东帕米尔公格尔山地区第四纪冰川地貌与冰期

公格尔山是帕米高原最大的现代冰川作用中心,第四纪冰期中冰川有较大规模的扩张,留下了形态较完整的冰川沉积.根据冰碛物的分布与风化程度、冰碛地层的接触关系以及表面黄土或土壤发育状况等,应用ESR测年技术,对该地区的第四纪冰川沉积进行了定年,其年龄分别为（13.1±0.8）~（27.0±2.2）,（36.4±3.3）~（48.7±5.7）,（65.6±6.8）~（86.6±8.9）与（105.6±9.4）~（178.3±17.8）ka.应用地貌地层学原理并结合已有的研究资料,确认公格尔山地区至少经历了6次规模较大的冰进,可分别对应于小冰期、新冰期、MIS2、MIS3中期、MIS4和MIS6.本区末次冰期最盛期发生在末次冰期早冰阶（MIS4）而不是末次冰期晚冰阶（MIS2）,且末次冰期间冰阶（MIS3）中期的冰进幅度比MIS2时大.西坡由于特殊地形与急剧气候变化的影响,山麓地带广泛分布的冰碛丘陵可能是多次冰进沉积的产物,而最近一次广泛冰川覆盖山麓地带形成冰碛丘陵的时代对应于MIS3中期.此外,西坡3500m以下风化较深的冰碛可能代表一次更老的冰川作用,与毗邻的慕士塔格山地区第四纪冰川演化序列进行对照,其时代可能代老于倒数第二次冰期.在北坡,老于倒数第二次冰期的冰碛地形因后期的侵蚀破坏而未能得以很好的保存,仅在盖孜检查站西南更高的陡峻位置保存有相应的疑似冰碛残留.     

天山破城子冰期的冰进及ESR年代学研究

破城子冰期是天山地区第四纪冰期划分中最具代表性的冰期之一,其沉积地形为形态较清晰的多列终碛垅组成,呈扇形展布在最大的现代冰川作用中心托木尔峰东南坡的木扎尔特河河口与山麓带．冰碛地形记录了复杂的冰川进退史,包含着丰富的古环境变化信息,对它们进行研究有助于恢复这次冰期的冰川演化史与重建该地区的古环境．应用ESR测年技术,选用石英颗粒中对光照与研磨作用都较敏感的Ge心作为测年信号,对该处出露完整的沉积剖面Ⅰ层的冰川沉积、数列终碛垅与冰水沉积进行定年,获得3组年代分别为13．6～25．3,39．5～40.4与64．2～71．7ka．结合地貌地层学原理与其它研究资料进行综合分析可得出：破城子多列终碛垅形成于末次冰期,在末次冰川作用过程中该处存在至少3次大的冰进,可分别对应于MIS2,MIS3b与MIS4．MIS2与MIS3b时的冰川为复合山谷冰川,MIS4时的冰川为山麓冰川．三次冰进规模最大时的冰川长度分别约为94,95与99km．     

黄土高原中部450ka以来植被演化的有机碳同位素与分子化石记录

黄土高原地质历史时期不同时间尺度上的植被演化规律与气候环境影响因素,以及植被替代性指标的解译等问题还值得进一步研究.本工作拟通过对灵台黄土剖面450ka以来黄土-古土壤样品总有机碳同位素(δ~(13)CTOC)和正构烷烃含量组合参数如C31/C27进行综合对比研究,从而为明晰这些问题提供一些新的讨论和证据.结果表明,450ka以来黄土高原中部C_3、C_4植物混生,以C_3植物为主;按生活型则草本、木本混生,以草本植物为主.在黄土高原气候较温暖湿润的MIS9(S3时期),MIS5(S1时期)阶段,可能出现过C_3木本植物的短暂增多,但总体上不存在大面积的森林.在阶段性变化上,黄土高原130ka以来草本植物总体增多,可能与区域性气候干旱化有关.在轨道尺度上,全新世较末次冰期,MIS11(S4时期)较MIS12(L5时期)C_3草本植物减少;在其他几个冰期旋回,间冰期较相应冰期C_3草本植物增多.植被替代性指标与建群种蒿属孢粉量的变化吻合较好,其变化可能与冰期旋回上水热配置有关.MIS1(S0时期)与MIS11(S4时期)气候相似,但全新世时期松属乔木的大量增多,暗示了人类活动和生态因子火活动的影响.     

