MIS5b以来西樵山主量地球化学元素记录的D/O旋回与古生物实证

位于中国南亚热带的西樵剖面主要是一套大约MIS5b以来形成的湖沼相。根据对该剖面759个主要元素氧化物SiO₂、Al₂O₃和TOFE（Fe₂O₃+ FeO）含量分析结果并以Al₂O₃/SiO₂比值作为考察“脱硅富铝”的气候代用指标,将西樵剖面MIS5b以来的主要元素波动划分出34.5个元素旋回“CY0—CY34”（其中CY0属于0.5个旋回）,其平均变率—3.1 ka/旋回为千年尺度级别。通过对这些元素与气候的关系和古生物（孢粉和哺乳动物化石）指示的古生态的论证,认为气候旋回与这些元素旋回存在内在的因果关系,进而提出MIS5b以来该地曾发生过34.5个时期的寒冷与温暖即东亚冬季风与夏季风交替变化的千年尺度的气候旋回。研究表明,MIS5b以来这些旋回中的若干阶段与北半球高纬地区D/O事件存在很好的“遥相关”,即在时间—气候性质上的变化节奏基本一致。这是首次在中国的南亚热带发现的MIS5b以来高分辨率的元素/气候波动,其意义在于它展现了自那时以来一个比较完整的D/O气候旋回在东亚大陆更南部区域的存在。表明,这个时代东亚季风旋回的发生、发展和演化,除了北半球冰量变化幅度的影响外,西太平洋暖池（温度与消长幅度）亦对其产生过重要的影响,其中夏季风时期对低纬地区的影响更加强烈。     

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。     

萨拉乌苏河流域末次间冰阶气候——以米浪沟湾剖面为例

米浪沟湾剖面末次间冰阶层序粒度和化学元素波动韵律与由古流动砂丘砂和上覆河湖相或古土壤构成的沉积旋回颇为一致。古流动砂丘砂犹如现代流动砂丘砂,是东亚冬季风主导下干冷气候的产物;河湖相和古土壤颗粒细化,化学、生物等地球风化程度增强,含较多喜暖的软体动物化石,指示其偏南夏季风主导下的温暖湿润气候。据此,末次间冰阶萨拉乌苏河流域至少经历了10次温湿(W事件)和9次冷干(C事件)气候波动,且可划分为MIS3e(58.85~48.98kaBP)、MIS3d(48.98~39.55kaBP)、MIS3c(39.55~34.59kaBP)、MIS3b(34.59~26.47kaBP)和MIS3a(26.47~23.07kaBP)等5个亚段。其中,19次冷/暖波动可与格陵兰GRIP冰心δ18O冰段/间冰段相对应,5个亚段与我国古里雅冰心在波动性质和相位上都极为一致,与V23-81冷性浮游有孔虫数代表的北大西洋地区气候也具有较好的可比性。谱分析显示出21.70ka、1.05ka、0.64ka、0.50ka等显著周期,即该地千百年尺度气候主要受与北大西洋热盐环流波动引起的东亚冬、夏季风强弱有关,而万年尺度上则受控于岁差周期所导致的太阳辐射变化。     

佛山西樵山及邻近地区MIS5a红土中主量元素含量特征及其古气候意义

本文主要对广东佛山西樵和邻近的粤东北的临江地层剖面MIS5a网纹红土的主量元素含量进行了研究。结果表明,这两个剖面MIS5a红土的SiO 2 、Al 2 O 3 、TOFE（Fe 2 O 3 +FeO）含量、硅铝率n (SiO2) / n (Al2O3) 和化学蚀变指数 CIA 值与我国中亚热带和南亚热带红土都有明显的差异,而与热带地区——海南岛和雷州半岛红土中相应的地球化学指标比较接近。此前,在研究区碧寿洞和罗沙岩洞穴发现的MIS5a大熊猫—剑齿象动物化石群中,都含有热带动物成员——长臂猿（ Hylobates sp.）、犀（ Rhinoceros sp.）、中国犀（ Rhinoceros sinensis ）、华南巨獏（ Megatapirus cf. angustus ）和亚洲象（ Elephas sp.）。据此提出,西樵山和邻近地区MIS5a网纹红土代表了热带气候环境;MIS5a期间南岭以南广东境内的生物气候带属于边缘热带范围。     

巴丹吉林查格勒布剖面记录的150 ka BP以来的常量化学元素波动

 巴丹吉林沙漠查格勒布剖面150 ka BP以来存在25个由风成沙丘砂与黄土、古土壤、湖相和冲坡积砂土砾石层构成的沉积旋回。剖面常量化学元素分析显示:湖相、黄土和古土壤中的Al2O3、Fe2O3+FeO、CaO、MgO、K2O、Na2O和TiO含量基本上高于风成沙丘砂,而SiO2则呈相反变化,构成了与沉积旋回相应的150 ka BP以来25个元素变化旋回。剖面中各元素的这种分布和集散规律也与元素的富集系数和淋失系数波动一致。研究表明,暖湿气候作用下稳定性元素Al2O3、TOFe、TiO和非稳定性元素CaO、MgO、Na2O、K2O都能相对富集,与剖面所处的特殊的洼地地貌位置有关。常量化学元素的综合分析表明,这种元素变化旋回是由巴丹吉林沙漠晚更新世以来的干寒多风与温湿至暖湿气候变化所致,其根本原因与冰期、间冰期气候波动影响下东亚冬夏季风的“拉锯式”摆动有关。     

岭南东江流域一级阶地网纹红土的时代及其粒度特征

岭南东江流域临江剖面含一套总厚约4.35 m的弱网纹红土和强网纹红土,其顶部年龄为71.40±6.60 TL kaB.P.,近底部50 cm年龄为99.10±5.90 OSL kaB.P..粒度结果显示,弱网纹红土和强网纹红土都为粉砂质粘土,但前者颗粒比后者要粗,前者含较多的砂(>50 μm),在粒度频率分布上呈显著双峰态;后者含较多粉砂和粘土,呈近似单峰态.以粘土或胶体粘土含量反映的强、弱网纹红土的风化程度与深海Specmap和Sulu sea氧同位素曲线指示的末次间冰期-末次冰期早期的全球冰量和西太平洋海面温度变化的趋势均颇为相似.这些证据表明,临江剖面网纹红土的形成时代应属晚更新世,即末次间冰期至末次冰期早期.     

