摘要:

晚更新世以来,特别是全新世以来,黄土高原西北部发育了多期次的滑坡事件.临夏盆地巴谢河流域较好地保留了多期次滑坡的遗存,有研究历史滑坡发育规律的良好素材.文章通过详细的野外调查,初步厘清了滑坡空间分布及新老滑坡相互叠置关系,总结得到本地区滑坡的四种发展类型:压裂型深层黄土-泥岩滑坡、滑移型深层黄土-泥岩滑坡、蠕变型中浅层黄土-泥岩滑坡和塌滑型黄土滑坡.不同时期发育的滑坡在野外呈现明显不同的特征:发育于晚更新世的古滑坡有圈椅状的地形和高陡的后缘陡壁,滑坡堆积体已固结,堆积体表面冲沟发育;发育于全新世早期的老滑坡除了具有圈椅状地形和高陡后壁外,堆积体较为松散,堆积平台形态较为完整;发育于全新世晚期的新滑坡则保留了更多的滑坡特征,可见滑坡后缘和侧缘裂缝.巴谢河流域滑坡大多有多次滑动的迹象,不同期次的滑坡相互重叠,在同一范围发生多次滑动,形成多级滑坡堆积平台.滑坡埋压动植物、滑坡洼地短期水体沉积物等有着明显的滑坡指示意义.通过采集此类样品,利用14C和光释光等测年手段,获取了本地区一系列滑坡事件的年龄.对测年数据进行统计分析,得到巴谢河流域晚更新世以来的五个滑坡高发时段,分别为100 ～ 63 kaBP、45.2～41.5 kaBP、33.3～ 28.2 kaBP、22.5 ～ 15.2 kaBP和10.4 ～0.2 kaBP.以上滑坡高发时段的推断将为认识去环境变迁提供证据.

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甘肃临夏盆地的晚中新世红粘土堆积中含有大量的三趾马动物群化石,其中犀科化石,特别是大唇犀最为丰富.通过对临夏盆地晚中新世具有代表性的大唇犀化石的年龄结构的分析,初步了解到化石群各年龄段个体的百分比和种群动态.大唇犀化石中成年个体的数量占优势,明显多于老年个体,与正常生活群中的年龄结构吻合,由此可初步断定是突发性事件引起了犀牛种群的灾害性死亡.再进一步对化石的风化、磨蚀、聚集状态及所受的水动力特征等进行分析,发现骨骼受到了弱水流的短距离搬运,说明化石埋藏地离动物死亡地不远.以上分析结果与沉积学特征相结合,说明临夏盆地晚中新世三趾马动物群的集群死亡可能与严重的干旱化事件有关.

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根据牙齿釉质的全样和系列碳、氧同位素分析,重建了甘肃临夏盆地25～2.5Ma期间犀牛的食性和环境.其结果支持先前根据牙齿和头骨-肢骨形态做出的一些推断,并对部分属的古生态提出了新的看法.同位素结果支持如下的推断:晚渐新世的巨犀Paraceratherium生活于森林环境,而与其共生的异角犀Allacerops柄息地相对开阔,食性特化程度低;中中新世的西班牙犀Hispanotherium在开阔领地上取食草本植物,而同时代的奇角犀Alicornops在森林环境中具有更特化的食性;晚中新世的副板齿犀Parelasmotherium在开阔的稀树草原上取食草本植物.与先前认为无鼻角犀Acerorhinus和额鼻角犀Dicerorhinus生活于森林化环境的推断不同,数据指示这两种犀牛也生活于开阔的稀树草原环境.同位素结果未能得出伊朗犀Iranotherium的确切生活环境,但支持先前认为它特化为C3草本植物取食者的推断.研究结果也显示大唇犀Chilotherium在晚中新世的大多数时间内是森林生活者,但其在晚中新世末期占据了更开阔的环境.此外,分析结果与先前的推断一致,即上新世的山西犀Shansirhinus和更新世的披毛犀Coelodonta是开阔生活环境中的食草者.最后,碳同位素数据支持在此项研究中的所有犀牛都是纯C3取食者,确认C4植物不是临夏盆地25～2.5 Ma期间植被的重要成分.

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临夏盆地塔湾剖面黄土-古土壤沉积物的黏土矿物学及常量元素特征分析表明,末次间冰期以来临夏地区气候变化经历了从相对温暖湿润(Ⅰ阶段:92.4-78.8 ka)-寒冷干燥(Ⅱ阶段:78.8 -59.8ka)—相对温暖湿润(Ⅲ阶段:59.8 ～47.7 ka)—寒冷干燥(Ⅳ阶段:47.7 ka以来)等4个阶段的演化.黄土-古土壤中黏土矿物以伊利石、绿泥石、伊/蒙混层及坡缕石等为主,并且坡缕石在沉积物中广泛发育,表明末次间冰期以来临夏地区总体上以相对干燥为主.w( TiO2)/w( Al2O3)比值表明沉积物剖面中黄土-古土壤层可能具有相同的物源,黄土-古土壤交替的发育特征应该为不同时期风化程度差别所致,与当时的大气降水量及温度密切相关.在相对温暖湿润的时期,黏土矿物相对含量、化学蚀变指数CIA值及w(Al2O3)/w( Fe2O3)、w(SiO2)/w(Al2O3)、w( SiO2)/w( Fe2O3)和w(MgO)/w(Al2O3)等氧化物比率变化波动较大；在寒冷干燥的时期,黏土矿物相对含量、CIA值及各氧化物比率较为稳定.黏土矿物学及常量元素变化特征共同揭示92.4-78.8 ka期间和47.7 ka以来出现明显的降温事件,说明临夏地区末次间冰期以来气候环境的不稳定性,可能与高原冬、夏季风的此消彼长密切相关.

