新疆玛纳斯湖沉积物氧同位素记录的古气候信息探讨──与青海湖和色林错比较

内陆封闭湖泊自生碳酸盐氧同位素组成与大气降水同位素组成、空气相对湿度和地面气温这三个参数相关。我国季风带的青海湖与色林错的δ~(18)O曲线非常相似,说明古气候变化受相同因素驱动。在10500～9500aB．P．的末次冰期向全新世的过渡期,这两个湖泊的δ~(18)O值大幅度下降,这是夏季风雨水的低δ~(18)O值的缘故。属于西风带的玛纳斯湖和季风带的青海湖的δ~(18)O曲线基本上是对称的。大约9500～4000aB．P,图形由对称转变为相似,据此推论当时夏季风的影响范围可能达到新疆北部。     

美国西部Owens湖地球化学记录及其古气候意义

美国加州中部Owens湖的稳定同位素、稀酸可溶相锂元素浓度及其它地球化学指标揭示本区0.155MaB.P.～62500aB.P.间的气候变化。在0.155～0.140MaB.P.,0.122～0.114MaB.P.,91000～83000aB.P.和72000～62500aB.P.期间,气候冷湿,对应于深海氧同位素(MIS)6,5d,5b和4阶段。这些期间内湖泊开放,^δ18 O和^δ13 C无协变性,Li和有机碳浓度很低。在0.140～0.122MaB.P.,0.114MaB.P.～91000aB.P.和83000～72000aB.P.期间,气候干热,对应于MIS5e,5c和5a阶段。湖泊在这些期间内封闭,^δ18 O和^δ13 C有很好的协变性,封闭湖^δ18 O的变化代表了湖水体积的变化。来自湖中自生镁硅酸盐的锂元素浓度的变化反映了盐度和温度的变化。Owens湖的记录与DevilsHole洞穴流石记录和格陵兰冰芯记录有很好的对比,进一步证实了终结期Ⅱ在海相记录中的年龄滞后。本文讨论了冰期与间冰期之间,美国西部和中国黄土地区气候模式的差异及其互动机制。     

桂林地区近150年来的气候变化——基于 210Pb计年的洞穴碳酸盐沉积物记录

采用 ²¹⁰Pb定年和碳、氧稳定同位素分析方法对盘龙洞内的洞穴次生碳酸盐沉积物进行了系统研究,重建桂林地区近150年来的气候变化。本文采用的次生碳酸盐沉积物是采自桂林盘龙洞中的P001石笋和P007流石,分别获得9个和12个 ²¹⁰Pb测年数据; 以及41个和46个碳、氧同位素数据。P001石笋碳、氧同位素记录年代跨度为公元 1869～2002年,  δ¹⁸O  平均值为－6.28‰, δ¹³O  平均值为－7.59‰; P007流石碳、氧同位素记录跨度为公元 1854～2004年,  δ¹⁸O  平均值为－5.27‰, δ¹³O  平均值为－6.68‰。P001石笋和P007流石碳、氧同位素记录的低频信号显示出一致的变化趋势,而且二者的 δ13C 曲线相对  δ¹⁸O  曲线一致性更强,说明它们受同样环境条件所制约,同时也说明了其 ²¹⁰Pb年代系列的建立是可靠的。盘龙洞石笋和流石的  δ¹⁸O 和  δ¹³O 记录在公元 1930～1965年都出现一个低谷,表明该时段植被生产力相对减弱,亦即降水相对减少。通过P001石笋和P007流石的碳、氧同位素记录与现代降雨记录的比较可知,在年际至10年际尺度上,氧同位素反映的为降水或者季风的强弱。由此,公元1854年到2005年的151年内,盘龙洞碳酸盐沉积物氧同位素所反映的气候变化信息为3个阶段： 1)1854年至1900年的相对较强季风期,降水量较丰, δ18O 平均值为－6.3‰; 2)1900年至1960年的较弱季风期,降水量较少, δ¹⁸O 平均值为－5.1‰; 3)1960年至2005年的较强季风期,降水量较丰富,δ¹⁸O 平均值为－6.1‰。     

