松辽盆地国际大陆科学钻探:白垩纪恐龙时代陆相地质记录

过去一百年地球的气候持续变暖,未来地球可能进入两极无冰的温室气候状态。白垩纪是深时典型的温室气候时期,认识白垩纪气候对于理解过去和预测未来气候变化均有重要意义。松辽盆地国际大陆科学钻探以研究白垩纪陆地气候与环境演变、探索大规模陆相有机质富集机理为科学目标,在国际大陆科学钻探计划ICDP框架下,成为全球第一口钻穿白垩纪陆相地层的大陆科学钻探井。项目历时16年,以超97%的取心率获得连续完整的8187 m岩心,建立了松辽盆地陆相白垩系高精度年代地层框架,重建了松辽盆地白垩纪多时间尺度陆地气候旋回与气候事件,揭示了白垩纪湖海平面波动机理,确认了松辽盆地发生过海侵事件。松辽盆地国际大陆科学钻探推动了全球地质学家合作研究白垩纪温室气候,带动了一系列高水平学术成果的产出,为松辽盆地油气勘探可持续发展提供了重要科学支撑,产生了显著的社会效益和重大的国际与国内影响。松辽盆地国际大陆科学钻探代表了探索深时的一个具有里程碑意义的阶段。可以预见,未来借助科学钻探,人类会不断增强对深时气候环境演化等方面的认识。

末次冰期东海嵊山岛黄土粒度端元分析及其环境意义

【目的】东海岛屿晚更新世风尘黄土堆积是我国黄土在东部长三角及外延海域重要的拓展,深化这一区域风尘黄土沉积的物源特征和后期演化问题研究,对于认识晚更新世区域古环境变化尤为重要。【方法】在OSL测年和磁化率测试基础上,基于东海岛屿典型风尘黄土剖面(嵊山岛黄土)的粒度分析,开展了粒度组成的端元分析,探讨了其蕴含的古环境信息。【结果与结论】嵊山岛黄土沉积可提取出3个粒度端元(EM1~EM3),进一步分析发现EM1可能代表通过高空西风气流传输的远源黏粒组分,EM2可能代表以浮尘形式远距离悬浮搬运并随风力减弱而沉降堆积的细粉砂组分,EM3可能代表冬季风驱动下的近地表短距离搬运堆积的粗粉砂组分。粒度端元分析结果表明,高空西风输送的黏粒端元组分和远距离悬浮运移的浮尘端元组分可能是沉积剖面主要粉尘来源;综合年代学结果、百分频率磁化率和颗粒中值粒径等参数分析,认为东海嵊山岛黄土沉积过程在MIS3阶段先后经历暖湿—冷干—暖湿的旋回波动;并且,所记录的MIS3阶段气候波动以及MIS2阶段末次冰盛期和冰消期的古环境变化同深海氧同位素和古海平面变化趋势相对应,说明东海陆架区域该时期环境演变与全球性气候波动相协同。

福建琅岐岛表土孢粉与植硅体组合对农业活动的指示

孢粉和植硅体是重建古人类农业景观及环境变化的重要指标,明确它们在表土中的分布规律及其与现代植被组成之间的关系对于精确解释化石孢粉和植硅体数据具有重要的意义。本研究对福建琅岐岛3种土地利用类型的22个表土样品进行了孢粉与植硅体分析,基于地理信息系统和遥感技术,展示了不同类型孢粉百分比的空间分布及其与植被覆盖度间的数量对应关系。孢粉分析表明,以松属(Pinus)为代表的外来花粉普遍存在于表土样品中,这削弱了采样点周围植物的孢粉表现力,导致了果园和农田植被组成与表土孢粉组合间的巨大差异。与此同时,农业收割活动进一步降低了农田植物的花粉表现力。从遥感影像中提取的植被覆盖度数据仅与荒地上的木本植物花粉含量存在较强的相关性(R^(2)=0.7764),这显示茂密的草本植物降低了外来木本花粉的相对含量,证明了该植被类型具有良好的孢粉表现力。植硅体分析表明,表土样品含有丰富的竹亚科(Bambusoideae)、水稻(Oryza sativa)和杂草的植硅体。与孢粉指标相比,植硅体提供了更丰富的草本植物信息。

西太平洋中中新世转型的天文轨道周期特征

中中新世气候转型是一次深刻的全球降温事件,地球各圈层,包括大气圈、水圈、生物圈、岩石圈、冷圈均发生了显著的变化,对理解新生代全球气候突变具有重要的借鉴意义。西太平洋GC18沉积柱样完整记录了中中新世15~11 Ma的沉积记录。本研究基于该柱样精确的年代学框架,开展了岩芯地球化学扫描.

