晚冰期以来乌伦古湖沉积物多指标高分辨率的古环境演化

对位于北疆福海县的乌伦古湖Ulungur10B孔岩芯进行分析,以AMS~(14)C测年为年代框架,结合粒度、烧失量和色度指标重建了该地区12.3 cal ka BP以来的古环境演化。结果显示:12.3~11.2 cal ka BP期间,湖泊有机质含量较高,区域有效湿度较大;11.2~7.4 cal ka BP期间,沉积物平均粒径大,有机质含量低,色度a*值、b*值偏大,区域气候冷干,湖面水位较低;7.4~4.3 cal kaBP期间,沉积物平均粒径减小,有机质含量升高,色度a*值、b*值减小,区域气候暖湿,湖泊水位较高;4.3 cal ka BP以来指标在波动中变化,反映湖泊水位在波动中变化,区域有效湿度有所降低。乌伦古湖晚冰期以来古环境演化与周边环境记录一致,气候变化模式符合中亚干旱区全新世气候变化的西风模式。     

Google Earth卫星影像重建早白垩世气候变化

颜色旋回变化是地质剖面中最明显的变化之一,可以直观地反映地层的粗略的气候信息,如果地质剖面出露良好,也可以直接被卫星影像记录。Google Earth卫星影像是地质工作者野外工作准备过程中重要的参考资料。通过实地走访甘肃省张掖市南台子村彩色丹霞和Google Earth图像的观察,尝试提取3 040 m剖面亮度(L*)、红度(a*)、黄度(b*)颜色变化信息并与地层局部实测的碳酸盐变化对比,发现L*值与a*值基本呈反向变化。L*值一般与碳酸盐含量有关,高L*值对应高碳酸盐值,反映湿润环境,红色层对应低碳酸盐值,反映干旱环境。L*值和碳酸盐含量变化以及a*值的变化共同反映了气候的干湿交替。根据地质调查,剖面年代在1 000~1 400万年之间,大致反映了早白垩世气候变化的框架,白垩纪早期气候旋回变化明显,并非一直处于十分稳定的状态。更为详尽的年代以及具体气候变化信息有待于后续的古地磁学与旋回地层学的深入研究。     

哈尼泥炭地15 cal.ka B.P来的古环境恢复与重建

以泥炭粒度作为古气候代用指标,结合孢粉信息,重建了15 cal.ka B.P以来哈尼地区的古气候,完善了本区晚更新世以来的古环境演化过程。通过哈尼泥炭沉积物的粒度组成、粒度参数和粒度分布频率曲线等粒度特征,发现哈尼泥炭剖面的粒度组成以粉砂和砂为主,沉积物平均粒径由上至下逐渐变细,泥炭灰分粒度频率分布以对称分布为主。通过与典型风成沉积、湖泊沉积和河流沉积的粒度频率分布曲线比较认为,本区泥炭灰分粒度组成主要受流水动力影响,其水流搬运强度介于湖相和河流相沉积之间,故泥炭灰分的粒度信息可以用于指示夏季风强弱变化规律,反演古气候变化。泥炭粒度分布数学分形结果发现分维值与泥炭灰分颗粒的分选系数呈正相关,说明泥炭灰分的分维值也可有效反映沉积物颗粒级配和粗细及古气候演化。结合泥炭粒度分析结果和孢粉谱,揭示了15 cal.ka B.P年来古气候的"冷干-温湿-冷湿-暖干"的变化过程,并识别出新仙女木事件(Younger Dryas)以及9.2 ka和8.2 ka气候转冷事件。     

青藏高原中部色林错湖泊沉积物色度反映末次冰盛期以来区域古气候演化

色林错湖位于青藏高原内部,是西藏第一大咸水内陆湖。研究区剖面选自色林错第三湖泊阶地,利用常用气候替代指标色度,结合粒度、碳酸盐含量［CaCO³（%）］、矿物分析和全有机质（TOC）等进行对比分析,同时采用¹⁴C测年方法对剖面进行准确的年代划分,初步探讨了末次冰盛期以来色林错湖泊沉积物色度增强机制的差异性。研究表明： a^*、b^*与中粗粒砂、磁化率具有较好的相关性;亮度L^*与CaCO³（%）具较好相关性;因而沉积物色度变化可反应区域古气候变化。同时对湖泊沉积物矿物分析发现,影响色度变化的制色矿物主要是针铁矿,且以还原环境为主。红度a^*高值与亮度L^*低值对应气候暖湿气候环境,沉积物粒度较粗,碳酸盐含量低,有机质含量高,磁化率较高值;反之,红度a^*低值,L^*高值,粒度较细,碳酸盐含量高,有机质含量低,磁化率低值,对应干冷气候。在17.4～15.5 cal ka BP阶段,对应干冷的气候特点;在15.5～10.4 cal ka BP阶段,对应温暖湿润的气候;在10.4～5.2 cal ka BP阶段,整体属于温暖湿润的气候特点;其中,在9.7～9.4 cal ka BP和8.75～8.5 cal ka BP为两个重要的冷事件,属于干湿的气候特点;在5.2～1.2 cal ka BP阶段,反映了干冷的气候特征;在4.3～4.0 cal ka BP,3.3～3.0 cal ka BP和2.4～1.75 cal ka BP,反映了干旱温暖的气候特点;在1.2 cal ka BP以后,色林错湖湖水迅速下降。     

