海洋同位素31阶的极地古气候特征：是揭开早更新世气候的钥匙，还是转移注意力的争论？

中更新世气候过渡期（MPT）是晚更新世41ka气候周期向100ka气候周期转换的重要时间间隔。海洋同位素31阶,转型中心期在1．07Ma,是中更新世气候过渡期顶部一不同寻常的间冰期。在全球41ka周期的气候演化中,只有地质记录;尤其是南极洲地质记录表明该间冰期持续的时间不同寻常地长,而且气候也异常暖和,与高纬度地区近几个百万年来的最高的日照记录相符合。     

金衢盆地第四纪红土沉积粒度组成特征

浙江金衢盆地第四纪红土分布广泛,是开展红土与全球变化研究的理想场所之一。汤溪红土沉积剖面的粒度组成研究表明:砂(>63μm)含量极少,平均1.58%,粉砂(4~63μm)和黏粒(<4μm)为众数粒组,其含量的平均值分别为48.51%和49.91%,频率曲线呈双峰式,推测红土母质具风成特性,沉积后经历了较强的风化成壤作用;均质红土与网纹红土具有相似的粒度分布特征,但网纹红土的分选更为复杂,底部有近源物质的混入;汤溪红土粒度的纵向变化旋回和纵向变化趋势,可能指示了中更新世以来南方气候的不稳定性和气候逐渐变干冷的趋势。     

铜川地区早中全新世黄土沉积特征及其古气候意义

通过对铜川剖面黄土-古土壤沉积粒度的组成和变化特征及磁化率值进行分析,探讨了该地区11.4～1.5 kaBP期间的古气候变化特征。结果表明:(1)铜川剖面黄土-古土壤沉积以粉砂粒(4～63μm)为主,黏粒(<4μm)次之,砂粒(>63μm)含量最低。(2)粒度和磁化率值在不同地层单元呈规律性变化:粉砂粒和砂粒在黄土层中较高,古土壤层中较低;黏粒和磁化率值在黄土层中较低,古土壤层中较高。(3)粉砂粒、黏粒和磁化率值的变化情况较好地记录了铜川地区11.4～1.5 kaBP期间的气候变化特征,可以将该地区的气候变化划分为4个阶段:11.4～10.2 kaBP寒冷干燥期,10.2～9.1 kaBP略温偏干期,9.1～4.4 kaBP温暖湿润期,4.4～1.5 kaBP较冷干期。     

南海北部中更新世0.78～1.0 Ma期间的陆源碎屑粒度记录

南海北部陆坡大洋钻探计划(ODP)1144站的高速堆积体为高分辨率的古环境研究提供了良好的材料。通过分析1144站陆源碎屑的粒径分布,高分辨率地(200a)研究了中更新世气候转型期(0.78～1.0Ma)东亚夏季风演变在南海北部的记录。结果显示,陆源碎屑的粒径比值(3.5～8.2μm)/(9～23μm)可以作为东亚夏季风演化的替代指标,高值代表强盛的夏季风。这个比值指示了夏季风在920ka时突然增强,表明中更新世转型以夏季风突然增强为起点,此后夏季风处于不断加强和减弱的循环状态,说明了中更新世气候转型是一个渐变的过程。东亚夏季风演化的强弱与北半球夏季日射量基本呈线性关系,显示东亚季风演化的天文驱动机制。频谱分析发现,夏季风演化存在3.3ka和1.2ka左右的千年尺度周期,且在转型前后千年尺度周期也发生变化,说明中更新世的气候转型不仅表现在轨道尺度的气候周期变化上,也体现在千年尺度气候波动的特征变化上。     

