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区域水文地质

区域水文地质条件一第四纪古地理环境

1993年第一区调大队出版的《新疆区域地质志》指出：

早更新新世时期，新疆继承了晚第三纪山区强烈上升，盆地相对下沉的古地理环境。气候变冷，个大山系曾有多次山岳冰川作用。山区剥蚀，盆地沉积。塔里木盆地沉降幅度大于准噶尔盆地。前者西南缘西域砾岩最厚达3 020米，后者玛纳斯一带仅有2 500米。两个盆地南缘沉降幅度大于北缘。剥蚀区与沉积区的升降具有差异性，在总体比较强烈前提下，尚表现时强时弱的特征。早更新世冰川外围呈寒冷气候森林草原景观。属潮湿寒冷荒漠平原气候。

中更新世早期各大山系仍发育有山岳冰川。冰缘地带为偏冷气候的稀疏森林草原环境，中晚期为干暖荒漠景观。中更新世曾经历了一个由冷变暖的气候波动周期。

晚更新世山区仍有发育山岳冰川，属寒冷草甸草原环境。平原区冰缘地带气候干凉，呈潮湿针阔叶林草原景观。晚更新世晚期气候干热，天山、昆仑山北坡有风成粉砂、亚砂土、黄土状黄土堆积，塔里木盆地已有沙丘形成。

全新世时期盆地为冲洪积一湖积平原。早期气候冷暖波动。中期6 000年前，本区已有古人类活动，气候干热，准噶尔、塔里木盆地周边此时期已有沙丘、沙山分布。中后期距今约3 000年和17世纪时期，气候变寒冷。现代气候转暖，冰川每年以5米的速度向后退缩，楼兰王国消亡，丝绸之路变迁，沙漠扩大，湖泊干涸。

一、塔里木盆地古地质环境演化

70年代以来，由于塔里木盆地石油勘探开发的带动，地质、科研等部门对该盆地自然地理、地质构造、第四纪地质、水文地质等方面进行了全面勘查研究。尤其1987—1991年由国家科委协调中科院和石油天然气总公司负责组织实施，地矿部参加的国家“七五”重点科研项目——塔克拉玛干沙漠综合科学考察，对盆地的古地理环境演化研究，取得重大进展和系列成果。1992年塔中公路的修通，有力地促进了各方面工作进入了崭新阶段。综合各家成果：

塔里木地区古生代晚期就已进入大陆盆地发展阶段。中生代尽管有反复海浸的历史，但仍以大陆环境为主，而气候逐渐干旱。新生代塔里木地区趋向现代格局。早第三纪时期，盆地气候属亚热带疏林草原气候带。渐新世晚期，海水最后从盆地西南部退出，至此盆地完全封闭。盆地地周围山区不断地隆起，盆地不断沉降，从此形成宽阔的塔里木内陆盆地。盆地愈加封闭，气候愈加趋于干旱。中新世早期，盆地呈暖温带针阔叶林为主的景观。中新世晚期，盆地呈暖温带森林草原化景观。上新世气候进一步干旱，盆地呈暖温带荒漠草原景观。早更新世早、中期(1．2Ma前)，气候进一步干旱，使盆地进一步发展成为暖温带干旱荒漠草原。早更新世晚期(1．2Ma后)至中更新世晚期(140Ka)，温度虽有冷暖波动，而气候愈加干旱，风成亚砂土开始大规模堆积(夏训诚)，为暖温带干旱一极端干旱荒漠生物气候带。中更新世晚期(140Ka)至晚更新世早期(97．5Ka)温度有所回升，降水有所增加，但幅度很小，为暖温带干旱荒漠草原和暖温带干旱荒漠一极端干旱荒漠生物气候带。晚更新世早期(97．5Ka)至中期(57．5Kn)干旱程度加剧，为暖温带干旱——极端干旱荒漠生物气候带。晚更新世中期(57．5Ka)至晚期(24.2Ka）温度增高，湿度也稍增大，此时期盆地边缘地带为暖温带干旱荒漠生物气候带，盆地腹地为暖温带极端干旱荒漠生物气候带。晚更新世晚期(24．2Ka)至全新世中期(6000a)此时期温度下降，气候干冷，盆地腹地为极端干旱荒漠。全新世中期(6000a～4000a)，气候回升，湿度增加，盆地边缘地带为暖温带干旱荒漠草原生物气候带，盆地腹地为暖温带极端干旱荒漠生物气候带，气候干热。全新世中晚期(4000a)至今，温度再次降低，干旱程度加剧，气候干冷，盆地腹地为极端干旱荒漠生物气候带。从第三纪至第四纪，塔里木盆地气候变化以暖干、冷干交替为主要特点，并有愈来愈干旱的发展趋势。中新世时期，盆地边缘地带已有风成亚砂土、红土堆积，内部已有半固定、固定砂丘分布。第四纪以来，盆地山前带为水成堆积，盆地内部，除河流及湖泊附近外，已被流动砂丘所覆盖。沙漠腹地，早全新世曾出现过比现在范围大得多的河湖相相沉积，沙漠范围向收缩和固定化转化。全新世中期尤其晚全新世以来，是风沙堆积的盛期，但也有沙相与河湖相交替沉积的小阶段。据对塔克拉玛干沙漠老沙带测年，最老的年代为3.833±0．5115万年B·P。据对新沙测年，至少应属8600年B·P之后的沉积。根据对沙、亚砂土、黄土三个相带测年结果，计算堆积速率，表明风成的三个相带沉积时代可置于末次冰期—现在历史时期以来，汉晋、唐末宋元、明末清初、本世纪50年代末至70年代末，在塔里木盆地表现为沙漠发展较迅速的几个时期。

