萨拉乌苏河流域MGS1层段微量元素记录的全新世千年尺度的气候变化

本文以毛乌素沙漠东南缘萨拉乌苏河流域米浪沟湾剖面MGS1层段为代表,试图通过对其的微量元素分析结果探讨该地全新世千年尺度的气候变化.在分析的14种微量元素中,除Cr和Zn以外的12种元素P、Pb、Rb、Nb、Zr、V、Sr、Cu、Ni、As、Ba、Co含量在MGS1剖面的垂直方向上具有这样的分布规律:元素含量值在沙丘砂...     

萨拉乌苏河流域地层沉积时代及其反映的气候变化

萨拉乌苏河流域位于我国北方沙漠/黄土过渡带和生态脆弱带,它对全球变化反映非常敏感,是研究全球变化的理想区域。本文根据地质测年、气候地层对比,以及地层中气候代用指标的分析,将萨拉乌苏河流域地层和气候变化划分为全新统的风成相与湖相沉积(0~11.5kaBP),早、中期气候较暖湿,晚期气候较干旱;上更新统城川组的风成相沉积(11.5~80kaBP),气候干旱寒冷;上更新统萨拉乌苏组的湖相沉积(80~140kaBP),气候温暖较湿润;中更新统上部的河流相与风成相互层(140~190kaBP),气候冷干与温凉半干旱波动;中更新统上部的冲洪积沉积(190~220kaBP),气候较暖湿等阶段。指出自中更新世晚期以来气候发生频繁波动,无论是暖湿还是冷干阶段,气候都波动频繁,气候变化不稳定性明显。     

内蒙古萨拉乌苏河流域第四系更新统上部萨拉乌苏阶基本特征剖析

本文概述了对内蒙古萨拉乌苏河流域酒房台剖面更新统上部年代地层-萨拉乌苏阶初步研究的成果.萨拉乌苏阶底部为黄棕色砂层.底界年龄暂定为150 ka.顶界年龄约10 ka,萨拉乌苏阶上部与下部界线年龄约75 ka.萨拉乌苏阶下部以湖沼相沉积为主,夹风、河流堆积物:上部以风成砂为主,夹湖沼相沉积物.150 ka以来该区经受3次水体扩张3次风砂侵入.阶内代表性的古脊椎动物化石,下部是:鄂尔多斯人(即河套人)、主氏水牛、诺氏象、河套大角鹿、哈克图转角羊等:上部是:披毛犀和野驴等.古气候特征是:150～75ka期间,以温湿为主,但中间曾夹有多次气候波动.75～60 ka时期气候转为干冷、多风,60～20 ka间气候明显暖湿,20～10 ka气候又转温.     

青藏高原东北部泥炭沉积粒度与元素记录的全新世千年尺度的气候变化

通过对青藏高原东北部共和盆地泥炭沉积的粒度与地球化学元素分析, 重建了区域全新世千年尺度的气候变化过程. 结果显示: 10.0~8.6 cal ka BP区域暖湿程度逐渐增加, 但在8.6~7.1 cal ka BP气候相对寒冷干燥, 7.1~3.8 cal ka BP 暖湿程度总体上为全新世最佳, 但也出现明显的气候波动, 3.8~0.5 cal ka BP气候向冷干方向发展, 0.5 cal ka BP以来气候又逐渐转向暖湿. 这一特征与中国东部季风区的气候变化有很好的一致性. 此外, 区域全新世气候变化过程中存在10次千年尺度的寒冷事件, 并与高原冰芯、 湖泊、 泥炭和风成沉积记录的古气候变化, 甚至与北半球高低纬度的气候变化都具有良好的可比性. 因此, 认为区域全新世气候变化具有"季风模式"与"千年尺度震荡"的双重特点.     

