南海晚第四纪陆源沉积:粒度组成、动力控制及反映的东亚季风演化

对南海北部MD05—2904孔、西部ND05—2901孔、南部MD05—2897孔的有孔虫氧同位素进行测定，建立了高分辨率的年代地层。对3个孔的陆源碎屑组分的粒度分布进行了测定和主成分因子分析，结果发现，南海北部陆坡（南部陆坡）的陆源碎屑沉积特征主要受单一的因子Fn（Fs）控制，它可以控制62％（59％）的粒度变化特征。与Fn密切相关的粒度组分为1．52～2．92μm和11．8～27．4μm，与Fs相关的粒度组分为〈2．42μm和6．76—14．30μm。南海西部陆坡获得两个主控因子Fwl和Fw2，分别控制46％和32％的粒度变化特征，与Fwl相关的粒度组分为1．26～2．66μm和10．8～14．3μm，与Fw2相关的粒度组分为4．24～7．42μm和30．1～43．7μm。对敏感粒级的变化序列进行分析发现，北部的Fn与海平面升降作用紧密相关，呈现冰期／间冰期旋回尺度的周期性。而南部的Fs呈现高频的岁差周期波动，可能与夏季风演化引起的源区风化、河流搬运等的变化有关。南海西部的陆源沉积物主要来自南海的西南和北部两个地区，分别由东亚夏季风和冬季风驱动的洋流搬运，Fwl和Fw2恰恰代表了这两种动力控制。因此，Fwl和Fw2控制的粒度组成变化间接指示了东亚夏季风和冬季风的演化。研究认为，晚第四纪以来东亚夏季风受控于低纬区的夏季日射量的变化，呈现典型的岁差周期性，而冬季风主要受高纬冰盖变化驱动，呈冰期／间冰期旋回尺度的波动，这反映了东亚季风演化的双重驱动机制。

40kaBP来亚非季风演化趋势及青藏高原泛湖期

基于18个黄土/古土壤序列(黄土高原与青藏高原)与27个湖泊沉积序列(青藏高原、新疆、云南与赤道非洲及其以北的非洲季风区)对比分析了东亚季风区、印度季风区与非洲季风区40 ka以来的区域环境演变特征.结果显示:上述区域在对应岁差周期的高太阳辐射阶段,也就是40～24 kaBP与14～4 kaBP分别经历了一次环境湿润期,而在末次冰期最盛期,除中国云南、青藏高原及新疆部分地区外,其他地区则较为干燥.青藏高原及其北侧的新疆区,40～24 kaBP比14～4 kaBP气候更为湿润,湖泊呈现40 ka以来的最高最大湖面,高原进入一次泛湖期.而非洲区及黄土高原,则与此相反;14～4 kaBP气候比40～24 kaBP更为湿润、适宜,湖面更高,成壤作用更强.40～24 kaBP,印度季风强盛,加强了对高原的水汽与潜热输送,同时,由于北方冰盖的存在,西风气流则相对南移,增加了对高原的影响,两种气流交互作用引起的强降水,可能是造成湖泊显著扩张的主要原因.

早更新世东山古湖氯离子含量变化与季风演化

高分辨率东山古湖沉积物（２２～１６６ＭａＢＰ）中氯离子含量变化表明，早更新世早期亚洲季风已稳定建立，其变化较小。早期（２６２～１８５ＭａＢＰ）较干；中期（１８５～１７ＭａＢＰ）出现大湿润期，氯离子含量最低；晚期（１７～１６６ＭａＢＰ）再度变干。每个阶段中，季风还存在约２×１０４ａ的短周期波动。

最近6.5～2.2Ma黄土高原粉尘通量变化及其指示的东亚冬季风演化和亚洲干旱化

黄土高原红粘土沉积与北太平洋885/886孔深海沉积记录的亚洲粉尘沉积通量对比显示,海陆风尘记录万年尺度的变化趋势一致,指示了6 5Ma以来亚洲内陆干旱化和冬季风环流变化的历史:6 5MaBP粉尘源区出现一定程度的干旱化,粉尘通量增加,为红粘土的形成提供了物质基础;5 2～3 6MaBP源区气候较为湿润,冬季风环流偏弱,导致粉尘通量大幅下降;3 6～2 6MaBP,由于青藏高原加速隆升,导致源区气候迅速干旱,冬季风环流发展,粉尘通量急剧增加。但海陆粉尘通量变化也存在差异,显示出区域及半球或全球尺度上粉尘输送方式的不同。

