中国第四纪冰期划分改进建议

由刘东生主持1位研究者提出的"以气候变化为标志的中国第四纪地层对比表"一文发表已近2a,其中由施雅风执笔第四纪冰期与海洋同位素对比部分.由于新情况的出现,需作适当改进:1)周尚哲等应用ESR测年确定祁连山北坡摆浪河源中梁赣海拔299m,高出现代河床500m处冰碛年代为42.9ka BP,天山乌鲁木齐河上游高出河床200～300m的高望峰阶地冰碛样品ESR测年为477.1ka BP和459.7ka BP,均相当于MIS 12阶段,该阶段国际上对应Kansan-Mindel冰期,与MIS 2、MIS和MIS 1都是100ka周期δ¹⁸O值特低时期;2)古里雅冰芯记录中相当于MIS3b阶段,δ¹⁸O值折算温度比现代低5℃左右,已经发现台湾雪山山庄期冰碛TL年代为(44.25±3.72)ka BP,天山乌鲁木齐河谷一处冰碛ESR年代45.9ka BP,喜马拉雅山、喀喇昆仑山和兴都库什南坡测定对应此时段冰川前进更为显著,初步检查亚、欧、北美、南美和澳洲12个地区23个地点相应于MIS 3b冷期冰川前进规模均超过MIS 2阶段,即常说LGM时,推测MIS 3b的降温值虽不及MIS 2,但降水较多,有利于冰川发展;3)MIS 3a暖期,不仅青藏高原异常暖湿,而且中国全境的降水量普遍高于现代,并有较大范围的海侵与仅低于现代海面8～10m的高海面,气候环境实际达到间冰期程度.上述3点应补充入中国冰期划分表.     

黔西高原末次冰期晚期古植被及西南季风演变*

黔西高原的长时间序列孢粉记录比较少,限制了对该地区末次冰期晚期古植被及西南季风演化过程和机制的认识。本研究通过对黔西高原一个连续的古湖泊沉积物孢粉记录的分析,并结合AMS¹⁴C测年,重建黔西高原末次冰期晚期古植被及西南季风演化。结果表明: 轨道尺度上,MIS3(氧同位素3阶段)中晚期,黔西高原主要为木本、草本植物,喜湿的针叶树种较多,西南季风较强。MIS2(氧同位素2阶段)期间,喜湿的针叶树种减少,而草本、蕨类植物增多,指示气候冷干,西南季风减弱。千年尺度上,黔西高原西南季风响应于北大西洋冰漂碎屑事件及H3(Heninrich 3)、H2(Heninrich 2)和LGM(Last Glacial Maximum)事件,导致西南季风减弱,喜湿的针叶树种减少。通过对比发现,东亚夏季风和西南季风在轨道及千年尺度上协同演化,二者均响应于北半球高纬度太阳辐射变化及北大西洋冰漂碎屑事件。在19~18 cal ka BP,黔西高原经历最冷干气候,西南季风减弱,木本、草本植物近乎消失,而同期东亚夏季风增强,说明西南季风和东亚夏季风在冰后期上存在反相位关系。     

中国西部山岳冰川MIS3b冰进的初步探讨

对横断山的沙鲁里山、祁连山东段的冷龙岭、天山西段托木尔峰南麓的阿特奥依纳克河流域等3个地区7个研究点的第四纪冰川作用开展了深入研究,应用ESR测年技术在7个研究点特定的地貌部位共获得12个对应于MIS3(56~36 ka BP)的测年结果,且年龄基本上都对应于MIS3b(54~44 kaBP).结合已有的研究资料,并对MIS3气候特征进行综合分析,研究表明:MIS3强大的季风环流带来的丰富降水与MIS3b冷阶段的组合是川西高原的沙鲁里山与祁连山东段冷龙岭MIS3b冰进的主要原因,而天山西段阿特奥依纳克河流域MIS3b冰进则是不稳定的西风波动带来的丰富降水所致.这3个地区沉积有该次冰进的冰碛物.     

