湖泊沉积物年纹层研究的古地磁学意义综述

年纹层发育的湖泊沉积物可以提供独立的、绝对定年的时间标尺,为重建高分辨率的区域古地磁场长期变化主曲线提供了难得的条件;基于长而连续的湖泊沉积物年纹层时间标尺建立的区域磁偏角和磁倾角长期变化参考曲线大大增强了岩芯对比和古地磁定年结果的精确性。此外,满足特定条件的湖泊沉积物还可以提供古地磁场强度长期变化的记录并有助于反映宇宙成因核素(如^14C、^10Be等)产生速率的变化、太阳活动等信息;目前,湖泊沉积物纹层年代学时间标尺及古地磁研究程度较高的主要是瑞典、芬兰和北美一些地区,区域古地磁场长期变化主曲线的地理分布并不均匀,因此在全球范围内寻找长序列的、连续的年纹层发育的湖泊进行古地磁研究可以更好地理解仪器观测记录以前的地磁场行为。     

苏干湖沉积物粒度组成记录尘暴事件的初步研究*

文章通过分析苏干湖表层沉积物、流域表层沉积物、大气降尘以及湖泊冰面囚固碎屑颗粒等的粒度组成,比较了流域地表沉积与湖泊沉积物粒度组成的差异和苏干湖表层沉积粒度组成的空间变化。初步认为苏干湖沉积物粗颗粒组分(>63μm)主要由风力搬运入湖,>63μm组分的含量可以用来指示研究区尘暴事件的演化。结合湖泊沉积岩芯纹层计数年龄,重建的1000年来尘暴演化历史显示,在1210A.D.之前尘暴事件较弱,且变化幅度较小;1210A.D.以来则表现出高频率或者高强度,其中13世纪上半叶以及17世纪的高值段与东部降尘变化历史一致。就气候变化的特征时段(中世纪暖期、小冰期等)而言,尘暴事件主要与气候变冷情况下较强的盛行风场有关;而极端干旱区有效湿度的增加可能有利于地表粉尘的释放,助长了尘暴事件的发生。     

湖泊年纹层研究进展与展望

【意义】湖泊年纹层是季节—年际尺度的超高分辨率地质记录，对发展高精度地质年代学和研究古气候与古环境具有重要意义。【进展】综合前人研究成果，对湖泊年纹层的形成和保存、识别和分类、纹层年代学以及湖泊年纹层对古气候和古环境的指示等方面进行了总结：（1）湖泊年纹层的形成和保存受季节性气候和环境变化的影响，在北半球中高纬地区分布较广；（2）对湖泊年纹层的鉴定需结合其物理、化学和生物特征，并通过放射性同位素定年手段进行交叉验证；（3）湖泊年纹层可用于建立精确的或浮动的年代学标尺；（4）湖泊年纹层普遍用于重建年际古气候与古环境，但是研究程度不均衡，时间上主要集中于第四纪，空间上主要集中于欧美地区。【结论与展望】结合目前湖泊年纹层的研究现状和不足，未来应加强现代沉积过程监测，优化湖泊年纹层识别标准。同时利用多种研究手段，系统构建并完善湖泊年纹层研究体系。深入挖掘深时湖泊年纹层的研究价值，聚焦深时年际古气候变化等科学前沿。     

