元素地球化学揭示的长江中游鄱阳湖地区中更新世以来粉尘堆积的物源特征及其环境意义

位于长江中游的鄱阳湖地区深受东亚季风影响,因其特殊的地理、地貌与水文、水系特征,自中更新世以来随着冬季风的加强,在大姑组、九江组砾石层之上风成堆积广泛发育。该区域中、上更新统表现为网纹红土、均质红土和下蜀黄土的独特沉积序列,厘清这三套独特沉积序列的物质来源对于我们认识东亚季风演化及其区域环境响应至关重要。本文选择了长江中游鄱阳湖地区10个典型剖面,基于<20μm颗粒组分的元素地球化学特征,研究了该地区中、上更新统粉尘堆积的特点,并将其与黄土高原西峰黄土和东秦岭黄土做了对比分析。研究认为,长江中游鄱阳湖地区这套独特的沉积序列,元素特征基本相似,具有贫Co、Pb,富Zr、Hf,低Eu/Eu^*(0.53~0.62)、LaN/YbN(4~8)、Ta/Zr(0~0.006)、Nb/Zr(0~0.09),高Y/Ho(28~30)、Zr/Hf(36~48)等特点,与黄土高原与东秦岭黄土有显著区别。基于Hf-Th-Co、Th-Sc-Zr/10和Th-Sc-La蜘蛛图投影分析,鄱阳湖地区第四纪粉尘物质的源岩接近于石英岩类,为被动大陆边缘构造背景下的产物,显著区别于黄土高原与东秦岭黄土(源岩接近于页岩,形成于大陆岛弧构造背景)。进一步分析认为,网纹红土、均质红土的母质均与区域下蜀黄土类似,推测它们均来自于其冬季风上风方向的长江或赣江的古河谷漫滩,这套独特的沉积序列是第四纪以来长江中游现代格局的水系贯通后,冬季风增强,吹蚀大江大河广阔的古河谷漫滩而形成的区域粉尘堆积的结果;是湿热的亚热带季风区对于中更新世以来在轨道尺度上冬夏季风均加强的背景下独特的区域响应。     

黄旗海湖泊沉积记录的早中全新世大湖期环境的差异性

内蒙古黄旗海H6剖面揭示了最近间冰期古湖泊涨缩的一个完整旋回。基于OSL年代、粒度并结合沉积物地球化学等数据,分析了黄旗海在早、中全新世（约（11.4±1.1～6.7±0.7）ka）大湖期指标记录特点与环境意义。研究认为黄旗海全新世大湖期可分为三个阶段:1）（11.4±1.1～9.3±0.9） ka BP,半深水环境、湖水盐度低、流域存在有利于化学风化的湿润气候条件;2）（9.3±0.9～7.7±0.7） ka BP,湖水变浅、湖泊萎缩、湖泊盐度升高,流域可能存在不利于化学风化的干燥气候;3）（7.7±0.7～6.7±0.7） ka BP,大湖期结束,指标记录存在剧烈波动,揭示气候具有宽幅震荡特征。同时,研究初步认为Mn/Li比值可以作为流域化学风化的指标指示。     

内蒙古黄旗海不同粒级湖泊沉积物Rb、Sr组成与环境变化

Based on the geochemical elements Rb and Sr in sediments with three different grain size fractions from profile H3 on the northern lacustrine bottomland 13 m above the Huangqihai Lake surface in 1986,the paper investigates the record of palaeolake stand state, sedimentary environmental evolution,and winter monsoon change.First,these samples are separated into three different grain size fractions,i.e.,total sediments,77-20μm and〈20μm. Second,the chemical elements-Rb and Sr-of the grain size separation were tested and analyzed systematically in this paper.Then the elements compositions of these samples are measured using VP-320 mode fluorescence spectrum instrument,respectively.The magnetic susceptibility of these samples is measured using Kappabridge KLY-3 mode instrument made in Czech AGICO Company.The results showed the elements and the ratios varied regularly with the grain size.But the ratio of Rb/Sr in the sediments〈20μm correlates positively with the magnetic susceptibility of these samples.Therefore,the ratio of Rb/Sr in the fraction〈20 μm from the lake sediments reflected the strengthening of the weathering in the deposition sites.It is a good indicator of the summer monsoon-induced weathering and pedogenesis fluctuations and can be used to reconstruct the conditions of the paleoclimate and paleoenvironment.     

