1.5 Ma以来黄土高原风尘堆积的岩石磁学记录与中更新世气候转型

通过对黄土高原中部朝那剖面黄土-古土壤序列系统的岩石磁学分析,建立了1.5Ma以来黄土高原高分辨率岩石磁学指标演化序列。岩石磁学记录表明本区1.5Ma以来以0.93和0.62Ma为界经历了3个不同的气候演化阶段。在1.5～O.93和0.62～0Ma期间各种磁学参数大致呈同步变化趋势,能较好地与深海氧同位素（MIS）曲线相对应,而在0.93～0.62Ma期间（相当于L9底到L6顶,MIS24-MISl6）,尽管磁化率、饱和剩磁强度（Mr）、饱和磁化强度（Ms）与剩磁矫顽力（Bcr）、矫顽力（Bc）曲线的峰谷能与MIS的峰谷相对比,但该阶段的磁学参数变化幅度和形式明显不同于1.5～0.93和0.62Ma以来的两个演化阶段。磁化率、Mr和Ms在0.93Ma突然降低,此后变幅很小,反映夏季风较弱且相对稳定,一直维持到0.62Ma前后。在0.9Ma前后Bc、Bcr突然增大,可能反映了冬季风突然增强,然后宽幅波动下降。这种变化可能是黄土高原风尘堆积对中更新世气候转型事件的响应。黄土高原岩石磁学记录的中更新世气候转型事件发生于0.93Ma,结束于0.62Ma。造成这次气候转型事件的原因除了与全球冰量和太阳辐射变化有关之外,还可能与中更新世青藏高原急剧隆升而激发的亚洲内陆干旱化加剧,从而导致亚洲内陆沙漠的形成与扩张有关。     

南海北部中更新世0.78～1.0 Ma期间的陆源碎屑粒度记录

南海北部陆坡大洋钻探计划(ODP)1144站的高速堆积体为高分辨率的古环境研究提供了良好的材料。通过分析1144站陆源碎屑的粒径分布,高分辨率地(200a)研究了中更新世气候转型期(0.78～1.0Ma)东亚夏季风演变在南海北部的记录。结果显示,陆源碎屑的粒径比值(3.5～8.2μm)/(9～23μm)可以作为东亚夏季风演化的替代指标,高值代表强盛的夏季风。这个比值指示了夏季风在920ka时突然增强,表明中更新世转型以夏季风突然增强为起点,此后夏季风处于不断加强和减弱的循环状态,说明了中更新世气候转型是一个渐变的过程。东亚夏季风演化的强弱与北半球夏季日射量基本呈线性关系,显示东亚季风演化的天文驱动机制。频谱分析发现,夏季风演化存在3.3ka和1.2ka左右的千年尺度周期,且在转型前后千年尺度周期也发生变化,说明中更新世的气候转型不仅表现在轨道尺度的气候周期变化上,也体现在千年尺度气候波动的特征变化上。     

舟山北部海域DZS2钻孔孢粉记录与古环境

利用在东海舟山北部海域获取的我国目前最深的全取心钻孔DZS2孔240.1m深沉积物岩心进行孢粉分析鉴定,通过对松散地层的孢粉研究自下而上划分出了9个孢粉组合带、12个气候期,由孢粉组合带变化反映出的该区第四纪早更新世以来的温干-偏冷干-转暖转湿润-温凉偏干-温凉干旱-转暖转湿润-温凉湿润-转暖湿润-温暖偏干-温和偏干-温暖湿润的气候特点与区域性的气候变化比较符合。借助AMS 14 C、OSL测年和古地磁测试结果,分析了上新世以来舟山北部海域上新世以来的气候与环境演化特征,进一步丰富了该海区的新生界的孢粉学资料,为该海区第四纪地层划分和对比提供了证据。     

东海北部海域DZS1钻孔孢粉记录与古环境研究

利用在东海北部海域获取的全取芯钻孔DZS1孔202.1 m深沉积物岩芯进行孢粉分析鉴定,通过对松散地层的孢粉研究自下而上划分出了7个孢粉组合带、8个气候期,由孢粉组合带反映出的该区第四纪早更新世以来的气候冷干-温凉湿润-温暖略干-温暖湿润-温凉偏干-温和略干-寒冷干燥-转暖、温暖湿润的气候特点与区域性的气候变化特征比较符合。借助AMS14C、光释光测年和古地磁测试结果,分析了东海北部海域早更新世以来的气候、环境演化特征,进一步丰富了该海区第四纪孢粉学资料,为该海区第四纪地层划分和对比提供了证据。     