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。     

贵州红枫湖纹理沉积物中近代气温记录

本通过红枫湖纹理沉积物柱芯碳酸盐特征剖面与流域气温资料对比、沉积纹理年代校正以及早期成岩化学过程对碳酸盐沉积记录的改造作用等方面的研究，表明湖泊碳酸盐沉积记录基本不受早期成岩作用的影响，碳酸钙含量和ＣａＯ／ＭｇＯ·Ａｌ２Ｏ３比值可作为湖泊沉物中具高分辨率、短时间尺度的气温变化的代用指标。     

北极新奥尔松地区湖泊沉积物色素含量变化及环境意义

大量的古气候资料和现代器测数据表明,最近100年来北极气候经历了明显的变暖过程,这必然会对脆弱的极地湖泊生态系统产生影响。以北极新奥尔松地区的湖泊沉积柱样为研究对象,对其中4种色素(叶绿素及其衍生物CD、总胡萝卜素TC、蓝藻叶黄素Myx和颤藻黄素Osc)进行了分析,结合其他物化指标如碳酸钙含量、TOC等,从历史演化的角度重点探讨了新奥尔松地区最近100年以来湖泊初级生产力演化过程。结果表明,在相对寒冷的小冰期,气候对湖泊中藻类的生长不利,湖泊生产力下降,沉积物中色素含量出现低值,生物硅含量降低;表层5cm(对应约1890AD)沉积物中有机质含量显著升高,各色素含量均明显增加,表明小冰期后气温上升,导致湖泊藻类生长迅速,湖泊生产力大大提高,但此时生物硅仍保持在相对较低的水平,这可能与其他藻类的竞争生长有关。最近100年,沉积物中Osc/Myx比值不断降低,表明该湖泊中蓝藻含量不断上升,暗示北极地区人类活动的增强可能导致湖泊营养水平增加。     

青藏高原表土的色度特征及其环境意义

颜色是沉积物最明显的物理特征之一,与区域气候条件密切相关。以青藏高原表土为研究对象,通过对表土亮度值(L~*)、红度值(a~*)和黄度值(b~*)的测量以及与研究区现代气候资料的对比,探讨了青藏高原地区表土的色度特征及其环境意义。结果显示,不同区域表土的颜色差异较大,L~*、a~*和b~*的变化范围分别为:39.5~79.5、0.7~12.5和8.7~23.1。对比显示,降水与L~*、a~*或b~*的相关关系较温度更为显著。结合对表土有机质含量、碳酸盐含量和磁化率等指标的测试分析,发现表土中的碳酸盐和有机质是影响L*的主要因素,可以解释区域降水与L~*之间的负相关关系。基于这些分析推断出不同区域降水的差异可以影响表土的颜色变化。由于颜色测量方便、快捷,因此研究成果可为通过颜色快速判定沉积物的物理性质及其环境特征提供重要参考。     

烧失量分析在湖泊沉积与环境变化研究中的应用

烧失量分析是一种便捷的测定湖泊沉积物有机碳与碳酸盐含量的方法。由于沉积物烧失量主要受区域气温、有效降水等气候环境条件的控制,因此烧失量反映湖泊气候环境特征,成为指示区域气候环境变化的重要指标,该项指标在环境变化研究中具有重要作用。     

腾格里沙漠昂格尔图湖记录的988 AD以来的古气候变化

通过对腾格里沙漠东南部昂格尔图湖岩芯AGE15A的粒度、碳酸盐的百分含量和主要化学元素等多项沉积学气候代用指标及精确定年的综合分析,重建了该区域988 AD以来的古气候变化序列。结果表明：988 AD以来的研究区的气候环境的演化过程与我国西北西风区古气候变化基本一致,呈现"冷湿-暖干"交替变化的特征,但在时间上存在一定的延迟。具体表现为：988~1383 AD,昂格尔图湖由洼地发育成小型湖泊,化学风化作用弱,湖区气候环境整体偏冷湿,期间出现几次暖波动;1383~1560 AD,研究区处在中世纪暖期,为温暖、干旱的气候特征,此时湖泊扩张,湖中水生植物生长茂盛,呼吸作用增强,造成大量的碳酸盐沉淀,最高值达到8.16%;1560~1700 AD,致使气候在昂格尔图湖形成之后出现最寒冷的时期,降水增加,气候湿冷,此时段与小冰期最盛期相对应;1700 AD之后,温度开始上升,气候回暖,在1900 AD左右达到最甚,此时沉积物中碳酸盐的百分含量也达到最大值,为10.15%,此期间湖泊继续扩张,出现几次气候冷波动。基于我国古代文献重建的历史时期气候变化基本不包括沙漠地区,所以本文利用湖相沉积记录来反演腾格里沙漠昂格尔图湖历史时期的气候环境演变,对中国沙漠研究有着重要参考价值,同时也为中国西北历史时期的气候重建提供科学依据。     