青藏高原现代湖泊沉积物碳酸盐矿物氧同位素组成特征及影响因素

选择青藏高原14个代表性现代湖泊的表层沉积物为研究对象,它们是冷湖、大苏干湖、小苏干湖、大柴旦湖、小柴旦湖、托素湖、尕海、茶卡湖、唐古拉-1、错鄂、乃日平错、纳木错、空姆错和普莫雍错,探讨这些湖泊碳酸盐矿物组成及相应氧稳定同位素组成的影响因素。XRD结果显示这些湖泊的碳酸盐矿物多以方解石为主,并含白云石。其中冷湖以白云石为主,尕海还含有一定量的文石。碳酸盐氧同位素分析结果显示总碳酸盐δ¹⁸O在-15.9‰到2.6‰范围变化,方解石δ¹⁸O变化范围为-16.2‰～3.9‰,白云石δ¹⁸O变化在-15.3‰～-5.4‰范围内。通过氧同位素与湖区环境因素的相关性分析,认为总碳酸盐δ¹⁸O受湖水δ¹⁸O组成、温度、降水量/蒸发量、盐度、海拔和纬度多种因素影响;方解石δ¹⁸O主要受湖水δ¹⁸O、温度、盐度、海拔和纬度的影响;白云石δ¹⁸O受降水量/蒸发量和盐度的影响。总碳酸盐δ¹⁸O对湖水δ¹⁸O、温度、海拔和纬度的响应是以方解石为载体而体现的;总碳酸盐δ¹⁸O对降水量/蒸发量的响应则归因于白云石δ¹⁸O对其的响应结果;另外总碳酸盐δ¹⁸O通过方解石和白云石δ¹⁸O的叠加作用响应于盐度。该研究初步建立了总碳酸盐、方解石和白云石氧同位素与环境各个指标之间的响应关系,对于揭示过去青藏高原地区环境变化有重要意义。     

桂林地区洞穴碳酸盐氧碳同位素的环境指代意义

利用洞穴碳酸盐沉积物中的氧碳同位素来作为气候替代指标的一个突出问题是其氧碳同位素的指代意义在全球是否具有普适性？这直接关系到数据的解译及所取得信息的可靠性。桂林地区5年降水的系统研究表明,该地区降水氧同位素特征主要受季风类型及降水云团来源和性质的控制,在不同的季风条件下,降水的δ¹⁸O值有显著的差异。夏季降水主要受夏季风和热带风暴控制(5—10月)时,降水的δ¹⁸O值较轻,5年的平均值为-7．68％。,SMOW);而冬季风盛行,降水多以锋面雨为主(11月至次年4月)时,降水的δ¹⁸O值较重,5年的平均值为-3．84‰,SMOW)。此外,从全年的情况来看,该地区降水的δ¹⁸O值与月均气温呈负相关     

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.     

中国黄土高原西缘甘肃万象洞MIS 5石笋δ18 O记录与南方地区石笋记录的对比研究*

位于青藏高原与黄土高原过渡带的甘肃武都万象洞石笋WXSM51和WXSM52提供了MIS 5(118~79kaB.P.)高分辨率的δ¹⁸ O记录。研究表明, 万象洞石笋δ¹⁸ O值与夏季风强度呈负相关关系, 与我国西南部的贵州董歌洞石笋δ¹⁸ O记录有良好的对应关系, 并与高纬度的格陵兰NGRIP冰芯δ¹⁸ O记录和65°N太阳辐射强度有很好的一致性, 说明万象洞石笋δ¹⁸ O记录了118~79kaB.P.期间亚洲季风强度的变化, 同时也说明东亚季风强度的变化和全球气候变化同步, 而且主要受控于北半球太阳辐射强度的变化。同时它与地中海碳酸盐记录有很好的相似性, 和巴西石笋δ¹⁸ O记录在千年尺度上表现出相反的变化趋势, 说明东亚季风区、地中海地区以及巴西季风区之间存在密切的联系, 指示了南北半球气候在千年尺度上存在"跷跷板"(seesaw)现象。万象洞石笋δ¹⁸ O记录的MIS 5b与MIS 5a突发性转换, 与NGRIP冰芯δ¹⁸ O记录相似, 而与神农架记录存在差异, 说明万象洞地区对亚洲季风强度的响应更为敏感。     

