古冰缘现象在北京洞穴堆积物中的现状

第五节　洞穴堆积物中的古冰缘现象

据曹伯勋等（1994）报道，1985—1988年，他们在周口店太平山北坡东地点发现的洞穴堆积物中含有不少古冰楔遗迹（图3.6）。图3.6中表明，古冰楔遗迹发育于剖面第（7）、（6）和（5）层，出现在不同高度，尤以第（7）层中最为发育。古冰楔遗迹规模，一般深十几厘米，最深近50 cm，宽度10～15 cm。整个剖面共发现6处古冰楔遗迹，均为土楔。以土楔A的规模最大，土楔A和D形态最典型，土楔A与B间的伴生构造最清楚。我们以土楔A和A与B间的伴生构造论述其形态和成因特征。

图3.6　太平山北坡东地点实测剖面图（曹伯勋等，1994）

1.红黏土及团块状钙质结核　2.砂砾　3.亚黏土　4.层状钙质层　5.钙质结核　6.亚砂土　7.灰色黏土层　8.黄色亚黏土　9.砂与亚黏土互层　10.红黏土　11.灰岩块砾　12.哺乳动物化石　13.古冰楔　14.现代土壤　15.断层及角砾　16.地层分层编号　17.奥陶系灰岩

一、土楔形态

土楔A，上宽13 cm，深50 cm，发育在第（7）层中，楔入到第（8）层顶部。其横剖面具窄“V”字形。楔体两侧薄层黏土在远离楔体处平缓，近楔体两侧急剧变陡，岩层压密、变薄，并向下陡倾斜。楔体中间充填具近直立层理的灰色与棕色薄层黏土，呈叠锥状，并且切穿两侧岩层。在约1/3深度处，土楔A又为一楔体楔入，故土楔A为复合楔体；后叠楔体内局部岩层有褶皱和加厚现象。与土楔A相邻的土楔B尖端分叉。土楔D位于第（7）层左端，虽仅为一15 cm小土楔，但其形态酷似木楔楔入的水平的灰色黏土层中，中间充填层理直立的灰色与棕红色薄层黏土。

土楔A与B间具有明显的伴生褶曲构造，其岩层曲率半径随深度加大而变大（图3.7），在楔体尖端部位岩层产状近于原始水平状态。(www.xing528.com)

图3.7　土楔A与B间黏土曲率与深度相关关系图（曹伯勋等，1994）

二、土楔成因

第四纪沉积物中有多种楔状体，但就太平山北坡东地点剖面中的土楔而言，非单个楔体，在不同高度成群出现，特有的楔间伴生背斜构造反映出它们与其他楔状体有明显区别。此外与“泄水隙”（water escape fissure）也有区别；后者因沉积物的分层移层，紧邻裂隙的地层不形成向上弯曲褶皱，而且楔体深度远大于宽度。在排除了种种非冻融楔体之后，我们把太平山东地点中的土楔A与欧洲波兰境内鲁布林（Lublin）地区一个魏克塞尔冰期（Weichelage）古冰楔遗迹加以比较。两者的共同点是：呈楔状垂直切穿不同沉积层，下端呈明显的叠锥形。楔体中间充填有近垂直层理的砂层或土层。楔体两侧岩层都具有近楔体产状变陡和急剧向下陡倾斜现象，两者下部尤为清楚，这表明两者具有相同形成机制。两者不同之处在于：鲁布林冰楔遗迹发育在以松散细砂为主的沉积物中，在形成古冰楔的冻融作用过程中，含饱和水的松散沙层的重力滑塌使楔体内产生许多小型正断层；而太平山东地点剖面中的土楔发育在塑性较强的黏土层中，冰楔融化时，饱水黏土的塑性流动强于重力滑塌，故楔体内断裂较少。

根据以上分析对比，太平山北坡东地点剖面中的土楔，是在严寒气候条件下，含水沼地黏土层中产生裂隙，地下水注入负温状态下的裂隙中形成冰楔。冰楔反复经受融冻过程，使围岩遭受水平挤压变形，并形成楔间伴生的有限弯曲背斜构造。凡此种种表明太平山北坡东地点剖面中的土楔属于古冰楔遗迹。

此外，在北京平原地区亦曾发现有古冰缘现象，例如在北京新饭店基坑开挖时，曾发现有晚更新世的冰缘卷曲现象。在北京地铁开挖过程中也曾在积水潭车站附近发现同样的冰缘卷曲现象。这说明，第四纪冰期时北京地区为冰缘气候环境。