinak村的露头（Yuer_1、Yuer_2、Yuer_3、Yuer_4），三个位于北部Sugetbrak村的露头（Suget_1、Suget_2、Suget_3），以及一个靠近Suget_3的小型露头群（Suget_4）。通过对这些露头的实地观察和详细记录，研究人员能够更准确地识别冰下侵蚀地貌的类型和特征，并进一步分析冰川运动的方向和速度。此外，通过对这些地貌特征的系统研究，科学家们能够更好地理解Cryogenian时期冰川作用的全过程，包括冰川侵蚀、沉积和搬运等过程。

本文的研究结果不仅为Cryogenian时期冰川动力学的研究提供了新的材料，还为塔里木克拉通的古地理重建提供了重要的依据。冰下侵蚀地貌的分布和特征表明，当时的冰川运动方向主要从东北向西南，且在冰川推进过程中逐渐向南偏移。这一冰川运动模式与冰下侵蚀地貌的排列方向相一致，进一步支持了冰川在该地区的运动路径。同时，冰下侵蚀地貌与冰上沉积物序列的相互关系也表明，Yuermeinak组在冰下到冰前再到冰后进积的过程中经历了不同的沉积环境演变，这为研究冰川进退过程提供了重要的线索。

此外，本文还探讨了冰下侵蚀地貌与冰川热状态之间的关系。研究表明，冰下侵蚀地貌的形成与冰川与基岩之间的相互作用密切相关，而这种相互作用受到冰川热状态的直接影响。在Cryogenian时期，冰川热状态可能分为不同的阶段，如温带冰川热状态和极地冰川热状态。温带冰川热状态通常意味着冰川在较低的纬度地区形成，而极地冰川热状态则意味着冰川在较高的纬度地区形成。阿克苏-乌什地区的冰下侵蚀地貌和磨痕碎屑表明，该地区的冰川热状态在雪球地球事件的后期可能处于温带阶段，这与中低纬度的古地理环境相吻合。

本文的研究不仅填补了阿克苏-乌什地区冰下侵蚀地貌研究的空白，还为全球范围内的雪球地球事件研究提供了新的视角。通过对这些地貌特征的系统调查和详细分析，科学家们能够更准确地识别冰川运动的方向和速度，并进一步推断当时的气候条件和冰川热状态。这些研究结果对于理解Cryogenian时期的冰川作用、古地理重建以及古气候演化具有重要意义。此外，这些地貌特征还能够为研究冰川沉积物的形成过程提供重要的依据，从而帮助科学家更全面地认识冰川作用的全过程。

在研究方法上，本文基于以往的研究成果，对阿克苏-乌什地区的冰下侵蚀地貌进行了系统调查和详细分析。研究人员在实地对冰下侵蚀地貌进行了测量、描述和分类，以确保研究的准确性和完整性。此外，本文还结合了沉积学和古地理学的研究方法，对冰下侵蚀地貌与冰上沉积物序列的相互关系进行了深入探讨。这些研究方法不仅提高了研究的科学性，还为未来的相关研究提供了参考。

本文的研究结果表明，冰下侵蚀地貌的分布和特征对于理解Cryogenian时期的冰川作用和古地理重建具有重要意义。通过对这些地貌特征的系统研究，科学家们能够更准确地识别冰川运动的方向和速度，并进一步推断当时的气候条件和冰川热状态。这些研究结果不仅为全球范围内的雪球地球事件研究提供了新的材料，还为塔里木克拉通的古地理重建提供了重要的依据。此外，这些地貌特征还能够为研究冰川沉积物的形成过程提供重要的线索，从而帮助科学家更全面地认识冰川作用的全过程。

总之，本文的研究为Cryogenian时期冰川作用的研究提供了新的视角和重要依据。通过对阿克苏-乌什地区的冰下侵蚀地貌进行详细调查和系统分析，科学家们能够更准确地识别冰川运动的方向和速度，并进一步推断当时的气候条件和冰川热状态。这些研究结果不仅填补了该地区冰下侵蚀地貌研究的空白，还为全球范围内的雪球地球事件研究提供了新的材料。同时，这些地貌特征还能够为研究冰川沉积物的形成过程提供重要的线索，从而帮助科学家更全面地认识冰川作用的全过程。