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。     

末次冰消期以来中国湖泊沉积记录的古气候演化及其驱动机制研究

末次冰消期是全球气候与环境出现较大变化的时段,其间发生了一系列气候突变事件,在全球不同地区以不同方式回应着这些事件的变化过程。综述了末次冰消期以来青藏高原高寒干旱区、西北干旱区、云贵高原湿润区以及东部平原地区的湖泊沉积记录的古气候演化特征,探讨了气候变化的驱动机制,并提出未来该研究领域亟待深入开展的工作,包括拓展高分辨率湖泊沉积记录的气候演化时间序列研究,提升学科交叉和与其他地质记录的对比研究,加强中国第四纪湖泊数据库和全球气候变化研究,以及加强水汽来源示踪研究。     

青藏高原不同时段气候变化的研究综述

综述了近年来通过冰芯、树轮、湖泊沉积等记录对青藏高原不同时段气候变化研究取得的成果．并特别着重于末次间冰期以来青藏高原的气候变化特征。在末次间冰期．青藏高原气候变化剧烈,降温迅速升温缓慢;末次冰期温度变化与格陵兰冰芯记录具有较好一致性,同时也具有高原的独特性;新仙女木事件发生时间与欧洲和格陵兰冰芯的记录基本一致;全新世总体比较温暖;近2000年来温度变化在波动中逐渐上升;近代温度有加速升高的趋势。总体上青藏高原各种尺度上的气候变化要早于我国其它地区．变化的幅度也较大。     

青土湖近6000年来沉积气候记录研究--兼论四五世纪气候回暖

对青土湖志云村剖面沉积气候记录和湖泊进退进行了研究,证实季风边缘区河西走廓东段存在暖湿,冷干气候变化的阶段性特征。根据湖相沉积的颜色,粒度,化学组成和有机质含量等气候代用指标的综合分析,提出公元四五世纪存在一次百年尺度上的气候回暖,这一气候回暖事件的发现,可得到历史文献记录和青海湖自然记录的佐证。     

萨拉乌苏河流域MGS4层段记录的末次冰期早冰阶气候波动

萨拉乌苏河流域米浪沟湾末次冰期早冰阶时期记录了5.5个由古沙丘砂与河流相、湖沼相构成的沉积旋回。对各沉积旋回的粒度及微量元素分析表明,河流相和湖沼相的平均粒径Mz、分选系数σ和SC/D的值明显高于古沙丘砂,河湖相中的微量元素Mn、P、Rb、Zr、V、Ni含量普遍较古沙丘砂含量高,而Ba、Co等则呈现相反的变化;这些气候代用指标的波动构成了与沉积旋回相对应的5.5个粒度及微量元素变化旋回,指示了该地末次冰期早冰阶至少经历了6次冷干和5次暖湿的气候波动,其中若干次气候回暖事件和冷干事件可与格陵兰冰芯和葫芦洞石笋等记录的D/O事件和Heinrich事件相对应。米浪沟湾剖面地层记录的千年尺度气候波动既是对东亚季风环流演变历史的体现,同时也是对全球气候变化的响应。     

末次盛冰期以来青藏高原东北部共和盆地冬夏季风演化记录

对青藏高原东北部共和盆地冬其剖面的化学元素与粒度分析表明,末次盛冰期以来区域冬夏季风总体上呈现此消彼长的关系,气候出现多次冷干-暖湿旋回。15.82 ka BP之前冬季风最强,夏季风最弱,为末次盛冰期时的冷干气候,但21 ka BP之前气候可能寒冷偏湿。15.82~9.5 ka BP夏季风明显增强,冬季风衰弱,气候明显转暖,其中老仙女木时期（14.7~13.7 a BP）和新仙女木时期（12.1~9.5 ka BP）气候相对冷干,而B-A时期（13.7~12.1 ka BP）气候相对暖湿。全新世以来冬夏季风出现多次波动,9.5~7.0 ka BP夏季风相对较强,气候相对暖湿;7.0~5.1 ka BP冬夏季风强弱交替频繁,气候出现冷干-暖湿旋回;5.1~2.7 ka BP夏季风总体较强,气候温暖湿润;2.7 ka BP 之后冬季风明显增强,气候趋于冷干。此外,区域冬夏季风演变过程与极地冰芯记录的冷暖事件大体一致,可以认为共和盆地气候变化是全球气候变化的区域响应。     