南海北部280 ka以来深海花粉记录

ODP1144孔顶部225m柱状样的孢粉资料揭示近280ka(即氧同位素8期(MIS8))以来,南海北部大陆架的演化历史.间冰期孢粉组合以松属为主,与该区现在情况相似.而冰期孢粉组合中则出现大量草本植物,如蒿属(Artemisia)、禾本科(Gramineae)、莎草科(Cyperaceae).这说明冰期时由于海退引起海平面下降使大陆架出水成陆.出露的大陆架上覆盖着以草原为主的植被.从草本植物花粉与松属花粉两者含量之比可以推断在MIS5期以前大陆架出露的面积小,而MIS4期以来冰期时大陆架大面积出露,末次冰盛期达到高峰.MIS5期前后南海北部大陆架的这种变化,可以从我国大陆新构造运动加以解释.冰期时大陆架上生长的草原植被的组成也有显著变化,MIS8期以禾本科为主,而后,蒿属比例不断增加,末次冰盛期时在草原植被中占了优势,植被的这种变化是对不断变干冷气候的响应.     

冲绳海槽200ka的孢粉记录及冰期-间冰期旋回古环境重建

本文对冲绳海槽中部MD982194钻孔29.78m近200kaBP的岩芯进行了孢粉研究.结果表明,孢粉组合主要表现为裸子植物与草本植物花粉之间的交替.带气囊类的松属、铁杉在间冰期的1,3,5和7氧同位素期显著增高,而草本则在冰期阶段占优,两者的含量变化显示出对冰期-间冰期环境变化的敏感响应.本钻孔发现莎草科花粉在冰期阶段含量大幅度增加,伴随蒿属、禾本科、菊科、藜科和淡水藻类的显著升高.它们与轨道尺度的海平面变化呈现十分吻合的负相关关系.草本花粉总量的周期性变化可以作为该区域海平面变化的替代性指标.末次盛冰期的海平面下降导致陆地与冲绳海槽的距离大幅缩小,源于长江的物质随河流进入大陆架后因流速急剧降低发生沉降,导致上游物质难以被远距离搬运到海槽.因此,冰期阶段冲绳海槽的孢粉物质可能主体来自于大陆架前缘的地表植被,而间冰期带气囊类花粉的比例增大与海岸距离较远和风力搬运物质的比例增加有关.钻孔的孢粉组分更替与气候变化也有显著的对应关系,反映出氧同位素7,5和1期木本含量高,并与东亚夏季风增强和降雨量增大有关.其中MIS5.3,MIS5.1和MIS3.3段的松属花粉峰值可能与轨道和亚轨道周期的地表太阳辐射和季风增强有密切联系.研究认为,盛冰期的东海陆架平原的气温和降雨量都有较明显的下降,但低海面时期裸露的大陆架平原可能并非由半干旱的地带性草原所覆盖,而是以疏林草地及密布的隐域性植被(河流补给淡水湖沼和湿地)组成.海平面变化引起的海岸距离伸缩和源区气候变化对陆源物质通量和孢粉组分更替起到联合制约的作用,而冲绳海槽冰期-间冰期尺度的海岸线距离变化在孢粉信号中的表现要明显强于陆源区域的气候变化.     