第四纪加积型红土与下蜀黄土理化特征比较

加积型红土和下蜀黄土是我国亚热带地区常见的第四纪沉积物。测试了加积型红土的粒度、矿物与石英砂表面特征、磁化率、常量元素和稀土元素等理化指标,并与下蜀黄土进行了对比分析,结果表明,加积型红土与下蜀黄土在理化特征上具有整体相似性,显示风成特性,但较下蜀黄土经历了更为强烈的化学风化作用。同一剖面自下而上为加积型红土至棕黄色下蜀土的沉积序列,揭示了中更新世至晚更新世风化成壤强度减弱、气候由湿热向干凉转变的趋势;北亚热带和中亚热带沉积年代相当的下蜀土风化特征差异反映了古环境变化的纬度效应。     

雷州半岛北部晚更新世晚期气候环境变化的泥炭沉积记录

对雷州半岛北部湛江市郊屋山村和遂溪县下录村两个泥炭剖面的沉积地层和多种气候指标进行了分析,发现两个剖面呈现大致相同的变化特征,表明区域气候是影响此地区泥炭发育的重要因素。在50~30 cal.kaBP期间,此地区气候表现出显著的相对温暖湿润特征,且期间存在多次短尺度的波动,其中千年尺度的Heinrich事件H3—H5在本文中有很好的揭示,其他的一些气候快速变化事件与南京葫芦洞石笋和格陵兰冰心氧同位素记录也有较好的吻合。30 cal.kaBP之后,气候转向相对冷干。气候指标的红色噪声谱分析揭示出约1440 a全剖面最为显著的周期,与大洋热盐环流推动的约1500 a的D-O循环周期相似。雷州半岛北部地区晚更新世晚期中气候变化与高纬度地区冰量以及东亚季风环流的变化密切相关。     

基于米氏旋回理论的高频层序识别与划分——以东海陆架盆地平湖斜坡带宝云亭地区平三段为例

地球轨道周期性的变化控制着气候周期性变化,进而对层序叠加样式也会产生重要的影响。东海陆架盆地平湖组沉积时期经历了冷热交替的气候变化,这种气候变化的频繁波动必然会在相应的沉积物中有所记录。利用La(2004)计算方案计算北纬30°、30～40.4Ma期间地球轨道参数变化周期,确定该沉积时期理论米氏旋回周期比值;平湖斜坡带平湖组三段属于海相沉积,构造活动较弱,沉积稳定,物性相近,区域上分布广泛,因此以平湖组三段作为目的层,对该段伽马测井数据进行频谱检测以及一维连续小波变换,分析结果显示不同钻井中平三段沉积地层主要受405ka的长偏心率,131、99ka的短偏心率以及52ka的斜率周期所控制;选择控制平三段地层发育的主要米兰科维奇周期曲线,建立高分辨率天文年代标尺,进而对平三段地层进行高频层序划分,为平湖斜坡带高频层序单元对比框架的建立提供了一种新的有效方法。     

西太平洋807A孔的元素地球化学特征及其对中更新世气候转型期的记录

通过对ODP807A孔上部60.77m样品进行元素地球化学分析,揭示了晚上新世3.2Ma以来的沉积物元素含量变化特征。结果显示元素含量在中更新世过渡期均发生明显变化,具体表现为与陆源碎屑密切相关的元素含量下降,生物源元素含量显著上升,而同期物源区岩石类型没有发生明显变化。陆源元素含量的降低是由陆源碎屑含量降低导致的,反映出中更新世过渡期风搬运能力较弱。生物源元素含量的上升主要受生物生产力提高的影响。稀土元素总和(∑REE)的频谱分析显示了元素地球化学对中更新世气候转型的响应,即主导周期从41ka过渡到100ka。     

深沪湾末次冰期以来的地层结构及古环境演变

通过深沪湾高分辨率浅地层剖面声学地层和地质钻孔沉积地层的对比,并结合沉积物的粒度、微体古生物以及AMS14C测年的综合分析,揭示了研究区晚更新世末次冰期以来的地层层序,探讨了深沪湾的古环境演变。深沪湾高分辨率浅地层剖面自上而下划分的5个声学地层单元与钻孔岩芯划分的5个沉积地层单元具有较好的对应关系。8.2 ka BP左右,全新世海侵使得海水进入深沪湾海域,海平面低于现今海平面10~12 m,气候凉爽;7 ka BP左右海水到达现今海平面位置,并于6 ka BP左右到达最高,约比现今海平面高2~3 m,气候温暖湿润,这一时期,近岸大量裸子植物被海水淹没并被沉积物快速掩埋;5 850~5 642 a BP研究区温度降低,该降温活动持续到2 ka BP左右,气候凉爽干燥;2 ka BP以来温度逐渐上升,600 a BP左右有一个相对冷期,之后温度又逐渐上升至现今水平。     

