东北泥炭表土沉积植硅体—气候因子转换函数建立及应用

根据泥炭表土植硅体分析和气候气象资料,运用因子分析和逐步回归分析方法建立了东北地区泥炭表土植硅体—气候因子转换函数;并将之用于榆树泥炭剖面的古气候参数重建中,得出近3 000 a来的古气候参数值,并将之暖—冷—暖—冷—暖—冷—暖7个阶段。计算结果同时显示,温暖湿润的气候往往与稳定的气候系统相一致,而且古年均风速的变化可能预示着古气温、古降水变化等将随之发生变化。     

中国图们江河口湖沼沉积中植硅体古气候变化特征

通过对中国图们江河口湖沼沉积剖面的植硅体组合的分析,划分出该剖面自17.1～2.247 kaB.P.期间的6个植硅体组合带,分别对应冷干-凉湿-冷干-凉湿-温暖-温湿的气候阶段.将分析结果与本剖面Na、K、Ba、Cu、Pb、Fe、Mn分析相对比,发现植硅体对气候湿润程度的反映不如Na、K、Fe敏感,但是比其它指标,如泥炭地发育程度对湿润度的反映,要灵敏得多.区域对比发现,本剖面的植硅体古气候过程存在着区域上的良好响应,对全球变化与区域响应研究起着积极作用.     

植硅体记录的敦化北部山地近2 ka泥炭沼泽演化气候背景

对敦化北部山地205 cm深泥炭剖面中的植硅体进行提取、鉴定和分析,结合AMS¹⁴C测年,重建研究区近2 ka的古气候环境过程,探讨其变化规律及影响因素。植硅体组合、有序聚类和植硅体指数变化趋势显示,研究区泥炭沼泽经历了4个显著阶段：即45-680 A.D.暖湿阶段;680-1340 A.D.温暖偏干阶段;1340-1870 A.D.由干转湿的寒冷阶段;1870-2017 A.D.转暖、干湿波动阶段。其中,680-1225 A.D.对应中世纪暖期（MWP）,1340-1870 A.D.对应小冰期（LIA）。在此气候变化背景下,泥炭沼泽发展经历了由缓慢逐渐加快的过程。对比太阳辐射和太阳活动的变化、石笋δ¹⁸O序列、重建的东北地区古温度以及Niño3.4重建曲线,泥炭剖面的植硅体分析显示MWP和LIA期间的古气候过程受到太阳活动、太阳辐射、季风环流和ENSO（El Niño-Southern Oscillation）的控制。     

青藏高原新生代以来气候环境演化的粘土矿物学特征

为探究青藏高原的气候环境演化, 对青藏高原不同部位的盆地沉积物的粘土矿物特征进行深入系统的研究.结果表明, 古新世阶段—始新世阶段时期, 青藏高原古气候以行星风系居主导地位, 青藏高原北部以温暖和季节性干旱为特征.柴达木地区在~36 Ma的降温事件则明显早于全球降温事件(~34 Ma)近2 Ma.在渐新世(34~23 Ma)期间, 古气候以干旱炎热为特征, 但气温相对要低于始新世.在中新世—上新世(23.0~2.6 Ma)期间, 青藏高原北缘的柴达木、循化盆地均在~21.5 Ma发生气候变冷事件, 而8~7 Ma的气候变化事件遍及整个青藏高原.在藏南的吉隆盆地、青藏高原西北部的叶城盆地, ~1.8 Ma之前的盆地沉积物中仍然有相当高含量的蒙脱石, 说明这些地区在~1.8 Ma之前, 虽然总体上气候变冷、变干, 但仍然处于一种相对湿润的气候环境.      

