劉 剛， 劉建宇， 燕云鵬

(中國(guó)國(guó)土資源航空物探遙感中心，北京 100083)

青藏高原新型層控與褶皺湖泊的發(fā)現(xiàn)

劉 剛， 劉建宇， 燕云鵬

(中國(guó)國(guó)土資源航空物探遙感中心，北京 100083)

青藏高原是我國(guó)免受人類干擾的最大湖泊分布區(qū)，是進(jìn)行湖泊研究的理想?yún)^(qū)域。利用高空間分辨率遙感影像對(duì)可可西里地區(qū)的湖泊進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)了由地層和褶皺控制的新型湖泊，并通過(guò)對(duì)漣湖成因的剖析，提出了層控湖泊的概念。研究表明： 可可西里的層控湖泊主要受古近系和新近系紅層控制，軟硬巖層的韻律變化使湖泊在形態(tài)、數(shù)量、規(guī)模和空間分布等方面具有明顯的規(guī)律性； 受地層出露寬度的限制，層控湖泊以小型和微型湖泊為主； 褶皺湖泊也發(fā)育在古近系和新近系紅層中，在青藏高原很可能屬于首次發(fā)現(xiàn)； 大部分層控湖泊的形成時(shí)代晚于中新世，與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)有關(guān)的沉積環(huán)境動(dòng)蕩變化，是其成群、成帶發(fā)育的根源。

高空間分辨率影像； 青藏高原； 層控湖泊； 褶皺湖泊； 成因

0 引言

青藏高原是我國(guó)最主要的湖泊分布區(qū)之一，各種成因的湖泊數(shù)以千計(jì)，尤其在岡底斯—念青唐古拉山脈以北，當(dāng)雄—安多以西的高原內(nèi)流水系區(qū)域，累計(jì)湖泊面積約占全國(guó)湖泊總面積的1/4，是我國(guó)湖泊分布最多的地區(qū)[1]，且受人類干擾較少[2]。由于湖泊對(duì)氣候環(huán)境變化和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等影響因素極為敏感，基本處于原生態(tài)的青藏高原成為湖泊及有關(guān)氣候環(huán)境變化和新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)研究的理想?yún)^(qū)域，因而受到湖泊學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、氣象與環(huán)境等領(lǐng)域?qū)＜业膹V泛關(guān)注[1-14]。受工作性質(zhì)、技術(shù)方法和工作環(huán)境等諸多因素的限制，前人的研究多集中在受區(qū)域斷裂控制的大型知名湖泊[2-9]，對(duì)處于偏遠(yuǎn)地區(qū)面積較小的湖泊以及其他成因的湖泊研究很少，因此高原湖泊(不包括與冰川有關(guān)的冰湖，下同)的構(gòu)造成因?qū)W說(shuō)長(zhǎng)期占據(jù)著絕對(duì)統(tǒng)治地位。然而，那些看似“微不足道”的小型湖泊遍及高原，且常常成群、成帶分布，為區(qū)域性湖泊的成因、演化及相關(guān)構(gòu)造、環(huán)境等方面的研究提供了重要信息。

目前，遙感技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了“高分時(shí)代”，衛(wèi)星影像的空間分辨率已經(jīng)達(dá)到m級(jí)甚至dm級(jí)，為中小型湖泊的精細(xì)研究在技術(shù)上提供了可能。筆者在參加“西北邊境地區(qū)國(guó)土資源遙感綜合調(diào)查”項(xiàng)目過(guò)程中，通過(guò)對(duì)高空間分辨率影像的解析，在藏北無(wú)人區(qū)發(fā)現(xiàn)了大量由地層控制的層控湖泊以及部分由褶皺控制的湖泊，其發(fā)現(xiàn)對(duì)于高原湖泊以及相關(guān)的古氣候和古環(huán)境研究具有一定的推動(dòng)作用和參考價(jià)值。

