可可西里地区中更新世以来气候演化周期特征分析

以青藏高原腹地可可西里地区为研究区,于2006年8月取得一湖泊沉积钻孔,进深106m,地理位置35°13′05″N,93°55′52.2″E,命名为BDQ06。选择湖泊沉积物粒度和总有机碳作为气候代用指标。基于古地磁建立的年代框架为基础,分析了可可西里地区929 kaBP以来古气候变化的周期特征。选择的分析方法为功率谱分析、小波分析和奇异谱分析。结果表明地球轨道三要素偏心率（100 ka）、地轴倾角（41 ka）和岁差（23 ka、19 ka）的准周期成分在BDQ06孔沉积中有明显反映,同时也包含84、66、54、36、31、27、17、15、12 、11.5、10 ka等周期成分。说明本区气候变化既受到轨道参数的影响,同时也与地球系统内部其它因素变化有关。小波分析和奇异谱分析显示不同气候周期既可在同一时段内叠加存在,又可在不同的时段内独立存在。780 kaBP左右古气候周期发生转型,在此之前以41 ka为主,同时也存在100 ka周期成分,之后以100 ka周期为主,但580 kaBP开始气候周期信号变得复杂,可能是受到青藏高原构造隆升的影响,导致水动力条件发生变化有关。     

晚更新世以来黄土高原地区古季风的时空演化

通过对黄土高原不同地区黄土-古土壤序列、磁化率、粒度、同位素等的对比,认为黄土高原在末次间冰期有3次东亚季风环境效应突出的时期,分别距今130~116ka、116~94ka和84~74ka。季风锋面深入到榆林以北的地区。末次冰期有3次西北季风环境效应突出的时期,分别距今75~60ka,45~30ka和20~10ka,季风锋面推到长江流域,沙漠边界南移到定边与榆林之间。期间西北季风效应减弱,东亚季风锋面推进到吴堡与定边-米脂之间。全新世以来,东亚季风环境效应不断增强,在全新世中期达到最强,季风锋面推进到榆林以北地区。     

40 kaBP来亚非季风演化趋势及青藏高原泛湖期

基于18个黄土/古土壤序列 (黄土高原与青藏高原) 与27个湖泊沉积序列 (青藏高原、新疆、云南与赤道非洲及其以北的非洲季风区) 对比分析了东亚季风区、印度季风区与非洲季风区40 ka以来的区域环境演变特征。结果显示：上述区域在对应岁差周期的高太阳辐射阶段,也就是40~24 kaBP与14~4 kaBP分别经历了一次环境湿润期,而在末次冰期最盛期,除中国云南、青藏高原及新疆部分地区外,其他地区则较为干燥。青藏高原及其北侧的新疆区,40~24 kaBP比14~4 kaBP气候更为湿润,湖泊呈现40 ka以来的最高最大湖面,高原进入一次泛湖期。而非洲区及黄土高原,则与此相反;14~4 kaBP气候比40~24 kaBP更为湿润、适宜,湖面更高,成壤作用更强。40~24 kaBP,印度季风强盛,加强了对高原的水汽与潜热输送,同时,由于北方冰盖的存在,西风气流则相对南移,增加了对高原的影响,两种气流交互作用引起的强降水,可能是造成湖泊显著扩张的主要原因。     

南京下蜀黄土红外释光地层年代学

下蜀黄土地层年代学对于理解季风环流时空格局演化及其与青藏高原阶段性隆升的关系十分重要。作者基于下蜀黄土红外释光测年和下蜀黄土及黄土高原洛川;剖面磁化率序列的对比分析,认为下蜀黄土第一层黄土层形成于末次冰期,最底部的黄土层与洛川的 L5相当。因而下蜀黄土应相当于黄土高原LS以来的风成堆积,其底界年代约为 500 ka。也就是说,在 500 ka左右黄土堆积的南界已达长江下游地区。这可能是因为其时青藏高原的隆升已到达一特殊高度,对东亚季风演化的影响成为一个转折点,加强了东亚季风的强度。     

