石笋有机碳作为气候指标的初步研究

利用总碳分析仪对云南寻甸仙人洞1号石笋(编号XR1)有机碳含量进行分析,初步建立了总碳分析仪分析石笋有机碳的方法,并利用寻甸仙人洞XR1有机碳分析结果重建了寻甸地区全新世中期有机碳气候变化模式,其与XR1石笋的氧同位素气候变化模式结果一致.通过石笋有机碳含量与石笋氧碳同位素和石笋沉积速率的对比,发现石笋有机碳含量与石笋...     

利用珊瑚生长率重建西沙海域罗马暖期中期海温变化

珊瑚生长率是记录海水表层温度(SST)的一个重要代用指标。本文以南海中北部西沙永兴岛罗马暖期期间发育的3个澄黄滨珊瑚(Porites lutea)为材料,测量它们的骨骼生长率,并利用珊瑚骨骼生长率与SST的关系式定量重建海温年际变化序列。结果显示:3个滨珊瑚(生长于120-59BC、46BC-14AD和30BC-28AD期间)的平均生长率分别为0.88cm/a(变化于0.53~1.24cm/a之间)、0.90cm/a(变化于0.58~1.53cm/a之间)和1.12cm/a(变化于0.71~1.46cm/a之间)。据此重建同时段年平均SST,相应结果分别为26.7℃、26.8℃和27.3℃。2kaBP前后(120-59BC,46BC-28AD)西沙海域平均SST为26.9±0.4℃,低于现代(1981-2010AD)约0.7℃。     

年际―年代际尺度上南海北部SST与 东亚夏季风强度的负相关关系

选取南海北部珊瑚带宽-SST分别与甘肃万象洞WX42B石笋和贵州董哥洞DA石笋的δ18O记录在不同时段进行对比,揭示了南海北部SST变化与夏季风强度的关联。结果显示：在年际―年代际尺度上,南海北部珊瑚带宽-SST与石笋δ18O记录的夏季风强度存在负相关关系：南海北部SST升高,石笋δ18O偏重,夏季风强度减弱;反之亦然。南海北部器测SST与万象洞WX42B石笋δ18O记录的对比也证实了这一关系的存在。ENSO活动影响着季风区的降雨量,控制着南海北部的SST变化。ENSO的存在可能是造成这种负相关关系的直接原因。由于ENSO活动与季风区降雨量的关系存在区域性差异,南海北部SST与局部地区夏季风强度之间的关系仍需进一步的研究。     

桂林地区水南洞14～25万年石笋的碳氧同位素记录和古气候重建

通过对桂林水南洞石笋进行高精度的热电离质谱(TIMS－U)测年和碳氧同位素分析,建立了桂林地区245.20 ka BP至147.90 ka BP间的古气候变化时间序列,确定了石笋记录的时段B与时段C分界的年龄为242.5±6.4 ka BP(相当于深海岩芯氧同位素标准曲线时段7与时段8分界的年龄)、时段A与时段B分界的年龄为 192.6±3.9 ka BP(相当于深海岩芯氧同位素标准曲线时段6与时段7分界的年龄)。桂林地区245.20～147.90 ka BP石笋记录的冷暖事件所反映出的古气候变化,大致可分为3个气候变化阶段:(1) 245.2～242.6 ka BP, 相当于深海岩芯氧同位素标准曲线阶段8的末期;(2) 242.5～192.6 ka BP,相当于深海岩芯氧同位素标准曲线时段7;(3)192.6～147.9 ka BP间的倒数第2次冰期, 相当于深海岩芯氧同位素标准曲线时段6的早中期。石笋的TIMS－U测年和碳氧同位素记录揭示,桂林地区245.2～147.9 ka BP的古气候演变历史与深海岩芯时段8末期、时段7和时段6的氧同位素,深海岩芯中记录的孢子花粉组合、CaCO3含量、海平面的升降变化以及与中国北方黄土、古土壤中记录的孢子花粉组合、成壤程度、全铁富集程度、磁化率变化、原生碎屑CaCO3含量和淋溶强度等所揭示的古气候和古季风变化具有极好的对应关系,表明桂林地区中更新世晚期以来的古气候演变既有全球性特征,又有着强烈的区域性特征。     

桂林甑皮岩洞穴遗址钙华板14C年代学研究

甑皮岩遗址是新石器时代保存较完整的一个人类洞穴遗址，距今有8．0～12．0ka的历史。本文通过对洞穴遗址钙华板^14C年代的测定，并对比了遗址内贝壳和木炭的^14C年代。初步论证了钙华板^14C年代的可靠性，并探讨甑皮岩古人类活动及穴居的最后年代为6．6ka BP。通过对钙华板^14C年代研究为遗址洞穴地层的划分提供了新的年代依据。     