萨拉乌苏河流域第四系岩石地层及其时间界限

根据对位于鄂尔多斯高原毛乌素沙漠东南部边缘萨拉乌苏河流域的米浪沟湾剖面岩石地层划分并结合年代测试结果,提出了如下一些看法1以组为代表的岩石地层单元的形成时间为离石组>150000aB.P.、萨拉乌苏组150000-75000aB.P.、城川组75000-10000aB.P.、大沟湾组-滴哨沟湾组10000-1000aB.P.、范家沟湾组1000aB.P.-现代.2以上岩石单元与黄土高原相同时期层系具有较好的对比关系离石组\萨拉乌苏组、萨拉乌苏组\城川组和城川组\大沟湾组在地质时代上依次与L₂\S₁(时限为140000aB.P.)、S1\L1(时限为80000aB.P.)和L1\S0(时限为11000-10000aB.P.)大体是等时的.3如以过去全球变化而论,则目前已经可以确切地将米浪沟湾剖面诸岩石单元与深海和大陆冰川最近地质时期的若干氧同位素阶段进行对比,以“”表示为离石组MIS6、萨拉乌苏组MIS5、城川组MIS2～MIS4、大沟湾组+滴哨沟湾组+范家沟湾组MIS1.显然,这一对比关系清楚地说明,我国沙漠万年时间尺度环境演变,与黄土的研究结果一样,在很大程度上受到北半球冰期间冰期气候波动的影响.据此,可以按气候地层进行划分,将离石组、萨拉乌苏组、城川组、大沟湾组+滴哨沟湾组+范家沟湾组的时代分别置于里斯冰期、里斯-玉木间冰期(末次间冰期)、玉木冰期(末次冰期)和冰后期。     

微量元素记录的毛乌素沙漠全新世气候波动--以萨拉乌苏流域DGS1层段为例

选取毛乌素沙漠东南缘萨拉乌苏河流域具有代表性的滴哨沟湾剖面全新统(DGS1层段),结合微量元素与测年分析结果,探讨了该地全新世千年尺度的气候波动.结果表明,P、V、Cu、Zn、Sr、Ni、As、Cr、Pb属于易迁移-较稳定元素,其含量在沉积相中主要呈现为古土壤< 沙丘砂 <湖沼相,Co、Rb、Nb、Ba、Cl、Zr属于稳定-惰性元素,主要呈现为古土壤 >沙丘砂 >湖沼相,说明沙丘砂是冬季风主导下的沉积,古土壤和湖沼相是夏季风主导下的沉积.以Rb和Sr两种元素在垂向上峰谷交替的变化特征为依据,将DGS1记录的全新世气候分为升温期(11 000~10 130 a B.P.)、大暖期(10 130~6 590 a B.P.)、降温期(6 590~3 760 a B.P.)和寒冷期(3 760~0 a B.P.)四个阶段,这与国内外的相关研究结果一致,表明萨拉乌苏河流域全新世的气候变化是全球环境变化影响下的结果.     

萨拉乌苏河流域第四纪地层及古环境研究综述

萨拉乌苏河流域位于我国毛乌素沙漠～黄土高原过渡带,对东亚夏季风和冬季风驱动的古环境波动及全球冰期—间冰期旋回有良好的地质记录.流域内河湖相和风成相沉积交错互层,发育有华北地区晚更新世标准地层——萨拉乌苏组,并含有河套人化石、萨拉乌苏动物群和丰富的文化遗迹.从其发现定名至今,就得到了古人类学家和地质学家的广泛关注.研究表明,流域内出露的第四纪地层主要包括晚更新世萨拉乌苏组和城川组,全新世大沟湾组、滴哨沟湾组和范家沟湾组,这与古气候代用指标所反映的沉积环境有很好的阶段响应.本文通过对滴哨沟湾和米浪沟湾剖面研究进展的回顾和总结,认为在建立精确的地层年代序列,重建末次间冰期以来的高分辨率古环境历史,明确萨拉乌苏动物群及文化层的归属和厘定萨拉乌苏组沉积相等方面有待更深入的研究.     

