湖相沉积物与全球变化的研究

为预测未来全球的气候变化，必须了解在过去水圈，气圈与生物圈的各自作用以有它们是如何相互影响的。为此，ＩＧＢＰ组织了过去全球变化项目。湖相沉积物保存 与ＰＡＧＥＳ有关的不同时空尺度的丰富的地球系统历史信息，特别是湖相沉积物包含着可以说明全球抉变化的水圈与生物圈的陆源组分的反应。     

湖相沉积物与全球变化的研究

为预测未来全球的气候变化，必须了解在过去水圈、气圈与生物圈的各自作用以及它们是如何相互影响的。为此，ＩＧＢＰ（国际地圈－生物圈计划）组织了过去全球变化项目（ＰＡＧＥＳ）。湖相沉积物保存着与ＰＡＧＥＳ有关的不同时空尺度的丰富的地球系统历史信息，特别是湖相沉积物包含着可以说明全球气候变化的水圈与生物圈的陆源组分的反应。这种信息对了解影响气候变化的流域是如何发展的至关重要。笔者应用西伯利亚贝加尔湖与中国西北部青海湖作为两个实例，叙述了多学科研究湖相沉积物物理与化学参数，并利用这些参数测定了晚更新世湖区及其流域对过去气圈的变化以及日幅射分布的影响     

湖相沉积物中重金属环境污染研究进展

综述了湖相沉积物重金属环境污染研究进展。介绍了该领域研究的主要研究内容、主要研究方法和湖相沉积物重金属污染的评价方法。并指出了该领域研究中比较薄弱的环节以及将来的发展方向，以期推动该领域的进一步研究。     

湖相沉积物中重金属环境污染研究进展

综述了湖相沉积物重金属环境污染研究进展。介绍了该领域研究的主要研究内容、主要研究方法和湖相沉积物重金属污染的评价方法。并指出了该领域研究中比较薄弱的环节以及将来的发展方向,以期推动该领域的进一步研究。     

临夏盆地晚新生代沉积物元素特征与古气候变迁

青藏高原东北临夏盆地发育较完整的晚新生代地层,特别13～4.34 Ma段以稳定低能细粒湖相沉积为主、发育的不同尺度和各种形式沉积韵律旋回记录着古气候变化信息。本文通过对临夏盆地稳定细粒湖相沉积物元素地球化学特征及其变化序列研究,结合其它气候指标,揭示13～4.4 Ma时段气候演化经历了四个阶段:13～12 Ma期间气候湿润、12~7.8Ma期间气候以湿润为主夹短暂干旱事件、7.8～6.2 Ma期间气候以干旱为主、6.2～4.4 Ma期间气候进一步干旱加剧,并认为7. 8 Ma左右的气候转型可能与冬季风加强有关,而6.2 Ma以来的有规律的高频气候波动可能与现代季风形成有关。     

沉积物颜色和粘土矿物对库车坳陷第三纪气候变化的指示

库车坳陷第三纪连续的碎屑沉积,记录了丰富的古环境与古气候变化的信息。在详细的磁性地层年代学基础上,对库车坳陷北部第三系沉积剖面进行了系统的沉积物颜色测定和粘土矿物分析。结果表明,库车坳陷第三纪沉积物颜色变化与全球第三纪温度的变化有一致的趋势,随着全球气温的降低,沉积物的颜色的红色指数降低。粘土矿物的组合和含量变化在13 M a出现了一个转折,在此之前,库车坳陷泥岩样品中的粘土矿物组合为伊利石和绿泥石,指示干旱的气候环境。在13 M a之后,库车坳陷的粘土矿物组合变为蒙脱石、高岭石、绿泥石和伊利石,指示干冷与温湿交替的气候环境,与亚洲内陆季风气候加强相对应。由此,可以认为库车坳陷第三纪13M a的气候变化与青藏高原的隆升密切相关。     

青藏高原东缘都江堰湖相沉积MIS3a阶段的快速气候变化记录

深海氧同位素第3阶段晚期(MIS3a)是青藏高原较为特殊的暖湿时期, 为了解这一时期高原东缘的气候变化细节, 利用AMS14C定年和粒度、总有机碳、正构烷烃等环境代用指标提取了四川都江堰湖相沉积剖面的相应记录.经过校正后的日历年龄显示此剖面沉积于43.6~34.6 kaBP期间, 记录了千年尺度的D-O旋回事件, 其分布时段分别为: DO11(43.6~41.8 kaBP), DO10(41.8~39.2 kaBP), DO9(39.2~37.7 kaBP), DO8(37.7~35.5 kaBP), DO7(35.5 kaBP~未见顶).该剖面总有机碳曲线与南京葫芦洞石笋和格陵兰冰心(GRIP)氧同位素曲线的对比表明, 该区域气候记录对全球高纬地区的冰量变化和亚洲季风演化具有响应; 而中纬度太阳辐射岁差对该区域气候波动的控制作用较强导致了细节上存在差异.      

