柴达木盆地自然伽玛曲线与古里雅冰芯记录的末次间冰期以来气候环 …

采用柴达木盆地达参１井井自然伽玛（ＧＲ）曲线进行古气候反演,分析了ＧＲ曲线记录的末次间冰期以来的环境变迁过程,表明ＧＲ曲线忠实地记录了构造运动及气候变化的影响,与古里雅产,格陵兰冰芯所记录的气候事件均能均较好对应,表明柴达木盆地同时包含了高原隆升和全球性气候变化的信息,是反映古气候变化良好的信息载体之一,是反映内陆干旱盆地环境与气候变化良好的代用指标。     

柴达木盆地第四纪古气候变化在物理测井自然伽玛曲线上的记录

利用物理测井曲线分析古气候变化，是近年发展起来的新领域。本文在对取芯井涩中6井多种气候指标分析的基础上，建立了涩中6井GR曲线古气候反演模式，将该模式引进到盆地东部唯一贯穿第四纪的钻孔---达参1井，利用该井高分辨率自然伽玛曲线建立了盆地东部地区2.85Ma以来的时间标尺，据此讨论盆地东部地区2.85Ma以来的古气候变化，表明盆地气候变化在大阶段上明显受到天文轨道周期的控制，但也具有明显的区域性特征。此外还与盆地西部大浪滩ZK-336孔进行了对比。表明柴达木盆地同时包含了高原隆升与全球性气候变化的信息，是古环境变迁的良好的信息载体。也证明了自然伽玛曲线是反映内陆干旱盆地气候与环境变化良好的代用指标。     

柴达木盆地自然伽玛曲线在古气候及沉积环境研究中的应用

应用自然伽玛测井（GR）曲线反演古气候和古环境的方法在国际上逐渐得到重视并取得了进展，柴达木盆地第四纪应用其反演2.85Ma B.P来的古气候变化也取得了成功。本文以柴达木盆地侏罗系冷科1井和雨33井自然伽玛曲线并结合孢粉等地质资料进行了古气候与沉积环境分析，证明GR曲线是有价值的古气候研究参数。GR值的大小及古气候的干湿变化和沉积水体的深浅变化均有内在联系，GR曲线振幅与频率的变化快慢反映出沉积环境动荡与稳定的相对特征，据此对两口井的沉积环境演变作了具体分析。结合古气候与沉积环境综合分析，GR曲线的异常波动还具有特殊的指相意义。GR值增大-古气候加湿-沉积水体加深的同步表现特征是一般性规律，构造-古地理背景的变动可改变这一对应关系，因而提供了研究古地理演变的信息，进一步丰富了GR曲线研究的地质涵义。说明在侏罗纪古气候和古环境研究上，GR曲线是一有价值的参考指标。     

柴达木盆地自然伽玛曲线记录的古气候变化对太阳辐射响应关系的对比研究

采用柴达木盆地达参1井自然伽玛(GR)曲线,建立了2 85MaBP以来的轨道调谐时标.对GR曲线、深海记录和黄土记录与太阳辐射曲线时频域的多维谱分析及奇异谱分析结果表明:达参1井GR曲线相对于太阳辐射的滞后时间短于深海及黄土记录3～4ka,GR曲线记录的岁差周期成分更为显著,且与太阳辐射在岁差周期上显示了更强的相关性.表明盆地古气候演化受到太阳辐射岁差周期强烈影响,具有低纬陆地记录的特征,而与深海记录和黄土记录受轨道倾斜周期和全球冰量变化的重要影响有别.     

自然伽马曲线应用于古气候、古环境研究——以柴达木盆地七个泉地区古近-新近纪地层为例

关于全球气候变化过程的研究一直是国内外关注的焦点,而将GR曲线应用于重建古环境、古气候方面的工作目前还处于尝试性阶段。本文在研究七23井GR曲线的基础上,利用水体盐度、古生物化石资料加以验证,发现GR曲线可以敏感地反映古气候、沉积环境的变迁。并据此完整恢复了研究区干旱气候→暖湿气候→干旱气候的4次波动,扇三角洲相与滨浅湖相的交替沉积,水体在湖盆扩张与收缩过程中浅→深→浅的变化。且在GR值下降→气候变干→水体变浅的普遍规律下,总结出波频高低和波幅大小的一系列组合可以较为详尽的反映沉积环境信息。同时GR曲线的突变有记录短时间内沉积环境及气候突变事件的能力,由此可提取出研究区与青藏高原隆升有关的古地理信息。故GR曲线能够成为恢复古环境、古气候的有用参考指标。     

