三门峡会兴沟剖面黄土—古土壤序列的岩石磁学研究

岩石磁学是古地磁学和环境磁学研究的基础,是鉴定岩石和沉积物中磁性矿物种类、粒度和含量的有效途径。对黄土高原东南部三门峡盆地的水沟—会兴沟旧石器遗址会兴沟剖面黄土—古土壤序列(S_0~S_8)进行系统的岩石磁学研究表明:本剖面沉积物的主要载磁矿物为磁铁矿、磁赤铁矿和赤铁矿,显示准单畴(PSD)磁性颗粒特征。所有磁学参数曲线均表现出基本一致的变化特征,与深海氧同位素曲线能够很好的对应,反映了第四纪以来的冰期—间冰期旋回中,东亚季风影响下的风尘黄土堆积中磁性矿物种类、粒度和含量的周期性变化特征。黄土中高矫顽力磁性矿物的相对含量要高于古土壤中的,而随着成土作用的加强,在古土壤中细粒的低矫顽力磁性矿物显著增加的同时,其中高矫顽力磁性矿物的绝对含量也相应增加。质量磁化率(χ)与非磁滞剩磁磁化率(χ_(ARM))和饱和等温剩磁(SIRM)及磁粒度参数χ_(ARM)/SIRM和χ_(ARM)/χ均呈明显的正相关关系,表明由成土作用产生的单畴(SD)颗粒和较小PSD颗粒对磁化率增强有显著的贡献。     

阿勒泰地区表土磁学特性及变化机制研究

现代表土的磁学性质反映了物源、成土过程与气候环境之间的重要信息,对认识磁学参数在气候环境研究中的应用有重要意义.干旱区表土的磁学特性表现出极大的复杂性和差异性,为了理解不同气候和环境条件下表土磁学参数的特性、变化机制及控制因素,选择位于新疆北部阿勒泰地区不同景观带的表土样品作为研究对象.通过详细系统的环境磁学分析,并结合X衍射和粒度等方法,结果表明磁性矿物来源相对稳定,磁学性质主要由来自源区的粗颗粒软磁性矿物所主导,xif(低频磁化率)和SIRM(饱和等温剩磁)与磁性颗粒表现出正相关的关系,磁性矿物浓度越大,磁畴颗粒越粗;反之,浓度越低,颗粒越细.磁性矿物的浓度和颗粒大小在不同景观带表现出一.定的差异,荒漠带表土中磁性矿物的浓度较高,磁畴主要为粗颗粒的PSD(准单畴)+MD(多畴),而其他景观带(森林、灌丛、草原和湿地)矿物浓度明显较低,磁畴也相对较细.相比较,其他景观带表土受后期改造作用比荒漠区强,主要是由于在海拔升高到1300m之后,区域气候环境因素(如气温、降水以及蒸发)发生明显变化,导致强磁性矿物的破坏,土壤矿物浓度和粒径发生变化,磁性降低.成壤作用形成的SP(超顺磁畴)颗粒相对较少.     

西菲律宾海GX149柱状样沉积物磁学性质及其环境意义

对取自西菲律宾海西部的GX149柱状样沉积物进行详细的环境磁学研究,揭示其蕴含的环境意义和物源信息。岩石磁学结果表明,GX149柱状样沉积物中携磁矿物以低矫顽力磁铁矿为主;反映磁性颗粒粒径的King图与Day图显示沉积物中磁性矿物以准单畴(PSD)为主。剖面上磁学参数变化明显,以磁性矿物粒径参数(χARM/χ)作为替代指标反演古气候变化结果显示:冷期沉积物中磁性矿物含量相对更高,粒径更粗,高矫顽力矿物含量增加;而暖期沉积物中磁性矿物含量相对较低,粒径更细,高矫顽力矿物含量降低。干燥、寒冷、风大的冷期气候下,东亚季风携带的粉尘输入增加导致沉积物中高矫顽力矿物含量增多;而温暖湿润的暖期,沉积物中风成粉尘输入减少,高矫顽力矿物含量降低。GX149柱状样沉积物与西菲律宾海其他区域以及南海沉积物相似的磁学特征,相同的冰期-间冰期旋回趋势说明沉积物磁学特征对气候变化的响应在东亚地区具有共性。     

