湖光岩玛珥湖非残渣态Rb/Sr比值研究及其古气候意义

湖泊沉积物Rb/Sr比值变化主要受控于Sr含量的变化,而真正反映流域化学风化强度的主要是迁移至集水盆地(湖泊)的溶解态Sr2+,在沉积物中主要以碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态等形式存在.通过对不同赋存状态的Rb/Sr比值与相应的Sr含量之间相关关系的对比分析发现,沉积物非残渣态Rb/Sr比值更好地反映了流域化学风化.根...     

四川省邛海流域风化强弱分析

<正>湖泊是陆地水圈的重要组成部分,受大气圈、水圈、岩石圈和生物圈共同影响,是各个圈层相互作用的连接点。湖泊接纳了来自地表丰富的侵蚀物质,是陆地环境变化的天然档案馆,形成了较为完整的湖泊沉积物。湖泊沉积物不同赋存形态Rb/Sr比值可以反演流域搬运与化学风化作用:非残渣态Rb/Sr比值反映流域化学风化作     

全新世低纬地区古环境演化与北大西洋之间的联系——以湖光岩玛珥湖元素和元素比值记录为例

通过湖光岩玛珥湖沉积物高分辨率的Fe/Mn比值、Rb/Sr比值、Sr元素强度和550℃烧失量的研究,重建了湖光岩地区全新世以来的古环境演化历史,即：早全新世是气候适宜期,气候温暖湿润,中、晚全新世开始气候逐渐干旱化。这种气候演化模式体现了全新世季风演化的全球性。湖光岩玛珥湖沉积物反映的全新世以来的冷暖变化事件与北大西洋...     

青藏高原达则错沉积物有机碳同位素特征及古气候环境意义

通过对达则错沉积岩心有机质碳同位素（δ13C）和碳氮比（C/N）的分析,结合岩心浮游生物记录、营养盐记录以及温度和降水记录,探讨了过去一千年达则错沉积物有机质δ13C的气候环境指示意义.结果表明,达则错沉积物有机质主要以湖泊自生的水生生物碎屑混合物为主;过去一千年,达则错在受人类活动显著影响之前,气候变化是影响沉积物有机质δ13C形成的主要因素,在1050~1200 AD和1450~1650 AD气候寒冷干燥时段有机质δ13C值显著偏重,反之则相反;过去150年,湖泊沉积物有机质δ13C显著偏重,主要受人类活动导致湖泊营养盐浓度变化影响.本研究还表明对于营养结构较为单一,且西藏拟溞为绝对优势动物物种的半对流型湖泊,应用C/N值判断湖泊有机质来源是不可靠的,需要综合湖泊地理背景谨慎判断.      

内蒙古达里湖沉积记录的中晚全新世干旱事件

最近20年位于东亚夏季风北部边缘的我国北方半干旱区遭遇更为频繁、更为严重的干旱事件。然而,有关该区域过去不同时间尺度气候干旱事件的特征及机制仍知之甚少。文章详细分析了内蒙古中东部达里湖DL04岩芯上部6.5 m沉积物中< 38 μm碳酸盐的Ca和Mg含量、δ^18O和δ^13C值以及全样有机质TOC和TN含量、TOC/TN(C/N)比值,基于高精度的AMS^14C年代标尺,恢复了最近6000年(日历年)湖区的水文、气候变化详细过程。结果表明:达里湖< 38 μm碳酸盐主要为湖泊水体沉淀的内生方解石,其Ca和Mg含量、δ^18O和δ^13C值增大反映湖水蒸发量超过补给水量,进而指示湖区干旱事件。TOC和TN含量减少以及C/N比值减小总体反映地表径流减弱引起的陆生有机质入湖减少以及湖泊初始生产率下降。达里湖沉积内生碳酸盐和有机质地球化学数据表明,在6000~5300 cal.a B.P.、3200~2800 cal.a B.P.、1650~1150 cal.a B.P.和650~300 cal.a B.P.,流域地表径流显著减弱、湖面显著降低、湖泊生产率显著下降、湖区气候显著变干、东亚夏季风显著减弱。最近6000年东亚夏季风显著减弱事件在定年误差范围内与北大西洋冰漂碎屑事件一致,而与热带西太平洋海表温度变化和太阳活动变化相关性较差,表明千、百年尺度东亚夏季风突变主要受控于北半球高纬气候变冷。     

