广西灌阳县响水洞石笋的同位素年龄及古气候意义

通过对灌阳县响水洞1号石笋进行α能谱铀系测年和碳氧同位素分析,获得了距今44. 0～ 3. 1ka高分辨率古气候演变信息。它反映44. 0ka 以来区内经历了严寒(晚大理冰期)、冰期后干冷和温热(间夹短暂的冷期)等气候变化。      

末次间冰期东亚季风气候不稳定的神农架洞穴石笋记录

基于神农架永兴洞石笋(YX21)4个230 Th年龄和303个δ18O测试数据,建立了东亚季风末次间冰期持续时间约2 ka(127.32±1.23～124.95±1.16 ka BP)的洞穴石笋高分辨率δ18O的时间序列。该洞穴末次间冰期δ18O变化曲线表现出高频振荡特征,表明东亚季风末次间冰期降水的不稳定性,并识别出该时段4个季风冷事件,这种冷事件可能与北大西洋冰漂碎屑事件有关。谱分析结果显示百年和十年际尺度的季风降水变化响应于太阳活动周期。     

贵州七星洞晚更新世晚期石笋的古气候环境记录

用热电离质谱(TIMS)-铀系法高精度地测定了贵州七星洞石笋的年龄,其生长年限为43020±960～12650±290aB.P.,相当于深海氧同位素2阶段到3阶段后期。石笋的生长率变化反映了当时气候从暖湿多雨和印度洋季风强劲的环境,逐渐转化为冷干少雨、东亚冬季风强劲的环境。石笋的氧同位素变化表明:43000～29600aB.P.相当于深海氧同位素3阶段后期。该阶段δ18O平均值负于全阶段的平均值,气候暖湿多雨,此青藏高原夏季出现强的低气压,有利于印度洋季风携带孟加拉湾大量水汽进入青藏高原;29600～14600aB.P.相当于深海氧同位素2阶段,该阶段δ18O平均值高于全阶段的平均值,气候冷干少雨,对应于末次盛冰期;14600～12650aB.P.阶段δ18O平均值略负于全阶段的平均值,气候向温湿趋势发展。石笋氧同位素曲线还显示了HeinrichH1,H2,H3和H4的突冷事件和DansgaardOeschger(DO)IS1～IS11的暖事件旋回,这表明北大西洋发生的气候突发事件,在低纬度的贵州地区找到了印记。大西洋环流的终止和产生,可以通过大气内部的动力过程,影响到亚洲季风控制区。对于表征全球变化的事件是否具有同时性,还有待我们思考和研究。     

贵州荔波董哥洞3号石笋的同位素年龄及古气候信息

石笋是岩溶记录中最全面、最系统的古气候环境信息库,研究表明,洞穴内、外环境变化,都不同程度地显示在石笋的组成、结构构造、沉积 (生长 )纹层及其层面构造、沉积速率和古气候环境变化等方面。利用洞穴石笋保存的信息重建古环境,是近 2 0年来的热门课题之一。当前全球气候变化预测研究中,洞穴石笋的高分辨率定年和碳、氧同位素组成的变化规律,为这个领域的突破和填补空白作出了重大贡献。本文通过对荔波董哥洞 3号石笋进行热电离质谱 (TIMS)U-系测年及碳氧同位素分析,获得了距今 16.33万年至 9.13万年的古气候信息。石笋在大于 16.33万年前开始生长,9.13万年后停止生长,平均沉积速率为 2.87mm/ 100a(未扣出间断时间 ),属中更新世的产物。其年龄与δ18O的变化可与深海岩芯V2 8～ 2 38同位素记录所揭示的第五和第六阶段以及与北方离石黄土层 (L2 )和下马兰黄土第一古土壤层 (S1)进行对比。它反映此阶段区内经历了寒冷和温暖 (间夹冷期 )等气候变化,与全球古气候变化波动基本一致,同时也存在地区性的气候变化。     