尕海湖DG03孔碳酸盐含量及其环境意义

通过对尕海DG03孔岩芯碳酸盐含量的测定,表明碳酸盐含量指标较好地记录了尕海湖地区自冰消期晚期以来的气候环境变化。对阿勒罗德暖期和新仙女木期都有较好的反映,并揭示出早全新世气候变暖且波动明显,中全新世早期暖湿,后期温凉偏干,晚全新世气候明显变干,早期较为寒冷,后期偏暖。碳酸盐含量的变化反映了湖水的浓缩程度,与湖泊所处的沉积阶段相联系,同时与岩性特征所反映的环境也有关。在风成作用堆积的粉砂至中砂层,碳酸盐含量降至很低;在滨湖相沉积的细砂层,碳酸盐含量也较低,因此,碳酸盐含量指示的气候环境意义应与岩性及其他指标相结合进行分析,方可得到可信的结论。     

内蒙古黄旗海湖泊沉积物粒度指示的湖面变化过程

内蒙古黄旗海是位于东亚夏季风尾闾与冬季风腹地的一个封闭流域,其湖泊沉积敏感并反映了区域冬夏季风变化的历史。基于黄旗海北部湖滩上的H3剖面,在高分辨率年代序列的基础上,利用粒度特征,特别是沉积物各粒级的时间序列变化特征,探讨了古湖泊水位变化、剖面沉积环境过程与冬季风的风尘记录。研究结果表明,8.0~5.1 ka BP,气候暖湿,湖泊水量丰富,为相对稳定的深水-半深水环境,为全新世气候最适宜期,降尘微弱;但在6.7~5.5 ka BP期间存在两次明显的湖面回落,降沉剧烈的气候恶化事件,揭示了气候适宜期气候也存在短暂的不稳定性。5.1~4.0 ka BP,气候逐渐变得冷干,风力作用较强,降尘加剧,湖面波动较大;3.6~2.2 ka BP,剖面所在位置演变为浅滩沼泽相,并可能季节性暴露地表。     

青藏高原湖泊沉积与环境演变研究：现状与展望

从空间尺度、不同时间尺度、重大气候环境变化事件、与其他研究结果的对比以及代用指标与气候要素的定量关系研究等几个方面总结了近十余年来青藏高原湖泊沉积与环境演变研究的主要成果。目前在高原上开展的湖泊沉积与环境演变研究主要分布在三个较为集中的地区：高原东北边缘区、高原西部西昆仑山湖泊群和高原中南部湖泊群。已有的湖泊沉积记录主要是以中长时间尺度的研究为主，而短时间尺度高分辨率的研究稍显不足。与其他地区全球变化研究结果的对比表明，湖泊沉积所反映的高原气候环境变化既具有全球性，又具有区域性的特征。湖泊沉积重建的环境序列的定量化研究仍处于探索阶段。由于湖泊沉积的环境代用指标存在着相对多解性，因此在实际研究中多学科交叉、多指标分析的方法是必需的。当前和今后需要深入开展环境代用指标与气候要素之间定量关系的研究，进一步提高沉积物定年的精确性，发现新的更为敏感的环境代用指标，不断完善多学科多环境代用指标的综合分析，并注重填补不同区域不同时间尺度的研究空白，加强高原上不同区域之间的对比研究。     

青藏高原湖泊沉积物对古气候环境变化的响应

随着全球变化研究的不断深入,青藏高原湖泊沉积物的研究得到很大发展。作为高分辨率古环境变化的“记录仪”,湖泊沉积物在重建晚第四纪全球环境变化中具有特殊的地位和意义。湖泊沉积物中储存的各种信息反映了矿物学、同位素地球化学、生物学、沉积学等方面对气候环境变化的响应。在古环境变化研究中,湖泊沉积物已经从定性化研究逐渐过渡到定量化研究。     

Spatial coupling relationships of gas hydrate formation in the Tibetan Plateau

At present, gas hydrates are known to occur in continental high latitude permafrost regions and deep sea sediments. For middle latitude permafrost regions of the Tibetan Plateau, further research is required to ascertain its potential development of gas hydrates. This paper reviewed pertinent literature on gas hydrates in the Tibetan Plateau. Both geological and ge- ographical data are synthesized to reveal the relationship between gas hydrate formation and petroleum geological evo- lution, Plateau uplift, formation of permafrost, and glacial processes. Previous studies indicate that numerous residual basins in the Plateau have been formed by original sedimentary basins accompanied by rapid uplift of the Plateau. Ex- tensive marine Mesozoic hydrocarbon source rocks in these basins could provide rich sources of materials forming gas hydrates in permafrost. Primary hydrocarbon-generating period in the Plateau is from late Jurassic to early Cretaceous, while secondary hydrocarbon generation, regionally or locally, occurs mainly in the Paleogene. Before rapid uplift of the Plateau, oil-gas reservoirs were continuously destroyed and assembled to form new reservoirs due to structural and thermal dynamics, forcing hydrocarbon migration. Since 3.4 Ma B.P., the Plateau has undergone strong uplift and extensive gla- ciation, periglacier processes prevailed, hydrocarbon gas again migrated, and free gas beneath ice sheets within sedi- mentary materials interacted with water, generating gas hydrates which were finally preserved under a cap formed by frozen layers through rapid cooling in the Plateau. Taken as a whole, it can be safely concluded that there is great temporal and spatial coupling relationships between evolution of the Tibetan Plateau and generation of gas hydrates.     