内蒙古黄旗海不同粒级湖泊沉积物Rb、Sr组成与环境变化

内蒙古黄旗海湖泊沉积物剖面层次结构清晰完整,通过对该剖面全样、77 μm~20 μm和小于20 μm三个不同粒级Rb、Sr含量和磁化率的系统测定,结果表明,湖泊沉积物中小于20 μm粒级成分的Rb、Sr含量和Rb/Sr值变化阶段明显,Rb/Sr值与磁化率分布曲线十分吻合,因此,小于20 μm粒级成分的Rb/Sr值与磁化率包含更加真实的古气候环境信息。Rb/Sr值反映了风化的强度,因而可以作为指示夏季风环流强度的代用指标。黄旗海湖泊沉积物的地球化学Rb、Sr元素含量和Rb/Sr值以及磁化率值波动特征具有深刻的环境演变背景,由此揭示的环境特征在一定程度上反映了全新世气候千百年尺度的波动变化,与全球气候波动有关。     

40 kaBP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。     

太湖流域地貌与环境变迁对新石器文化传承的影响

太湖流域新石器新石器文化是连续发展的一个完整体系。高亢地带利于古文化的连续发展,而地貌和环境演化使得古文化遗址的迁移性不同,遗址往往从地势低洼处就近向高爽处迁移。水位降低、水域面积缩小时,遗址从高向低处迁移。当气候温干,地势高爽时,古人类活动频繁,文化发展。而气候温湿,水域面积扩大时,文化遗址迁移频繁,文化层堆积较薄。     

基于封闭湖泊碎屑沉积粒度异常指数定量重建黄旗海1885~2010年间湖面波动

基于沉积序列重建古气候环境是研究全球变化的基础性工作。优选指标应该是各类指标体系中的敏感参数。但是, 各种环境背景变化会模糊其敏感程度, 使重建结果失真。我们创建了一个包含17个参数的粒度系统, 由此提供的粒度异常指数对位于东亚季风区农牧交错带的封闭湖泊黄旗海百余年湖面波动进行了定量重建。结果表明: 异常指数与湖面波动具有非常敏感的相关关系, 其敏感程度远高于普通粒度指标。1885~1895年和1950~1985年间为黄旗海高湖面阶段, 1895~1950年和1985~2010年间为低湖面阶段。这一结果与沉积相、流域降水记录、遥感及文献记录显示的结果一致。不过, 对1990~2010年而言, 粒度异常指数与湖面波动并不相关, 表明这个阶段的湖面升降原因复杂, 明显是受到了人类活动, 如拦河筑坝、开采地下水等的干扰。本研究创建了基于沉积物粒度异常指数定量重建封闭湖泊湖面波动历史, 对研究全球气候变化提供了方法学参考。     

激光粒度仪转速对河流砂质沉积物测量的影响

激光粒度仪是沉积物粒度测量中常用的仪器,通过对河流沉积物的粒度测量发现,激光粒度仪的转速会影响粒度测量结果。实验结果表明:被测样品的颗粒易受撞击而破碎,激光粒度仪转速对样品遮光度有影响;转速太大会使大颗粒的破碎严重,转速太小又会导致样品颗粒不能均匀分散于溶液中,综合分析得出河流砂质沉积物应用Mastersizer 2000激光粒度仪测量的较适宜转速为1 900~2 000 r/min左右,且不宜加超声波震荡。     

内蒙古黄旗海湖泊沉积物δ13Corg记录的环境演变信息

处于高纬度和高海拔地区的内蒙古黄旗海湖泊沉积物δ^13Corg变化反映了气候环境的变化.特殊的自然环境条件造成黄旗海湖泊沉积物δ^13Corg负段对应暖湿环境,偏正段对应冷干环境.自8.2 kaBP开始,δ^13Corg显著降低,表明本区气候转暖;8.2～4.0 kaBP是全新世大暖期,这一时期黄旗海为高湖面,在7.8 kaBP左右本区气候最为暖湿.4.0～2.2 kaBP,δ^13Corg明显偏正,指示气候变为冷干,全新世大暖期结束.在研究时段内δ^13Corg相对于-23.5‰均值的正负偏移主要反映了湖泊有机质生产率和保存条件的变化.这种变化与当时的气候,尤其是湖泊水位的波动有直接关系.     

长江三角洲地区环境演变与环境考古学研究进展

综合分析了20世纪80年代以来长江三角洲地区环境演变与环境考古学研究进展,着重对长江三角洲地区太湖的形成与演变、全新世海侵与海面变化、史前环境的重建以及文化断层成因等方面进行了综述,并指出今后该区环境考古研究的主要内容,包括多学科交叉方法的运用和各种环境代用指标的相互印证、高分辨率研究、考古地层剖面与自然地层剖面的对比、古环境演变的定量研究以及环境质量时空演变特征研究等。