内蒙古西部额济纳古湖小狐山剖面有机质与碳酸盐组成及其古环境意义

通过对内蒙古西部额济纳古湖小狐山剖面沉积物中总有机碳（TOC）、总氮（TN）和碳酸盐（CaCO₃）含量的测定,分析了沉积物中有机碳来源和无机碳酸盐成因,结果表明在额济纳古湖相沉积物中TOC与TN含量呈同步变化规律TOC/TN(9.91～10.16)较稳定,其有机质为湖泊自生藻类和外源维管束植物共同提供。沉积物中有机质含量受温度、降雨量变化控制,当气候暖湿时,沉积物中有机碳含量高,气候冷干则有机碳含量低,因此,有机碳含量是所研究剖面气候温湿与干旱（冷）的有效环境指标。湖泊自生碳酸盐含量则由湖区有效湿度和生物量的共同控制,其稳定碳同位素指示有效湿度的大小。粒度,特别是小于2μm组分含量与水动力和搬运介质相关,其组分含量大于5％时为湖相沉积且随其含量增加指示水深加大。根据沉积物中有机碳、碳酸盐、无机碳同位素和粒度,并结合剖面岩相特征,探讨了研究区该时段（按剖面深度划分）气候变化和湖泊演化历史：  ？～38.15 ¹⁴C kaB.P.(1039～949cm)湖区气候为冷干环境特征,风沙盛行;   38.15～31.73 ¹⁴C  kaB.P.(949～780cm)气候环境逐步改善,降水量增加,湖泊开始发育并到达湖泊高水位阶段;   31.73～22.79  ¹⁴C  kaB.P.(780～482cm)湖泊水位有所下降,气候有明显的波动,但仍维持在较高的水位上,湖区环境仍为暖湿气候;   22.79～17.37 ¹⁴C  kaB.P.(482～304cm)气候开始变冷变干,湖区有效适度持续减小,湖泊退缩;   17.37～14.00 ¹⁴C kaB.P.(304～178cm)湖泊退出研究点,区域有效湿度小,风沙盛行,存在短暂气候事件,造成暂时性流水;   14～4  ¹⁴C kaB.P.(178～0cm)湖泊开始再度扩张、水位上升,湖水变淡,到该阶段的后期气候又一次发生转变,湖区再度成为干旱环境,有效湿度减小,湖泊开始萎缩、直至消失。     

柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面碳酸盐和 瓣鳃化石碳氧稳定同位素*

通过对柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面沉积物、生物壳体碳酸盐同位素及沉积物碳酸盐含量等多项指标的分析,探讨了贝壳堤剖面记录39.6~17.1kaB.P.(未校正¹⁴ C测年,下同)期间碳酸盐和贝壳化石碳氧稳定同位素的特征和相关关系,指出壳体化石及沉积物碳酸盐的碳氧同位素是湖泊水体温度和盐度的反映,其中δ¹⁸ O对温度的指示意义更敏感,是湖泊和古气候演化很好的代用指标。根据这些指标重建的古气候与环境变化显示,在39.6~35.5kaB.P.期间,柴达木盆地处于温暖湿润期,周围山地降水增加,盆地内湖泊发育;自35.5kaB.P.开始,气候较前期更加湿润,是湖泊发育的最佳期;22.1kaB.P.以后,气候逐步转入较温暖的干燥期,湖泊开始萎缩、退化;末期17.1kaB.P.气候环境急剧恶化,形成石盐结晶,湖泊高湖面演化史结束。     

中国西北干旱区湖泊沉积物中有机质碳同位素组成的环境意义--以民勤盆地三角城古湖泊为例

通过对中国西北干旱区石羊河流域民勤盆地三角城古湖泊沉积物有机质碳同位素组成(^δ13Corg)分析,表明末次冰期与全新世时气候和植被有明显的差异,末次冰期^δ13Corg总体偏轻(-30‰～-25‰),而全新世碳同位素组成则有较大的变化,在早全新世碳同位素组成有多次短期快速变重(-10‰左右)的变化,中全新世碳同位素组成总体偏重(-20‰～-10‰),晚全新世碳同位素组成偏轻(-25‰左右)。分析表明湖泊沉积物有机质碳同位素组成反映了陆生C₃植物和湖泊内源水生植物变化的关系,末次冰期以来西北干旱区C₄植物不发育,偏重的有机质碳同位素值与C₄植物无关。从沉积物中有机质组分、元素等分析表明,末次冰期时主要以河流相沉积为主,湖泊中有机质主要来源于上游祁连山的陆生C₃植物,有机碳含量较低,表明当时的上游的陆生植被不繁盛,区域气候较干冷;从全新世开始,三角城古湖泊开始形成,沉积物中碳同位素组成偏重的有机质主要来源于湖泊中的沉水植物,此时湖泊水体较大,湖泊生产力较高。而沉积物中有机质碳同位素组成偏轻时期的有机质主要来源于挺水植物、陆生C₃植物,较低的有机碳含量说明该时期陆生植被不发育,气候较干冷,湖泊水体较小     

