柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面碳酸盐和 瓣鳃化石碳氧稳定同位素*

通过对柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面沉积物、生物壳体碳酸盐同位素及沉积物碳酸盐含量等多项指标的分析,探讨了贝壳堤剖面记录39.6~17.1kaB.P.(未校正¹⁴ C测年,下同)期间碳酸盐和贝壳化石碳氧稳定同位素的特征和相关关系,指出壳体化石及沉积物碳酸盐的碳氧同位素是湖泊水体温度和盐度的反映,其中δ¹⁸ O对温度的指示意义更敏感,是湖泊和古气候演化很好的代用指标。根据这些指标重建的古气候与环境变化显示,在39.6~35.5kaB.P.期间,柴达木盆地处于温暖湿润期,周围山地降水增加,盆地内湖泊发育;自35.5kaB.P.开始,气候较前期更加湿润,是湖泊发育的最佳期;22.1kaB.P.以后,气候逐步转入较温暖的干燥期,湖泊开始萎缩、退化;末期17.1kaB.P.气候环境急剧恶化,形成石盐结晶,湖泊高湖面演化史结束。     

新疆罗北洼地湖相沉积物有机碳同位素的变化序列及其古环境意义

测定了新疆罗布泊地区湖相沉积物CK-2钻孔样品的总有机碳含量（TOC）及其同位素组成、碳酸盐含量和C/N比值等环境代用指标,以及石膏矿物的质谱-铀系年龄。测试结果表明,20～9kaB.P.期间沉积物δ¹³C_org.在-23.4‰～-16.1‰之间波动且阶段性明显,与TOC呈现良好的相关关系,整体变化趋势同南极Dome C冰芯中记录的全球大气CO₂浓度一致;C/N比值表明有机碳来源主要是陆生高等植物。因此大气CO₂浓度变化是影响20～9kaB.P.期间罗布泊湖相沉积物δ¹³C_org.值变化的主导因素,周围山体上C₃/C₄植物相对生物量的变化则是另一重要因素。依据δ¹³C_org.的变化序列将此时间段湖区古环境的演化分成6个阶段:20.0～14.1kaB.P.期间受到末次盛冰期的影响,气温偏低,湖水丰沛;14.1～13.3kaB.P.是一个气候不稳定期,冷暖波动较频繁,但以暖为趋势;13.3～12.8kaB.P.期间经历了一段冷期,于12.8kaB.P.结束了末次冰期,随后气候开始转暖至11.8kaB.P.;其后气温再次变冷并维持到10kaB.P.;最后从10kaB.P.进入全新世暖期。δ¹³C_org.序列明显向偏负方向变化,表明该地区变暖的趋势相当明显。罗布泊地区日益干旱化是全球气候变化的结果,尤其是受到全球CO₂浓度的不断升高所制约。     

末次冰期黄土中蜗牛壳体碳酸盐同位素组成与其环境指示意义

为了揭示蜗牛化石壳体碳酸盐（文石）稳定同位素组成的古气候和古生态环境指示意义,对采集于河南荥阳邙山末次冰期黄土剖面上部中的粉华蜗牛（Cathaica pulveratrix）化石壳体碳酸盐进行了碳、氧稳定同位素分析,同时还对全岩有机物质（SOM）碳同位素组成以及全岩磁化率和粒度等气候替代指标进行分析,结果显示：剖面中反映蜗牛食物碳同位素组成的壳体δ¹³C_SSA的变化,与反映古植被碳同位素组成的全岩有机物质碳同位素组成（δ¹³C_SOM）无显著的相关关系,但是壳体¹³C相对于SOM的富集程度（Δδ¹³C_SSA-SOM）的变化与石笋氧同位素记录的末次冰期东亚夏季风强度演化同步一致;   壳体δ¹⁸O_SSA的变化不但与黄土磁化率、粒度等气候替代指标变化具有显著相关性,同样也与末次冰期东亚夏季风强度演化同步一致。这些特征,一方面说明受季风环流控制的气候温湿程度变化左右蜗牛夏季活动的几率和食物的类型,干冷气候条件下,相对温湿夏季成为蜗牛活动主要时期,相对富集¹³C苔藓、菌类和植物可能是蜗牛的主要食物;   另一方面暗示蜗牛化石壳体碳酸盐稳定同位素组成能够指示气候温湿程度和生态环境的变化。     

