南京江北地区9490～4840 a BP环境演变的地层记录研究

来自^14C、δ^13C、粒度和地球化学元素的分析表明,南京江北地区在5120a BP、6240a BP、4840a BP和8914a BP是气候相对暖湿期,而8523a BP和6520a BP可能对应的是相对干冷的气候。该区在9490～4840a BP期间沉积速率具有明显不均一性,9490～8730a BP期间沉积速率为56mm／100a,8695～8566a BP期间为62mm／100a,而8523～4840a BP期间沉积速率仅为8mm／100a,上述现象可能与9490～8566a BP期间该区经历过海侵和地壳沉降加快有关。由于在第5～7层中未发现海相有孔虫,可以肯定该区海拔高于7m的地带在9490～4840a BP期间未受海侵影响。     

河北白洋淀老河头剖面25.5ka BP以来气候环境变化的沉积记录

基于河北省白洋淀地区老河头剖面沉积物的粒度组成与磁化率特征,结合6个AMS14C测年结果,重建了该地区25.5 cal ka BP以来的气候环境变化历史。结果显示,25.5 cal ka BP以来可以划分为7个较大的气候阶段:25.5~20.9cal ka BP(610~515 cm),沉积环境以微弱的流水沉积和风力沉积为主;20.9~10.7 cal ka BP(515~388 cm),该区河流作用减弱,风力堆积加强;10.7~8.6 cal ka BP(388~335 cm),该区降水增加,白洋淀湖泊面积扩大,水位升高;8.6~7.2 cal ka BP(335~299 cm),风力作用加强,以风力堆积为主;7.2~3.2 cal ka BP(299~200 cm),沉积环境以稳定的湖相沉积为主,后期流水作用增强;3.2~1.3 cal ka BP(200~110 cm),该区流水作用显著,有泛滥性的洪水在此期间出现;1.3 cal ka BP至今(110~0 cm)降水减少,但流水作用仍然明显。     

甘肃临夏黄土剖面：15万年环境演变的良好记录

历经15万年的甘肃临夏北塬黄土剖面,沉积速率大、古土壤序列完整。特别是在距今14—8万年的末次间冰期形成的三层古土壤,末次冰期间冰段形成的数层弱成土型古土壤,其特征优于其它黄土剖面。对北塬剖面磁化率、孢粉、粒度、地球化学特征的综合研究表明,该剖面完整地记录了15万年以来的环境变化,为检验以往从大陆冰盖和深海沉积中得出的环境变化模式提供了途径。     

贵州威宁麻窝山岩溶盆地剖面中Rb、Sr分布及环境信息

岩溶盆地的演化清晰地记录了流域侵蚀和化学风化等重要过程,Rb/Sr是有效获取地表过程中环境信息的重要手段之一。本文基于14C定年方法,结合研究剖面中K、Ca等元素的组成特征,对贵州威宁麻窝山岩溶盆地中4个沉积剖面的Rb、Sr分布和地球化学行为进行了分析,并讨论了Rb/Sr指示的环境意义和盆地的演化历程。结果表明,剖面中Rb元素含量普遍高于Sr元素且波动幅度较Sr元素大。此外,Rb与K,Sr与Ca之间均有较好的正相关关系,即在流域物质的侵蚀、搬运和盆地沉积物的形成演化过程中,Sr的活动性明显高于Rb。各剖面Rb、Sr垂直分异程度相似,呈大—小—大交替演变,Rb/Sr以大—小—大规律变化,且剖面间具有较好的一致性,与野外特征相吻合,尤其是剖面颜色变化,均体现盆地沉积环境的多旋回特征。Rb/Sr具有重要的环境意义,能够指示研究区古气候变化,Rb/Sr高时(主要受Rb控制),盆地处于干涸或低水位状态,指示降水量较少的干旱气候;Rb/Sr低时(主要受Sr控制),盆地处于富水的高水位环境,指示降水量较多的湿润气候。在距今40ka时间内,岩溶盆地内至少出现312次干—湿环境的旋回演变,其是恢复喀斯特地区古气候的良好载体。     