Newark裂谷盆地三叠—侏罗系湖相页岩的有机地化研究

北美大西洋边缘大陆裂谷盆地的三叠—侏罗系湖相沉积为面积、水深、水化学及存在历史变化都很大的湖泊系统的沉积物。Newark盆地三叠系Lockatong组中含有数百米厚的富含有机质的纹层状页岩,其中夹有贫有机质的泥裂状或块状泥岩,这套岩层沉积于湿-干气候周期性变化的古湖泊或潮坪环境中。在三叠一侏罗系之上为厚层冲积与河流沉积成因的砾岩、砂     

山东东营凹陷沙河街组纹层年龄估算方法探讨

渤海湾盆地位于北纬35°—42°之间,中始新世沙河街组四段上部和三段沉积期间,在气候上属于中亚热带,湖泊水体较为稳定,并出现季节性分层,因此沉积常显示出暗灰和浅灰色的年纹层(或称偶层)。根据不少国内外湖泊纹泥统计和14C测定和频谱分析的对比,认为纹层可以作为地层定年工具。纹层年龄计算方法研究对含油盆地成烃成藏定量研究具有重要意义。东营凹陷年纹层计算方法有两种,或选定含纹层岩芯样品进行岩石薄片和电子探针观察和测定,取得年纹层间隔与元素峰值统计;或选取一段含纹层的测井数据作天文400ka、40ka或20ka周期地层年龄计算。通过两种方法求出东营凹陷通29井等沙三段—沙四上亚段堆积速率的比较,前者薄片和探针方法得到的平均速率为0.1078mm/a,后者天文的方法得到的是0.1280mm/a,两者计算差只有0.0172mm/a。因此应用两种方法来计算地层年龄和对比是可行的。前者求纹层方法更为直观,但岩芯和电子探针的测定费用较大,而相比而言,用油田测井数据作天文地层堆积速率和年龄的计算,在经济上、时间上可能胜于前者。     

云南程海富营养化过程的碳氧稳定同位素示踪

近500年来程海生物成因碳酸盐δ¹⁸O和δ¹³C及其有机质δ¹³C同位素记录了程海湖泊环境由贫营养到中富营养的演化过程.碳酸盐δ¹⁸O记录显示,大约1690年程海成为封闭湖泊后,当时湖泊贫营养环境并没有发生变化,但造成了湖泊水体交换周期加长,碳酸盐δ¹³C、有机质δ¹³C及其色素含量、碳酸盐含量变化指示湖泊生产力开始增高.1911～1942年碳酸盐δ¹⁸O和δ¹³C及有机质δ¹³C突然显著偏负,表明湖泊生物种群结构发生转变,湖泊初级生产力迅速增加,湖泊由贫营养向中营养转化.湖泊沉积物色素含量及碳酸盐含量变化也记录了这一湖泊环境的转换过程.约1986年以来,随着藻类养殖业及其农业耕作方式的转变,程海水环境渐渐转变成目前的中富营养化状态.     

湖泊沉积物色度在短尺度古气候研究中的应用

在ODP对大西洋海洋沉积物的研究中,色度作为最直观和简便的指标被普遍用于反映千年尺度的气候环境变化。能否用湖泊沉积物色度反映短时间尺度的气候环境变化？利用CIE／L a b表色系,通过青藏高原可可西里苟仁错湖泊沉积物的 L、a和 b值与有关地球化学指标的统计相关关系分析,对湖泊色度指标在短尺度古气候研究中的意义进行了探讨,并据此分析了 1440年以来苟仁错地区的古气候演变。研究表明,L值（亮度）与沉积物 碳酸盐含量正相关,L高时,气候冷干,碳酸盐含量较高;反之,气温上升,湿度增加;a值（红-绿彩度）与沉积物中Mg含量相关,高 a值对应于沉积物中高MgO含量和高Mg／Ca比值,反映气温较高;b（黄-蓝彩度）值与三价铁的含量相关,较高的 b值代表了湖泊处于较强的氧化条件下,因此 b值可以用于反映湖水深度变化,反映有效湿度的变化,b值高,湖水浅,氧化作用增强;苟仁错沉积物 a值和 b值曲线镜像对称进一步反映了冷干-暖湿的气候组合特征。根据沉积物的色度意义,判断苟仁错地区自 1430年进入小冰期,至1890年结束。近40年来气候变化与邻近气象站的器测相吻合。     