还原成岩作用对磁性矿物的影响及古气候意义:以长江口水下三角洲岩芯YD0901沉积物为例

本文对长江口水下三角洲岩YD0901(31°11′N,122°30′E)中0～34.22m的沉积物进行高分辨率岩石磁学研究,结果表明:阶段Ⅰ (0 ～ 8m)中磁性矿物含量高,含有磁铁矿、赤铁矿及少量的硫化物;阶段Ⅱ(8.0～34.2m)中磁性矿物含量低,磁性矿物包括粗颗粒磁铁矿、赤铁矿和铁的硫化物.磁参数结果指示了沉积物垂向上氧化还原环境的改变,由还原环境(阶段Ⅱ)转为氧化环境(阶段Ⅰ).受成岩作用影响,阶段Ⅱ中的细颗粒的磁铁矿颗粒被溶解而生成铁的硫化物,但是粗颗粒磁铁矿和赤铁矿受成岩作用影响较小,可以提取原生的古气候信息.根据磁性矿物含量和矫顽力的变化在1300年至7000年之间识别出4个气候突然变冷事件,沉积物磁性矿物矫顽力反映的气候变化周期为800年和220年.     

德国Chiemsee湖磁性细菌干湖泥的磁学性质

对经历过实验室磁性细菌培养的Chiemsee湖的4块干湖泥样品进行了磁学参数、粒度和XRD测量,结果表明样品中的主要磁性矿物以磁铁矿为主,并含有少量的硫铁矿.培养深度1～ 2cn处的样品在磁化率、百分比频率磁化率、无磁滞剩磁、饱和磁化强度和矫顽力等磁学特征上表现出和其余样品差别较大,分析认为这种差异可能是由于该层位的样品受到较多的磁性细菌产生的磁小体影响所致.样品的低温饱和剩磁测量表明样品中除了单畴(SD)磁铁矿之外,还存在多畴(MD)磁铁矿颗粒,利用粒度频率分布曲线对沉积物的来源进行了分析,表明Chiemsee湖的沉积物可能主要是沉积在湖泊周围的一些风积物在地表水流作用下,与一些粗粒级沙粒一并进入湖泊所形成,样品中的粗粒多畴磁铁矿可能是这些沉积物所携带的,与后期的磁性细菌关系不大.因此,沉积物中的磁学信号除了磁性细菌产生的磁小体的贡献以外,其他物源沉积物的贡献显然也是不可忽略的重要因素.     

中亚地区现代表土磁学特征及其古环境意义*

在中国西北地区主要沙漠、绿洲和戈壁及蒙古国南部戈壁等亚洲中部粉尘源区采集了表土(包括沙漠和土壤)样品,系统分析了样品的磁学性质(包括磁化率、无磁滞磁化率、等温剩磁、磁滞回线和热磁曲线)。结果表明,中亚地区表土样品中主要磁性矿物是铁磁矿,含有赤铁矿和磁赤铁矿,并伴有少量顺磁性矿物;磁性矿物粒度主要是准单畴(PSD)和多畴(MD),超顺磁性颗粒含量较低,接近于中国西部黄土地层含量。中亚地区表土磁性矿物含量总体都较低,磁性矿物含量在空间上与降雨量成正比。研究结果指示西部地区(准噶尔盆地和南部塔里木盆地)表土样品较北部地区(鄂尔多斯高原、阿拉善高原以及蒙古高原)表土样品,其粗颗粒磁性矿物含量高,而细颗粒磁性矿物含量低。本研究结果为黄土地层古土壤磁性增强源自成土过程提供了最直接的证据。     