公元8世纪以来贵州荔波石笋高分辨率的气候变化记录

通过中国贵州荔波龙泉洞L1及L2两根石笋19件ICPMS230 Th测年和459件氧稳定同位素分析, L1时限范围为918-1910aA. D. , L2为724-1888aA. D. ;稳定同位素样品的平均分辨率分别为6. 6a和3. 6a。两根石笋δ18O记录取得了平行一致的结果,石笋记录可分为3个气候期,即: 中世纪冷期(公元8世纪- 995aA.D. ) ,石笋δ18O总的偏重,变化幅度较小,最轻为- 8. 84‰ ,最重为- 6. 72‰ ,平均值为- 7. 76‰ ;中世纪暖期( 995- 1340a A. D. ) ,石笋记录为两峰夹一谷, 200年级的一个半旋回,δ18O最轻为- 9. 47‰ ,最重为- 6. 58‰ ,平均值为- 7. 94‰ ;小冰期( 1340- 1880aA. D. ) ,石笋记录为四谷三峰相间交替,即季风表现出由弱到强的200年级3个半旋回,δ18O最轻为- 9. 50‰ ,最重为- 6. 07‰ ,平均值与中世纪暖期基本一致,为- 7. 92‰ ,但变化幅度要大一些,特别是弱季风期要偏重一些。L1及L2两石笋δ18O记录可以很好地和中国中东部物候记录对比。在总体变化格局上也可以和格陵兰冰芯记录进行对比。石笋记录也可以与宇宙核素产率及太阳耀斑记录进行对比,小冰期中石笋δ18O记录的4个低谷期(弱季风期) ,正好与宇宙核素产率及太阳耀斑曲线的低谷区相对应,并分别可以和太阳黑子1810年达尔顿极小值、1645- 1715年蒙德极小值1420- 1530年的斯波瑞尔极小值、1280- 1440年的沃尔夫极小值一一对应。太阳黑子的变化,直接改变地球接受太阳辐射能量的变化,说明低纬度地区短尺度季风气候直接响应于太阳辐射能量的变化。      

过去25万年黔桂地区千年尺度东亚季风气候的变化

对取自中国黔桂地区广西桂林水南洞、贵州都匀七星洞及荔波董歌洞的7根大型石笋,进行了系统的120件TIM S-U系测年及1295件稳定同位素分析,揭示的气候变化记录时限范围为25万年前至今,氧同位素样品平均分辨率为150～300a。研究表明,相当于海洋记录冰期旋回Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ 终止点的石笋氧同位素跃变事件,其年龄值分别为11. 3 kaB. P. , 129. 3中kaB. P.及242. 5 kaB. P. 。相当于海洋同位素阶段MI S1～ M IS7各阶段界线的年代及其延续时间,通过石笋记录也得到了准确的界定,此外还揭示出了25万年来东亚季风气候的波动过程和变化规律。黔桂地区25万年来的气候在千年尺度上与深海氧同位素记录的可比性,及与N65°夏季太阳幅射能量变化的一致性,显示了亚洲古季风的气候变化规律,同样受轨道参数变化周期以及全球冰量变化所驱动。      

“死碳”对14C年代测定影响的初步研究

在回顾14 C测年技术发展的基础上,指出了影响14 C测年精度的各种因素,并初步讨论了“死碳”对14 C年代的影响。通过对岩溶区“死碳”的成因分析以及对碳酸盐样品的14 C年代学研究,认为酸的来源不同,是造成岩溶区样品14 C年代偏老的原因;局部环境中“死碳”释放是造成水生样品14 C表观年龄偏老的主要原因。由于影响岩溶区样品14 C年龄的因素是多方面的,目前尚无有效的校正办法。为此,作者在讨论了洞穴碳酸盐样品年代的可靠性及影响因素的基础上,提出了用交叉对比定年的方法解决“死碳”对14 C测年的影响问题和在岩溶地区谨慎使用14 C年龄的建议。      

南海黄岩岛珊瑚记录的1780-2013年的表层海温年代际变化特征

基于南海中部黄岩岛滨珊瑚生长率与表层海温距平（SSTA）的正相关关系，重建了1780-2013年（共234年）黄岩岛海域SSTA年际变化序列。结果表明，1780-1890年SSTA总体偏低，平均为-0.2℃，最低SSTA为-1℃（1837年），对应于小冰期晚期；1890年以来SSTA总体呈阶段性上升，其中1971-1998年升温最快，1998年达到峰值（2℃），之后SSTA略呈下降趋势，冷暖变化与北半球陆地温度变化基本是同步的。频谱分析显示，黄岩岛海域SSTA在过去234年主要呈现出26~34 a的冷暖周期波动，其相位转变基本与太平洋年代际振荡冷-暖位相同步。近234年来南海中部黄岩岛海域SSTA的年代际变率并不是持续不变的，1890年以来该海域SST年代际变率出现明显增强，可能与全球变暖导致的海洋内部变率的变化有关。考虑到热带西南太平洋SST年代际变率同样在1890年也发生了一次转变，我们认为这些证据可能指示了整个热带太平洋内部变率在1890年以后发生了一次转变。     

基于地貌动力学的雷州半岛海滩状态分类研究

海滩地貌动力学为理解海滩形态和海岸动力环境提供了理论框架,在海滩的保护与开发中有重要的指导意义。基于地质背景、海滩地貌形态、海滩沉积物和海洋动力要素选取7个可以量化的海滩特征指标,采用聚类分析对雷州半岛23个海滩进行分类和地貌动力特征识别,针对海滩状态分类模型Ω-RTR在雷州半岛复杂多变海岸线环境下的适用性进行了分析,结果表明：① 雷州半岛海滩可以分为六类：反射组、低潮阶地/反射组（有裂流）、沙坝-槽谷/中间状态组、沙坝消散组、超消散组和低潮阶地/反射组（无裂流）;② 波浪、潮汐、沉积物特征以及海岸地质构造背景等对雷州半岛海滩状态均有不同程度的影响,在不同岸段各要素的影响各异。地质背景是海滩状态分类不可忽视的因素。③ 由于Ω-RTR模型在判别海滩状态时更侧重于动力和沉积因素,分类结果与聚类分析结果稍有差异,但总体上可以有效区分海滩状态类型,是理解海滩动力地貌系统有效手段。