公元8世纪以来贵州荔波石笋高分辨率的气候变化记录

通过中国贵州荔波龙泉洞L1及L2两根石笋19件ICPMS230Th测年和459件氧稳定同位素分析,L1时限范围为918-1910aA.D.,L2为724-1888aA.D.;稳定同位素样品的平均分辨率分别为6.6a和3.6a.两根石笋δ18O记录取得了平行一致的结果,石笋记录可分为3个气候期,即:中世纪冷期(公元8世纪-995aA.D.),石笋δ18O总的偏重,交化幅度较小,最轻为-8.84‰,最重为-6.72‰,平均值为-7.76‰;中世纪暖期(995-1340aA.D.),石笋记录为两峰夹一谷,200年级的一个半旋回,δ18O最轻为-9.47‰,最重为-6.58‰,平均值为-7.94‰;小冰期(1340-1880aA.D.),石笋记录为四谷三峰相闻交替,印季风表现出由弱到强的200年级3个半旋回,δ18O最轻为-9.50‰,最重为-6.07‰,平均值与中世纪暖期基本一致,为-7.92‰,但变化幅度要大一些,特别是弱季风期要偏重一些.L1及L2两石笋δ18O记录可以很好地和中国中东部物候记录对比.在总体变化榕局上也可以和格陵兰冰芯记录进行对比.石笋记录也可以与宇宙核素产率及太阳耀斑记录进行)cf比,小冰期中石笋δ18O记录的4个低谷期(弱季风期),正好与宇宙核素产率及太阳耀斑曲线的低谷区相对应,并分别可以和太阳黑子1810年达尔顿极小值、1645-1715年蒙德极小位、1420-1530年的斯波瑞尔极小值、1280-1440年的沃尔夫极小值一一对应.太阳黑子的变化,直接改变地球接受太阳辐射能量的交化,说明低纬度地区短尺度季风气候直接响应于太阳辐射能量的变化.     

贵州荔波董歌洞较老石笋ICP-MS~(230)Th测年研究及古气候应用

石笋记录研究的进展与测年技术的发展密不可分,测年新技术的突破不断推动利用石笋重建古气候研究的飞速前进。在利用石笋进行古气候重建过程中,建立精确的时标是首要条件。通过对较老(>250ka)石笋的ICP-MS230Th测年研究,发现贵州荔波董歌洞D6、D7、D9石笋具有比较连续的高分辨记录,最老年龄超过400ka,通过230Th测年数据的分析为建立我国西南地区500ka以来标准剖面打下基础;对董歌洞3根大型石笋135个230Th年龄数据及生长速率的分析研究,发现石笋生长速率在大尺度的变化上与海洋沉积SPECMAP曲线δ18O记录有很好的负相关关系,并与北纬25°夏季太阳辐射能量变化曲线呈一定的正相关关系,石笋生长速率的变化在间冰期处于高值,而在冰期时为低值,在间冰期和冰期转化阶段生长速率呈跳跃式变化。通过生长速率变化分析表明,石笋生长速率记录了过去突变冷暖事件的变化,因此可以作为一个有意义的环境记录替代指标来研究古降水及古气候变化。     

贵州荔波1200年来石笋高分辨率的古气候环境记录

通过笔者对荔波龙泉洞L2石笋进行高精度的ICP-MS-~(230)Th测年和碳、氧同位素分析,建立了荔波地区1200 a BP来高分辨率的古气候变化的时间序列.研究结果表明.荔波地区1200 a BP以来石笋记录的季风气候经历了1200~1100 aBP(暖)、1100~940 aBP(冷)、940~840 aBP(暖)、840~700 aBP(冷)、700~450 aBP(暖)、450~300 a BP(冷)、300~200 a BP(暖)以及200~70 a BP(冷)等8个阶段百年尺度的干湿、冷暖波动,并在这些百年尺度的波动上又叠加了一系列数十年尺度的气候变化.石笋记录揭示了1200 a以来东亚季风气候的不稳定性,呈百年尺度(Gleissberg)的周期性变化.这些气候变化事件,与冰芯记录极为相似,反映低纬度地区百年尺度石笋记录的季风气候变化与高纬度及北极地区的气候变化具有极好的相关性,反映百年尺度石笋记录的季风降水主要受太阳辐射驱动、控制,而东亚季风的降水事件(或干旱事件)与太阳的辐射强度密切相关.石笋记录的百年尺度季风降水事件对于认识现代气候系统变化以及对未来十年-百年尺度的气候预测和演化的驱动机制,具有重要的科学意义.     