马四剖面揭示的共和盆地12 ka以来的环境演变

以共和盆地东部风成沉积剖面(MS剖面)磁化率为依据,运用四次回归方程重建了剖面形成时的年均气温和降水量,确定近12 ka以来共和盆地年均温度–0.37℃～5.09℃,多年平均温度为2.5℃,降水量267.91～550.77 mm,多年平均降水量为418.62 mm。对常量元素氧化物(SiO_2、Al_2O_3和Fe_2O_3)含量进行分析,结果表明:1)古土壤层SiO_2含量均低于风成砂层, Al_2O_3和Fe_2O_3含量均高于风成砂层; 2)风成砂层SiO_2含量S3>S5>S1,Al_2O_3和Fe_2O_3含量S5>S3>S1,揭示S3层形成时期冷干, S5层次之, S1层干旱程度较弱;土壤层SiO_2含量S4>S2>S6, Al_2O_3和Fe_2O_3含量为S6>S2>S4,表明S6形成时期气候温湿, S2层次之, S4层温湿程度较低; 3)分层氧化物变异系数大小表明S2和S6层形成时气候波动剧烈, S1和S3层形成时期气候较稳定。以常量元素氧化物含量、温度和降水为依据,结合14C测年,重建了近12 ka以来共和盆地环境演变过程:11.9 ka BP以前为凉干期,11.9～9.7 ka BP为温湿期, 9.7～8.0 ka BP为冷干期, 8.0～4.8 ka BP为暖湿期, 4.8～2.9 ka BP为凉干期, 2.9 ka BP以来为温润期。马四剖面记录的环境演变过程与青藏高原其他区域环境演变过程具有相似性,表明共和盆地环境演变与区域环境变化具有同步性。     

柴达木盆地大红沟剖面新生代地层岩石磁学 特征与环境演变

通过对柴达木盆地大红沟剖面新生代沉积物岩石磁学的研究,探讨青藏高原东北部的构造活动与气候变化。典型样品的热退磁曲线表明,磁铁矿含量随地层年代的变新而增大。沉积物的磁化率由老至新划分为5个阶段,随时代变新而不断增大,与磁铁矿含量的增大相吻合。柴达木盆地沉积物磁化率值的变化与气候变化关系密切:①约43Ma,磁化率增大是全球气候变冷变干导致沉积物中磁铁矿含量增加所致;②约33Ma,磁化率增大是全球气候加速变冷的结果;③22Ma左右,青藏高原整体隆升,控制中国大陆环境的气候系统由行星风系转变为季风风系,亚洲内陆开始干旱化,致使更多的磁铁矿得以保存,磁化率值再度增大;④14Ma青藏高原东北缘发生区域构造抬升,西北干旱区进一步扩大,东亚季风明显加强,同时全球冰量扩张,导致柴达木盆地沉积物的磁化率整体增大,而且波动幅度和频率增大。     

大别山北麓黄土-古土壤Rb、Sr与磁化率及其古环境意义

对大别山北麓0.78 Ma以来的黄土-古土壤样品的磁化率及Rb和Sr的地球化学特征研究表明,相对高的w(Rb)和w(Rb)/w(Sr)值及低w(Sr)值指示夏季风占优势的湿润时期,对应古土壤层;相对低的w(Rb)和w(Rb)/w(Sr)值及高w(Sr)值指示冬季风占优势的干旱期,磁化率相对较低,对应黄土层。剖面的w(Rb)/w(Sr)值自下至上降低反映大别山北麓地区的风化作用逐渐减弱,也揭示自0.78 Ma以来气候具有由湿向干的趋势;磁化率与w(Rb)/w(Sr)值的对比分析表明,它们的变化曲线存在显著不同,原因可能是由于磁化率在古土壤中的增强机制比较复杂所致,w(Rb)/w(Sr)值作为气候替代指标比磁化率更灵敏。与洛川剖面相比,大别山黄土-古土壤的w(Rb)较高而w(Sr)较低及Rb、Sr较强的分异能力特征反映了大别山气候整体较为温湿,沉积物遭受的风化程度更强。     

