长江三峡中坝遗址地层中Rb和Sr的分布特征及其古气候演变

长江三峡中坝遗址是我国目前仅有的、世界上也罕见的“通史式”遗址。它不仅蕴藏大量的文化内涵,而且包含极其丰富的自然环境演变信息,是研究三峡地区全新世环境演变的理想剖面。文章对遗址地层中的铷(Rb)、锶(Sr)值进行了测试和分析,结果显示:剖面地层中的Rb含量偏低,而Sr含量偏高,Rb/Sr比值变化较大。Rb/Sr比值已成为区域环境演变研究中较理想的替代指标,根据Rb/Sr比值的环境指示意义发现,长江三峡地区全新世中晚期以来气候环境总体上逐渐趋于恶劣;气候冷暖湿热变化剧烈;寒冷期长于温暖期,并没有明显地向湿热方向发展趋势。与长江下游等东部其他地区相比,长江三峡地区也存在明显不同之处:隋唐暖期不明显,而中世纪暖期表现显著。     

黄土高原南部全新世黄土-古土壤 序列若干元素分布特征及意义*

选择黄土高原南部的XJN,XMC和JYC全新世剖面为研究对象。通过对地层中Ca,Ba,Rb和Sr元素分布的研究,发现Ba/Sr和Rb/Sr比值在不同地层中含量差异十分明显,并与成土作用强度显著正相关,可作为良好的气候替代指标;表生环境中Rb和Ba较稳定,Sr和Ca元素十分活跃,易于迁移,其中Ca的迁移能力高于Sr元素;从XJN→XMC→JYC剖面,Rb和Ba元素含量增加,而Sr和Ca元素含量降低,这与区域环境差异有关;全新世中期暖湿的亚热带气候主要出现关中盆地地区,六盘山以西则是暖温带气候。     

浙江天目山千亩田泥炭晚全新世以来Rb/Sr记录的干湿变化

对天目山千亩田2个泥炭剖面的研究显示,样品中Rb和Sr含量变化呈现出较好的正相关性,Rb/Sr比值与总有机碳含量(TOC)、烧失量和腐殖化度等指标有很好的相关性。Rb/Sr比值和Rb、Sr含量对古降水有指示意义,三者结合可用来重建过去气候的干湿变化。千亩田泥炭剖面Rb/Sr比值和Rb、Sr含量详细记录了晚全新世以来的气候变化,表明其大体存在3个阶段:4.1~3.2cal.ka B.P.,季风降水出现大幅下降,气候向干旱演变;3.2~1.2cal.ka B.P.,气候干冷,且有频繁波动;1.2cal.ka B.P.以来,气候呈现出向湿润变化的趋势,但伴有大幅波动,其中包含了1.2~0.9cal.ka B.P.的中世纪暖期暖干气候以及0.6~0.3cal.ka B.P.的明清小冰期冷湿气候。千亩田泥炭Rb/Sr比值和Rb、Sr含量记录的气候变化与东亚季风区中其他地区的多种高分辨率气候记录具有一致性,表明其共同响应了东亚季风的变迁。     

陕西岐山黄土剖面Rb、Sr组成与高分辨率气候变化

陕西岐山五里铺全新世黄土剖面层次结构清晰完整。通过对该剖面Rb,Sr含量和磁化率系统测定表明，黄土中Rb,Sr含量和Rb/Sr值明显不同于古土壤，它们作为气候替代指标比磁化率更灵敏，分辨率更高。Rb,Sr高含量及低Rb/Sr值指示冬季风占优势的干旱期，相对低的Rb,Sr含量及高的Rb/Sr值指示夏季风占优势的湿润时期。揭示在大约6000－5000aBP曾出现一次以干旱为特征的明显气候恶化期，使全新世“大暖期”分裂形成两个主要的土壤期。黄土高原南部自全新世以来，经历了黄土沉积→土壤发育→黄土覆盖→土壤再度发育→黄土堆积及现代表土的发展演化阶段。     