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。     

Occurrence of varved lake sediment sequences in Varmland, west central Sweden: lake characteristics, varve chronology and AMS radiocarbon dating

Varved lake sediments can be used to set multiple environmental proxies within a calendar year time scale. We undertook a systematic survey of lakes in the Province of Värmland, west central Sweden, with the aim of finding continuous varved lake sediment sequences covering the majority of the Holocene. In Fennoscandia, such sediments have previously only been recorded in northern Sweden and in southern and central Finland. By following a selective process and fieldwork we discovered three new varved sites (i.e. Furskogstjärnet, Mötterudstjärnet and Kälksjön). We found that lakes with varved sediments have several common lake morphometry properties and lake catchment characteristics such as maximum water depth, maximum water depth/lake surface area ratio, catchment soil types, altitude and number of inflows. Varve chronologies, supported by AMS-¹⁴C dating and tephrochronology were established for two of the sediment profiles. These varve chronologies are the longest geological records with an annual resolution known to exist in Sweden. In Furskogstjärnet, the AMS- ¹⁴C dates based on terrestrial plant macrofossils at several levels deviate significantly from the varve based time-depth curve. In Motterudstjarnet, a fully reasonable time-depth model based on the ¹⁴C dates gives older ages in the lower part of the sequence compared to the varve chronology. These results highlight that seemingly acceptable AMS radiocarbon dates may be erroneous. They also point to the fact that varved lake sediments are reliable geological archives with respect to chronological control and accuracy. Thus, these archives should be of prime interest for studies of climate and environmental change undertaken with the aim of providing sub-decadal resolution proxy data sets.     

高分辨率古环境指示器--湖泊纹泥研究综述

作为高分辨率古环境指示器,湖泊纹泥在重建晚第四纪特别是近代全球环境变化中具有特殊的地位和意义。纹泥携带的各种季节信息反映了区域生物学、地球化学、沉积学对季节性驱动力的响应,而且纹泥本身可以提供反映沉积环境和气候变化的精确计年,近３０年来湖泊纹发展历史表明,纹泥的应用主要集中于以下三个方面：纹波计年、纹泥厚度变化和纹泥沉积物分析,其中纹 精确测年是一切应用的基础。可以看出,在古环境研究中,纹泥作为一     

玛珥湖与纹泥年代学

火山活动是影响全球变化的重要因素之一，玛珥湖和纹泥年代学是近年来古气候研究的新领域。玛珥湖由于其独特的封闭性及其物化条件，使之成为古环境变迁信息的理想载体。纹泥年代学是高分辨率研究过去全球变化的重要手段。玛珥湖的现存状态可以分为空型、湖型、沼泽型和干枯型。纹泥是某些玛珥湖中比较常见的一种沉积构造，它的形成需要一种精细的平衡。硅藻作为纹泥的一个重要组成部分，对光量、温度和各种无机盐反应敏锐，具有重要的古环境意义。能否制作完好的沉积物薄片是纹泥年代学成功与否的关键，本文对纹泥年代学的具体操作方法做了扼要介绍。中国有广泛的火山分布，其中不乏玛洱湖的存在，对之进行详细研究，不仅可以获得可与黄土、冰芯和深海岩芯相媲美的古气候序列，而且可以解决古气候学中某些难题。     

Long varve series in Finland

Thinly varved 'postglacial' organic sediments are quite common in Finnish lakes, and attempts have been made to locate a site where they could be connected with the varved 'lateglacial' clays in order to he able to count the entire time since the ice retreat within one varved sequence. One promising site is Lake Valkiajärvi near Ruovesi in the Lake Region. The known sedimentary record covers nearly 9,500 years, which means that it starts very close to the time of the deglaciation of the Valkiajärvi area, around 9,600 B.P., or + 600 according to the original Finnish varve chronology (of Sauramo).     