桂林水南洞1号石笋的年龄与稳定同位素测定及其古气候意义

本文通过对桂林水南洞１号石笋进行α能谱铀系测年及碳氧同位纱分析,获得了距今２０～８万年的古气候信息。石笋大于２０万年前开始生长,８．０７万年后停止生长,属中更新世的产物。其年龄与δ＾１８Ｏ的变化可与深海岩芯Ｖ２８－２３８同位素记录所揭示的第五和第六阶段进行对比。它反映比阶段区内经历了寒冷（间夹短暂的小温期）和温暖（间夹短暂的小冷期）等气候变化,与全球古的气候变化波动基本一致,同时也存在地区性的气候     

贵州七星洞石笋记录的一次强降水事件的探讨

全球变暖、极端事件频发背景下,研究极端事件发生规律,并准确预测未来极端事件的发生,已经成为目前极端事件研究的现实而紧迫的任务。利用地质载体重建过去极端事件的发生规律是极端事件研究的重要手段。本研究以贵州七星洞两个具有相似沉积特征的文石-方解石石笋对过去发生的一次强降水事件进行了探讨。主要认识有:(1)七星洞QX1和QX6石笋分别记录的黄褐色纹(微)层具有相似的沉积特征,为强降水携带粘土沉积形成;(2)两个石笋黄褐色纹(微)层发生的时间经推算在误差范围内一致,发生在公元(1868±1)年;(3)此次强降水事件发生的气候背景为:长时间的干旱导致洞顶植被覆盖和土壤湿度减小,而1869年的雨季多雨,在强降水携带下粘土沉积于石笋表面形成纹(微)层。此次事件的研究为东亚季风区极端降水事件研究提供了新的思路。     

末次冰期东亚季风气候的变迁：贵州都匀七星洞石笋的δ18O记录

通过对贵州都匀七星洞4根石笋系统的31件TIMS U系及543件稳定同位素分析，揭示出其气候变化记录时限范围为1．1～8．5万a，相当于海洋同位素阶段的MIS2，MIS3，MIS4及MIS5a。根据δ^18O的变化可以准确确定它们之间的界线，其年龄值为：MISl／MIS2 11．3kaB．P．，MIS2／MIS3 28．7kaB．P．，MIS3／MIS4 59．6kaB．P．，MIS4／MIS5a 78．5kaB．P．。研究表明，末次冰期相当于格陵兰冰芯记录、北大西洋沉积记录的YD、Heinrich事件等的气候跃变事件，几根石笋取得了非常一致的准确定位及定年。其中YD事件发生于12．76～11．52kaB．P．，Heinrich事件的H1～H6分别为15～17kaB．P．，24．6kaB．P．，30．5kaB．P．，39．3kaB．P．，46．8～47．8kaB．P．以及60．4kaB．P．。在MIS4阶段，石笋记录于66．4kaB．P．及73．8kaB．P．揭示了两次冷事件，也可于格陵兰冰芯记录中找到相对应的冷谷。通过与GISP2的对比研究，表明东亚季风气候的百年至千年尺度的气候演变，与北大西洋及格陵兰高纬度地区的气候变化具有非常协调的对应关系。它对研究季风气候的动力机制及其与全球变化的响应关系具有特别重要的意义。     

甘肃环县剖面记录的末次间冰期地磁场

环县剖面的古地磁研究结果表明，在第一层古土壤S1的上部和下部分别存在两个地磁场异常。通过剖面磁化率曲线与深海沉积物氧同位素曲线的对比，建立了地磁场变化的时间序列。S1上部记录的地磁场异常，年龄与挪威-格陵兰海及大西洋中发现的地磁异常年龄相当。S1下部的地磁异常，以磁偏角方向强烈摆动，偶极磁场强度明显下降为特征，其年龄与报道的布莱克事件的年龄相当，也与索马里海和地中海所记录的大幅度偶极磁场减弱相吻合，但与西宁剖面的记录不同的是，环县剖面记录的地磁场从没有达到完全的倒转，VGP曲线表现为围绕采样点旋转的经过南半球低纬地区的大环。这些特征表明，在偶极磁场减弱期，具有强烈区域性的非偶极磁场的变化可能对地磁场起着重要的作用。     