桂林响水洞6.00ka B P以来石笋高分辨率的气候记录

通过对桂林响水洞的石笋进行高精度的TIMS-U系测年和C、O同位素分析,建立了中全新世6.00 ka B P以来桂林地区高分辨率的古气候变化时间序列.石笋剖面的C、O同位素记录揭示,桂林地区中全新世(6.00 ka B P)以来的季风气候变化,大致可分为2个气候期:6.00~3.57 ka B P为气候适宜期,显示东亚夏季风由强盛逐渐变为减弱的趋势,为气候温暖湿润期;3.57~0.37 ka B P为降温期,显示东亚夏季风减弱,冬季风增强以及气候的大幅度波动.在这一降温期,间夹多次短暂的温暖期.石笋同位素记录的研究结果表明,在6.00~0.37 ka B P间的中全新世--气候适宜期,δ18O值由偏负逐渐向偏正的变化趋势,反映东亚夏季风由强变弱,降雨由多变少,气温由高变低的变化趋势.     

末次冰期贵州七星洞石笋高分辨率气候记录与Heinrich事件

通过对贵州都匀七星洞Q4、Q6 石笋进行高精度的TIMS-U系测年和氧同位素分析,建立了末次冰期60.5 ka B P以来都匀凯酉地区高分辨率的古气候变化时间序列.通过与格陵兰GISP2冰心的δ18O曲线对比分析,初步揭示并探讨了末次冰期以来反映的短时间尺度气候快速变化的D-O旋回事件1~18和Heinrich事件H1~H5在黔南七星洞中的石笋记录,并对冷事件发生的年代给出了界定.研究表明,黔南60.5 ka B P以来石笋记录冷暖事件所反映出的古季风环流变化,明显受北大西洋气候振荡的影响,显示与北极地区存在着古气候的遥相关.石笋δ18O记录表明,在60.5~11.29 ka B P间的末次冰期,δ18O值由负偏逐渐向正偏方向变化,反映东亚夏季风由强变弱,降雨由多变少,气温由高变低的变化趋势.     

南京葫芦洞石笋微量元素记录的末次冰消期气候变化

采用Avaatech型岩芯X射线荧光光谱扫描仪技术, 对发育有连续3900年纹层(18.3~14.4ka B.P.时段)的南京葫芦洞YT石笋进行了Sr, Ba和Pb微量元素分析。选择Sr/Ca, Ba/Ca 和Pb/Ca 作为代用指标, 研究了末次冰消期洞穴地点岩溶水文条件和气候变化特征。Ba/Ca 和Pb/Ca 值从大约17.5ka B.P. 开始呈现出减小的趋势变化, 而Sr/Ca 呈现出在大约16.1ka B.P. 发生转折的"V"型演化趋势。Sr/Ca 反映了岩溶水在上覆围岩中的滞留时间(与夏季降水相关), 而Ba/Ca 和Pb/Ca 指示了土壤及其基岩的本底值和淋滤作用强度。Sr/Ca 比值与纹层厚度、δ13C 记录在数百年-千年尺度上呈现一致的变化, 共同指示了南京葫芦洞地点有效湿度的变化过程, 与 δ18O的对应性表明葫芦洞石笋 δ18O可以指示当地季风降雨量的变化过程。此外, 石笋Ba/Ca 和Pb/Ca 与格陵兰粉尘和Ca2+记录在长期趋势上呈现一致变化, 表明该类元素比值主要反映与冬季风强度密切相关的粉尘活动强度变化。研究结果表明, 东亚冬、夏季风对神秘期内发生的冰漂碎屑事件(H1a, 16.1ka B.P. 和H1b, 17.5ka B.P.)具有不同的响应方式。Ba/Ca 和Pb/Ca 序列的功率谱分别呈现出66a、35a、23a、14a和61a、46a、22a、19a、17a、15a周期, 说明北大西洋涛动和太阳活动影响着冬季风强度的高频变化。     