中国大陆科学钻探工程网络拓扑结构与管理信息系统简介

笔者简要介绍了中国大陆科学钻探工程在北京和江苏省东海县钻井现场3个局域网的需求分析、网络拓扑结构及互联方案，并以中国大陆科学钻探工程信息系统为例，给出了一个基于C／S和B／S混合结构的管理信息系统的集成方案，总结了该工程中网络建设与维护的相关经验。     

High-resolution climate variability of southwest China during 57-70 ka reflected in a stalagmite δ18O record from Xinya Cave

A 26-cm-long stalagmite (XY2) from Xinya Cave in northeastern Chongqing of China has been ICP-MS 230Th/U dated, showing a depositional hiatus at 2.3 cm depth from the top. The growth of the 2.3-26 cm interval determined by four dates was between 57 ka and 70 ka, with a linear growth rate of 0.023 mm/a.We have analyzed 190 samples for δ18O and δ13C, mostly in the 2.3-26 cm part. The δ18O and δ13C values between 57 ka and 70 ka reveal decadal-to-centennial climatic variability during the glacial interval of Marine Isotope Stage 4 (MIS4), exhibiting much higher resolution than that of the published Hulu and Dongge records during this interval. Speleothem δ18O in eastern China, including our study area can be used as a proxy of summer monsoon strength, with lighter values pointing to stronger summer monsoon and higher precipitation, and vice versa. Two decreases in the δ18O signature of XY2 record around 59.5 and 64.5 Ka are argued to correspond to the Dansgaard-Oeschger (D-O) events 17 and 18 respectively. The Heinrich event 6 (H6) can be identified in the record as a heavy δ18O peak around 60 ka, indicating significant weakening of the monsoon in Chongqing during the cold period.The XY2 δ18O record shows very rapid change toward to the interstadial condition of the D-O event, but more gradual change toward to the cold stadial condition. This phenomenon found in the Greenland ice core records is rarely observed so clearly in previously published speleothem records. According to SPECMAP δ18O record, the glacial maximum of MIS 4 was around 64.5 ka with the boundary of MIS 3/4 around 60 ka. Unlike the marine record, the speleothem record of XY2, China, exhibits much high frequency variations without an apparent glacial maximum during MIS 4. However, the timing of MIS 3/4 boundary seems to be around 60 ka when the H6 terminated, in agreement with the marine chronology.The growth period of sample XY2 during glacial times probably reflects a local karstic routing of water,rather than having climatic significance.     

MIS 3晚期东亚季风强度和DO事件年龄

基于神农架山宝洞石笋(SB46)的9个230Th年龄和326个氧同位素数据,建立了末次冰期32.2～26.7kaB.P.和17.0～15.4kaB.P.的东亚季风降水序列。该序列和同一洞穴全新世石笋记录的对比发现,在MIS3晚期东亚季风区可能存在极强夏季风降水事件,相当于全新世季风强度,可能与岁差旋回太阳辐射及海陆水汽潜热释放增强有关。与葫芦洞石笋δ18O记录和格陵兰冰芯δ18O记录对比表明,东亚夏季风千年尺度气候振荡与高北纬地区海-气快速重组存在遥相关效应。山宝洞石笋年龄与葫芦洞石笋和格陵兰冰芯时标(SS09sea)在定年误差范围内基本一致,但山宝洞石笋与冰芯记录在DO事件的年龄、波形和持续时间上更为一致,不仅进一步说明了低纬季风气候与极地气温同步变化,而且有效地弥补了葫芦洞记录在这一时段的不足。     

渤海湾沿岸第四纪海侵研究进展

海岸带海侵研究具有重要的理论和现实指导意义。第四纪以来,渤海湾沿岸地区受海平面升降波动影响发生多次海进和海退事件。对渤海湾地区已发表的钻孔资料进行整理和分析,结果显示该区早-中更新世海侵在空间上分布较为局限且变化较大,对于早更新世海侵存在与否仍存有争议,而大规模海侵发生在晚更新世以来MIS5、MIS3和MIS1时期。研究表明本区海侵的发生是在第四纪以来持续构造沉降的背景下,间冰期气候变暖造成海平面上升的结果。MIS3时期强烈的区域性"视海侵"在空间上并非普遍存在:在靠近渤海湾的地区,MIS3时期海侵为水深较深的滨海-浅海相沉积;而向内陆方向,该时期沉积转变为海陆过渡相和陆相。对于这种现象,一种解释是该区当时西高东低的地势起伏较大,海水逐渐向内陆侵入形成同期异相;另一种可能原因是由于冰盛期时河流侵蚀作用加强,靠近内陆地区的MIS3时期海侵沉积遭受后期河流侵蚀,其确切原因或者是否还存在其他因素,如以前测得的MIS3海侵实际在MIS5形成还需进一步研究。     