1 層控湖泊

青藏高原湖泊成因類型的研究已經(jīng)有相當(dāng)長(zhǎng)的歷史，早期主要有冰川挖蝕和河谷堰塞2種觀點(diǎn)[1,5]。前者認(rèn)為高原曾被大陸冰川所覆蓋，冰體挖蝕地表形成洼地，后來(lái)積水而成湖泊； 后者認(rèn)為地殼的差異運(yùn)動(dòng)使下游河床上升而堵塞了河谷，或由洪積扇、山崩以及冰川泥石流等各種堆積物質(zhì)堵塞河谷而成湖泊[5]。20世紀(jì)70年代以后，湖泊形成與斷裂有關(guān)的觀點(diǎn)逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位[1, 3-10]。中國(guó)科學(xué)院青藏高原綜合科學(xué)考察隊(duì)率先開(kāi)始對(duì)高原湖泊進(jìn)行了系統(tǒng)的野外考察和室內(nèi)研究[1]，在20世紀(jì)80年代又在可可西里地區(qū)進(jìn)行了類似工作，認(rèn)為湖盆的形成與不同方向、規(guī)模和性質(zhì)的斷裂活動(dòng)有關(guān)，并將高原湖泊劃分為緯(縱)向、經(jīng)(橫)向和斜向3種類型[1,4-5]。2000年以來(lái)，不同領(lǐng)域的學(xué)者利用多種方法對(duì)湖泊的成因及演變等進(jìn)行了更加深入的研究[2-3,8-9,11-12]，大多認(rèn)為湖泊形成與高原隆起過(guò)程中的斷陷、拉張或剪切等斷裂活動(dòng)有關(guān)。筆者近期利用高空間分辨率(1～2 m)的衛(wèi)星遙感影像對(duì)藏西、藏北和青海西南部等地區(qū)的湖泊進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)除了上述斷裂控制的湖泊以外，還存在主要由地層或褶皺控制的湖泊。這些湖泊大部分位于西藏、青海和新疆交界處的可可西里無(wú)人區(qū)，成群分布，主要由古近系、新近系等陸相紅層沉積中的某些特定巖層控制。其中，漣湖是典型的層控湖泊，其遙感影像如圖1所示。

Qh.沖洪積砂土、礫石； Qp3.沖洪積砂礫石層夾中細(xì)砂； ENw.五道梁組紫紅色—灰褐色細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖； ENy.雅西錯(cuò)組紫紅色砂巖、粉砂巖、泥巖，含石膏和少量灰?guī)r

圖1受五道梁組控制的漣湖遙感影像(GoogleEarth)
Fig.1ImageofLianLakecontrolledbyWudaoliangFormation(GoogleEarth)

漣湖位于可可西里無(wú)人區(qū)，周邊海拔為4 800 m左右，屬于高差非常小的高原低緩丘陵地貌。湖區(qū)面積約32 km2，在高原屬于中等規(guī)模的湖泊。遙感影像顯示漣湖呈狹長(zhǎng)彎曲的“弓形”，長(zhǎng)約32 km，平均寬約1 km，最窄處僅600 m左右。根據(jù)遙感影像解譯及對(duì)已有地質(zhì)資料[15]的分析，發(fā)現(xiàn)該湖盆發(fā)育在中新世五道梁組(ENw)[15]較軟的泥質(zhì)巖石中，湖堤是五道梁組中硬度較高的砂巖層，湖盆由硬度很低的泥巖層構(gòu)成。湖泊延伸方向與地層走向高度一致，并隨已經(jīng)褶皺的地層同步彎轉(zhuǎn)，形成“褶皺湖泊”。從圖1可以明顯看出，漣湖的形態(tài)、范圍、延伸方向和寬度等均受該套地層中軟、硬巖層的控制。