南海北部ODP 1144站颜色反射率揭示的千年尺度气候波动

南海大洋钻探ODP1144站钻孔长517m，代表近100万年来的沉积记录，其颜色反射率是所有岩心物理性质测试中分辨率最高的，平均约60年一个测值，最高可达年级尺度，是研究千年尺度气候变化的理想材料。通过对颜色反射率、浮游有孔虫氧同位素的小波分析及其与地球轨道参数ETP的交叉频谱分析，表明两者在轨道周期上的变化极为相似，都反映出约70万年以来100ka的偏心率周期明显占优；与格棱兰冰心的对比亦揭示了颜色反射率同样记录了冰期中的类似D／O事件。对此站的颜色反射率短周期的小波分析，揭示出了约3ka、约1．5ka的变化周期，这些周期不仅仅出现在冰期(如MIS2—4、6、8期等)，也出现在间冰期(如MIS15、17、19、25期等)和冰消期(如MIS11／12、15／16)，且在70万年以来冰期信号强、间冰期信号弱，而在70万年之前正好相反，这不仅说明间冰期内部气候也存在不稳定性，而且进一步说明了中更新世的气候转型事件。     

辽南地区金州西团瓢湖沼相沉积物粒度化学特征及环境意义

湖泊沉积物以其沉积速率快、连续性好、分辨率高等特性成为研究历史时期气候变化的理想载体。辽东半岛南部处于亚欧大陆东岸,保留多处典型的湖相沉积。以辽南地区金州西团瓢湖沼相沉积物为研究载体,通过野外调查与室内粒度、化学元素、烧失量、电导率实验相结合的方法,探讨了该区域的环境变化。结果表明:研究区沉积期气候经历了寒冷干燥(15.64～30.81 kaBP)-寒冷干旱(10.36～15.64 kaBP)-温暖干旱(5.77～10.36 kaBP)-温暖湿润(0.90～5.77 kaBP)-温凉干旱(0.90 kaBP至今)5个阶段,结合地球化学指标的对比分析,初步认为端元1可能指示东亚季风及坡面流水带来的细颗粒沉积物,端元2可能代表动力较低的弱水流沉积物,端元3则可能代表动力较强的冲洪积物。     

长江三峡巫山第四纪沉积物粒度分布特征

长江三峡巫山第四纪沉积物粒度结果表明：砂的含量极少,平均值为0．7％;粉砂最高,平均值为68．64％;黏粒次之,平均值为30．66％;风尘基本粒组10～50um含量较高,平均值为52．07％,推测其成因有一定的风成特性。剖面粒度分布曲线呈单峰形态,拖有细尾,与风成黄土类似,可能指示了沉积后经历了风化成壤作用。望天坪剖面粒度参数特征与北方风成黄土具一定相似性,初步判定其物源具风成成因,但其环境意义还有待进一步探讨。     

深海碳酸盐岩心天然热释光变化特征

东北印度洋赤道90°E海岭和孟加拉扇MD81349,MD77181岩心记录了30万a来气候变化的历史.分析发现浮游有孔虫壳体(方解石晶体)的天然热释光变化与δ18O反映的冰川旋回存在着良好的一致性:天然热释光强度的增大与间冰期对应,降低与冰期对应.对MD81349岩心天然热释光时间序列的频谱分析结果显示热释光的显著周期为99,46,23,20和11ka,其中99,46,23,20ka分别与天文学周期中的地球轨道偏心率周期100ka,地轴倾斜度(黄赤交角)周期54,41ka,太阳辐射年度差异的岁差周期23,19ka接近,这表明地球冷暖交替与太阳辐射强度周期性变化密切相关,在不同海水温度条件下结晶形成的方解石晶体的热释光强度差异显著,因而有孔虫壳体积存的热释光能够反映地球气候的变化.     

