青藏高原层状地貌与高原隆升

夷平面、剥蚀面和河流阶地等层状地貌面是长周期地貌演化研究的主要对象,它们不仅记录了区域地貌的发育历史,而且可以用来反演区域构造活动、气候变化等内动力过程的演变。深入研究青藏高原上这些地貌面的特征、变形、成因和形成时代,是探讨青藏高原隆升年代、幅度和过程的重要途径。野外考察与室内制图表明青藏高原及其边缘山地普遍存在两级夷平面(山顶面、主夷平面)、一级剥蚀面和多级河流阶地。主夷平面形成于7.0～3.6MaB.P.,形成时其高度在1000m以下。大约3.6MaB.P.前主夷平面开始大规模解体,标志着青藏高原强烈抬升的开始。剥蚀面和河流阶地揭示,1.8MaB.P.,1.2MaB.P.,0.8MaB.P.和0.15MaB.P.是青藏高原强隆升事件发生时期     

西昌大箐梁子组形成时代及沉积环境*

对大箐梁子剖面进行了系统的磁性地层学研究和孢粉分析。磁性地层结果显示,剖面中B/M界线出现于32.6m处,剖面下部出现了C1r.2r-1n极性事件; 本次测试结合已有研究成果表明,大箐梁子组形成于1.256~0.195MaB.P.。孢粉记录反映在此期间该区经历了凉湿(1.256~1.180MaB.P.)—暖干,后期偏潮湿(1.18~0.94MaB.P.)—暖湿(0.94~0.66MaB.P.)—温湿(0.66~0.59MaB.P.)—凉干(0.59~0.40MaB.P.)—干旱(0.400~0.195MaB.P.)的6个气候演变阶段,揭示出5次明显气候转型事件。通过与青藏高原和黄土高原地区不同或相同季风环流系统中其他剖面气候特征的比较,探讨了气候转型的控制因素。分析结果表明大箐梁子剖面环境演变过程主要受青藏高原"昆黄运动"阶段性隆升与全球气候变化控制,同时也受该区季风环流的复杂性、特殊的地貌部位等区域环境的影响。     

华南雷州半岛第四纪多旋回火山岩-红土系列的层序与年代

根据大量野外剖面测量和多种测年技术(包括全溶样品铀系等时线测年法、氩-氩法、热释光法和磁性地层法),初步确定了华南沿海雷州半岛第四纪多旋回火山岩-红土系列的层位、地层关系和主要层位的年龄,将火山岩-红土系列划分为7个组,其年代跨度分别为0～0.31MaB.P、031～0.48MaB.P.、0.48～0.85MaB.P.、0.85～1.25MaB.P.、1.25～1.65MaB.P.、1.65～2.05MaB.P和2.05～2.50MaB.P..这里存在着57000a.0.1Ma、0.4Ma和0.8Ma等不同时间尺度的喷发周期,这反映了华南沿海红土所记录的古环境演化的多旋回性与黄土-古土壤系列、冰碛系列以及河-湖相系列所记录的全球变化的多旋回性有着某种程度的相似性,红土的发育和演化很可能也受控于气候-构造耦合系统,并服从于气候-构造旋回的规律.     

2.5Ma以来地球轨道参数变化对黄土粒度变化的线性驱动

本文对2.5Ma以来宝鸡黄土剖面粒度曲线与ETP曲线做了互功率谱和凝聚函数分析,以期反映风力强度与地球轨道参数变化的关系。结果表明,2.5Ma以来粒度记录中始终存在着与地轴倾斜度、岁差呈线性响应的41000a、23000a和19000a周期;同时,在0.6—0.0MaB.P.时段存在与偏心率呈线性响应的0.1Ma周期,在2.5—1.6MaB.P.时段存在与偏心率0.4Ma呈线性响应的周期。上述结果佐证了地球轨道变化对内陆古气候变化的线性驱动作用,但该理论不能解释在约0.9—0.6MaB.P.和1.6MaB.P.前后出现的二次较大的主导气候周期转型事件。     