内陆湖泊流域的化学风化及气候变化—以内蒙古岱海为例

利用湖泊沉积物中Rb/Sr值来反映受古气候制约的流域陆地化学风化率的变化，并恢复了岱海近400a以来以小冰期为特征的、具有100a准周期（经谱分析）的气候波动历史。通过磁化率、粘土矿物含量和种类的综合分析，确证了湖泊沉积物Rb/Sr值的变化可以用来重建流域内化学风化率与其相应的古气候演化过程，是湖泊沉积记录中具有比磁化率更明显气候意义的有效代用指标。     

湖泊沉积物Rb/Sr比值在古气候/古环境研究中的应用与展望

Rb和Sr在赋存矿物和表生地球化学行为等方面存在显著差异,因而各种记录体中的Rb/Sr比值被广泛应用于古气候/古环境研究。湖泊沉积物中的Rb、Sr主要包括2部分来源：一是流域物理侵蚀直接带来的陆源碎屑组分,在沉积物中多以残渣态（碎屑矿物）形式存在;二是流域化学风化带来的溶解态物质,在湖泊水体中通过物理吸附、化学沉淀和生...     

浙江天目山千亩田泥炭晚全新世以来Rb/Sr记录的干湿变化

对天目山千亩田2个泥炭剖面的研究显示,样品中Rb和Sr含量变化呈现出较好的正相关性,Rb/Sr比值与总有机碳含量(TOC)、烧失量和腐殖化度等指标有很好的相关性。Rb/Sr比值和Rb、Sr含量对古降水有指示意义,三者结合可用来重建过去气候的干湿变化。千亩田泥炭剖面Rb/Sr比值和Rb、Sr含量详细记录了晚全新世以来的气候变化,表明其大体存在3个阶段:4.1~3.2cal.ka B.P.,季风降水出现大幅下降,气候向干旱演变;3.2~1.2cal.ka B.P.,气候干冷,且有频繁波动;1.2cal.ka B.P.以来,气候呈现出向湿润变化的趋势,但伴有大幅波动,其中包含了1.2~0.9cal.ka B.P.的中世纪暖期暖干气候以及0.6~0.3cal.ka B.P.的明清小冰期冷湿气候。千亩田泥炭Rb/Sr比值和Rb、Sr含量记录的气候变化与东亚季风区中其他地区的多种高分辨率气候记录具有一致性,表明其共同响应了东亚季风的变迁。     

大兴安岭四方山天池15.4ka B.P.以来湖泊沉积记录

文章对位于大兴安岭中北段四方山天池湖泊沉积物进行了多指标的分析,结果表明,15.4ka B.P.以来,TOC和TN含量变化较大,两者正相关(R=0.99),TOC含量从冰期的1.60％逐渐上升到近代的34.40％,可能反映了湖泊有机质逐渐累积过程.TOC/TN比值的变化范围为10.4～18.8,平均值14.2;δ13Corg.值在-31.79‰～-22.51‰之间波动.四方山天池周边为森林,植被类型以C3植物占绝对优势,δ13Corg.值的变化可能主要受到有效降水量的控制.根据δ13Corg.的变化以及TOC、TOC/TN指标,本区域15.4ka B.P.以来的气候演化过程可以分为以下6个阶段:1)15.4～14.5kaB.P.,TOC含量低(1.60％ ～4.76％,平均值为2.95％),TOC/TN比值在10.4～13.8之间,可能表明沉积物有机质主要来源于湖泊藻类和陆生C3植物的共同输入,且水生植物贡献比例较高,δ13Corg.值相对偏正,有效降水量低,气候冷干;2)14.5～12.7kaB.P.,与Bφlling-Allerφd暖期相对应,TOC含量和TOC/TN比值显著上升,且波动明显,并于13.6ka B.P.左右同时达到此阶段的最大值,可能指示沉积物有机质主要来源在13.6ka B.P.左右发生了从以陆生植物为主到湖泊藻类和陆生植物贡献相当的转变,δ13Corg.值整体偏负,并在14.4ka B.P.左右出现最负峰值(-31.79‰),有效降水量有所增加,但也经历了明显的湿-千变化;3)12.7～11.3ka B.P.,此阶段对应新仙女木期,TOC含量稍有增加(6.33％ ～ 10.19％),TOC/TN比值持续下降(平均值为13.7),此时湖泊藻类和陆生C3植物对沉积物有机质都有贡献,但水生植物略多,δ13Corg.值严重偏负,有效降水量增加,气候冷湿;4)11.3～7.2ka B.P.,TOC含量有所增加且变化较大(8.49％ ～ 20.24％),TOC/TN比值在11.5～18.4之间,沉积物有机质主要来源于陆生植物和湖泊藻类的共同输入,δ13Corg.值是整个剖面曲线上最为偏正的时期,气候升温明显,有效降水量减少,但也有冷暖-干湿波动;5)7.2～4.5ka B.P.,TOC含量较高且基本保持不变,TOC/TN比值在高频振荡中逐渐升高,陆生C3植物对沉积物有机质的贡献比例逐渐增加,δ13Corg.值逐渐偏负,有效降水量增加,气候更加湿润;6)4.5ka B.P.以来,TOC含量显著升高(19.45％ ～ 34.40％),TOC/TN比值和δ13Corg.值变化不大,湖泊沼泽化明显,气候较为稳定且总体变干.四方山天池湖泊沉积物清楚记录了B-A暖期、新仙女木事件以及8.2ka B.P.冷事件等全球性气候事件的发生,并与东亚季风影响区的其他高分辨率记录具有可比性.     

