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。

阿坝盆地黄土记录的青藏高原东部末次冰期环境变化

青藏高原东部广泛分布的风成黄土沉积是记录过去气候变化和大气粉尘活动历史的重要陆地档案,恢复和重建其环境记录可以为深入理解高原环境演化过程和机制提供重要证据。本研究基于石英光释光测年建立了阿坝盆地各莫黄土剖面的年代框架,并利用多种环境代用指标重建了阿坝黄土记录的青藏高原东部约47 ka以来的环境变化历史。黄土磁化率、色度和碳酸盐记录表明深海氧同位素3阶段(MIS3)中晚期印度夏季风加强,青藏高原环境相对湿润。粒度重建结果记录了4次海因里希(Heinrich)事件和新仙女木(YD)事件,表明青藏高原末次冰期粉尘活动强烈,气候变化具有快速波动的特征。区域记录对比显示,北半球高纬地区气候系统对青藏高原地区快速气候变化有重要影响,大西洋经向翻转环流可能是高原地区粉尘活动和气候变化的主要控制因素。该研究为更好地认识青藏高原末次冰期环境演化过程提供了重要证据。

深沪湾末次冰期以来的地层结构及古环境演变

通过深沪湾高分辨率浅地层剖面声学地层和地质钻孔沉积地层的对比,并结合沉积物的粒度、微体古生物以及AMS14C测年的综合分析,揭示了研究区晚更新世末次冰期以来的地层层序,探讨了深沪湾的古环境演变。深沪湾高分辨率浅地层剖面自上而下划分的5个声学地层单元与钻孔岩芯划分的5个沉积地层单元具有较好的对应关系。8.2 ka BP左右,全新世海侵使得海水进入深沪湾海域,海平面低于现今海平面10~12 m,气候凉爽;7 ka BP左右海水到达现今海平面位置,并于6 ka BP左右到达最高,约比现今海平面高2~3 m,气候温暖湿润,这一时期,近岸大量裸子植物被海水淹没并被沉积物快速掩埋;5 850~5 642 a BP研究区温度降低,该降温活动持续到2 ka BP左右,气候凉爽干燥;2 ka BP以来温度逐渐上升,600 a BP左右有一个相对冷期,之后温度又逐渐上升至现今水平。

东海嵊山岛末次冰期黄土有机碳同位素特征及其古环境意义

黄土沉积中有机碳同位素组成与古气候关系密切,对研究区域环境演变具有重要意义。本文聚焦我国东海嵊山岛末次冰期黄土地层,在磁化率和元素地球化学指标特征分析基础上,开展有机碳同位素组成特征研究。研究结果表明:嵊山岛黄土沉积剖面有机碳同位素组成波动范围-21.63‰~-27.56‰,平均值为-24.88‰,剖面有机碳同位素组成波动偏正;利用端元法对嵊山岛黄土沉积环境中C_(3)/C_(4)植被相对丰度进行估算,揭示沉积地层记录的植被类型是以C_(3)型植被为主导,C_(4)型植被对沉积地层中有机碳同位素的贡献有限;与南京洞穴石笋、苏禄海海洋沉积以及南极Vostok冰芯氧同位素记录对比,显示末次冰期间冰阶时期嵊山岛黄土沉积中有机碳同位素波动是以C_(3)型植被为主导的植被碳同位素对降水条件改变的响应,降水可能是这一时期黄土沉积中有机碳同位素变化的主要影响因素;在末次冰消期阶段,温度有利于C_(4)植被的发育,导致区域C_(4)型植被丰度有所上升,并对沉积地层中有机碳同位素变动的贡献增加。

