南极布兰斯菲尔德海峡沉积物的地磁场长期变与定年

对位于布兰斯菲尔德海峡东北部的沉积物岩心D1-7进行了初步环境磁学和古地磁研究,获得了连续的相对地磁场强度和方向。沉积物岩性总体为灰色软塑性粘土,中下部出现一层黑色火山灰层。结合该孔沉积物和有孔虫AMS¹⁴C测年结果（王汝建等未发表资料）,相对地磁场强度及其方向提供了12 ka以来连续的定年标尺,其中相对地磁场强度与具有相似沉积速率的南美Laguna Potrok Aike湖泊记录对比提供了六个对比点;同时特征剩磁倾角和磁偏角提供了另外六个对比点。磁化率各向异性分析揭示了全新世早、中和晚期岩心所在位置底流（南极深层水~1000 m）发生了阶段性显著变化,同时磁性矿物含量、粒度、沉积物湿密度等也发生了相应的变化。这些环境磁学和沉积学的变化主要受控于南极相应纬度处的太阳辐射量以及与辐射量相关的夏季季风降水量的变化,降水量增加导致磁性矿物粒度变细。D1-7也记录了一些千年尺度旋回变化,但是南极地区目前缺乏与之相似分辨率的气候参数记录,无法进一步探讨这些气候事件的缘起和分布范围。对比发现,地磁场长期变产生的年龄与沉积物全样有机碳AMS¹⁴C测年结果之间存在系统的差异,在6 ka以来比有机碳年龄年轻,在6 ka之前则比有机碳年龄老。南极布兰斯菲尔德海峡内各种不同水体的混合以及在全新世全球升温背景下冰川的动态变化和由此引起的中、深层水变化,都是造成水体性质复杂的原因。而地磁场强度和方向变化则不受水体性质的影响,因此可以提供更合理的年龄信息。自12 ka至今,25 cm/ka的平均沉积速率表明南极布兰斯菲尔德海峡地区整个全新世内稳定和丰富的沉积物供应。     

南极布兰斯菲尔德海峡的地球物理场特征与构造发育史

本文分析了“海洋四号”船１９９１年在南极布兰斯菲尔德海峡所采集的地球物理资料。这里的地形地貌、重力异常和磁异常沿东方向呈条带状分布。海峡中的新生代沉积可分为两组沉积系：第一张裂沉积系和第二张裂沉积系。在布兰斯菲尔德海峡西北部,基底发生了断裂,基底断块沿断面下滑,因而在海峡中部形成基底半地堑。通过横穿南设得兰群岛、布兰斯菲尔德海峡和南极半岛的地壳剖面,我们用分层剪切模式解释了在张性应力作用下的岩石圈变形特征。     

近130 ka以来地球磁场相对强度变化:南海南部NS93-5钻孔记录

选择位于南沙台地的NS93-5钻孔进行地磁场相对强度的研究.根据氧同位素地层学(MIS1～MIS5),建立130 ka以来的沉积序列.岩石磁场研究表明,沉积物中的磁性矿物主要为1～15μm的细粒磁铁矿,磁性矿物浓度的变化在同一数量级之内,而且沉积物磁性比较稳定.选择NRM/x作为相对磁场强度的估计指标,发现在10～100ka时间尺度上,可以很好地进行全球对比,千年时间尺度上尽管有一定的误差,但也可以进行有效对比.130ka以来,有4次强度变化的低谷,分别发生在32.5～40 ka、44～52.5 ka、6     