罗布泊盐湖过去2000a气候变化曲线的全球对比

根据近年来对过去2000a气候变化研究成果,通过遥感方法将罗布泊盐湖近2000a 气候变化记录与不同地区、不同类型的气候变化曲线进行对比分析,探索了现代盐湖对气候事件的响应机制,并证明了罗布泊盐湖沉积物的气候变化曲线具有明确的古气候意义。研究表明在公元1300～ 1500a 区间,罗布泊盐湖气候记录与北半球千年来地面空气温度变化的相关性大于0. 8;千年尺度变化与古利雅冰芯曲线较一致,气候变化趋势是缓慢上升; 600a 以来,与北京石花洞石笋微层记录曲线有较好的相关性;相对于北半球区域气候,在公元13世纪前后出现过滞后现象。      

冰芯记录中末次间冰期-冰期旋回气候突变事件的研究进展

冰芯记录中的气候变化是古气候研究中的重要组成部分. 极地、中低纬度和热带地区的冰芯记录表明, 在冰期间冰期旋回大尺度气候变化背景下, 全球经历了一系列数百年至千年时间尺度的快速气候突变事件, 诸如末次间冰期的干冷事件、末次冰期的DansgaardOeschger事件、 Heinrich事件和Younger Dryas事件等, 虽然这些穿插在冰阶中的暖湿气候事件、间冰阶中的干冷气候事件的成因、机制和影响范围还存在明显的不确定性. 主要介绍不同区域冰芯记录中末次间冰期冰期旋回这些气候突变事件发生的时间、过程和机制等的研究进展.     

晚更新世晚期以来滇西北高原的孢粉记录与我国南方石笋记录的气候变化对比研究

运用古气候参数方法对滇西北高原YXL剖面进行孢粉分析,结合定年数据,重建了该地区晚更新世晚期以来的植被变化和气候变化并与我国南方石笋记录等进行对比分析。研究表明:从大约31570cal.yrBP以来,滇西北高原总体经历了温凉偏干-冷干-略转暖湿-冷干-转暖增湿-冷干-转为暖湿-温和偏干-温凉偏干的气候变化历程,其间多有反复;YXL剖面孢粉记录与董哥洞、葫芦洞石笋记录在古气候变化大趋势上基本一致,对H2、H1、YD、MWP、LIA等气候事件反映明显;YXL剖面孢粉记录中全新世大暖期升温增湿的速度慢于石笋记录和冰芯记录,其干冷气候期持续时间较长,这些特点均与高原环境有关,并受到青藏高原的影响,具有一定的区域性意义。      

轨道及千年尺度上大气CO2浓度与温度变化的时序关系

大气CO2浓度与温度变化的时序关系是第四纪古气候研究的基本问题之一,对于理解目前人类所面临的气候变化问题具有参考价值。两极地区的冰芯既保存了气候变化的信号,也是大气CO2浓度的良好记录载体,为研究大气CO2浓度与温度变化的时序关系提供了重要线索。利用冰芯来重建过去的气候和大气CO2浓度的变化历史最早始于格陵兰地区,但是重建结果的时间跨度较短,目前最长的记录还未能跨越末次间冰期;而且,格陵兰冰芯内沉积了大量的碳酸盐粉尘,它们会与冰芯气泡内的酸发生化学反应生成额外的CO2,从而导致格陵兰冰芯重建的气泡CO2浓度偏差较大,不能真实地反映当时的大气CO2水平。南极冰芯是目前关于大气CO2浓度与温度变化时序关系研究的主要载体,利用大量的冰芯记录建立的冰层年代标尺已经较为精确,但是由于冰芯气泡的锁定深度较难得到精确的估算,使得重建的大气CO2浓度的年代标尺还存在较大的不确定性,这是二者之间的时序关系问题难以解决的最主要因素。此外,随着大量高质量古气候记录的不断积累,更大空间范围(不再局限于南极地区)内的温度变化与大气CO2浓度的时序关系研究在近年来得以开展,但其分析结果受数据处理方法的影响较大,还需要进行更多的对比探索。     

地球化学记录揭示的柴达木盆地北缘地区中—晚侏罗世古环境与古气候

沉积岩的地球化学特征是古环境变化良好的示踪剂,柴达木盆地北缘地区侏罗系记录了中国西北地区古环境、古气候演化的重要信息。本研究通过对柴达木盆地北缘地区大煤沟侏罗系标准剖面沉积岩的元素地球化学分析,尝试恢复了研究区中—晚侏罗世的古环境特征。结果显示:(1)研究区中—晚侏罗世以富氧的浅水环境为主,仅在短期内出现较深湖相沉积;整体上侏罗纪湖盆水体盐度较低,而部分层段沉积物盐度增大系降雨量相对减小导致。(2)基于多元地球化学参数建立的古气候演化曲线表明,中—晚侏罗世柴达木盆地北缘地区古气温、古湿度均在一定幅度内频繁变化;自中侏罗世晚期开始,研究区古气候开始由温暖潮湿向炎热干旱转变,至晚侏罗世进入了干热环境主导的阶段。多元地球化学参数剖面的建立为中国西北地区中—晚侏罗世"干热化事件"和区域古气候的研究对比提供了新的证据和材料。     