末次冰期以来南海西北部沉积物源和风化演变的Sr-Nd同位素与稀土元素证据

研究边缘海沉积物地球化学组成与来源是揭示大陆边缘沉积物源-汇过程的关键环节。本文基于南海西北部琼东南盆地KT2站位岩心沉积物的稀土元素(REE)和Sr-Nd同位素分析,研究了28 ka以来沉积物源的演变和化学风化作用。结果表明,研究区沉积物源主要为红河,且28 ka以来没有发生明显改变。KT2站位岩心陆源沉积物的稀土元素特征参数(La/Yb)UCC、(Gd/Yb)UCC以及(LREE/HREE)UCC,均受到了母岩组成和风化过程的共同影响。根据Sr-Nd同位素对物源的限制,本文对影响REE组成的因素进行了评估,并认为化学风化作用可能是造成沉积物REE组成偏离源区母岩组成的主要原因。REE指标指示了冰期沉积物比全新世具有更强的化学风化强度,可能暗示冰期海平面降低导致北部湾陆架暴露发生进一步风化而造成了冰期化学风化作用的增强。

九江市蓼花剖面末次冰期中晚期沉积的粒度端元特征与气候变化

鄱阳湖湖滨地区广泛分布着晚第四纪风沙沉积序列。在星子县沙岭沙山进行野外调查后选择蓼花剖面开展工作,测试了地质时代和粒度,对粒度结果使用端元分析模型进行研究,探讨该区域末次冰期中晚期的气候变化规律。结果显示:该剖面由湖相-古土壤-沙丘砂等沉积相叠覆堆积组成,形成于末次冰期中晚期(48.8—17.1 ka)。端元分析模型将粒度数据分解出3个不同的粒度端元,不同端元组分在垂向上呈峰谷交替的旋回变化,EM1代表粉砂端元组分,峰值对应湖相和古土壤发育时期;EM2和EM3代表中砂—粗砂端元组分,峰值对应沙丘砂发育期,这些峰谷交替变化的规律指示了末次冰期的季风演变以及气候波动变化,万年尺度上表现为LH10(48.8—39.9 ka)和LH3~LH5(28.1—17.1 ka)的冬季风强盛期,分别对应深海氧同位素的MIS3b和MIS2阶段。LH6~LH9(39.9—28.1 ka)为温暖的夏季风时期,对应深海氧同位素的MIS3a阶段。这些变化与YZ洞石笋氧同位素以及格陵兰冰心有良好的对应,与全球气候变化基本一致。

南昌市厚田剖面末次冰期沉积的色度特征及其古环境意义

色度是古环境重建的重要指标之一,常用于黄土高原黄土古气候重建,但其在亚热带湿润区第四纪沉积中的研究十分少见且意义不明。选取鄱阳湖南岸之厚田沙地的沉积剖面为研究对象,进行了色度测试,结合光释光测年结果,将色度参数与其他气候代用指标进行对比,探讨MIS4—MIS2期间的古气候变化特征。结果表明:各色度参数曲线在剖面垂直方向上产生了较大波动,呈现出干冷→暖湿→干冷的多个冷暖震荡。其中L^(*)值曲线的波峰段主要集中在沙丘砂层(HT6、HT4、HT1),指示MIS4阶段、MIS3b阶段和MIS2晚期阶段为干燥寒冷的气候环境,冬季风增强;a^(*)、b^(*)、C^(*)和h^(*)值曲线的波峰段主要集中在砂质古土壤层(HT5、HT3、HT2),指示MIS3c阶段、MIS3a阶段和MIS2早期阶段为温暖湿润的气候环境,夏季风增强,反映了该区域在末次冰期受冬季风和夏季风交替影响的气候演变格局。

青藏高原东部末次冰期最盛期气候的花粉证据

青藏高原许多湖泊钻孔、泥炭剖面等所揭示的花粉记录为重建当时的古气候提供了可靠的证据．应用这些资料探讨青藏高原东部末次最大盛冰期植被和气候．大约２５～１５ｋａＢＰ前后西藏东南部、川西若尔盖及青海柴达木和可可西里地区，气候寒冷干燥，年均气温比现今低６℃左右，植被以荒漠草原为主；在青海湖地区森林退缩演变为草原植被；甘肃临夏气候冷湿，年均温比现在低５～６℃。