罗霄山脉山地沼泽全新世以来的古气候记录

在中亚热带罗霄山脉东南段井冈山地区的江西坳山地沼泽钻取了150 cm的岩芯样品（JXA钻孔）,通过6个AMS 14C测年结果建立钻孔的年代框架,运用烧失量、腐殖化度、有机碳同位素和灰度值等多项古气候代用指标分析,重建了该地区约11 cal. ka B.P.以来的气候演化历史。结果表明：江西坳山地沼泽的古环境演变过程可以分为４个阶段：11―9.2 cal. ka B.P.钻孔沉积物的有机碳含量低,碳同位素偏负,显示C3植物为主,为气候凉干期;9.2―5.3 cal. ka B.P.碳同位素、有机碳和腐殖化度等指标均指示森林植被繁茂,沉积物泥炭堆积速度加快,为气候最适宜期;5.3―2.2 cal. ka B.P.碳同位素显著变化,有机质含量较高;2.2―0 cal. ka B.P.气候呈现季风再次增强的趋势,人类活动增强。与周边其他的研究结果对比发现：全新世以来罗霄山脉江西坳山地泥炭沼泽的古环境替代指标与低纬度地区其他全新世气候记录基本一致。     

晚更新世以来布兰斯菲尔德海峡冰－海沉积特征

综合分析和研究了采自布兰斯菲尔德海峡主体海槽中ＰＣ１０孔（７５３ｃｍ长）的全部室内外资料：岩芯、粒度特征、矿物组分、生物尸体群和年代学等，指出了整个岩芯柱代表了区内１１２．５ｋａ以来冰－海环境的沉积。沉积作用包括生物硅质沉积，火山碎屑沉积和浊流沉积等。其中生物硅质沉积作用，不论在高水位／间冰期或低水位／冰期均占主导地位，不同的是低水位／冰期沉积物中陆源碎屑物含量低且矿物成分和岩屑成分较单一，而高水位／间冰期则相反，且前者沉积速率低于后一时期，这一沉积特点与中低纬度情况有所不同     

西藏中部当惹雍错湖泊阶地记录的中晚全新世古气候变化

西藏中部是西风与季风相互作用的关键区域,对气候变化响应极为敏感。以该区域当惹雍错西北部T1阶地的沉积剖面为研究对象,利用光释光测年确立年代标尺,通过沉积物粒度、TOC、TN等代用指标分析,对当惹雍错地区中晚全新世以来的古气候变化进行研究。结果显示,T1阶地代表了约6 ka BP~1.4 ka BP期间的湖相沉积;记录了该区域中晚全新世的两个主要气候阶段。阶段I(约6 ka BP~3.4 ka BP期间)气候温暖湿润,湖泊水位较高且稳定;阶段II(约3.4 ka BP~1.4 ka BP)气候朝着干冷方向发展,水位下降明显,并在2.4 ka BP左右达到最低水位。通过该剖面揭示的当惹雍错中晚全新世以来的气候变化与周边区域的湖泊沉积记录进行对比,表明该地区湿度变化受季风影响较为明显;为季风在高原上的作用范围提供了证据。     

新疆博斯腾湖全新世沉积磁性矿物组成与沉积环境探讨

中国西北干旱区湖泊沉积物存在磁性矿物种类复杂和磁化率普遍偏低等问题,使得利用环境磁学手段重建古环境、古气候的方法受到了限制。选择新疆博斯腾湖BST12B钻孔顶部岩芯(深度0~2.5 m)不同沉积相的代表性样品,进行载磁性矿物富集,并将原样品和富集获得的样品分别做XRD(X荧光衍射)岩石矿物检测。结果显示,所有湖相样品中均有黄铁矿和磁铁矿检出,而没有磁黄铁矿和针铁矿检出,说明博斯腾湖全新世湖相沉积物的主要磁性矿物是磁铁矿,并含有少量黄铁矿;富集获得的样品中粘土矿物(如绿泥石等)含量明显增加,石英、长石和方解石含量降低,富集后的残留样品的磁化率大幅度降低,说明粘土矿物对干旱区湖泊沉积物的磁学贡献不容忽视。结合沉积物粒度、色度、硫元素含量以及沉积物磁性矿物的组合特征推断,黄铁矿可以作为湖泊高水位的指示矿物种类,因而具有重建湖泊古水位变化的潜力,并应用到博斯腾湖的全新世湖泊环境重建,发现博斯腾湖BST12B钻孔位置早全新世为接近氧化环境的浅湖相环境,而中晚全新世为深湖相沉积环境并存在一个浅水的湖滨相沉积环境。研究结果说明,利用载磁性矿物富集的方法对干旱区湖泊沉积物中所含磁性矿物进行富集后检测是开展干旱区湖泊环境磁学研究的可行手段,对研究湖泊环境变化具有重要意义。     

