青藏高原东北部黄土次生碳酸盐氧同位素的古气候意义

黄土中含有较为丰富的碳酸盐,其中次生碳酸盐记录了成壤时期的气候和环境,可以用来重建古气候.测试了末次盛冰期和全新世早期青藏高原东北部乐都、中国东北和新疆巴音布鲁克黄土中次生碳酸盐的δ18O值,结果显示高原东北部这两个时期的δ18O值分别为-1.38‰和-5.58‰,比该地区现代季风气候条件下次生碳酸盐δ18O理论值分别高5.74‰和1.54‰.温度的差异不足以导致次生碳酸盐δ18O值如此幅度的变化.同时,末次盛冰期和全新世早期乐都地区黄土中次生碳酸盐的δ18O值比同时期黄土高原和东北地区等东亚季风区明显偏正约2.0‰~6.2‰,但其与新疆等西风区次生碳酸盐的δ18O相近.这些不同时期黄土中次生碳酸盐的δ18O值的分布特征及空间差异,可能反映东亚夏季风夹带的水汽可能不是青藏高原东北部末次盛冰期和全新世早期降水最重要的来源,而西风降水和（或）局部水汽蒸发循环对该地区的降水可能有重要贡献.青藏高原东北部黄土次生碳酸盐的δ18O值从末次盛冰期到全新世早期逐渐降低,这可能是由于气候由干冷向暖湿转变、有效湿度增加而导致的.有限的数据表明不同气候带（青藏高原东北部、东亚季风区和西风带）的黄土中次生碳酸盐氧同位素存在明显差异,它所代表的气候意义值得进一步的深入研究.      

北极新奥尔松全新世冰碛物物理化学特征及环境意义

冰碛物是全球的一个主要粉尘源,联系着全球气候、大气气溶胶、海洋元素和生产力的变化。过去对粉尘,特别是沙漠、黄土的研究主要集中在中纬度地区,但对来自高纬度的冰川粉尘研究较少。为了解现代高纬度冰缘环境下冰川作用、搬运作用和化学风化对冰碛物的物理化学性质的影响,本文以北极新奥尔松Austre Lovénbreen冰川（简称A冰川,下同）深度小于5cm的冰碛物（包括小冰期冰碛物和冰沼土）≤2mm组分为对象,测定了小冰期（Little Ice Age,简称LIA）冰碛物和冰沼土的粒径、磁化率以及元素组成。研究表明：1）A冰川冰碛物粒径组成以砂级为主（>63μm）、粉砂级次之（2~63μm）、粘粒最少（ < 2μm）。A冰川冰碛物大部分呈双峰或多峰特征,LIA冰碛物典型双峰峰值为10~30μm和100~200μm;冰沼土为30~60μm和300~450μm。近岸LIA冰碛物和冰沼土相对冰川末端LIA冰碛物具有较粗的平均粒径及较高的正偏度,表明其在沉积之后受搬运作用影响损失了细组分。2）A冰川冰碛物磁化率介于5.5×10^-8~11.4×10^-8m³/kg之间,平均值为7.7×10^-8m³/kg。LIA冰碛物磁化率与总铁含量呈正相关,主要受母岩和搬运作用制约,未受成壤作用影响。3）A冰川冰沼土与LIA冰碛物相比,富Si,但贫Al、Fe、K、Ca、Mg等元素;LIA冰碛物平均化学组成与洛川黄土和上部大陆地壳（Upper Continental Crust,简称UCC）非常接近。A冰川冰碛物CIA平均值为58.57,反映冰缘环境较弱的化学风化条件。A冰川冰碛物CIA值集中分布在UCC至黄土的平均化学组成风化趋势线上,证明了黄土粉尘起源于由一系列的冰川和高山作用产生的沉积物的可能性。分析结果表明,在弱风化的冰缘环境下,CIA值能从整体上反映LIA冰碛物和冰沼土的化学风化差异,但对沉积年龄小的LIA冰碛物而言,搬运作用引起的粒度组成差异和相应的不同矿物类型和含量的改变或是CIA值变化的主要原因。

     

弱的早更新世间冰期东亚夏季风——来自黄土高原古土壤层中酸溶相元素的证据

在过去的暖期,东亚夏季风的强弱变化受到广泛关注,例如暖的早更新世间冰期时期(1. 6~2. 6 Ma).本文利用黄土高原洛川和赵家川剖面古土壤层中酸溶相元素的分布及其比值去重建早更新世间冰期时期东亚夏季风强度变化.结果显示酸溶相中以Ca元素(平均2. 6%)为主, Mg元素(平均1116. 5 mg/kg)次之, Sr元素(平均49. 5 mg/kg)和Mn元素(平均47. 6 mg/kg)最低.它们的含量在早更新世较高,中晚更新世时期较低,而Mg/Ca、Sr/Ca和Mn/Ca摩尔比值则呈现相反的变化.这些元素的分布及相应比值的变化受东亚夏季风控制,主要反应季风降水的变化.两个剖面古土壤层中元素及其比值均指示暖的早更新世间冰期时期黄土高原地区东亚夏季风较弱,中晚更新世间冰期时期夏季风较强,该结果与过去许多东亚夏季风重建记录接近.我们的研究结果也支持早更新世弱的赤道太平洋沃克环流导致弱的东亚夏季风这一假说.