湖泊生物标志物与古气候环境变化的研究进展

湖泊沉积中的生物标志物可以提供丰富的信息,包括有机物来源、沉积过程的古环境条件等。湖泊沉积主要反映区域气候变迁史,可以揭示短至十年尺度的古气候事件,是高分辨率古环境、古气候重建的理想材料。与其他湖泊古气候古环境代用指标相比,生物标志物在湖泊古生态系统恢复与古生产率评估、古大气CO2分压与古温度确定等方面可以提供更为精细的信息,成为研究湖泊环境的有力工具。评述了湖泊沉积生物标志物在湖泊环境变化中的研究现状及应用前景。     

塔里木盆地东部台特玛湖近25.0ka BP以来气候与环境变化

由南疆罗布泊地区台特玛湖沉积物多种地质记录的综合分析表明,近25．0kaBP以来此地区气候与环境演化的过程和特征与新疆其它地区基本一致。多手段的综合研究,揭示了近25．0kaBP以来台特玛湖气候与环境的变化经历了7次相对暖干、5次相对冷湿和1次相对暖湿变化,而且全新世期间历次的气候变化与具有高分辨率的敦德冰芯记录以及北半球气候变化的过程上基本一致,所记录的气候与环境演化过程呈现出明显的西风型环境演变特征。唯一在7．0～6．0kaBP期间出现的相对暖湿的环境特征应该是真正意义上的全新世大暖期最盛期的体现,可能与此时增强的西南夏季风势力影响到本地区有关。     

湖泊碳酸盐记录的古水温定量研究进展

湖泊古水温乃至古气温的定量反演,可以促进过去全球变化研究由定性走向定量。目前利用湖泊碳酸盐对湖泊古水温进行重建主要有三种方式,一是运用同位素地质温度计原理,利用水温与湖泊碳酸盐氧同位素值和湖水氧同位素值三者之间的函数关系,对湖泊古水温做定量研究;二是通过测定介壳[Mg2+]/[Ca2+]进而重建古水温;三是通过测定湖泊流域范围内现代水文气象参数及一些相关的同位素资料直接建立起湖泊自生碳酸盐氧同位素值与温度间的统计模型。各种方法有不同的适用条件和适用范围及其一定的局限性,对此做了归纳和评述。     

Late Quaternary palaeohydrology of Lake Pergusa (Sicily,southern Italy) as inferred by stable isotopes of lacustrine carbonates

Ten meters of lacustrine deposits retrieved from Lake Pergusa (Sicily, southern Italy) were investigated through stable isotope composition (carbon and oxygen) of authigenic carbonate (calcareous muds) and freshwater shells. The core chronology was established through three AMS dates, and by correlation with a previously dated nearby core. Stable isotope data show that the lake water evolution was mainly dominated by evaporation. Between ca. 20 and 28 ka the recovered sediments have very high δ¹⁸O values, likely corresponding to very dry climatic conditions. The observed rapid oscillations in the δ¹⁸O of the recovered sediments during this period also suggest important climatic fluctuations. More humid conditions dominated during the Holocene period, with the wettest interval occurring between ca. 9000 and 3000 years BP. Late Holocene sediments represent a substantial return to drier conditions. The available pollen data from a nearby core substantially confirm this general climatic trend during the Holocene. The positive correlation between δ¹³C of the calcareous muds and carbonate content suggests that biological activity played a key role in the carbon isotope evolution of dissolved inorganic carbon. However, a clear climatic signal is not evident from the δ¹³C record.     

Tectonic controls on the deposits of a foreland basin: an example from the Eocene Corbières–Minervois basin, France

ABSTRACT During the Eocene in the Corbières–Minervois foreland basin, southern France, there was a transition from marine carbonate to fluvial–lacustrine sedimentation. This evolution took place in six depositional sequences, the first controlled by a eustatic rise or flexural downwarping, then following under compressive tectonic conditions. The second to the fourth sequences show marine to marshy, mainly carbonate sediments with a transgressive–regressive evolution, while the last two comprise terrigenous and carbonate continental sediments. The tectonic evolution is marked by blind fault-propagation folds which deformed the basin during the Ilerdian–Cuisian. A paroxysmal compressive tectonic phase occurred at the Bartonian when the ancient blind thrusts started to emerge. A model for the evolution of the basin is presented, involving the northward propagation of structural culminations, which focused shallow water or emergent conditions, and structural lows in which deeper water sedimentation took place. The diachronous migration of these structural zones can be constrained from the high biostratigraphic resolution of the foreland basin fill.     

