15万年以来极地冰芯、黄土、深海沉积的对比研究与全球变化

由极地冰芯记录、中纬黄土记录和深海沉积记录的对比可得，１５万年以来全球变化的基本框架为：末次间冰期，从距今１４万年开始到约１２．５万年达鼎盛，可分为五个阶段，即冰芯中三次高温期夹两次低温期；黄土中三层古土壤夹两层黄土；深海沉积中三次高海面夹两次低海面。末次冰期，距今８万年到１万年，可分为三个阶段，早、晚冰段和中间的间冰段。早、晚冰段盛期气候寒冷程度相当，但晚冰段最低温持续期更长，造成海面比早期更低。中间的间冰段，至少可分为７个亚段，即４次暖期（４次弱成土古土壤）夹３次冷期。全新世与末次间冰期对比，总体气候变化较平缓。在上述基本框架中，近几年发现，在末次冰期存在许多短周期、高频快速变化事件。这些事件，温度变化幅度达７℃，变化速率为几年到几十年，对应的环境变化速率可能更快。这些事件的引发机理目前还不清楚，有待进一步研究。     

15万年以来中国黄土与南极冰芯环境演化记录的对比

中国黄土和南极冰芯各自记载了15万年以来环境演化的信息,通过两者的对比研究,可以揭示全球性环境变化的普遍特征和区域特点。对比表明:15万年以来,中国甘肃临夏北塬黄土剖面中磁化率反映的气候变化与南极Vostok站冰芯中δD反映的温度变化趋势非常相似,在以万年计的时间尺度内,所反映的气候变化趋势是一致的,但相同时段两者的变化幅度,特别是在距今14～8万年的末次间冰期期间,差别较大。     

青藏高原湖泊沉积研究及其进展

青藏高原湖泊沉积研究主要围绕青藏高原隆升和全球变化响应开展的。研究揭示了青藏高原隆升具有整体性、阶段性和后期加速性。中晚更新世以来和末次间冰期-冰期气候演化过程得到重建,并能够与冰芯和深海氧同位素记录对比;同时也存在M IS3阶段强烈暖湿和末次冰盛期冷湿等区域特征;新仙女木事件在湖泊沉积物也有明显记录。全新世研究表明青藏高原早期暖湿并经历冷事件,大暖期普遍出现高水位,后期气候向干冷化方向发展。湖泊沉积环境定量化重建也得到研究。青藏高原湖泊沉积应在高分辨率纹层沉积和环境指标定量分析基础理论方面加强研究。     

青藏高原湖泊沉积研究及其进展

青藏高原湖泊沉积研究主要围绕青藏高原隆升和全球变化响应开展的。研究揭示了青藏高原隆升具有整体性、阶段性和后期加速性。中晚更新世以来和末次间冰期一冰期气候演化过程得到重建,并能够与冰芯和深海氧同位素记录对比;同时也存在MIS3阶段强烈暖湿和末次冰盛期冷湿等区域特征;新仙女木事件在湖泊沉积物也有明显记录。全新世研究表明青藏高原早期暖湿并经历冷事件,大暖期普遍出现高水位,后期气候向于冷化方向发展。湖泊沉积环境定量化重建也得到研究。青藏高原湖泊沉积应在高分辨率纹层沉积和环境指标定量分析基础理论方面加强研究。     

晚更新世以来东昆仑山区黄土沉积及其气候意义

分布于东昆仑山北坡、发育于距今约24kaB.P.以来的高海拔黄土提供了东昆仑山区晚更新世以来气候变化的完整记录。根据黄土岩性、粒度、重矿物及其地磁分析,结合本区内的古冻土研究结果,东昆仑山约24kaB.P.以来经历了晚更新世末寒冷期(24～10.7kaB.P.);早全新世转暖期(10.7～8.8kaB.P.);中全新世暖湿期(8.8～6.0kaB.P.);中全新世暖干期(6.0～4.5kaB.P.);全新世后期(4.5kaB.P.)以来等气候演化阶段。     

贵州晴隆碧痕营晚第四系及古环境研究

碧痕营洼地中的湖相层是在末次冰期盛冰期之前的温暖期中发育的.时代为距今3万年到2万年前后,当时洼地附近的山地上生长着以落叶阔叶林为主的针阔混交林,小有波动.这一时段,年均气温较今低1-6℃.距今3万年到2.6万年前后,生长含高比例水青冈的针阔混交林,气温较今约低2-6℃;距今2.3万年前后,附近山地生长常绿阔叶、落叶混交林,气温较今约低1-3℃;在距今2.6万年到2.3万年和距今2.3万年以后一段时期,本地区发育针阔混交林;步入盛冰期的过程中,气候转向干冷,蕨类植物蔓生;湖相层之后是混杂泥砾堆积,气温降低幅度更大.     