乌伦古湖全新世气候变化的环境磁学记录

对位于新疆北部阿勒泰地区福海县的乌伦古湖WLG10C孔岩芯进行了环境磁学分析,以平行孔(WLG10B) AMS 14C 测年为年代框架,重建了该地区全新世以来气候环境变化。结果显示: 1)乌伦古湖磁性矿物以细颗粒亚铁磁性矿物为主,并含有少量不完整反铁磁性矿物和富铁绿泥石类粘土顺磁性矿物,磁学参数XARM和XARM/X可用作气候变化代用指标,记录了研究区气候环境变化; 2)研究区在全新世早期(7300cal.aB.P.以前)为冷干气候,中、晚全新世(7300cal.aB.P.以来)为暖湿气候。在4600cal.aB.P.左右为该湖高湖面时期,在3500~2500cal.aB.P.之间存在与全球范围一致的突发冷事件。乌伦古湖全新世气候变化与周边环境记录较一致,气候变化模式符合中亚干旱区全新世气候变化西风模式。     

全新世呼伦湖区植被和气候变化的孢粉记录

文章详细分析了内蒙古呼伦湖HL06岩芯沉积的孢粉组合,基于AMS 14C年代标尺,恢复了全新世湖区植被演变过程;并根据我国北方和蒙古表土孢粉数据和气象资料,建立了孢粉-气候参数转换函数,定量重建了呼伦湖区降水和气温的变化历史.结果表明,11000～8000aB.P.,湖区植被以蒿、藜占优,为干草原景观,气候暖干;8000～6400aB.P.,湖区禾本植物扩张,山地桦林发育,降水显著增加,气温逐渐降低;6400～4400aB.P.,湖区早生草本植物增加,降水减少,气温继续下降;4400～3350aB.P.,耐旱藜科植物大量生长,湖区荒漠化,气候极端干旱;3350～2050aB.P.,湖区草原植被有所恢复,降水略有增加,气温有所回升;2050～1000aB.P.,湖区蒿属植物减少,山地松林发育,气温降至全新世最低;最近1000年,藜科、禾本科等伴人植物大量出现,反映出人类活动对湖区自然环境的影响.全新世呼伦湖区气温变化在轨道尺度上受控于北半球太阳辐射量的变化,而在亚轨道尺度上可能与东亚夏季风强度有关.距今8000年前湖区降水较弱可能因为早全新世北半球高纬残存冰盖抑制了东亚季风雨带的北上,季风降水的千年-百年尺度波动与热带西太平洋海气相互作用密切相关.     

青藏高原东北部风成沉积微量元素揭示的全新世千年尺度气候变化*

通过对青藏高原东北部共和盆地典型古土壤—风成砂剖面的释光（OSL）年代测定和沉积物中微量元素的分析,重建了区域全新世千年尺度的气候变化过程。研究表明,除Co、Rb、Sr和Ba以外的12种微量元素所反映的气候变化规律较显著,其含量变化曲线上的峰值段对应于古土壤层而谷值段对应于风成砂层,这一现象可作为气候暖湿、冷干波动的标志;区域全新世气候变化可分为以下阶段：11.8～10.0 ka气候寒冷干燥,10.0～9.2 ka气候逐渐趋于暖湿,9.2～4.6 ka气候相对冷干,4.6～0.7 ka气候相对暖湿,0.7 ka以来气候明显寒冷干燥;区域全新世气候变化中存在8次寒冷事件,与青藏高原和北大西洋揭示的寒冷期具有明显的对应关系,表明共和盆地千年尺度的气候变化与全球气候变化具有一致性。     

Age of the MGS5 segment of the Milanggouwan stratigraphical section and evolution of the desert environment on a kiloyear scale during the Last Interglacial in China's Salawusu River Valley: Evidence from Rb and Sr contents and ratios

The MGS5 segment of the Milanggouwan stratigraphical section in China's Salawusu River Valley records 8.5 sedimentary cycles consisting of dune sands alternating with fluviolacustrine facies or/and paleosols. Based on a comprehensive analysis of the distribution of Rb and Sr within the segment and paleoecological evidence (fossils), it appears that the observed sedimentation cycles mainly resulted from fluctuations between dry-cold and warm-humid climates, which indicates that the MGS5 segment experienced at least eight cold-dry and nine warm-humid climatic fluctuations. Of these, 12 cold–warm climate fluctuations correspond to DO20–DO25 and stadia 21–26 recorded by the NGRIP ice cores. Another five cold–warm climatic fluctuations that occurred during MGS5e correspond to five substages (5e1–5e5) recorded by the GRIP ice cores from Greenland. This kind of high-frequency climatic fluctuation on a kiloyear scale was mainly subject to variations in the strength of the East Asian winter and summer monsoons.     

