冰缘湖相冰丘中"舞动"负载铸型与假结核的沉积学特征及其古气候指示意义

本研究针对冰缘湖相冰丘(glaciolacustrine kames)沉积变形机制不清的科学问题，通过波兰东北部和立陶宛南部三个典型剖面的沉积学分析，揭示了多世代"舞动"负载铸型(load casts)和假结核(pseudonodules)的形成机制，提出水体饱和、冰裂作用和密度梯度是触发软沉积变形结构(SSDS)的三联驱动因素，为重建冰盖退缩过程提供了新的沉积学标志。

　　

在第四纪冰川学研究领域，冰丘(kames)作为冰缘环境特有的正地形地貌，一直是重建古冰盖退缩过程的重要载体。传统研究多关注其形态特征，而对内部沉积结构的形成机制缺乏深入探讨。波兰东北部和立陶宛南部广泛分布的细粒冰丘沉积中，发育着令人惊叹的多尺度软沉积变形结构(SSDS)，这些"地质雕塑"如何记录古冰川动力学信息？亚当密茨凯维奇大学Ma?gorzata Pisarska-Jamro?y团队在《CATENA》发表的研究，通过多学科交叉分析给出了创新性解答。

研究团队选取Hryniewicze、Kot?y和Lici?k?nai三个典型剖面，采用改良的Miall岩相分析法，结合粒度测试和微形态观察，系统研究了4.7-5.3米厚的粉砂质沉积序列。发现94%的剖面发育多世代负载铸型和假结核，最大直径达2米，内部可嵌套4级次生变形结构。通过流体动力学模拟，证实这些"舞动"构造形成于完全饱和环境，与冰墙融化和密度倒置密切关联。

【地质背景】研究区冰丘形成于MIS 6和MIS 2冰期，当时气候波动导致大量死冰(dead ice)块体分离。冰墙围限的湖盆中，黏土-粉砂-细砂混合沉积在快速充填过程中，因密度分层不稳定产生流体化。

【研究方法】采用岩相追踪法建立垂向序列，粒度分析按Udden-Wentworth标准，SSDS分类参照Obermeier液化判据。通过沉积构造几何学分析，重建变形应力场方向。

【主要结果】

1. 沉积特征：所有剖面均以变形粉砂质砂(Sl/Ss)为主（83-94%），发育10个变形层，单层厚0.2-2.4米。
2. SSDS组合：识别出负载铸型、假结核、火焰构造、碎屑岩脉和碟状构造五类变形，呈现"大套小"的嵌套结构。
3. 触发机制：
   • 水力驱动：融水脉冲导致孔隙水压力骤增
   • 机械扰动：冰墙破裂引发震动加载
   • 密度倒置：细砂层(1.6 g/cm³)覆于黏土质粉砂(1.4 g/cm³)产生Rayleigh-Taylor不稳定性

【结论与意义】

1. 提出"舞动构造"可作为冰缘湖相冰丘的诊断性标志，区别于其他成因冰丘
2. 揭示三相耦合变形机制：水力-机械-密度联合控制多世代SSDS形成
3. 为冰盖退缩速率估算提供新指标，证实研究区存在短期气候震荡事件

该研究首次系统论证了SSDS形态与冰川动力学响应关系，建立的"沉积构造-过程-气候"解译模型，对全球其他冰缘区古环境重建具有范式意义。特别是发现2米级巨型负载构造需要持续水体供给，这一认识挑战了传统冰丘快速干化的假说，为古水文模拟提供了关键约束参数。