1300—2019年江苏沿海风暴潮灾害时空分布特征

历史上江苏沿海曾频发2类风暴潮灾害,给当地带来了巨大损失。建立该地区长时间尺度的风暴潮灾害序列对了解过去与预测未来意义重大。以历史文献、地方志、海洋灾害公报等记载的风暴潮资料为基础,建立了风暴潮灾害识别体系,重建了1300—2019年江苏沿海风暴潮灾害序列,分析了风暴潮灾害时空变化规律,探究了其与气候异常和黄河、长江入海口变迁之间的关系。结果表明:江苏沿海地区主要受台风风暴潮灾害的影响,1300—2019年间共发生246次风暴潮灾害,平均周期为2.9年,且近100年来发生频率有增大的趋势;小波分析结果显示,风暴潮灾害年际变化存在17年、61年和115年的时间尺度周期,其中115年周期最为明显。海气相互作用影响下,厄尔尼诺活跃年江苏沿海台风风暴潮灾害偏少;气温与台风风暴潮灾害频次有一定的正相关性,但其影响机制尚不明确。盐城、南通和苏州为风暴潮灾害高发地区,常州和无锡发生频率较小。在气候变暖与江苏海岸冲淤变化的作用下,1855年后盐城和南通地区风暴潮灾害发生频率增加,连云港地区明显增加;随着海岸线的变迁与长江河口的演变,镇江、扬州、泰州与苏锡常地区受风暴潮灾害影响减少。

黄土高原古气候变化定量重建的新进展

中国黄土-红黏土沉积是可与深海沉积媲美的陆相沉积载体,记录了晚新生代东亚大陆气候环境变化历史。基于中国黄土的多种理化指标,重建了黄土高原地区构造-千年尺度东亚季风变化历史,为探讨区域与全球气候的联系提供了关键证据。近年来,黄土高原古气候变化研究逐步从定性描述拓展到定量重建,本文旨在回顾基于中国黄土定量重建古温度和古降雨变化取得的重要进展。首先,梳理了古气候要素定量重建的指标和方法,古温度重建指标包括植硅体、碳酸盐耦合同位素、微生物脂类代用指标等;古降水变化敏感指标包括磁化率、白云石/方解石含量、生物微钙体Sr/Ca比值、有机碳同位素以及^(10)Be等。然后,汇总了典型黄土剖面定量重建的古气候变化序列,分别从构造、轨道及千年时间尺度上探讨了古温度和古降雨的变化特征。结果表明,基于生标重建的不同时间跨度的土壤古温度变化序列,在冰期—间冰期尺度上的波动特征基本一致,但在冰盛期—冰消期时段出现了增温超前现象,说明陆地植被对土壤温度变化有重要调制作用。然而,不同指标重建的降水变化幅度差异较大,主导周期也存在差异,说明定量重建降水变化仍有较大挑战。最后,简要总结了黄土高原古气候定量重建存在的问题,明确了区分温度和降水季节性变化的重要性,指出加强地质记录与模拟结果的对比同化,将有助深化对多尺度季风变化动力学的理解。

西藏当雄错盐湖碳酸盐沉积环境及其地质意义

西藏当雄错盐湖是一个碱性的富锂、硼资源盐湖,对其碳酸盐沉积物的研究有助于了解盐湖形成过程中沉积环境的变化以及锂、硼资源的富集过程。为此,本文从当雄错盐湖碳酸盐剖面自上而下采集了31件样品。对这些样品开展了铀系年龄、XRD、主-微量元素、碳-氧同位素测定以及介形类的鉴定分析。铀系年龄结果表明剖面沉积开始于(3788±120)a BP,结束于约2220 a BP。碳酸盐沉积的微量元素和稀土元素特征表明,其沉积水体为缺氧、还原环境下的咸水环境,沉积物形成于干旱、寒冷的气候环境,湖泊水体具有半开放-半封闭性质,但封闭程度较高。约3430 a BP时,当雄错水体盐度发生了较大改变。结合沉积物中介形类Candona gyrongensis的出现和沉积物的碳氧同位素特征,推测有地下淡水注入导致湖泊水体变淡和还原性减弱。当雄错水体的盐度在2220 a BP之前仍相对较低,湖水浓缩达到盐湖阶段的时间在2220 a BP以后。