五道梁組所在的可可西里地區(qū)屬于高原亞寒帶，氣候寒冷，多風(fēng)雪。每年8級(jí)以上的大風(fēng)天氣超過(guò)200 d，年平均氣溫都在-5 ℃以下，氣溫日較差為15～19 ℃，每年凍土?xí)r間超過(guò)280 d，山岳冰川發(fā)育[15]。由于晝夜溫差大、風(fēng)雪較多、凍融頻繁，物理風(fēng)化作用強(qiáng)烈，導(dǎo)致巖石大量裸露、崩解。五道梁組為一套內(nèi)陸湖濱相紅層沉積，巖性為紫紅色細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖、巖屑石英粉砂巖和泥巖。其中,泥巖硬度低，呈碎塊和粉末狀松散出露[15]，經(jīng)凍融作用、風(fēng)蝕作用和水蝕作用(有可能包括冰蝕作用)等外營(yíng)力的風(fēng)化、剝蝕和搬運(yùn)，常形成谷地(湖盆)。而硬度較高的細(xì)粒砂巖和粉砂巖因抗風(fēng)化能力強(qiáng)，便形成山梁(湖堤)。大氣降水、冰雪融水和地下水在泥巖形成的天然谷地(湖盆)中聚集，形成規(guī)模大小不一的湖泊。當(dāng)泥巖層厚度大、沿走向延伸穩(wěn)定時(shí)，由于軟弱層的出露面積加大，更易于外營(yíng)力的風(fēng)化剝蝕，在凍融、風(fēng)蝕、水蝕和冰蝕等長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)作用下，便形成類似漣湖這種規(guī)模較大的湖泊，反之則形成串珠狀分布的小型甚至微型湖泊。

由圖1可以看出，在漣湖周邊還有很多性質(zhì)相同的小型或微型湖泊，這些湖泊隨地層中軟硬巖性韻律變化形成的峰、谷成串成帶發(fā)育，在形態(tài)、規(guī)模、延伸方向和空間分布等方面具有明顯的規(guī)律性，組成了層控湖泊群。在可可西里所處的北羌塘地區(qū)，古近系、新近系甚至白堊系都有與五道梁組類似的大量河湖相紅層沉積[15]，在類似的巖性和氣候環(huán)境下，發(fā)育了區(qū)域性分布的層控湖泊。由于受地層控制，該類湖泊具有如下特點(diǎn)： ①大部分湖泊為長(zhǎng)橢圓形或透鏡狀，長(zhǎng)短軸比較大； ②絕大部分湖泊延伸方向與地層走向一致； ③伴隨軟硬層的沉積韻律變化，湖泊縱向(順層)呈串珠狀、橫向(隔層)呈帶狀相間分布； ④湖泊規(guī)模與軟弱層出露面積成正比； ⑤當(dāng)?shù)貙影l(fā)生褶皺時(shí)，位于轉(zhuǎn)折端部位的湖泊常呈新月?tīng)睿纬伞榜薨櫤础薄?/p>

自20世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)湖泊的成因分類沒(méi)有太大變化，一般根據(jù)內(nèi)動(dòng)力和外動(dòng)力地質(zhì)作用，劃分為構(gòu)造湖、火山湖、冰川湖、堰塞湖、喀斯特湖、河成湖、風(fēng)成湖、海成湖、隕石撞擊湖和人工湖(水庫(kù))等[16-21]。本文所述的漣湖，是地層中的軟弱巖層在外營(yíng)力作用下形成的洼地積水成湖。湖盆的主要控制因素是地層，屬于層控性質(zhì)。對(duì)照前人的上述湖泊分類，漣湖不屬于其中任何一種成因類型。雖然漣湖的形態(tài)有如褶皺，但其實(shí)質(zhì)上是受固定層位的控制，即地層在湖泊形成之前已經(jīng)發(fā)生褶皺，湖盆所在的泥巖發(fā)生變形之后，在外營(yíng)力的風(fēng)化剝蝕作用下，形成“褶皺形”谷地充水而成。這個(gè)推論可以由圖1中在漣湖外圍順層發(fā)育、但并沒(méi)有發(fā)生“褶皺”的一系列小型湖泊所證實(shí)。漣湖在空間上受地層控制，在外動(dòng)力地質(zhì)作用下成湖，應(yīng)該屬于一種新型湖泊——層控湖泊。

