中国过去2000年湖泊沉积记录的高分辨率研究:现状与问题

过去２ｋａ地球环境的变化规律和原因是全球变化研究的关键内容之一，与其它自然记录相比，湖泊沉积具有储存信息量大，时间分辨率高和地理覆盖面广的优势。中国８０年代后期以来已陆续开展了全新世湖泊沉积与气候，环境演化研究，并有迅速发展之势，对于过去２ｋａ湖泊沉积的高分辨率研究，需要重视以下几方面问题，即提高核素测年的精度，建立环境指标的转换函数，注意早期化学成岩作用，选择分层湖和年层沉积，探讨气候要素有效指     

湖泊沉积对地震动的响应特征与古地震序列重建

湖泊沉积因其对地震动的敏感而被认为是“天然地震仪”,湖泊沉积古地震研究有机会重建长时间尺度的地震(动)序列,对认识区域发震孕震环境和地震复发规律具有潜在优势,是当前古地震学研究的重要方向之一。本文旨在总结现今湖泊沉积古地震研究的主要进展、存在的问题和未来展望。首先通过与传统古地震研究关注的记录对比,扼要介绍了湖泊沉积地震动记录在形成和保存潜力、空间分布以及感应能力等方面的相对优势。然后从过程角度总结了湖泊沉积对地震动响应的主要机制,着重剖析了液化、流化和沉积物再悬浮等不同机制在控制因素、过程特点、响应阈值等方面的异同。再结合湖泊沉积对地震动响应的过程特点和研究现状,总结了不同类型的湖泊沉积地震动记录,对比分析了变形构造、块体运动堆积、浊流堆积和再悬浮沉积等4种类型记录的沉积学和动力学特征;对不同类型记录的古地震学含义和研究手段进行了梳理。再总结了地球物理勘探、结构构造和理化代理指标等现阶段流行的方法在不同尺度湖泊沉积古地震识别和古地震序列重建中的适用性和局限性,后者主要缘于湖泊沉积系统本身的复杂性和外部扰动过程的多样性。最后指出,当前湖泊沉积古地震研究面临的主要问题是缺乏普适性的响应模式、判别依据和甄别准则;今后工作应致力于对湖泊沉积地震动响应过程的深入理解,积极引进数字或试验模拟等理论工具与方法,从二维观察扩展到三维重建;数据解释力求宏观结合微观,由单一指标转向综合性组合式指标,为最终建立普适性的诊断指标和判别依据服务。     

ICDP湖泊科学钻探进展

气候变化与全球环境是地学界的热点之一。最能反映全球或局部气候变化与环境的高分辨率沉积记录大多保存在大陆内部的湖相沉积中,特别是具有较长寿命的湖相沉积中。因此,湖泊环境科学及湖泊环境科学钻探作为开展此类研究最为直接的技术手段,一直以来都受到国内外学术界的高度关注。在介绍湖泊科学钻探技术难点的基础上,以国际大陆科学钻探计划(ICDP)资助的已完成的12个湖泊钻探项目为例,对2000年以来ICDP在气候变化与全球环境研究领域的重要进展进行了综述,并对未来的主要湖泊科学钻探计划进行了简要的概述。     

湖泊现代沉积计年研究新进展

湖泊现代沉积计年研究新进展万国江（中国科学院地球化学研究所，贵阳５５０００２）关键词湖泊，现代沉积，计年在重力作用下，湖泊水体中的生物残骸及非生物微粒不断沉降，形成沉积物堆积。确定沉积物堆积速率对了解区域环境变化、提取沉积记录环境信息、建立精密外生地...     

湖泊沉积有机质的地球化学记录与古气候古环境重建

与深海沉积与冰芯记录相比,湖泊沉积主要反映区域气候变迁史,可以揭示百年、甚至十年尺度的古气候事件,是高分辨率古环境、古气候重建的理想场所.传统的地质地球化学方法主要侧重于宏观物理 /化学特性描述和孢粉学的研究,近 10年来,沉积有机质分子碳、氢同位素地球化学技术的渗入,使研究工作从传统的宏观、微观层次向分子级水平发展,对诸如古生产率估算、C3/C4植被演替史、古二氧化碳分压及古温度计算等深层次问题解决提供了强有力支持.本文评述了湖泊沉积有机质分子与碳、氢同位素地球化学记录及其在区域古环境、古气候研究中的应用前景.     