轨道周期转型时间及模式分析

诸多研究表明在第四纪阶段，气候变化的主导周期曾发生了从4lka向100ka转变。但对于周期转型发生的时间，周期转型的模式是渐变还是突变，以及周期转型发生的原因仍处于纷争之中。笔者运用带通滤波、奇异谱分析和小波分析等数学方法，对柴达木盆地达参1井自然伽玛(GR)曲线、宝鸡黄土粒度曲线，以及ODP677孔、ODP659孔、ODP758孔的δ^18O记录进行了对比研究，结果表明，周期转型开始时间大致始于1．4Ma～1．2Ma，此后经历了一个地轴倾斜周期逐渐减弱，偏心率周期逐渐增强的过程，至0．8Ma之后偏心率周期的主导地位才最终确立，因此周期转型的模式是逐渐过渡的。     

晚更新世以来闽东南老红砂沉积粒度特征与古气候变化

对闽东南深沪湾老红砂风沙沉积进行粒度测试,提取对环境变化敏感的粒级组分,结合年代学数据,初步划分了研究区晚更新世中晚期以来的气候变化阶段和气候驱动因素。研究发现,研究区经历了较冷干-暖湿-冷干-暖湿4个气候变化过程。气候变化主要受控于太阳辐射,表现出明显的23 ka长岁差周期、14.2 ka、11.8 ka半岁差周期,叠加约0.25 ka的双世纪周期,陆地-海洋-大气系统的内部因素对表现出来的百年周期可能产生放大或缩小影响。70.8—46.4 ka BP和21.3—11.6 ka BP两个阶段老红砂沉积速率较大,是老红砂风沙堆积的两个主要时期,两个阶段沉积速率分别达到30 mm/(100 a)、650 mm/(100 a)。     

青藏高原隆升与黄河形成演化

第三纪青藏高原经两期隆升和两度夷平,第三纪末开始快速隆升,经青藏运动(A幕3.6~3.4 MaB.P.、B幕2.6~2.5 MaB.P.、C幕1.8~1.4 MaB.P.)、昆黄运动(1.2~0.6 MaB.P.)和共和运动(0.15~0 MaB.P.)3阶段。青藏高原隆升过程中黄河断续下切形成一系列阶地,各段最老的阶地对比表明:青藏运动C幕黄河中游(积石峡至三门峡)诞生并随之与下游贯通,1.6 MaB.P.黄河中游贯通,1.4 MaB.P.切穿三门峡东流入海;1.2 MaB.P.开始了上游溯源加长历史,0.15 MaB.P.到达共和盆地;末次冰期间冰段(45~25 kaB.P.)到达多石峡,冰消期后(11~10kaB.P.)多石峡贯通抵达河源,从此现代黄河出现。     

全新世中晚期福建海岸沙丘记录的海岸环境与人类活动

选取福建长乐典型海岸沙丘进行研究,在光释光(OSL)年代学基础上,结合环境代用指标分析和地质雷达图像,探讨研究区晚全新世以来沙丘发育历史及其古环境意义。结果显示:1东山(DS)沙丘发育过程主要存在5个沉积期和3个沉积间断。主要反映了东亚季风强度变化,是东亚冬季风的区域响应结果。同时与火山活动、中国东部冬半年气温、夏季风降水具有良好对应关系;2 DS剖面保存了近6 ka以来福州盆地海平面变化信息。清晰记录了存在于闽粤台地区的大范围的高海面期,分别是5.6~2.8 ka BP、2.8~1.7 ka BP、1.7~0.8 ka BP,其中1.7~0.8ka BP阶段最为明显。3 DS沙丘发育过程与闽东北区域人类活动记录以及新石器文化序列具有良好对应关系。5.6~2.8 ka BP、2.8~1.7 ka BP阶段的人类活动主要受到自然环境影响。~1.7ka BP之后,唐代至五代是福建社会经济的复苏阶段。     

中国北方更新世极端冷期冬季风的快速变化

对黄土高原中部洛川和西峰黄土堆积的“上、下粉砂层”进行了间隔 5～ 6 cm的详细采样 ,测量了 80 0多个样品的粒度分布和磁化率值 ,根据沉积速率模式建立了一个相对独立的、较精确的时间标尺。结果表明 ,中国北方更新世极端冷期的黄土堆积记录了东亚冬季风频繁的和较大幅度的千年尺度变化。冬季风加强事件一般持续约1.8～ 2 .4ka。亚轨道时间尺度冬季风变化的可能原因是 ,在极端冷期赤道和极地气温差增大 ,纬向西风环流加强引起的大气环流和蒙古高亚不稳定 ,从而引起东亚冬季风千年尺度变化。在极端冷期降雨量和平均温度低于某个阈值的时候 ,虽然夏季风强度存在变化 ,但不足以影响磁铁矿和磁赤铁矿的形成 ,所以那时磁化率的变化不能很好地记录夏季风气候变化。     

