芬兰西北部劳图瓦拉地区晚更新世斯堪的纳维亚冰盖振荡的微观结构特征及来源指示

《Quaternary International》：Microtexture and provenance signatures for oscillations of the late Pleistocene Scandinavian Ice Sheet in Rautuvaara, north-western Finland

石英微纹理与重矿物分析揭示拉图瓦拉冰川沉积物源区及冰流动力学（摘要）

　　在北欧地区广泛研究的冰川地质学领域，芬兰北部的Rautuvaara地层被认为是北芬诺斯坎的晚更新世沉积的典型代表。本研究旨在通过分析该地层中的石英颗粒表面微纹理以及重矿物成分，揭示冰川活动的沉积过程和冰川运动的起源，从而更精确地确定沉积物的来源。研究对象包括Rautuvaara地层中上部的中晚维斯比尔阶（Weichselian）冰川沉积物以及夹层的细粒沉积物，这些沉积物据已发表的年代测定结果，主要形成于更新世晚期的海洋同位素阶段（MIS）3和2。

通过对这些沉积物的详细分析，研究者能够识别出不同的沉积环境和冰川运动模式。在最底层的冰川沉积物中，石英颗粒显示出高度的角状特征，这表明它们经历了直接的冰下搬运过程。这一时期的冰川推进方向主要来自西南方向（SSW），并伴随有铁矿和蛇绿岩相关的重矿物，这些矿物的存在说明了冰川沉积物的来源。随着冰川的推进，冰下搬运过程中的高压力和基底融化促进了沉积物的直接沉积和变形。这一阶段的沉积物中，颗粒表面呈现出多种微纹理，包括线性断裂、锥形裂纹和边缘磨损，这些特征反映了冰下磨蚀和破碎过程对颗粒形态的显著影响。

上层的冰川沉积物则表现出不同的搬运特征，其颗粒形状更加圆润，这表明它们可能经历了更长距离的搬运过程，来源于西北方向的花岗岩质母岩。这一时期的冰川运动模式显示出冰川的后退过程，伴随着大量的重矿物沉积。在这一阶段，沉积物的结构和矿物成分反映了冰川后退过程中冰川前端的重力搬运作用，以及冰川融化形成的水文环境对沉积物分布的影响。颗粒表面微纹理的缺失或不显著，表明这些沉积物可能在冰川表面或上方形成，受到冰川运动的直接搬运影响。

在冰川沉积物之间的细粒沉积层中，观察到的沉积物结构显示出冰川河流搬运的特征，这些沉积物在浅水至深水环境中逐渐沉积，形成了水平层理和波状层理的砂层和粉砂层。这些沉积物中还包含了大量稳定矿物，如绿帘石和锆石，它们的存在表明了沉积物的再搬运和再沉积过程。这些矿物的分布也提供了关于冰川搬运路径和冰川运动方向的重要信息。

通过分析重矿物的组成，研究者能够进一步确认冰川沉积物的来源。例如，在最底层的冰川沉积物中，大量的绿帘石和石榴石表明其来源于本地的蛇绿岩和碳酸盐岩。而在上层的冰川沉积物中，重矿物的分布则显示出更多的铁矿和花岗岩质母岩的贡献。这些矿物的组合和比例变化，为冰川运动的轨迹和沉积物的搬运路径提供了明确的指示。

研究还指出，冰川沉积物的微纹理特征可以用来区分不同的搬运过程。例如，角状颗粒和高相对高度的表面纹理通常与冰下搬运有关，而圆润颗粒和光滑表面则可能与冰川表面或上方的搬运过程相关。此外，冰川河流搬运过程中形成的微纹理，如V形裂纹和边缘磨损，能够帮助研究者识别冰川搬运的路径和沉积环境。

综上所述，Rautuvaara地层的沉积物分析揭示了冰川运动的复杂性和多样性。从冰川推进到冰川后退，再到冰川再推进的多个阶段，沉积物的组成和微纹理特征都提供了丰富的信息。这些信息不仅有助于理解冰川活动的地质历史，也为研究冰川对地貌和沉积物分布的影响提供了重要的依据。通过对这些沉积物的详细分析，研究者能够更好地重建冰川活动的环境条件和沉积过程，从而为冰川地质学的研究提供了新的视角和方法。