綜上所述，層控湖泊的成因機(jī)理是： 地層中的軟巖層在外營(yíng)力的作用下，沿地層走向形成湖盆； 硬巖層形成湖堤，由大氣降水、河流和地下水等補(bǔ)給形成湖泊。湖泊形態(tài)和分布嚴(yán)格受巖層走向的控制。

2 褶皺湖泊

傳統(tǒng)的湖泊分類認(rèn)為，構(gòu)造湖有斷陷湖和向斜拗陷湖[16-21]之分。斷陷湖是由斷層陷落形成的湖泊； 而向斜拗陷湖是由向斜拗陷或地面緩慢下降所形成的湖泊，這類湖泊面積較大，如里海、洞庭湖和鄱陽(yáng)湖等[20]。在青藏高原的湖泊中，構(gòu)造湖是非常重要的一類湖泊。由斷層陷落形成的斷陷湖是前人研究的重點(diǎn)，但關(guān)于與褶皺作用有關(guān)的湖泊，目前尚未檢索到相關(guān)研究文獻(xiàn)。筆者利用高空間分辨率影像在高原發(fā)現(xiàn)了一些與褶皺作用有關(guān)的湖泊，它們是否與前人湖泊分類中的向斜拗陷湖泊定義相符，尚待進(jìn)一步探討。

本次發(fā)現(xiàn)的褶皺湖泊，主要是發(fā)育在褶皺核部或兩翼的中小型湖泊，這些湖泊可能是在褶皺作用過(guò)程中，在核部形成的向斜洼地，或是褶皺轉(zhuǎn)折端、翼部的地層由于變形“虛脫”形成的洼地充水而成。但也不排除部分湖泊與漣湖一樣，是在褶皺形成以后由于核部或翼部軟弱層的風(fēng)化剝蝕而成的“褶皺形”層控湖泊。本區(qū)的褶皺湖泊大多與中小型褶皺有關(guān)，不同于前人湖泊分類中由于區(qū)域性褶皺拗陷，使地層下沉形成的大型“向斜拗陷湖”。除錯(cuò)達(dá)日瑪湖以外，其他的湖泊面積都非常小，與經(jīng)典湖泊分類中的向斜拗陷湖差別很大。

錯(cuò)達(dá)日瑪作為本區(qū)褶皺湖泊的典型代表，位于青海玉樹(shù)藏族自治州治多縣(N35°16′～N35°22′，E91°47′～E91°58′)的可可西里新近紀(jì)陸相拗陷盆地內(nèi)，湖盆形態(tài)為橢圓狀。遙感影像顯示湖岸較陡并與山系坡面連為一體，湖成階地不發(fā)育(圖2)。

圖2 受褶皺控制的錯(cuò)達(dá)日瑪湖遙感影像(Google Earth)

該湖北、西、南三面環(huán)山，形成馬蹄形盆地，湖的東面為錯(cuò)達(dá)日瑪河開(kāi)闊谷地。湖面水位(海拔)為4 775 m，湖長(zhǎng)為14.1 km，最大寬度為11.3 km，平均寬度為6.38 km，面積為89.9 km2[22]； 該湖由2部分組成，北部為主湖，呈橢圓形，南部為次湖。湖水主要依賴從東面入湖的錯(cuò)達(dá)日瑪河補(bǔ)給，還有多條小河呈向心狀從北、西、南三面的環(huán)湖山脈匯入[22]。