青藏高原腹地班德湖记录的全新世夏季风变化与流域环境响应

青藏高原作为地球“第三极”,对全球气候变化响应敏感。在季风与西风协同作用下,青藏高原在过去数千年中的年代际、百年时间尺度上存在南北相反的气候变化格局;但受限于青藏高原腹地缺少年代可靠的全新世高分辨率气候记录,千年时间尺度高原南北气候变化模态异同仍不明晰,更无从得知高原腹地湖泊及其流域的生态环境对气候变化的响应过程。本研究聚焦高原腹地沱沱河上游的开放湖泊班德湖(34.239°N,92.099°E;4583 m a.s.l),基于长115 cm的BDH19A沉积物岩芯的植物残体AMS¹⁴C年代建立了可靠的年代框架,通过粒度、元素、矿物、自生碳酸盐及其碳、氧同位素、有机质含量和正构烷烃等多指标,重建了过去10 ka以来青藏高原中部的气候变化与生态环境响应过程。结果显示,青藏高原腹地在全新世以来表现出北半球夏季太阳辐射控制下夏季风降水逐渐减少的季风模式,导致流域和湖泊生产力持续降低,区域风沙活动整体增强。在千年时间尺度上,10～8.7 ka高原中部夏季风降水量最大,加之可能由于植物覆盖度较高,流域径流侵蚀减弱,风沙活动减少;7.7～5.2 ka和4～2 ka夏季风降水维持...     

浅谈湖泊沉积环境演变中元素地球化学的应用及原理

湖泊沉积物中某些元素的含量、比值及分布特征在区域气候与环境变化方面的应用研究发展迅速.介绍了常量元素的含量及其比值分析,有机质中特征元素含量及比值分析,同位素分布特征,稀土元素模式分析几个方法.利用常量元素和有机质特征元素的含量及比值的升高或降低来指示沉积时期湖泊流域温度、降水量等气候变化并建立湖泊演变的气候干湿波动曲线,也可以获得沉积时期元素迁移变化的过程;利用同位素分布特征和稀土元素模式分析来测定沉积速率和建立演化年序,也可以判断湖泊演化过程和水源补给条件等.     

苏北盆地湖沼沉积记录的30～17cal ka BP期间的气候变化

以苏北盆地里下河地区获取的SG钻孔沉积岩心为研究对象,进行了AMS14C年代、粒度、Rb和Sr含量分析。结果表明,苏北盆地湖沼沉积的粒度分布和Rb/Sr比值能够很好地指示东亚季风区的气候变化。根据粒度和Rb/Sr比值的变化,可将苏北盆地30~17cal ka BP期间的气候变化划分为3个阶段。在30.3~25.9cal ka BP期间,降雨量相对增多,气候相对湿润;25.9~18.3cal ka BP期间,降雨量减少,气候相对干旱;18.3~17.1cal ka BP期间,降雨量又明显增加,气候相对湿润,期间还可能存在变干突变。SG钻孔沉积岩心的环境代用指标与西峰黄土平均粒径、葫芦洞石笋氧同位素有着很好的可比性,并且SG钻孔沉积岩心的黏土含量趋势线与北半球30°N六月的太阳辐射强度曲线极为相似,这表明苏北盆地的气候受太阳辐射驱动下的东亚季风系统影响明显。     