The climate change during early Holocene recorded by trace elements of Shenmu section,Mu Us Desert

Through nine trace elements of the Shenmu section, Mu Us Desert is analyzed for the climate changes during Early Holocene. Except Sr, a migration process of P, Mn, Cr, Rb, Nb, Cu, Zn, and V is found in the dune sands, indicating the accumulation processes of the Asian winter monsoon-driven wind erosion and transport and deposition under the cold climatic phase. And accumulation of these elements in different layers of paleo sol dune sands is related to regional geomorphology and element properties. 8.5 winter-summer monsoon cycles in the early Holocene are observed. The duration time and climate of the stronger winter monsoon phases can be compared with the cold climate in the North Atlantic and other parts of China. The result of Red fit 3.8 power spectra shows 310a, 210a, 90a, and 70a centennial cycles for the element, which are consistent with the solar oscillation cycles. These suggest that the external solar activities of the Earth may have great influences on driving the winter and summer monsoon cycles during early Holocene.     

鄂陵湖晚全新世沉积物记录的黄河源区气候环境变化

通过对青藏高原黄河源区鄂陵湖35cm长的沉积物岩芯（NR-1）中总有机碳含量（TOC）、总氮含量（TN）、碳氮比值（C_org/N_tot）以及有机碳同位素（δ¹³C_org）和总氮同位素（δ¹⁵N_tot）等地球化学指标的分析,并结合青海地区文献资料记载的人口数量变化以及高原湖泊水位记录,对研究区近1500a以来的气候环境变化进行了深入探讨。结果表明：近两百多年以来鄂陵湖沉积物中TOC和TN指标呈现明显上升的趋势,与青海东部地区人口数量变化趋势一致,表明近代人类活动已经对青藏高原最大淡水湖生态系统产生了显著的影响;而沉积物中δ¹³C_org值变化与青海湖水文环境重建指标具有可比性,说明高原大型淡水湖泊沉积物δ¹³C_org值可指示湖泊水位波动;此外δ¹⁵N_tot值变化趋势与青藏高原东北部已有的古温度记录总体一致,推测鄂陵湖沉积物δ¹⁵N_tot值可能响应了湖泊水体营养状态的变化,间接指示了湖泊夏季表层水温的波动。本研究为青藏高原腹地高海拔现代湖泊沉积物中有机碳和总氮含量及其同位素指标的解译提供了全新的思路。

     

Phases of Environmental Evolution Indicated by Primary Chemical Elements and Paleontological Records in the Upper Pleistocene-Holocene Series for the Salawusu River Valley, China

Studies of lithology, sedimentary facies and the distribution regularity of SiO2 and Al2O3 contents and Al2O3/SiO2 ratio allow us to divide the Upper Pleistocene-Holocene Series represented by the MUanggouwan section in China＇s Salawnsu River valley into six segments： MGS1, MGS2, MGS3, MGS4, MGS5 and MGS6. The boundary ages for MGS1 （the Dishaogouwan and Dagouwan Formations）, MGS2 （the upper Chengchuan Formation）, MGS3 （the middle Chengchuan Formation）, MGS4 （the lower Chengchuan Formation）, MGS5 （most strata of the Salawusu Formation） and MGS6 （the bottom of the Salawusu Formation and the top of the Lishi Formation） correspond to those of MIS1, MIS2, MIS3, MIS4, MISS and MIS6, respectively, from deep sea sediments or continental glaciers. MGS5 can be subdivided into five subsegments （MGS5a, MGS5b, MGS5c, MGS5d and MGS5e） and the boundary ages of these subsegments correspond to those of MISSa, MISSb, MIS5c, MIS5d and MIS5e, respectively. Based on the paleoenvironment and paleoecology indicated by the primary chemical elements, fossil vertebrates, mollusks and pollen grains, we hypothesize that MGS1, MGS2, MGS3, MGS4, MGS5 and MGS6 and the subsegments of MGS5 match the corresponding stages for oxygen isotopes in the deep sea sediments and continental glaciers, and the substages of MIS5 in terms of climatic characters, further explaining the phenomena that determined the formation of the late Quaternary strata and the paleontology of the Salawusu River valley. These phenomena relate to fluctuations in the global climate （and particularly in the East Asian monsoon） during the glacial and interglacial periods.