據(jù)2006年出版的青藏高原及鄰區(qū)地質(zhì)圖說(shuō)明書(shū)(1∶1 500 000)[23]的介紹，錯(cuò)達(dá)日瑪湖盆北、西、南三面的群山由中新統(tǒng)(N1)的砂礫巖構(gòu)成。根據(jù)其西側(cè)1∶250 000可可西里湖幅區(qū)調(diào)資料中所建立的區(qū)域地層遙感解譯標(biāo)志推測(cè)，錯(cuò)達(dá)日瑪湖盆周邊的地層很可能為五道梁組(中新統(tǒng))的紅色碎屑巖。在高空間分辨率Google Earth影像上，湖盆周邊地層的紋理非常清晰(圖3)，在很多部位可以看到比較清楚的地層三角面(圖3(b)、(c))，區(qū)域地層的走向和傾向一覽無(wú)余。據(jù)圖2顯示湖盆周邊地層走向與環(huán)湖山脈的延伸方向基本一致，地層均傾向湖盆，即按照北、西、南3個(gè)方位的順序，周邊地層的傾向，由向南傾逐漸轉(zhuǎn)向東，最后轉(zhuǎn)向北。也就是說(shuō)，環(huán)湖山脈由一個(gè)軸向?yàn)镋W向的向斜構(gòu)成，湖盆位于向斜的核部，是一個(gè)向斜湖泊。根據(jù)圖2中位于湖北側(cè)和南側(cè)的2個(gè)子區(qū)影像(圖3(b)和(c))，地層三角面形成的微地貌分析，湖北側(cè)地層傾角比南側(cè)大，所以推斷該向斜的軸面向南傾。

圖3 受褶皺控制的錯(cuò)達(dá)日瑪湖局部遙感影像(Google Earth)

胡東生[22]在1994年根據(jù)國(guó)家可可西里地區(qū)綜合科學(xué)考察隊(duì)1989—1990年間的科考資料，以及對(duì)美國(guó)陸地衛(wèi)星TM影像的解譯，推測(cè)錯(cuò)達(dá)日瑪是由于隕石沖擊形成的隕坑湖。筆者對(duì)高空間分辨率影像解譯后，認(rèn)為該湖應(yīng)該是一個(gè)比較典型的褶皺湖泊，理由如下：

(1)前人認(rèn)為湖盆周邊山系巖石組成是白堊系的紅色砂巖巖系建造，地層呈單斜狀，巖層傾向南南西[22]。但圖3清晰的地層紋理和三角面顯示，地層是隨山脈的延伸方向發(fā)生同步彎轉(zhuǎn)的，在湖北向南傾、湖西轉(zhuǎn)而向東傾，在湖南向北傾，是一個(gè)完美的向斜構(gòu)造。組成山脈的地層也不是白堊系，而是新近紀(jì)早期地層[23]。該研究采用20世紀(jì)90年代TM影像空間分辨率是30 m，規(guī)模較小的地層三角面和地層層理在影像上識(shí)別困難，不能直接判斷地層產(chǎn)狀，筆者推測(cè)其使用的產(chǎn)狀是借用了局部地段的野外觀測(cè)資料。在20世紀(jì)90年代，可可西里等無(wú)人區(qū)還是區(qū)域地質(zhì)調(diào)查的空白區(qū)，受野外工作時(shí)間、尺度、技術(shù)手段和交通條件(山脈陡峭，海拔大于5 000 m)等各種因素的限制，研究人員難以對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行全面、客觀、深入的調(diào)查，所以野外資料的代表性和全面性都有一定程度的局限。目前，高空間分辨率影像已經(jīng)達(dá)到m級(jí)甚至dm級(jí)，可以大視角全面、準(zhǔn)確地觀察地質(zhì)體的宏觀特征和微地貌特點(diǎn)，在地層和構(gòu)造的識(shí)別及宏觀研究方面比地面調(diào)查更具優(yōu)勢(shì)。

(2)作為隕石沖擊主要證據(jù)的“沿環(huán)形山系主脊向外圍之間出現(xiàn)3層環(huán)形構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)”，經(jīng)采用高空間分辨率影像查證： 外圍的“環(huán)形斷層”實(shí)際是發(fā)育在湖盆南北兩側(cè)的幾條平行斷層，二者在湖盆東西兩端只是距離有些接近，形態(tài)類似于藕節(jié)狀，但并沒(méi)有連接、圈閉形成環(huán)形構(gòu)造，而是分別繼續(xù)向EW方向平行延伸； 所謂的內(nèi)側(cè)“環(huán)形劈理帶”，高空間分辨率影像顯示絕大部分是因?yàn)榈貙玉薨櫠l(fā)生弧形彎轉(zhuǎn)的層理(不排除有少量的順層劈理帶)。這些層理在影像上所形成的絲帶狀紋理，空間分辨率比較低的TM數(shù)據(jù)難以分辨出是層理還是劈理構(gòu)造，但在高空間分辨率影像上可以根據(jù)地層三角面比較容易地進(jìn)行識(shí)別，所以“環(huán)形構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)”之說(shuō)仍需要進(jìn)一步探討。