西藏色林错沉积物介壳同位素重建的2000年以来气候变化研究

青藏高原作为印度季风与西风交汇的特殊区域,对全球气候变化响应敏感,成为了古气候研究的热点地区。青藏高原湖泊众多,存在巨厚连续的湖泊沉积物,为古气候重建提供了优良载体。而介形类壳体在湖泊中沉积连续,生长过程记录了气候变化,同时有效屏蔽了湖泊水体中同位素的累积效应,能够反映介壳生长阶段短时间尺度的同位素水平,理论上是高精度气候重建的理想载体。基于此,本研究选取青藏高原中部地区湖泊色林错湖芯(SL16-1-1)顶部0～107 cm部分为对象,对其中的介形类壳体进行种属鉴定及碳氧同位素分析,以期建立高分辨率的古环境变化记录,结合沉积物Rb/Sr、 Ti/Si环境代用指标,重建色林错湖区近2000年来的气候变化记录,结果揭示了：1)介形类壳体碳氧稳定同位素变化对气候变化(尤其冷气候)尤为敏感,是重建高分辨率环境变化过程的优良载体;2)色林错地区对小冰期冷事件的响应较早于其他地区;3)色林错介形类壳体2000年来的气候重建结果与青藏高原研究成果大体一致,特别是与内地文献记录和物候史料记载高度一致,说明色林错湖泊记录具有广泛代表性,同时证实利用湖泊沉积物介形类壳体进行古气候高分辨率重建具有可靠性。     

内蒙古达里湖全新世有机碳氮同位素记录与环境演变

内蒙古中东部的达里湖为一水文封闭型湖泊,位于现今东亚夏季风的北部边缘区,对区域环境变化十分敏感.本文对达里湖沉积中心提取的岩芯(DL04沉积岩芯)顶部8.5m沉积物进行了有机地球化学分析.15个全岩样品有机质的放射性碳测年结果表明:岩芯顶部8.5m涵盖了过去大约11500年.按约50年分辨率分析的225个总有机碳(TOC)、总氮(TN)含量、总有机碳/总氮(C/N)原子比值数据以及221个有机碳和有机氮稳定同位素(δ13C和δ13C)数据,详细揭示了全新世东亚夏季风边缘区的水文和生态变化历史.在距今11500 ～ 9800日历年(ca1.aB.P.)期间,所有地球化学指标均呈逐渐增大趋势,指示入湖河流逐渐增强,达里湖开始扩张,水生植物生产率逐渐升高;在9800 ～ 7700cal.aB.P.期间,TOC和TN含量以及C/N比值维持稳定高值,δ13C和δ15N值较小,指示湖泊维持高湖面状态,陆源输入和浮游植物生产率较高;在7700～ 5900cal.aB.P.期间,C/N比值和δ15N维持低值,TOC和TN含量呈现更高值,并且波动变化,δ13C值逐渐增大,表明湖面维持高水平,湖水显著变暖,浮游植物生产率显著升高,流域植被大幅度扩张;在5900 ～ 4850cal.aB.P.期间,TOC和TN含量,C/N比值以及δ13C值显著减小,δ15N值显著增大,暗示地表径流显著减弱,达里湖湖面显著下降,湖泊生产率快速下降;从4850cal.a B.P.开始,TOC和TN含量以及C/N比值呈逐渐减小趋势,δ13C和δ15N值呈逐渐增大趋势,表明湖面逐渐下降,湖水盐度、碱度升高,湖水可能变冷,湖泊生产率逐渐下降,流域植被收缩.全新世东亚夏季风边缘区水文和生态环境的变化可能直接或间接受北半球夏季太阳辐射量和区域季风降水强度的共同控制.     

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.     

