湖泊硅藻氧同位素:一种前景广阔的陆相古气候指标

硅藻氧同位素已日益成为陆相古气候重建的一种重要手段。文章在简述这一领域已取得的基本认识基础上,着重介绍了近年来的重要进展。主要进展包括:1)在硅藻的分离纯化方面,规范了重液分离法和新的重力差异流体分离法;2)完善了分步氟化法,创生了高温碳还原法的氧同位素制取技术;3)通过实验培养和天然湖泊监测实验,证实了硅藻氧同位素与温度的分馏平衡关系;4)湖泊硅藻氧同位素可以反映古温度、气候干旱事件和大气降水来源变化。同时,对目前硅藻氧同位素在湖泊沉积古气候研究中存在的主要问题作了讨论和展望。

大洋环流型式转换在冰期旋回中的作用及经典第四纪冰期理论质疑

迄今所获的地质证据，包括深海沉积物氧同位素、大陆冰盖、山地冰川以及南北两极冰芯记录，均表明最后一次冰期终止始于１４０００ａＢ．Ｐ·前，先于米兰科维奇天文理论推算的最大太阳辐射率的出现。地质记录同时表明，冰期－间冰期振荡以时间上不对称的１０００００ａ周期为主。这一非对称性以漫长的冰盖建造和迅速的冰盖消融为特征。而轨道要素引起的太阳辐射率波动以４１０００ａ、２３０００ａ和１９０００ａ周期为主。因此，地质记录显示冰期气候对太阳辐射率变化并无严格的直接响应关系。本文在讨论经典冰期气候理论的同时，着重评述近来发展的大洋环流－气候关系模式。该模式以能量、水体质量和大洋盐度平衡为依据，强调大西洋环流传送带对气候的影响。根据深海沉积物的化学记录该学说认为，冰期期间的大洋环流型式与现代不同。新仙女木寒冷事件可为大洋环流型式转换对气候影响的一个例证。就目前存在的有关冰期气候理论的一些问题，文中最后也做了讨论。

大洋环流型式转换在冰期旋回中的作用及经典第四纪冰期理论质疑（续）

大洋环流型式转换在冰期旋回中的作用及经典第四纪冰期理论质疑（续）汉景泰Ｗ．Ｓ．Ｆｙｆｅ（加拿大西安大略大学地质系）４问题及讨论大洋环流－气候学说认为从冰期到间冰期海洋－大气系统全球性巨型再组合导致了末次冰期的终止。假如第四纪时期冰期终止是相似的，那么...

18.5kaB.P.以来东北四海龙湾玛珥湖全岩有机碳同位素记录及其古气候环境意义

结合含水量、TOC含量和TOC/TN比值变化曲线,18·5kaB·P·以来的四海龙湾玛珥湖沉积物全岩有机碳同位素组成(δ13CTOC)记录可划分为3个阶段:1)末次冰期晚期(18·5~14·7kaB·P·),δ13CTOC值偏正,变化范围为-29·50‰^-26·18‰,平均值约为-28·10‰;2)末次冰消期(14·7~11·7kaB·P·),δ13CTOC值显著偏负,变化范围为-33·92‰^-28·40‰,平均值约为-31·75‰,在δ13CTOC值变化曲线上表现为一个低谷,但在类似YoungerDryas的冷干事件期间(12·7~11·7kaB·P·),δ13CTOC值再次显著偏正,最高可达-28·4‰;3)全新世以来(11·7kaB·P.至今),δ13CTOC值变化幅度不大(-30·85‰^-27·37‰),基本上都在平均值-29·1‰左右。研究表明,大气CO2浓度变化是影响18·5kaB·P·以来四海龙湾玛珥湖δ13CTOC值变化的主导因素。

东北四海龙湾玛珥湖沉积物纹层计年与^(137)Cs、^(210)Pb测年

对东北四海龙湾玛珥湖SHL F6孔纹层沉积物的137Cs放射性测量表明:137Cs比活度的最大值出现在 5 5cm处,对应于 1963年世界原子弹试爆高峰期。纹层计年表明 0~6cm共有 35个纹层层偶。从 7 5cm到 6 5cm, 137Cs比活度从 2 56±0 09dpm/g急剧增加到 18 68±0 17dpm/g,可能 6 5cm对应于 1954年。通过测量 226Ra子核214Pb和214Bi(能量为 295keV, 352keV和 609keV)放射的光子数获得226Ra比活度数据,然后求得过剩210Pb比活度(210Pbuns)。210Pbuns比活度随深度增加而呈指数衰减,其异常波动可能与人类活动以及沉积速率变化有关,例如5 5cm处210Pb比活度较高,与137Cs的峰值对应,这可能与 1963年前后人工核实验的高峰有关,因为核试验不仅产生137Cs,而且可以产生208Pb和210Pb; 4 5cm处210Pb比活度较低,而226Ra较高,可能与人类活动加剧,导致沉积速率增加有关。根据210PbunsCRS模式, SHL F6孔 0~19cm的平均沉积速率为 20mg/cm2·a,或约为 0 11cm/a。210Pb测年数据与137Cs时标及纹层计年均有很好的一致性。四海龙湾玛珥湖发育的纹层为年纹层,可以建立高分辨率时间序列。

