晚更新世银川-河套裂谷盆地巨型古湖系统演化及其对黄河上游古水文重建的启示

本研究通过整合地貌与沉积记录，结合OSL测年和GSD分析，重建了黄河上游银川盆地(YCB)与乌海宽谷(WBV)晚更新世(MIS 5-4)古湖系统演化历史。首次揭示两地与河套盆地(HTB)曾形成统一巨型古湖(Yinchuan-Hetao Megalake)，发现构造沉降速率与降水变化共同驱动两次湖侵事件(100-73ka和73-67ka)，为理解裂谷盆地古湖形成机制及黄河水系演化提供关键案例。

　　

在广袤的黄土高原北部，黄河上游蜿蜒流经一系列因构造活动形成的裂谷盆地，其中银川盆地(YCB)与河套盆地(HTB)通过乌海宽谷(WBV)相连。尽管前人研究已证实HTB在10-5万年前存在"河套巨型古湖"(HTML)，但相邻YCB与WBV的同期古湖历史始终成谜。这一知识空白直接制约着我们对黄河上游水系演化的整体认知——究竟是独立湖泊的串联，还是统一水体的分割？更令人困惑的是，当中游三门古湖于15万年前消失标志现代黄河形成时，上游却仍存在面积超3.4万km²的HTML，这种时空矛盾该如何解释？

长安大学的研究团队在《Quaternary Science Reviews》发表的研究，通过多学科交叉方法揭开了这一谜题。他们发现YCB与WBV的湖相沉积记录了两期明确的湖侵事件，首次证实这些盆地曾与HTML连为一体，形成跨越三大地貌单元的"银川-河套巨型古湖系统"。这一发现不仅重塑了黄河上游古地理格局，更揭示了裂谷盆地中古湖演化的独特动力学机制——构造沉降与气候变化如何通过精妙耦合，造就史前"超级湖泊"的兴衰史诗。

研究团队采用三大关键技术：1)野外地质调查系统测量了WBV黄河阶地与湖相沉积剖面；2)光释光测年(OSL)建立年代框架，采样间距控制在0.5-1m；3)粒度分布(GSD)分析区分沉积环境。特别在Juehaisi剖面识别出三级阶地(T_j2-T_j3)，其湖相沉积与HTML进行高程对比和相序对比。

【Juehaisi剖面沉积特征】
T_j2阶地底部单元1-1为基质支撑的泥石流沉积，含青龙山灰岩角砾；单元1-2至1-3发育槽状交错层理砂砾，伴生双壳类化石，解释为湖滨相沉积。关键的是单元1-4由纹层状粉砂与薄层砂互层，反映静水环境，OSL年代为73.4±6.2ka，与HTML高湖面期对应。

【YCB钻孔记录】
CY-1孔揭示两套湖相层：下层(100-73ka)以灰色粘土为主，含淡水螺化石；上层(73-67ka)出现冰筏碎屑，反映MIS4冷期湖泊扩张。高程重建显示两期古湖面分别达1105m和1100m，证实与HTML水体连通。

【演化机制】
首次湖侵(100-73ka,MIS5)受控于低沉降速率(<0.1mm/yr)与强季风降水，73ka短暂湖退可能与古地震引发的溃坝事件相关。第二次湖侵(73-67ka,MIS4)在冷期发生，因构造静止导致可容空间减少，最终通过溢流排泄。

这项研究建立了裂谷盆地古湖演化的"构造-气候双驱动"模型：构造活动控制盆地可容空间，而降水变化调节水量平衡。当沉降速率低于0.15mm/yr且降水增加20%时，分散盆地可整合为统一湖泊。这一认识不仅解开了黄河上游古水系演化的时空矛盾，更对理解现代干旱区水库稳定性具有启示意义——正如作者指出："裂谷盆地中，构造静止期反而可能因沉积物快速充填导致湖泊消亡，这一反直觉现象值得在水资源规划中重点关注。"