南海台西南盆地南部海域TS6孔常量元素地球化学特征及其古环境意义

通过对南海台西南盆地南部海域TS6柱状样沉积物样品常量元素地球化学特征的分析,结合粒度和AMS14C测年分析结果,探讨了研究区末次冰消期以来的沉积环境及气候变化特征。常量元素垂向序列显示元素Mn在沉积物近表层大量自生富集,指示近现代底层水高度富氧,表明研究区水体环境条件十分有利于水成成因的铁锰结核发育;常量元素统计分析表明,Al、Fe、Mg、K、Ti代表了陆源元素组合;陆源常量元素比值Al2O3/TiO2、TFe2O3/TiO2、MgO/TiO2和MgO/Al2O3记录了研究区末次冰消期以来的部分气候波动事件,其中全新世9.8~9.4 kaBP和6.5~5.8 kaBP阶段发生了两次气候变冷事件,指示东亚夏季风强度明显减弱,并且6.5~5.8 kaBP阶段冷事件表现出“双峰”特征。各常量元素比值指示末次冰消期18.5和15.8 kaBP左右可能也出现了气候变冷事件,其中15.8 kaBP出现的冷事件应该对应于H1事件。     

冲绳海槽中部A7孔沉积物地球化学记录及其对古环境变化的响应

对取自冲绳海槽中部的A7孔沉积物进行了元素地球化学的测试与分析,配合高分辨率测年和氧同位素数据,探讨了冲绳海槽中部18000年以来的元素地球化学变化特征及其控制因素。使用R型因子分析方法,将分析的20种常量与微量元素分为4个主要的因子:因子I主要由Al、Ti、Th、Rb、Mg、U和Zn等元素组成,代表了陆源物质有关的元素组合,可作为陆源物质输入的指示因子;因子II主要由Ca、Sr、Ba、P等元素组成,代表了与生物作用有关的元素组合,可作为古生物生产力指示因子。根据各元素及其组合随时间的变化特征,整个A7孔沉积物可明显分为4段:18-15 kaBP(Ⅰ),15-8 kaBP(Ⅱ),8-2 kaBP(Ⅲ)和2 kaBP以来(Ⅳ),前3段中都表现出陆源物质先增加再减少的变化趋势,古生物生产力的变化相对复杂,规律性不强,但总体表现出与陆源物质输入相反的变化趋势;第4段中则表现出2 kaBP年以来陆源物质的输入有一定的加强,而古生产力则没有大的变化。在7.3 kaBP左右发生的火山物质快速堆积事件对柱状沉积物的地球化学特征产生了较大的影响,也使陆源物质输入和古生物生产力急剧降低。自18 kaBP年以来,元素地球化学组成的变化主要受温度、海平面变化、黑潮水的“摆动”的影响,而火山沉积也造成了一定的影响。     

基于浮游有孔虫Mg/Ca温度重建的末次盛冰期以来北欧海次表层温度的变化

对我国第五次北极科考在北欧海所采集的两根岩芯样品进行了冰筏碎屑(Ice-Rafted Debris, IRD)丰度、AMS ~(14)C测年、有孔虫丰度统计、浮游有孔虫Neogloboquadrina pachyderma(sin.)(Nps)稳定氧碳同位素及其Mg/Ca重建的次表层海水古温度等指标分析,建立了20ka以来的年代框架。结果表明,在末次盛冰期(20.0～17.5kaBP),次表层温度整体较低(～3℃),钙质生产力下降,冰筏碎屑输入增加;在冰消期(17.5～11.7kaBP)的Heinrich Stadial 1(HS1)事件中较轻的δ~(18)O和δ~(13)C指示大量淡水输入,水体分层加剧,向北输送的北大西洋水聚集在次表层,导致次表层水温逐渐升高。从B?lling-Aller?d (B/A)事件开始,次表层水温度达到4.5℃,表明北大西洋水流入增强。早全新世(11.7～8.2kaBP)早期次表层温度达到6.5℃,钙质生产力升高,冰筏碎屑输入降低;在中全新世(8.2～4.2kaBP)早期(8.2～5.6kaBP),钙质生产力逐渐升高反映通风作用增强,导致营养盐供应增加;6.6～5.6kaBP,明显降低的次表层温度(～4℃)反映夏季太阳辐射量降低以及大西洋水流入减弱;5.6～4.2kaBP期间次表层水变暖导致δ~(18)O偏轻,而δ~(13)C轻值反映生产力降低。晚全新世(4.2～0.8kaBP)的新冰期(4.2～3.0kaBP),次表层温度逐渐降低,Nps-δ~(13)C偏轻反映生产力下降,Nps-δ~(18)O偏轻以及IRD增加反映冰融水排放。3.0kaBP以来,生产力上升,次表层水体温度不断上升,可能是向北输送的北大西洋水增强。     