末次冰期以来中国季风区西北边缘沙漠演化研究

我国季风区西北边缘的沙漠是全球中纬度敏感带的重要组成部分。本文选取区内的毛乌素沙地、共和沙地和腾格里沙漠，通过对末次冰期以来地层年代学、沉积相和地层空间分布的研究，重点探讨了末次冰期和全新世时期两个特征时段的沙漠演化。其中末次冰期是沙漠的持续发展、扩张期，奠定了沙漠的空间格局；全新世早期沙漠总体趋于固定、缩小，中期沙漠大部处于固定、缩小状态，晚期沙漠有所扩大，但未达到末次冰期的最大规模。

冰碛物ESR测年与天山乌鲁木齐河源末次冰期系列

采用ESR方法 ,对天山乌鲁木齐河源末次冰期的冰碛石英砂进行了测年 .下望峰组冰碛层的年代与前人推测的年代不同 ,是 5 0～ 70kaBP末次冰期早阶段形成的 ,分布下限可达海拔 2 30 0m左右的红五月桥附近 .与AMS的测年结果相比 ,末次冰期晚阶段底碛的ESR年代与AMS的年代相当 ,而冰上融出碛ESR年代与AMS的年代相差较大 .认为冰下的压碎和磨蚀作用可能导致冰碛中石英砂的ESR信号归零 。

河西走廊末次冰期芒硝和砂楔与古气候重建

芒硝和砂楔是冷干气候环境的典型标志。河西走廊砂楔主要形成在晚更新世冲洪积砾石层中 ,楔体内充填的风成砂14 C年龄证明其是末次冰期的产物 ,古砂楔所对应的年均气温为- 5 6℃左右。芒硝主要分布在内陆河终端的盐湖中 ,花海芒硝矿粘土夹层中的陆生树枝残条普通14 C和AMS14 C年龄分别为 (116 0 0± 2 80 )aB .P .和 (11181± 54)aB .P .,证明芒硝层为末次盛冰期 (LGM )和新仙女木期 (YD)异常冷干气候的产物。计算表明 ,该区LGM年均气温较现在低 11～ 15℃ ,YD年均气温比现代低约 6～ 8℃。这一降温幅度与中国北方根据孢粉、砂楔、冰芯等所推测的气温下降值大体一致 ,亦与最近有关北半球高。

末次冰期贵州七星洞石笋高分辨率气候记录与Heinrich事件

通过对贵州都匀七星洞Q4、Q6石笋进行高精度的TIMS U系测年和氧同位素分析 ,建立了末次冰期 6 0 .5kaBP以来都匀凯酉地区高分辨率的古气候变化时间序列。通过与格陵兰GISP2冰心的δ18O曲线对比分析 ,初步揭示并探讨了末次冰期以来反映的短时间尺度气候快速变化的D O旋回事件 1～ 18和Heinrich事件H1～H5在黔南七星洞中的石笋记录 ,并对冷事件发生的年代给出了界定。研究表明 ,黔南 6 0 .5kaBP以来石笋记录冷暖事件所反映出的古季风环流变化 ,明显受北大西洋气候振荡的影响 ,显示与北极地区存在着古气候的遥相关。石笋δ18O记录表明 ,在 6 0 .5～ 11.2 9kaBP间的末次冰期 ,δ18O值由负偏逐渐向正偏方向变化 ,反映东亚夏季风由强变弱 ,降雨由多变少 ,气温由高变低的变化趋势。