广西百色盆地古近系沉积特征及其古气候意义

通过研究广西百色盆地地表斩龙颈剖面、百东河剖面、六吜剖面、那周剖面记录的沉积特征、沉积标志、粘土矿物组合类型及CaCO3指数的古气候信息,再结合ESR测年数据,确定了古近系古新统晚期六吜组一始新统晚期百岗组(63.1～33.7MaBP)地层时间序列,反应该区自晚古新世至始新世晚期气候由半干早、干旱—潮湿(偏凉)—温暖潮湿—潮湿(偏热)—温暖潮湿向偏干转化的6个古气候演变阶段。     

鄱阳湖东南部地区全新统植硅体组合特征与古环境分析

通过分析鄱阳湖东南部地区zk10钻孔剖面植硅体及硅藻组合特征,探讨该区自全新世以来的古气候环境变化规律。zk10钻孔剖面主要为黏土,含少量粉质黏土,属滨湖相沉积。黏土中植硅体含量高,形态丰富,主要来源于禾本科植物,少数为蕨类植物、裸子植物和阔叶类植硅体。根据植物、植硅体类型组合及温度指数,划分为 7个植硅体组合带,自下而上分别为:Ⅰ方型、长方型、扇型、哑铃型-多面体型-薄板型、球型组合带; Ⅱ方型、长方型、尖型、平滑棒型-多面体型-薄板型组合带; Ⅲ方型、长方型、扇型、平滑棒型-多面体型-球型组合带; Ⅳ方型、长方型、平滑棒型-多面体型-纺锤型、球型组合带; Ⅴ方型、扇型-平滑棒型-多面体型组合带; Ⅵ长方型、扇型、尖型、刺边棒型-三棱柱型-多面体型-球型组合带和Ⅶ长方型、扇型、鞍型-刺边棒型-多面体型组合带。7个植硅体组合带反映了4次大规模的气候演化旋回,包括4次温暖湿润和3次温凉偏干的气候环境,植硅体可作为恢复古气候变化的重要参考。     

松嫩平原南缘现代沉积物磁化率、粒度、色度特征及古气候环境意义

深入了解松嫩平原第四纪古气候演化过程,对本区黑土退化的气候影响因素研究有重要理论意义。选择松嫩平原南缘大黑山地垒长春—四平段郭家（GJ）、湾沟（WG）、平安屯（PA）、腰分水岭旁（YP）、西地（XD）、胡家甸（H）、肖家（XJ）7个现代沉积剖面进行磁化率、粒度和色度分析。结果显示：各剖面沉积物磁化率多表现为干燥时期较大、湿润时期较小、寒冷阶段较大、温暖适宜阶段较小的特点。颜色对磁化率影响较大,不同颜色砂或砂质黏土的磁化率从大到小依次为红褐色→浅黄色或灰绿色→灰黑色。碳酸盐岩或灰岩物源的存在,使沉积物色度和磁化率之间的关系相对复杂。磁化率会随沉积物粒度增大而增大,冻融风化和降雨增多导致沉积物粒度增大,使磁化率升高;但温暖适宜时期,磁化率受物源供给量的减小而减小。磁化率、粒度和色度三指标综合反映出研究区早更新世寒冷干燥→中更新世冷湿—暖湿—冷湿→晚更新世寒冷较湿润的古气候环境演化过程。     

西藏伦坡拉盆地晚始新世—早渐新世黏土矿物特征及古气候意义

始新世—渐新世是新生代气候从“温室”向“冰室”转变的重要节点,也是青藏高原及邻区气候格局发生重大变革的关键时期。为了重建高原中部腹地始新世—渐新世的古气候演变特征,探讨古气候变化的控制因素,利用X射线衍射分析对高原中部伦坡拉盆地382道班剖面的黏土矿物特征进行了综合研究,结果显示,伦坡拉盆地在始新世—渐新世牛堡组二段沉积的黏土矿物主要以伊利石为主,伊/蒙混层次之,高岭石与绿泥石含量极少,蒙脱石仅出现在极少样品中。黏土矿物类型及组合特征指示伦坡拉盆地在该时期整体处于寒冷干旱的气候条件,但在长周期趋势下伊利石相对含量逐渐减少,伊/蒙混层逐渐增多,显示出青藏高原中部地区的气候系统在晚始新世—早渐新世时期存在向更加湿润的气候条件转变,这种气候系统的改变可能与南亚季风在晚始新世的演化所带来的更多水汽条件和青藏高原中部中央分水岭的形成有关,但在始新世与渐新世之交,伊利石含量陡然增多,而伊/蒙混层含量则减少,且两者频繁波动,这反映了该盆地在EOT时期受到全球降温的影响。

