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冰川被誉为“大陆温度计”,对气候变化的响应极为敏感。而第四纪冰川因其发生年代较近,冰川地貌和沉积物保存较好,成为冰川学者研究的首选对象,对于全球冰川作用的时代、性质的探索极大推动了第四纪冰川研究向更深层次发展。阿尔泰山为欧亚大陆内部远离板块碰撞边界的内陆活动造山带,是高亚洲发育现代冰川最北的山地,它以其有利的纬度和地势条件,配合西风带来的丰沛降水,在第四纪期间发育多次规模宏大的冰川作用。深入研究阿尔泰山第四纪冰期时发育的冰川规模、地貌特征对冰川发育的耦合机制、西风带环流的变迁等都有十分重要的科学意义。然而该区冰川年代学研究却相对滞后,尤其是宇宙成因核素10Be暴露测年尚属完全空白。本文通过冰川地貌野外考察、冰川漂砾空间分布的定位追踪、年代学和沉积学粒度采集与测试,对阿尔泰山喀纳斯河谷第四纪冰川发育特征、冰期序列定年、各期次冰川规模和物质平衡线恢复进行了详细的研究,深入探讨阿尔泰山与中亚其他山地冰川发育的时空差异及成因。阿尔泰山喀纳斯河谷保存了典型的第四纪冰川地貌。侵蚀地貌表现为成层分布的冰斗、角峰、刃脊、大型羊背石、冰川磨光面、冰川槽谷和冰蚀湖等。沉积地貌主要是冰碛垄、冰碛丘陵、冰水平原以及广泛分布的冰川漂砾。25 个 10Be 暴露测年结果为:151.3 ± 14.8～182.3 ± 17.9 ka、107.5 ± 10.4 ka、64.1 ± 6.1～69.8 ±6.6 ka、39.1 ±3.7～48.5 ± 4.6 ka、18.4 ±1.8～22.2 ±2.1 ka,应用地貌地层学原理,初步确认阿尔泰山喀纳斯河谷经历7次冰进,可分别对应倒数第二次冰期（MIS 6）、末次间冰期冷阶段（MIS 5d）、末次冰期早期（MIS 4）、末次冰期中期（MIS 3b）、全球末次冰盛期（LGM）、新冰期和小冰期。22个沉积学粒度样品特征表明喀纳斯湖口三组终碛垄组成的冰碛丘陵为同一次冰期,即LGM的产物,与10Be暴露测年结果相一致,与前人的OSL测年结果存在一定差异。此外湖口冰碛丘陵、冰碛丘陵外围的冰水平原和东侧三级冰碛台地的粒度特征差异较大,也与10Be暴露测年的结果相互印证。利用冰川漂砾的空间分布恢复各期次冰川发育的规模。冰川规模由老到新,呈逐渐变小规律。自冰川站至下游接近冰川末端,MIS 6时期冰川厚度由787 m减到111 m,宽度由5300m减到700m,覆盖范围包括主谷及两侧的山梁和支谷,延伸的长度和宽度都最大,MIS 5d时期冰川厚度为66～500 m和宽度为350～4450 m,末次冰期的早中晚三个阶段,冰川规模继续变小,其中MIS 2的冰川末端覆盖湖口的冰碛丘陵。阿尔泰山与中亚的天山、帕米尔高原相类似,末次冰期最大规模发生在末次冰期早期MIS 4阶段,而非青藏高源内部某些地区的MIS 3阶段或全球末次冰盛期。通过与中亚的天山、帕米尔阿莱山脉进行广泛的冰期序列对比,得出中亚山地普遍发育MIS 6、MIS 4、MIS 2和LIA冰进,而类似MIS 5、MIS 3这种相对的暖期和YD、8.2 ka冷事件等快速气候事件在中亚山地可能并不具有普遍性。中亚山地各期次ELA降低值和冰川长度退缩值差异表明,阿尔泰山西侧即没有高大山体阻挡,且地理位置更加靠北,低温和降水组合都较天山有利,所以冰川规模最大,活跃程度最高。阿尔泰山冰川发育的气候条件优于天山,但构造条件即山体海拔不及天山,所以两大山脉的最老冰期启动时间(基于10Be测年)都始于MIS 6阶段。