末次盛冰期百年尺度气候变化的南京石笋记录

据年层计数和TIMSU系测年结果,建立了南京汤山葫芦洞YT石笋年际精度时间标尺(18000～14000aB.P.)。除石笋顶部5mm层段外,高分辨率的^δ18O、灰度和年层厚度3种指标在百年尺度上具有相当一致的对应关系,表明这3种指标对气候因素变化响应比较敏感。综合石笋^δ18O和本区古植被资料,估计末次盛冰期和波令暖期年均温分别达7℃和15℃。石笋揭示的末次盛冰期气候可进一步划分为4个阶段:1)18150～16900aB.P.,年均温和洞穴湿度逐步下降;2)16900～16100aB.P.,年均温和洞穴湿度相对稳定,可进一步划分为3个暖峰和两个冷谷;3)16100～15600aB.P.,年均温快速下降,按氧同位素平衡方程计算,其冷谷可能接近于0℃,但洞穴湿度比前期下降幅度并不大;4)15600～14750aB.P.,年均温和洞穴湿度比较稳定。这种气候演化的阶段性和突变性与北大西洋地区气候记录可以对比,反映极地与东亚季风气候受共同的驱动机制支配。从石笋4种指标(^δ18O、^δ13C、灰度和年层厚度)的功率谱图中识别出不同尺度的太阳活动周期成分,其中80aGleissberg周期特别显著,表明末次盛冰期边界条件下太阳活动仍是短尺度气候变化的主要驱动力。     

夏季风降水对黄土高原现生蜗牛壳体碳酸盐氧同位素组成的影响

为了深入了解黄土地层中丰富的陆生蜗牛壳体碳酸盐化石氧同位素组成的气候环境指示意义,文章对黄土高原典型气候带的现生蜗牛壳体文石氧同位素进行了测量。结果显示:高原半干旱地区蜗牛壳体氧同位素组成相对于半湿润地区显著富集δ¹⁸ O;壳体δ¹⁸ O值与夏季降水量具有密切负相关关系。对照黄土高原气候特征以及夏季风降水氧同位素组成和降水量的关系,认为:1)夏季风降水δ¹⁸ O丰度是影响蜗牛壳体氧同位素组成变化的主要因素;2) 进一步研究黄土沉积物中蜗牛壳体化石氧同位素组成对重建黄土高原夏季风强度变化的历史具有重要的意义。     

中国北方沙漠石英δ18O值的初步测定与分析

石英是岩石、沉积物中最常见的矿物之一,它的化学性质稳定,硬度大。在风化剥蚀、搬运、沉积和埋藏条件下,石英中氧同位素与外界环境氧同位素交换非常弱,即石英的δ¹⁸O值基本保持不变。因此,石英δ¹⁸O值被应用于气溶胶、黄土-古土壤堆积序列、日本和夏威夷土壤、深海沉积物的物源区的研究中。但是用石英δ¹⁸O值来探讨沙漠物源的报道尚不多,笔者在此选择位于内蒙古西部的巴丹吉林沙漠为重点研究区,对比分析浑善达克沙地、呼伦贝尔沙地、非洲南部的卡拉哈里沙漠沙丘沙石英δ¹⁸O值,试图探讨沙漠石英δ¹⁸O值与粒径、物源的关系。石英δ¹⁸O值分析测定的实验步骤如下^[1～3]:1)从每个     

东南季风区及青藏高原东部湖泊沉积研究与古环境重建

本文根据青藏高原东部若尔盖盆地ＲＨ孔的全面分析，讨论了青藏高原８２．６万年以来的长期气候变化，共划分为２３个阶段。基本特征为冷期持续时间要远远超过暖期，内部结构相对比较稳定，而暖期的内部次级波动要频繁得多。通过呼伦湖和固城湖岩芯研究，重建晚冰期以来的气候变化历史，新仙女木事件及全新世几次降温事件在两个湖泊中均有反映。统计了中国东部２７个湖泊湖面波动资料，讨论了季风区环境变化的穿时性。     

青海湖全新世以来古环境参数的研究

作者根据青海湖水下近代沉积物岩芯中胖真星介(Ｅｕｃｙｐｒｉｓｉｎｆｌａｔａ)壳微量碳酸盐占δ_１８Ｏ、δ_１３Ｃ以及单体介壳的微量元素分析，重建了青海湖区冰后期以来的古气候环境演化序列，并在此基础上通过对全湖湖水水温、盐度、同位素以及现生胖真星介的δ_１８Ｏ和微量元素分析，定量地求取了１２０００ａＢ．Ｐ．以来各时段的古湖盐度、水位和水温变化数据。研究结果表明：古青海湖在全新世早期湖水含盐量在２０ｇ／Ｌ上下波动，进入大西洋期湖水盐度才波动下降，５Ｏ００—２５００ａＢ．Ｐ．年间湖水含盐量在５ｇ／Ｌ以下，此后湖水盐度才缓慢上升，达到今日的１４．１３４ｇ／Ｌ；全新世早期古青海湖处于浅湖环境其平均水位比现代低约８ｍ，全新世高湖面出现在６５００、５１００和３９００—３１００ａＢ．Ｐ．年间，水位比现今仅高１７—１８ｍ；全新世大暖期的时限为９３００—５３００ａＢ．Ｐ．，该时段古湖平均水温比现代高１．８℃。     