花岗岩上发育的亚热带红土岩石磁学特征

本文对发育于花岗岩上的两个亚热带红土剖面进行了系统的岩石磁学研究,测试了磁化率、频率磁化率、等温剩磁、非磁滞剩磁、磁滞回线等常温磁学参数,选取代表性样品进行了高低温岩石磁学分析,拟探讨亚热带红土磁性矿物的特征及湿热环境下土壤中磁性矿物的转化规律。实验结果表明:亚热带红土的强磁性矿物为磁铁矿、磁赤铁矿;弱磁性矿物为赤铁矿和针铁矿,滞水土层中含有纤铁矿。花岗岩具有较强的磁性,在其上发育的红土也因此具有较强的磁性。花岗岩中的亚铁磁性矿物的磁畴以多畴占主导地位,随着风化强度的增强,逐渐形成较细粒的超顺磁与单畴磁性矿物。亚热带红土中的磁赤铁矿与位于半干旱区黄土高原成土作用形成的磁赤铁矿存在着磁学性质上的差异,表现为具有更高的居里点(约600℃和640℃),可能说明亚热带红土中的磁赤铁矿粒径更粗。两个剖面在磁学性质上存在着明显的差异,泉州剖面磁性矿物以磁铁矿为主,磁化率最高可达1823×10~(-8)m~3/kg,平均值为1033.1×10~(-8)m~3/kg,具有较低的剩磁矫顽力;福州剖面磁性矿物以磁铁矿和部分热稳定磁赤铁矿为主,磁化率最高为385.73×10~(-8)m~3/kg,平均值为91.5×10~(-8)m~3/kg。基于磁学参数分析,认为母质与后期成土作用共同造成了两个剖面的磁学性质差异,但后者起主导作用。磁化率在两个剖面中,均随着深度减小而减小,与温带地区表层土磁化率增强有很大区别。湿热环境条件下,强磁性矿物溶解或转化为弱磁性矿物的程度主导剖面磁化率变化。     

热带西太平洋沉积物的环境磁学特征对东亚冬季风的响应

西太平洋暖池(Western Pacific Warm Pool,WPWP)指位于热带太平洋中、西部(包括南海南部和苏禄海)年平均水温超过 28 ℃的广大海域。由于巨厚的表层暖水覆盖,西太平洋暖池成为全球热量和水汽交互的重要源区,对驱动温盐环流、调节全球气候变化具有重要作用。东亚冬季风(EAWM)是全球气候系统中最活跃的组成部分之一,它可能会通过寒潮侵入热带地区,引起深层对流,以此加强暖池区的对流活动和降水异常,从而影响赤道地区的潜热释放。但地质历史时期西太平洋暖池与东亚冬季风的相互作用关系尚不明确。由于东亚冬季风携带的风尘中往往包含有大颗粒的高矫顽力磁性矿物,我们可以通过沉积物中磁性矿物的组合、含量、颗粒大小和形态变化,分析不同时间尺度上气候环境变化和风尘物质的输入情况,进而反演东亚冬季风的强度变化。本文对取自热带西太平洋B10钻孔的岩心样品进行了环境磁学测试,以揭示地质历史时期西太平洋暖池沉积物环境磁学特征对东亚冬季风的响应。实验结果表明,沉积物中的主要载磁矿物为低矫顽力的磁铁矿,属于亚铁磁性矿物,并含有少量高矫顽力磁性矿物。沉积物中的磁性颗粒以准单畴(PSD)颗粒为主。高矫顽力的磁性矿物含量和细颗粒磁铁矿相对含量在冰期和间冰期呈现出显著相对变化,对东亚冬季风的变化有敏感响应:冰期沉积物中高矫顽力矿物含量增多,磁性颗粒粒径变大;间冰期沉积物中高矫顽力矿物含量降低,磁性颗粒粒径变细。在干燥、寒冷的冰期,由风尘携带而来的高矫顽力磁性矿物相对含量增加,沉积物中的磁性颗粒粒径变大,反映冰期东亚冬季风强度增大;在气候温暖湿润的间冰期,风尘的输入量较小,由风尘携带的高矫顽力磁性矿物含量相对较低,沉积物中的磁性颗粒粒径变小,反映间冰期东亚冬季风的强度减弱。     