柴达木盆地可鲁克湖沉积物表层花粉散布规律及其对区域植被的指示意义

可鲁克湖是柴达木盆地东部荒漠区重要的生态屏障,对全球气候变化响应十分敏感。利用沉积物化石花粉重建湖泊生态系统演变历史及其对全球气候变化响应过程和机制的分析是当前重要的研究方向,本研究系统采集了可鲁克湖沉积物表层样品开展花粉分析。研究结果显示,花粉组合以藜科、禾本科、蒿属、莎草科为主。花粉总浓度在湖泊沉积中心及偏西南区域显著偏高,其中藜科、莎草科、蒿属、白刺属、麻黄属、紫菀属花粉与总浓度变化特征较为一致,而禾本科花粉在湖泊东南部显著富集。湖泊沉积物中的藜科和蒿属花粉较好地指示了柴达木盆地东部灌木-矮灌木荒漠和荒漠草原整体植被特征,而禾本科和莎草科花粉主要指示湖岸周边隐域性沼泽和河滩草甸植被群落;白刺属花粉对湖泊北岸一级阶地上的白刺群落发育和湖面变化具有较好的指示意义,谷物类禾本科和十字花科花粉能较为灵敏地反映湖泊附近的农耕活动,桦木属和云杉属花粉则主要由风力和河流远距离输入。研究揭示了可鲁克湖水深、水动力条件、湖岸周围植被群落分布以及风力作用是影响花粉散布和沉积的重要影响因素,此项研究也为青藏高原湖泊沉积物花粉组合的精确解译提供了重要数据资料和分析依据。

青藏高原中东部囊谦盆地始新世气候变化及其驱动机制

【目的】古近系以来,伴随着青藏高原隆升、地层大规模逆冲和走滑,在青藏高原北部形成了众多内陆盆地。由于盆地位置的特殊性,盆地内部的古气候和古植被演化对厘清欧亚大陆古近系气候演化特征具有重要意义。【方法】利用青藏高原中东部囊谦盆地古近系沉积地层剖面中的生物标志化合物和总有机碳(TOC)含量重建了51.8~37.5 Ma囊谦盆地古气候和古植被演化历史。【结果与结论】囊谦盆地古近系气候指标演化历史具体可分为三个阶段。阶段Ⅰ(51.8~46.4 Ma),CPI值和TOC值均较低,Paq值偏高,ACL值和nC_(27)/nC_(31)在该时期呈现明显的变化趋势,可能是受到河流所带来的陆源沉积物混入影响,主峰碳大部分为nC22和nC23,植被类型以木本植物为主,气候条件相对较为潮湿;阶段Ⅱ(46.4~42.7 Ma),此阶段Paq值和nC_(27)/nC_(31)值逐渐降低,ACL值逐渐上升,主峰碳碳数逐渐由低碳数向中高碳数转变,植被类型逐渐由木本占优势转变为以草本植物为主,气候条件逐渐变干,同时伴有干湿交替的气候特征;阶段Ⅲ(42.7~37.5 Ma),Paq、nC_(27)/nC_(31)和ACL值变化不大,主峰碳碳数明显增加,高碳数正构烷烃明显增多,干旱化程度进一步增加;同时TOC明显增加,指示植被总生产力增强,可能是对中始新世温暖适宜期(MECO)的响应。此外,通过对比分析研究区以及相邻盆地气候变化的研究结果,认为囊谦盆地51.8~37.5 Ma期间的气候变化主要受全球性气候变化和特提斯海退缩的影响,青藏高原的隆升,海拔的增加对于囊谦盆地水汽影响较大,季风对于水汽影响较小。