郧县盆地风成黄土—古土壤与汉江I级阶地形成年龄研究

在对汉江上游河谷进行野外考察的基础上,就郧县盆地汉江I级阶地及其风成黄土-古土壤覆盖层沉积学和理化性质进行了研究,并且采用OSL方法进行了测年断代。获得了26个OSL年龄数据,证实厚层风成黄土L1底部的年龄在25 ka BP,而剖面底部风成黄土-冲积砂层交互层(T1-al2)年龄范围在55-25 ka BP之间。地层年龄说明I级阶地上黄土的堆积过程基本连续,汉江I级阶地的发展经历了早期新构造抬升与河流下切阶段(55-25 ka BP)和晚期阶地面稳定接受沉积(25-0 ka BP)两个阶段。距今55 ka BP前后,新构造运动抬升和汉江下切作用加剧,河漫滩相沉积层开始脱离水面并接受风尘堆积物。这个过程持续到距今约25 ka BP,期间河水不时地淹没阶地面,从而形成了风成黄土-冲积砂交互的沉积学特征。距今约25 ka BP以来,河水不再淹没阶地,汉江I级阶地最终形成,阶地面开始接受连续的风尘堆积。在汉江下切作用加剧的同时,全球性末次冰期的发展也逐步进入冰盛期,风尘活动强烈,在阶地表面堆积形成了厚层黄土。汉江I级阶地形成以来,气候的变化使黄土覆盖层受到不同程度的风化成壤改造,形成了黄土-古土壤地层,其地层序列从下向上依次为:河流相砂卵石层(T1-al1)→黄土-冲积砂互层(T1-al2)→马兰黄土(L1)→过渡黄土(Lt)→古土壤(S0)→近代黄土(L0)→表土(MS)。这个层序记录汉江上游流域自从25 ka BP以来的气候变化经历末次冰期后东南季风逐渐加强、中全新世季风强盛、晚全新世季风衰退和气候变干的演变模式。     

郧县盆地风成黄土—古土壤与汉江Ⅰ级阶地形成年龄研究

在对汉江上游河谷进行野外考察的基础上,就郧县盆地汉江Ⅰ级阶地及其风成黄土-古土壤覆盖层沉积学和理化性质进行了研究,并且采用OSL方法进行了测年断代.获得了26个OSL年龄数据,证实厚层风成黄土L1底部的年龄在25 ka BP,而剖面底部风成黄土-冲积砂层交互层(T1-al2)年龄范围在55-25 ka BP之间.地层年龄说明Ⅰ级阶地上黄土的堆积过程基本连续,汉江Ⅰ级阶地的发展经历了早期新构造抬升与河流下切阶段(55-25 ka BP)和晚期阶地面稳定接受沉积(25-0 ka BP)两个阶段.距今55 ka BP前后,新构造运动抬升和汉江下切作用加剧,河漫滩相沉积层开始脱离水面并接受风尘堆积物.这个过程持续到距今约25 ka BP,期间河水不时地淹没阶地面,从而形成了风成黄土-冲积砂交互的沉积学特征.距今约25 ka BP以来,河水不再淹没阶地,汉江Ⅰ级阶地最终形成,阶地面开始接受连续的风尘堆积.在汉江下切作用加剧的同时,全球性末次冰期的发展也逐步进入冰盛期,风尘活动强烈,在阶地表面堆积形成了厚层黄土.汉江Ⅰ级阶地形成以来,气候的变化使黄土覆盖层受到不同程度的风化成壤改造,形成了黄土-古土壤地层,其地层序列从下向上依次为:河流相砂卵石层(T1-al1)→黄土-冲积砂互层(T1-al2)→马兰黄土(L1)→过渡黄土(L1)→古土壤(S0)→近代黄土(L0)→表土(MS).这个层序记录汉江上游流域自从25 ka BP以来的气候变化经历末次冰期后东南季风逐渐加强、中全新世季风强盛、晚全新世季风衰退和气候变干的演变模式.     