兴凯湖沉积物有机碳和氮及其稳定同位素反映的28kaBP以来区域古气候环境变化

兴凯湖是东北亚最大的淡水湖,也是中俄界湖。我们是国内首次对兴凯湖一根长269 cm的沉积岩心进行了研究,结果显示:δ13Corg和TOC之间显示较好的负相关性,说明δ13Corg低值时期,气候温暖或湿润,δ13Corg值处于高值时期,气候冷干;C/N比值和TOC之间显示较好的正相关性,C/N比值平均值为11.4,显示兴凯湖沉积物有机质以内源浮游植物生产为主;δ15Norg高值对应于气候冷干期,此时沉积物有机质更多的来源于浮游植物,δ15Norg低值对应于暖湿期,但营养盐输入的减少也会造成δ15Norg值降低。兴凯湖沉积物有机碳和氮及其稳定同位素数据综合分析结果表明:28 480～26 160 cal.aBP,湖区气候冷干;26 160～22 880 cal.aBP,湖区气候温暖湿润;22 880～18 180 cal.aBP,流域处于末次盛冰期多年冻土环境;18 185～12 650 cal.aBP,对应于Blling/Older Dryas/Allerd气候波动暖期;90～78 cm段,对应于Younger Dryas事件;11 500～4 570 cal.aBP,进入全新世暖湿期,早期气候温干,晚期气候温湿;4 570～1 470 cal.aBP,气候冷干;1470 cal.aBP以来,又转为暖湿气候。     

流域生物、化学风化对小冰期气候变化的响应

岱海近500年沉积物的孢粉，介形类和地球化学记录表现了流域生物，化学风化对全球性小冰期气候波动明显而快速的响应，孢粉量的下降，化学风化强度的减弱（高Rb/Sr比值）以及意外湖花介（Limnocythere inopinata)的繁盛反映了小冰期最盛期岱海地区以干旱为特征的气候环境及其造成的高矿化度湖水，其中，介形类丰度及种类对环境变化的反应最迅速，植被生长的调节则要缓慢一些，内陆湖泊流域植被的衰弱与干旱环境下化学风化强度的减弱以及风尘作用的加强是相辅相成的。     

日本大沼湖沉积物碳氮比值、有机碳同位素特征及其近400年的古气候环境意义

通过对日本大沼湖沉积物样品总有机碳含量(TOC)及其稳定同位素、总氮含量(TN)和C/N值的测定,结合沉积岩芯火山灰和1℃年代,分析了大沼湖沉积物中有机质的来源,探讨了沉积物有机碳同位素的主要影响因素.结果表明:大沼湖沉积物中有机质主要来源于自生藻类,受陆源输入的影响较小;沉积物δ13C值指示了夏季温度的变化.过去400年来,大沼湖地区存在1660～ 1730年和1780～ 1860年两个明显的冷期,与邻近地区冰芯、树轮和湖泊沉积物记录的冷期基本一致,分别对应于Maunder和Dalton太阳黑子极小期.     

青海湖近千年来气候环境变化的湖泊沉积记录

本文根据青海湖沉积岩芯（QH00A）碳酸盐含量、TOC和Rb/Sr等环境指标的综合分析，探讨了该地区近千年来的气候变化过程和化学风化史。结果表明：青海湖地区近千年来经历了5次冷湿期和5次暖干期，气候组合类型为冷湿与暖干交替。中世纪暖期、小冰期以及20世纪以来的升温在该沉积岩芯中得到良好的记录。沉积岩芯Rb/Sr较好地记录了湖泊流域化学风化的历史，并揭示流域化学风化的主要控制因素为气温变化。     

湖泊沉积物不同粒级组分的元素含量特征及其环境指示意义①——以内蒙古黄旗海为例

黄旗海湖泊柱状沉积物的全样、77~20 μm、<20 μm粒级的钛(Ti)、锰(Mn)、锶(Sr)、銣(Rb)、钡(Ba)、锆(Zr)等元素含量分析表明,元素在湖泊沉积物各粒级组分的丰度存在较大差异:Ti、Zr倾向于在粗颗粒中富集,Mn、Sr、Rb倾向于在细颗粒中富集,Ba的富集粒级不明显。Ti、Zr与Mn、Rb的颗粒粒级富集倾向可能是其硅酸盐矿物颗粒碎化过程的结果,而Sr则与湖泊自生碳酸盐有关。元素比值Zrc/（Rbc+Bac）、Zrc/Rbc与Ti、Zr的粒度效应Tic/Tif、Zrc/Zrf指示了沉积物重、轻矿物的相对比率,是流域侵蚀强度与湖泊涨缩的信息指示;Ba、Rb与Sr在细粒级的含量之比Baf/Srf、Rbf/Srf指示了硅酸盐与碳酸盐矿物的相对含量,是流域风化、侵蚀搬运强度与湖泊过程（包括物理/化学/生物）等混合信息指示,没有明确的环境指向性。