南非巴伯顿绿岩带条带状铁建造岩石磁学及磁性矿物的组成特征

条带状铁建造(BIFs)中含有大量的亚铁磁性矿物,其组成及来源是认识BIF成因的重要依据。本文研究了南非巴伯顿绿岩带无花果树群(距今约32亿年)恩圭尼亚组的BIFs样品的磁学和矿物学特征。通过测量富铁层与富硅层的磁滞回线、等温剩磁获得曲线与退磁曲线、矫顽力谱分析、一阶反转曲线(FORC)、低温(20～300K)有场/无场冷却曲线以及k-T曲线、Lowrie三轴热退磁曲线,结合扫描电镜观测,揭示出研究样品中磁性矿物主要为赤铁矿和磁铁矿。基于矫顽力谱分析,富铁层中磁铁矿主要是多畴及假单畴颗粒,相对含量平均为2. 1%;赤铁矿的相对含量平均为97. 9%。富硅层中磁铁矿主要为假单畴及超顺磁性颗粒,相对含量平均为4. 6%;赤铁矿相对含量平均为95. 4%。测试样品具有Morin转变特征,转变温度介于250～260K,说明BIFs中主要为赤铁矿(0. 5～6mm)。富硅层样品出现～107K、～125K两个Verwey转变温度,表明其中可能存在生物成因和非生物成因两种类型磁铁矿。     

直流场和交变场对泥岩磁化率的影响

磁化率值不仅受控于天然岩石和环境物质中磁性颗粒的组合特征,还与实验室内的处理过程有关,包括热处理过程和加场处理过程.热处理过程通常改变磁性矿物的类型,使样品的磁化率值发生明显变化,因而备受关注.但加场处理过程对样品磁化率的影响在于改变其中所含磁性颗粒的磁畴结构,这种变化是微观的,目前尚未受到应有的重视.本文选择8块泥岩样品进行了加场处理对其磁化率影响的研究.样品取自松辽盆地松科1井青山口组一段,主要携磁矿物为准单畴( PSD)或多畴(MD)磁铁矿.在逐步获得等温剩磁直至饱和的过程中,逐步测量样品的磁化率值.随后对其进行单轴系统交变退磁,逐步测量剩磁后,完成磁化率测量.结果发现:1)直流场使样品的磁化率值增大.在低于50mT的外加场中,随外加场的增强,样品的磁化率值快速增大;之后,随外加场的增强,样品的磁化率值基本不变,直到600mT; 600mT ～ 1T之间样品的磁化率值又大幅增大;最终,样品的磁化率较初始值(x0)增大0.84％ ～ 3.40％.这种磁化率值的增大受控于样品内PSD或MD磁铁矿磁畴结构的改变,与磁铁矿的含量无关.2)样品获得SIRM后进行的逐步交变退磁使其磁化率值有所降低,随交变场的增强,其降低的幅度也增大,但是,交变场达到100mT时,样品的磁化率值仍较x0高.经逐步交变退磁后,样品的磁化率较x0增加0.03％ ～ 2.42％.因而,天然样品在进行磁化率测量之前,不能将其置于任何直流场或交变场中处理.     

河北省阳原盆地井儿洼钻孔磁化率、粒度反映的环境意义

根据河北省阳原盆地井儿洼钻孔岩芯湖相沉积物的粒度特征,划分出大约0.2Ma以来,井儿洼地区经历了湖沼-浅湖-滨浅湖-滨湖的演化过程,其中至少存在8个高-低水位变化旋回。湖泊不同的演化阶段应用不同的粒级颗粒含量来作为环境指标。在滨湖环境下,50~100μm,>50μm及中值粒径具有良好的环境指示意义;浅湖环境中,<5μm或2~50μm的细颗粒是较好的指标。不同的沉积相中,磁化率的强度与分粒级颗粒含量的相关性不同:滨-浅湖相中磁化率强度与粗粒沉积物呈正相关;湖滨沼泽相中磁化率强度与细粒含量呈正相关;咸化滨湖中磁化率与粒度基本不相关。      