末次冰期鄱阳湖西南缘地区的风尘堆积

鄱阳湖湖滨沙山是末次冰期特定气候条件下季风活动所产生的风成沙丘沉积体。在调查鄱阳湖沙山的过程中,发现位于鄱阳湖南部沙山下风方向的丰城—樟树—新余一带岗丘顶部几米厚的第四纪堆积地层,虽然颜色明显偏红,但地层性状及沉积学特征却与北方风成黄土及宁镇下蜀黄土有着很大的相似性。通过对具代表性的新余打鼓岭剖面进行分析,确认其成因系风力搬运而成的粉尘堆积。结合冬季风路径上沉积物粒度的空间变化特征,初步提出鄱阳湖沙山与新余一带风尘红土堆积是在末次冰期特定气候条件下,冬季风作用所形成的风沙-风尘堆积系统。鄱阳湖风成沙丘及其西南缘风尘沉积的发育是晚更新世末期江南鄱阳湖区气候环境恶化的佐证,也是对我国西北地区沙漠-黄土堆积过程的区域响应。     

新疆伊犁可克达拉剖面晚全新世古土壤与环境

通过对新疆伊犁可克达拉晚全新世风沙沉积剖面古土壤特性进行研究,结合沉积物磁化率、TOC、黏粒及CaCO3等土壤发生学指标,发现古土壤发育于黄土母质,是荒漠草原植被下形成的具有弱黏化作用和弱钙积作用的淡灰钙土类型。不同时期风沙-古土壤沉积物的形成揭示了新疆伊犁河谷区3.7kaBP以来经历了多次气候干湿波动,共有6层不同发育程度的古土壤形成,后期形成的3层古土壤发育程度较前期的3层古土壤成熟;古土壤反映的古气候大致以2kaBP为时间界限分为前后两个阶段,前期气候相对干旱,后期气候相对湿润;近500年以来,风沙活动增强,气候又有逐渐变干的趋势。     

新疆伊犁可克达拉剖面晚全新世古土壤与环境北大核心CSCD

通过对新疆伊犁可克达拉晚全新世风沙沉积剖面古土壤特性进行研究,结合沉积物磁化率、TOC、黏粒及CaCO3等土壤发生学指标,发现古土壤发育于黄土母质,是荒漠草原植被下形成的具有弱黏化作用和弱钙积作用的淡灰钙土类型。不同时期风沙-古土壤沉积物的形成揭示了新疆伊犁河谷区3.7kaBP以来经历了多次气候干湿波动,共有6层不同发育程度的古土壤形成,后期形成的3层古土壤发育程度较前期的3层古土壤成熟;古土壤反映的古气候大致以2kaBP为时间界限分为前后两个阶段,前期气候相对干旱,后期气候相对湿润;近500年以来,风沙活动增强,气候又有逐渐变干的趋势。     

汉江上游郧县人遗址地层沉积学研究

通过在汉江上游河谷进行地貌学和沉积学野外考察观测,并对郧县人遗址沉积地层系统采样,进行磁化率、烧失量、粒度和地球化学元素等一系列理化指标的测试分析,结果表明,郧县人遗址地层剖面下部为汉江第三级阶地具有二元结构的河床相卵石层和河漫滩相中砂层,上部为风成黄土和古土壤覆盖层。这种风成沉积物与汉江河流悬移质沉积物性质完全不同。根据地层对比和古地磁B/M界限位置,及其与深海沉积物氧同位素气候年代序列的对比,可以确定郧县人遗址地层剖面顶部为第8层古土壤(S8),对应MIS19,形成于785~760ka;其下为第9层黄土(L9),对应MIS20,形成于815~785ka。含有郧县人头盖骨和哺乳动物化石的钙结核层出现在黄土(L9)的上部,年龄为800~785ka,对应于MIS20冰期后段最为寒冷的时期。     