     

云南昆明盆地中更新世晚期以来的孢粉记录及古气候演化

通过“昆明市活断层探测与地震危险性评价”项目获得了昆明盆地的东西两侧各一个钻孔的孢粉资料和测年数据,对比分析了昆明盆地自中更新世晚期以来的植被演替和古气候演化。研究表明,沉积环境对孢粉记录有重要的影响作用。近200 ka BP以来,昆明盆地总体经历了温凉偏干（201~180 ka BP）—温和偏干（180~132 ka BP）—温暖偏干（132~89 ka BP）—温和偏湿（89~75 ka BP）—温暖湿润（75~38 ka BP）—温凉偏湿（38~22 ka BP）—温暖偏干（22~6 ka BP）的气候变化。从区域和全球对比上来看,昆明盆地与滇中和滇西地区的气候变化较为一致,同时又有自身的一些特点。     

白垩纪—古近纪界限时期的陆地气候重建进展

白垩纪—古近纪(K-Pg)界限时期发生了地质历史中最严重的生物大灭绝事件之一,重建该时期气候演化历史及其对生态系统的影响对理解深时气候演化规律和预测未来气候变化都具有重要意义。相比海相剖面而言,基于陆相剖面的白垩纪—古近纪界限时期古气候重建研究开展较晚,相关成果缺乏系统总结和集成。本文系统回顾了全球陆相白垩纪—古近纪界限剖面的分布情况和事件年代学新进展,总结了基于以上剖面重建的定量古气候记录和德干火山喷发记录,建立了界限时期中纬度陆地年平均温度和大气CO₂浓度时间演化序列。陆相剖面分布相对集中且数量较少,中国是该时期陆相剖面发育最多的国家之一,多个盆地已经建立了德干火山喷发记录,在重建该时期陆地气候上具有很大潜力。基于陆相沉积物汞元素地球化学记录表明,德干火山作用导致了晚马斯特里赫特期变暖事件并触发了白垩纪末期生物大灭绝。中纬度陆地年平均温度重建结果显示马斯特里赫特期中期全球经历了～10℃的降温,到马斯特里赫特期晚期德干火山初始喷发前显著升温至～20℃,并在白垩纪—古近纪界限前后发生多次快速波动。尽管65～63 Ma之间陆地温度记录相对缺失,69～65 Ma之间重...     

清代江苏省冬季冷暖等级序列的重建及特征分析

通过对历史文献资料的收集整理,重建了清代江苏省冬季逐年冷暖等级序列,并利用Morlet复小波变换分析方法对序列进行了多时间尺度特征的综合分析。结果表明:(1)整个清代江苏省冬季气候变化大致可分为2个冷时段(1644—1730年、1821—1900年)和1个暖时段(1731—1820年);(2)重建的冷暖等级序列存在多尺度下的周期变化特征,其中有较明显的周期变化尺度是38～42 a、18～20 a、13～15 a和8 a,38～42 a和8 a特征时间尺度的周期变化相对具有全域性,18～20 a尺度的周期变化在1690—1790年之间比较明显,13～15 a尺度的周期变化在1720年之前和1830年之后比较明显;(3)重建序列的第1主周期为42 a,第2、3、4主周期依次是20 a、 8 a和3 a;在42 a尺度下,清代江苏省冬季气候可划分为6个偏冷时段和6个偏暖时段。     