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AMS¹⁴C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。

     

临汾盆地末次间冰期以来地貌演化的构造和气候响应

野外调查发现,末次间冰期(MIS₅)以来临汾盆地普遍发育了一级冲湖积台地(T₃)、一级湖蚀台地、两级堆积阶地(T₂、T₁).利用黄土磁化率地层定年法、TL测年法,确定这些台地或阶地的年龄分别为130kaBP、130kaBP~52kaBP、52kaBP和9kaBP.分析构造和气候因素对河湖地貌发育的影响规律,得出T₃台地的形成是130kaBP的区域构造抬升的结果;T₂、T₁阶地的出现是河流响应晚更新世以来气候变化的产物;湖蚀台地的存在反映了汾河下游黄河三门峡河段可能曾因古崩塌滑坡而被堵塞过。      

云南高海拔湖泊对末次冰消期气候突变的响应

气象观测资料表明,在当前全球暖化背景下高海拔地区的增温速率更快,其气候对全球气候变化的响应更为敏感。但是,高海拔地区如何响应快速气候事件,由于古气候古环境重建资料在高海拔地区较少,这一问题还没有很好的回答。为此选择云南省高山湖泊错恰湖为研究对象（海拔约3960 m）,分析了湖泊沉积岩芯（深度范围90~244 cm）中正构烷烃的分布特征,重建了末次冰消期（19000~9500 a B.P.）沉积物有机质来源的变化,进而推断古气候演变。在17800~17000 a B.P.,错恰湖有机质以陆源输入为主,水生贡献相对减少,气候以暖湿为主;在17000~15100 a B.P.,水生有机质的贡献的比例增加,气候以冷干为主;在15100~12700 a B.P.,湖泊沉积有机质的陆源贡献增加,水生贡献相对减少,气候相对暖湿;在12700~11400 a B.P.时段,湖泊沉积水生有机质来源相对增多,气候相对冷干。与其他区域和全球气候记录对比发现,错恰湖的沉积记录指示的气候变化事件,受高纬冰量以及北大西洋驱动的西南季风突变所影响,在末次冰消期记录的4个明显的千年尺度气候事件,在时间上与First warmth、H1、B-A和YD事件相对应。与云南地区其他湖泊记录对比发现,小型湖泊或高海拔湖泊对这些全球快速气候事件的响应更加敏感。

     

柴达木盆地自然伽玛曲线与古里雅冰芯记录的末次间冰期以来气候环 …

采用柴达木盆地达参１井井自然伽玛（ＧＲ）曲线进行古气候反演,分析了ＧＲ曲线记录的末次间冰期以来的环境变迁过程,表明ＧＲ曲线忠实地记录了构造运动及气候变化的影响,与古里雅产,格陵兰冰芯所记录的气候事件均能均较好对应,表明柴达木盆地同时包含了高原隆升和全球性气候变化的信息,是反映古气候变化良好的信息载体之一,是反映内陆干旱盆地环境与气候变化良好的代用指标。     