佛塔剖面10.84kaB.P.以来的环境变迁

新疆楼兰佛塔剖面（40°30.980′N,89°54.849′E）深度6m,以5cm间距采样,共采121个样,进行了粒度、总碳、无机碳、有机碳、氮含量分析,根据光释光年龄结果内插得出剖面时间跨度为10.84～4.69kaB.P.,剖面气候环境可划分为3个阶段: 10.84～10.13kaB.P. 为高湖面湿润时期; 10.13～7.45kaB.P.沉积间断,气候干旱;7.45～4.69kaB.P.罗布泊气候相对湿润,其间湖泊存在多次的收缩与扩张,湖面扩张是短时间快速完成的,湖面衰退是逐渐变化的。楼兰佛塔剖面顶部年龄为469kaB.P.,此区发现的石器基本为地表采集,年代不会早于4.69kaB.P.。

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广东四会古森林地下生态系统14 C地层年代学研究*

运用AMS-¹⁴ C定年技术,研究了被埋藏水松古木的发育和死亡时间以及土壤剖面中总有机碳的¹⁴ C表观年龄和细根的¹⁴ C年龄。结果表明:该地区的水松古木开始发育和死亡的时间大致为4~3kaB.P. 。根据土壤有机碳¹⁴ C的表观年龄,该土壤剖面的¹⁴ C年代地层可以分为3层,分别为:1)表层,2634±32~3305±29aB.P. ; 2)腐殖层,3305±29~3813±31aB.P. ; 3)基底,3813±31~4544±33aB.P. 。基底、腐殖土层和表层的沉积速率分别为0.55mm/a, 4.33mm/a和0.26mm/a。 细根的¹⁴ C年龄变化范围为2290±29~3542±28aB.P. ,较同层位的土壤有机碳的年龄年轻。腐殖层土壤中有机碳含量高达33 ％ ~46 ％ ,大多数有机碳仍处于未分解状态。该地区自4~3kaB.P.以来,环境演化可能经历了由陆到沼泽再到被水淹没最后又变成陆地的过程,植被从以水松为优势种的森林群落演化成当前以常绿阔叶林为主的森林生态群落,气候和海平面变化、地质构造运动和人类活动是这种环境演化的主要驱动因子。     

楼兰佛塔剖面10.84kaB.P.以来的环境变迁

新疆楼兰佛塔剖面(40°30.980'N,89°54.849'E)深度6m,以5cm间距采样,共采121个样,进行了粒度、总碳、无机碳、有机碳、氮含量分析,根据光释光年龄结果内插得出剖面时间跨度为10.84～4.69kaB.P.,剖面气候环境可划分为3个阶段:10.84～10.13kaB.P.为高湖面湿润时期;10.13～7.45kaB.P.沉积间断,气候干旱;7.45～4.69kaB.P.罗布泊气候相对湿润,其间湖泊存在多次的收缩与扩张,湖面扩张是短时间快速完成的,湖面衰退是逐渐变化的.楼兰佛塔剖面顶部年龄为4.69kaB.P.,此区发现的石器基本为地表采集,年代不会早于4.69kaB.P..     

石臼湖近代环境演化历史

以2007年在石臼湖采集的浅岩芯钻孔(SJH07-C1)研究近代石臼湖湖泊环境演化历史以及人类活动的影响。运用核素²¹⁰Pb和 ¹³⁷Cs进行定年,²¹⁰Pb 的CRS模式定年结果与¹³⁷Cs方法获得的年代具有较好的可比性。同时分析了岩芯沉积物的理化指标,包括烧失量、总磷、金属元素和磁化率。分析表明：  1955年以前地球化学指标表明石臼湖湖泊沉积物中人类活动信息较弱,但总磷和有机质（烧失量）开始出现增加,湖泊营养水平开始升高。1955～1969年,湖泊沉积物磁化率较高,重金属（包括铜、铅、锌和汞）含量快速增加,可能与该期开始大量使用化肥、农药有关,导致入湖污染物增加。1969～1997年期间,1969～1979年时段湖泊沉积物磁化率最高,重金属含量比较稳定,在石臼湖进行了大规模的围垦;   1979～1997年,湖泊沉积物磁化率较高但呈减少趋势,重金属含量再次快速增加,总磷增加较快,说明该阶段入湖污染物增加,湖泊营养水平也在增加。1997～2007年,磁化率较低,重金属含量保持在高水平,总磷快速增加,显示该阶段湖泊营养水平较高,但入湖物质通量在减少。     

