嵩山地区全新世植被演化研究进展与展望

嵩山地区是华夏文明的重要发祥地,与早期人类活动关系密切的区域植被全新世演化研究也备受关注,孢粉分析是此类研究的重要手段。分析嵩山地区已有的16处地点的19套孢粉数据,梳理出区域晚更新世以来的植被演化历史。结果表明,10 ka B.P.之前,区域乔木花粉极少,为草地植被景观;10~7 ka B.P.,乔木花粉增多,丘陵、台地地区为疏林草地,平原地区乔木分布较多,为森林草地;7~5 ka B.P.,乔木花粉含量继续增加,丘陵地区仍为疏林草地,台地地区已经具有森林草地景观特征,平原地区则为针阔混交林植被景观;5~2.5 ka B.P.,乔木花粉含量逐渐减少,区域又转变为疏林草地植被景观。区域早期植被研究存在沉积样品孢粉含量少,地层年代分辨率低,自然沉积剖面较少,山地、丘陵区域数据不多等问题。未来研究需要有效引进信息技术,在孢粉提取与鉴定方法不断改进的基础上,开展多种地貌类型的高分辨率研究。研究思路也需要从孢粉数据重建气候演变向植被特征与人类活动交互作用所延伸。     

W同位素高精度负离子热电离质谱(NTIMS)测定方法

W同位素的高精度测定对于研究地球、月球和太阳系其他行星的起源和早期演化、核幔相互作用等领域具有重要意义。本文开展了负离子热电离质谱(NTIMS)高精度W同位素测定方法研究(测定WO_3~-)。采用多接收动态跳扫方式对W同位素进行测定,实时在线测定~(18)O/~(16)O,并利用实验室实时在线氧校正NTIMS Os同位素分析时获得的~(17)O/~(16)O-~(18)O/~(16)O同位素分馏趋势线计算~(17)O/~(16)O,进行氧校正计算。对多接收动态和多接收静态数据处理方式及不同的同位素分馏校正方法进行了详细对比研究。在上述工作基础上,最终建立了以~(186)W/~(184)W=0.92767进行标准化,采用多接收动态方法进行数据处理的在线氧校正W同位素NTIMS测定方法。~(182)W/~(184)W测定结果的外部精度(2RSD)可达3×10~(-6)～6×10~(-6),基本满足地球、月球和行星早期演化等W同位素研究工作的需要。     

多离子计数器动态多接收方式锆石Pb同位素比值高精度测定方法

采用装配多离子计数器系统的TRITON Plus热电离质谱仪（thermal ionization mass spectrometer，TIMS），建立了多离子计数器动态多接收锆石Pb同位素（以205Pb为稀释剂）测定方法.相对多离子计数器静态多接收方法，该方法完全消除了不同离子计数器间增益差异对锆石Pb同位素测定的影响.相对传统的单个二次电子倍增器（secondary electron multiplier，SEM）五次跳峰的锆石Pb同位素测定方法，该方法两次跳峰即可测定全部Pb同位素比值，Pb同位素离子流接收效率提高2.5倍，同时，降低了离子流稳定性对Pb同位素分析结果的影响.为验证方法的可靠性，对加入205Pb稀释剂的NIST981 Pb标准和标准锆石清湖（Qinghu）进行了测定.对5×10-11 g 205Pb-NIST981 Pb混标，207Pb/206Pb测定精度达到0.079%（2RSD，n=20）；对清湖标准锆石，获得的年龄结果为159.51±0.11 Ma（2SE，n=7；MSWD=1.1），与文献报道值在误差范围内一致.      