贵州荔波地区2000年来石笋高分辨率的气候记录

通过对荔波董哥洞石笋进行高精度的ICP MS或TIMS U系测年和碳、氧同位素分析,建立了荔波地区2 300a B.P.来高分辨率的古气候变化的时间序列。研究结果表明,贵州荔波地区2 300a B.P.以来石笋记录的季风气候变化,大致可分为8个气候(亚)期:① 2 300～1 800a B.P.为降温期,显示东亚夏季风减弱,东亚冬季风增强,气候干旱寒冷;② 1 800～1 080a B.P.气温有所回升,显示东亚冬季风缓慢减弱,东亚夏季风有所回升,表现为半湿润的温凉气候期;③ 1 080～680a B.P. 为降温期,气温再次下降,显示东亚冬季风再次增强,但降水相对增大,表现为寒冷湿润的气候期,是气候变化的关键转折时期;④ 680～550a B.P.温暖期,显示东亚夏季风再次增强,气温升高,降水增大,表现为温暖湿润的气候期。⑤ 550～400a B.P.寒冷期,显示东亚冬季风快速增强,气温下降,表现为寒冷湿润的气候环境,是近1 000年以来最冷的时期;⑥ 400～364a B.P.温凉期,显示东亚夏季风有所增强,气温有所回升,表现为温凉湿润气候环境;⑦ 364～324a B.P.冷凉期,显示东亚夏季风有所减弱,气温有所下降,表现为冷凉湿润气候环境;⑧ 324a B.P.至今,气候相对波动期,同位素记录曲线呈锯齿状波动,在其内包括若干个冷凉半湿润、冷湿的气候变化亚阶段。根据荔波董哥洞石笋的高分辨率的古气候变化的连续记录,揭示了荔波地区2 300a B.P.以来的一些百年尺度的重大气候事件——干旱寒冷期、隋唐温暖期(或小温暖期)、小寒冷期以及一些十年尺度的降水、温度变化。石笋记录的这种百年、十年尺度的突发性气候变化事件,与冰芯记录极为相似,反映低纬度地区石笋记录的季风气候与高纬度及北极地区的气候具有极好的相关性,这对于认识现代气候系统变化以及对未来十年—百年尺度的气候预测和演化的驱动机制,具有重要的科学意义。     

苏北盆地浅钻沉积物磁化率与粒度记录的末次冰消期以来的环境变化

通过对苏北盆地YZ浅钻沉积物磁化率和粒度指标的分析,揭示了区域气候环境的变化过程和特征。研究结果表明,16.7～13.5 cal kaBP气候相对温暖湿润;13.5～11.2 cal kaBP为一个较为显著的冷干期;11.2~1.1 cal kaBP为一整体气候相对稳定期,以温暖湿润为特征;另外,还记录到了多次的气候波动事件,其中较为显著的为YD事件和发生于3.0 cal kaBP的气候事件。研究结果与中国西南贵州董歌洞石笋和格陵兰GRIP冰芯等记录有着较好的对比,但在细节上存在着一定的差异,这反映了研究区的气候环境变化具有自身的区域性特征,同时也反应了与全球气候变化的一致性。     

Landslide Developmental Characteristics and Response to Climate Change since the Last Glacial in the Upper Reaches of the Yellow River,NE Tibetan Plateau

The upper reaches of the Yellow River in northeastern Tibetan Plateau are geohazards areas. The evolution of the Yellow River, chronology of some landslides, and spatiotemporal distribution characteristics of super large scale and giant landslides within the region are summarized using paleoclimate evidence, and the relationship between the intensive landslide period and climatic changes since the Last Glacial period is analyzed. It is concluded that(1) Super large scale and giant landslides are distributed widely within the region, particularly in the Qunke-Jianzha basin.(2) The chronological sequence of landslides is established by dating the slip zones of landslides and analyzing the relations between landslides and their overlying or underlying loess formations. Five landslide development periods are determined: 53–49 ka BP, 33–24 ka BP, 10–8 ka BP, 5–3.5 ka BP, and the present.(3) These correspond closely to warm and wet periods during the last 100,000 years, i.e., two weak paleosol development stages of Malan loess deposited during the last Glacial period in the Chinese loess Plateau, L1-4 and L1-2 that belong to the marine oxygen isotope stage 3, the last deglacial period, the Holocene Optimum, and the modern global warming period.(4) Landslide triggers may be closely linked to warm and wet periods related to rapid climatic transitions.     