陕西岐山黄土剖面 Rb、Sr组成与高分辩率气候变化

陕西岐山五里铺全新世黄土剖面层次结构清晰完整。通过对该剖面Rb、Sr含量和磁化率系统测定表明 ,黄土中Rb、Sr含量和Rb/Sr值明显不同于古土壤。它们作为气候替代指标比磁化率更灵敏 ,分辩率更高。Rb、Sr高含量及低Rb/Sr值指示冬季风占优势的干旱期 ,相对低的Rb、Sr含量及高的Rb/Sr值指示夏季风占优势的湿润时期。揭示在大约 6 0 0 0～ 5 0 0 0aBP曾出现一次以干旱为特征的明显气候恶化期 ,使全新世“大暖期”分裂形成两个主要的成壤期。黄土高原南部自全新世以来 ,经历了黄土沉积→土壤发育→黄土覆盖→土壤再度发育→黄土堆积及现代表土的发展演化阶段。     

萨拉乌苏河流域MGS1 Rb和Sr记录的全新世千年尺度气候变化

萨拉乌苏河流域米浪沟湾剖面全新世地层MGS1层段记录了11个由风成砂与河流相或湖沼相构成的沉积旋回。对该层段63个样品的Rb、Sr数据进行了分析,结果显示由沙丘砂至上覆河湖相Rb和Sr含量由低增高,而Rb/Sr比值的分布则显示出与Rb和Sr含量变化相反的趋势,三者与平均粒径Mz(?)的相关系数都在0.43以上。研究表明MGS1至少经历了11次冷干和11次暖湿的气候波动。米浪沟湾剖面MGS1记录的千年尺度气候波动既是对东亚季风环流演变历史的体现,同时也是对全球气候与环境变化的响应。     

长江三峡地区全新世典型遗址与自然沉积剖面环境考古研究的意义

随着全球变化研究的不断深入,人类文明发展阶段的考古聚落遗址地层记录和全新世以来连续沉积的自然地层记录已得到国际学术界和各国科学家越来越多的关注。长江三峡地区有着丰富的全新世考古遗址资源,为新石器时代以来人类活动和环境变化的环境考古研究提供了良好基础和条件。其中的中坝遗址具有厚度大、地层时代齐全完整、出土器物量多、并有大量种类繁多的脊椎动物骨骼(包括哺乳类、鸟类、鱼类、两栖类、爬行类)、测年材料和古洪水沉积地层现象丰富的特点;该区同时又有全新世以来自然连续沉积厚度达3m以上的大九湖泥炭沉积地层。对该区典型遗址和连续沉积的自然地层作比较研究,通过人类活动和环境演变的指标信息提取和时间序列的建立,可恢复该区全新世以来人类活动史、古洪水史,弄清人类活动和自然环境的关系及其对全球变化的响应,并建立三峡地区全新世以来标志性考古遗址地层剖面。     

重庆永川汉东城遗址地层记录的长江上游唐代洪水事件

历史文献中关于长江洪水的记录比较粗略,对于了解长江水体的历史变化带来很多不确定性.长江两岸考古遗址地层中的事件地层为研究长江水体的历史变化提供了新的视野.汉东城遗址位于重庆市永川区朱沱镇汉东村,地处长江上游西岸一级阶地上,是川南黔北渝西水上交通要道.本文对遗址地层样品进行了粒度、地球化学元素、酸碱度等的测试与分析.结果显示,T0104剖面土壤以粉砂质壤土为主,但是与同剖面其他层位的样品相比,第7层样品粉砂含量明显偏高;地层中样品的地球化学元素含量,以SiO2、Al2 O3、Fe2 O3为主;与UCC相比,本地区土壤SiO2、Al2O3、K2O等元素含量相对稳定,但是Na2O明显偏低,P2O5明显偏高.地层中的CIA值,在汉代及以前,在65~75之间,Rb/Sr值在65~80之间,处于中等化学风化作用阶段,气候相对温湿;在汉宋之间,CIA值和Rb/Sr值均有一个明显降低及逐渐回升的过程,之后CIA值和Rb/Sr值一直在60左右徘徊,说明气候在降温之后虽有所回升,但整体比前期冷干.地层中铷锶含量及其比值的变化显示,在汉宋之间的某个时段内,该区域发生强降水的可能性非常大.在遗址发掘出土遗存和测年的基础上,对遗址土壤粒度、地球化学元素等分析,结合气候变化背景资料综合分析认为:1)汉东城遗址所在区域在唐中后期确实发生过一次大规模的洪水事件;2)本次洪水事件可能与强降水有关;3)通过与现代洪水记录的对比分析认为,遗址地层中记录的洪水事件可能比1998年和2018年洪水规模还要大.     