2.5Ma以来黄土稳定同位素记录的植被及夏季风变化

洛川剖面2.5Ma以来有机碳同位素组成显示δ13 C值的变化范围为-18.7%～-23.5‰;剖面有机碳同位素变化可分为3个阶段,均与磁化率曲线对应且呈现一致的冰期-间冰期波动。表明研究区第四纪以来主要为C3植物为主的C3、C4混合草原植被类型;黄土序列有机碳同位素δ13 C值对应磁化率曲线在冰期—间冰期尺度上较好地记录了夏季风强度变化;与段家坡和渭南剖面有机碳结果对比显示,2.5Ma以来3个剖面在构造尺度上均出现了两次明显的转变。     

中国第四纪孢粉植物群的分布

本文依据已发表的70多个地点的孢粉资料,讨论第四纪各主要时期孢粉植物群的分布,揭示了全球气候变化及青藏高原隆升对我国第四纪环境的影响。发现第四纪期间存在三次草原扩张时期,它与自然环境恶劣的时间相接近,时间大约为2.5—2.6,1.1—0.8Ma B.P.及25—13Ka B.P.。第四纪孢粉植物群的分布可划分为三个大区8个区,三大区为北方大区,南方大区及青藏大区。     

长江三角洲第四纪孢粉组合及其地层、古地理意义

通过对长江三角洲第四纪沉积物的孢粉研究,划分出14个孢粉带,反映了该区第四纪植被演替和气候波动,这种气侯波动与世界性气候变化一致.根据孢粉组合带所反映的气候波动及与国内外气候期相对比,1-9带为更新世,10-14带为全新世.在长江三角洲第四纪海相沉积物中,含有丰富的孢粉化石,并具明显的特征.海相沉积物中反映温暖湿润气候的孢粉组合常与海进时间相一致,而长江三角洲第四纪气候波动曲线与海平面变化相吻合.     

深圳湾北岸新民孔岩心晚更新世以来的环境记录

提取该钻孔岩心地球化学信息的综合分析研究初步表明，深圳湾北岸新民孔岩心是一套3万年以来的晚第四纪沉积层序，大致可划分5个古环境演变阶段。第1、第3和第5阶段对应高海面、气候湿热时期。这些阶段相应出现了指示海相的贝类介壳残体，孢粉组合以湿热植被为主，各类粘土矿物也增加，石英减少，沉积以氧化环境为主导。第2和第4阶段对应低海面、气候偏干冷，各项地球化学指示情况相反。该钻孔岩心下部杂色花斑粘土所记录的短期降温和升温事件可能表明在第四纪末次冰期—冰消期中，气候曾强烈波动，并逐渐由晚冰期向冰后期过渡。     

8000aBP以来珠江口西南部孢粉组合特征及其古气候意义

通过分析珠江口西南部ZJK04孔柱状样孢粉组合的特征,重建了珠江三角洲地区8 000年以来植被和气候演化的历史。该孔的孢粉记录从下到上分为4个阶段:第Ⅰ阶段(8 090～7 800aBP)温暖湿润,第Ⅱ阶段(7 800～4 200aBP)温和湿润,第III阶段(4 200～833aBP)凉爽干燥和第Ⅳ阶段(833aBP以来)偏冷湿润。珠江三角洲地区气候和植被变化最显著的时期发生在4.2kaBP前后,这一时期的气候以快速变冷、变干为特征,与北半球中低纬度地区4.2kaBP的干冷事件相吻合。而830aBP之后芒萁属蕨类植物孢子含量急剧增加,可能与此时人类的活动有关。     

川东北石笋记录的334～320ka夏季风变化与影响机制

间冰期气候是古气候研究中重点关注的内容之一。通过对川东北宋家洞石笋SJ5-6高精度~(230)Th定年和高分辨率氧同位素分析,重建了该地区334~320ka(MIS9)时期高分辨率夏季风气候变化历史。结果发现,SJ5-6记录的夏季风变化趋势总体上与亚洲季风区其他石笋记录相似,也与南极冰芯记录的温度变化基本一致,反映了在MIS9间冰期南半球高纬度地区温度变化可能对川东北地区的夏季风气候变化产生了重要影响。     

上海地区晚第四纪沉积孢粉与环境研究

通过对上海地区高桥G2孔晚第四纪地层中孢粉的研究,将高桥G2孔自下而上划分出了6个孢粉组合带,并结合临近的斜土路2号孔和人民广场钻孔的孢粉研究资料,恢复了该地区植被演替、气候波动的六个阶段,这种气候的波动不仅与世界性气候变化一致,而且其波动曲线与海平面变化曲线也是相吻合的。     