黔南七星洞石笋古气候变化记录及末次间冰期终止点的确定

当前在全球气候变化预测研究中,洞穴石笋的高分辨定年和碳、氧同位素组成的变化规律研究,为这个领域的突破和填补空白做出了巨大贡献。通过对贵州都匀七星洞 1号石笋进行 11件TIMS U系测年和 79件碳、氧同位素分析,获得了距今 10 9.0 0kaB.P.至 6 5.90kaB.P.的高分辨率古气候记录。石笋在大于 10 9.0 0kaB.P.前开始生长,于 6 5.90kaB.P.后停止生长,平均沉积速率为 4.5 8mm/ 10 0a,属晚更新世的沉积产物。七星洞 1号石笋剖面的研究揭示,其年龄和δ18O同位素的变化,可以与深海岩芯氧同位素记录所揭示的第五阶段中的 5a、5b、5c和第四阶段的早期进行对比。它的碳、氧同位素记录揭示,在 10 9.0～ 10 2.5kaB.P.和 86.6～ 78.92kaB.P.时段,显示受东亚夏季风影响较强,气温升高,降水增多,δ18O偏负,表现为温暖湿润的气候环境。在 10 2.5～ 86.6kaB.P.时段,显示受东亚夏季风影响强度减弱,受东亚冬季风影响强度增加,气温降低,大气降水减少,δ18O稍趋向偏正,表现为冷凉半湿润-温凉湿润的气候环境;而在 78.92～ 6 5.6kaB.P.时段,显示东亚冬季风强盛和受西北风影响较强,海表温度下降,大气温度降低,降水量较少,δ13O偏重,δ13 C偏正 (C4植物占 95 % ),表现为严寒     

滇西马厂箐钼铜金矿床中赋矿斑状花岗岩定年及其地质意义

马厂箐钼铜金多金属矿床是滇西地区金沙江-哀牢山构造带内与新生代富碱斑岩有关的典型矿床之一。根据赋矿斑状花岗岩中锆石的阴极发光图像、LA-ICP-MS微量元素分析和U-Pb定年以及辉钼矿Re-Os法测年研究等,结合前人研究成果,应用透岩浆流体成矿理论,进一步讨论了马厂箐矿床的成因机制。研究表明：该矿床的多金属成矿与赋矿斑状花岗岩的成岩基本同时,其成岩成矿过程统一受制于与该区大规模活动的新生代富碱岩浆和深部地壳重熔的花岗质岩浆同步运移的成矿流体作用。这种成矿流体是包含于岩浆并与其互不混溶的含矿地幔流体。但在上侵运移过程中,伴随岩浆的成岩作用,流体与岩浆发生不同程度分离,表现为：产于富碱斑状花岗岩体内,形成正岩浆成矿的斑岩型钼矿;产于岩体与围岩接触带,形成接触交代成矿的矽卡岩型铜（钼）矿;产于地层围岩中则形成构造破碎蚀变岩型金矿。在这一成岩成矿过程中,地幔流体可以运载和沿途活化成矿物质至适宜容矿部位集中,并随其对地壳岩石的交代蚀变以及深度和环境变化引起的物理化学条件变化,其流体属性由熔浆流体→超临界流体→热液流体转化,促使壳幔物质相互作用而叠加成矿,导致在不同部位形成不同矿种和不同类型的系列成矿效应。     

Sm–Nd and Ar–Ar Isotopic Dating of the Nuri Cu–W–Mo Deposit in the Southern Gangdese,Tibet: Implications for the Porphyry‐Skarn Metallogenic System and Metallogenetic Epochs of the Eastern Gangdese

The Nuri Cu–W–Mo deposit is a large newly explored deposit located at the southern margin of the Gangdese metallogenic belt. There are skarn and porphyry mineralizations in the deposit, but the formation age of the skarn and the relationship between the skarn and porphyry mineralizations are controversial. Constraints on the precise chronology are of fundamental importance for understanding the ore genesis of the Nuri deposit. To determine the formation age of the skarn, we chose garnets and whole rock skarn samples for Sm–Nd dating. We also selected biotite associated with potassic alteration for Ar–Ar dating to confirm the ore formation age of the porphyry mineralizations. The Sm–Nd ages of the skarn are 25.73 ± 0.92 – 25.2 ± 3.9 Ma, and the age of the potassic alteration is 24.37 ± 0.32 Ma. The results indicate that the skarn and porphyry mineralization are coeval and belong to a unified magmatic hydrothermal system. Combined with a previous molybdenite Re–Os age, we think that the hydrothermal activity of the Nuri deposit lasted for 1.2 – 2.1 Myr, which indicates that the mineralization formed rapidly. The chronologic results indicate that the Nuri deposit formed in the period of transformation from compression to extension in the late collisional stage of the collision between the Indian and Eurasian continents.