新疆博斯腾湖全新世沉积磁性矿物组成与沉积环境探讨北大核心CSCD

中国西北干旱区湖泊沉积物存在磁性矿物种类复杂和磁化率普遍偏低等问题,使得利用环境磁学手段重建古环境、古气候的方法受到了限制。选择新疆博斯腾湖BST12B钻孔顶部岩芯(深度0~2.5 m)不同沉积相的代表性样品,进行载磁性矿物富集,并将原样品和富集获得的样品分别做XRD(X荧光衍射)岩石矿物检测。结果显示,所有湖相样品中均有黄铁矿和磁铁矿检出,而没有磁黄铁矿和针铁矿检出,说明博斯腾湖全新世湖相沉积物的主要磁性矿物是磁铁矿,并含有少量黄铁矿;富集获得的样品中粘土矿物(如绿泥石等)含量明显增加,石英、长石和方解石含量降低,富集后的残留样品的磁化率大幅度降低,说明粘土矿物对干旱区湖泊沉积物的磁学贡献不容忽视。结合沉积物粒度、色度、硫元素含量以及沉积物磁性矿物的组合特征推断,黄铁矿可以作为湖泊高水位的指示矿物种类,因而具有重建湖泊古水位变化的潜力,并应用到博斯腾湖的全新世湖泊环境重建,发现博斯腾湖BST12B钻孔位置早全新世为接近氧化环境的浅湖相环境,而中晚全新世为深湖相沉积环境并存在一个浅水的湖滨相沉积环境。研究结果说明,利用载磁性矿物富集的方法对干旱区湖泊沉积物中所含磁性矿物进行富集后检测是开展干旱区湖泊环境磁学研究的可行手段,对研究湖泊环境变化具有重要意义。     

库姆塔格沙漠东南缘BL剖面粒度记录的全新世快速气候事件

地质历史过程中全新世时期是一个温暖湿润的间冰期气候过程,中间出现过多次变冷或变干的快速气候事件。BL剖面位于库姆塔格沙漠东南缘,是一典型的风成砂黄土沉积地层,沉积厚度约350 cm。通过沉积地层光释光测年和沉积物粒度变化分析,结果显示：（1）BL剖面沉积的年代始于8.3 ka,处在全新世早期;（2）区域干旱气候条件下,反映冬季风的代用指标则以粗端组分含量为主,BL剖面沉积物平均粒度受到颗粒粗端的影响较大,对比3个不同粗颗粒组分含量所指示的古气候变化,选用>110 μm的沉积物颗粒组分含量作为冬季风研究的替代性指标,具有较好的指示意义;（3）剖面粒度对全新世中晚期的6次气候快速变化过程均有不同程度的记录,其特点是对全球性冷事件敏感性较强,对干旱事件响应较弱。对库姆塔格沙漠地区全新世气候过程的研究,可为极端干旱区域气候对全球气候变化过程的响应提供一定借鉴。     

晚冰期以来河西走廊花海古湖泊演化过程及其对气候变化的响应

通过分析河西走廊花海古湖泊沉积物中的盐类矿物组成,结合年代序列,重建了花海晚冰期以来湖泊演化过程及其对气候变化的响应。结果表明：晚冰期及新仙女木时期,花海湖泊以芒硝沉积为主,属硫酸盐型湖泊,湖水的盐度较高且周期性波动频繁;全新世早期（10.47 cal ka BP以前）,湖泊以洪泛堆积和风成沉积为主,揭示了湖泊萎缩、甚至干涸;全新世早期至全新世中期（10.47～8.87 cal ka BP）盐类矿物以碳酸盐沉积为主,为碳酸盐型湖泊,湖水淡化,湖泊水位开始逐渐回升;全新世中期（8.87～5.50 cal ka BP）盐类矿物呈现一定的波动变化,其中,8.8 cal ka BP 时期盐类矿物以硫酸盐沉积为主,湖泊由碳酸盐型转化为硫酸盐型,湖水咸化,盐度升高;随后盐类矿物以碳酸盐沉积为主,湖泊由硫酸盐型转化为碳酸盐型,湖水盐度降低、湖泊扩张;全新世中晚期（5.50 cal ka BP以来）出现沉积间断,表明中晚全新世时期湖泊逐渐萎缩。在全新世期间,花海湖泊千年尺度演化过程揭示了该区域气候干湿状况受亚洲季风和西风共同控制的影响。     