南海北部深海花粉记录的环境演变

本文报道了南海北部深海沉积物中花粉的研究结果。所研究的17940孔长13．30m,包括最近4万年的沉积物。共鉴定统计103个样品,样品间距10cm,分辨率约为360a,自下而上分为3个花粉带和8个亚带。P1带(13．06～8．70m,约37000～15000aB．P．)以山地针叶树(Picea,Abies,Tsuga)花粉高含量组合与蒿属花粉占优势组合交替出现为特征,指示冷湿及温干频繁交替的气候。根据氧同位素资料该带相当于3期及本次盛冰期。P2带前期(P2-a亚带,8．70～7．23m,约15000～11300aB．P．)热带-亚热带常绿阔叶乔木花粉增加指示气候变暖,其中14000aB．P．前后红树林的高峰可能是海平面一度上升的结果;P2带后期P2-b亚带(7．23～660m,约11300～10000aB．p．)高山雨林及山地针叶树花粉增加指示气候变冷。根据氧同位素资料P2－a亚带与Bφlling－Allerφd升温期相当,而P2－b亚带属新仙女木期。P3带(660～0m,10000aB．P．至现在)为全新世,花粉组合以松属花粉占绝对优势,与现代南海北部表层沉积物中花粉组合相似,说明近万年以来南海北部气候与现代气候相近。近1400年来芒其孢子突然增加说明人类活动加剧。     

长江三峡中坝遗址地层中Rb和Sr的分布特征及其古气候演变

长江三峡中坝遗址是我国目前仅有的、世界上也罕见的“通史式”遗址。它不仅蕴藏大量的文化内涵,而且包含极其丰富的自然环境演变信息,是研究三峡地区全新世环境演变的理想剖面。文章对遗址地层中的铷(Rb)、锶(Sr)值进行了测试和分析,结果显示:剖面地层中的Rb含量偏低,而Sr含量偏高,Rb/Sr比值变化较大。Rb/Sr比值已成为区域环境演变研究中较理想的替代指标,根据Rb/Sr比值的环境指示意义发现,长江三峡地区全新世中晚期以来气候环境总体上逐渐趋于恶劣;气候冷暖湿热变化剧烈;寒冷期长于温暖期,并没有明显地向湿热方向发展趋势。与长江下游等东部其他地区相比,长江三峡地区也存在明显不同之处:隋唐暖期不明显,而中世纪暖期表现显著。     

太湖平原西北部全新世古河道沉积特征及环境演变

粒度、磁化率定量数据分析在判明第四系沉积物的来源、识别沉积分异作用、解译古沉积相和环境方面有着重要作用。对太湖平原西北部卜弋桥ZK01钻孔上部全新统如东组进行了粒度和磁化率测试分析,结合该孔孢粉成果,揭示研究区全新世古河道沉积环境和气候明显经历了3个阶段:1)11000—9500cal.aBP,沉积物主要由粉砂组成,粒度证据表明水动力条件较强,孢粉证据显示该阶段气候较温暖湿润;2)9500—3900cal.aBP,沉积物砂组分含量大幅增加,粒度资料显示古河道水动力明显增强,孢粉植被表明该时期处于全新世大暖期,气候暖湿稳定;3)3900cal.aBP以来,粉砂组分在沉积物中占优势,粒度结果表明该阶段水动力显著减弱,孢粉资料和磁化率证据表明研究区自该阶段特别是后期以来逐步出现了明显的人类活动迹象。     

山东大黑山岛北庄黄土沉积特征及其环境演变

发育于山东滨海岛屿区的黄土与黄土高原等地内陆黄土相比,是沿海地区轨道尺度气候变化和海平面变化的重要记录,对研究区域古气候古环境演变具有特殊价值。本文通过对山东庙岛群岛大黑山岛北庄黄土剖面钻孔岩芯样品进行光释光（OSL）测年、粒度和磁化率分析,并与黄土高原典型黄土以及山东其他地区黄土进行了对比。研究结果表明,北庄黄土剖面0.5m处OSL年代为26.23±4.92ka,处于晚更新世末期,说明剖面全新世黄土缺失,与区域内其他剖面进行年代对比,可推断北庄黄土主要为末次间冰期以来堆积的黄土。与黄土高原典型黄土相比,北庄黄土为典型风成沉积物,但其平均粒径比黄土高原典型黄土粗,且与同区域其他岛屿上黄土相比粒径具有由南向北逐渐增大的变化趋势,这可能与不同阶段气候变化引起的海面升降而导致的主要物源不同有关。根据北庄黄土粒度和磁化率变化趋势并结合OSL测年结果,将该剖面从上到下划分为古土壤层、黄土层和古土壤层,分别对应着MIS 3~MIS 5气候旋回。因此,大黑山岛北庄黄土剖面记录了末次间冰期以来山东东部沿海地区古气候环境变化进程。