末次冰消期以来赛里木湖沉积记录的气候突变

末次冰消期以来的气候突变事件的时空变化特征及其区域响应是古气候环境变化研究的重要内容,然而亚洲中部干旱区末次冰消期以来的气候突变记录较少,尤其缺少末次冰消期期间快速转暖过程的区域响应.本研究通过对位于亚洲中部干旱区的新疆西天山中部亚高山湖泊赛里木湖湖心采得的长300 cm的SLM2009钻孔沉积物的碳酸盐含量和粒度变化特征的分析,在 14 个 AMS 14C测年数据的基础上,探讨了末次冰消期约23. 4 cal. ka B. P.以来亚洲中部干旱区的气候突变事件记录及其区域响应过程.结果表明:赛里木湖湖心钻孔沉积物完整记录了 H1 ( 17. 5 ~ 15. 2 cal. ka B. P.)、 YD ( 12. 6 ~ 11. 7 cal. ka B. P.)冷事件以及 B-A ( 15. 2 ~12. 9 cal. ka B. P.)暖事件等末次冰消期气候突变事件以及全新世以来的10. 5 ka、 8. 2 ka、 5. 5 ka、 4. 2 ka、 2. 8 ka和小冰期冷事件,这与亚洲中部干旱区已有的气候突变事件记录相吻合,表明末次冰消期以来亚洲中部干旱区具有相似的气候突变演化模式.同时这些气候突变事件与高纬冰芯以及低纬石笋氧同位素记录的一致性则表明气候突变具有全球性影响,受相同的成因机制因素控制.     

班戈错晚第四纪湖泊发育、湖面变化与藏北高原东南部末次大湖期湖泊演化

班戈错是因湖面阶段性下降而于晚更新世末期从母湖色林错东部分离出来的小离湖.2003年5-7月,我们对班戈湖沿岸进行了详细的地貌与第四纪地质调查,湖面高程及6条剖面湖岸阶地的水准测量,并采集了沿岸及邻区的湖相沉积物样品进行U系年龄测定.研究结果表明,班戈错湖岸阶地共6级,其中T1为与色林错分离后所形成,T2至T6的拔湖高...     

镇江下蜀土的岩石磁学特征及磁化率变化机制

对镇江59.4m厚的下蜀土剖面的磁化率、χ-T曲线、等温剩磁获得曲线和磁滞回线等岩石磁学性质进行了研究,结 果表明：1）全剖面磁化率变幅较大,变化于（6.4~186.3）×10-8m3·kg-1之间;其中,剖面下段（24~59.4m）平均值为 34.7×10-8m3·kg-1,远低于上段（0~24m）的平均值126.1×10-8m3·kg-1;2）代表性样品的岩石磁学特征大致可以分为两类： 一类具有较高的磁化率,χ-T曲线呈明显的磁铁矿的居里点特征,IRM获得曲线在300mT时接近饱和,反向场退磁曲线显 示具有较低的剩磁矫顽力（25~40mT）,磁滞回线表现出细高的形状,在600~800mT之间闭合,显示含有较多的亚铁磁性 矿物（如磁铁矿和磁赤铁矿）;另一类样品则具有较低的磁化率,χ-T曲线初始磁化率较低,IRM获得曲线在300mT时达到 饱和剩磁的69%~82%,具有较高的剩磁矫顽力（70~135mT）,磁滞回线呈蜂腰状,提示含有较少的亚铁磁性矿物和较多的 高矫顽力矿物（如赤铁矿和针铁矿）,且可能含有铁的硫化物;3）岩石磁学特征表明下蜀土堆积的不同时段可能受到不同 环境的控制,中更新世中期之前曾出现多期过度湿润的气候条件,导致成土环境偏向还原条件,磁铁矿和磁赤铁矿逐渐转 化为弱磁性矿物,使得磁化率异常降低,与西伯利亚黄土变化模式类似;中更新世中晚期以来则以较干燥的氧化环境为 主,主要受成壤作用控制,有利于细小磁铁矿和磁赤铁矿的生成,与中国黄土高原的成土模式相似。     