2013年夏季南极南设得兰群岛周边海域透光层水团结构

南设得兰群岛位于德雷克海峡南侧, 南经布兰斯菲尔德海峡与南极半岛相望。该区域一直是南大洋海洋学研究的热点区域, 近些年已成为南极磷虾渔业的重要作业区。透光层作为海洋生物活动最为集中的区域, 也是海洋中生产力最为丰富的区域。了解透光层水团的特性及变化, 一方面可为南极半岛海洋学研究提供基础信息, 同时也可为南极磷虾等中上层海洋生物的分布及其致因提供科学支撑。通过分析2013年1月至3月南设得兰群岛周边海域5个断面的透光层温、盐数据, 本研究梳理了该区域的水团属性和分布。结果显示, 南设得兰群岛北侧较深水区水团垂向结构明显, 由上至下依次为南极夏季表层水、冬季水和绕极深层水。位于南设得兰群岛南侧的布兰斯菲尔德海峡内, 威德尔海过渡水特征几乎占据了整个布兰斯菲尔德海峡。但布兰斯菲尔德海峡西南侧水团结构较为复杂, 包括了威德尔海过渡水、别林斯高晋海过渡水和德雷克海峡水等。阐明南设得兰群岛周边复杂的水团结构对于进一步开展南大洋生物-物理相互作用研究具有重要的科学意义。     

冲绳海槽DGKS9604孔酸不溶相中常量元素组成及环境指示意义

运用1N HCl对冲绳海槽中部西陆坡DGKS9604孔沉积物样品进行预处理得到酸不溶相组分,利用ICP-AES分析常量元素的含量.结果显示主要氧化物与Al<,2>O<,3>的比值以及氧化物通量在垂向上呈规律性变化,反映了近30ka以来的元素地层以及沉积古环境对沉积地球化学组成的影响.30～22 ka、17.8～11.8 ka、7～3.5 ka和2ka B.P.以来氧化物通量高于末次冰盛期和全新世早期.主要氧化物组成记录了7.4 Cal ka和25.8 Cal ka B.P.两次火山事件;因子分析揭示钻孔中主要氧化物含量在垂向上的变化主要受沉积物源、热液活动、沉积动力环境及火山活动等多因素影响.     

南极布兰斯菲尔德海峡表层沉积物干酪根

本文采用元素分析、红外光谱、扫描电镜和热解分析等手段研究南极布兰斯菲尔德海峡表层沉积物中干酪根的化学和物理性质。南极样干酪根的芳香度与Ｃ／Ｈ原子比呈线性关系。红外光谱特征表明，干酪根中含有大量苯和其同系物如甲苯、乙苯、１，２－二甲苯和１，４－二甲苯等化合物。南极样的热解烃最高仅１．８２×１０－３，总烃平均量０．８９×１０－３，反映了有机质的贫乏。     