临夏盆地王家山剖面沉积物地球化学元素特征与季风演化

位于青藏高原东北边缘临夏盆地王家山剖面（上新统以上段）的沉积物地化元素含量波动特征表明，上新世气候频繁、剧烈和大幅度波动体现了上新世气候演化的过渡性特征，与第四纪早期相对稳定的湖相沉积地球化学元素的波动明显不同。这种差异的产生具有深刻的环境及构造背景，一定程度上反映了亚洲季风从上新世开始不稳定过渡到第四纪早期相对稳定的动态过程，与青藏高原隆升有密切的内在关系。

沙漠/黄土过渡带13kaBP以来季风演化的古植被记录

利用花粉分析结果并结合有机碳δ13 C及高精度14 C测年等资料 ,阐明沙漠 /黄土过渡区 1 3kaBP以来古植被记录的季风气候事件。古植被经历了荒漠草原_干草原_半荒漠_湿润草原_荒漠_疏林草原_荒漠草原_草原_荒漠草原 9个阶段。冰后期的半荒漠_湿润草原_荒漠对应于其中冷干_凉湿_冷干的YoungerDryas事件 ,全新世气候适宜期以及 4.5～ 3.

东北印度洋源汇过程及古环境与古季风演化

东北印度洋地理位置独特,其沉积物记录了青藏高原隆升及孟加拉扇的“源-汇”过程、印度季风与东亚季风的“海-气”交互作用、印-太暖池热传输的演变与高纬气候之间的相位关系等关键信息,是喜马拉雅地区“构造-气候-沉积”耦合演化的良好记录载体,是探讨多圈层相互作用、探索古气候与古环境演化的理想“窗口”。本文系统总结了近年来有关东北印度洋季风与表层环流特征、沉积物组成及物源、气候环境演化以及环境磁学记录等方面的研究进展。分析表明,东北印度洋为典型的季风风场,表层环流受季风影响强烈,夏季和冬季环流差异明显。沉积物类型丰富,包括河流输运而来的陆源碎屑、钙质和硅质为主的生物沉积以及火山物质等。但目前对于该区域的沉积物的具体组成、“源-汇”过程、迁移历史、季风演化与青藏高原隆升、高纬气候变化之间相互关系等方面的认识尚存在较大的分歧。同时,受样品获取难度大、磁学信号稀释严重等因素的限制,环境磁学作为一种在示踪沉积物物质来源、恢复古气候和古环境等方面被普遍认可的技术手段,在东北印度洋区并没有得到充分的发挥与应用。因此,未来需要在前人研究的基础上,将目光向东北印度洋更南、更深处延伸,对其“源-汇”过程进行全面分析。在研究方法上进一步拓展,采用更高精度的技术手段提取磁学信号,加大环境磁学的应用,寻找有效的替代性指标,解决该地区季风演化、古海洋环境变化等气候环境问题,为该地区环境气候研究提供新认识。并尝试开展地磁场长期变化(paleosecular variation, PSV)研究,建立东北印度洋的PSV记录,辅助修正全球地磁场模型,探究地球深部动力过程。