榆林剖面的热释光测年及其对这一地区干旱事件的讨论

用热释光测年方法对陕西榆林地区蔡家沟和石峁剖面的风成砂－黄土－古土壤序列进行了系统的测年，结果表明末次冰期的风成沉积中夹有三层古风成砂，由此反映了末次冰期中有三次沙漠扩大的气候干旱时期。根据年代测定结果最末一次干旱事件出现在１２～＜２７ｋａＢ．Ｐ．之间，基本上与末次冰期极盛期相当，可以与深海氧同位素阶段２对应。第二次干旱期出现在４８ｋａＢ．Ｐ．左右，大致与氧同位素阶段３的中期相当。最早的干旱期出现在５５～＜７５ｋａＢ．Ｐ．之间，与阶段４对应。令人感兴趣的是虽然与阶段２、阶段４对应的干旱期在世界上其它地区同样有记录，但是大致相当于阶段３中期的这期干旱事件却以榆林剖面反映最好，表现为末次冰期的间冰段期间，毛乌素沙漠也曾经大规模扩大，这从一个侧面说明了中国的沙漠－黄土边界带对气候变化的敏感性。此外，热释光测年结果还表明了末次冰期的沉积由风成砂与黄土迭覆而成，而末次间冰期则由古土壤与黄土迭覆而成，因此，无论是冰期还是间冰期，气候条件都不是以持续的干冷或温暖为特点，而是叠加了更次一级的气候变化。毛乌素沙漠在第四纪时期并非持续存在，而是在气候的调节下经历了沙漠出现与固定的多次转变     

萨拉乌苏河流域末次间冰期全球变化区域响应的主元素记录

萨拉乌苏河流域米浪沟湾剖面末次间冰期层系记录了8．5个风成的古砂丘砂与河湖相或／和古土壤构成的沉积旋回。通过对该层系主元素含量分布规律的分析，认为所述沉积旋回主要是由干湿寒暖气候旋回波动所致。研究亦表明，末次间冰期层系60LS～82S可进一步划分为5个层段，它们在时间和气候的主要阶段上与氧同位素5阶段中之5a、5b、5c、5d、5e诸亚段相近。不仅如此，若干反映冷干气候的风成砂丘砂堆积层位与末次间冰期GRIP冰芯δ^18O及西太平洋暖池planktonic δ^18O记录的冷凉事件，特别是与黄土高原记录的9次粉尘事件在时间上具有很好的对应关系。     

基于光释光测年的共和盆地风沙活动历史研究

位于青藏高原东北缘的共和盆地处于亚洲冬、夏季风和西风环流作用交替控制的干旱—半干旱区,盆地中分布着大面积的沙漠,是重建过去气候的重要载体。就前人对共和盆地25个风成剖面的102个光释光(OSL)年代结果进行分析,总结出晚更新世以来共和盆地的风沙活动在各个时期都有发生,黄土堆积主要是更新世末期到早全新世,古土壤主要是晚全新世发育的,但其测年工作缺乏高密度光释光测年检验。通过对共和盆地西南部的羊曲剖面进行系统的高密度光释光年代学研究发现,羊曲剖面主要是末次冰消期沉积的,9.6～7.1 ka风沙活动迅速减弱,7.1～2 ka存在明显的沉积间断,说明基于单个剖面进行环境演变重建需谨慎。结合盆地内已发表OSL年代结果,末次冰消期以来,风沙活动在共和盆地一直存在,其最强烈时期是14～10 ka左右,黄土主要是末次冰消期14～10 ka沉积的,古土壤发育主要集中在3～2 ka和6～4 ka,此外在9～8 ka也有发育。     

