河西走廊花海古湖泊全新世白云石的发现及其环境意义

通过对河西走廊花海古湖泊沉积物的X衍射分析发现,全新世期间有明显的白云石沉积.岩性、沉积过程、石膏以及Fe3+含量的变化表明,花海湖全新世白云石沉积环境以还原环境为主,即还原环境利于白云石的形成,为白云石的成因研究提供了新的证据.白云石作为碳酸盐矿物,可以反映湖水盐度,但并非直接指示了湖水的咸化.随着湖水盐度的进一步增加,在硫酸盐型湖泊中,白云石含量随盐度的增加而相应减少,表明利用白云石分析湖水盐度时需要结合其他矿物进行分析.结合石膏含量的变化,花海湖全新世时期白云石含量的变化可以揭示该区域湖水盐度的变化.在10.478.87 cal ka B.P.早全新世时期,湖水的盐度较高,气候由干向湿转变;8.87 cal ka B.P.时期,有大量石膏沉积,显示了湖水盐度的进一步升高,气候干旱;随后湖水相对淡化,气候湿润;5.50 cal ka B.P.至今,沉积出现间断,气候逐渐干旱.

花海湖泊古风成砂的粒度特征及其环境意义

通过野外调查和室内分析 ,发现在花海剖面全新世出现了三次特有的风成砂 ,并对其原因进行了初步的分析。前两次风沙形成期分别与第一、第二新冰期相对应 ,而且分析表明第一风沙形成期的冬季风强度要比全新世其它时期强 ,持续时间长。这为研究本区土地退化、荒漠化等问题提供了自然背景 。

河西走廊花海古湖泊早、中全新世湖水盐度变化及其环境意义

通过对花海古湖泊沉积剖面8.42~0.405m沉积物样品的矿物和化学元素测定,分析了沉积物中盐类矿物含量及化学元素K/Na比值的变化情况,结合已有的年代地层结果,重建了花海古湖泊10.47~5.5cal ka BP湖水盐度变化.结果表明：花海湖泊全新世湖相沉积阶段中,除个别层位以硫酸盐类矿物沉积为主外,早全新世（10.47~8.87cal ka BP）和中全新世（8.87~5.5cal ka BP）均以碳酸盐盐类矿物沉积为主,并且早全新世时期K/Na高于中全新世时期,揭示了早全新世时期湖水盐度高于中全新世时期.这一结果与该湖泊沉积过程所揭示的湖泊水位变化、粒度等揭示的有效湿度变化具有一致性,表明花海湖泊早、中全新世湖水盐度的高低可以指示其湖泊水位的变化,并间接反映了有效湿度的变化.结合花海湖泊晚全新世湖泊萎缩、气候干旱的特点,该区域早、中、晚全新世气候干湿变化变化模式可以概况为早全新世降水增强、气候呈现由干向湿的转变,中全新世有效湿度最大,晚全新世气候干旱.这种全新世气候干湿变化模式有别于西风区,亦与季风区不完全相同,呈现出了一种季风-西风过渡带全新世气候干湿变化的模式.

河西走廊花海剖面晚冰期以来年代学及沉积特征研究

选择位于河西走廊的花海古湖泊沉积剖面作为研究对象,根据13个普通14C和5个AMS14C年代结果,以沉积物岩性特征为主要指标,建立了晚冰期以来花海湖泊沉积的年代框架及环境变化过程。结果表明:花海地区新仙女木期和晚冰期花海湖泊主要以芒硝沉积为主,指示了较低的温度环境。芒硝沉积中的淤泥细线为短暂升温标志,芒硝-淤泥-芒硝的沉积韵律揭示了晚冰期和新仙女木期气候的不稳定性和温度的周期性变化。根据沉积过程和岩性特征,全新世花海湖泊在千年尺度上存在干湿变化特征。10.47cal ka BP之前的早全新世气候较为干旱,以冲洪积和风成砂为主的沉积过程,10.47～8.87cal ka BP的早全新世湖相沉积所揭示的气候由干到湿的转变期,8.87～5.5cal ka BP存在深湖相沉积的气候湿润期,5.5cal ka BP至今沉积间断所揭示的中晚全新世气候呈现干旱化趋势,湖泊趋于萎缩干涸。

花海湖泊特征时期的水量平衡

应用水热平衡模型,在野外考察及分析的基础上恢复了花海湖泊特征时期的古降水量.结果表明:4300aBP左右花海湖泊面积达到最大时,模型恢复的古降水量约为138mm,比现在降水量高112%;由灵敏度分析,在该区运用水热平衡模型计算古降水量时,对降水反应最为敏感的是云量变化,同时对地表反射率、水汽压和表面温度也具有较高的灵敏度.恢复的古降水量为研究本区土地退化、荒漠化等问题提供了自然背景.

晚冰期以来河西走廊花海古湖泊演化过程及其对气候变化的响应

通过分析河西走廊花海古湖泊沉积物中的盐类矿物组成，结合年代序列，重建了花海晚冰期以来湖泊演化过程及其对气候变化的响应。结果表明：晚冰期及新仙女木时期，花海湖泊以芒硝沉积为主，属硫酸盐型湖泊，湖水的盐度较高且周期性波动频繁；全新世早期（10.47 cal ka BP以前），湖泊以洪泛堆积和风成沉积为主，揭示了湖泊萎缩、甚至干涸；全新世早期至全新世中期（10.47～8.87 cal ka BP）盐类矿物以碳酸盐沉积为主，为碳酸盐型湖泊，湖水淡化，湖泊水位开始逐渐回升；全新世中期（8.87～5.50 cal ka BP）盐类矿物呈现一定的波动变化，其中，8.8 cal ka BP 时期盐类矿物以硫酸盐沉积为主，湖泊由碳酸盐型转化为硫酸盐型，湖水咸化，盐度升高；随后盐类矿物以碳酸盐沉积为主，湖泊由硫酸盐型转化为碳酸盐型，湖水盐度降低、湖泊扩张；全新世中晚期（5.50 cal ka BP以来）出现沉积间断，表明中晚全新世时期湖泊逐渐萎缩。在全新世期间，花海湖泊千年尺度演化过程揭示了该区域气候干湿状况受亚洲季风和西风共同控制的影响。

花海古湖泊外源碎屑矿物含量揭示的河西走廊早、中全新世降水变化

花海地区位于河西走廊的西段,在全新世早期和中期亚洲季风增强时,该区域降水是否很好地响应亚洲季风的变化,以及季风的水汽输送是否会影响到该区域是仍需继续探讨的问题。本文通过对花海古湖泊沉积物样品的矿物测定,分析了花海古湖泊早、中全新世湖相沉积阶段中外源碎屑矿物含量的变化,并以此重建了该区域早全新世(10.47~8.87cal ka BP)和中全新世(8.87~5.5cal ka BP)的降水变化。结果显示,早全新世时期花海湖泊外源碎屑矿物含量高于中全新世时期,表明了该区域早全新世时期的降水高于中全新世时期,反映了该区域早、中全新世千年尺度的降水变化响应了印度季风的强弱变化,降水量受到了印度季风强度的影响。在全新世中期,由于西风环流的增强,花海地区水汽输送可能受到了印度季风和西风环流的双重影响。但全新世最湿润期出现在中全新世,与早全新世降水强度高于中全新世的结果并不一致。这种差异可能主要是由于中全新世时期较低的湖面蒸发所造成的。