史前人类探索、适应和定居青藏高原的历程及其阶段性讨论

系统梳理了近年来的考古发现与研究成果,总结出人类向青藏高原扩散直至定居的5个阶段性发展过程：古老型智人自中更新世晚期就开始了对高原的适应;现代智人于40~30 ka前已经开启了对高原腹地的探索;末次冰消期以来的气候转暖时段,细石器人群向高原大范围扩散,并在全新世早中期的活动更为频繁;粟作农业人群至少在5.2 ka前进入高原东部低海拔的河谷地带,在4.8 ka以后开始定居在高原东部3 000 m以上海拔的区域;3.5 ka以来麦作的传入和牧业经济的发展助力人群大规模定居高海拔区域。人类在向高原扩散和定居的过程中经历了漫长的生理与文化适应,但受限于当前考古发现与研究材料,史前狩猎采集、农业和牧业等人群在高原的时空分布、对高海拔环境的生理与行为适应﹑与低海拔人群和以藏族为主的现代高原人群之间的联系,以及高寒地区河谷农业和山地高原面游牧双重经济活动对高寒文明形成的支撑作用和高寒文明的普适性等问题仍需要深入研究,期待未来多学科交叉融合共同推动对这些问题的理解。     

1899—2011年青藏高原南部枪勇错沉积物磁性矿物的环境意义

重金属污染物因具有持久性和难降解性,严重影响生态系统健康。青藏高原湖泊远离人类污染区,是研究人类污染物远端效应的理想区域。基于定年数据,湖泊沉积物可以追踪近百年内的人类污染物变化趋势。环境磁学具有经济、快捷和无损耗的特点,被广泛证实可以有效指示重金属污染;但目前还缺乏对青藏高原湖泊沉积物中的相关环境磁学研究。为此,选取青藏高原南部枪勇错1899—2011年的沉积物,进行系统的环境磁学分析,探讨磁性矿物与重金属Hg的相关关系及环境指示意义。结果表明：1899—2011年磁性矿物的类型没有发生变化,可分为4类组分,其中：组分C1（赤铁矿）占比不断增多,C2（针铁矿）占比相应减少,C3和C4（磁铁矿）的占比基本保持不变。样品的饱和等温剩磁和低频磁化率与Hg含量相关性较低。然而C1组分与Hg含量呈现良好的正相关关系。本文认为在近百年全球和青藏高原气温不断增高的趋势下,枪勇错的主要补给——枪勇冰川融化加速,导致原来被冰川或冰尘封存的人类污染产生的Hg重新释放。在这个过程中,C1（赤铁矿）组分因表面积大而易于富集Hg,最终二者一同随融水进入到枪勇错。本研究表明,环境磁学可以应用于青藏高原南部湖泊的重金属研究,并为揭示Hg在青藏高原南部湖泊中的富集过程提供新的视角。     

Paleocurrent and fabric analyses of the imbricated fluvial gravel deposits in Huangshui Valley, the northeastern Tibetan Plateau, China

Gravel deposits on fluvial terraces contain a wealth of information about the paleofluvial system. In this study, flow direction and provenance were determined by systematic counts of more than 2000 clasts of imbricated gravel deposits in the Xining Region, northeastern Tibetan Plateau, China. These gravel deposits range in age from the modern Huangshui riverbed to Miocene-aged deposits overlain by eolian sediments. Our major objectives were not only to collect first-hand field data on the fluvial gravel sediments of the Xining Region, but also to the reconstruct the evolution of the fluvial system. These data may offer valuable information about uplift of the northeastern Tibetan Plateau during the late Cenozoic era. Reconstructed flow directions of the higher and lower gravel deposits imply that the river underwent a flow reversal of approximately 130–180°. In addition, the lithological compositions in the higher gravel deposits differ significantly from the lower terraces, suggesting that the source areas changed at the same time. Eolian stratigraphy overlying the gravel deposits and paleomagnetic age determination indicate that this change occurred sometime between 1.55 Ma and 1.2 Ma. We suggest that tectonic activity could explain the dramatic changes in flow direction and lithological composition during this time period. Therefore, this study provides a new scenario of fluvial response to tectonic uplift: a reversal of flow direction. In addition, field observation and statistical analyses reveal a strong relationship between rock type, size and roundness of clasts.     