有关青藏高原东北缘晚新生代扩展与隆升的讨论*

青藏高原晚新生代的扩展和隆升对周边环境演变产生重大影响,确定扩展和隆升的起始年代是一个重要的科学问题。近年来在六盘山、积石山和祁连山及其相邻盆地的研究表明,青藏高原东北缘晚新生代(5~10MaB.P. 或约8MaB.P. )发生了准同期、影响深远的构造变形,导致了沉积盆地的消亡和山脉的隆起。青藏高原北缘的阿尔金山和东缘的岷山、龙门山及川滇高原也在该时段发生了构造活动的加速和构造隆升。所有这些准同期的事件反映了约8MaB.P. 前后青藏高原向周边的扩展,扩展的方式是通过一系列逆冲断裂、褶皱变形、左旋走滑及其伴随的山脉隆起和盆地消亡而实现的。该时期青藏高原的扩展导致了周边的环境变化,奠定了今日环境的格局。     

14MaB.P.澳大利亚板块对赤道太平洋影响的数值模拟

文章利用美国NASA的GISS海气耦合模式,研究了14MaB.P.时期与现代情景下的澳大利亚板块不同位置对赤道太平洋的影响。结果表明:14MaB.P.澳大利亚板块位置较现代偏南时,海洋次表层南赤道海水穿过印度尼西亚通道直接进入印度洋,注入赤道潜流的南赤道海水减少,使得赤道潜流主要来源于北赤道海水,造成赤道太平洋海温比现在冷,其中以赤道西太平洋海温降低幅度最大。而在海洋近表层赤道中东太平洋地区,由于进入海洋的净能量增加和西向风应力加强的共同作用,使得14MaB.P.时海温较之现代情景下要低0.2℃左右。此外,14MaB.P.澳大利亚板块较现代偏南时,赤道太平洋地区的降水量少于现代。     

中国黄土研究新进展(一)黄土地层

本文扼要介绍最近几年中国黄土研究中的土壤地层学、磁性地层学、气候地层学、第四纪下界及海陆古气候对比等方面的新进展。根据新发现的黄土剖面,中国黄土中共可区分出37个土壤地层单位。中国黄土底界的古地磁年龄为2.5MaB.P.。2.5Ma以来,中国北方共经历了37次大的冷暖交替。2.5MaB.P.前后,全球气候出现了一次大的转型事件,它可作为第四纪的开始。中国黄土-古土壤系列同深海氧同位素记录在1.7Ma至今的时段上可以很好的对比;2.5Ma至1.7MaB.P.的气候变化,以黄土记录较为明确。     

甘肃西峰6.2～2.4MaB.P.红粘土中孢粉记录及古植被演化

通过对甘肃西峰赵家川6.2～2.4MaB.P.红粘土地层的孢粉学研究,建立了3个孢粉组合带。孢粉组合特征显示该区在此阶段总体为干旱的草原环境,6.2～5.8MaB.P.为灌丛草原;5.8～4.2MaB.P.是稀疏森林草原,植被由大量中生性草本植物和少量喜湿性的乔木植物组成,反映当时气候相对湿润;4.2～2.4MaB.P.植被中旱生植物藜科和麻黄明显增多,反映典型草原-荒漠草原。分析认为研究区自6.2MaB.P.干旱草原环境的格局就已经形成。红粘土中孢粉记录的植被演化信息与青藏高原隆升有时代上的耦合性,也与北极冰盖的起源和演化历史有着密切的联系。     

南海北部4MaB.P.以来古海洋变迁的长链烯酮记录

通过对ODP184航次1147/1148站位约4MaB.P.以来沉积物中来源于定鞭金藻的生物标志化合物的研究,对南海北部晚上新世以来的古海洋生产力、表层海水温度及CO₂分压的变化情况进行了探讨.定鞭金藻生产力与硅藻生产力一样在0.9MaB.P.以前比较稳定地保持在较低水平,而0.9MaB.P.后定鞭金藻生产力较高,且呈现冰期低间冰期高的波动,硅藻生产力则呈现持续升高的趋势.由C37烯酮不饱和度指标获得的南海北部4MaB.P.以来表层海水的UK′37温度与浮游有孔虫壳体δ18O具有较好的相关性,且能显示出0.9MaB.P.来的19个氧同位素期,表明将U37K′37温标应用到晚第四纪以前基本上是可行的.由δ13C37:2计算的表层海水pCO₂显示,晚上新世的pCO₂要高于300μL/L,而第四纪的pCO₂尽管存在波动,却基本上在300μL/L以下.计算出的晚第四纪的pCO2十分稳定,与同期的大气pCO₂历史变化不一致.这可能与计算中简单地假定某些参数(如生长速率)为常数有关,这些参数在第四纪冰期间冰期旋回中可能有较大变化.     