南海最近3个冰期旋回中的天然火与气候 ——ODP1144孔深海沉积中的炭屑记录

通过南海北部陆坡ODP1144孔(20°3′N,117°25′E,水深2037m)沉积柱状样的炭屑数量统计,结合有关花粉资料讨论了南海北部大陆及大陆架上最近3个冰期旋回中天然火的历史及其与气候的关系.依据1144孔炭屑、花粉研究结果,可以将0～225m的地层划分为8个带(C1～C8带),分别与深海氧同位素1～8期相对应,其中C2～4带为末次冰期,C6,C8带分别为倒数第二次和第三次冰期.研究表明,1144孔深海沉积物冰期时(MIS2,4,6,8期)炭屑沉积率均很高,说明冰期时大陆和大陆架上天然火发生的强度很高,反映当时气候较为干旱.尽管MIS6期和8期细粒炭屑沉积率较高,表明大陆上天然火强度较大,当时气候较为干燥;但粗、中粒炭屑沉积率却相对较低,可能与MIS5期以前大陆架出露范围较小,导致中、粗粒炭屑的源区较小有关.间冰期时(MIS1,5,7期)炭屑沉积率相对较低,一方面是由于大陆架被海水淹没,炭屑来源较少;另一方面,也说明天然火的强度有大幅度下降,气候由干旱转为湿润.尽管MIS3期细粒炭屑沉积率有所降低,但中粗粒炭屑沉积率与4期相当,表明当时大陆架上天然火强度依然很大,气候较为干燥.     

末次冰期南京石笋高分辨率气候记录与GRIP冰芯对比

对采自南京汤山洞穴一支长400余mm的石笋进行了高精度TIMS-U系定年和氧碳同位素测试,建立了末次冰期中晚期(54000～19000aBP)中国东部高分辨率的古气候变化时间序列.从石笋氧同位素变化曲线中,不仅检出东亚夏季风降水史中的Heinrich事件,而且首次发现了末次冰期东亚夏季风活动区气候变化同样存在着Dansgaard-Oeschger旋回,与极地GRIP冰芯记录有良好的对比关系.但明显的差别主要有(1)中国东部气候变化的干冷化趋势十分明显,由石笋氧同位素曲线构成的连续4个Bond旋回,迭覆在末次冰期长期变冷的气候背景上,可能与青藏高原MIS3阶段特强夏季风事件有关;(2)石笋气候曲线反映的干冷事件与GRIP冰芯中的对应事件存在1000～2000a的相位差,似有必要考虑不同测年方法相互校正问题.     

念青唐古拉山西段冰碛垄漂砾~(10)Be暴露测年及末次冰期序列

气温和亚洲季风降水变化影响青藏高原冰川的进退,念青唐古拉山西段末次冰期年代的研究能够为认识季风影响过渡带的冰期气候特征提供重要依据.然而,该地区末次冰期时代及其南北坡是否存在差异仍不确定.本文采用10Be暴露测年方法,对青藏高原南部的念青唐古拉山西段北坡的爬玉王山谷谷口两道冰碛垄的年代进行测定,确认内侧冰碛垄为末次冰盛期产物,年代为(18.0±1.7)~(30.6±2.8)ka(n=10).外侧冰碛垄时代为(18.0±1.6)~(39.9±3.7)ka(n=5),可能对应MIS3阶段或更早的冰进.与念青唐古拉山西段南坡10Be暴露年代对比表明,念青唐古拉山西段末次冰期最大规模冰进可能发生在MIS3阶段,与全球降温不同步,具有异时性,但在区域内则具有同时性,可能响应北半球千年尺度气候变化.     