黄土高原西部地区末次冰期和全新世有机碳同位素变化与C_3/C_4植被类型转换研究

文章利用黄土高原西缘代表性的塬堡剖面有机碳同位素数据,估算了末次冰期以来地表植被中C3/C4植 物的相对丰度,指示出研究区域末次冰期几乎为纯粹的C3植物,而全新世为C3植物占优势的C3和C4混合植被类 型。温度是控制中国黄土高原C4植物是否发生的关键性气候因素,末次冰期向全新世转化过程中存在的某“阈值 温度”控制了两种植被类型的存在。全新世土壤有机碳同位素偏正于末次冰期,符合前人研究得到的认识。末次 冰期间冰段(MIS3)至盛冰期,土壤有机碳同位素为偏正变化趋势,符合现代C3植物本身随气候条件改变的碳同位 素组成变化。研究表明,利用黄土-古土壤有机碳同位素进行古气候变化研究,不能只将有机碳同位素简单的解 释为C3/C4植物相对丰度的变化,在单一植被类型下,还需要考虑植物本身碳同位素组成随气候条件的变化;另外, 研究还说明,我国黄土高原不同地区同时段土壤有机碳同位素值可以不同,其变化可以不具有相同的趋势,因此, 简单将有机碳同位素偏正归因于夏季风增强是值得商榷的。

青藏高原末次冰期最盛时的冰川与环境

在１６～３２ｋａＢＰ的末次冰期最盛时，青藏高原较现代降温７℃左右，降水为现代的３０％～７０％。极地型冰川广泛分布，高原内部平衡线较现代下降值减至５００～３００ｍ以内，高原东部、南缘及西缘可能以亚极地型冰川为主，并有小部分温冰川，平衡线下降８００ｍ以至１０００～１２００ｍ。初步统计，包括周围高山在内冰川面积在３５×１０４ｋｍ２左右，为现代冰川的７．５倍，冰储量相当于全球海平面变化２４．２ｃｍ。其时，多年冻土分布范围亦大为发展，面积达２２０×１０４ｋｍ２。海拔较低处季风降水量影响强烈的湖泊出现低水位或接近于干枯，海拔较高处季风影响微弱的高原中西部湖泊呈现低于间冰段、高于冰后期的次高水位，湖水含盐量普遍增加，柴达木出现多层石盐沉积。荒漠草原扩大，占领了高原大部分地面。

中国西部末次冰期一次强烈的侵蚀事件

越来越多的勘探资料显示中国西部主要的江河均不同程度地发育深厚覆盖层。覆盖层剖面从下往上可以分为三层。下部为冲积和冰水漂卵砾石层；中部为多成因的块（漂）卵（碎）石层，往往夹有粉细砂层或砂层透镜体；上部为冲积卵砾石层。年龄测定资料显示，谷底堆积物年龄一般在20-25ka，中部堆积物的年龄在16-19ka，均老于沿河分布的二级阶地。这说明，在距今25ka前，现今存在的河床基覆界面就巳形成，谷底25ka前切割如此之深应是河流强烈侵蚀的结果，这一侵蚀期正好与末次冰期内部的问冰段对应。

河西走廊末次冰期砂楔的发现及其古气候意义

河西走廊砂楔主要形成在晚更新世冲洪积砾石层中 ,楔体内充填的风成砂14 C年龄证明其是末次冰期的产物 .在末次冰期 ,河西走廊年平均气温为 - 5～ - 7℃左右 ,较现在低 13～ 15℃ .这一估算数据与根据本区芒硝沉积层所推测的气温下降值是一致的 ,亦与最近有关北半球高、中纬度冰期降温幅度的研究相符合 .当时 ,河西走廊西段年降水量可能达到 10 0～ 2 0 0mm ,比现在平均年降水量增加约10

末次冰期鄱阳湖西南缘地区的风尘堆积

鄱阳湖湖滨沙山是末次冰期特定气候条件下季风活动所产生的风成沙丘沉积体。在调查鄱阳湖沙山的过程中,发现位于鄱阳湖南部沙山下风方向的丰城—樟树—新余一带岗丘顶部几米厚的第四纪堆积地层,虽然颜色明显偏红,但地层性状及沉积学特征却与北方风成黄土及宁镇下蜀黄土有着很大的相似性。通过对具代表性的新余打鼓岭剖面进行分析,确认其成因系风力搬运而成的粉尘堆积。结合冬季风路径上沉积物粒度的空间变化特征,初步提出鄱阳湖沙山与新余一带风尘红土堆积是在末次冰期特定气候条件下,冬季风作用所形成的风沙-风尘堆积系统。鄱阳湖风成沙丘及其西南缘风尘沉积的发育是晚更新世末期江南鄱阳湖区气候环境恶化的佐证,也是对我国西北地区沙漠-黄土堆积过程的区域响应。