南海西部陆源沉积粒度组成的控制动力及其反映的东亚季风演化

通过对南海西部越南岸外MD05—2901孔的有孔虫氧同位素测定，建立了450ka以来高分辨率的年代地层．结合沉积物的密度、孔隙率和陆源碎屑含量，计算了陆源碎屑的堆积速率，结果显示在间冰期时堆积速率的平均值为4．9～6．0g／（cm^2.ka），高于冰期的1．9～5．0g／（cm^2.ka），-9发表过的南海南、北部冰期高于间冰期的特点明显不同．对陆源沉积物的粒度分布进行主成分因子分析，获得了两个主控因子F1和F2，它们控制了陆源沉积近80％的粒度变化特征．对F1敏感的1．26～2．66μm％和10．8～14．3μm％呈现高频的波动，和北半球低纬夏季太阳辐射量吻合很好，显示23ka的岁差周期和13ka的半岁差周期．对F2敏感的4．24～7．42μm％和30．1～43．7μm％，则显示强烈的100ka的偏心率周期．本区的陆源沉积物来源于南海西南和北部2个地区，在动力上则分别由夏季风和冬季风驱动的不同方向的洋流搬运．研究认为，晚第四纪以来东亚夏季风受控于低纬区的夏季日射量的变化，而冬季风主要受高纬冰盖变化驱动，呈冰期／间冰期旋回尺度的波动，这反映了东亚季风演化的双重驱动机制．

末次盛冰期以来青藏高原东北部共和盆地冬夏季风演化记录

对青藏高原东北部共和盆地冬其剖面的化学元素与粒度分析表明,末次盛冰期以来区域冬夏季风总体上呈现此消彼长的关系,气候出现多次冷干-暖湿旋回。15.82ka BP之前冬季风最强,夏季风最弱,为末次盛冰期时的冷干气候,但21ka BP之前气候可能寒冷偏湿。15.82～9.5ka BP夏季风明显增强,冬季风衰弱,气候明显转暖,其中老仙女木时期(14.7～13.7aBP)和新仙女木时期(12.1～9.5ka BP)气候相对冷干,而B-A时期(13.7～12.1ka BP)气候相对暖湿。全新世以来冬夏季风出现多次波动,9.5～7.0ka BP夏季风相对较强,气候相对暖湿;7.0～5.1ka BP冬夏季风强弱交替频繁,气候出现冷干-暖湿旋回;5.1～2.7ka BP夏季风总体较强,气候温暖湿润;2.7ka BP之后冬季风明显增强,气候趋于冷干。此外,区域冬夏季风演变过程与极地冰芯记录的冷暖事件大体一致,可以认为共和盆地气候变化是全球气候变化的区域响应。

近1.8 Ma以来东亚季风演化与青藏高原隆升关系的南海沉积物常量元素记录

东亚季风演化和青藏高原隆升的关系在全球变化研究中备受关注.南海ODP184航次取得的沉积岩芯为研究长时间尺度的东亚季风演化提供了理想样品.ODP1146站上部185mcd（1.81Ma）细粒（〈4μm）无碳酸盐沉积物的常量元素R型因子结果分析表明,常量元素Ti,TFe2O3,MgO,K2O,P,CaO,Al2O3代表了陆源因子,其得分变化受陆源区的化学侵蚀强度的制约,进而能够指示东亚夏季风演化.陆源因子得分分别在-1.3,-0.9和-0.6Ma时呈现阶段式减小,反映了1.8Ma以来东亚夏季风阶段式减弱受第四纪青藏高原整体、阶段式、快速隆升的制约;而-0.6Ma以来陆源因子得分周期性的振荡变化则反映了东亚季风演化自此进入受冰期-间冰期旋回制约的主旋律.与黄土高原记录的东亚季风演化一样,中国南海沉积物记录的长时序东亚季风演化也体现了青藏高原隆升和冰期-间冰期旋回的复合制约.

黄土高原8.1Ma以来方解石记录的夏季风演化

黄土-红黏土中的碳酸盐主要由方解石和白云石组成,通过对粉尘堆积不同粒级碳酸盐的EDTA滴定分析及与磁化率的相关分析表明方解石主要反映了夏季风的演化,是一种有潜力的夏季风代用指标.黄土高原中部朝那黄土-红黏土剖面的碳酸盐化学分析表明,8.1Ma以来方解石所反映的夏季风演化可以5.5,2.8和1.5Ma为界明显分为4个演化阶段,夏季风依次阶段性增强,波动性增大,揭示了晚新生代以来青藏高原隆升和全球变化的共同影响.