近7000年巢湖沉积物环境磁学特征及其指示的亚洲季风变化

利用巢湖ACN钻孔,通过多参数磁性测量、粒度和AMS 14C测年分析,探讨了近7000年以来巢湖沉积物磁性特征变化及其控制因素,并进而探讨了其对亚洲季风变化的指示意义.研究结果表明,ACN钻孔磁性特征由磁铁矿主导,其变化主要受沉积动力环境控制,间接反映了流域降水的变化.总体上粘土含量高的沉积物中磁性矿物含量较低、颗粒较细,形成于高湖泊水位环境,对应了降水量高的时期;而＞32μm组分含量高的沉积物磁性较强、颗粒较粗,形成于低湖泊水位环境,对应了降水量低的时期.巢湖ACN的磁性记录(尤其是χARM/χ和χARM/SIRM两个参数)揭示了近7000年以来巢湖流域降水具有减少的趋势,导致湖泊收缩和沉积物中磁性矿物颗粒变粗.在这一长期变化的基础上,还存在6000aB.P.,5500aB.P.和3800aB.P.附近的显著干旱事件.这一磁性记录与中国东部地区的石笋、湖泊等记录可以很好地对比,是亚洲季风演变的区域响应结果.     

流域系统沉积记录的区域与全球环境变化信息

全球通向海洋的外流流域系统 (以下简称流域系统 )是全球陆地表层生态系统的重要组成部分 ,在全球陆地 -海洋物质能量循环中占据十分显著的位置。对流域系统环境变化的研究 ,在更深层次的全球变化研究中具有极其重要的科学意义。不同时间 -空间尺度流域系统环境变化的研究 ,不仅依赖与流域系统相关的历史文献记录和现代器测资料 ,还有必要从流域系统沉积记录的角度寻求更多、更丰富的区域和全球环境变化信息。(1)流域系统沉积记录的科学意义 :近年来 ,各种沉积记录 (深海沉积、黄土沉积、湖泊沉积、喀斯特沉积、海岸泻湖海湾沉积 )在全球变…     

近年来中国第四纪研究与全球变化

多种多样的第四纪沉积物广泛分布于中国的陆地和海洋，黄土、沙漠、红土、湖泊、岩溶、冰川以及悠久的历史文化，有着丰富的气候环境演变信息，全球在第四纪时期发生的各种变化，出现的各种事件几乎都可以在中国找到记录。青藏高原的隆升对周边乃至全球的环境演变有着重要影响。中国是进行全球变化研究的重要地区。     

毛乌素沙地晚第四纪地层特征与沙漠化研究综述

毛乌素沙地保存着晚第四纪以来的多种沉积序列,记录了过去数十万年以来的古气候变化信息。其在地层发育上过渡性明显,以神木、榆林、横山、靖边及定边一线的沙漠-黄土边界带最为典型,主要有风成沉积和河湖相沉积2种类型,其中古风成砂是这2类沉积剖面的典型地层特征。随着地层记录、精确测年技术等现代沉积学方法的进步以及与历史地理、环境考古、遥感技术相结合的综合研究,晚第四纪以来毛乌素沙地的沙漠演变研究精度不断提高,毛乌素沙地进退在不同的时空尺度下与冷暖期的多旋回变化相适应,经历了沙丘固定与活化的多次转变。毛乌素沙地沙漠化研究在指标运用上多直接沿用黄土区的环境代用指标,有必要建立适合沙漠-黄土过渡地区的环境代用指标,且将气候环境物理替代性指标与元素地球化学以及生物学指标相结合。毛乌素沙地内部沉积速率快、受人类活动干扰较小的湖泊沉积物,对于提高沉积物的分辨率、恢复短时间尺度的环境变化过程也具有显著优势。     