青海省西宁市大墩岭黄土剖面元素组分变化与四纪古气候演化

根据黄土剖面中古土壤系列与砂质黄土中常量元素氧化物含量基本特征，主要地质特征、黄土堆积与古土壤形成古气候环境、演化过程与主要元素组分特征、关系进行了讨论，结合孢粉测年等资料，1.19MaB.P.黄土形成以来的气候演变过程与元素组分变化关系。     

陨击天文事件与新生代全球气候变化

全球范围内已确认的新生代陨击天文事件有8次,根据陨击直接证据或板块构造演化等推测的陨击事件至少还有3次,这些陨击天文事件都对应了新生代不同程度的气候变化。新生代全球气候变化的触发因素主要包括陨击天文事件、地球轨道参数变化、CO2浓度降低和全球碳循环变化、海洋及大气系统大量甲烷水合物释放、洋流变化及全球规模的构造运动（如构造隆升、超地幔柱、大规模火山活动）等,陨击天文事件是全球气候变化最主要的触发因素。     

南极冰盖与中国风尘堆积

通过南极冰盖消长和风尘堆积物的气候事件对比,说明在4.3—2.5 Ma B.P,间南极冰盖增长和北极冰盖发展,中国第三纪风尘红壤土沉积可能是中国东部季风气候雏形形成的反映。2.6Ma以来,随着北极冰盖的迅速扩展,中国内陆进一步干旱化并促成黄土堆积。南极极锋带北移与黄土区极寒等事件的发生具有同步性,据此建立极寒事件的序列,可能反映大气环流强度变化情况。南极东方站冰岩芯气候曲线说明,黄土高原晚更新世以来的干冷期可能形成于0.115Ma B.P.。我国东部地区转暖大致发生在13000aB.P.,此后不久可能出现欧洲新仙女木寒冷事件。此外,大约在40000aB.P.可能有一寒冷事件。     

云南鹤庆盆地近1Ma来的气候序列重建初探

云南鹤庆盆地近1Ma来的孢粉植物群很好地揭示了本区的环境演化过程。本文利用植物生态位知识,通过模糊数学方法对鹤庆(QH)孔孢粉序列所记录的古气候信息进行重塑,建立了近1Ma来的年均温、年降水量及年较差序列,并将本区气候演化分为4个气候旋回,32个气候期。该序列可与黄土-古土壤序列及海洋^δ18O阶段对比,但冷暖波动的幅度及降温时段持续的长短有其特色,表明本区气候既受全球气候变化的控制,又受青藏高原阶段隆升的制约;近1Ma来气温的波动幅度呈递增趋势,0.30MaB.P.尤其显著;冷、暖段间年均温的变化幅度由第一气候旋回的7℃增大到第三气候旋回的9℃(按4次平滑值计算),而样点的实际最大差值由8℃增至16℃;最强烈的降温发生在第二气候旋回中的0.45～0.14MaB.P.时间段,这与玉龙雪山冰川活动规模最大相一致;降温时年降水量及年较差值增大,证实近1Ma来,西南季风区的气候组构与东南季风区不同。     

地球构造变动对土壤分带格局和古气候事件的影响

本文初步综编了新生代地质事件序列表(以中国为主),其中有一些对应较好的事件群,启发了我们对一些事件时间链的机理思考,并展示了探索气候事件应予涉及的研究范畴。本文通过对全球土壤带分布和全球构造板条分布的对比研究,认为土壤带的分布有两点突出表现：一是与全球构造板条分带格局基本相似,二是喜马拉雅一阿尔卑斯高原山带和美洲科迪勒拉高山高原带决定了两条平行于它们的土壤带,说明构造活动所造成的地形起伏对气候局域变化的重要影响。通过对青藏高原第四纪抬升史及中国黄土－古气候的研究,可以认为,第四纪时期的几次重要的气候转型事件都是由当时的地球构造活动所引发的。     