(一)盆地沉积中Jc

近些年石油勘探、地震等资料及科研成果表明，塔里木盆地沉积中心由于新构造运动的控制，而在不断地变动。

早更新世，随着盆地山前深大断拗的沉降，断拗不断地接受着山区流水的堆积，形成了数千米厚的山前冰水一冲洪积物。此时期沉积中心位于库车一带和和田以西的西昆仑山前地带盆地内部由于塔中隆起的形成，沉降幅度较小，第四系厚度不大。岩相上除有河流泛滥[平原堆积外，并有河间洼地、湖泊堆积，形成了若干局部沉积中心。由于局部的升降变动和气候干湿变化，湖面有扩有缩，堆积相也随之而改变。

中更新世，尤其晚更新世，盆地周围山区强烈隆起，山前带尤其山麓地带被托拉抬升，形成山麓构造带。沉积中心向盆地内部推进。大体沿北纬40度线，由塔中隆起两侧至南北山前带，形成了近东西向的两条河湖相沉积中心。盆地西部喀什地区也有上述类似特征。

晚更新世中、晚期，由于帕米尔山结强烈隆起，昆仑山上升速率大于天山，罗布泊地区快速沉降，而使盆地地势转向北倾、东倾。当时盆地所有水系都汇入东北部，大体位于铁干里克一带，此时罗布泊湖水面积迅速扩大，成为全盆地沉积中心。

全新入世，入湖水量的减少，罗布泊湖萎缩分成三个湖：罗布泊湖、台特玛湖、喀拉和顺湖。由于库鲁克塔格沙漠基底隆起，而使孔雀河与塔里木河分道扬镳北移汇入罗布泊；由于东南隆起的形成，迫使车尔臣河由北折转向东与塔里木河同流入台特玛湖，形成两个主要沉积中心。

（二）罗布泊湖的变迁

罗布泊湖早更新世早期位于铁干里克地带。当时湖泊面积很大。陈华慧认为，当时向西直到雅当布拉克南孔雀河北岸，向东延伸到砥石湖。第二水文大队认为罗布泊是古湖泊的东缘。早更新世中期北侵至罗布泊北洼地。至中更新世晚期罗北洼地地壳抬升，湖泊南移，东浸至阿其谷地西部，至晚更新世时期，水量增多，罗湖曾一度南扩。全新世湖面萎缩并分开形成罗布泊湖、太特玛湖、喀拉和JJ匝湖三个湖泊。从此水大之时湖相合，水小之时分成三个湖。时合时分，似湖泊在游移。1972年、1974年罗布泊湖和台特玛湖干涸。

（三）塔里木盆地古河道变迁

1993年中科院的塔克拉玛干沙漠综合考察，通过地貌形态特征、地层岩性结构、植被组合与分布状况等方面综合分析，发现沙漠腹地遗留有大量距今约5 000年以来的古河道。昆仑山水系伸入沙漠腹地很远，具体情况见表3—1。沙漠中部和塔里木河地带，古河道非常密集。遗留下来曾生长过茂密胡杨林遗迹和人类活动遗址一“古城废墟”。

二、准噶尔盆地第四纪古地理环境

古生代末海水退出盆地，隆升为陆地接受陆相沉积。古地理环境演化受新构造运动的控制，不同时期有不同的地貌特征。第四系基底特征基本为北隆南陷的向南倾的斜坡。存在着三个新构造区：①天山北麓山前拗陷；②相对沉降的中部地区的准噶尔陆台；③三个泉子干谷以被隆升的陆梁区。天山北麓山前拗陷带第四系十分发育，厚度巨大，仅下更新统就厚达2 000蜜。在天山不断上升的过程中，山前形成多级洪积台地及洪积扇。其他两个构造区沉降幅度小，
第四系较薄。地貌上主要表现为冲洪积、湖积平原。

早更新世时期，玛纳期湖、艾比湖并存，形成两大水系两大沉积中心。此时期，天山北麓中部、东部的河流以及准北的额尔齐斯河、乌伦古河在内的阿尔泰山区大部河流都是汇入玛拉斯湖。当时玛纳斯湖相当大，但沉降幅度小，湖积厚度不大，据钻探揭露仅250米左右。中更新世时期，盆地气候进一步干旱，盆地呈荒漠草原景观，平原区覆盖着冲洪积—湖积物。中更新世末期至上更新世，北部陆梁区隆升，迫使乌伦古河、额尔齐斯河西转形成了乌伦古湖内陆水系和额尔齐斯河外流水系。同时也形成了额尔齐斯河一乌伦古河断陷和拗陷。乌伦古湖拗陷第四纪堆积物相对较厚，额尔齐斯河谷断陷带，第四纪堆积物相对较薄。天山山前拗陷带进一步沉降，沉积加厚。玛桥河与玛纳斯湖分离，于扇缘带形成沼泽。玛纳斯湖水量的减少，而分成若干小湖。湖积速度相应减缓，直至上更新世中、晚期。

上更新世晚期，陆台区已开始有风积沙丘分布，直至全新世形成古尔班通古斯特沙漠。全新世晚期，玛纳斯湖周围第四系基底隆起，湖面进一步缩小。70年代，湖水哭干涸。

摘自《新疆通志》