萨拉乌苏河流域MGS1层段粒度与CaCO3记录的全新世千年尺度的气候变化

 毛乌素沙漠东南缘萨拉乌苏河流域米浪沟湾剖面MGS1层段含有11个由古沙丘砂与河湖相或古土壤构成的沉积旋回。通过对该层段粒度和CaCO3的分析,发现其河湖沼相和古土壤的平均粒径、分选系数、偏度和峰态的值明显高于古沙丘砂;CaCO3含量在古沙丘砂及其上覆的河湖相和古土壤中依次变化于0.07%~0.32%（平均值为0.16%）、0.05%~1.50%（0.27%）和0.06%~1.42%（0.64%）,并与平均粒径呈显著相关（相关系数0.8）;构成与沉积旋回波动韵律相同的11个峰谷交替的粒度和CaCO3旋回,指示了全新世气候冷、暖的变化过程和东亚冬夏季风千年尺度交替变化的气候旋回。这些旋回中的冬季风主导时期可与北大西洋8 200、5 000、4 000、2 700、1 400 a BP等寒冷事件进行对比,和中国若干地点的气候波动具有良好对应关系,可能表明全新世东亚季风在全球大气、海洋、陆地和全球冰量变化的共同作用下,表现为干冷冬季风和暖湿夏季风的相互交替的千年尺度的气候变化特征。     

萨拉乌苏河流域高分辨率的沙丘砂常量元素分布指示的全新世寒冷事件

The components of the primary elements in the dune sands for the MGS1 subsection of the Milanggouwan section in the Salawusu River valley, compared with those of modern dune sands, show that they were caused by East Asian winter monsoon in the Mu Us desert during Holocene. The examined ages for the 11 layers of dune sands, based on the average sedimentary rate, are： 0 to 960, 1350-2240, 2470 to 3530, 4000 to 4180, 4290 to 4350, 4380 to 4760, 5040 to 5920, 6570 to 8270, 9020 to 9700, 9880 to 10160 and 10580 to 11080 a BP, respectively. The climatic events indicated by these dune sands are consistent with those records in the Huguangyan volcanic lake, Zoige peat bog, Hulu cave and Dunde ice core, particularly with the climatic fluctuations of the North Atlantic since 11 000 a BP. Among them, patterns from B0 to B8 correspond to the peak values of 0MD, 2D, 4D, 6D＋8D＋10D, 12D, 14D, 16D, 18D and 20D respectively. It might be caused by the North Atlantic ice age induced by the heat circulation, which strengthened the polar high pressure and Siberian-Mongolian high pressure and further led to the dominance of the winter monsoon over China＇s desert area.     

内蒙古萨拉乌苏河流域滴哨沟湾全新世早-中期湖相沉积的地球化学古气候响应

通过对毛乌素沙漠南缘萨拉乌苏河流域滴哨沟湾剖面沉积物粒度、有机碳含量(TOC)、碳酸盐含量、无机碳酸盐碳氧同位素组成等分析测试,在已有的大量年代测定数据基础上,重建了该地区末次冰期晚期到中全新世期间的古环境。分析表明,11 000~9 950 aBP滴哨沟湾地区气候干凉,萨拉乌苏河受陕北高原降水和当地冰溶地下水补给;9 950~9 100 aBP为全新世初温度、降雨增加时期,有效湿度较高,滴哨沟湾湖泊开始形成;9 100~5 850 aBP气温继续上升,降雨增加,但相对湿度减小,该时期是滴哨沟湾湖泊发育最大时期,湖泊水体滞留时间较长;5 850~5 100 aBP气温和降水开始下降,湖泊收缩;5 100~4 700 aBP期间温度和降水继续下降,湖泊环境逐渐转变为沼泽环境;4 700~4 500 aBP期间滴哨沟湾沙漠化,形成了古流动沙丘沙沉积,干旱化加强;而在4 500~4 380 aBP时又一次短暂的温湿气候,在沙丘表层钙板隔水层之上形成了短暂的小规模积水;自4 380 aBP之后,滴哨沟湾地区沙漠化,干旱状况持续到现在。     

中国南方红土年代地层学与地层划分问题

南方红土是我国热带、亚热带以各类岩石和第四纪松散沉积物为母质发育的红色风化壳,也是我国分布最广的第四纪土状堆积。本文在探讨第四纪松散沉积物上红色风化壳的形成机制的基础上,根据风化壳发育程度将其划分为砖红土风化壳、红壤土风化壳和红化土风化壳3种类型。南方地区第四纪松散沉积物主要有河流相沉积、滨海相海滩砂和海岸风成砂——"老红砂"以及以下蜀土为主的风尘堆积。近年来在上述沉积物中多处发现旧石器遗址,促进了南方红土的地层年代学研究。根据前人及近期对南方红土的研究成果,讨论了南方红土的年代地层学问题,提出了以风化壳岩性特征为基础的岩石地层单位初步划分框架:老红砂划分为中更新统北海组、晚更新统晋江组;风尘堆积划分为中更新统宣城组、晚更新统下蜀组;河流相沉积只划出中更新统白沙井组,晚更新统留待以后研究再划出。