哈尔滨黄土的粒度与地球化学特征及其对粉尘物源的指示

哈尔滨黄土位于欧亚黄土带的最东端,对它的风尘物源研究是深层次理解风尘堆积与区域构造-地貌-气候变化耦合关系的关键。然而,对哈尔滨黄土地球化学组成的研究尚未开展,对其性质还存在认识上的不统一。为此,我们研究了哈尔滨天恒山剖面L₁黄土层的粒度和地球化学组成,并对其化学风化和物源等展开讨论。为了示踪哈尔滨黄土的物源,我们还对东北沙地（浑善达克沙地、科尔沁沙地、呼伦贝尔沙地和松嫩沙地）进行了表土采样和地球化学分析。结果表明：哈尔滨黄土不含细砂组分（125~250 μm）,含有极细砂组分（63~125 μm,4.8%~10.5%）,粉砂（4~63 μm）和黏土组分（<4 μm）占绝对优势,分别占73%~82%和12%~18%;粒度模式为三峰态分布（众数分别为36~40、8~10 μm和0.8 μm）,与黄土高原典型黄土的粒度分布模式一致,但明显粗于黄土高原中部黄土。哈尔滨黄土经历了初级的化学风化过程,具有较低的成熟度和再循环历史。单靠地球化学方法不能很好地确定哈尔滨黄土的物源,但整合的方法（包括粒度、元素和同位素组成、MDS和PCA统计方法以及自然地理要素等）很好确定了哈尔滨黄土有一个混合源,松嫩沙地松花江水系沉积物为哈尔滨黄土提供了主要的粉尘贡献,浑善达克沙地和科尔沁沙地为哈尔滨黄土提供了部分细颗粒粉尘。     

16 ka以来黄土高原东亚夏季风变化的环境磁学记录

末次冰消期以来的气候变化是第四纪古气候研究的重要内容。本文对黄土高原西部和平镇剖面16 ka以来的黄土沉积序列（厚度为3.5 m）进行了高分辨率环境磁学研究。结果表明：该黄土序列的磁性颗粒主要由细颗粒磁铁矿主导。其磁化率和频率磁化率具有相同的变化特征,与黄土高原中部和东部的黄土磁化率变化机制一致,即黄土高原西部和平镇黄土的磁化率和频率磁化率仍然受成土作用形成的细颗粒磁铁矿控制,因此其磁化率和频率磁化率仍然可以反映季风降雨的变化特征,并且其反映的16 ka以来季风降雨变化与南方石笋氧同位素记录的季风变化特征一致。通过详细的海陆综合对比,本文认为16 ka至11 ka间东亚季风降雨的变化受到北半球太阳辐射和北半球区域温度的共同影响,而11 ka之后的夏季风降雨减少主要受太阳辐射降低的影响。     

腾格里沙漠西南缘土门剖面微量元素记录的MIS3高分辨率季风环境变化

对位于腾格里沙漠西南边缘的土门剖面中时代为MIS3的TMS3层段进行序列分析与14C和释光测年,并在此基础上对沉积层进行系统的微量元素地球化学分析。结果表明：TMS3是由沙丘砂与其他5类沉积相（黄土状亚砂土、砂黄土、湖沼相、水成黄土和古土壤）构成的相互叠覆的沉积,形成14.5个“沉积旋回”。TMS3微量元素Mn、P、Sr、Rb、V、Zn、Cr、Ni、Cu和Nb在沙丘砂中含量低,在其他5类沉积相中含量高;Rb/Sr比值则呈现相反的变化趋势。在剖面上,随着沙丘砂与这5类沉积相的交替,元素含量、Rb/Sr比值表现出明显的峰（高值）谷（低值）波动,并形成基本上与沉积旋回数量一致的“元素旋回”——ECY1—ECY14.5。该层段14.5个元素旋回揭示了相同数量的腾格里沙漠东亚冬夏季风演变的“旋回”——MCY1—14.5,包括14次冬季风事件和15次夏季风事件,每个季风旋回的持续时间平均约2.48 ka;TMS3元素记录的15次夏季风事件与GRIP冰芯和葫芦洞石笋MIS3-δ18O曲线的间冰阶具有相同的发生次数,也与邻近的古浪黄土MIS3中的间冰阶可以进行很好的对比。土门剖面TMS3的地球化学迁聚...     