纹层计年与^(137)Cs、^(210)Pb法对比研究东北二龙湾玛珥湖现代沉积速率

通过对东北二龙湾玛珥湖顶部无扰动岩心显微研究,证明此岩心发育有良好的年纹层。据精确统计,0~5.5cm间为36个年纹层,纹层计年的误差为4%~7%,年纹层厚度为1.1~2mm不等,平均沉积速率为1.53mm/a,5.5cm处对应于1965年。而二龙湾沉积物(从6.5cm到5.5cm)岩心的137Cs比活度值急剧增加,从(4.67±0.29)dpm/g增加到(12.06±0.47)dpm/g,在5.5cm处有一个较为明显的蓄积峰值,这一峰值被确认对应为1963年全球137Cs散落的高峰期。另外据210Pbex比活度CIC模式,5.5cm处约为1962年,这和137Cs比活度曲线的1963年时标相一致。印证了纹层计年的精确性,完全可以建立高分辨率时间序列。

东北二龙湾玛珥湖晚更新世晚期植被与环境变化的孢粉记录

东北二龙湾玛珥湖孢粉记录显示,34kaB.P.以来,该区植被和气候经历了以下变化:34—29.3kaB.P.,发育山地寒温性针叶林,气候冷湿。29.3—12.6kaB.P.,该区以寒温性针叶林、桦树林为主,气候转向冷干发展,尤其在20.6—18.7kaB.P.(LGM)时,表现最为突出。12.6—8.9kaB.P.,该区植被为针阔叶混交林,气候由冷干向温湿逐渐过渡,8.9—4.6kaB.P.,为落叶阔叶林,气候温暖湿润。4.6kaB.P.至今,发育针阔叶混交林,气候向温凉转干方向发展。研究表明,MIS3a阶段,以二龙湾为代表的中国东北东部气候以冷湿为主要特征,而末次冰期对该区的影响直到12.6kaB.P.以后才结束。

硅藻提纯方法新进展:小个体硅藻纯化的实验技术

硅藻壳体氧同位素是近年来发展起来的一种重要的古气候研究手段，硅藻的分离提纯是开展此项研究的重要一环。矿物杂质由于与硅藻壳体的氧同位素差异很大，对目前常用的硅藻氧同位素实验方法获得的结果有显著影响。因此，硅藻氧同位素分析对硅藻样品的纯度要求极高。

吉林辉南二龙湾玛珥湖12.0ka B.P.以来孢粉记录与气候变化

东北二龙湾玛珥湖孢粉记录显示，12．0kaB．P．以来，该区植被和气候经历了以下变化：11．76～9．81kaB．P．发育针阔叶混交林，气候冷干。9．81～4．11kaB．P．为落叶阔叶林植被景观，前期（9．81～8．86kaB．P．）温干，为增温期；后期（8．86～4．11kaB．P．）暖湿，为气候适宜期。4．11kaB．P．至今，再次发育针阔叶混交林，其中1.62kaB．P．以前，气候温凉；之后湿度下降，气候凉干。研究表明：YD（11．56～10．21kaB．P．）事件在二龙湾玛珥湖孢粉资料中有突出记录，4．0kaB．P．左右开始的降温现象在东北东部地区广泛出现。

新构造活化与气候恶化

中国南、北方大陆河流阶地形成初期强烈的侵蚀活动与构造活化、火山喷发、巨厚层黄土发育、冰川扩展等构造、气候事件近于同时，其他大陆上也有类似现象。据此提出了新构造活化在在伴有气候恶化（一般为变冷）以及地球星体运动存在一种具有０．４Ｍａ准周期的气候－构造旋回的概念，并指出自上新世末期以来存在八个主旋回。

用仿真方法模拟研究黄土高原的变迁

本文介绍了采用系统动力学方法模拟研究黄土高原变迁的结果。文中概略地介绍了系统动力学方法、仿真模型的建模过程、模型应用研究等具体内容,为便于阅读和研究,文中还附有系统动力学模型流图、模型参数代号及说明。