周口店遗址化石:中国的世界遗产

正周口店位于北京西南的房山区,是著名的北京人和山顶洞人化石的产地。北京人又称北京直立人或"北京猿人",生活在距今30万~50多万年前,于1921年在周口店龙骨山石灰岩洞中发现并陆续发掘,1929年裴文中在洞中发现了"北京人"第一个头盖骨。与这些化石一同发现的还有大量的石器和哺乳动物化石,如虎、鬣狗、鹿、牛、马、鼠等。在洞穴内还发现了灰烬层和烧过的朴树籽,表明北京人是最早会用火的人。     

南海北部ODP1144站更新世(1.05~0.36 Ma)孢粉记录

根据对南海ODP1144站下段孢粉分析, 将其自下而上分为两个孢粉组合带和11个组合亚带. 根据松粉、蕨类孢子及草本植物花粉含量的相互消长关系, 将PB带进一步划分为11个孢粉组合亚带(PB21~11), 分别与深海氧同位素分期相一致(对应MISs 21~11期). 间冰期孢粉组合以松粉和蕨类孢子含量增加、草本植物花粉含量降低为特征; 冰期则相反. 间冰期孢粉组合面貌反映其气候与现代相似. 各冰期出露的大陆架上生长了以禾本科、莎草科及蒿属为主的草本植物. 组合亚带PB12(对应MIS12期)中Artemisia花粉含量的增加及高的松粉沉积率值表明此次冰期气候相对干冷, 冬季风较强.     

第四纪冰期旋回转型在南沙深海的记录

对南沙海区水深2772 m的ODP1143井上部105.08 m岩芯进行高分辨率氧同位素分析, 取得MIS 1～86期即2.25 Ma以来的历史, 时间分辨率约2 ka, 为迄今所知的最好记录之一. 氧同位素曲线详细展示了更新世的冰期旋回, 由早期的40 ka周期为主, 向晚期100 ka周期为主的"转型", 证明两者之间有一个长达近300 ka的过渡期, "中更新世革命"并非一次简单的突变. 而且在100 ka的冰期旋回中, 低纬区热带表层水的变化在先, 高纬区冰盖的反应在后. 对比表明, 北半球冰盖增大、冰期延长的原因不在冰盖本身, 而在北半球高纬区之外.     

青藏高原东北缘中新世红色土状堆积序列的成因及其对亚洲干旱过程的指示

对青藏高原东北缘堆积于河流阶地上的晚新生代红色土状沉积物进行了地貌与地层、沉积特征、土壤微结构和地球化学等的研究. 结果表明, 这套红色土状堆积物可分出25套发育较弱的黄褐色土壤(7.5YR6/4)和发育较强的红棕色古土壤(2.5YR5/4)组合, 与黄土高原典型的红黏土具有相似的结构和构造. 红色土状堆积序列的颗粒总体上偏细, 主要组分为粉砂和黏土, 砂粒级含量几乎为零. 显微镜下, 红色土状堆积物为黏土质结构, 粗颗粒组分主要包括石英、钾长石、云母和少量辉石、角闪石等, 且矿物颗粒都呈似棱角-棱角状; 其常量和微量化学元素的含量与特征、稀有元素的分配模式等与典型的第四纪黄土、古土壤具有可对比性. 上述证据表明, 这套沉积为风成起源. 磁性地层指示这套风成成因的红色土状堆积物底界年龄为约11.4 Ma, 证明中国西北地区晚新生代大面积的风尘沉积分布范围扩展到了青藏高原东北缘. 后湾红色土状堆积物与上覆晚第四纪黄土-古土壤序列有着相近的物源和相似的风力搬运系统. 与晚第四纪黄土-古土壤相比, 后湾红色土状堆积物的颗粒较细、沉积速率较小, 反映了搬运动力较弱和(或)源区干旱化程度较低. 古气候替代指标的变化表明源区干旱程度和(或)风搬运动力有多次的波动, 并且在约10 Ma BP和7~8 Ma BP前后, 各有一次干旱化加剧的过程, 可能表明了高原的隆升或(和)全球变冷促进了亚洲内陆干旱化进一步加剧. 10 Ma BP前后古气候由高频高幅波动转变为较为低频低幅变化, 指示了一次重要的环境转型. 这次环境转型事件可能是全球性的事件在青藏高原东北缘的表现.     