黔北石膏洞9.9～4.2 kaBP石笋微量元素记录及环境意义

通过对黔北石膏洞一石笋(编号SG-1)进行碳氧稳定同位素测试和XRF元素扫描分析,结果表明研究时段内Mg/Ca、Sr/Ca和Ba/Ca比值都表现了较明显的阶段性变化:Mg/Ca比值在9.9~6.6kaBP偏低,6.6~4.2kaBP期间逐渐升高,整体变化趋势与石笋δ18 O变化趋势较为一致,呈正相关关系,表明石膏洞石笋Mg/Ca比值主要受降水的影响,即降水增多(δ18 O偏负),岩溶水在母岩中滞留时间短,Mg/Ca比值降低;反之则升高。Sr/Ca和Ba/Ca比值在8.7~4.2kaBP的变化与石笋δ13 C变化趋势一致,呈反相关关系,植被和土壤微生物活动有可能是影响石膏洞石笋Sr/Ca和Ba/Ca的主要因素。但是在9.9~8.7kaBP,Sr/Ca和Ba/Ca比值与石笋δ13 C关系复杂,有可能同时受到温度、降水、地表植被和上覆土壤等众多因素的影响。因此,运用Ba/Ca和Sr/Ca进行古气候研究时需要慎重,要注重多指标对比研究。     

东海泥质沉积区8千年来的有孔虫Mg/Ca和δ~(18)O记录及其古环境意义

对东海陆架泥质沉积区MD06-3040柱状样有孔虫进行了地球化学分析,获得了底栖有孔虫(Rotalinoides gaimardii)Mg/Ca和δ18O及浮游有孔虫(Globigerina bulloides)δ18O等的高分辨率记录。通过与微体化石群、沉积物粒度等古环境替代性指标对比分析,认为研究区有孔虫Mg/Ca和δ18O的变化主要受浙闽沿岸流和台湾暖流及其相关的东亚季风所控制,并推测了研究区近8千年来的古环境演变过程:8.0~4.1 cal.kaBP时期,夏季风盛行,台湾暖流和黑潮发育强盛,底层和表层海水都具有较高的温度、盐度和δ18O值,其中底层海水温度在5.7~5.2和4.6~4.1 cal.kaBP两个时期最高;4.1~0.4 cal.kaBP时期,冬季风盛行,台湾暖流和黑潮影响减弱,浙闽沿岸流发育增强,使海水温度和盐度及δ18O显著下降;0.4 cal.kaBP以来夏季风再次变强,台湾暖流和黑潮的影响随之增强,海水温度又明显上升。     

盐城地区东汉至明代古水井变化与海面波动

根据考古界提供的盐城市建军中路东汉至明代古水井清理资料,从环境考古学角度探讨了盐城地区自东汉至明朝的海面变化规律。盐城市建军中路清理的这批古水井自东汉至明朝在时间序列上衔接清楚,井底高程的变化反映了海面波动情况。研究表明,盐城地区自东汉至明代海面变化总的趋势是上升的,但存在200年尺度的升降波动,期间有4次峰值和3次谷值：秦汉时期(2kaBP)、中唐(1．3kaBP)、南宋(0．9kaBP)和明代(0．4kaBP)为高海面;南北朝(1．6kaBP)、晚唐(1．1kaBP)和元代(0．5kaBP)为低海面,海面波动幅度在1m左右。     

菲律宾海北部19cal.kaBP以来表层海水温度变化

对菲律宾海北部E-2岩心柱(29.62°N、131.14°E,水深3 877m)进行了浮游有孔虫δ18 O分析、AMS14 C测年以及U3k7表层海水温度(U3k7-SST)的测试。结果表明,E-2岩心记录了约19cal.kaBP以来U3k7-SST变化过程,其末次冰消期整体变化过程与北大西洋高纬地区相似,记录了Heinrich 1(H1)、Blling/Allerd(B/A)和Younger Dryas(YD)等快速气候事件,同时也识别出发生于19.4～19.2和18.5～18.0cal.kaBP的2次变冷事件,说明了研究区与北大西洋气候存在遥相关;在B/A和YD阶段中发现的百年尺度气候波动及变化过程,可能反映了热带过程对研究区域的影响;E-2岩心柱末次冰消期变暖存在阶段性,其变暖时间开始于19.4cal.kaBP,而大幅升温阶段则从15.3cal.kaBP开始。     

