可可西里库赛湖揭示的青藏高原北部近4000年来的干湿变化

通过青藏高原北部可可西里库赛湖KS-2006孔(深637cm)沉积岩芯总有机碳、总氮含量及沉积物粒度变化的研究,恢复了该地区近4000年来的干湿变化历史.结果表明,该地区近4000年来经历了显著的干湿变化,干旱时段出现在3900-3590cal aBP、3320-2630cal aBP、1720-1420cal aBP及1100-840cal aBP期间;湿润时段出现在3590-3320cal aBP、2630-1720cal aBP、1420-1100cal aBP以及840cal aBP之后小冰期有效降水升高的相对湿润时期.区域对比分析表明库赛湖地区近4000年来的干湿变化受亚洲季风影响;同时,该地区存在明显的中世纪暖期及小冰期的三次降温事件记录.

青藏高原北部可可西里库赛湖年纹层微区分析及形成机理

湖泊年纹层是进行高分辨率古气候环境研究的重要载体之一,其形成机理的研究能够为高分辨率古气候环境信息的提取提供重要的依据。本文以青藏高原北部可可西里库赛湖沉积的年纹层为研究对象,通过纹层薄片显微镜观察,以及纹层的扫描电镜、X衍射和同步辐射X射线荧光等微区分析,对库赛湖沉积年纹层的形态、沉积和成分特征进行了研究,以探讨库赛湖年纹层形成过程和机理。结果表明:年纹层层偶由深浅相间的微层组成,深色层主要由灰褐色—黑褐色的粗颗粒物质组成,磨圆中等、分选性差,矿物以石英、长石、白云母、黏土矿物等为主,其中石英含量占73%左右,且具有明显的风力搬运特征;浅色层呈灰白色,矿物颗粒较细,除石英、长石、白云母、黏土外,还有自生的文石,同时浅色层中含有大量的枝角类碎片和半月形介形类生物壳体。研究认为,库赛湖冬季温度低、风力强劲,风的机械搬运作用使大量的陆源物质在冰面堆积,等到春季湖泊开封,冰面上粗颗粒物质沉积到湖底形成库赛湖年纹层的深色层(粗颗粒层);夏季温度升高,冰雪融化,降水增加,河流搬运的陆源粗颗粒物质由于重力作用先在湖泊边缘沉积,而黏土矿物等细颗粒物质则在湖泊中心沉积,同时夏季湖水温度升高,蒸发作用加强,生物活动增强,湖泊自身的生物、化学作用加强,从而形成以细碎屑矿物、生物残体、自生碳酸盐沉积为主的浅色层(细颗粒层)。因此,库赛湖的年纹层层偶是由冬季冰面风成物质形成的粗颗粒深色层(冰融化后,风成物质沉降至湖底堆积)和夏季沉积的细颗粒浅色层两者交替而形成的。

可可西里库赛湖KS-2006孔矿物组成揭示的青藏高原北部晚全新世气候变迁

通过对可可西里库赛湖KS-2006孔矿物组合的分析表明:库赛湖沉积的碳酸盐为以文石为主的自生碳酸盐,其含量的高低能够指示温度的变化;盐类矿物只是在2150 cal aBP以来才出现,表明湖水盐度增高,与此同时,石英含量的持续增高可能同冷干气候条件下该区风成活动的加强有关.青藏高原北部晚全新世的气候环境演化过程为:3770-2550 cal aBP期间气候条件整体较为温暖;2550-2150 cal aBP期间,气温缓慢下降有变冷的趋势;约2150 cal aBP至今,气候迅速转冷,湖区湿度降低,湖水盐度增高,风成活动加强,但900-700 cal aBP期间,为明显的温暖时期.

库赛湖沉积物中正构烷烃的分布特征及古环境意义

正构烷烃作为一种常见的生物标志物,其结构和组成的改变可记录气候环境的变化。位于青藏高原北部的库赛湖是研究古气候、古环境的重要载体,为了探讨库赛湖地区正构烷烃的分布特征及其古环境指示意义,在库赛湖采集了一根长约4m的沉积柱岩心。结果表明,库赛湖沉积柱中正构烷烃的碳数范围在C_16-C_33之间,奇碳优势明显,整体呈现以高碳数占优势的组成特征,揭示库赛湖沉积物中正构烷烃主要来源于陆源高等植物。库赛湖沉积柱中所有样品的主碳峰（C_max）都是C_31,进一步显示陆源输入中以草本植物输入为主。据正构烷烃参数,库赛湖地区过去2 500cal a BP来的环境气候变化具3个阶段。阶段1（2 420～2 000cal a BP）,总正构烷烃（TNA）质量分数呈下降趋势,碳优势指数（CPI）呈上升趋势,说明阶段1气候较冷,nC_27/nC_31和P_aq呈先降低后回升的变化趋势,说明湿度先降低后略有回升;阶段2（2 000～850cal a BP）,有机物变化趋势不明显,CPI值呈下降趋势,说明气候较暖;阶段3（850cal a BP至今）,nC_27/nC_31值和P_aq增加,CPI值降低,说明该阶段气候整体较暖湿。