青藏高原气候演变的湖相沉积有机地球化学记录——以兹格塘错为例

为探究青藏高原全新世夏季风最强、气候最湿润阶段这一争论议题,本文应用气相色谱仪(GC-FID)和气相色谱-高温热转变-同位素比值质谱仪(GC-TC-IRMS),分析了兹格塘错沉积岩心正构烷烃及其氢同位素特征。结果表明,兹格塘错岩心中主要以n-C15/16/17为主峰碳的短链正构烷烃占据主导地位,指示了湖泊自生浮游藻类与菌类等低等生物对湖泊沉积岩心中的有机质贡献高于大型水生植物和陆生高等植物表皮蜡质所产生的有机质。基于正构烷烃参数(如:碳优势指数CPI值和平均碳链长度ACL值)及单体氢同位素比值在时间序列上的变化特征,指出兹格塘错流域的气候湿润期处于中全新世(5.8~2.7 cal ka BP),明显滞后于早全新世的太阳辐射最强期,这主要归结于该流域冰川融水补给的匮乏及局地环流的影响。     

中-晚始新世渭河盆地古气候变化的红河组磁化率记录

始新世暖期可为理解现代增温过程和机制提供历史相似型。广泛分布于渭河盆地的红河组为中始新世到晚始新世的滨浅湖相-冲积扇堆积,剖面出露厚度超过330 m,盆地沉积中心钻探厚度大于1000 m,为一套红色的碎屑沉积间化学沉积序列。盆地边缘的红河组沉积物含碳酸盐岩、泥岩、砂岩和少量砾岩,沉积中心以泥质灰岩、泥岩和粉砂岩为主。对蓝田支家沟红河组（时代为46~33 Ma）2910个样品的磁化率测试表明,红河组沉积物磁化率值在0~20×10^-8 m³/kg之间,整体偏低,频率磁化率值也相对较低（0~11%）,与中国西北部新生代红层磁化率总体较低相似。高分辨率磁化率测试证实了红河组堆积时期干湿变化的多旋回和阶段性,受到太阳辐射变化影响,并受到下垫面的反馈驱动。红河组泥岩和粉砂岩的磁化率值偏高,而砂岩的磁化率值较低,载磁矿物以赤铁矿为主。盆地周围岩体弱磁性物质的快速输入,降低了红河组粗颗粒沉积物的磁化率值。在中、晚始新世的轨道-构造时间尺度,红河组沉积序列粒度变化受到湖面波动控制。湖面上升时湖滨地区沉积物颗粒偏细,磁化率值高;反之,磁化率值低。因此,磁化率高低变化指示了湖面高低波动,进而指示了气候的干湿变化。分析还表明,中、晚始新世渭河盆地湖面多旋回变化和阶段性变干,与全球温度变化和降温过程可良好对比,指示全球温度降低可能抑制水汽循环,进而驱动始新世东亚内陆干旱的发展。

     

柴达木盆地察尔汗湖区古湖相沉积物中含氮类分子化石的检出

利用气相色谱质谱联用仪(GC-MS)对青藏高原柴达木盆地察尔汗湖区贝壳堤剖面古湖相沉积物样品进行了系统地分析,检测出系列脂肪酸酰胺与脂肪腈类含氮类脂物分子化石.并对其在古湖相沉积物中的分布特征作了详细描述.对它们综合研究认为,早期成岩作用使来源于各种生物体的脂肪酸酰胺类分子化石部分地转化为脂肪腈类化合物.此外,不饱和脂肪酸酰胺与饱和脂肪酸酰胺的含量比值在剖面上并没有呈现明显下降的趋势,说明在降解过程中各种生物、物理及化学作用对它们不存在明显的选择性,指示有机质在沉积过程中可能处于一个偏氧化的环境.本文首次报道这两类物质,为更好地理解含氮类脂物分子化石在湖泊沉积物中的转化过程提供了一定的理论依据.     