西藏纳木错沉积物单水方解石出现前后的环境变化

2005年在西藏纳木错水下60m处钻取一支332cm的湖芯,沉积物皆为灰黑-黑色碳酸盐粘土。对湖芯1cm间隔取样并进行X射线、扫描电镜、Sr/Ca和碳酸盐含量的分析。研究发现,纳木错湖底0～258cm沉积物中出现了单水方解石,扫描电镜下该矿物晶形完好,这是个亚稳定矿物,具有重要环境意义。利用碳酸盐含量（24.12%～54.52%）、Sr/Ca比值（<0.006）、方解石中Mg含量（MgCO₃mol%<3.325%）、石膏、粘土矿物（伊利石和镁绿泥石）、单水方解石成因和沉积速率讨论了单水方解石形成前后湖泊环境的变化。2.1cal.kaB.P.单水方解石开始出现,此时纳木错湖水性质推断为pH>8.6,mol Mg/Ca>6.5,Ca²⁺和SO^2-₄离子浓度足以沉淀少量石膏,演化至现代,表层湖水性质为pH=9.4,mol Mg/Ca=10.03～15.03,SO^2-₄浓度较高,Ca²⁺含量低,不足以沉淀石膏。单水方解石出现之前的3.0～2.1cal.kaB.P.时期,沉积速率低（0.134mm/a）,蒸发作用强度不稳定,湖水温度低,矿化度呈上升趋势。该矿物出现后的2.1～1.7cal.kaB.P.时期,沉积速率快（1.639mm/a）,矿化度稳定,气温低,1.8cal.kaB.P.温度达到最低值,为气候冷事件的表现。较快的沉积速率（>1.168mm/a）是纳木错单水方解石形成的重要原因之一,碳酸盐沉积加快和入湖碎屑物质增加是沉积速率加快的主要原因。     

云南程海富营养化过程的碳氧稳定同位素示踪

近500年来程海生物成因碳酸盐δ¹⁸O和δ¹³C及其有机质δ¹³C同位素记录了程海湖泊环境由贫营养到中富营养的演化过程.碳酸盐δ¹⁸O记录显示,大约1690年程海成为封闭湖泊后,当时湖泊贫营养环境并没有发生变化,但造成了湖泊水体交换周期加长,碳酸盐δ¹³C、有机质δ¹³C及其色素含量、碳酸盐含量变化指示湖泊生产力开始增高.1911～1942年碳酸盐δ¹⁸O和δ¹³C及有机质δ¹³C突然显著偏负,表明湖泊生物种群结构发生转变,湖泊初级生产力迅速增加,湖泊由贫营养向中营养转化.湖泊沉积物色素含量及碳酸盐含量变化也记录了这一湖泊环境的转换过程.约1986年以来,随着藻类养殖业及其农业耕作方式的转变,程海水环境渐渐转变成目前的中富营养化状态.     

柴达木盆地察尔汗贝壳堤剖面年代学研究*

利用常规¹⁴ C、加速器(AMS)和²³⁰ Th等测年方法,对位于青藏高原东北部柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面化石贝壳、湖泊沉积(包括现代沉积)样品有机质(包括碱性残留和胡敏酸组分)、碳酸盐(CaCO₃)和剖面顶部石盐(NaCl)晶体在不同实验室进行了系统的实验研究,探讨了不同样品测年结果的可靠性和精确性,并通过与已有研究结果的对比,对柴达木盆地贝壳堤剖面记录的察尔汗古湖高湖面演化历史进行了探讨,得出察尔汗古湖高湖面形成于约39.7~17.5 ¹⁴ C kaB.P. ; 研究证明柴达木盆地沉积物中有机质含量很低,且主要来源于菌藻类等低等藻类和微生物,受老碳和溶解物质影响强烈,因此必须经过多种方法综合测年才能比较可靠地确定所测样品的形成年代; 测年结果的不确定性不仅来源于样品自身元素(同位素)的特性和沉积过程中再沉积作用的影响,也可能源自于放射性¹⁴ C产生过程的不稳定性; 对比发现贝壳化石老于同层位有机质¹⁴ C年龄15~18ka,这可能与柴达木盆地所处的特殊地理位置和巨大的古湖泊面积及水体有关; 同时,不平衡铀系测年在确定开放体系矿物晶体年代应用中的可靠性尚须进一步深入分析,其机理也还需要探讨和实验研究。     