青藏高原东北边缘临夏盆地近30Ma B .P. 以来古气候环境演变特征*—沉积物地球化学元素记录

由地化元素所揭示的近30MaB.P.以来气候演变的序列及特征,即在第三纪大部分时间中,虽有冷干与暖湿的交替变化,但气候状况相对稳定;进入上新世后,气候不稳定性显著增加,表现为冷干与暖湿大幅度、频繁地交替,至第四纪早期,才又表现出相对冷湿的环境特征。这一变化特征一定程度上反映了东亚季风由上新世前不显著至上新世中逐步建立,直至第四纪早期稳定建立的动态过程。由地化元素揭示的近30MaB.P.以来的气候演变过程与孢粉分析结果基本一致,其变化很可能同青藏高原的阶段性隆升有密切关系。     

汉江一级阶地抬升以来北亚热带风尘堆积、发育与东亚季风演变的耦合关系——以郧县段汉江上游谷地为例

风成黄土对东亚冬夏季风优势期转换及起迄时间起到良好指示作用,探究风尘黄土堆积、发育特征与东亚季风演变的耦合关系十分必要。本文通过研究汉江一级阶地上覆黄土-古土壤序列的构型、磁化率、烧失量、粒度、元素组成特征,分析汉江一级阶地抬升以来黄土-古土壤序列的成因及成壤特征,探究东亚冬夏季风的演化序列。结果表明：（1）汉江上游地区黄土-古土壤序列的地层构型为表层土（MS）-近代黄土（L₀）-古土壤（S₀）-过渡层（L_t）-马兰黄土（L₁）,磁化率、粒度、烧失量、元素组成等特征指示各地层成壤强度特征为S₀>L₀/L_t>L₁。（2） 成壤强度指示18000 a BP以来,东亚冬夏季风演替特征为末次盛冰期冬季风强烈→全新世早期冬季风减弱→全新世中期夏季风主导→全新世晚期夏季风减弱~,冬季风强盛,其演变滞后于低纬太阳辐射变化2000~3000 a。（3）该风尘堆积物理化性质对6000~5000a BP的气候恶化期有所响应。总而言之,汉江上游一级阶地上覆黄土为风尘堆积物,指示18000a BP以来东亚季风的变迁规律及季风异常事件,能够体现北亚热带对全球气候变化及极端事件的响应。     

黄土高原西部地区黄土粒度的环境指示意义

通常把>30μm颗粒含量作为冬季风的替代指标。对黄土高原西部地区的兰州九州台剖面、西宁土巷道剖面粒度主成分和聚类分析表明: >40μm颗粒的含量是黄土高原西部地区更为敏感的古冬季风替代指标, <2μm颗粒的含量的变化所指示的古气候意义可能与黄土高原中部地区不同。     

陇西六盘山黄土及最近1．8Ma B．P．以来的构造运动与气候变化

对陇西盆地六盘山西侧山麓剥蚀面上断岘剖面的古地磁、磁化率和粒度分析表明,该剖面具有1.8 M a B.P.以来完整的黄土-古土壤沉积序列。断岘剖面以下7级黄河阶地的发育形成以及在1.1和0.8 M a B.P.前后所指示的腾格里沙漠扩张变化,反映了第四纪早更新世以来青藏高原阶段性隆升对黄土高原西部环境变化影响,以及在青藏高原隆升过程中构造与气候的变化与耦合响应。     

Magnetostratigraphy and palaeoclimatic significance of Late Tertiary aeolian sequences in the Chinese Loess Plateau

The aeolian Red Clay sequence in the central part of the Chinese Loess Plateau was investigated in an attempt to obtain magnetostratigraphic and palaeoclimatic records. From the results, we deduce that aeolian dust accumulation and the related East Asia palaeomonsoon system began at least 7.6  Myr ago, and that the Tibetan Plateau had reached a significant elevation by that time. The Late Tertiary palaeoclimatic history of the Red Clay as reflected by magnetic susceptibility is reconstructed for the time period 7.6–2.5  Ma. Increases in aeolian dust accumulation for the last 7.6  Myr appear to have a close relation with the uplift processes of the Tibetan Plateau. The remarkable increase of aeolian dust accumulation beginning at 3.2  Ma appears to reflect the influence of an increasing global ice volume on the East Asian monsoon and aeolian dust accumulation.