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CaCO3含量可以明确指示黄土-古土壤层序的发生及其气候变化,因而被称之为有效的气候代用指标之一.临夏盆地黑林顶剖面出露一套连续完整的晚新生代(11.6～5.0 Ma)河湖相地层,对该套地层CaCO3含量进行测定,结果揭示,在11.6～8.6 Ma,CaCO3含量基本保持相对稳定,平均含量为10.1%.从8.6 Ma后,其含量明显减少,平均含量为8.4%.对该剖面磁化率和色度指标以及周边地区气候记录进行对比,认为CaCO3在8.6 Ma时期的转变不能简单地运用气候变化进行解释,而很可能与青藏高原阶段性快速隆升带来的碎屑物质的大量快速沉积有关.

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描述了甘肃省临夏盆地麦大地点库班猪类化石的一件部分破损的头骨标本,建立了库班猪属的一个新种——小库班猪(Kubanochoerus parvus sp.nov.).新种个体较小,与丘massai和K.minheensis类似;颊齿较宽,与K.massai类似;其他进步的特征如增大的中央门齿、愈合的前颌骨、显著向后延伸的腭骨、长的P1-P2/p1-p2齿隙等则与K.gigas类似;它代表了欧亚大陆库班猪的一个单独的支系.麦大地点的层位大致相当于虎家梁组的顶部或者柳树组的底部,因此新种可能是目前已知时代最晚的库班猪化石.根据对已知库班猪类化石的对比,Libycochoerus被认为是Kubanochoerus的同物异名,K.robustus和K.lantienensis被认为是K.gigas的同物异名,且没有足够的证据支持将K.gigas划分为两个亚种.Kubanochoerus gigas可能演化自较K.massai更早的原始类型,而新种可能演化自K.massai或者更原始的类型.Kubanochoerus minheensis则代表了欧亚大陆库班猪的另外一个独立的支系,该种保持了较小的体型,但牙齿有亚脊型化的趋势.

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爪兽在我国新近纪地层中发现的数量和种类都相当稀少.本文根据产自甘肃省临夏盆地晚中新世柳树组的一批化石材料建立的一个爪兽化石新种临夏奈王爪兽(Nestoritherium linxiaense sp.nov.)是此属目前所发现的最原始的种类.新种以鼻骨与泪骨相接触、上臼齿原小尖萎缩、原脊不太发育、下颌粗壮、齿隙短、下犬齿可能存在但发育较弱以及p4下内尖孤立而区别于其他各种.根据新发现的化石,确立了Nestoritherium属名的有效性,并将修订后的Nestoritherium wuduense (Xue&Coombs,1985)归入其中,认为此属是Hesperotherium的祖先类型.

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甘肃和政古动物化石地质遗迹是一个以丰富的渐新世至更新世的古动物化石为特色的地质奇观.和政古动物化石地质遗迹主要发育4个古动物化石群:底部红色砂砾岩中埋藏着距今30 Ma的巨犀动物群;下部河湖地层中,埋藏着13 Ma前的铲齿象动物群;中部以红土为主,埋藏着距今10 Ma左右的三趾马动物群;上部黄土堆积中埋藏着2 Ma前的真马动物群.这些古动物化石地质遗迹记录了渐新世以来地球历史的丰富信息和演化过程,是研究青藏高原隆升历史的重要证据.甘肃和政古动物化石地质遗迹孕育了分布密集、保存完好、种类繁多的古动物化石,且甘肃和政临近我国“一带一路”战略中“丝绸之路经济带”的中联点.这些世界罕见的古动物化石,具有不可替代的珍藏价值、游览价值、科普价值和科学研究价值.

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利用X射线衍射、扫描电子分析方法,对临夏地区塔湾黄土沉积物的粘土矿物学特征及其古气候指示作用进行了深入研究.结果表明:晚更新世的黄土沉积物风成黄土或经过表生风化改造形成的古土壤,其粘土矿物组成主要为伊利石、绿泥石、伊/蒙混层粘土矿物、高岭石和少量的坡缕石,沉积物中高岭石、伊利石/蒙脱石、伊利石和绿泥石矿物组合,指示物源区经历了气候从湿润变为冷干的转变.沉积物中伊利石结晶度的测量结果显示,其(001)衍射峰的半高宽在0.23°～0.86°之间,不同岩性层中伊利石结晶度存在明显的差别,伊利石结晶度存在着两个明显的峰值区,这表明临夏地区晚更新世的气候变化经历了从湿润→冷干→湿润→冷干的两个周期性的演化,而且晚期与早期相比更加湿润同时又更为冷干.沉积物中既有自生成因的坡缕石,又有碎屑成因的坡缕石.沉积物中自生成因坡缕石和碎屑成因坡缕石均稳定存在的现象表明,本区晚更新世的古气候是以干旱为特征,年均降雨量在300 mm左右.