腾格里沙漠南缘末次冰盛期以来沙漠演化与气候变化

位于现代季风区边缘的沙漠黄土边界带,具有高度的不稳定性,末次冰盛期以来历经多次北进南退移动和暖湿、冷干变化。依据对腾格里沙漠南缘白岩沟剖面的黄土古土壤风成砂序列的年代测定,建立了腾格里沙漠南缘末次冰盛期以来沙漠演化的时间序列,并结合剖面各地层的粒度分析、色度分析和CaCO3分析结果,认为末次冰盛期该区主要经历了两次沙漠强烈扩张、两次退缩以及一次小幅度扩张的阶段。而全球变化所导致的东亚冬、夏季风变化是沙漠正、逆过程演变的主要驱动因子。     

基于光释光测年的共和盆地风沙活动历史研究

位于青藏高原东北缘的共和盆地处于亚洲冬、夏季风和西风环流作用交替控制的干旱-半干旱区,盆地中分布着大面积的沙漠,是重建过去气候的重要载体。前人对共和盆地25个风成剖面的102个OSL年代结果进行分析,得出晚更新世以来共和盆地的风沙活动在各个时期都有发生,黄土堆积主要是更新世末期到早全新世,古土壤主要是晚全新世发育的, 但其测年工作缺乏高密度光释光测年检验。通过对共和盆地西南部的羊曲剖面进行系统的高密度光释光年代学研究发现,羊曲剖面主要是末次冰消期沉积的,9.6-7.1 ka风沙活动迅速减弱,7.1-2 ka存在明显的沉积间断,说明基于单个剖面进行环境演变重建需谨慎。结合盆地内已发表OSL年代结果,末次冰消期以来,风沙活动在共和盆地一直存在,其最强烈时期是14-10 ka左右,黄土主要是末次冰消期14-10 ka沉积的,古土壤发育主要集中在3-2 ka和6-4 ka,此外在9-8 ka也有发育。     

南极晚更新世以来海面变化研究

南极晚更新世40,000年B.P.和在20,000年B.P.间曾有两次海侵,当时的海面比现在高6-35m。在18,000年B.P.全球低海面时,中国南极长城给所在的南设得兰群岛为一相连大岛,当时的海面比现在低100-130m。冰后期南极海面上升,在6,000年B.P.为高海面,当时海面比现在高2m。随后的6,000年以来,南极处于地壳均衡上升阶段,形成海拔20m以下连续发育的海岸阶地。     

南极洲乔治王岛柯林斯冰帽冰芯层位和密度变化的一般特征

柯林斯冰帽两支冰芯层位记录证实了该冰帽主冰穹顶部（海拔约７００ｍ）属暖渗浸带，小冰穹顶部（海拔约２５０ｍ）属渗浸带。雪、冰的层位分布和密度变化包含了一定的测年信息。主冰穹顶冰芯密度－深度曲线在表层呈现韵律性变化，与层位记录中的融化冻结现象相对应，据此粗略划分年层，断定当地年积累雪层厚度为３－３．５ｍ，折合水当量１６５０－１９２５ｋｇ／ｍ２ａ，年平均积累速率约为２．０ｍ／ａ（冰当量）。主冰穹顶成冰深度为３８－３９ｍ，此深度以上密度自上而下缓慢增加，但以下由于含水层的出现，密度迅速升高，在５－６ｍ区间达到９００ｋｇ／ｍ３。小冰穹冰芯除表层外，密度基本在８００－９００ｋｇ／ｍ３之间，冰芯中雪冰互层，存在污化面，４０ｍ以下发现很厚的火山灰沉积物。小冰穹平均年积累率约为０．７ｍ／ａ（冰当量），成冰深度７－８ｍ，成冰年限为１０年左右     

东南极拉斯曼丘陵中晚全新世湖泊生物量的变化记录

对东南极拉斯曼丘陵莫愁湖ZH沉积柱进行了生态地质学的研究,通过AMS-14C定年构建年龄框架,采用550℃烧失量、粒度和元素地球化学指标等,恢复了中晚全新世该地区较高分辨率的湖泊生物量记录。结果显示,距今6600-6100年、5400-4800年、4650-3750年和3500年-2850年为莫愁湖生物量高值期,气候相对温暖适宜,湖泊生产力旺盛;距今6100-5400年、4800-4650年和3750-3500年为湖泊生物量低值期,气候相对寒冷,湖泊生产力相对较弱。而且在整体较暖的气候环境下,出现了其它无冰区沉积物中鲜有记录的距今4800-4650年、4400年前后和3750-3500年的气候快速变冷事件。根据莫愁湖湖泊生物量恢复的东南极拉斯曼地区高分辨的气候变化特征,与太阳活动强度和东南极大陆冰芯记录相吻合,为东南极中晚全新世多样的气候格局研究提供了新的依据。     