The improvement of the Morlet wavelet for multi-period analysis of climate data

The multi-level dynamics of an atmosphere system exhibits temporal structures in different types of climate data. This article addresses two issues in multi-period analysis of climate data. Firstly, the advantages of the modified Morlet wavelet transform (MMWT) for analyzing multi-period structure of time series over Morlet wavelet transform (MWT) are emphasized. Secondly, the multi-period issues of temperature data are studied with MMWT through four steps: the four dominant periods of 60 year temperature data are determined with the wavelet variance; by analyzing the real part of MMWT, the warm and cold stages of the temperature data at different scales are determined, and the time intervals of the warm and cold interchange are singled out; the amplitude of each periodic component is quantitatively characterized by the amplitude of wavelet coefficients; the most intensive oscillation time intervals are computed by the squared modulus of the MMWT (MMPS).     

青藏高原东北缘早渐新世—早中新世干旱化的粘土矿物学证据——以兰州盆地为例

为揭示青藏高原东北缘早渐新世—早中新世气候环境演化及干旱化事件,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微分析(SEM)等现代测试技术,对甘肃兰州盆地早渐新世—早中新世沉积物中粘土矿物的微观形貌、相对含量、V(Ill+Chl)/V(Sme)比值等参数进行了系统研究。结果表明,早渐新世—早中新世沉积物中粘土矿物主要有伊利石、绿泥石、蒙脱石以及少量的伊-蒙混层粘土矿物,指示该时间段气候总体以干旱为特征,局部出现相对温暖潮湿的气候。根据粘土矿物相对含量及V(Ill+Chl)/V(Sme)比值变化特征将兰州地区早渐新世—早中新世的气候环境演化划分为以下4个阶段:(Ⅰ)31.5~28.8 Ma相对温干偏湿的气候阶段;(Ⅱ)28.8~26.2 Ma相对冷干的气候阶段;(Ⅲ)26.2~22.1 Ma相对温暖潮湿的气候阶段;(Ⅳ)22.1~16.5 Ma相对温干偏湿的气候阶段。扫描电子显微分析表明,在相对温暖潮湿的时期,粘土矿物溶蚀较明显;在相对干旱的时期,粘土矿物表现显著的物理风化特征。以上粘土矿物学特征所揭示的阶段性干旱可能与青藏高原的阶段性隆升相对应。     

Stepwise palaeoclimate change across the Eocene–Oligocene transition recorded in continental NW Europe by mineralogical assemblages and δ15Norg (Rennes Basin,France)

The Eocene–Oligocene transition (EOT, ~34 Ma) is the largest global cooling of the Cenozoic Era and led the Earth's climatic system to change from a greenhouse to an icehouse mode. Although it is well documented in marine settings, the few studies focusing on continental environments have demonstrated regional heterogeneities. The study core CDB1, located in the Rennes Basin (Western France), is a unique terrestrial (lacustrine–palustrine) record comprising well‐preserved and terrestrial‐derived organic‐rich sediments encompassing the EOT. Clay minerals and the first organic nitrogen isotope record (δ¹⁵N_org) of terrestrial origin for this period are used to reconstruct palaeoclimate changes across this key interval. As suggested in worldwide marine and a few continental records, a stepwise transition from warm/humid conditions in the Late Eocene to cooler/drier conditions in the Early Oligocene is confirmed in the area. In addition, an episode of drier conditions in the Late Eocene and humid/dry cycles in the Early Oligocene are suggested.     