科研人员建立南海5Ma以来沉积物的轨道调谐时间标尺并获得低纬亚洲季风演化的新认识

中科院地球环境所敖红博士及其合作者通过对南海ODP 1143站5Ma以来沉积物中底栖有孔虫δ^18O记录和夏季风记录（赤铁矿与针铁矿比值，Hm／Gt）进行轨道调谐，建立了南海5Ma以来沉积物的高分辨率天文年代标尺，

IODP359航次——马尔代夫季风与海平面(印度半岛古气候)

IODP 359航次是为解决海平面、洋流和印度洋季风演化而设计的。7个建议的钻探站位位于马尔代夫,1个站位位于印度西部大陆边缘的Kerala-Konkan盆地（图1）。马尔代夫碳酸盐岩具有独特的和可以揭示新生代冰期印度洋的演变之谜。它为更好地了解印度-太平洋区域在全球演化中的作用提供了一个有着巨大潜力的关键地区。主要基于地震地层数据,为该碳酸盐浅滩演变模型已经研制成功,用来显示海平面变化和洋流格局的形成及结构。

南京下蜀黄土红外释光地层年代学

下蜀黄土地层年代学对于理解季风环流时空格局演化及其与青藏高原阶段性隆升的关系十分重要。作者基于下蜀黄土红外释光测年和下蜀黄土及黄土高原洛川；剖面磁化率序列的对比分析，认为下蜀黄土第一层黄土层形成于末次冰期，最底部的黄土层与洛川的 Ｌ５相当。因而下蜀黄土应相当于黄土高原ＬＳ以来的风成堆积，其底界年代约为 ５００ ｋａ。也就是说，在 ５００ ｋａ左右黄土堆积的南界已达长江下游地区。这可能是因为其时青藏高原的隆升已到达一特殊高度，对东亚季风演化的影响成为一个转折点，加强了东亚季风的强度。

六盘山东西两侧黄土古土壤容重的特征及其古气候指示意义

为了进一步了解黄土古土壤容重的特征及其与东亚季风演化的关系,建立了洛川剖面250ka以来、白草塬剖面140ka以来黄土古土壤容重序列,并与磁化率、粒度及深海氧同位素对比分析,发现六盘山东西两侧不同气候区黄土古土壤容重具不同的特征和受控因素,指示了不同的古气候意义。六盘山以东半湿润半干旱气候区容重值受成壤作用影响,容重指标主要由夏季风控制,可作为夏季风演化的替代性指标。而六盘山以西半干旱气候区,容重值受沉积物粒度影响,主要由冬季风控制,可作为冬季风演化的替代性指标。与灵台和三门峡地区黄土古土壤容重值对比,发现空间上由西北向东南容重值呈变大趋势,进一步表明了不同气候区的冬夏季风对容重指标的不同影响。

末次冰消期以来内蒙古东部气候变化——基于风成砂-古土壤序列的地球化学记录

通过对内蒙古东部现代东亚季风界线两侧的浑善达克沙地和呼伦贝尔沙地风成砂-古土壤剖面的光释光、^(14)C年代和沉积物主、微量元素地球化学的分析,重建内蒙古东部末次冰消期以来气候变迁过程。浑善达克沙地的浩来呼热剖面(hsh1-09)显示了末次冰消期以来3次暖湿气候期,分别对应末次冰消期、全新世大暖期、中世纪暖期。呼伦贝尔沙地的嵯岗剖面(CG-09)表现了全新世大暖期和中世纪暖期两次的暖湿气候期。这一过程是对东亚夏季风的响应,大致反映了内蒙古东部末次冰消期以来的东亚夏季风两次不同程度增强及大暖期结束的南退过程。通过对比前人研究结果,全新世中期东亚夏季风较强,在内蒙古东部大约距今4 ka开始减弱、南退;中世纪暖期夏季风强度较弱,持续时间短。