“05-06”西江特大洪水对河流碳输出通量的影响

2005年6月西江(珠江主干流)发生了一次重现期近200年的特大洪水事件.在此洪水过程中,通过系列采样,对河水总悬浮物(TSS)、溶解无机碳(DIC)、溶解有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)进行实验室测定,对洪水水体的碳含量及其变化特征作了讨论.这些参数反映了流域地表和地下径流在洪水过程中的变化.洪水事件对西江POC通量的估算影响最大,其次为DOC,而对DIC影响较小.通过分别对西江全年及洪水期(2005年6月21～28日)的碳通量进行估算,结果表明洪水期DIC,DOC和POC的通量分别为1.52×10~6,0.24×10~6,0.54×10~6g·km^(-2)·a^(-1),分别占全年碳通量的14.87%,24.75%和44.89%,洪水期间碳输出量对河流碳输出总量及构成方式有不可忽略的贡献,研究洪水事件的碳通量对于准确认识洪水频发河流的碳通量有着重要的意义.

2.5Ma前后中国北方气候转型事件的初步确定

黄土和红粘土分别代表了两种差别很大的气候环境。在中国北方,从发育红粘土到黄土的大量堆积是一次十分重要的气候地质事件,因此,许多中国学者将此事件的发生作为中国北方第三纪与第四纪的界线。但是,对此事件的确切时代、此事件蕴涵的气候地质意义以及产生此事件的原因等问题,仍然有待于作多方面的研究。

东北二龙湾玛珥湖13 ka BP以来的沉积年纹层研究

对东北二龙湾玛珥湖的沉积物(0～700cm)进行研究,发现该湖既含有生物年纹层(0～632cm)又含有碎屑年纹层(632～700cm),其中生物年纹层又可按照藻类种类及含量的多少划分为以甲藻为主的生物年纹层(0～63cm)和甲藻与硅藻混合的生物年纹层(214～632cm).对这3种年纹层的详细组成与结构特征进行了描述,讨论了沉积序列中年纹层类型变化的原因,并建立了13kaBP以来高分辨率的纹层年代学标尺.这为今后继续年纹层计数、误差评价及高分辨率古气候记录研究奠定了很好的基础.

黄土高原东南部宋家店黄土剖面L9中地磁记录异常

对黄土高原东南部三门峡地区宋家店黄土剖面L8～S12段详细的磁性地层学和岩石磁学研究表明:Matuyama/Brunhes(M/B)界线位于L8黄土层的底部,Jaramillo极性亚时的顶、底界线分别位于L10的中部和L12的底部.黄土和古土壤地层的磁组构保持了原生沉积组构的特点,所记录的剩磁没有遭受到明显的后期扰动.在L9黄土层中记录了2次地磁场异常,认为由重磁化的可能性较小,而磁极性漂移事件的解释更为合理.推算它们的年龄分别与Kamikatsura(0.886Ma)和Santa Rosa(0.922Ma)地磁漂移事件接近,相对古强度研究结果显示,上述地磁漂移事件期间地球磁场强度减弱.

藏南乌郁盆地晚新生代沉积序列的时代及其区域构造意义

青藏高原的古高度及其时代迄今仍是青藏高原研究的重大课题.通过对乌郁剖面近145m水平地层的磁性地层学研究和下伏火山岩定年,建立了乌郁盆地15～2.5Ma时段的年代地层学框架和盆地发育历史.研究表明,15Ma以来乌郁经历了3个重要的构造发展阶段.15～8.1Ma期间,乌郁盆地发生了强烈的火山构造作用,其中包括至少3期强烈的火山喷发并使地层倾斜、褶皱.其后,盆地进入较长的构造平静期,发育了8～2.5Ma湖相沉积序列.2.5Ma期间,乌郁盆地经历了一次较强的东西向拉张,产生了南北向断裂,结束了湖泊沉积,沿断裂发育了河流.与吉隆盆地对比结果表明,8Ma以来喜马拉雅造山带和冈底斯造山带经历的构造作用有高度的一致性.因此,上述3个不同的构造阶段具有区域性意义.研究结果为深入探讨中新世以来藏南地区古气候环境演化和高原隆升历史提供了重要的年代学依据.

长白山天池火山气体对环境的影响及潜在火山灾害研究

长白山天池火山位于中国和朝鲜两国边境线上,借助国际合作,对分布于中朝两国境内的天池火山喷发物进行了较系统的野外考查,选择层序完整的火山喷发物剖面,对天池火山进行整体研究.在此基础上,系统测定了天池火山历史时期大喷发从早期到晚期喷出的气体成分和含量,进而探讨了该火山气体对环境的影响及其造成的火山灾害,并利用天池火山气体成分和含量开展了该火山未来喷发危险性及其潜在火山灾害预测研究,这一方法对进一步开展我国大陆活火山的喷发预测及其火山灾害防御研究具有重要意义.