新疆伊犁河谷晚全新世以来的风砂沉积与环境演化

通过对新疆伊犁塔克尔莫乎尔沙漠可克达拉剖面(TKP)有机碳(TOC)、氧化铁(Fe2O3)及频率磁化率(Xfd)的分析,探讨了新疆伊犁河谷晚全新世以来的气候演变。结果显示:3.71～1.50kaBP期间该区气候总体上比较干旱,气候干湿变化复杂,并经历了凉湿(3.71～3.06kaBP)、极端干旱(3.06～2.63kaBP)和相对湿润(2.63～1.50kaBP)的演变过程。1.50～0.50kaBP期间TOC、Fe2O3和Xfd的平均含量均达到全剖面的最高值,可能代表着这段时期区域降水比较丰沛,为伊犁河谷地区近4ka以来气候最为适宜的时期。0.5kaBP以来,伊犁河谷气候迅速地向干旱化发展。     

南海北部15 kaBP以来表层海水温度变化:来自海洋硅藻的记录

对西太平洋边缘海148个表层硅藻样品中菱形海线藻(Thalassionema nitzschioides)及其小形变种(Thalassionema nitzschioidesvar.parva)的分布与表层海水温度(SST)之间关系进行研究,将菱形海线藻小形变种与所有菱形海线藻百分含量的比值(简称硅藻Rparva值)视为温度指数,开展南海北部MD05-2904孔附近海域15kaBP以来表层海水温度变化研究。结果表明:(1)南海北部15 kaBP以来表层海水温度呈现明显的阶段性波动特点,即末次冰消期气候转暖过程中,12.9~11.5 kaBP前后温度略有下降,与新仙女木事件对应,全新世南海北部气候依次经历了升温期、高温期和降温期3个变化阶段;(2)全新世大暖期鼎盛期结束后,南海北部海水温度阶段下降,两次明显降温分别发生于4 kaBP前后和1.5 kaBP前后;(3)MD05-2904孔硅藻Rparva值时间序列曲线与董哥洞D4石笋δ18O曲线对比表明,南海北部表层海水温度变化与末次冰消期以来东亚季风强度变化关系较为密切。     

辽南地区金州西团瓢湖沼相沉积物粒度化学特征及环境意义

湖泊沉积物以其沉积速率快、连续性好、分辨率高等特性成为研究历史时期气候变化的理想载体。辽东半岛南部处于亚欧大陆东岸,保留多处典型的湖相沉积。以辽南地区金州西团瓢湖沼相沉积物为研究载体,通过野外调查与室内粒度、化学元素、烧失量、电导率实验相结合的方法,探讨了该区域的环境变化。结果表明:研究区沉积期气候经历了寒冷干燥(15.64～30.81 kaBP)-寒冷干旱(10.36～15.64 kaBP)-温暖干旱(5.77～10.36 kaBP)-温暖湿润(0.90～5.77 kaBP)-温凉干旱(0.90 kaBP至今)5个阶段,结合地球化学指标的对比分析,初步认为端元1可能指示东亚季风及坡面流水带来的细颗粒沉积物,端元2可能代表动力较低的弱水流沉积物,端元3则可能代表动力较强的冲洪积物。     

西藏羊八井七弄沟地区全新世温度变化的泥炭汞记录

分析了青藏高原东南部羊八井七弄沟(QNG)地区泥炭中汞浓度含量指示温度变化的意义,通过与其他气候代用指标对比分析,发现泥炭汞能作为气候代用指标反映地区温度。QNG泥炭汞浓度变化记录了七弄沟地区全新世时期9.1~3.5kaBP的温度变化趋势,主要包括3个阶段:第Ⅰ阶段(约9.1~7.2kaBP),处于全新世大暖期,温度较高,波动下降;第Ⅱ阶段(约7.2~5.6kaBP),温度波动剧烈,存在5.9和6.3kaBP两个冷期;第Ⅲ阶段(约5.6~3.5kaBP),在频繁剧烈波动中温度下降。3个阶段分别反映了3次北大西洋浮冰事件(IRD)(8.2、5.9和4.2kaBP事件)。此外,在7.5、6.3、4.7kaBP左右也出现了变冷事件。利用REDFIT对QNG泥炭汞浓度进行红色噪声谱分析,发现其存在1 100、650、450、310以及110a周期,反映了青藏高原地区对不同等级太阳活动变化的响应。     