白令海北部陆坡晚第四纪的古海洋与古气候学记录

白令海北部陆坡B2 9柱状样中放射虫Cycladophoradavisiana含量曲线和深海SPECMAP氧同位素记录的对比 ,为该柱状样建立了晚第四纪约 1 0万年以来的地层年代框架。该柱状样中微体化石、碳屑颗粒、筏冰碎屑 (石英和岩屑颗粒 )的定量分析结果表明 ,作为表层生产力指标的粗组份自氧同位素 5 .3期以来呈阶梯状增加 ,反映表层生产力阶段式的增长 ;碳屑颗粒丰度自氧同位素 5 .3期至末次冰消期的增加说明白令海末次冰消期以前气候较全新世干冷 ,天然火灾发生的概率较全新世大大增加 ;冰期和早、中全新世较高的筏冰碎屑反映了冰期和早、中全新世白令海陆架海冰的扩大以及气候转暖所导致的海冰消融的过程 ,揭示了白令海对过去全球气候变化的响应。     

青海高原东部三万年来自然环境变迁的序列与幅度探讨

本文在野外考察和室内样品分析的基础上,根据风沙堆积、冰缘现象、冰川遗迹、湖泊演化、孢粉分析和古土壤等的研究,将青海高原东部三万年来的自然环境变迁划分了八个阶段:末次冰盛期早期(30000-23000a.B.P)、末次冰盛期(23000-14000a.B.P)、晚冰期(14000-12000a.B.P)、早全新世温暖期(12000-8500a.B.P)、早全新世寒冷期(8500-7000a.B.P)、中全新世高温期(7000-3500a.B.P)、新冰期(3500-2500a.B.P)和晚全新世温和期(2500a.B.P以后):并恢复了各期年平均气温。     

山西中条山北麓断裂夏县段新构造运动

通过分析夏县段中条山北麓山麓剥蚀面上的黄土地层,认为山麓剥蚀面形成于2.4 Ma以前。与邻近盆地内钻孔的研究成果对比,得到中条山北麓断裂第四纪以来的垂直活动幅度约700 m,抬升速率为0.29 mm/a。GPS测量得到断层将末次冰期极盛期形成的冲沟阶地垂直错断7 m,垂直活动速率为0.28~0.5 mm/a。探槽揭示,距今2 万年以来断层有四次活动--距今8000 年之前、距今4100 年前后、距今3100 年和距今720 年以后。断距分别为大于2m、0.6m、1.55 m和0.25 m。断层活动速率为0.22~0.55 m/a。     

西北地区晚第四纪黄土地层与环境

在中国西北地区的高山、高原与内陆干旱沙漠的交界带(半干旱区),沉积有一定厚度的晚第四纪黄土,厚度从几米到40～50m,1.5×10~6a以来的黄土地层可分为6段,分别为:S_0,全新世古土壤,时代<8.5×10~3a.B.P.;L_(1-1),上马兰黄土层,0.85～2.5(2.1～2.7)×10~4a.B.P.;Sm,马兰黄土中部古土壤层,2.5×10~4～5.4×10~4a.B.P.;L_(1-2),下马兰黄土层,5.4×10~4～8×10~4a.B.P.;S_1,离石黄土顶部古土壤层,即末次间冰期古土壤,8×10~4～1.4×10~5a.B.P.;L_2,离石黄土,即倒数第二次冰期形成的黄土,>1.4×10~5a.B.P.黄土与石土壤层的磁化率值相差数倍。黄土地层磁化率曲线可做为气候变化的代用指标。位于兰州附近的临夏黄土地层剖面,其环境变化信息记录的精度可与深海和南极Vostok冰芯对比。