末次间冰期以来新疆巴里坤湖蒸发盐的沉积环境记录

沉积物岩芯的碳酸盐、石膏等蒸发盐含量和矿物组成的证据显示了新疆巴里坤湖末次间冰期以来一直是一个水位变化频繁的浅水盐湖,有时甚至为间歇式的湖泊,约在34000aB.P.前后巴里坤湖沉积相发生了显著的变化,34000aB.P.之前为泥坪-湖滨相沉积,34000aB．P．之后为成湖相沉积。尽管我们对巴里坤湖34000aB．P．前后的沉积相变难以理解,但是长期处于浅水状态的巴里坤湖沉积物中蒸发盐的含量和矿物组成仍然与气候变化密切相关。在泥坪-湖滨相形成的碳酸盐中白云石相对的增加是地表强烈蒸发的结果。以石膏为主的蒸发盐含量增加是温度和降水增加所致,而其含量减少则是冰川前进致使补给水矿化度降低造成的。这使我们获得了该区古气候变化并不服从于冰期与雨期同步模式的信息。     

贵州荔波地区2000年来石笋高分辨率的气候记录

通过对荔波董哥洞石笋进行高精度的ICP MS或TIMS U系测年和碳、氧同位素分析,建立了荔波地区2 300a B.P.来高分辨率的古气候变化的时间序列。研究结果表明,贵州荔波地区2 300a B.P.以来石笋记录的季风气候变化,大致可分为8个气候(亚)期:① 2 300～1 800a B.P.为降温期,显示东亚夏季风减弱,东亚冬季风增强,气候干旱寒冷;② 1 800～1 080a B.P.气温有所回升,显示东亚冬季风缓慢减弱,东亚夏季风有所回升,表现为半湿润的温凉气候期;③ 1 080～680a B.P. 为降温期,气温再次下降,显示东亚冬季风再次增强,但降水相对增大,表现为寒冷湿润的气候期,是气候变化的关键转折时期;④ 680～550a B.P.温暖期,显示东亚夏季风再次增强,气温升高,降水增大,表现为温暖湿润的气候期。⑤ 550～400a B.P.寒冷期,显示东亚冬季风快速增强,气温下降,表现为寒冷湿润的气候环境,是近1 000年以来最冷的时期;⑥ 400～364a B.P.温凉期,显示东亚夏季风有所增强,气温有所回升,表现为温凉湿润气候环境;⑦ 364～324a B.P.冷凉期,显示东亚夏季风有所减弱,气温有所下降,表现为冷凉湿润气候环境;⑧ 324a B.P.至今,气候相对波动期,同位素记录曲线呈锯齿状波动,在其内包括若干个冷凉半湿润、冷湿的气候变化亚阶段。根据荔波董哥洞石笋的高分辨率的古气候变化的连续记录,揭示了荔波地区2 300a B.P.以来的一些百年尺度的重大气候事件——干旱寒冷期、隋唐温暖期(或小温暖期)、小寒冷期以及一些十年尺度的降水、温度变化。石笋记录的这种百年、十年尺度的突发性气候变化事件,与冰芯记录极为相似,反映低纬度地区石笋记录的季风气候与高纬度及北极地区的气候具有极好的相关性,这对于认识现代气候系统变化以及对未来十年—百年尺度的气候预测和演化的驱动机制,具有重要的科学意义。     

贵州荔波1200年来石笋高分辨率的古气候环境记录

通过笔者对荔波龙泉洞L2石笋进行高精度的ICP-MS-~(230)Th测年和碳、氧同位素分析,建立了荔波地区1200 a BP来高分辨率的古气候变化的时间序列.研究结果表明.荔波地区1200 a BP以来石笋记录的季风气候经历了1200~1100 aBP(暖)、1100~940 aBP(冷)、940~840 aBP(暖)、840~700 aBP(冷)、700~450 aBP(暖)、450~300 a BP(冷)、300~200 a BP(暖)以及200~70 a BP(冷)等8个阶段百年尺度的干湿、冷暖波动,并在这些百年尺度的波动上又叠加了一系列数十年尺度的气候变化.石笋记录揭示了1200 a以来东亚季风气候的不稳定性,呈百年尺度(Gleissberg)的周期性变化.这些气候变化事件,与冰芯记录极为相似,反映低纬度地区百年尺度石笋记录的季风气候变化与高纬度及北极地区的气候变化具有极好的相关性,反映百年尺度石笋记录的季风降水主要受太阳辐射驱动、控制,而东亚季风的降水事件(或干旱事件)与太阳的辐射强度密切相关.石笋记录的百年尺度季风降水事件对于认识现代气候系统变化以及对未来十年-百年尺度的气候预测和演化的驱动机制,具有重要的科学意义.     