青藏高原羊八井盆地全新世以来气候变化的泥炭记录

位于青藏高原念青唐古拉山南缘羊八井盆地的七弄沟分布着广阔的泥炭地,通过提取七弄沟泥炭的腐殖化度和总有机碳信息,并结合14 C测年控制,反演了全新世9.1~3.5cal.kaBP羊八井盆地的环境变化信息。根据泥炭记录的古环境特征,将该地区9.1~3.5cal.kaBP的气候分为3个主要阶段:阶段Ι(9.1~7.4cal.kaBP)温度波动上升阶段,9.1~7.4cal.kaBP七弄沟温度呈波动上升趋势,期间发生了两次比较明显的降温事件,分别发生在9.1和8.0cal.kaBP左右;阶段Ⅱ(7.4~4.7cal.kaBP)温度波动频繁且剧烈阶段,此阶段七弄沟温度波动频繁且剧烈,在6.0和5.8cal.kaBP发生了两次比较显著的降温事件;阶段Ⅲ(4.7~3.5cal.kaBP)温度波动下降阶段,4.7cal.kaBP之后温度呈波动下降的趋势,但是波动的频率和幅度远比第二阶段小,仅在4.0cal.kaBP发生了比较显著的降温事件。     

胶州湾的第四系划分

本文以钻孔岩心沉积物的岩性、孢粉与微体古生物组合特点、古地磁极性、14C测年数据、氨基酸含量及浅地层记录图谱变化等为依据,将胶州湾的第四系划分为大窑组(20～11kaBP)、海西组(11～8.5kaBP)、大沽河组(8.5～2.5kaBP)和胶州湾组(2.5～0kaBP),并与黄海、渤海及其沿海平原的晚第四纪地层进行对比.     

铜川地区早中全新世黄土沉积特征及其古气候意义

通过对铜川剖面黄土-古土壤沉积粒度的组成和变化特征及磁化率值进行分析,探讨了该地区11.4～1.5 kaBP期间的古气候变化特征。结果表明:(1)铜川剖面黄土-古土壤沉积以粉砂粒(4～63μm)为主,黏粒(4μm)次之,砂粒(63μm)含量最低。(2)粒度和磁化率值在不同地层单元呈规律性变化:粉砂粒和砂粒在黄土层中较高,古土壤层中较低;黏粒和磁化率值在黄土层中较低,古土壤层中较高。(3)粉砂粒、黏粒和磁化率值的变化情况较好地记录了铜川地区11.4～1.5 kaBP期间的气候变化特征,可以将该地区的气候变化划分为4个阶段:11.4～10.2 kaBP寒冷干燥期,10.2～9.1 kaBP略温偏干期,9.1～4.4 kaBP温暖湿润期,4.4～1.5 kaBP较冷干期。     

东海内陆架泥质沉积区全新世古环境变迁:有孔虫证据

对东海内陆架MD06-3040柱状样257个沉积物样品进行了有孔虫及其氧碳稳定同位素分析,应用底栖有孔虫组合和不同生态(表生/内生、内陆架/中外陆架)种的丰度,浮游有孔虫Globigerina.bulloides和Globigeri-noides.ruber的丰度及其稳定同位素记录,探讨了研究区全新世10.6cal.kaBP以来的古环境变迁。分析结果揭示了研究区全新世早期海面快速上升,沉积环境由滨岸内陆架(10.6～9.9cal.kaBP)、内陆架外缘(9.9～8.1cal.kaBP)转变至中陆架并达全新世最高海面(7.7～7.2cal.kaBP)。台湾暖流在8.0cal.kaBP起开始发育,并在6.0～2.8和0.7～0cal.kaBP两个时期派生出明显的上升流。台湾暖流及其所派生的上升流是造成东海陆架泥质快速沉积的最主要原因。采用浮游有孔虫G.bulloides的丰度变化,推测浙闽沿岸流在5.1cal.kaBP之前较弱,之后显著增强,其中在5.1～2.8cal.kaBP时期最为强盛。     