柴达木贝壳堤剖面元素地球化学与环境演变

通过对柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤沉积物中酸溶与残留(酸不溶)组分中常、微量元素及其元素对的分析,并结合酸溶与残留组分中常、微量元素相关性对比,讨论了贝壳堤剖面元素地球化学指标和沉积环境之间的关系,指出酸溶组分中的常量、微量元素及其元素对可以作为湖泊和古气候演化良好的代用指标;残留组分中的元素及元素对与原岩及其风化程度紧密相关,因此,酸溶组分与残留组分中的常量和微量元素在对于环境响应模式存在一定差异,应该将二者分开研究以避免对元素所携带环境信号解译的偏差。根据元素地球化学指标重建了43.5～22.4cal.kaB.P.(39.7～17.5kaB.P.¹⁴C年代)柴达木盆地察尔汗古湖高湖面期间古气候与环境演变过程:43.5～31.7kaB.P.期间酸溶组分中元素含量总体较低,残留组分中元素含量相对较高,且湿润度值((Fe₂O₃+Al₂O₃)/(MgO+CaO),或H)处于高值段,而Ca/Mg,Fe/Mn和Rb/Sr则处于低值段,指示了温暖湿润的气候环境,古湖泊水体增加;其中37.8～31.7kaB.P.期间酸溶组分中元素含量多出现最低值,残留组分中元素含量富集,H值较高,而Ca/Mg,Fe/Mn和Rb/Sr此段均值最小,表明此时为环境的最适宜期,此期间降雨充沛,湖泊处于高湖面;在31.7～22.4kaB.P.期间酸溶组分中元素含量普遍较高,残留组分中元素含量相对富集,且Ca/Mg,Fe/Mn和Rb/Sr处于高值段波动,H值处在低值段,指示气候环境恶化,降水逐渐减少,古湖泊水体萎缩;在约22.4kaB.P.气候快速恶化,形成石盐结晶,高湖面历史结束。柴达木盆地该期高湖面及其演化过程可与腾格里沙漠和额济纳盆地-巴丹吉林沙漠高湖面记录进行对比,揭示了大范围气候变化的历史。     

猪野泽记录的季风边缘区全新世中期 气候环境演化历史*

通过季风边缘区石羊河古终端湖猪野泽QTL剖面年代学及沉积物粒度、碳酸盐、有机碳、碳氮比和有机质稳定同位素等多项气候代用指标的综合分析,建立了季风边缘区9~3cal.kaB.P. 的古气候演化序列。结果表明,9cal.kaB.P. 到7.8cal.kaB.P. 期间,流域的水分条件和温度逐渐上升,植被状况好转,此时气候逐渐转暖湿;而在7.8~7.5cal.kaB.P. 出现了显著的百年尺度的干旱事件,沉积物主要以砂质沉积为主,此时湖泊生产力显著下降;全新世期间最为暖湿的气候适宜期出现在7.5~5.0cal.kaB.P.;约5.0cal.kaB.P. 以来,该区域出现了较为明显的干旱化趋势。另外,对猪野泽地区的白碱湖的湖泊地貌学和年代学研究表明该区域在7.5~5.0cal.kaB.P. 出现了3次高湖面,并且湖岸堤时序变化指示了全新世后半期湖泊逐渐退缩的过程进而指示该区域出现了显著的干旱化趋势。     

青海格尔木三岔河组年龄测定与昆仑古湖发育

文章主要研究和讨论青海省格尔木市昆仑河第五级阶地的三岔河组河湖相沉积,特别是其上部的一套典型的湖相沉积。根据野牛沟和纳赤台西北两剖面三岔河组沉积样品的ESR和U系法年龄测定结果,三岔河组堆积于约355～95kaB.P.间,而被称为昆仑古湖的湖相沉积大致开始于约 200～160kaB.P.（ESR）或约150kaB.P.（U系）,结束于约 150～120kaB.P.（ESR）或约95kaB.P.（U系）左右,其中深湖时期约为190kaB.P.（ESR）或约110～100kaB.P.（U系）左右。此外,纳赤台东北昆仑河第三级阶地剖面上部的湖相沉积,则是约90(ESR)/72～25kaB.P.（U系）的末次冰期期间形成,可称为纳赤台古湖。根据昆仑古湖湖相沉积地层中的沉积构造和所发现的介形类化石,讨论了湖泊的沉积环境;根据区域对比,认为三岔河组发育于约355～95kaB.P.,而其中约120～95kaB.P.的末次间冰期的早中期则是昆仑古湖的发育时期与青藏高原的羌塘东湖等古大湖发育早期的最高湖面时期,而40～30kaB.P.的MIS3的后半段只是这些大湖分解过程中的一个阶段。     