山东小清河流域湖泊的环境变迁

小清河流域为西起济南,东至渤海湾,南缘泰鲁沂山地北麓,北界黄河之间的区域。在史前及历史时期,小清河流域湖泊广布,在地层沉积记录和古文献记载中均得以证明。这些湖泊形成于早全新世,在中全新世达到鼎盛,晚全新世以来湖泊逐渐衰退与消亡,如原来存在的鹊山湖、浒山湖、清水泊等湖泊,这在古文献中也多有记载,现已在平原上消失。本文着重对麻大湖、锦秋湖、白云湖等的历史演变进行了探讨。通过查阅历史文献、地层剖面分析、地名考证等多种途径和方法对小清河流域的湖泊消失的原因进行了研究和分析。认为在气候变干的大背景下,湖泊消失的原因主要有两个：一是黄河泛滥所造成的小清河流域的泥沙淤积;二是疏浚河道、围湖造田、过渡利用水资源等人类活动的影响。研究本区湖泊的形成与消亡,对恢复古环境、探讨其演变过程有着重要的意义。     

湖泊沉积记录与过去全球变化

介绍了国际全球变化研究的基本框架和主要的研究计划,分析了过去全球变化研究已取得的主要进展,系统探讨了湖泊沉积环境记录在过去全球变化研究中的应用前景。指出应大力加强湖泊沉积物各种环境代用指标的机理研究,逐步由定性研究向定量研究转变。     

湖泊纹层状沉积物的同生期变化研究述评

湖泊纹层状沉积物是在湖水分层的条件下缓慢沉积的。这些沉积物在沉积以后可能会发生一些同生期的改造作用，如季节性湖流的微弱冲刷、湖水中溶解氧对有机质的氧化、硫酸盐还原作用对有机质的氧化和硫化物的形成、有机质分解形成的偏酸性底层湖水对碳酸盐的溶解和磷的迁移造成的藻类勃发等，使纹层在成分、结构和构造方面发生一些变化。在对纹层进行古气候、古环境恢复的时候，这些同生期的变化不能被忽视。对这些变化的研究有助于对古气候、古湖水沉积环境的正确认识。     

气候环境变化的湖泊沉积学响应

湖泊沉积可作为气候和环境变化的信息库,它能提供时间分辨率高达百年至十年的气候变化信息。湖泊沉积能灵敏地反映与地球轨道力变化相关的气候效应,以及在此背景上叠加的非线性气候事件。湖泊沉积与其中的古生物组合、元素同位素组成是古气候环境的重要替代指标,为检验大气动力学气候模型和进一步改进模型,预测未来气候提供了依据。     

流域生物、化学风化对小冰期气候变化的响应

岱海近500年沉积物的孢粉，介形类和地球化学记录表现了流域生物，化学风化对全球性小冰期气候波动明显而快速的响应，孢粉量的下降，化学风化强度的减弱（高Rb/Sr比值）以及意外湖花介（Limnocythere inopinata)的繁盛反映了小冰期最盛期岱海地区以干旱为特征的气候环境及其造成的高矿化度湖水，其中，介形类丰度及种类对环境变化的反应最迅速，植被生长的调节则要缓慢一些，内陆湖泊流域植被的衰弱与干旱环境下化学风化强度的减弱以及风尘作用的加强是相辅相成的。     

玛珥湖与过去全球变化研究

古气候变化突变事件和气候周期的发现将过去全球变化研究推进到了高分辨率的新阶段。玛珥湖在形成和保存高分辨率气候环境记录方面具有独特的优势,玛珥湖研究所取得的重要成果也显示了在过去全球变化研究方面的巨大潜力。简要回顾了玛珥湖的研究历史,从纹层、年代学、多学科多指标综合研究等方面概括了国际玛珥湖沉积与环境研究的若干进展,并介绍了我国在玛珥湖研究方面的发展情况。     