日本海、鄂霍次克海和白令海的古海洋学研究进展

边缘海的存在使大陆和大洋之间的物质和能量交换变得相当复杂。在构造运动和海平面升降的控制下,边缘海和大洋之间时而连通时而隔绝,各种古气候变化信号都在一定程度上被放大。基于近期有关西北太平洋边缘海的古海洋学研究成果,简要概述了日本海、鄂霍次克海、白令海以及北太平洋地区自中新世以来的古气候和古海洋环境演化特征,并认为它们与全球其它地区一样也受控于因地球轨道参数变化引起的太阳辐射率的变化,大尺度的气候变化具有与地球轨道偏心率周期相对应的100ka周期,而41ka的小尺度周期则受地球自转轴斜率变化的控制。一些突发性的气候变化则是由气候不稳定性、海峡的关闭与开启和其它一些地球气候系统的非线性活动所驱动。但同时作为中高纬度边缘海,它们的古海平面、古海水温度、古洋流等古海洋环境因子的变化特征还受到冰盖扩张和退缩、构造运动、冰川性地壳均衡补偿、东亚季风等因素的影响,具有一定的区域特点。     

90 kaBP以来阿拉伯海中部海域沉积物来源及沉积过程

通过对阿拉伯海中部AS06-13岩芯的地球化学特征、黏土矿物组成特征分析,结合有孔虫壳体AMS¹⁴C年龄和氧同位素数据建立的年代框架,探讨了阿拉伯海中部海域沉积物的来源及沉积过程。结果显示：AS06-13岩芯涵盖了阿拉伯海90 kaBP以来的沉积序列,平均沉积速率为2.34 cm/ka;稀土元素含量为64～194μg/g,平均值为114μg/g,δEu(平均值为0.71)负异常显著;黏土矿物主要由伊利石(平均含量为56%)、坡缕石(平均含量为18%)、绿泥石(平均含量为15%)、高岭石(平均含量为8%)和蒙脱石(平均含量为2%)组成。球粒陨石标准化的稀土元素配分曲线表现为轻稀土元素富集,重稀土元素亏损的右倾模式,表明研究区沉积物以陆源碎屑为主,通过δEu UCC-(La/Yb)UCC判别图进一步将90 kaBP以来阿拉伯海中部海域沉积物来源变化划分为3个阶段：S1阶段(90～73 kaBP)研究区主要接受印度河入海物质和阿拉伯半岛风尘物质的输入;S2阶段(73～11 kaBP)仍然以印度河和阿拉伯半岛风尘的物质输入为主,但逐渐受到印度半岛的片麻岩区物质的影响;S3...     

中更新世气候转型期西太平洋暖池的表层海水温度和氧同位素变化

通过对大洋钻探(ODP)第130航次807站A孔井深12.54～16.38m沉积物中浮游和底栖有孔虫的稳定同位素δ18 O以及浮游有孔虫壳体的Mg/Ca测试,揭示了中更新世气候转型期(800～1 000kaBP)西太平洋暖池表层海水温度和氧同位素的变化。研究发现,中更新世时期ODP 807站的表层海水温度在25.1～30.9℃之间浮动,平均为28.4℃,接近现代暖池区实测温度值,冰期/间冰期之间的温度差值在1.5～5℃左右,与晚第四纪时的温差相近;同时,表层海水温度和底栖有孔虫氧同位素呈现同步变化的趋势,没有明显的超前或滞后的相位关系,区别于前人在暖池区的研究结果。间冰期时,表层海水温度上升伴随着温跃层变深、盐度降低,与现代西太平洋暖池La Ni珘na状态类似;冰期时则类似于El Ni珘no状态。中更新世气候转型期,西太平洋暖池的表层海水温度、温跃层深度变化受低纬热带驱动影响,都显示出强烈的岁差周期(16.8ka),而底层水氧同位素更多受到高纬的影响。