江苏宜兴骆驼墩遗址地层全新世沉积环境研究

主要通过对骆驼墩遗址地层样品的粒度和重砂矿物的鉴定、样品中锆石形态的对比研究,铷锶值的测定与分析,了解该区域全新世以来的沉积环境及其气候变化,探索气候变化与人类文明和文化发展的关系。对骆驼墩遗址文化层下的自然淤积层的粒度分析和锆石形态研究发现该区域在人类出现之前可能经历过浅水泻湖环境;  结合重矿物及铷锶研究发现,该区域在全新世早期降水量较大,气候较为湿热,之后气候逐渐变得温暖湿润,为人类文明的出现和文化的发展提供了一个优越的气候条件;  通过对地层中文化层样品的重矿物鉴定及百分含量分析、ZTR稳定系数及Rb/Sr分析发现,全新世的气候是不断变化的。尤其在马家浜文化时期、良渚文化时期和广富林文化时期气候经历过温湿与干凉的交替变化过程。同时良渚文化时期的中晚期稳定系数出现了该地层的最高值,说明当时气候较为湿热,降水量偏多,这与良渚文化的消失与洪水有关的结论相一致。     

全新世低纬地区古环境演化与北大西洋之间的联系——以湖光岩玛珥湖元素和元素比值记录为例

通过湖光岩玛珥湖沉积物高分辨率的Fe/Mn比值、Rb/Sr比值、Sr元素强度和550℃烧失量的研究,重建了湖光岩地区全新世以来的古环境演化历史,即：早全新世是气候适宜期,气候温暖湿润,中、晚全新世开始气候逐渐干旱化。这种气候演化模式体现了全新世季风演化的全球性。湖光岩玛珥湖沉积物反映的全新世以来的冷暖变化事件与北大西洋...     

柴达木贝壳堤剖面元素地球化学与环境演变

通过对柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤沉积物中酸溶与残留(酸不溶)组分中常、微量元素及其元素对的分析,并结合酸溶与残留组分中常、微量元素相关性对比,讨论了贝壳堤剖面元素地球化学指标和沉积环境之间的关系,指出酸溶组分中的常量、微量元素及其元素对可以作为湖泊和古气候演化良好的代用指标;残留组分中的元素及元素对与原岩及其风化程度紧密相关,因此,酸溶组分与残留组分中的常量和微量元素在对于环境响应模式存在一定差异,应该将二者分开研究以避免对元素所携带环境信号解译的偏差。根据元素地球化学指标重建了43.5～22.4cal.kaB.P.(39.7～17.5kaB.P.¹⁴C年代)柴达木盆地察尔汗古湖高湖面期间古气候与环境演变过程:43.5～31.7kaB.P.期间酸溶组分中元素含量总体较低,残留组分中元素含量相对较高,且湿润度值((Fe₂O₃+Al₂O₃)/(MgO+CaO),或H)处于高值段,而Ca/Mg,Fe/Mn和Rb/Sr则处于低值段,指示了温暖湿润的气候环境,古湖泊水体增加;其中37.8～31.7kaB.P.期间酸溶组分中元素含量多出现最低值,残留组分中元素含量富集,H值较高,而Ca/Mg,Fe/Mn和Rb/Sr此段均值最小,表明此时为环境的最适宜期,此期间降雨充沛,湖泊处于高湖面;在31.7～22.4kaB.P.期间酸溶组分中元素含量普遍较高,残留组分中元素含量相对富集,且Ca/Mg,Fe/Mn和Rb/Sr处于高值段波动,H值处在低值段,指示气候环境恶化,降水逐渐减少,古湖泊水体萎缩;在约22.4kaB.P.气候快速恶化,形成石盐结晶,高湖面历史结束。柴达木盆地该期高湖面及其演化过程可与腾格里沙漠和额济纳盆地-巴丹吉林沙漠高湖面记录进行对比,揭示了大范围气候变化的历史。     