西藏纳木错地区约120kaBP以来的古植被、古气候与湖面变化

西藏纳木错湖相沉积的U系和^11C测年结果表明，湖泊沿岸的6级湖岸阶地及拔湖约48～139．2m的高位湖相沉积形成于约120ka BP以来的晚第四纪。本文根据该套湖相层的发育和其中的孢粉组合特征对纳木错地区约120ka BP以来的湖面变化与古植被、古气候变迁进行了探讨。结果表明，纳木错地区晚更新世以来经历了频繁的湖面波动、气候的冷暖与干湿变化以及森林—草原与草原植被的交替演化。其总体特征是：约115．9ka BP时，纳木错湖面最高。在116～78ka BP期间，该区气候温和凉爽或温和偏湿，植被以疏林草原与森林草原或森林的交替出现为特征，湖面经历了较大幅度的波动，但基本保持在拔湖140～88m之间。在78～53ka BP期间，该区气候干冷，植被以疏林草原为主，湖面大幅度下降，并在拔湖约36～48m之间波动。约53～32ka BP期间，气候转为温暖偏湿或温暖湿润，湖面波动于拔湖约15～28m之间，波动较为频繁。与阶地的发育相对应，该时期内包含了3次明显的暖期和湖面波动过程，区域植被主要以松、蒿、桦为主，为含一定量的冷杉的森林。其中36ka BP左右气候最温暖湿润，区域内可能出现针叶林或针阔混交林。约32～12ka BP期间，该区气候最为干冷，古植被以草原和疏林草原为主，湖面再次发生较大幅度的下降，最低可至拔湖约8m处，但通常维持在拔湖约12～17m之间。约11．8～4．2ka BP期间，气候整体较为暖湿，其中在约8．4～4．2ka BP期间气候最温暖湿润，该区可能发育针叶林或针阔混交林，湖面波动于拔湖2～9m之间，整体波动幅度较小，但波动最为频繁。区域气候对比发现，纳木错地区的冷、暖气候变化过程与整个青藏高原乃至北半球的气候变化基本是一致的，特别是阶地下切所反映的湖面退缩过程与北大西洋的Henrich冷事件之间具有很好的对应关系。     

Testing polymineral post-IR IRSL and quartz SAR-OSL protocols on Middle to Late Pleistocene loess at Batajnica,Serbia

The loess–palaeosol sequence of Batajnica (Vojvodina region, Serbia) is considered as one of the most complete and thickest terrestrial palaeoclimate archives for the Middle and Late Pleistocene. In order to achieve a numerical chronology for this profile, four sets of ages were obtained on 18 individual samples. Equivalent doses were determined using the SAR protocol on fine (4–11 μm) and coarse (63–90 μm) quartz fractions, as well as on polymineral fine grains by using two elevated temperature infrared stimulation methods, pIRIR₂₉₀ and pIRIR₂₂₅. We show that the upper age limit of coarse quartz OSL and polymineral pIRIR₂₉₀ and pIRIR₂₂₅ techniques is restricted to the Last Glacial/Interglacial cycle due to the field saturation of the natural signals. Luminescence ages on coarse quartz, pIRIR₂₂₅ and pIRIR₂₉₀ polymineral fine grains are in general agreement. Fine quartz ages are systematically lower than the coarse quartz and pIRIR ages, the degree of underestimation increasing with age. Comparison between natural and laboratory dose response curves indicate the age range over which each protocol provides reliable ages. For fine and coarse quartz, the natural and laboratory dose response curves overlap up to ~150 and ~250 Gy, respectively, suggesting that the SAR protocol provides reliable ages up to c. 50 ka on fine quartz and c. 100 ka on coarse quartz. Using the pIRIR₂₂₅ and pIRIR₂₉₀ protocols, equivalent doses up to ~400 Gy can be determined, beyond which in the case of the former the natural dose response curve slightly overestimates the laboratory dose response curve. Our results suggest that the choice of the mineral and luminescence technique to be used for dating loess sediments should take into consideration the reported limited reliability.     

Formation of the Upper Pleistocene terraces of Lake Van (Turkey)

Sedimentological and geomorphological studies of terraces around Lake Van (1647 m) provided a preliminary framework for lake‐level variations. The elevations of terraces and past lake level were measured with a differential global positioning system. A chronology is developed using ²³⁴U/²³⁰Th dating of travertines, ³⁹Ar/⁴⁰Ar dating of pyroclastites and ¹⁴C dating of organic matter. Facies and stratigraphic correlations identify four transgressions (C1′, C1″, C2′ and C2″), each followed by a regression which ended with low lake levels that caused river incision and terrace formation. Evidence of the oldest transgression (C1′) is found in the uppermost reaches of valleys up to 1755 m, an altitude higher than the present lake threshold (1736 m). This C1′ transgression may be related to pyroclastic flows which dammed an outlet located in the western part of the lake basin and which is dated to before 105 ka. After 100 ka, a second transgression (C1″) reached 1730/1735 m, possibly related to a younger ignimbrite flow, in association with high water inflow (warm and/or wetter conditions). The two younger transgressions reached 1700–1705 m. The first one (C2′) is dated to 26–24.5 cal. ka BP and the second one (C2″) to 21–20 cal. ka BP. Available data suggest that the long‐term lake‐level changes responded mainly to climate oscillations. Additional events such as river captures caused by volcanic falls filling valleys, tectonism, erosion and karstic diversion may have impacted these long‐term lake‐level changes. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