广东西樵山40—50 ka B P地质遗迹与古人类活动新发现

1958—1999年,在广东省佛山市南海区西樵镇一带发现了众多记录了史前人类活动的石器地点,石器中包括双肩石器和细石器。迄今为止,“西樵山遗址”被认定是4—7 ka B P的大型新石器时期采石场和加工场。2011—2022年,笔者经多次地质遗迹和地质环境调查,在西樵山东南麓富贤村北面发现了良好的第四纪地层剖面。地质探槽剖面测量和地质年代学研究表明:富贤地点存在2套原始沉积地层:上部为第四纪全新世沼泽相地层,AMS14C校正年龄为5052—5409 a B P;下部为第四纪晚更新世冲积-洪积相地层,AMS14C校正年龄为38420—40502 a B P,OSL (光释光)年龄为41.977—43.796 ka B P;在晚更新世地层中发现2层含旧石器层,下部A1层主要石器类型有较大型刮削器、尖刃器、舌型刃器及小型石片工具,如各类刮削器、锯齿刃器、凹缺器、石刀、使用石片、石核等,包括带铤斧型小石刀;上部A2层明显出现更多石刀类型且常常附带修背和修铤工作,其中一件用于生产细小长石片的原始楔形石核引人关注。据平均沉积速率计算,下部A1石器层年龄为46.511—47.325 ka B P,上部A2石器层年龄为41.977—42.167 ka B P;距今大于5 ka的全新世沉积物中的石制品数量虽少,但器物类型仍具有明显继承性与发展性特点。本文的发现更新并延伸了西樵山国家地质公园和“西樵山文化”的内涵,首次突破了珠江三角洲地区有确切年代的晚更新世旧石器遗存的纪录,追踪到大约40—50 ka现代人在华南沿海的足迹,揭示了同期石器工业的面貌及其文化内涵的发展特征和演变。研究表明,在MIS3间冰段相对湿热时期以及MIS2相对干冷阶段,富贤地点的古人类面临环境变化的挑战而开启了新的生计模式,这对于揭示现代人对全球和区域环境变化的响应与适应的科学问题具有重要意义。

小小地质微生物演绎跨圈层的相互作用

地球系统科学特别关注跨圈层的相互作用,包括深部系统与表层系统的相互作用、表层系统海-陆-气之间的相互作用。这种庞大时空尺度的地质作用过程可以被小小的地质微生物记录下来,足见地质微生物的以小见大、见微知著特征。在二叠纪-三叠纪之交和晚奥陶世这两个完全不同场景的显生宙火山活动过程中,爆发的初期都出现了包括蓝细菌在内的海洋固氮微生物繁盛,紧接着出现了包括藻类、放射虫、有孔虫等真核微生物的繁盛,显示了火山活动引发了从原核微生物向真核微生物群落的转变过程。不仅如此,人们还发现地质微生物可以通过条带状铁建造等生物成因岩石引发了前寒武纪的火山活动,而且还可能启动了最早的板块运动。地质微生物不仅对火山活动这一与碳循环有关的跨圈层地质作用具有很灵敏的响应和反馈能力,而且还能示踪表层系统复杂的海-陆-气相互作用及其物质传输过程。利用地质微生物的诸多干湿古气候代用指标,发现了中国东部地区不同时间尺度干湿状况的三极模态空间变化格局,而且还识别出了西北地区与西太平洋海洋上层热量有关的极端干旱事件。地质微生物记录的这些干湿状况是高纬与低纬的海-陆-气相互作用在水循环方面的体现。地质微生物演绎的与碳循环和水循环有关的这些跨圈层过程仅是地球系统的冰山一角,随着地球生物学的发展和技术方法的创新,越来越多的宜居地球形成之谜会被地质微生物所破解,包括地质微生物与深部过程的互馈效应、地质微生物与地球重大环境转型的关系以及地质微生物对地球生态系统演化的影响。