(3)作為隕石沖擊另一個(gè)證據(jù)的“輻射狀巖石破裂帶”，高空間分辨率影像上顯示大部分是水蝕作用形成的短小溝壑，由于向斜形成的山脈環(huán)繞湖泊分布，面向湖泊的地表徑流侵蝕作用所形成的溝壑自然是輻射狀的。綜上所述，錯(cuò)達(dá)日瑪湖應(yīng)該是褶皺作用形成的湖泊。

3 層控和褶皺湖泊總體特征

目前發(fā)現(xiàn)受地層和褶皺控制的湖泊主要位于青海與西藏交界處的可可西里地區(qū)，在空間上呈近EW向帶狀分布(圖4)，南北寬約200 km，東西長(zhǎng)超過(guò)400 km，地理位置位于E88°～92°，N34°20′～35°40′之間。該區(qū)域?qū)儆谇嗖馗咴疵芗瘏^(qū)，擁有多格錯(cuò)仁、烏蘭烏拉湖、西金烏蘭湖、錯(cuò)達(dá)日瑪和可可西里湖等著名湖泊。其中，面積大于1 km2的湖泊有上百個(gè)，小水洼地(面積小于1 km2的微湖泊)不計(jì)其數(shù)[23]。

圖4 地層與褶皺控制的湖泊區(qū)域分布(Google Earth)Fig.4 Distributing of lakes controlled by strata and fold (Google Earth)

根據(jù)遙感影像解譯和前人資料的參考分析，發(fā)現(xiàn)由地層和褶皺控制的湖泊具有以下特點(diǎn)：

(1)湖泊受紅層的控制。根據(jù)影像和現(xiàn)有地質(zhì)資料[15,23]的分析，絕大部分湖泊受古近系和新近系紅層的控制，雖然個(gè)別湖泊位于侏羅系和白堊系，但根據(jù)遙感影像的色調(diào)標(biāo)志判斷也屬于紅色巖系，其巖性與古近系和新近系紅層類似[15,23]，考慮到可可西里地區(qū)環(huán)境極為惡劣，地質(zhì)工作程度不高，對(duì)地層時(shí)代的認(rèn)識(shí)經(jīng)常有變更，所以侏羅系和白堊系的時(shí)代也可能具有不確定性。如： 在前人文獻(xiàn)中認(rèn)為錯(cuò)達(dá)日瑪周邊地層為白堊系[22]，但新版的青藏高原及鄰區(qū)地質(zhì)圖[23]則變更為新近系； 在青藏高原及鄰區(qū)地質(zhì)圖上，長(zhǎng)湖周邊地層是中上侏羅統(tǒng)[23]，但吳珍漢等[25]通過(guò)孢粉分析和區(qū)域地層對(duì)比證明是晚中新統(tǒng)。

(2)湖泊規(guī)?？傮w不大。受地層中易風(fēng)化剝蝕形成積水洼地的軟弱層出露寬度的限制，除漣湖和雪景湖等少數(shù)湖泊以外，大部分層控湖泊為面積在數(shù)平方千米的小型湖泊和小于1 km2的微型湖泊(圖5、表1)。由于褶皺核部地層處于應(yīng)力集中釋放部位，地層更容易產(chǎn)生破碎、虛脫等變形，利于外營(yíng)力的風(fēng)化剝蝕，比單純靠軟弱層的剝蝕作用形成的空間大，所以受褶皺控制的湖泊一般要大于層控湖泊。