Geochronology of detrital muscovite and zircon constrains the sediment provenance changes in the Yangtze River during the late Cenozoic

The geometry and evolution of rivers originating from the Tibetan plateau are influenced by topography and climate change during the India‐Asia collision. The Yangtze River is the longest among these rivers and formed due to capturing many rivers on the eastern Tibetan Plateau by the middle Yangtze. The timing of these capture events is still controversial. Here, we use detrital muscovite ⁴⁰Ar/³⁹Ar and zircon U–Pb ages to constrain the provenance of late Cenozoic sediments in the Jianghan Basin in the middle reaches of the Yangtze River. The combined data suggest that late Pliocene sediments were mainly derived from a local source in the Jianghan Basin including the Dabie Shan. The middle Pleistocene sediments were derived from the Min River west of the Three Gorges. This implies that at least one river, perhaps the palaeo‐Han River, originating from the Dabie Shan region, flowed through the centre of the Jianghan Basin during the late Pliocene. The appearance of sediment from the Min River in the Jianghan Basin somewhere between late Pliocene and middle Pleistocene suggests that the Three Gorges section of the Yangtze River was formed somewhere between late Pliocene and middle Pleistocene (N₂– Q₂).     

青藏高原近30年气候变化趋势

以1971~2000年青藏高原77个气象台站的观测数据 (最低、最高气温,日照时数,相对湿度,风速和降水量) 为基础,应用1998年FAO推荐的Penman-Monteith模型,并根据我国实际状况对其辐射项进行修正,模拟了青藏高原1971~2000年的最大可能蒸散,并由Vyshotskii模型转换为干燥度,力求说明近30年青藏高原的气候变化趋势,以及干湿状况的空间分布。应用线性回归法计算变化趋势,并用Mann-Kendall方法进行趋势检验。结果表明：青藏高原近30年气候变化的总体特征是气温呈上升趋势,降水呈增加趋势,最大可能蒸散呈降低趋势,大多数地区的干湿状况有由干向湿发展的趋势。气候因子与地表干湿状况间并不是线性关系,存在很大的不确定性。     

青藏高原东缘和邻区晚新生代泥石流活动规律及其成因

本文根据大量野外考察资料和室内测年数据 ,通过对晚新生代以来不同时段泥石流沉积物的分布特征研究 ,总结了青藏高原东部及华北地区第四纪泥石流活动的规律。认为晚新生代大规模的泥石流活动始于晚第三纪 ,晚上新世～早更新世泥石流活动主要中心集中在青藏高原东部边缘地区 ;中更新世是泥石流活动最活跃的时段 ;晚更新世位于大陆内部的秦岭北坡及陇南山地泥石流活动减弱 ,华北北京山区及太行山东麓泥石流活动加强。第四纪泥石流活动的规律性变化与青藏高原的阶段性隆起及亚洲季风的建立有关     

中国内陆区湖泊沉积所反映的全新世干湿变化

湖泊沉积记录的环境演变是全球变化的重要研究领域之一,通过对中国内陆区中30 个湖泊研究成果的总结和梳理,探讨了全新世以来该地区干湿变化的规律和区域分异。通过降水量结合传统分区方法将中国内陆区分为西北干旱区、东亚季风边缘区和青藏高原区。对每个湖泊样点以500 年为时间间隔,以孢粉为主要干湿指标,综合氧同位素、有机质及碳酸盐等,将湖泊干湿状况划分3 个干湿等级（干旱,半湿润,湿润）,建立区域干湿指数。结果表明,中国内陆不同区域全新世可能经历了不同的干湿变化过程：①西北干旱区基本上是早中全新世干旱,中晚全新世相对湿润,但区域差异明显;②东亚季风边缘区早全新世早期干旱,早全新世晚期和中全新世相对湿润,晚全新世干旱;③青藏高原区的湿润时期主要发生在早中全新世,但是不同地区有所不同。对比分析显示：西北干旱区的干湿变化可能受西风环流控制,但在时间和强度上区域内部差异较明显;东亚季风边缘区可能主要受东亚季风控制;青藏高原地区早中全新世的湿润可能与印度季风的增强相关。     

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。