南极布兰斯菲尔德海峡表层沉积物生物标志化合物

本文研究了南极布兰斯菲尔德海峡表层沉积物中烷基环己烷、烷基苯、胡萝卜烷、甾烯和萜烷化合物的分布特征。烷基环己烷的母源物质主要是海洋生物，并混有陆源物。Ｇ－１５站和Ｇ－３２站的烷基苯以Ｃ１２烷基苯为主，碳数范围在Ｃ１１～Ｃ２４；而Ｇ－２５站以Ｃ２１烷基苯占优势，不含有Ｃ１７和Ｃ１９～２０烷基苯化合物。胡萝卜烷主要为β－胡萝卜烷，并含有全氢化β－胡萝卜素，甾烯化合物中检出２４－乙基胆甾－５－烯、甾二烯和胆甾－５－烯。萜烷化合物中的二环倍半萜碳数范围在Ｃ１７～Ｃ２１；羊毛甾烷分别为Ｃ３０８β（Ｈ）、９α（Ｈ）－羊毛甾烷、Ｃ３１的２４－甲基羊毛甾烷和Ｃ３２的２４－乙基羊毛甾烷。ββ构型的Ｃ２９１７β（Ｈ），２１β（Ｈ）－３０－降藿烷、Ｃ３０１７β（Ｈ），２１β（Ｈ）－藿烷和Ｃ３１１７β（Ｈ），２１β（Ｈ）－升藿烷等化合物的存在，表明布兰斯菲尔德海峡表层沉积物有机质的低成熟度。     

南极布兰斯菲尔德海峡正压潮数值模拟

本文利用高分辨率的有限体积海洋模型(FVCOM)模拟了南极布兰斯菲尔德海峡附近海区的M_2、S_2、K_1与O_1四个主要分潮,模拟结果与验潮站资料基本符合。将模拟结果计算并利用潮汐调和常数绘制了同潮图,该海峡附近海域的潮汐类型为混合半日潮,全日潮在西南部及南极半岛附近海域较东北部南设得兰群岛附近海域比重偏大。通过分别计算4个分潮的潮能通量,发现M_2分潮潮能来自海峡东部的太平洋与威德尔海, S_2、K_1与O_1分潮潮能来自大西洋与威德尔海。在布兰斯菲尔德海峡区域4个分潮共耗散90.6 MW,其中O_1分潮耗散最大,约占到总潮能耗散的49.09%;由威德尔海潮能在进入布兰斯菲尔德海峡之前,在南极海峡区域4个分潮共耗散278.87 MW,其中S_2分潮耗散最大约占到总潮能耗散的39.09%。     

共和盆地末次冰消期以来的植被和环境演变

在青藏高原共和盆地中的内陆湖泊--达连海获取40.92 m长的湖泊岩芯(DLH钻孔),选用植物残体作为测年材料,利用AMS14C测年技术建立可靠的地层年代序列,对岩芯进行孢粉分析,重建该地末次冰消期以来的古植被和古环境。末次冰消期以来达连海周围山地在14.8～12.9Cal ka BP和9.4～3.9 Cal ka BP时段曾发育森林,气候较湿润,达连海附近盆地发育的荒漠草原盖度增加或演化为草原;在15.8～14.8 Cal ka BP、12.9～9.4 Cal ka BP 和3.9～1.4 Cal ka BP 时段该地气候比较干旱,依据干旱的程度周围山地森林退化或消失,盆地内发育盖度较低的荒漠草原或草原化荒漠。1.4 Cal ka BP以来湿度有所增加,发育草原植被类型。依据植被的演替历史推断该地气候的变化历程是15.8～14.8 Cal ka BP 干旱,14.8～12.9 Cal ka BP 湿润,12.9～9.4 Cal ka BP干旱,9.4～3.9 Cal ka BP湿润,3.9～1.4 Cal ka BP干旱,1.4～0 Cal ka BP湿润。达连海的孢粉记录与附近青海湖的孢粉结果对比,发现两地植被发育基本一致。末次冰消期Bølling-Allerød 时期,山地森林发育;新仙女木事件发生时森林萎缩;全新世中期两地针叶林发育达到鼎盛,之后逐渐减少至消失。早全新世达连海森林扩张的时间滞后于青海湖,主要与两地森林树种的不同和植被演替的时间差异有关。该区森林发育的全盛时期在中全新世,这与石笋记录到的亚洲季风强盛时期在早全新世不相一致,可能与植被复杂的响应机制有关。     