东昆仑断裂带库赛湖段晚第四纪古地震研究

对东昆仑断裂带库赛湖段进行了断错地貌填图和古地震探槽揭露研究。除2001年昆仑山口西8.1级地震外,共揭露出9次古地震事件,它们的年龄分别为31900±1923aB.P.,27990±1681aB.P.,23635±1427aB.P.,20345±1225aB.P.,16865±1018aB.P.,12935±774aB.P.,9730±592aB.P.,6955±425aB.P.和3100±201aB.P.;古地震重复间隔分别为3910±2554a,4355±2205a,3290±1881a,3480±1593a,3930±1279a,3205±975a,2775±728a,3855±470a和3100±201a。研究结果表明,库赛湖段晚第四纪古地震活动具有准周期性,其平均重复间隔为3544±416a。发生在距今3100年前的倒数第1次古地震事件的离逝时间与重复间隔非常接近,这意味着2001年11月14日发生在库赛湖段的8.1级大地震为该断裂地震活动在准周期上的再现。高的滑动速率和长周期复发间隔表明库赛湖段活动习性以重复发生大地震为特征。

青藏高原北部可可西里库赛湖沉积物及风成物的粒度特征

对青藏高原北部可可西里地区库赛湖钻孔沉积物、冰面风成物和流域风成物粒度特征进行了研究,结果表明:库赛湖冰面风成物的粒度特征同流域风成物的粒度特征具有明显的区别,而钻孔沉积物的粒度分布特征却和流域风成物的粒度分布特征相似。对库赛湖钻孔沉积物端元组分的分析表明,库赛湖沉积物的来源主要有径流搬运、风力和冰川搬运组分构成,所占的平均比例分别为55.5%,35.9%和8.5%。库赛湖沉积物风成物端元组分的粒度分布特征,得到了冰面风成物粒度特征的验证。尽管没有获得径流搬运组分的样品,但钻孔沉积物的粒度分布特征同流域风成物的粒度分布特征具有的相似性,可能说明,由于库赛湖地区降水较少,湖区径流不发育,流域的风化作用很弱,流域风成物通过流水汇入径流,成为径流搬运的主要物质来源。

青藏高原北部可可西里地区近4000年来尘暴事件初探——来自库赛湖沉积物粒度的证据

通过分析库赛湖近4000年来湖相沉积物粒度组成特征,对比人工俘获风成物粒度特征,表明库赛湖沉积物中粗颗粒组分(>64μm)主要由风力搬运作用进入湖泊沉积,记录了该地区尘暴事件历史。重建的尘暴事件序列表明:2500～800cal aBP时段为该地区近4000年来尘暴事件高频发生的阶段,4000～2500cal aBP和800cal aBP以来的时段尘暴事件发生频率较低;近千年来的尘暴事件主要发生于小冰期内的3次降温时段。与贵州董歌洞石笋氧同位素对比分析表明,库赛湖地区近4000年来气候变化受亚洲季风的影响,尘暴事件多发生于夏季风较弱的气候干冷时段。

青藏高原可可西里库赛湖年纹层石英颗粒表面形态特征研究

湖泊是风成沉积的理想载体,利用扫描电镜分析石英砂的表面微结构特征,可以用于判断石英颗粒被风或水流搬运的相对距离和湖泊的水动力条件,从而判断其沉积环境与演化历史.库赛湖位于青藏高原北部可可西里地区,是青海省沙尘天气频发的地区之一,为进一步证实库赛湖年纹层粗颗粒层的风成成因,以库赛湖沉积年纹层为研究对象,结合青藏高原北部典型沙丘沉积、库赛湖冰面风成沉积、典型河流沉积和库赛湖湖滨相水成粗颗粒沉积样品,利用扫描电镜对上述沉积物石英颗粒表面特征进行观察研究,并统计35种特征的出现频率.结果表明:库赛湖地区典型风成物石英颗粒表面具有圆形轮廓、中低浮雕、翻板、新月型撞击坑、球根状边缘、直形阶梯、弓形阶梯、碟形坑等微形貌特征;典型水成物石英颗粒表面具有V型撞击坑、小型和中型贝壳状断口、少量溶蚀坑等微形貌特征;库赛湖年纹层粗颗粒层石英颗粒表面具有圆形轮廓、低浮雕、翻板、新月形撞击坑、球根状边缘、碟形坑等明显风成特征,与研究区风成物的石英颗粒表面特征相似,而与研究区典型水成物的石英颗粒表面特征差别很大.因此,库赛湖年纹层中的粗颗粒层是由风成作用形成的.