孢粉记录的晚全新世以来大兴安岭北部多年冻土泥炭地演化及其影响因素

当前泥炭所揭示的区域古植被、古气候与环境变化相关工作已广泛开展,然而对于泥炭地本身演化的研究却很少涉及,尤其是对于大兴安岭北部多年冻土泥炭地演化及其影响因素仍不清晰,阻碍了人们对这一特殊类型泥炭地历史动态和未来发展趋势的认知。为此基于大兴安岭北部多年冻土泥炭岩芯孢粉证据,利用AMS14C测年技术,重建了区域3500 cal a BP以来植被与气候历史,并与其他古气候指标进行对比,从而揭示区域泥炭地演化及其影响因素。结果表明:3500—2900 cal a BP植被以松属、喜暖乔木及水龙骨科为主,气候温暖湿润成为泥炭孕育期;2900—2250 cal a BP植被以松属、喜暖乔木及蒿属为主,气候温暖潮湿成为泥炭发育启动期;2250—1650 cal a BP植被以松属、桦属及水龙骨科为主,气候寒冷湿润成为泥炭发育旺盛期;1650—1150 cal a BP植被以松属和蒿属为主,气候寒冷干燥成为泥炭发育减缓和停滞期;1150—750 cal a BP阔叶林和湿地植被扩张,气候温暖湿润成为泥炭发育再次启动期,完成由富营养沼泽到中营养沼泽类型的转变;750 cal a BP至今植被以松属、桤木属及莎草科为主,气候寒冷湿润成为泥炭发育再次旺盛期,中营养沼泽开始向贫营养沼泽类型过渡。造成多年冻土泥炭地演化的主导因素并不是地质地貌变动和人类活动,而是来自气候变化及其驱动下多年冻土环境的改变,因此气候变化才是影响多年冻土泥炭地演化的主动力,未来多年冻土泥炭地变化取决于全球气候的发展。

青藏高原东北缘循化盆地中中新世—早上新世黏土矿物及其古气候意义

青藏高原东北缘古气候可能受控于全球变冷、青藏高原隆升及局地地形变化的影响。为解析气候演化过程及驱动因素,本文以青藏高原东北缘循化盆地西沟剖面作为研究对象,在已有古地磁年龄约束基础上,分析了中中新世—早上新世沉积物中黏土矿物的组成和微观形貌特征。结果表明,西沟剖面沉积物中黏土矿物主要由伊利石、蒙脱石、绿泥石和高岭石组成,其中伊利石含量最高,平均为59.3%;蒙脱石次之,平均为18.2%,绿泥石平均含量为12.3%,高岭石平均含量为10.2%。根据剖面中黏土矿物含量和比值的变化特征,结合循化盆地西沟剖面的沉积速率、孢粉记录、有机质碳同位素和沉积岩地球化学比值,并与深海氧同位素值(δ^(18)O)变化曲线对比,将循化盆地14.6~5.0 Ma气候环境演化划分为3个阶段:14.6~12.7 Ma,气候干冷期,与北半球冰盖扩展引发的全球性降温事件有关;12.7~8.0 Ma,气候相对温暖湿润期,可能与循化盆地周围山体隆升有关,即积石山在~12.7 Ma隆升至临界高度,成为西风带输送水汽的地形屏障,使得循化盆地内的降水增强;8.0~5.0 Ma,气候再次转向干冷期,该阶段气候的干旱化对应于青藏高原在8 Ma左右的快速隆升,高原进一步的隆升阻碍东亚季风西风带的暖湿气流向内陆的输送,从而引起区域干旱化。

塔里木盆地柯坪地区奇格布拉克组古环境研究

埃迪卡拉纪—寒武纪地层因缺乏岩浆岩和可靠的年代学数据,导致地层划分与对比存在争议。文中以埃迪卡拉纪—寒武纪的奇格布拉克组地层为研究对象,利用塔西北什艾日克露头采样,精细分析岩石学特征,对碳酸盐岩的碳、氧同位素采样数据进行有效性评估,开展古海水盐度和古海水温度的研究,并讨论该组地层的碳同位素正异常的原因,为埃迪卡拉纪—寒武纪的奇格布拉克组地层划分和对比提供参考。结果表明:1)奇格布拉克组下部以混合沉积为主,表现为微生物白云岩、混积岩、碎屑岩的薄互层;中上部主要发育中—厚层状微生物碳酸盐岩;2)奇格布拉克组沉积期海水呈现出温度逐渐升高、盐度逐渐降低的规律,且盐度变化趋势相比温度更加显著;3)奇格布拉克组下部的碳同位素正异常与沉积环境密切相关。陆源输入促进初级生产力的提升,贫氧条件则进一步使有机碳埋藏量增大,海水中的δ^(13)C升高,形成奇格布拉克组下部的正异常。