羌塘盆地查郎拉地区中新生代古气候演化初探

通过野外遥感调研和收集整理大量剖面及路线地质资料，讨论了羌塘盆地查郎拉地区气候常量元素、变价元素及微量元素特征；气候沉积物及其分布特征，结合已有的气候指示性古生物化石及岩相古地理资料，首次系统地演绎了本区中新生代古气候特征及其变迁演化史。划分出8个气候旋回，指出晚三叠世为热带亚热带温热半潮湿－潮湿气候，组成第I气候旋回；中株罗世呈热带亚热带半干旱→半潮湿气候的周期性变化，组成第Ⅱ、Ⅲ气候旋回；晚株罗纪经历了热带炎热半干燥→温暖半潮湿和潮湿→炎热半干燥气候的演化，组成第Ⅳ、Ⅴ气候旋回；白垩纪气候早期呈温暖半潮湿，晚期转为半干燥－干燥热带、亚热带气候，组成第既Ⅵ、Ⅶ气候旋回；第三纪为内陆亚热带的干燥、半干燥→高原温凉气候；第四纪曾出现过6次冰期和5次间冰期，新生代总体经历了剧烈而频繁的冷暖波动，气候日益干燥和寒冷。最后简单分析了气候旋回与沉积旋回、构造运动和青藏高原隆升的叠加耦合关系，以及古气候变迁的主因。     

渤海湾盆地东营凹陷古近系细粒沉积岩特征及沉积环境

随着泥页岩油气勘探的深入,详细解剖细粒沉积岩的岩石类型和组成,对后续储集层研究中优势岩石组合的确立有重要意义。通过岩心观察、全岩X射线衍射等分析手段,以矿物含量和沉积构造作为主要依据,将渤海湾盆地东营凹陷古近系沙三下沙四上亚段细粒沉积岩划分为9种岩石类型,其以纹层状混合细粒沉积岩、块状混合细粒沉积岩、纹层状灰岩、纹层状粉砂质灰岩、纹层状黏土质粉砂岩为主。由特征元素比值Ca/Mg、Na/Al、Fe/Mn、Sr/Ba、V/(V+Ni)值及Ti、Al含量的垂向变化,可知东营凹陷细粒沉积岩在古气候、古水深、古盐度及水体氧化还原性、陆源输入程度等方面的演化具有明显阶段性,其气候在沙四上亚段沉积时期表现为由干冷变暖湿,在沙三下亚段沉积时期呈现暖湿相对湿冷暖湿相对湿热的演化;且在不同的演化阶段,岩石组合及特征均有差异。因此,温暖湿润的气候和陆源输入量的增加有助于纹层状混合细粒沉积岩大量沉积,而较为寒冷干燥的气候和相对低的陆源输入易于沉积纹层状粉砂质灰岩。这一结论有利于深化断陷湖盆细粒沉积岩岩石学的基础研究,可为后续油气勘探开发奠定坚实的基础。     

Late Holocene temperature fluctuations on the Tibetan Plateau

Proxy data of palaeoclimate, like ice cores, tree rings and lake sediments, document aspects of climate changes on the Tibetan Plateau during the last 2000 years. The results show that the Tibetan Plateau experienced climatic episodes such as the warm intervals during AD 800–1100 and 1150–1400, the “Little Ice Age” between AD 1400 and 1900, and an earlier cold period between the 4th and 6th centuries. In addition, temperatures varied from region to region across the plateau. A warm period from AD 800 to 1100 in the northeastern Tibetan Plateau was contemporaneous with cooling in the southern Tibetan Plateau, which experienced warming between AD 1150 and 1400. Large-scale trends in the temperature history from the northeastern Tibetan Plateau resemble those in eastern China more than the trends from the southern Plateau. The most notable similarities between the temperature variations of the Tibetan Plateau and eastern China are cold phases during AD 1100–1150, 1500–1550, 1650–1700 and 1800–1850.     