圖5 古近系中的層控微型湖泊影像(Google Earth)Fig.5 Image of minitype lakes controlled by strata in Palaeogene(Google Earth)

名稱面積/km2形態(tài)特征成因影像特征葫蘆湖29.1葫蘆狀,延伸方向與褶皺軸向近于一致受古近系紅層及褶皺控制豌豆湖17.9近EW向延伸的長(zhǎng)橢圓形,西端邊界伴隨軟硬層形成的溝坎呈火焰狀受古近系紅層控制烏蘭烏拉北湖6.0EW向不規(guī)則狀,兩端邊界隨軟硬層形成的溝坎呈火焰狀受上白堊統(tǒng)紅層控制察日錯(cuò)湖10.0蝴蝶狀古近系EW向褶皺核部外緣虛脫部位控制瑪章錯(cuò)欽北湖5.7NEE向透鏡狀,順層延伸 受褶皺南翼的古近系紅層控制長(zhǎng)湖45.0EW向不規(guī)則狀,邊界伴隨褶皺地層的走向延伸受中新統(tǒng)紅層及褶皺控制漣湖32.0EW向弓形,順層延伸受中新統(tǒng)紅層控制錯(cuò)達(dá)日瑪湖89.9EW向橢圓形中新統(tǒng)紅層形成的向斜控制雙蓮湖28.0不規(guī)則花朵狀,邊界參差不齊受新近系紅層控制雪景湖55.0EW向不規(guī)則狀,邊界參差不齊受新近系紅層控制

(3)湖泊形態(tài)特殊。由于層控湖泊位于軟弱層形成的剝蝕谷地中的低洼地帶，受地層厚度、走向和傾向的影響，湖盆狹長(zhǎng)，湖泊大多順層呈透鏡狀、長(zhǎng)橢圓狀、蝌蚪狀和不規(guī)則狀，湖泊長(zhǎng)短軸比較大，如漣湖的長(zhǎng)短軸比更是達(dá)到了驚人的比例(32∶1)。

(4)湖泊成群、成帶分布。本文所述的湖泊大部分受新近紀(jì)和古近紀(jì)陸相紅層的控制。陸相地層的顯著特點(diǎn)是相變大，加之青藏高原在這個(gè)時(shí)期處于快速隆升階段，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，因此更加劇了地層沉積環(huán)境的頻繁動(dòng)蕩變化，導(dǎo)致軟硬巖層呈韻律性反復(fù)出現(xiàn)，經(jīng)后期的風(fēng)化剝蝕和褶皺變形，便形成了大小湖泊順層成帶、成群和串珠狀密集分布的特點(diǎn)(圖1和圖5)。

4 時(shí)代探討

研究區(qū)屬于青海西南部與藏北的河湖內(nèi)流區(qū)，氣候干燥，受地層和褶皺控制的湖泊多形成于封閉、平緩的山谷及坳陷盆地內(nèi)，靠小流域內(nèi)有限的大氣降水、冰雪融水和地下水補(bǔ)給，所以湖泊面積比較小，氣候作用大于構(gòu)造作用。由表1可以看出，除了烏蘭烏拉北湖分布于所謂的上白堊統(tǒng)(K2)紅層以外，其他湖泊均分布于古近系和新近系紅層盆地之中。由于這些湖泊是在紅層形成以后，在外營(yíng)力的持續(xù)剝蝕和搬運(yùn)作用下逐漸形成的洼地充水而成，其形成年齡應(yīng)晚于地層的形成時(shí)間。例如，位于區(qū)域?qū)涌睾鑾П辈康臐i湖，分布于中新統(tǒng)五道梁組泥質(zhì)巖石中，湖盆邊界嚴(yán)格受周邊硬度較高且已經(jīng)發(fā)生褶皺變形的砂巖控制，所以漣湖應(yīng)該形成于五道梁組發(fā)生變形以后，即晚于中新世。同樣，位于層控湖盆帶南部的長(zhǎng)湖，發(fā)育在已經(jīng)褶皺變形的中新世晚期紅層中，褶皺形變時(shí)間為中新世末期—上新世初期[25]，影像顯示局部的湖泊沉積物覆蓋了褶皺地層，推斷長(zhǎng)湖形成的時(shí)間不早于上新世初。