西藏玛旁雍错沉积揭示的晚冰期以来环境变化

玛旁雍错位于青藏高原西南部,是研究印度季风演化的理想地区之一。利用活塞采样器在玛旁雍错75 m水深处获取了一根4.69 m长岩芯,利用^210Pb和AMS^14C测年确定了岩芯的年代,根据元素含量(XRF扫描)、总有机碳(TOC)、总无机碳(TIC)和总氮(TN)等代用指标,重建了该地区14 cal.ka B.P.以来气候环境变化。结果显示,冰消期(14~12 cal.ka B.P.),TOC和TIC含量变化显示了湖区环境整体上较为暖湿;12.0~11.4 cal.ka B.P.,径流明显减弱,可能是新仙女木事件的反映;早中全新世(11.4~3.4 cal.ka B.P.),湖区环境整体上以暖湿为主,气候有所波动,出现了两次冷事件(10.2~9.8 cal.ka B.P.和8.2 cal.ka B.P.左右),7.4~6.6 cal.ka B.P.,出现了一个暖时期;晚全新世(3.4~0 cal.ka B.P.),湖区环境整体上趋向于干旱化,并伴有两次相对湿润时期(2.6~2.0 cal.ka B.P.和1.4~1.0 cal.ka B.P.)。玛旁雍错环境变化表明,晚冰期以来(14.0~3.4 cal.ka B.P.),受到太阳辐射的影响,印度季风带来的降水以及冰川融水较多,湖区环境较为湿润,整体上有利于内源生物的生存;晚全新世(3.4~0 cal.ka B.P.),北半球夏季太阳辐射量减少,印度季风减弱,径流减弱,湖区环境朝干旱化方向发展。     

青藏高原北部冰前湖沉积记录的中晚全新世冰川活动

青藏高原的冰川为亚洲地区大多数人口提供了重要的水资源,研究青藏高原的冰川活动历史有助于预估未来气候变化条件下的冰川响应。本文通过对羌塘腹地布若错沉积物岩芯的粒度、元素以及总有机碳等指标进行分析,重建了该流域中晚全新世以来的冰川活动历史。结果表明,布若错流域在5.2~4.0 cal.ka B.P.期间,冰川退缩,气候相对温暖;然而,4.0 cal.ka B.P.以来环境逐渐变干,印度季风持续减弱;随着3.2 cal.ka B.P.左右大规模的冰川前进,布若错流域进入新冰期,并受到较强西风的影响,气候寒冷干旱;1.3 cal.ka B.P.以来,流域内冰川仍然维持着较大规模,然而湖面却略有升高,可能反映了西风带来了一定的降水。此外,该流域存在4次显著的冰川前进事件,它们分别发生在3.6~3.4 cal.ka B.P.、3.2~2.3 cal.ka B.P.、1.9~1.7 cal.ka B.P.和0.4~0.1 cal.ka B.P.。这4次冷期与青藏高原其他古气候记录对应较好,这种频繁发生的冷事件可能与太阳辐射的长期衰减以及太阳活动的周期性变化有关,热带辐合带的持续南退是季风持续减弱的重要原因;此外,中晚全新世北大西洋的气候变化通过增强的西风环流对该流域产生影响。     

北京市昌平区钻孔岩芯的磁化率与粒度组份变化的相关性研究

以昌平区钻孔岩芯为例,分析沉积物粒级组分与磁化率大小变化的相关性。从厚约150 m的剖面选取590多个样品,分别测试从0.5~500 μm各个粒度区间颗粒的百分含量和磁化率。通过计算它们之间的相关关系,认为湖相沉积物磁化率的变化与0.5~30 μm间细粒物质的含量,特别是与0.5~10 μm区间悬浮物质的含量反相关,而与65~500 μm间较粗粒物质的含量正相关。这种相关性与黄土沉积刚好相反,反映了二者之间磁化率不同的变化机制, 蕴涵着一定的古气候信息。