Hydrological Variations and the Ancient Silk Road in the Northern Tarim Basin between Han and Sui Dynasties

The fluctuation pattern of China's civilization can be ascribed to climate change and historical geopolitical variations. The ancient Silk Road served as the most prosperous route connecting East Asia and Europe during Han Dynasty(206 BC–220 AD) and Sui-Tang Dynasties(581–907 AD), but was deserted in Wei, Jin, Northern and Southern dynasties(220–580 AD), of which the Tarim Basin was a key area. However, our understanding about the decline of the route during this period remains limited. Here, we present an ～7-year resolution record based on optically stimulated luminescence(OSL) age-depth model(ca. 120 BC–750 AD) from Luntai(LT) profile, about 5 km from the modern Tarim River, which fed the ancient oases, to assess the potential causes on the documented decline of the ancient Silk Road between Late Han and Sui dynasties. In this study, five episodes of hydrological change were identified by combining grain size, magnetic susceptibility, geochemistry and TOC/TN contents. Our reconstruction reveals that cold and wet climate dominated at 120 BC–50 AD and 550–750 AD, respectively, indicated by strong hydrodynamic conditions. Relatively warm and humid climate occurred at 120–550 AD, between Eastern Han and Sui-Tang dynasties, indicating a better and more suitable local environment. A comparison between the studied region and other areas of China demonstrates that the paleoclimatic variations in eastern and western China exhibit rough discrepancies, and the hydrological conditions in arid region is inconsistent with the decline of ancient Silk Road in the northern Tarim Basin. We suggest that political and societal factors are the key issues that caused the interruption of Silk Road during Wei, Jin, Northern and Southern dynasties, such as the co-occurrence of societal crises, turmoil and division in eastern China, rather than the deteriorating climatic condition in the northern Tarim basin.     

云南鹤庆盆地2.780~1.802MaB.P.期间的 古植被和古气候*

鹤庆深钻421.7m以下岩芯的孢粉组合揭示2.780~1.802MaB.P.期间鹤庆盆地周围山地植被类型的更替主要是松林和寒温针叶林林带的上下迁移,并且研究区在第四纪之前就已基本具备了目前的主要植物种类及其自然地理轮廓。根据孢粉组合中寒温针叶林主要成分的孢粉含量变化推测研究区周围的山顶气候在2.780~1.802MaB.P.期间依次经历了相对温和偏干→整体相对寒冷潮湿→温和偏干→寒冷较湿→温凉较干→温和偏干→寒冷较湿的7次明显波动;同时结合孢粉组合特征和山顶气候推测盆地周围较低海拔区的气候经历了温暖干旱→整体相对温暖潮湿→温暖干旱→温凉较湿→温和偏干→温暖干旱,但夏季有一定降雨→温凉较湿的7次明显波动。在重建古植被与古气候时,还根据孢粉组合中寒温针叶林的主要成分与喜热成分的孢粉含量变化,探讨了2.780~1.802MaB.P.期间不同时段导致研究区周围山地垂直植被带迁移的主要原因,即区分了构造抬升与气候变化对其影响的可能性。研究认为2.729~2.608MaB.P.期间寒温针叶林面积增加主要是由于山体强烈抬升造成的,此次山体强烈抬升正对应着晚新生代地质时期青藏高原强烈隆升的"青藏运动B幕",而其他时段的寒温针叶林面积增减主要是气候变化引起的。     

黄河源区距今13万年来古气候演化

综合分析黄河源区-青海玛多地区斗格涌盆地钻孔剖面的孢粉及易溶盐等气候代用指标,揭示了该区130ka B P以来的古气候演变规律。即:130.0-110.0ka B P寒冷干旱;110.0-82.0ka B P寒温较湿;82.0-10.4ka B P寒冷干旱;10.4ka B P至现代(即全新世)温湿冷干交替。全新世古气候又可划分为3期:早全新世升温期(10.4-7.5ka B P)(Anathermal);中全新世大暖期(7.5-3.5ka B P)(Megathermal);晚全新世降温期(3.5ka B P至今)(Katathermal)。本区古气候总的规律是:冷期长且比全球其它地方提前,暖期短且开始时期滞后。全新世以来气候波动具有千年尺度的振荡规律,晚全新世至今,气温有逐渐降低,湿度逐渐变干的趋势。