A Holocene climatic record denoted by geochemical indicators from Barkol Lake in the northeastern Xinjiang,NW China

The Barkol Lake, as a closed inland lake, is located at the northeast Xinjiang in northwest China. A combination of geochemical indicators including δ¹⁸O and δ¹³C of carbonate, TOC, carbonate contents, as well as grain size proxies and magnetic susceptibility of sediments obtained from a newly recovered section at this lake, provides a high-resolution history of climatic change in the past 9400 years. Multi-indicators reflect that Holocene climatic change in the study region generally follows the Westerly Wind pattern of Holocene, and three climatic periods can be identified. Between 9400 and 7500 cal a B.P., climate was characterized by relatively drier and colder condition. From 7500 to 5800 cal a B.P., a relatively warmer and moister climate prevailed, but between 5800 and 3500 cal a B.P., climate shifted towards warmer and drier conditions. A relatively colder and wetter climate prevailed during 3500∼1000 cal a B.P., then it changed towards cold and dry between 1000 and 500 cal a B.P.; after 500 cal a B.P., climate changed towards warm and dry conditions again. This study reflects that during the Middle Holocene (from ca 7000 to 3500 cal a B.P.), variations of carbonate δ¹⁸O of sediments from several lakes in the northern Xinjiang were synchronous with that of Qinghai Lake, where was strongly influenced by the South Asian monsoon; however, after 3500 cal a B.P. this consistency was interrupted, possibly resulting from a re-domination of the Westerly Wind and the retreat of South Asian monsoon in the northern Xinjiang.     

青海湖冰后期以来古气候波动模式的研究

本文根据青海湖QH-16A近代沉积物岩芯中介形虫壳体的δ¹⁸O、δ¹³C、Mg/Ca和Sr/Ca值分析,讨论了青海湖区12,000年以来的气候特征。利用氧、碳同位素的相关性和相对温度、盐度变化曲线建立了青海湖区冰后期以来的气候波动模式,划分出5个气候期和23个气候阶。通过与布列特-谢尔南德冰后期气候方案对比,证实该气候波动模式具有世界性。     

青海湖冰后期水体环境的演化

本文根据对青海湖区各类天然水及湖底近代沉积物QH-16A岩心中介形虫壳体的稳定同位素等分析资料,讨论了青海湖现代水体稳定同位素核素的分布,导出了其初始水同位素组成;根据其介形虫壳体的δ18O、δ13C和Mg/Ca、Sr/Ca比值的研究,建立了青海湖区冰后期以来的气候波动模式;并据此阐述了青海湖自冰后期以来水体环境的演化。     

贵州都匀七星洞石笋剖面晚更新世高分辨率的气候地层学

通过对贵州都匀七星洞4根石笋42件系统的TIMS²³⁰Th测年及694件稳定同位素分析,揭示的气候变化记录时限范围连续1～15万年,稳定同位素样品平均分辨率晚期达150～220a,早期达440～530a。研究表明,石笋^δ18O曲线,相当于海洋记录的终止点Ⅰ及终止点Ⅱ具有特别明显的突变,其年龄分别为11.3kaB.P.及129.3kaB.P.,应为晚更新世顶、底界线的准确年代。晚更新世与深海氧同位素记录MIS2～MIS5e相对应的气候地层单元,其界限年代也分别得到了明确的界定。相当于格陵兰冰芯记录、北大西洋沉积记录的YD事件、Heinrich气候突变事件,几个石笋记录取得了一致的准确定位及定年。其中YD事件为12.76～11.52kaB.P.;Heinrich事件的H1～H6分别为17～15kaB.P.,24.6kaB.P.,30.5kaB.P.,39.3kaB.P.,47.8～46.8kaB.P.以及60.4kaB.P.。对其与北大西洋沉积及格陵兰冰芯记录所揭示的短尺度气候突变事件的可比性,表明东亚季风气候变化,与高纬度地区的气候变化呈遥相关响应,对研究东亚季风气候驱动机制及其与全球气候变化的响应关系和对晚更新世的地层学研究,均具有特别重要的意义。