根據(jù)表1和大量未列入該表的微型湖泊影像及其所在地層時(shí)代的綜合分析，大部分湖泊應(yīng)該是在中新世以后發(fā)育起來(lái)的，這個(gè)推論基本與青藏高原現(xiàn)代盆—山構(gòu)造地貌格局在中新世開(kāi)始發(fā)育[26-27]的時(shí)間相符。部分學(xué)者認(rèn)為[28-29]，青藏高原在更新世曾經(jīng)出現(xiàn)古大湖，影像也顯示部分層控湖泊沒(méi)有湖泊萎縮過(guò)程中形成的湖成階地，所以不排除其成湖時(shí)代相當(dāng)新的可能性。

5 結(jié)論

(1)可可西里地區(qū)主要受古近系和新近系等紅層控制的湖泊是前人未曾論述的新型湖泊。由于受軟硬巖層的沉積韻律控制，在形態(tài)、數(shù)量、規(guī)模和空間分布等方面具有明顯的規(guī)律性。

(2)以錯(cuò)達(dá)日瑪湖為代表的褶皺湖泊在青藏高原的發(fā)現(xiàn)屬于首次。

(3)受地層中軟弱層出露寬度的限制，層控湖泊在規(guī)模上以小型和微型湖泊為主； 與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)有關(guān)的沉積環(huán)境頻繁的動(dòng)蕩變化，是層控湖泊成群、成帶分布的根源。

(4)由于褶皺核部處于應(yīng)力集中釋放部位，且地層厚度加大，所以，受褶皺控制的湖泊一般要大于同一層位的層控湖泊。

(5)可可西里地區(qū)大部分層控湖泊的形成時(shí)代晚于中新世。

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DiscoveryofnewlakescontrolledbystrataandfoldsinQinghai-TibetPlateau

LIU Gang， LIU Jianyu， YAN Yunpeng

(ChinaAeroGeophysicalSurveyandRemoteSensingCenterforLandandResources,Beijing100083,China)

Qinghai-Tibet Plateau, the largest lakes-distributing area without the disturbance of humans, is the ideal region for lake research. Using the right spatial resolution images, the authors have investigated the lakes in Hoh Xil and found the new lakes controlled by stratum and folds. Through the genesis analysis of Lian Lake, the authors proposed the concept of stratabound lakes. The stratabound lakes in Hoh Xil are mainly controlled by the red beds of Neogene and Paleogene，and the regularity of these lakes in shape, quantity, scale and distribution is relevant to the rhythmic sedimentation of soft and hard terranes. Most of stratabound lakes are small and mini type because of the width limit of outcrop stratum. Fold lakes are also controlled by the red beds of Neogene and Paleogene,and they are probably discovered for the first time in Qinghai-Tibet Plateau. The formative period of most stratabound lakes is later than Miocene. The dominant factor of the stratabound lakes development is the tumultuous changes of sedimentary environment which are relevant to tectonic movement.

high spatial resolution image； Qinghai-Tibet Plateau； stratabound lake； fold lake； genesis

10.19388/j.zgdzdc.2017.05.10

劉剛,劉建宇,燕云鵬.青藏高原新型層控與褶皺湖泊的發(fā)現(xiàn)[J].中國(guó)地質(zhì)調(diào)查,2017,4(5): 66-73.

TP79

A

2095-8706(2017)04-0066-08

2017-03-28；

2017-05-03。

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局“西北邊境地區(qū)國(guó)土資源遙感綜合調(diào)查(編號(hào)： 12120113003300)”項(xiàng)目資助。

劉剛(1963—)，男，高級(jí)工程師，主要從事遙感地質(zhì)研究工作。Email: lgang666@sohu.com。

(責(zé)任編輯刁淑娟)