瓦窑沟剖面记录的早中全新世毛乌素沙地东南缘气候变化

毛乌素沙地位于中国东亚季风边缘区,对气候变化响应敏感。区域内分布着大量河湖相沉积地层,忠实记录了全新世以来气候变化状况。选取毛乌素沙地东南缘河湖相沉积地层为主的瓦窑沟剖面（WYG）,在光释光（OSL）和¹⁴C（AMS ¹⁴C）测年基础上,对粒度、色度和有机质环境代用指标进行分析,反演得出毛乌素沙地早中全新世气候经历了3个阶段：约9.8 ka BP前气候干冷,广泛沉积沙层;9.8—9.6 ka BP气候逐渐回暖,为气候干冷转为暖湿的过渡期;9.6—5.2 ka BP气候相对暖湿,发育砂质泥炭层。推测计算得出,剖面地层沉积速率沙层>过渡层>砂质泥炭层,且各地层均存在次一级旋回,曲线旋回周期砂质泥炭层（480 a）>沙层（150 a）>过渡层（130 a）,指示砂质泥炭层沉积速率最慢、形成时期气候相对稳定。研究结果与东亚季风区域古气候记录具有很好的可比性,是对东亚冬夏季风强度变化的全球性响应。     

西南极布兰斯菲尔德海峡PC10孔硅藻氧同位素记录及其沉积学意义

对采自西南极布兰斯菲尔德海峡ＰＣ１０孔的５１个硅藻样品进行了氧同位素分析，结果揭示，柱状样氧同位素曲线可划分为５期，记录了区内近１１２．５ｋａ来的沉积，包括了一个冰期／间冰期旋回和一个冰后期。间冰期的沉积速率高于冰期，推测这与间冰期（暖期）筏冰物质及生物硅质源的供应较冰期（冷期）更丰富所致。     

黄河三角洲潮滩沉积物磁性特征与沉积环境分析

环境磁学方法作为沉积记录研究的重要手段,已在黄土、湖泊和陆架沉积物中得到广泛应用,但将此方法应用于潮滩沉积环境的研究并不多。因此,通过测量黄河三角洲潮滩YDZ1柱样沉积物磁学和粒度参数,结合AMS14C测年数据,对末次冰盛期后黄河三角洲潮滩沉积物磁性特征与沉积环境进行分析。结果表明:以假单畴(PSD)~多畴(MD)晶粒为主的亚铁磁性矿物主导了潮滩沉积物的磁性特征,磁学参数中的χARM,χARM/SIRM和χARM/χ可视为粘土(4μm)或细粒级组分(32μm)含量的代用指标。潮滩沉积相序自上而下为泛滥平原相、河流相、三角洲前缘相、浅海相、潮坪相和河流相,沉积环境表现为强(陆相)、弱(海相)、强(陆相)的演变过程。     

花海古湖泊外源碎屑矿物含量揭示的河西走廊早、中全新世降水变化

花海地区位于河西走廊的西段,在全新世早期和中期亚洲季风增强时,该区域降水是否很好地响应亚洲季风的变化,以及季风的水汽输送是否会影响到该区域是仍需继续探讨的问题.本文通过对花海古湖泊沉积物样品的矿物测定,分析了花海古湖泊早、中全新世湖相沉积阶段中外源碎屑矿物含量的变化,并以此重建了该区域早全新世(10.47～8.87 cal ka BP)和中全新世(8.87～5.5 cal ka BP)的降水变化.结果显示,早全新世时期花海湖泊外源碎屑矿物含量高于中全新世时期,表明了该区域早全新世时期的降水高于中全新世时期,反映了该区域早、中全新世千年尺度的降水变化响应了印度季风的强弱变化,降水量受到了印度季风强度的影响.在全新世中期,由于西风环流的增强,花海地区水汽输送可能受到了印度季风和西风环流的双重影响.但全新世最湿润期出现在中全新世,与早全新世降水强度高于中全新世的结果并不一致.这种差异可能主要是由于中全新世时期较低的湖面蒸发所造成的.