A Multi-cycle Climatic Fluctuation Record of the Last Interglacial Period:Typical Stratigraphic Section in the Salawusu River Valley on the Ordos Plateau,China

The Last Interglacial Period strata in the Milanggouwan section in the Salawusu River valley on the Ordos Plateau, China, have 8.5 sedimentary cycles composed alternately of eolian dune sands, fluvio-lacustrine facies and paleosols. Based on comprehensive analyses on the distribution of magnetic susceptibility and CaCO3 and paleo-ecology indicated by fossils in the region, it is considered that the sedimentation cycles resulted from dry-cold and warm-humid climate fluctuations. Magnetic susceptibility values and CaCO3 contents in stratigraphic sectors Ⅰ, Ⅲ, Ⅴ and Ⅱ, Ⅳ basically respectively present peaks and low vales, and the former three can in time correlate with MIS5a, MIS5c and MIS5e successively and the latter two with MIS5b and MIS5d. In addition, some horizons of eolian dune sands and the low vales of their magnetic susceptibility and CaCO3 are also correlated with 6 periods of cooling events indicated by the higher content of foraminifer Neogloboquadrina pachyderma (S.) documented in the V29-191 drill in the North Atlantic and the cold events recorded by δ^18O in the ice cores in GRIP, especially with 9 periods of dust events in Chinese Loess Plateau.     

末次冰期贵州七星洞石笋高分辨率气候记录与Heinrich事件

通过对贵州都匀七星洞Q4、Q6 石笋进行高精度的TIMS-U系测年和氧同位素分析,建立了末次冰期60.5 ka B P以来都匀凯酉地区高分辨率的古气候变化时间序列.通过与格陵兰GISP2冰心的δ18O曲线对比分析,初步揭示并探讨了末次冰期以来反映的短时间尺度气候快速变化的D-O旋回事件1~18和Heinrich事件H1~H5在黔南七星洞中的石笋记录,并对冷事件发生的年代给出了界定.研究表明,黔南60.5 ka B P以来石笋记录冷暖事件所反映出的古季风环流变化,明显受北大西洋气候振荡的影响,显示与北极地区存在着古气候的遥相关.石笋δ18O记录表明,在60.5~11.29 ka B P间的末次冰期,δ18O值由负偏逐渐向正偏方向变化,反映东亚夏季风由强变弱,降雨由多变少,气温由高变低的变化趋势.     

粤东北丘陵区末次间冰期红土的特征与气候环境

地处华南之粤东北丘陵区的蕉岭红土属粉砂质粘土,形成于末次间冰期。红土的细粘粒含量为12.15%～24.64%(平均值18.46%)、Mz为5.91Φ～7.53Φ(6.72Φ)、概率累积曲线和频率曲线分别呈现以四段式和三峰式构型;主元素氧化物以SiO2、Al2O3、TFe2O3为主,含量依次为50.10%～53.14%(51.36%)、23.07%～24.44%(24.00%)、10.18%～11.40%(10.77%),其它如CaO、Na2O、MgO、K2O的含量均小于1%。这一趋向于细粉砂分布的粒度特征和脱硅富铝化的化学元素特征说明红土形成于较强的风化—淋溶作用下,硅铝系数(3.49～3.86,平均为3.64)指示多数层位属次强度富铝化。其气候环境,以2μm和1μm颗粒的含量、硅铝系数、CIA值为指标,与我国的南亚热带—北热带一些地点的现代赤红土和砖红土作一详细对比后认为蕉岭红土发育在湿热于现今南亚热带,相似于热带北缘的气候环境之下。这一看法与前人有关同期大熊猫—剑齿象动物群指示的古生态的研究结果相吻合。由此表明,末次间冰期的粤东北甚至整个华南地区可能都处在类似现今热带北缘的气候环境之下,其时的热带—亚热带界线向北推移了至少3个纬度。