XRF岩芯连续扫描结果的可靠性评估及校正:以青海湖沉积为例

XRF岩芯连续扫描因其快速、连续、无损、高分辨率等优势在近30年常被用于不同相沉积物的元素半定量分析,特别是在湖泊沉积岩芯中的应用极为广泛。然而,XRF扫描信号值易受仪器设置和岩芯物理属性的影响,亟需全面评估其结果可靠性和校正效果。基于青海湖2.39 m长的完整沉积岩芯(QHH)高分辨率XRF连续扫描,结合其含水量、粒度、烧失量、元素实际含量等理化特征分析,有效识别了XRF连续扫描信号值及其元素比值的准确性和影响因素,进一步评估了国际通用的Normalized Median-scaled(NMS)和Multivariate Log-ratio Calibration(MLC)模型校正结果的可靠性。结果表明,XRF连续扫描的Zr元素信号值可准确反映QHH岩芯中的实际含量分布,而Si元素和Ti元素因相关性较弱均无法指示其在QHH岩芯中的真实情况。此外,QHH岩芯段较高的含水量明显削弱了Al、Si、K、Ca、Ti、Fe、Mn等原子量较小的元素信号值强度和波动幅度,而干燥岩芯段中XRF扫描的上述元素结果因其高分辨率和颗粒组成差异展现出较大的波动,降低了与实际含量的相关性。Rb、Sr和Zr等原子量较大的微量元素扫描信号值分布受含水量和颗粒组成的影响较小。最后,基于XRF连续扫描的相邻元素比值是快速消除多种因素一致影响的有效方法,而MLC模型对QHH整根岩芯及各段中单一元素信号值校正均有较好效果。上述结果为合理利用湖泊沉积物的XRF连续扫描数据提供借鉴,也为重建青藏高原东北部气候变化及人地关系奠定科学基础。

基于XRF岩芯连续扫描的藏南哲古错沉积物近4400年地球化学分布及环境演变

XRF岩芯连续扫描在近30年间被广泛用于获取不同地理环境的湖泊沉积序列元素分布及其指示的环境意义,特别是湖泊密集的“亚洲水塔”青藏高原。然而,XRF扫描数据的准确性受沉积岩芯物理属性的显著影响,可能导致记录信息的过度或错误解释。本研究基于青藏高原南部哲古错(ZGC)内近4400年以来由植物和泥沙混合沉积而成的2.16 m完整岩芯(ZGC21),利用XRF岩芯连续扫描获取其元素信号值和色度分布,结合含水量、粒度、烧失量等物理特征分析,表明ZGC岩芯层理清晰、定年精准、气候信息记录全面,是重建印度夏季风和青藏高原南部气候变化的最佳载体之一。稳定元素(Al、 K、 Fe、 Mn、 Rb、 Si、 Ti、 Zr)信号值分布均不能用于指示ZGC岩芯不同层理的碎屑物质输入比例,但Zr/Rb比值则可反映流域内物质输入的真实特征;Ca和Br元素信号值分布分别指示ZGC21岩芯的碳酸盐和有机质含量变化。基于可靠元素信号分布和AMS-14C精确定年,青藏高原南部在太阳辐射强度变化驱动下于4400~3500 a B. P.和850~80 a B. P.年间均处于寒冷气候环境中,低温不足以支撑湖内植被的生存,而在2750~1830 a B. P.和1320~850 a B. P.年间则相反。上述结果为XRF岩芯连续扫描数据的正确应用和准确解释提供科学示范,也为重建该地区过去4400年人地关系提供年代际尺度环境演变框架。

青海湖布哈河流域表土DNA浓度的空间分布及影响因素

沉积物DNA因可提供地理环境中带有时间刻度的生物动态信息,被广泛应用于气候变化、生态功能及环境考古等方面的研究。但对该指标在流域范围内的地表过程及影响因素仍缺乏全面了解,限制了沉积物DNA数据分析的准确性与合理性。本文以适宜DNA保存的青海湖西北部布哈河流域表土为载体,通过提取表土DNA浓度并测定粒度、元素、烧失量和TOC等土壤理化特征,结合气候、植被覆盖、土地利用等环境要素,耦合分析该流域表土DNA浓度空间分布的非生物影响因素。结果表明:(1)布哈河流域表土DNA平均浓度为0.91μg/g,干流中游及支流吉尔孟河区域的DNA浓度最高,而靠近湖区的布哈河下游段则含量较低;(2)该流域表土DNA浓度与其自身的黏粒和有机质含量呈正相关,而与砂含量和风化淋溶强度呈负相关;(3)高植被覆盖和频繁的放牧活动有助于DNA在土壤中的富集,而暖湿环境下较强的风化淋溶、河流搬运、农耕活动则会降低土壤DNA浓度。上述结果为理解布哈河流域沉积物DNA的埋藏过程及影响因素提供了科学依据,也为未来重建青海湖西侧沉积物DNA组成及区域生态环境、人地关系演变奠定了基础。