西藏纳木错地区116 ka以来的湖相沉积及其环境演化与气候变迁

水准测量表明,西藏纳木错沿岸发育了拔湖48m以下的6级湖岸阶地和拔湖48m以上、最高至139.2m的高位湖相沉积。根据实测剖面、地层序列和岩性特征,并结合同位素测年等资料,可将该套湖相沉积地层划分为1个群、2个组。通过易溶盐、pH值、地球化学、粘土矿物、介形类和孢粉分析等的研究发现,湖相沉积中记录了116 ka B.P.以来的环境演化与气候变迁的信息。自116 ka B.P.以来,以全新世气候最宜期时,最温暖湿润;在90.1 ka B.P.和86.5 ka B.P.的相对温暖期时,气温相当或略高于现今,属温和轻爽或偏干,湿度稍大;在36～35 ka B.P.时段,气温和湿度较现今略高或较高。这表明自晚更新世以来,该区环境在逐渐变暖的总趋势上,经历了多次明显的冷暖与干湿波动。     

Sedimentation History of Neogene Lacustrine Sediments of Suseocka Bela Stena Based on Geochemical Parameters (Valjevo-Mionica Basin, Serbia)

Sediments of the western part of the Valjevo-Mionica basin (Serbia) were examined both geochemically and mineralogically to explain, on the basis of their sedimentological characteristics, the causes of changes in their qualitative and quantitative composition. A total of 62 samples obtained from the drillhole at depths up to 400 m was investigated. Using correlation of the obtained data, six geochemical zones were defined, two of which being specially distinguished by their mineralogical, geochemical and sedimentological characteristics. The first one, upper zone A, consists of banded marlstones interbedded with clay and oil shales and is characterized by presence of analcite and searlesite. These minerals and very high contents of Na2O indicate sedimentation in alkaline conditions with increased salinity in arid climate. That provided pronounced water stratification, as well as higher bioproductivity in the basin and sedimentary organic matter preservation. Therefore, the zone A sediments are characterized by high organic matter contents of the type which provides good potential for production of liquid hydrocarbons. Another specific zone, zone F, contains sediments with very high MgO, K2O and Li concentrations. Their geochemical correlation, as well as almost complete absence of illite in this zone, indicates the presence of interstratified clay mineral type illite-saponite (lithium-bearing Mg-smectite).     

青藏高原第四纪重点湖泊地层序列和湖相沉积若干特点

本项研究对青藏高原代表性第四纪湖泊沉积区作了大范围调查,北自柴达木昆特依湖和昆仑山口、南抵江布-林芝,西起甜水海、东至迪庆.据青藏高原地质构造、沉积建造和地貌特点,将高原第四纪地层区划分为6个地层分区:藏南湖盆分区(Ⅰ)、羌塘高原湖盆分区(Ⅱ)(羌南湖盆亚区(Ⅱ-1)和羌北湖盆亚区(Ⅱ-2))、三江高山河谷分区(Ⅲ)、昆仑高山分区(Ⅳ)、柴达木、青海湖盆分区(Ⅴ)和阿尔金-祁连山高山区(Ⅵ).并对上述Ⅰ-Ⅴ分区第四纪湖相地层层序作了较详细划分和对比.从而指出青藏高原第四纪湖相沉积具有如下特点:①除了柴达木-青海湖盆分区外,其余各分区的湖滨剖面湖相碎屑沉积相对较粗,而同青藏高原属于全球第四纪最新隆起区相一致;②在湖盆区的湖相沉积常叠加或伴生冲洪积、风积相和冰碛或冰水沉积以及部分泥石流沉积、化学沉积与热水沉积.它们既反映青藏高原在第四纪隆升进入冰冻圈后湖盆沉积环境时有冷期发生,又反映高原隆升背景下,洪水期诱发山崩和泥石流堵塞成湖,或由于洪水泛滥,导致高原边缘内流湖决溃、湖泊消失(如Ⅲ、Ⅳ分区),还反映高原湖泊成盐过程与深部作用、强烈的新构造运动密切相关;③除了柴达木-青海湖分区(Ⅴ)和羌塘高原湖盆分区部分大型湖盆自第四纪以来有连续湖相沉积外,其他分区第四纪湖相沉积多不连续;④由于全新世青藏高原口趋干旱,除了一些现代积水湖盆外,有相当多湖泊干化,而缺失顶部湖相沉积.综上所述,为了获取青藏高原第四纪沉积连续环境记录,需选择高原内部或周边为数较少的新生代连续沉积盆地.本文论证了柴达木盆地是一个较理想的研究高原晚新生代湖相沉积区,建议在柴达木盆地实施晚新生代资源环境科学钻探工程.     