太湖平原WJ孔矿物磁学特征以及晚第四纪海侵事件

基于古地磁和AMS¹⁴C定年结果,对长江三角洲太湖平原的WJ孔进行岩性特征、矿物磁学、粒度分析及有孔虫化石研究,拟重建WJ孔记录的晚第四纪以来沉积环境演变过程与海侵事件,并探讨环境磁学参数对河口三角洲地区沉积环境演化的指示意义.研究结果表明,WJ孔可以划分为中更新世阶段I、中更新世阶段II、晚更新世、全新世四个阶段,沉积地貌环境分别为:河湖、滨海-阶地、河口坝-河口湾-潮滩与阶地、湖沼平原.WJ孔揭示了三次海侵事件,分别为中更新世晚期海侵,晚更新世MIS5海侵和晚更新世MIS3海侵.其中记录的MIS5e海侵最为强盛,MIS3后期也存在一次海侵加强事件.另外,滨海潮滩-河口坝环境的沉积物磁性特征明显,χ_lf、SIRM、HIRM等为显著高值.     

中国湖泊环境工程研究中心于1995年1月在北京成立

为深入、全面、卓有成效地开展湖泊环境保护、环境工程学、环境生态学的研究,经多次反复搓商、协商由中国环境科学研究院水所、中国水利水电科学研究院灾害与环境研究中心、中国科学院南京地理与湖泊研究所和北京大学遥感所联合组成中国湖泊环境工程研究中心(以下简称“中心”),于1995年1月16日在京成立。该“中心”隶属中国环境科学研究院、中国水利水电科学研究院、中国科学防南京地理与湖泊研究所、北京大学。     

青藏高原东南部沙鲁里山南端第四纪冰川作用的10Be年代学研究

通常认为青藏高原第四纪发生过4次冰期. 然而, 对于4次冰期的年代学研究显得相对比较薄弱. 位于青藏高原东南边缘的沙鲁里山, 是青藏高原地区第四纪冰川遗迹保存比较好的地区. 利用陆生宇生同位素10Be对该区的羊背石、冰碛垄和冰蚀面进行了暴露年代学的分析. 结果表明, 兔儿山的羊背石的暴露年代为15 ka, 为末次冰期盛期冰川作用的结果, 对应于深海氧同位素2阶段; 老林口道班附近的冰蚀面的暴露年代为130~160 ka, 为深海氧同位素6阶段冰川作用的产物; 库昭日最老一期的终碛垄可能形成于421~766 kaBP, 相当于深海氧同位素12~18阶段. 根据深海氧同位素、极地冰芯以及黄土序列所反映出的12, 14, 16和18阶段的气候特征推断, 这道终碛垄很可能形成于12阶段或者16阶段. 更有可能形成于16阶段.     