13万年以来温暖期气候模拟

回顾了国内外第四纪气候温暖期:末次间冰期(130~115 kaBP)、末次间冰阶(40~30 kaBP)的古气候模拟研究,评述了气候模拟的模式及方案、模拟实验边界条件和主要模拟结果,进而讨论第四纪温暖期的气候变化动力机制,以期进一步加深对全球气候变暖机制的认识,从而为全球温室气候变化的研究提供有益的参考。     

贵州白骨洞石笋记录的全新世季风气候演化与突变

通过对贵州白骨洞BG1石笋13个230Th年龄的测试和390个氧同位素数据的分析,建立了12.8~3.3kaBP数十年尺度的亚洲季风降水序列,其长期演化趋势与北纬33°夏季日辐射能量曲线基本一致。石笋δ18O记录指示10.5~5.8 kaBP为本区气候湿润期,此后进入季风降水衰退期。在12.8~10.1 kaBP时段,平均分辨率为37 a的石笋降水记录与格陵兰冰心气温记录具有良好对应关系:(1)两者在新仙女木事件(YD)的变化细节及突变特征上表现出良好的一致性;(2)由YD事件向全新世转换的过程中两者都表现为3个阶梯式上升阶段,这种一致性有可能说明热带海气耦合驱动了北半球气候突变事件。在7.0~3.3 kaBP时段,平均分辨率为15 a的石笋δ18O序列记录了5次较为显著的降水减少期,可分别对应于冰心记录中的5个冷事件,高低纬气候的相似性可部分归因于太阳活动的影响。     

东海内陆架泥质沉积反映的古环境演化

通过对东海内陆架闽浙沿岸泥质沉积体的MD06-3040孔进行粒度及年代测试,重建了东海内陆架1万年以来的古环境.认为研究区的沉积环境曾发生过3次变化:孔深18.6 m至底部(10～10.7 kaBP)对应近滨环境;15.13～18.6 m (7.1～10 kaBP) 为过渡带环境;0～15.13 m (0～7.1 kaBP)是海侵结束后高海平面的浅海环境,自10 kaBP以来东海沿岸流开始影响本区并不断输送河流来源物质,7 kaBP起形成稳定的泥质沉积体.根据该孔沉积物的沉积速率与粒度组分特征,说明不能简单地应用平均粒径指示冬季风强度,在东海地区,不仅冬季风控制着沿岸流强度,夏季风也会影响河流入海物质的搬运沉积作用.     

长江三角洲南部地区晚更新世年代地层和海水进退

根据长江三角洲晚第四纪4个钻孔详细的测年和微体古生物分析结果，对该区约110kaBP来的地层进行了年代学划分，并且重建了晚更新世海侵海退过程。研究发现，形成于120～110kaBP的蓝灰色硬土是本区晚更新世底界的标志，而晓更新世顶界的标志是形成于17～10kaBP的暗绿色或棕黄色硬土。晚更新世早期110～60kaBP间，本区主要发育河流相的含砾砂，但其中100～80kaBP间发生一次较弱海侵，以溺谷相沉积为主。晚更新世中期60～22kaBP，沉积物经历粗—细—粗3个阶段，分别是60～40、40～34和34～22kaBP。其中第2阶段在西部地区出现硬土层，而中东部地区60～22kaBP期间海侵层连续，且在43～40和34～22kaBP出现两次较高海面。     

太平洋北部铁锰结核富集区沉积物和间隙水中Fe,Mn,Ca,Mg的地球化学

本文利用太平洋北部铁锰结核富集区(富集度1.1—22.0kg/m~2)7个柱状样的沉积物和间隙水资料,详细探讨了其Fe,Mn,Ca,Mg的地球化学特征。结果表明:(1)沉积物中Mn明显的比河口、陆架及贫结核洋区富集,而Fe则与河口沉积物相接近;(2)沉积环境不同,沉积物和间隙水中元素的垂直分布和进入间隙水的途径不同;(3)沉积物中Fe,Mg主要来自粘土吸附,Ca来自生物化学作用沉积,而Mn则可能通过河口、陆架及半深海沉积物次表层Mn的迁移、生物化学及附近海底火山作用而富集;(4)由于钙、硅软泥区生物作用强烈,使间隙水中Mn~(2+)/Fe~(2+)比值明显的比钙质软泥和褐色粘土区大,这在某种程度上支持了结核中Mn组元素的沉积物来源。