临夏盆地早更新世东山古湖沉积的高分辨率气候记录

临夏盆地东山古湖（２．３５～１．６５ＭａＢ．Ｐ．）沉积厚达８４ｍ,是六盘山以西早更新世湖相沉积的典型代表。以２．５ｍ的间隔对其进行系统采样,以ＣａＣＯ３含量变化为指标建立高分辨率的气候变化曲线,对曲线进行周期分析表明,东山古湖所反映的气候波动具有明显的４１０００ａ主导周期;其中２．２８ＭａＢ．Ｐ．和１．７５～１．８０ＭａＢ．Ｐ．时段为两个明显的冷湿时期,表明东亚季风在建立初期具有不稳定性。     

Climatically controlled lacustrine clinoforms: Theory and modelling results

Lacustrine basins and their deposits are good paleoclimate recorders and contain rich energy resources. Shelf-margin clinoforms do exist in deep lacustrine basins, but with striking differences from those in deep marine basins, caused by a correlation between the river-derived sediment supply and the lake level. This study uses empirical relationships to calculate the water and sediment discharge from rivers and coeval lake level during wet–dry cycles at 10 s of ky time scale. Sediment supply and lake-level changes are used for a stratigraphic forward model to understand how lacustrine clinoforms develop under different climate conditions. The results show that both wet and dry cycles can be associated with thick deep-water fan deposits, supporting the existing climate-driven lacustrine model proposed based on field data (e.g. Neogene Pannonian Basin and Eocene Uinta Basin). The wet period with high sediment supply and rising lake level creates the highly aggradational shelf, progradational slope and thick bottomset deposits. This is contrary from marine basin settings where the presence of rising shelf-margin trajectory commonly indicates limited deep-water fan deposits. This work suggests marine-based stratigraphic models cannot be directly applied to lacustrine basins.     

青海湖湖东沙地河湖-风成沉积记录的中晚全新世以来环境变化

青海湖盆地因其独特的地理位置和气候环境,对气候变化响应敏感,是研究环境变化重要的场所。本研究在青海湖湖东沙地获取两个剖面,采用AMS¹⁴C测年,结合岩性、粒径组分和常量元素氧化物及其比值等多指标分析方法,重建了湖东沙地8.4 ka BP以来的环境演变过程。结果表明：除少量沉积物处于中等化学风化阶段外,大部分沉积物处于物理风化和初级化学风化阶段,说明自8.4 ka BP以来研究区气候环境总体上相对寒冷干燥。在千年尺度上,研究区不同时间段的气候环境存在较大的差异。8.4—4.2 ka BP气候相对温暖湿润;其中,8.4—6.2 ka BP河湖相和风成相沉积互层,表明存在明显的百年尺度气候波动;6.2—4.2 ka BP化学风化和淋溶作用较强,表明季风降水较多,径流较强,发育了较为稳定的湖泊沉积环境。4.2 ka BP以来湖泊消失,化学风化和淋溶作用减弱,沉积物从砾石转变为砂质黄土,显示气候较为冷干且波动较大。对比分析表明,中晚全新世以来青海湖湖东沙地的气候变化特征与东亚季风边缘区其他区域基本一致,并主导了区域沉积环境的演变过程。     

黄旗海岩芯烧失量分析与冰后期环境演变

重建闭流型湖泊的水位及环境变化,可以为研究冰后期及全新世以来的气候变化及季风环流演变提供不可或缺的关键信息。对HQH4岩芯烧失量与川蔓藻化石种子的研究结果显示,黄旗海湖区在全新世到来之前的气候寒冷,湖面冰封期较长,夏季温度较低,致使湖泊的有机生产率和自生碳酸盐产量比全新世低很多。黄旗海从全新世早期起进入了稳定的湖泊发展阶段后有机生产率显著上升,自生碳酸盐产量同步大幅度增长。在10 200~6 800 a BP期间,烧失量出现显著波动,很大程度上反映了气候发生暖湿-冷干-暖湿-冷湿的变化。在6 800~3 800 a BP期间,烧失量较高而且波动较小,反映了中全新世黄旗海以稳定的温暖湿润气候为主,湖水水位变化不大,有机质和碳酸盐生产力较高。从3 800 a BP起,气候逐渐变凉,间有多次冷暖干湿的剧烈变化,水位波动频繁。