贵州黑洞4750年以来高分辨率石笋δ^(13)C记录

【目的】全球变暖背景下,喀斯特地貌广布的西南地区可能面临石漠化加剧的风险,对该区域石漠化演变历史的重建具有重要意义。【方法】通过采自贵州省黔西县黑洞一支石笋(HD12)的29个230Th年龄和954个δ^(13)C数据,重建了该地区过去4 750年的生态环境演变历史。【结果与结论】发现在4 322~3 526 a B.P.以及803~82 a B.P.时段存在两个显著的δ^(13)C正偏移,说明这两个时段洞穴上方的生态环境出现了恶化。HD12石笋δ^(13)C记录在约803 a B.P.的显著偏正持续了约290 a,其振幅达4.2‰,指示了该区域石漠化的扩张过程。这一时期西南地区多个洞穴石笋δ^(13)C值的一致偏正特征,可能指示了宋末靖康事件(823 a B.P.)后,人口的大量迁入和气候的干旱化导致了该区域石漠化的扩张。HD12石笋δ^(13)C值在4 322~3 526 a B.P.时期的偏正,振幅达4.9‰,其中4 322~3 977 a B.P.偏正过程对应于北半球4.2 ka事件,而3 777~3 526 a B.P.的偏正对应3.7 ka事件,两个时期的干旱事件在西南地区的多个石笋与湖泊记录中均有体现,说明在此期间,亚洲夏季风减弱,降水减少可能引起了该区域植被覆盖度大幅降低和土壤严重退化。

东台吉乃尔盐湖沉积物硼同位素组成及其古环境意义

硼(B)同位素组成可以反映地质成因及演变,因此,在许多领域的研究中都有较为广泛的应用。文章通过对位于柴达木盆地的东台吉乃尔盐湖沉积物开展元素地球化学分析、矿物组成与分布及水溶组分B同位素的研究,得出剖面沉积物B含量在5.82~677.70μg/g之间,平均含量为296.26μg/g;δ^(11)B值的变化范围在-8.52‰~7.93‰之间,平均值为-2.81‰,B含量与δ^(11)B值相关性较弱(R=0.15)。结果表明,东台吉乃尔盐湖自晚更新世以来历经盐湖沉积演化的逆向(氯化物型-硫酸盐型)及正向(硫酸盐型-氯化物型)演变,具体表现为,(1)更新世晚期至全新世中期(27~4.6 ka):干冷气候条件下,湖水处于蒸发浓缩过程;(2)全新世中期至晚期(4.6~0.3 ka):暖湿气候条件下,湖水处于淡化过程;(3)全新世晚期至今(0.3 ka~):湖水受蒸发作用影响,沉积物与气候变化之间的对应关系较弱,总体上处于蒸发浓缩过程。这不仅重建了东台盐湖晚更新世以来的古环境演化过程,也为现阶段该盐湖的资源开发提供了基础数据。

四川盆地须家河组诺利—瑞替期之交气候变迁及其驱动机制

【目的】晚三叠世诺利—瑞替期之交(Norian-Rhaetian Transition,NRT)的古气候—环境发生了显著的变化,且伴随着全球性的碳同位素负漂和生物绝灭事件。目前多数NRT研究均聚焦于特提斯域的浅海相地层,而关于NRT时期陆地的气候与环境变迁及其驱动机制的研究还非常缺乏。【方法】为了解决这一科学问题,对四川盆地西北部以河流相和沼泽相沉积为主的诺利—瑞替阶剖面(须家河剖面)进行研究。利用主、微量元素分析,重建了四川盆地须家河组NRT时期的古气候演化过程并探讨了其驱动机制。【结果】须家河组诺利末期(剖面:105.5~129.5 m)古气候指数CIA、Rb/Sr相对较高,R值相对较低(平均值分别为73、1.2、8.2);诺利—瑞替期界线处(剖面:129.5~135 m)CIA、Rb/Sr相对较低,R值相对较高(平均值分别为61、0.5、13.5)。【结论】四川盆地须家河组NRT时期气候波动频繁,诺利末期以温暖湿润的气候为主,到了诺利—瑞替期界线附近,发生了一次短暂的降温事件。须家河组NRT时期湿暖—干冷的古气候变化和诺利—瑞替期界线处的降温事件主要受到晚三叠世盛行于泛大陆中的超级季风控制,但不排除同时期的火山活动和野火事件对古气候系统的影响,然而火山活动、野火事件以及气候环境变化三者间的互馈机制,需要进一步明晰。