地球化学记录揭示的柴达木盆地北缘地区中—晚侏罗世古环境与古气候*

沉积岩的地球化学特征是古环境变化良好的示踪剂,柴达木盆地北缘地区侏罗系记录了中国西北地区古环境、古气候演化的重要信息。本研究通过对柴达木盆地北缘地区大煤沟侏罗系标准剖面沉积岩的元素地球化学分析,尝试恢复了研究区中—晚侏罗世的古环境特征。结果显示:(1)研究区中—晚侏罗世以富氧的浅水环境为主,仅在短期内出现较深湖相沉积;整体上侏罗纪湖盆水体盐度较低,而部分层段沉积物盐度增大系降雨量相对减小导致。(2)基于多元地球化学参数建立的古气候演化曲线表明,中—晚侏罗世柴达木盆地北缘地区古气温、古湿度均在一定幅度内频繁变化;自中侏罗世晚期开始,研究区古气候开始由温暖潮湿向炎热干旱转变,至晚侏罗世进入了干热环境主导的阶段。多元地球化学参数剖面的建立为中国西北地区中—晚侏罗世“干热化事件”和区域古气候的研究对比提供了新的证据和材料。     

青藏高原冰芯稳定氧同位素记录的温度代用性研究

以青藏高原为主体的第三极地区是中、低纬度最大的冰川作用区.冰芯记录可为该地区过去气候环境变化研究提供重要的信息.但在青藏高原地区尤其是高原南部印度季风影响区,其冰芯稳定同位素记录的解释还存在着不确定性.本文整合青藏高原不同空间位置上的10支冰芯δ18O记录,以研究其空间集成的序列与区域温度的关系,来论证青藏高原冰芯稳定同位素指标的温度代用性.将青藏高原北部和南部各5支冰芯及整个青藏高原面上的这10支冰芯δ18O记录经Z-score标准化处理后,与相应区域的器测气温标准化序列进行统计分析.结果发现,无论是高原北部、高原南部还是整个高原面上,冰芯δ18O与气温的标准化序列均存在显著的相关关系.在此统计分析基础上,将冰芯δ18O标准化序列延伸至1900年,从而重建了20世纪青藏高原地区气温变化,该气温序列与北半球气温变化具有较好的相似性.如上分析表明,青藏高原冰芯δ18O记录是区域气温变化的良好代用指标,多支冰芯δ18O记录的综合集成能更好地揭示过去气候变化特征.     

湖泊古气候、古环境重建与生物标志物

正全球变化与区域响应一直是人类生存所面临的重大科学问题,是维系当今社会可持续发展的关键。通过一系列高精度的仪器分析,重建高分辩率的古气候、古环境记录可以系统探究历史时期的气候变化过程及驱动机制,从而理解现代气候的变化模式,并为全球变暖背景下未来气候变化趋势预测提供重要的历史依据(图1)。古气候、古环境变化的信息来源与带有时间属性的介质有关,如树木年轮、冰芯、石笋、黄土、湖泊沉积、海洋沉积和沼泽泥炭沉积等(图2)。这些重要地质材料的一个     

东南极LGB69冰芯1712-2001年气温变化记录的初步研究

南极冰芯记录着过去气温、降水等气候环境参数以及影响其变化的太阳活动、火山作用等各种因子变化,是研究古气候、古环境变化及其影响机制的良好载体.东南极LGB69冰芯高分辨率的地球化学分析表明:①该冰芯的水当量年平均积累率高达259 mm/a,利用δ18O和Na+季节性变化和火山喷发标志层,通过数年层的方法确定其沉积时间为290 a(1712-2001年)±2 a;②该冰芯δ18O与邻近的戴维斯站气温距平5年滑动平均值(1968-2001年)之间具有良好的正相关关系,是有效的气温代用指标,1712-2001年该地区气温是一个波动变暖的过程,划分为4个阶段,小冰期结束于1914年,20世纪5年滑动平均气温距平年平均值较小冰期末次冷阶段升高0.30C;③Morlet小波分析表明,1712-2001年该冰芯δ18O(气温)和积累率(降水量)均存在约11年、约22年和约60年的共同周期,多重时间周期的嵌套表明其对气候变化非常敏感.上述研究结果为进一步重建南极气候冷暖、降水序列变化,以及研究太阳活动、火山作用等因子对气候变化影响的内在规律奠定了基础.     