2.5Ma 以来古气候变化的混沌吸引子

利用2.5Ma以来经过时标调谐的宝鸡黄土剖面的粒度比值曲线,等时距(1000a)地重构了具2500个样本容量的时间序列。作者在分析此时间序列所记录的古气候变化的混沌特征后发现:2.5Ma以来的古气候是具有有限个自由度的复杂的混沌系统,吸引子关联维数为3.8,饱和嵌入维数为11,它的以最大Lyapunov指数和二阶Renyi熵表征的可预报时效(误差增大一倍所需时间)分别为0.66—0.76Ma和6600—7100a。已有的研究证明该剖面古气候时间序列的大部分时间区间受地球轨道参数的驱动,表明2.5Ma以来的古气候是一种混沌的与周期性的混合式振荡的动力系统。     

四万年来青藏高原的气候变迁

内陆湖泊,特别是那些大型的淡水湖和盐湖,在漫长的演变历史长河中,对气候环境的反映是相当敏感的。巨厚的沉积物,记录了古气候变迁的丰富信息。盐湖的研究表明,40000年来的重大气候事件,在世界屋脊——青藏高原内部同样有明显的反映。     

中国风尘堆积与全球干旱化

通过极地冰盖增长、中国风尘堆积(包括西风带下太平洋的风尘沉积)、青藏高原隆起以及现代表面洋流形成过程等资料的分析,初步认为,影响全球干旱化的重要因素之一是极地冷源的作用,山地隆起幅度和洋流变异是干旱化不可忽视的重要因素。据此本文对建立全球干旱化环境序列做一初步尝试。     

5.30Ma以来华北哺乳动物群与磁性地层序列

通过中国北方５．３０Ｍａ以来含丰富哺乳动物化石的典型剖面的磁性地层研究,建立５．３０Ｍａ以来中国北方陆相哺乳动物群与磁性地层序列对比。中国黄土记录了Ｂｒｕｎｈｅｓ正极性带与Ｍａｔｕｙａｍａ负极性带,黄土年龄约２．５０ＭａＢ．Ｐ．,其中发现有午城动物群、公王岭动物群、阳郭动物群、陈家窝动物群与靖远动物群。三门组记录了Ｍａｔｕｙａｍａ负极性带下段,年龄约１．２０—２．５０Ｍａ,其中发现有三门动物群。静乐剖面的静乐红土对应于Ｇａｕｓｓ正极性带上段,年龄约２．５０—３．００Ｍａ,其中发现有静乐贺丰动物群。游河组记录了Ｇａｕｓｓ正极性带,年龄约２．５０—３．４０Ｍａ,其中发现游河动物群。泥河湾沉积对应于Ｂｒｕｎｈｅｓ正极性带、Ｍａｔｕｙａｍａ负极性带、Ｇａｕｓｓ正极性带,年龄约０．１３—３．４０Ｍａ。其中小长梁剖面记录了Ｂｒｕｎｈｅｓ正极性带与Ｍａｔｕｙａｍａ负极性带上段（含Ｊａｒａｍｉｌｏ亚带）,年龄约０．１３—１．００Ｍａ（其中含化石及石器地层年龄约０．９０—１．００Ｍａ）。榆社盆地麻则沟组记录了Ｇａｕｓｓ正极性带（２．５０—３．４０Ｍａ）,高庄组记录了Ｇｉｌｂｅｒｔ负极性带（３．４０—５．３０Ｍａ）。     

最后两个冰期黄土中记录的Heinrich型气候节拍

洛川、宜川及渭南黄土剖面古风化强度的研究揭示出，在Ｌ１和Ｌ２中记录了一系列干冷气候事件。它们多数发生于黄土与古土壤的交界处，以５０００—１００００ａ的间隔叠置于明显的准２００００ａ岁差周期上。前六个事件的时代与北大西洋的Ｈｅｉｎｒｉｃｈ事件大致相当。上述结果表明，Ｈｅｉｎｒｉｃｈ事件在东亚季风区有明显印迹，且类似事件在相当于深海氧同位素阶段６的黄土中也存在。最后两个事件时我国的古环境状况可能比末次盛冰期还要干冷些。这些事件出现的地层层位似乎表明，它们易发生于由地球轨道变化引起的气候转变时期。