云南点苍山冰川湖泊沉积物磁化率的影响因素及其环境意义

文章通过对点苍山海拔3820m冰水沉积剖面的粒度参数、磁化率、氧化铁含量和有机质含量的综合实验分析,并讨论了这些指标的相互关系及其环境意义。实验结果表明,磁化率的强度与粗砂组分的含量成正相关,而与粘土等细粒组分含量成负相关;同时与有机质含量成负相关,与氧化铁含量成正相关。矿物组分分析实验表明,沉积物主要磁性来源于磁化铁。根据以上结果,结合冰川湖泊流域面积小、高寒环境的特点,其磁化率的影响因素与一般湖泊不同,认为冰川湖泊沉积中,因为物源较近导致外源磁性矿物主要赋存于粒度较粗的碎屑颗粒中,而高寒的环境条件使得有机质对沉积物的磁性矿物起到了稀释的作用,而很难有积极的贡献。根据磁化率的环境意义,恢复了全新世以来点苍山的古气候,从中可以划分6个不同的气候阶段:11.5～10.6kaB.P.,10.6～8.9kaB.P.,8.9～5.5kaB.P.,5.5～3.3kaB.P.,3.3～0.8kaB.P.和0.8kaB.P.至今,代表了末次冰期结束以后湖泊从产生至消亡的全过程。根据与其他相关地区的对比,分析了西南季风演变的一些规律。     

云南点苍山冰川湖泊沉积物磁化率的影响因素及其环境意义

文章通过对点苍山海拔3820m冰水沉积剖面的粒度参数、磁化率、氧化铁含量和有机质含量的综合实验分析,并讨论了这些指标的相互关系及其环境意义。实验结果表明,磁化率的强度与粗砂组分的含量成正相关,而与粘土等细粒组分含量成负相关;同时与有机质含量成负相关,与氧化铁含量成正相关。矿物组分分析实验表明,沉积物主要磁性来源于磁化铁。根据以上结果,结合冰川湖泊流域面积小、高寒环境的特点,其磁化率的影响因素与一般湖泊不同,认为冰川湖泊沉积中,因为物源较近导致外源磁性矿物主要赋存于粒度较粗的碎屑颗粒中,而高寒的环境条件使得有机质对沉积物的磁性矿物起到了稀释的作用,而很难有积极的贡献。根据磁化率的环境意义,恢复了全新世以来点苍山的古气候,从中可以划分6个不同的气候阶段:11.5～10.6kaB.P.,10.6～8.9kaB.P.,8.9～5.5kaB.P.,5.5～3.3kaB.P.,3.3～0.8kaB.P.和0.8kaB.P.至今,代表了末次冰期结束以后湖泊从产生至消亡的全过程。根据与其他相关地区的对比,分析了西南季风演变的一些规律。     

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。     

我国北方农牧交错带的环境演变

中国北方农牧交错带在１０～８．５ｋａＢ．Ｐ．经历了三次阶段性增暖后进入全新世暖期。８．５～８．０ｋａＢ．Ｐ．和４～３．５ｋａＢ．Ｐ．暖期的开始与结束事件中降水变化落后于温度变化３００～５００ａ；暖期盛期时的年均温较现代高２～３℃，降水多１００ｍｍ左右；暖期中存在多次短期寒冷事件，年均温最冷时较现代低３℃以上。３．５ｋａＢ．Ｐ．以来冷干趋势之上叠加着大致由３００ａ稳定与５００ａ波动构成的约８００ａ的周期性变化。全新世暖期原始农业文化的阶段性发展与暖期内环境波动相对应；暖期结束时发生了由农业向牧业文化转换的事件；暖期以后的冷干期为农牧交错文化时期，农业经济随冷干程度的变化而兴衰     

西菲律宾海末次冰期以来的浊流沉积及其古环境意义

菲律宾海西部吕宋岛岸外MD98－2188钻孔揭示末次冰期以来发生过数次浊流沉积事件。研究发现浊流沉积层具有密度高、颜色亮度大等物理特征,含有较多粗沉积组分和翼足类化石碎片,说明其来源于浅海沉积物。本文运用AMS 14C测年和浮游有孔虫氧同位素建立精细的年龄模式,发现浊流沉积层段主要与末次盛冰期、冰期Heinrich变冷事件以及氧同位素4期等低海平面时期相对应,推测与千年尺度北半球气候冷期相关的海平面快速上升可能是西菲律宾海浊流沉积的触发原因。这对于认识快速气候变化的环境后果和开展西菲律宾海晚第四纪地层划分对比都有重要意义。     