华南泥盆-石炭系界线剖面旋回地层学研究

泥盆-石炭纪过渡期是地球演化过程中的一个重要阶段,发生了地球气候系统从温室向冰室转型和生物灭绝等重大事件。准确且高分辨率的年代格架是理解这些事件的基础。本文利用高分辨率磁化率作为古气候替代指标,对贵州省长顺县睦化Ⅱ剖面和大坡上剖面以及广西壮族自治区南丹县度里剖面的泥盆-石炭系界线附近深水沉积序列进行旋回地层学研究。识别出受到短偏心率、斜率和岁差控制的沉积旋回厚度分别为1.092.39、0.290.73、0.180.51 m。利用轨道短偏心率进行天文校准,结果证实泥盆纪晚期短偏心率、斜率、岁差周期分别为约100、32.227.2和20.915 ka。利用大坡上剖面已知的U-Pb放射性同位素年龄和天文校准结果建立高精度浮动天文年代标尺并进行旋回地层对比。确定了泥盆-石炭系界线附近牙形类生物带和Hangenberg生物灭绝事件的持续时间,并计算出泥盆-石炭系界线年龄为(359.58±1.9) Ma。     

河南新密溱水流域全新世人类文化演化的环境背景研究

溱水流域新石器至夏商时期人类文化发达,且持续发展,是中原地区乃至全国新石器至夏商时期人类文化最为发达的地区之一.本文在详细野外考察和多个地层剖面分析基础上,初步阐明了区域地貌特征及演化历史.对区域内的柿园仰韶遗址外的自然沉积剖面(34°29.409′N,113°36.933′E)进行了连续采样,并对样品进行了14C年代测定和粒度、磁化率、孢粉等古环境指标分析,结合考古遗存资料,探讨了区域全新世气候演变历史.在上述古环境研究基础上,分析了区域全新世环境与人类文化演化之间的关系.结果表明:流域在地形上,处于嵩山以东至黄淮平原以西的黄土丘陵台地地形区.溱水流域共发育了3级河流阶地:第三级阶地形成于晚更新世末期;第二级阶地形成于大致6000～4000cal.aB.P.时期,下游阶地形成时代较上游早;第一级阶地形成于历史时期晚期.溱水流域全新世早期(8500 ～ 7000cal.aB.P.)气候的暖湿程度与现在相当,仰韶文化时期(7000 ～5000cal.aB.P.)的气候是该地区全新世最为暖湿的时期,龙山文化时期(5000 ～ 4000cal.aB.P.)以来气候的暖湿程度呈波动下降,4000cal.aB.P.以后气候逐渐变干凉.整体上较为暖湿的气候是该地区全新世人类文化持续发展的有利条件.广阔平坦的多级黄土台地和第三级阶地以及广泛分布的黄土沉积物质为新石器以来逐渐发展的旱作农业提供了有利的地貌和土地资源条件.仰韶早期及之前的人类文化遗址分布在第三级阶地和地势更高的黄土台地之上;仰韶中期以后,由于区域人口的增加和农业的发展,人类聚落有向沿河阶地和下游地区发展的趋势.     

雅鲁藏布江中游及昌果沟遗址古环境分析

西藏拉萨昌果沟遗址位于雅鲁藏布江中游支流的阶地上,是重要的新石器时代遗址.为探讨昌果沟遗址附近的古环境,对遗址附近开展地貌调查,在遗址北面约1 km处选取1个全新世风成沉积剖面进行光释光测年和环境指标分析,在雅鲁藏布江中游选2个阶地剖面进行光释光测年分析;此外,还总结了雅鲁藏布江中游23个全新世古土壤/泥炭的测年数据,进行概率密度分析,试图揭示区域的环境演化特征.研究表明:全新世古土壤/泥炭年代的概率密度可以较好地反映区域气候变化,9.0~6.0 ka古土壤/泥炭发育在波动中增强,气候由冷干向暖湿转换;6.0~2.9 ka古土壤/泥炭发育最强,气候相对温干;2.9 ka后鲜有古土壤/泥炭发育,气候变得冷干,史前人类活动受限.4.5 ka之后雅鲁藏布江中游及其支流一级阶地的形成为新石器时期先民提供农业耕作的场所,古土壤的发育为农作物提供了丰富的营养.1.4~1.1 ka期间(吐蕃王朝时期)局部地区有古土壤发育,气候好转.