中国南海北部陆架区更新世晚期沉积物年代学及古环境研究 ——以DG钻孔为例

大陆架作为海陆相互作用的关键地区,对于研究大陆的构造演化、海陆变迁、海平面升降以及气候变化具有重要意义.然而由于不同研究方法的局限性,目前对大陆架沉积物年代学及其蕴含地质信息的认识仍然不足.南海是西太平洋最大的边缘海,是全球海洋沉积作用最为活跃的地区之一,也是海陆相互作用最为典型的区域.作为东亚大陆物质的主要沉积区,南海已经受到了学术界越来越多的关注.然而,目前的研究工作主要集中于沉积连续、信号记录稳定但沉积速率较慢、总体分辨率较低的深海区沉积物.相对而言,沉积速率较快、分辨率较高的浅海大陆架沉积为高分辨率年代学和古环境的研究提供了重要的地质材料,但由于大陆架沉积环境动荡导致沉积信号记录不稳定甚至缺失.针对南海大陆架沉积,尤其是对钻孔沉积物高分辨率年代学研究仍相对较少,限制了对南海构造与气候演化过程的认识.为了更好地限定南海北部陆架区更新世晚期沉积物的年代,研究其中蕴含的古环境信息,探讨东亚地区气候变化的驱动机制问题,同时为南海海域活动构造研究提供年代学框架,文中以南海北部DG钻孔为研究对象,在微体古生物化石和碳同位素年龄(14C)数据的基础上,利用大陆架沉积物磁化率与深海氧同位素的对比对其沉积物年代学进行了系统研究.基于此,结合色度和孢粉结果,对其古气候意义进行了初步探讨.结果表明,该钻孔沉积物的磁化率可对应于深海氧同位素的阶段1—阶段9(MIS 1—MIS 9),底部年龄约为300ka,磁化率低值区间对应于冰期,高值区间对应于间冰期.这与该钻孔沉积物中的孢粉和色度所记录的古环境信息相吻合.冰期时气候较为寒冷,水体变浅,沉积物搬运距离相对增大,矿物以氧化作用为主,主要形成弱磁性的磁性矿物(如赤铁矿),导致磁化率较低;间冰期时,气候相对暖湿,水体变深,沉积物搬运距离相对缩短,矿物以还原作用为主,主要形成强磁性的磁性矿物(如磁铁矿等),导致沉积物的磁化率显著增强.因此,南海大陆架北部更新世晚期沉积物的磁化率变化可以反映东亚地区更新世晚期以来冰期—间冰期气候旋回.磁化率与深海氧同位素的对比作为一种晚第四纪松散沉积物的相对定年方法,在南海北部陆架区更新世晚期沉积物定年方面是适用且可靠的,可为海洋大陆架沉积物定年和对比研究提供新的参考.     

北京地磁台的磁环境监测

对北京地磁台建台以来,台站周边环境随着北京城市化进程发生的变化做了较详细的描述.利用几次在台站地磁观测区范围内的地磁场梯度观测资料,分析了台站地磁观测场地磁场梯度的变化情况,并对现有地磁场梯度环境进行了评估.为北京地磁台及全国其他台站,在现有条件下的地磁观测工作提供了有益的参考.     

2008年汶川地震相关堆积物的细颗粒石英光释光测年研究

现代强震相关堆积物的释光测年研究有助于理解古地震相关沉积物释光测年的地质意义,提高古地震测年的精度和准确度,更好地认识大地震发生的规律.文中选择了若干典型的2008年汶川大地震的相关堰塞湖堆积物、泄洪堆积物和喷砂堆积物,进行了细颗粒石英光释光测年研究.结果表明,这些地震相关沉积物中的细颗粒石英灵敏度较高,但释光信号并未...     

不同时间尺度青海湖沉积物总有机碳对气候变化的敏感性

湖泊沉积物总有机碳（TOC）含量通常作为表征流域和湖泊生产力的指标,在亚洲季风区也常常被当作夏季风的代用指标,被广泛应用于气候与环境变化研究.本文梳理了过去千年、全新世以及冰期-间冰期时间尺度上青海湖沉积物TOC的变化特征,并探讨了其指示气候变化的敏感性与有效性.结果表明,过去千年青海湖沉积物TOC含量与区域暖季温度和降水表现出较为一致的周期性波动.通过对比全新世区域夏季温度、基于孢粉的降水定量重建结果,以及湖泊水位、风沙活动反映的湿度状况等,发现不能简单地将青海湖沉积物TOC含量或沉积通量作为夏季风强度或者季风降水强度的代用指标.青海湖沉积物TOC含量在冰期和间冰期表现出巨大的差异,指示了冰期-间冰期时间尺度上较大的温度与降水变幅.因此,不同地域条件及不同时间尺度下,湖泊沉积物TOC对气候变化的敏感性不同,将湖泊沉积物TOC含量作为亚洲夏季风的代用指标需要特别谨慎,特别是在高寒气候区.     

华南沿海老红砂的成因与古地理环境

据野外调查和室内实验分析,以及测年数据,讨论了华南沿海老红砂的成因与形成环境.认为老红砂是晚更新世末次冰期低海面时的海岸风沙堆积,并在其后的亚间冰期和冰后期的高温期湿热的气候,以及相对高海面的环境下,发生红化作用而成.