柴达木盆地北缘古-新近纪河湖相沉积物颜色的气候意义

柴达木盆地厚达万米的新生代沉积物记录了青藏高原东北部隆升和古气候变化信息.本文基于盆地北缘大红沟剖面高分辨率的磁极性年代标尺,对该剖面古-新近纪河湖相沉积物进行了颜色测量,首次获得了柴达木盆地长时间尺度(52～7 Ma)的色度参数变化序列.在此基础上,综合沉积相与区域构造和古气候记录,探讨了影响河湖相沉积物颜色参数的因...     

柴达木盆地东北部中新世沉积物色度记录的气候变化

中新世是新生代古气候变化的关键时期。本文以柴达木盆地东北部瑙格剖面18.4～6.9Ma沉积物为研究对象,通过对沉积物颜色指标的测定与分析,获得该时段沉积物高分辨率颜色指标变化序列。发现色度值变化与氧化—还原作用有关,红度值与赤铁矿相对含量呈正相关。结合其它资料分析表明,柴达木盆地东北部地区中新世气候变化为18.4～14.2Ma相对暖湿阶段、14.2～7.7Ma相对冷湿阶段、7.7～6.9Ma相对干冷阶段,其变化可能受到全球温度变化的影响,气候转型主要导致了该区沉积相和沉积物色度的变化。     

Climatic changes since the last deglaciation inferred from a lacustrine sedimentary sequence in the eastern Nanling Mountains,south China

Two sediment cores recovered from Dahu Swamp, which is located in eastern Nanling Mountains in south China, were selected for investigation of palaeoclimatic changes. Multi‐proxy records of the two cores including lithological variation, organic carbon isotope ratio, dry bulk density, organic matter content, magnetic susceptibility, humification degree, median grain size and geochemical proxies reveal that during the last deglaciation three drier phases correspond to the Oldest, Older and Younger Dryas cooling events, and the intercalated two wetter phases synchronise with the Bølling and Allerød warming events. The Holocene Optimum, which was resulted from a strengthening of the East Asian (EA) summer monsoon, occurred in the early and mid Holocene (ca. 10–6 cal. ka BP). In the mid and late Holocene (ca. 6–3 cal. ka BP), a prevailing dry climate suggested a weakening of the EA summer monsoon. The general trend of Holocene climatic changes in this study agrees with the 25° N summer solar insolation, suggesting that orbitally induced insolation may have played an important role in the Holocene climate in the study region. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

黄龙钙华210Pb计年与现代沉积的环境变化研究

本文以黄龙钙华岩芯为主要研究对象,利用210Pb定年技术在测定年轻碳酸盐样品短时间尺度上的优势建立了研究区近100年来高精度的年代标尺及环境记录;通过碳氧稳定同位素的分析,讨论了钙华稳定同位素记录与器测气候数据的相关性特征,并与其他定年技术所获得的结果进行了相互验证.研究区钙华δ18O在1908~2004年时段内的变化范围为-12.13‰~10.42‰,平均值为-11.23‰,变化幅度达到了1.7‰.同属西南季风区、由于海拔效应和距离水汽来源远近不同等因素的影响,在同时段内黄龙钙华δ18O.的变化范围和变化幅度都比董歌洞和Kahf Defore洞的δ18O记录要大,说明处于中纬度、高海拔的黄龙钙华相对于低海拔的董歌洞和Kahf Defore洞石笋对气候环境的响应可能更加敏感.     

冰芯与其它记录所揭示的中国全新世大暖期变化特征

冰芯,孢粉,黄土,湖泊和海平面变化记录揭示出,在全新世时,我国曾发生过多次气候冷暖波动事件,其中最重在的事件是全新世大暖期,由于青藏高原在存在。造成了中亚地区大气环流的改变。形成了中国大陆复杂的气候条件和独特的季风气候,从而导致全国各地大暖期在起讫时间,变化幅度和持续时间上都存在着较大的差异。中国西部高海拔地区大暖期起讫时间较早,持续时间较短。变化幅度较大;反之,在中国东部,大暖期起讫时间较晚,持续时间较长。变化幅度较小,反映出西部高海拔区域对气候变化的响应度和敏感度都比东部低海拔区域强,此外,不同区域的冰芯记录也有差异。古里雅冰芯记录反映了全球气候变化的趋势,而敦德冰芯记录则与我国季风气候变化的趋势比较接近。