Lateglacial varve chronology and biostratigraphy of lakes Holzmaar and Meerfelder Maar, Germany

In this paper we briefly compare previously published data on four lateglacial sediment profiles from lakes Holzmaar and Meerfelder Maar in the Eifel region. Two of these profiles (one from each lake) are varvedated, whereas the other two pollen profiles are on depth scales. In general, the palynological signal in all profiles compares well, proving the regional validity of the individual data sets. There are some discrepancies between Holzmaar and Meerfelder Maar, however, mainly concerning varve dating of major lateglacial features, and these are explained after detailed correlation using a combination of varve dating and palynological signals. The result is a consistent varve-dated biostratigraphy for the Lateglacial in the Eifel region. Moreover, it is demonstrated that a combination of varve chronology and high resolution palynostratigraphy in several lake profiles enables even gaps of a few decades up to a few centuries to be detected, thus providing a valuable tool for precise regional palaeoenvironmental study. This multi-core study on two lakes from the same region demonstrates the likelihood of undetected errors in single-core studies on non-varved sediments.     

中国玛珥湖的时空分布与地质特征

自新生代以来 ,在亚洲东部大陆边缘的裂谷系和青藏高原内部及周边地区 ,火山活动频繁发生 ,形成大量火山和火山岩 ,在一些火山区还发育有大小不等、形态不一的玛珥湖 ,其中有的积水 ,有的干枯 ,它们集中分布于雷琼、东北、青藏高原等地区 ,跨越了热带、亚热带、温带和高寒地带。从中新世的山东山旺盆地 ,早更新世东北龙岗地区的龙湾 ,到雷琼地区中晚更新世的田洋、湖光岩等 ,几乎各个时代、各种类型的玛珥和玛珥湖都有 ,玛珥湖中的沉积物从几十米到一二百米厚度不等 ,记录了不同地区、不同时段气候环境演变的历史 ,对全球变化研究有着重要意义。     

雷州半岛玛珥湖区玄武岩的年代、地球化学特征及其意义

我国南部雷州半岛是亚洲季风影响的核心区,区域内田洋、青桐洋和九斗洋这3个干玛珥湖沉积序列可为揭示低纬地区亚洲季风的轨道尺度变化提供关键证据。查明这些玛珥湖的形成年代、基底玄武岩的地球化学组成及其风化产物特征,为进一步获得沉积序列的年代控制、揭示沉积物替代指标的古气候意义提供了基础。本研究对3个干玛珥湖基底的玄武岩进行了K-Ar测年、地球化学成分和玛珥湖周围风化剖面粘土矿物的测试分析,得出了以下结论:1)田洋玛珥湖湖盆的形成年代为0.73~0.87Ma,首次报道的青桐洋和九斗洋湖盆的形成时代分别为0.82 Ma和0.81~1.08 Ma,它们均属于早更新世晚期到中更新世早期的石峁岭期火山射气喷发形成的。2)田洋、青桐洋和九斗洋玛珥湖基底玄武岩均属于石英拉斑玄武岩。同一时期喷发的石英拉斑玄武岩广泛分布在玛珥湖的周围,这些玄武岩风化的产物以高岭石、三水铝石以及赤铁矿为主,在降水较为充沛的时期,物理或化学风化的产物随地表径流汇入湖盆,是玛珥湖沉积的主要来源。本研究为正在进行的低纬地区更新世轨道尺度季风降水重建提供了基础。     

Sedimentological proof and dating of the Early Holocene volcanic eruption of Ulmener Maar (Vulkaneifel,Germany)

A minerogeniclayer occurs in early postglacial organic sediments from five maar lakes (West Eifel Volcanic Field, Germany). The mineralogy and stratigraphic position of this tephra suggests that it is related to the youngest German volcano, Ulmener Maar, nearby. Radiocarbon dating of wood from the base of the Ulmener Maar Tephra at two locations provide ages in agreement with an accelerator mass spectrometer ¹⁴C date for the minerogenic layer from sediments of Lake Holzmaar situated 13 km south-west of Ulmener Maar. The mean radiocarbon age is 9 560 years BP. Dating by varve chronology provides an age of 10017 years VT (varve time in years before 1950) or 10 895 years corrected VT. Based on palynology the Ulmener Maar Tephra was deposited at the end of the Preboreal. High values of natural remnant magnetization intensity, typical of pyroclastic material, confirm that this minerogenic layer differs in composition from other clastic deposits of the sedimentary record. Geochemical analyses reveal increased values of total trace elements for the Laacher See Tephra and Ulmener Maar Tephra. An isopach map based on thickness variations of the Ulmener Maar Tephra at five investigated maar lakes indicates that the tephra was mainly transported to the south west.