乌鲁木齐河源1号冰川冰芯剖面物理特征及其形成机理研究

冰芯中的化学成分,记录了古环境和古气候的诸多信息,已有广泛研究.而冰芯剖面的物理特征,由冰芯形成时的水热条件和冰川运动变质作用所决定,同样记录了气候、环境和冰川运动的诸多信息.根据在乌鲁木齐河源1号冰川钻取的6根冰芯的详尽资料,结合冰流模式对冰芯冰龄的估算,分析研究了不同冰川带冰芯剖面的物理特征、形成机理和相应的水热条件.结果表明:积累区冰芯以粒雪一冰交替的原生沉积层为主,受冰川流动引起的动力变质作用影响较小,与该区成冰环境和冰川温度密切相关;平衡线附近的冰芯4.3 m以上主要是由渗浸冻结冰组成的原生沉积层,与附近的成冰环境相吻合,以下部分主要是经过动力变质作用的冰体,源于冰川上部的积累物;消融区冰芯主要由冰川上部下流的冰川冰组成,模拟显示该区冰芯冰龄较长,受局部成冰环境的影响很小.通过对不同区域冰芯特征比较,发现各成冰带的冰芯组成及污化层差别较大;在东、西支冰川同时期冰芯剖面的对比中,发现海拔相近点冰芯剖面组构相近,说明通过冰芯资料来探讨冰川内部特征以及该区域气候环境演变历史等较具代表性.     

青藏高原冰芯研究进展

青藏高原习研究是恢复该地区古气候、环境变化的有力手段,近年来取得了显著的成就。对青藏高原冰芯研究在稳定氧同位素、冰川积累量、冰芯的断代以及冰芯记录的环境指标等四个方面的研究进展进行了详细的评述,总结了冰芯记录所恢复的气候、环境变化研究成果,并对当前青藏高原冰芯研究中存在的问题和今后的发展趋势进行了探讨。     

马兰和普若岗日冰芯记录的微生物学特征

马兰和普若岗日冰芯记录了气候环境变化对中低纬度地区微生物群落分布和矿物结构的影响.研究表明,可培养微生物群落组成以细菌为主.进一步的16S(18S)rDNA序列分析表明,嗜细胞菌-黄杆菌属和衣藻属是冰芯微生物的优势地方菌群.微生物群落密度与矿物含量有密切的对应关系,较多的微生物群落一般出现在矿物含量较高的冰层中.但是,在个别具有很多矿物微粒的样品中却没有出现预期很多的微生物.马兰冰芯研究还揭示了寒冷期微生物群落密度大和暖期微生物群落密度小的反相关关系.与暖期W1中发生的一次较大的降温突变相对应,在L1中微生物数量也出现一个峰值.该研究为利用冰芯记录重建古气候环境变化提供了另一个有效手段.     

从UB-2孔硅藻记录看末次冰期至早全新世日本海古海洋环境

日本海南部郁陵海盆的UB-2孔沉积物硅藻记录,反映了11000—28000aBP该区古海洋和古气候的变化。对比日本海和格陵兰冰芯(GRIP)δ18O数据,UB-2孔硅藻暖水种比率及淡水—海滨种含量变化清楚地记录了氧同位素3期(MIS3)、末次盛冰期(LGM)、波令—阿勒罗德暖期(B/A)以及新仙女木冷事件(YD)等古气候事件。淡水—海滨种硅藻含量在末次盛冰期阶段明显升高及暖水种数量的显著减少,表明此时日本海为低温、低盐的古海洋环境,这可归因于气候变冷、海平面下降造成的日本海当时相对封闭的海洋环境。自15200aBP起,Paraliasulcata含量逐渐上升,这可能与海平面上升引起的古环境变化有关,可以作为对马海峡开启的标志。全球气候变化引起的海平面变化是该区域古气候变化的主要控制因素。     

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.     

立足岩溶地质基础,深化全球气候变化研究——《岩溶洞穴环境及石笋古气候记录》书评北大核心CSCD

全球气候变化,特别是极端气候频繁出现是全世界不得不面对的严峻事实,但其机理研究以及趋势预测相对滞后,国家应对气候变化的需求极其迫切,而借鉴古气候地质记录是研究历史气候变化规律、预测未来气候发展趋势的有效途径。石笋、冰芯、黄土、湖泊、珊瑚、树轮、泥炭以及历史文献考古等多领域的研究,取得了瞩目的成绩,特别是中国洞穴石笋研究在国际学术界独领风骚,极大地推动了古气候环境领域的整体研究。另外,在洞穴石笋多指标记录、洞穴滴水监测（洞穴滴水监测进一步明确了δ^（18）O的信号传递以及碳转移过程）、