重庆金佛洞石笋记录的410 ka弱季风事件

冰消期或冰期由于冰盖消融引起淡水排放,容易造成不同纬度之间海洋-大气传输的异常,由此引发一系列或明显或不明显的千年级气候突变事件,如Younger Dryas(YD,新仙女木)和类似YD事件。MIS11c(深海氧同位素11阶段)作为当前全新世的最佳参照物之一,对期间可能发生的类YD事件及触发机制的研究有助于认识极端气候事件的发生规律。文章通过对重庆金佛洞石笋J33δ^(18)O序列记录的研究结果显示:(1)在MIS11间冰期盛期之前,亚洲季风气候区石笋揭示了一次发生于410 ka BP左右的千年尺度弱季风事件;(2)410 ka弱季风事件与YD事件均发生于间冰期盛期之前季风逐渐增强过程中以及北半球夏季太阳辐射上升阶段,期间都发生了AMOC(大西洋经向翻转环流)扰动,除了在变化幅度、冰量条件等方面有些差异,事件的持续时间、内部结构、变化模式相似;(3)410 ka弱季风事件主要受太阳辐射和AMOC共同驱动主导,持续较强的变暖进程加速了格陵兰冰盖融化并导致了冰盖的不稳定,淡水持续注入北大西洋,造成短暂的AMOC振荡。AMOC的减弱使得北大西洋上空产生了冷异常,通过大气遥相关作用导致了较弱的ASM(亚洲夏季风)。

云南永胜古滑坡堰塞湖沉积物粒度多重分形特征及其指标适用研究

本文以云南永胜县下院滑坡堰塞湖沉积物为研究对象,依据粒度测试结果采用传统粒度指标与分形理论相结合的方式对其沉积环境进行系统化研究,探讨各传统指标在堰塞湖沉积解析中的适用性,探索多重分形理论在沉积学中的应用价值。研究结果表明:①堰塞湖沉积物粒度统计参数明显不同于其他环境下的沉积物,具有河湖相沉积独特的分布曲线形式、分选状态和分形特征。优势粒级在分形计算中起主导地位,全局分形维数与分选系数有着良好的对应关系。不同的分形维数对应着不同的堰塞湖沉积条件,分形维数在堰塞湖粒度解析中有着很好的运用前景;②多重分形结果显示2种不同时期的堰塞湖沉积物均以高聚集度组分为主体,表明粒径分布集中,反映出堰塞湖沉积过程中水动力的稳定性,沉积来源的唯一性,进一步证明了该堰塞湖曾长期存在。细粒组沉积粒径分布范围较窄,分布相对集中,优势粒组多但单个含量低,尾端含量低,内部分异较大;粗粒组分布呈局部集中整体分散的趋势,高聚集度粒组数量少但含量高,低聚集度粒组数量多但单个含量低,呈现中间高,四周低的特点。③多重分形分析表明Δα、Δf在沉积物粒度分析中能够解析粒组内部分布特征,具有传统指标不可替代的作用,D_(0)和D_(1)两者结合可作为沉积环境解析的替代指标,与其他q阶多重分形联合可进一步作为堰塞湖解析指标,而D_(1)/D_(0)和D2则存在一定局限。

青海湖湖东地区近32 ka BP以来风沙沉积的粒度端元特征及环境意义

青海湖湖东地区出露典型的风成沉积,对气候变化响应敏感,为古气候环境的重建提供了良好研究窗口。本文选取湖东地区厚度10 m的风成砂-砂质古土壤剖面为对象,运用端元分析模型对沉积物粒度数据进行分析,提取对气候变化反映敏感的粒级组分,进一步结合粒度组分、磁化率指标,阐释各端元指示的环境意义以及近32 ka BP以来青海湖湖东地区的环境演化过程。结果表明,大水塘剖面粒度组成以砂粒物质为主,粉砂次之,黏粒最少。剖面的沉积物粒度组分可分解为3个端元:EM1是受冬季风影响的敏感粒径,指示冬季风的强弱变化;EM2指示的是区域环境受风沙作用的强弱,与EM1指示相反,但共同反映冬季风的强弱;EM3指示受区域性低空风系的影响,以尘暴的形式搬运沉积。青海湖湖东地区的环境演化过程可划分为4个阶段:(1)末次冰期间冰阶阶段(32~23.2 ka BP),气候整体较湿润,风沙活动较弱;(2)末次冰期冰盛期阶段(23.2~15.8 ka BP),气候冷偏干,风沙活动增强;(3)末次冰期冰消期阶段(15.8~9.5 ka BP),气候仍以冷偏干为主,冷暖波动,但存在小幅度升温;(4)全新世阶段(9.5 ka BP以来),早期转暖、中期最暖、晚期转凉,气候波动显著。