青藏高原东缘和邻区晚新生代泥石流活动规律及其成因

本文根据大量野外考察资料和室内测年数据 ,通过对晚新生代以来不同时段泥石流沉积物的分布特征研究 ,总结了青藏高原东部及华北地区第四纪泥石流活动的规律。认为晚新生代大规模的泥石流活动始于晚第三纪 ,晚上新世～早更新世泥石流活动主要中心集中在青藏高原东部边缘地区 ;中更新世是泥石流活动最活跃的时段 ;晚更新世位于大陆内部的秦岭北坡及陇南山地泥石流活动减弱 ,华北北京山区及太行山东麓泥石流活动加强。

中国南方红土沉积与环境变化研究

南方第四纪红土沉积是揭示该地区古环境变迁的良好信息载体,红土发育与构造变动、季风演化存在耦合.就第四纪红粘土的研究进展作了回顾,认为红土形成时代、成因、网纹化机制等方面的争议制约了红土地层学的发展,系统研究红土的沉积学、年代学、土壤学、生物气候学、地球化学特征,可以推动红土地层学的发展,并丰富全球变化的内容.

亚洲主要河流的沉积地球化学示踪研究进展

发源于喜马拉雅—青藏高原的亚洲几条大河的河流地球化学研究揭示了高原隆升、流域风化剥蚀、大气CO2消耗和亚洲季风气候变化之间的耦合关系。研究认为南亚主要河流流域的化学风化对全球大气CO2消耗和海洋化学通量变化贡献较大,河流沉积地球化学研究反映的高原阶段性隆升过程、流域剥蚀速率以及亚洲季风演化信息也明显比东亚主要河流的记录清晰;尤其是最近几年运用河流碎屑单矿物化学和年代学方法来示踪流域构造演化、沉积物从源到汇过程以及河流演化历史等,取得了许多重要的研究成果。比较而言,我国的河流在元素地球化学和水化学组成方面虽然开展了大量基础研究工作,但目前急需进一步提炼科学目标,与国际性的研究计划结合,综合多学科的研究力量,在研究思路和关键方法上需要突破和深入,加强研究的广度和深度。长江更可以作为一个突破口和研究平台,来开展深入的沉积地球化学示踪研究。

渭河盆地新生代沉积序列与亚洲季风气候起源演化

亚洲季风气候起源与演化受海陆地貌格局和全球温度变化等影响。关于亚洲季风气候起源的时间，有第四纪早期、晚中新世、早中新世至渐新世晚期、始新世等多种说法。获得连续的长时间的季风气候变化记录，是认识亚洲季风起源和演化过程的关键。渭河盆地位于我国中部，是一个处于现代亚洲季风降水影响边缘区域的断陷盆地。从始新世开始，渭河盆地接受了厚度超过7000 m的较为连续的河湖相沉积物，在晚中新世约7 Ma开始堆积同期异相的风尘沉积。盆地汇集了1.35×105 km2受季风降水控制的渭河流域地表径流，因此，渭河盆地可以看作是新生代亚洲季风降水的雨量筒。过去10年，我们对渭河盆地新生代红河组、白鹿塬组、冷水沟组、寇家村组、灞河组、蓝田组和三门组、洩湖组等沉积序列进行了调查研究，通过生物地层、磁性地层和古气候代用指标的综合分析，认为渭河盆地的沉积序列记录了从中始新世温室地球（greenhouse）到渐新世、中新世、上新世和更新世与全新世冰室地球（icehouse）亚洲季风降水阶段演化的过程。研究认为，在从中始新世约45 Ma到晚上新世约3.4 Ma漫长的气候演化过程中，渭河流域处于相对温暖湿润的气候环境，降水量较多；早更新世约2.6 Ma以来，降水总体减少，在冰期-间冰期时间尺度变幅和变频增大。季风降水的这种两阶段演化可能受到全球温度（尤其是北半球冰量）演化的驱动，也与海陆地形格局、喜马拉雅-青藏高原生长和副特提斯海退缩有一定的联系。亚洲季风降水演化是在新生代全球气候变化背景下的区域响应，与在不同温度条件下赤道辐合带（ITCZ）移动驱动的季风降水带位置和宽度有关。