苏北盆地XH1钻孔中更新世以来的彩度指标记录及其气候环境变化

苏北盆地是我国西部内陆与东部海洋之间的过渡地区,该地区的气候演变历史对揭示东亚季风的时空变化有着重要意义。对苏北盆地XH1钻孔中更新世以来沉积物的彩度指标Ca*b*的研究表明,Ca*b*对降水的变化反应敏感,可以用来指示东亚夏季风强度和气候暖湿程度的变化。结合磁化率、有机碳和孢粉指标,揭示苏北盆地中更新世以来经历了9个明显的气候冷暖干湿变化旋回,并且可以和深海氧同位素记录、黄土记录进行良好的对比,同时在某些阶段和长期演变趋势上又具有鲜明的区域特征。总体上,从中更新世中期开始苏北盆地变得越来越冷干,气候冷暖波动幅度增大,最后4个冰期旋回尤为醒目。     

末次冰期山西洪洞高分辨率粒度和磁化率记录的H5事件及其气候演化意义

源于北大西洋的末次冰期千年尺度波动的Heinrich事件在东亚地区不同气候记录中得到较为广泛的识别。但是,哪一次事件对东亚乃至北半球影响最显著还不清楚。山西临汾盆地作为中国东部的山间盆地保存了较为广泛的黄土沉积。本次研究对山西洪洞县洞峪沟剖面末次冰期厚10.5m的黄土进行光释光测年,0.5cm间距的粒度测量、磁化率测量。结果显示,该剖面跨越67.7~13.0ka,粒度和磁化率记录所反映的气候特征可以以H5事件(47.3ka)为分界点分为前后两个时期。其中,早期(67.7~47.3ka)粗粉砂(20~63μm)和砂含量(63μm)整体较低而磁化率较高,反映该时期亚洲冬季风较弱而夏季风较强;晚期(47.3~13.0ka)粗粉砂含量和砂含量整体较高而磁化率较低,反映该时期亚洲冬季风明显增强而夏季风明显减弱。山西洪洞以H5事件(约47.3ka)为分界点的末次冰期气候演化模式在东亚、东地中海乃至北美均可以对比,可能是北极地区冰量在这一时期得到显著发展,导致东亚乃至北半球气候向寒冷方向发生显著变化。这一认识对理解东亚MIS3气候演化趋势具有一定意义。     

末次冰盛期山东半岛高分辨率气候环境变化

末次冰盛期是末次冰期以来地球表面最寒冷的时期。通过对山东半岛地下画廊溶洞石笋DXHL3进行高精度230Th定年和高分辨率氧-碳稳定同位素分析，重建了该地区23.2～18.8 ka时期高分辨率夏季风气候环境变化历史。结果发现，山东半岛末次冰盛期夏季风气候存在显著的千年尺度波动；REDFIT分析表明，氧、碳同位素值均存在显著的2.2 ka周期。末次冰盛期山东半岛总体处于冷干状态，具体又可细分为4个阶段，即冷干（23.2～22 ka）-相对暖湿（22～21 ka）-冷干（21～19 ka）-相对暖湿（19～18.8 ka）。石笋DXHL3的δ18O变化趋势总体上与亚洲季风区内其他石笋记录相似，也与西太平洋暖池婆罗洲的石笋记录类似。这反映了末次冰盛期西太平洋暖池气候环境变化可能对山东半岛的夏季风气候变化产生了重要影响，推测西太平洋暖池表层海水温度变化引起的大气环流和黑潮的变化，是将气候环境变化信号从低纬地区传递到中高纬地区的纽带。     

西部黄土高原兰州黄土磁化率增强模式及其驱动机制

我国黄土高原第四纪风成黄土序列为研究不同时间尺度(构造和轨道尺度)的环境演变提供了理想材料,其中轨道尺度上冰期-间冰期气候变化是第四纪以来气候周期性演变的重要特征。粒度和磁化率分别作为冬季风和夏季风指标被广泛应用于亚洲内陆干旱化和古季风演化研究。然而,磁化率作为古气候代用指标在解释区域环境演化时存在差异性,并不能将其总视为暖湿信号。以黄土高原西部地区的兰州皋兰山和西津岩心为研究对象,详细分析了倒数第二次冰期以来的粒度和磁化率特征,并与洛川剖面进行空间对比。研究表明,间冰期的磁化率总体高于冰期,但在冰期向间冰期转换的过渡期,皋兰山和西津岩心磁化率值并没有降低到冰期水平,而与弱发育古土壤磁化率水平类似。我们推测该时段兰州黄土磁化率增加并非由成壤作用增强贡献,而是源区粗颗粒磁性矿物增加所致,其磁化率增强模式可能同阿拉斯加、新疆黄土类似。由此可见,磁化率增强模式不仅在冰期时黄土高原东西部存在显著差异,而且在同一区域的不同沉积时期也存在较大差别。     