西藏纳木错晚更新世以来湖面变化和湖相沉积中粘土矿物显示的环境信息

通过对西藏海拔最高、面积最大湖泊-纳木错周缘湖相沉积、湖岸堤的野外调查和湖岸阶地的水准测量,发现在纳木错沿岸拔湖48m以下,发育有6级湖岸阶地,拔湖48~139.2m发育有高位湖相沉积。湖相沉积物的同位素测年结果表明,纳木错湖泊发育与藏北高原东南部古大湖演化可划分为3个阶段:①116~37kaB.P.间的古大湖期;②37~30kaB.P.间的外流湖期;③30kaB.P.以来的纳木错期。根据纳木错晚更新世以来湖相沉积中粘土矿物的X光衍射分析结果,以及采用比值法、高岭石法和衍射峰法的研究,探讨了粘土矿物所显示的环境变化信息。粘土矿物成分变化表明,该区已具备了寒温带干旱、半干旱区的气候环境特征。为研究青藏高原的湖泊演化、气候变化、古地理变迁及其隆升过程等提供了新资料。      

星云湖表层沉积物矿物组成及其环境意义

星云湖表层沉积物中的矿物成分主要为粘土矿物、碳酸盐矿物、长英质矿物和铁矿物。从下往上方解石和石英具有消长变化规律,即从下往上方解石含量迅速增加,而石英含量则逐渐降低。这种规律性变化与沉积物中CaO和烧失量的变化具有明显的正相关性。它反映了近年来湖泊富营养化有加剧的趋势。星云湖表层沉积物矿物成分的垂向变化与环境变化的对比分析研究表明,沉积物中自生方解石含量的变化可以灵敏地指示湖泊环境变化,是环境变化研究中一个良好的环境替代指标。     

江汉平原江陵湖泊沉积物粒度特征及气候环境意义

以江汉平原江陵湖泊沉积物为研究对象,结合沉积物岩性、粒度组成、孢粉和有机碳同位素等,分析了江陵湖泊沉积物粒度组成特征及该区域近9 000 a来的气候环境变化。研究发现,江陵湖泊沉积物记录了该区湖泊水体逐渐减小直至消亡的过程,气候环境变化大致可分为以下5个阶段：（1）8 900～6 300 a B.P.为水体较深、面积较大的开阔湖阶段,气候暖湿;（2）6 300～4 700 a B.P.为面积较小、水体较浅的潴水湖阶段,气候干旱;（3）4 700～3 400 a B.P.为面积更小、水体更浅的洼地湖阶段,气候偏暖偏湿;（4）3 400～2 500 a B.P.为湖沼泥炭发育阶段,气候暖湿;（5）2 500 a B.P.以来,由湖泊及湖沼堆积转化为洪水漫滩堆积,古云梦泽开始萎缩,气候变干。江陵湖泊沉积物粒度所记录的区域气候干湿变化与国内邻近区域（特别是鄱阳-洞庭湖区）显示出较好的一致性,沉积物粒度研究是恢复区域古降水等气候环境变化的有效途径。     

A sedimentary facies model for glacial-age sediments in Baldwin Lake, Southern California

A combined sedimentological and high-resolution petrographic analysis was conducted on a glacial-age (20,000–65,000 cal yr BP) sediment core from Baldwin Lake, Southern California. The results of this research represent the most complete glacial-age, terrestrial climate record from Southern California to date. These results are used to characterize the different sediment types and to investigate the difference in depositional processes and environments between the core's three predominant sediment types: massive, semi-laminated, and laminated sediments. Massive sediments are commonly associated with a blocky texture and/or desiccation cracks, are organic-poor, have high magnetic susceptibility values, and are coarser-grained. Thin-sections from massive sediments reveal a homogenous sediment fabric. Sub-centimeter-scale laminated and centimeter-scale semi-laminated sediments are generally organic-rich, have low magnetic susceptibility values, and are finer grained. Thin-sections from laminated and semi-laminated sediments reveal diffuse sub-millimeter- to millimeter-scale laminae. This combination of sedimentological and high-resolution petrographic data enabled us to characterize four sediment facies, each related to specific depositional processes and environments: (1) a playa lake; (2) a perennial shallow lake; (3) an intermediate lake with variable lake level; and, (4) a perennial deep lake. At centennial-to millennial-timescales, lower lake levels are represented by deposition of massive to semi-laminated sediments in a playa to a perennial shallow lake environment. At similar timescales, higher lake levels are recorded by semi-laminated to laminated sediments deposited in an intermediate lake to a perennial deep lake environment. These results provide an additional sedimentological study for comparison to similar arid environment basins, and for comparison to existing regional paleoclimatic reconstructions.