库赛湖—玛曲断裂带东、西大滩段全新世活动特征及古地震的研究

通过对野外调查资料的分析认为:库赛湖—玛曲断裂带东、西大滩段全新世以来具有多次强烈活动,表现为断错晚第四纪地层,断错山脊、水系、河流阶地以及冰水扇等一系列地貌现象。根据对断裂带上古地震破裂带的研究,全新世以来在该段曾发生过三次7.5级左右的古地震事件。

青藏高原北部库赛湖沉积柱中长链烯酮的分布特征及古环境意义

长链烯酮不饱和度指标U37K或U37K′已被广泛应用于古海洋表层水温的重建,但用于恢复湖泊古温度的研究则相对很少。本文以青藏高原北部咸水湖泊库赛湖作为研究对象,对湖心一个5m沉积柱中的长链烯酮进行了测定分析,并通过分子生物学手段确定了其母源。结果表明该沉积柱的大部分层位存在长链烯酮,其C37/C38<1;DNA测序结果表明库赛湖中的定鞭藻为Isochrysis属,为长链烯酮的母源。根据已发表文献中的湖泊环境中长链烯酮不饱和度指标U37K与温度的经验公式估算出的古湖水温度接近于实测的现代夏季水温,且与甘油二烷基甘油四醚(Glycerol Dialkyl Glycerol Tetraethers,GDGT)重建的库赛湖古湖水温度范围基本一致。但是,用长链烯酮恢复的古湖水温度总体上稍高于由GDGT计算出的温度且波动更为强烈,这可能与这两种脂类的母源生物在湖中的栖息层位不同有关。

玛多7.4级地震后库赛湖-玛曲-荷叶断裂活动性分析

青海玛多M_(s)7.4级地震发生后,与此次地震发震断裂相邻且近平行状分布的库赛湖-玛曲-荷叶断裂(以下简称“库-玛-荷断裂”)截至2021年6月1日共发生5次M_(s)≥3.0的余震事件。本文分别计算了该断裂上震级较大的4次余震事件震源机制解,并对玛多M_(s)7.4级地震进行了静态库伦破裂应力改变量(ΔCFS)分析。结果显示:库-玛-荷断裂占主导地位的左旋走滑运动并没有简单延伸贯通,断裂带各段枢纽处应力分布错综复杂,断裂总体受到来自玛多震中方向的应力扰动。结合前人研究,本文认为库-玛-荷断裂上发生的一系列余震事件可视为该断裂带的应力释放过程。虽然玛曲-玛沁段最后一次大地震离逝时间已经超出或接近其复发周期,但在该断裂整体应力得到一定程度释放的前提下,大地震复发周期是否发生改变值得进一步探讨。

可可西里地区库赛湖变化及湖水外溢成因

以库赛湖研究区地形图、LandsatTM/ETM+和中国环境与灾害监测预报卫星HJ1A/BCCD影像为基础,结合五道梁气象站气温降水资料,利用地理信息技术和数理统计方法,对2011年9月可可西里地区库赛湖湖水外溢成因进行分析。结果表明,库赛湖湖水外溢发生在2011年9月20日至30日期间,卓乃湖湖水进入库赛湖是后者发生变化的直接原因,而库赛湖规模近20年来的持续增长,尤其是2006年之后湖泊面积快速增加是其湖水外溢的基础。卓乃湖湖水外泄的主要诱因是区域持续降水,其中8月17日和21日强降水使卓乃湖于8月22日出现漫顶溢流,8月31日至9月5日、9月16日至17日期间两次持续降水导致卓乃湖水量剧增,并在9月14日至21日期间形成洪水。由于水量外泄,卓乃湖面积骤降,截至11月29日,湖泊面积168.07km2,仅为8月22日湖泊面积的62%,共减少104.88km2。库赛湖外溢湖水流入海丁诺尔后又进入盐湖,其中海丁诺尔湖水进入盐湖时间介于10月6日至20日期间。外来湖水大量进入导致海丁诺尔和盐湖在10-11月份快速扩大。