青海湖近千年来气候环境变化的湖泊沉积记录

本文通过对青藏高原上所钻取的古里雅冰芯和青海都兰树轮高分辨率气候变化记录的对比,分析了过去近2 000a来的气候变化特征.结果表明:1)这两个地区过去2 000a来温度都在波动中逐渐上升,展示了气候逐渐变暖的趋势.进入20世纪以来,气候显著变暖,并有加速变暖的趋势;2)树轮和冰芯均明显地记录了小冰期的3次冷期,其出现的时间基本上一致.小冰期并不是过去2 000a来的最寒冷的时期.冰芯和树轮记录均表明公元初的寒冷程度要大于小冰期;3)古里雅冰芯所记录的温度和降水量揭示出,过去近2 000a来的降水和温度变化的总趋势是正相关关系;但在短时间尺度上,温度和降水的变化并不同步.这主要表现在两个方面,一是温度长期变化中的低频波动频率要大于降水,二是虽然温度和降水的变化在百年级时间尺度上有正相关性,但降水的变化要滞后于温度变化50～100a;4)同时周期分析表明,古里雅冰芯中的δ180和积累量以及都兰树轮记录的变化周期大多数与太阳活动有关,表明青藏高原地区冷、暖、干、湿变化的主要驱动力可能是太阳活动的变化;5)对这两记录的对比研究也揭示了气候变化的区域差异.如中世纪暖期在都兰树轮记录中很强而在古里雅冰芯记录中很弱,而都兰树轮记录中,中世纪暖期以后至1 800A.D.在波动中变冷,但在古里雅冰芯记录中这一时期在波动中变暖.     

甘青文化区新石器文化的时空变化 和可能的环境动力*

气候变化引起的环境系统的变动,可以对史前文化的时空分布产生决定性的影响。甘青文化区是我国古文明发祥地之一。这里新石器文化非常发达,遗址丰富,类型齐全,为一个自成体系的古文化中心。通过分析不同类型的新石器文化的时空分布的变化,发现自大地湾文化至马家窑文化时期,研究区文化在空间上扩张,而后逐步向南退缩。这一变化和气候的干湿状况的变化密切相关。5kaB.P.气候逐步趋向干旱,导致文化分布上的空间差异,至齐家文化时期,研究区105°E以西遗址点的空间分布大大地向南收缩,而105°E以东齐家文化的分布范围和仰韶文化基本一致。     

中国北方晚第四纪气候变化的沙漠与黄土记录* ——以光释光年代为基础的直接对比

中国北方有约200×10⁴km²的面积被黄土、沙漠和荒漠戈壁沉积物覆盖,这些地区堆积物的形成变化与第四纪气候变化密切相关。关于中国北方沙漠与黄土记录晚第四纪古气候变化的研究不少,但是,由于受到方法和条件等限制,系统的(高密度的)和独立的年代学工作比较薄弱,从而使诸多已经发表的关于沙漠-黄土记录的亚轨道时间尺度气候变化的结论受到质疑。文章通过对黄土高原代表性的4个末次冰期以来的黄土剖面以及毛乌素、浑善达克和科尔沁沙地的20多个末次冰期-全新世的沙-砂质古土壤剖面的研究,获得了150多个独立的光释光年龄数据。在此基础上,结合200多个样品的粒度、有机质含量和磁化率数据,重建末次冰期以来中国北方气候变化过程,对比分析沙地与黄土古气候记录的联系。结果表明,中国北方古气候在57.5~52.5kaB.P.相对干旱,41.5~37.3kaB.P.相对湿润,26~22kaB.P.逐渐干旱,22~18kaB.P.极端干旱,15~10kaB.P.干旱,10~8kaB.P.为干旱减弱的时期,8.0~2.4kaB.P.相对湿润,而2.4kaB.P.以来气候为相对干旱。其间,在8.0~2.4kaB.P.的湿润时期有几次干旱事件,而2.4kaB.P.以来气候变化频繁。具有独立年代控制的黄土和沙漠记录表明,中国北方的气候变化对轨道时间尺度的太阳辐射变化有大约3~4ka的滞后。