青海柴达木盆地西部上新世以来的地质环境与成盐期

对柴达木盆地西部大浪滩及察汗斯拉图地区的上新世晚期以来的沉积物及其孢粉化石的研究,结合古地磁、同位素年代测定,建立了九个孢粉带、九个植被演变期、三十次气候波动及三个成盐阶段。分析了本区主要成盐时期的古气候特征。 第四纪下限位于Ⅲ/Ⅱ孢粉带之间,对应于古地磁的M/G界面。中更新世底界位于Ⅵ/Ⅴ孢粉带之间,对应于古地磁的B/M界面。晚更新世底界位于Ⅷ/Ⅶ孢粉带之间,铀系测年为距今15—17万年。     

试论青藏高原第四纪沉积地球化学演化与环境变迁

本文扼要介绍最近几年青藏高原第四纪沉积物的元素地球化学、同位素地球化学、有机地球化学和矿物学及其与气候环境关系研究的一些新进展。青藏高原第四纪沉积地球化学信息综合分析，初步建立了长、短期时间尺度的气候曲线。揭示了青藏高原强烈隆升引起的气候环境配制的改变，即在３．４０－０．７３ＭａＢ，Ｐ．高原强烈隆升，亚洲季风稳定形成，气候以干冷、湿暖型波动为主；０．７３ＭａＢ．Ｐ．以来高原再次强烈隆升，气候环境愈趋干旱；进入全新世以来，出现凉干、暖干、暖湿和冷湿的多种气候波动模式。在空间格局上划分二个地球化学沉积区，即西藏和新疆为富镁区；青海为富钾区。还揭示了青藏高原湖泊沉积地球化学的分带性，其分带规律与高原隆起的差异性是一致的。此外，青藏地区风化壳和古土壤的地球化学演化与高原古气候变迁也有紧密联系。     

新疆伊犁黄土研究

新疆伊犁黄土-古土壤序列记录了更新世以来中亚伊犁地区自然环境的演化和变迁。总结了伊犁黄土粒度、磁化率、碳酸盐和孢粉等各指标的环境意义及其黄土和古土壤地球化学风化特征、形成环境和空间分布的差异性。结果发现:磁化率和色度由于受到多种因素不同程度的影响,对气候的指示意义较为复杂;孢粉组合和碳酸盐均指示研究区有些古土壤形成时期相对干旱,有些黄土堆积时期相对湿润;矿物和元素组成均表明伊犁盆地黄土形成于较干冷气候条件下;粒度对研究区气候的冷暖波动具有较好的指示意义。此外,古环境研究表明伊犁盆地黄土和古土壤风化分异作用不明显,古土壤形成时期地面环流较黄土形成时强,黄土-古土壤堆积存在空间差异性。     

闽江口第四纪地层中的孢粉、有孔虫、硅藻组合及其古地理意义

本文通过对闽江口琅岐岛钻孔的孢粉,有孔虫及硅藻的综合分析,发现第四纪地层中有五个孢粉组合带,五个硅藻组合带与一个微体化石层。结合~(14)C测年资料与沉积物特征认为该地区第四纪地层可以划分为晚更新世晚期与全新世(早期、中期、晚期)。气候演化依次为:冷干→温暖略干→温暖湿润→炎热潮湿→温暖略干。沉积相发展顺序为:冲积相、冲洪积相→河流相、湖沼相→湖沼相、河口相→海湾相→河口相。     

长江口地区近7000 a来的植被、气候演变研究

长江三角洲地区的孢粉资料已相当丰富,但崇明岛地区以前孢粉研究资料较少,本文对崇明岛北侧的CY孔作了高分辨率的孢粉研究,详细地划出了大西洋期以来的9个孢粉组合带,并结合邻区钻孔孢粉资料研究,恢复了该区植被、气候演化的7个阶段。从大西洋中期起植被依次为：中亚热带含落叶树的常绿阔叶林;中亚热带北缘常绿阔叶、落叶阔叶混交林;北亚热带北缘以松、栎为主的落叶阔叶、针叶混交林;中亚热带北缘常绿阔叶、落叶阔叶混交林;北亚热带常绿阔叶、落叶阔叶、针叶混交林;北亚热带北缘含常绿阔叶树的落叶阔叶、针叶混交林;北亚热带常绿阔叶、落叶阔叶、针叶混交林。气候经历如下的波动：热暖潮湿—暖热湿润—温和略干—温暖湿润—温暖略湿—温而略干—温暖湿润,其气候波动与世界性的气候变化相一致,而且与海平面变化相吻合,从而为本地区古植被、古气候、古环境的重建提供了丰富的孢粉学资料。