18.5kaB. P.以来东北四海龙湾玛珥湖全岩有机碳同位素记录及其古气候环境意义

结合含水量、TOC含量和TOC/TN比值变化曲线,18·5kaB·P·以来的四海龙湾玛珥湖沉积物全岩有机碳同位素组成（^δ13C_TOC）记录可划分为3个阶段:1)末次冰期晚期（18·5～14·7kaB·P·）,^δ13C_TOC值偏正,变化范围为-29·50‰～-26·18‰,平均值约为-28·10‰;2)末次冰消期（14·7～11·7kaB·P·）,^δ13C_TOC值显著偏负,变化范围为-33·92‰～-28·40‰,平均值约为-31·75‰,在^δ13C_TOC值变化曲线上表现为一个低谷,但在类似YoungerDryas的冷干事件期间（12·7～11·7kaB·P·）,^δ13C_TOC值再次显著偏正,最高可达-28·4‰;3)全新世以来（11·7kaB·P.至今）,^δ13C_TOC值变化幅度不大（-30·85‰～-27·37‰）,基本上都在平均值-29·1‰左右。研究表明,大气CO₂浓度变化是影响18·5kaB·P·以来四海龙湾玛珥湖^δ13C_TOC值变化的主导因素。     

黄河源地区优云湖相地层环境代用指标反映的古环境变化

通过对黄河源地区优云湖相地层剖面的研究,综合分析了剖面的粒度、碳酸盐含量、磁化率、TOC、N和C/N比值环境代用指标,获得了这一地区中更新世中晚期古湖泊环境变化记录。结果显示该古湖泊465～219 kaB.P.期间可能经历了深湖-滨浅湖-深湖-浅湖-深湖5个湖泊演化过程。465～435.2 kaB.P.期间,降水量较多,入湖径流多,气候比较冷湿,为深湖环境;435.2～367.3 kaB.P.期间,入湖径流减少,湖水水动力减弱,环境温度较低,湖泊营养状态较差,有机物主要是陆源物质,为浅湖环境;367.3～284.6 kaB.P.期间,环境温度逐渐增高,湖泊的营养状态好转,湖泊水体体积逐渐增大,为深湖环境;284.6～228.2 kaB.P.期间湖泊为浅水环境,但环境温度低,湖泊的营养状态差,湖泊水体体积逐渐增加,后期向深湖转变;228.2～219.0 kaB.P.期间,环境温度低,湖泊的营养状态差,湖泊水体体积逐渐增加,为深湖环境。优云地区中更新世中晚期的环境代用指标在约370 kaB.P.和约250 kaB.P.发生突变,这两次突变分别与深海氧同位素曲线MIS11向MIS10转变时期和MIS8向MIS7转变时期相对应,反映该区及青藏高原东北部的气候环境演变特征具有全球变化特征。     

腾格里沙漠南缘末次冰消期气候不稳定性记录

通过对红水河剖面元素地球化学和孢粉以及地层岩性的分析,在讨论了沉积地层连续性和记录完整性的基础上,重建了腾格里沙漠南缘末次冰消期的气候环境演变序列。结果表明,沉积物中Ca,Fe,Mg,K,Na和Mn等元素含量的变化以及结合其不同的孢粉组合,不仅与沉积环境紧密相关,而且可以很好地揭示该地区晚冰期以来气候环境变化的基本特征和历史,显示研究区在13.6～9.7cal.kaB.P.期间主要经历了以下几个阶段: 13.60～13.08cal.kaB.P.,12.75～12.20cal.kaB.P.和 11.60～10.45cal.kaB.P.期间气候较温暖湿润;  13.08～12.75cal.kaB.P.和10.45～9.70cal.kaB.P.期间气候相对冷干;  而在12.2～11.6cal.kaB.P.期间,则表现相对冷湿。自11.6cal.kaB.P.之后,研究区进入全新世暖期,元素Ca,Fe,Mg,K,Na及Mn的含量和孢粉A/C比值变化曲线均表明在全新世初期气候波动频繁,并在11.3cal.kaB.P.和10.5cal.kaB.P.左右出现较强的冷波动。通过与其他研究区地质记录对比,指出研究区腾格里沙漠南缘末次冰消期气候环境变化尽管存在一定的区域特点,但基本格局与全球气候变化一致。