末次冰期东亚季风气候的变迁:贵州都匀七星洞石笋的δ^(18)O记录

通过对贵州都匀七星洞4根石笋系统的31件TIMSU系及543件稳定同位素分析,揭示出其气候变化记录时限范围为1.1～8.5万a,相当于海洋同位素阶段的MIS2,MIS3,MIS4及MIS5a。根据δ18O的变化可以准确确定它们之间的界线,其年龄值为:MIS1/MIS211.3kaB.P.,MIS2/MIS328.7kaB.P.,MIS3/MIS459.6kaB.P.,MIS4/MIS5a78.5kaB.P.。研究表明,末次冰期相当于格陵兰冰芯记录、北大西洋沉积记录的YD、Heinrich事件等的气候跃变事件,几根石笋取得了非常一致的准确定位及定年。其中YD事件发生于12.76～11.52kaB.P.,Heinrich事件的H1～H6分别为15～17kaB.P.,24.6kaB.P.,30.5kaB.P.,39.3kaB.P.,46.8～47.8kaB.P.以及60.4kaB.P.。在MIS4阶段,石笋记录于66.4kaB.P.及73.8kaB.P.揭示了两次冷事件,也可于格陵兰冰芯记录中找到相对应的冷谷。通过与GISP2的对比研究,表明东亚季风气候的百年至千年尺度的气候演变,与北大西洋及格陵兰高纬度地区的气候变化具有非常协调的对应关系。它对研究季风气候的动力机制及其与全球变化的响应关系具有特别重要的意义。

末次冰期以来湛江湖光岩玛珥湖孢粉记录及古环境变化

通过对湛江湖光岩玛珥湖钻孔孢粉记录的研究认为 ,末次冰期以来 ,该区植被类型从早期的南亚热带季风常绿阔叶林依次演替为 ,中亚热带常绿、落叶阔叶林→南亚热带季风常绿阔叶林→中亚热带常绿 落叶阔叶 针叶混交林 (湖边草地 )→热带季雨林→半常绿季雨林。气候最寒冷的时期温度比目前至少降低了 4— 6°C以上。全新世早期相对干旱。

南海东沙海域末次冰期最盛期以来的沉积特征

对采自南海东北部东沙海域不同海区的14个大型重力活塞样进行肉眼观察描述、沉积物涂片分析和粒度分析，并利用浮游有孔虫氧碳同位素、AMS^14C测年和碳酸盐地层学等方法对上述柱状样进行地层年代划分。有关沉积特征结果表明，末次冰期最盛期以来其沉积物组分、沉积特征、沉积速率存在较明显的时空差异，从区域上可划分成3个沉积区：Ⅰ区沉积物类型较单一，沉积连续，未见底栖生物扰动和非正常搬运沉积，钙质组分相对贫乏，CaCO3含量偏低，一般不超过10％，自生黄铁矿特别丰富。沉积速率偏离，全新世沉积速率最高达41．7cm／ka；Ⅱ区水深最大，超过3000m，位于深海盆区。该区以沉积搬运作用明显，岩性复杂多变、浊流沉积较发育为特征。沉积物粒度明显变粗，砂含量在3个海区中最高，陆源物质石英、长石和钙质生物群（主要是有孔虫）明显增加，其中石英、长石含量最高达83％，CaCO3含量最高达57％。全新世沉积速率最高达31.6cm／ka；Ⅲ区以正常深海沉积为主，为青灰色含硅质钙质生物黏土质粉砂，富含生物化石，CaCO3含量一般介于10％～30％之间，石英、长石含量偏低，全新世沉积速率最高达20cm／ka。造成上述差异的主要因素有水深、地理位置、陆源物质的稀释作用、沉积搬运和碳酸盐溶解作用等。