汉江上游黄土记录的MIS 3晚期气候变化特征 *

MIS 3时期是末次冰期中气候相对温湿的特殊时段,在汉江流域黄土研究中鲜有对这一时期气候变化记录的报道。对汉江上游郧西段庹家湾（TJW）剖面（厚约8m）的野外特征、磁化率、粒度和色度进行了分析,用OSL方法进行了断代。结果表明：1）马兰黄土L₁中深度228~260cm和294~370cm呈暗红棕色、粘土-粉砂质地、比较紧实坚硬的特征,其磁化率、 < 5μm粘粒含量和红度a^*值明显偏高,而>50μm粗颗粒含量、亮度L^*和黄度b^*值偏低,属于有明显成壤特征的弱古土壤（L_1-2-S1和L_1-2-S2）。2）OSL测年显示L_1-2-S1和L_1-2-S2这两层弱古土壤形成时间介于28.5~21.0ka B.P.,暗示汉江地区这一时期发生两次气候较温湿事件,且有明显冷暖波动;其中弱古土壤L_1-2-S2的形成时间（27.26±1.44ka）与MIS 3晚期阶段大致相当,说明MIS 3晚期气候较温湿变化在汉江流域亦有表现;且成壤强度变化特征指示其气候温湿程度弱于中全新世大暖期。3）TJW剖面弱古土壤L_1-2-S2记录的MIS 3晚期气候较温湿事件是该区域对全球气候变化的具体响应。对比研究发现,不同地区黄土剖面均记录了MIS 3时期气候发生增温增湿变化特征,其温湿程度均弱于全新世时期,但不同剖面记录的气候变化幅度及冷暖变化阶段存在明显差异。TJW剖面记录的MIS 3时期气候较温湿事件主要发生在其晚期阶段。

     

南黄海中部MIS6期以来沉积物稀土元素组成及其物源指示意义

对南黄海中部SYSC-1孔0～30 m段岩芯稀土元素（REE）和粒度进行分析,结合年代测定,研究了沉积物REE组成特征及其影响因素,并对其物质来源变化进行了探讨。结果表明,∑REE含量为111.66～231.12 μg/g,垂向分布变化较大,均值与中国黄土∑REE均值比较接近。∑REE与粒度变化有一定的相关性,但(La/Yb)N、(Gd/Yb)N和(δEu)N等参数受粒级影响较小。稀土元素分异参数有效示踪了物质来源,与周边河流对比发现,SYSC-1孔沉积物(La/Yb)N和(δEu)N散点图分布位置与黄河和长江较为一致,而与朝鲜半岛河流有明显不同。REE判别函数（DF）的物源区分结果表明,钻孔MIS6期经历了一次大的物源转换,沉积物由长江源（27.98～30 m）转为黄河源（24.24～27.98 m）。MIS5.5—MIS5.1期间（24.24～16.98 m）发育了浅水陆架冷水团沉积,主要是长江源细颗粒沉积物被古黄海暖流由南往北携带而来,并在冷涡区附近沉积下来。MIS5.1—MIS1期间（16.98～3 m）的低海平面时间较长,主要发育了一套滨浅海相-河口/潮坪相-三角洲相沉积,随着海平面急剧下降,陆架可容纳空间缩小,导致黄河、长江入海口向陆架区移动,黄河沉积物质控制了钻孔所处的南黄海北部区域。MIS1中晚期,山东半岛沿岸流的形成将黄河沉积物质主要控制在南黄海西部附近海域,而黄海暖流将济州岛西南部泥质区的长江源细颗粒物质搬运至SYSC-1孔附近的冷涡区沉积下来。总体来说,MIS6期以来南黄海中部海域沉积演化是西太平洋边缘海河海相互作用的一个典型范例,海平面波动和海洋环流变化在物源转换过程中发挥了重要作用。     

南海的氧同位素3期

以南海北、西、南部3个沉积速率相对较高而且连续的沉积柱状样MD2904,MD2901和MD2897为基础,通过粒度、碳酸盐、有机地球化学和元素分析,并综合前人研究成果,对南海MIS3期进行探讨。结果显示,南海MIS3是末次冰期中的弱暖期,海水表层古温度比相邻的MIS2和MIS4期略高,但是明显比MIS1和MIS5期低。MIS3的最大特点就在于其气候的不稳定性,发生了多次气候快速变化事件。在格陵兰冰芯中记录的千年尺度快速气候变化事件（D/O事件和Heinrich事件）基本上在南海北、西、南部都有响应,具有与全球同步的特征。南海MIS3古生产力都显示出较高的特点,这与东亚季风有着密切的关系,北部主要受冬季风影响,西部和南部主要受夏季风影响。南海南部MIS3表现出比MIS5更高的古生产力和更强的夏季风强度,这一特点有待更进一步深入研究。