青藏高原东北部泥炭沉积粒度与元素记录的全新世千年尺度的气候变化

通过对青藏高原东北部共和盆地泥炭沉积的粒度与地球化学元素分析, 重建了区域全新世千年尺度的气候变化过程. 结果显示: 10.0~8.6 cal ka BP区域暖湿程度逐渐增加, 但在8.6~7.1 cal ka BP气候相对寒冷干燥, 7.1~3.8 cal ka BP 暖湿程度总体上为全新世最佳, 但也出现明显的气候波动, 3.8~0.5 cal ka BP气候向冷干方向发展, 0.5 cal ka BP以来气候又逐渐转向暖湿. 这一特征与中国东部季风区的气候变化有很好的一致性. 此外, 区域全新世气候变化过程中存在10次千年尺度的寒冷事件, 并与高原冰芯、 湖泊、 泥炭和风成沉积记录的古气候变化, 甚至与北半球高低纬度的气候变化都具有良好的可比性. 因此, 认为区域全新世气候变化具有"季风模式"与"千年尺度震荡"的双重特点.     

青藏高原东北部共和盆地风成沉积地球化学特征及其揭示的气候变化

通过对共和盆地东部风成沉积的地球化学分析,并结合14C和OSL年代,重建了区域末次盛冰期以来气候变化过程。21 ka BP之前气候寒冷偏湿,21～15.82 ka BP为末次盛冰期(LastGlacial Maximum,LGM),气候极为寒冷干燥;15.82～9.5 ka BP气候转暖且偏干,其中14.5～13.6ka BP和11.9～9.5 ka BP气候明显冷干,分别为老仙女木时期(Oldest Dryas,OD)和新仙女木时期(Younger Dryas,YD),而15.82～14.5 ka BP和13.6～11.9 ka BP(BФlling-AllerФd暖期,B/A)相对温暖;9.5～7.2 ka BP暖湿程度明显提高,7.2～5.1 ka BP气候波动频繁,相对冷干和相对暖湿多次更替。5.1～2.7 ka BP暖湿程度基本稳定,之后气候趋于寒冷但湿度明显较大。这些气候变化过程与青藏高原大量的古气候信息记录具有良好的一致性,表明共和盆地气候变化与青藏高原气候变化的高度一致性。     

青藏高原东北缘共和-贵德盆地全新世气候变化

青藏高原东北缘地处现代亚洲季风影响的北界和中国干旱与半干旱气候的过渡地带,沉积物对气候变化敏感,是研究全新世高原冬夏季风系统对全球变化响应的理想地点。笔者根据粉尘搬运的动力学原理,利用温湿度组合、风力强度变化和粉尘源区收扩演变特点,分析了共和-贵德盆地全新世气候波动、区域环境变化以及冬夏季风关系等,主要取得了以下认识:(1)建立了大气粉尘的风力强度指数、粉尘搬运距离指数、大气湍流强度指数、春季近地面气温指数和有效湿度指数等估算方法。(2)全新世时期西南季风是影响共和-贵德盆地的主要夏季风系统,高原冬季风则是影响这个地区的主要冬季风,共和-贵德盆地近地面具有不同的风场演化模式。(3)共和-贵德盆地的全新世气候变化可划分为4个阶段:1大约6.5~4.2kaBP的全新世适宜期以湿度大幅增加、温度小幅升高的暖湿为特点。2在2.6~4.2kaBP期间出现了一次以冷干为特点、粉尘源区扩张、冬夏季风均减弱的环境恶化事件,这次恶化事件在高原季风系统的西北粉尘源区和亚洲季风系统的北方粉尘源区都同样存在。3大约1.2~2.6kaBP时期,粉尘源区收缩、环境好转,推测是夏季风小幅加强的时期。41.2kaBP以后,湿度增加、成壤强度先强后弱,总体环境趋于冷湿。     

风成沉积地层化学元素记录的毛乌素沙地气候变化

毛乌素沙地位于东亚季风边缘区,是研究全球气候变化和沙漠变迁的理想场所。选取沙地东缘风成砂/古土壤/湖沼相沉积序列,以常量化学元素含量及比值变化揭示了全新世的气候变化。结果表明：常量化学元素氧化物含量在全剖面上呈SiO₂ > Al₂O₃ > K₂O > Na₂O > Fe₂O₃ > MgO > CaO,且在不同沉积相中含量存在差异;常量化学元素氧化物与<63 μm粉黏组分及磁化率的相关性分析显示,Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO三者之间呈显著正相关性,且与粉黏组分、低频磁化率（X_lf）也呈显著正相关性,表明<63 μm粉黏组分、X_lf可以反映夏季风的强弱;全新世气候变化存在多次暖湿冷干波动,10.39 ka BP之前出现3次快速的气候颤动,表现为3层风成砂与3层湖沼相互层沉积,指示存在3次冬夏季风交替变化;10.39~9.34 ka BP、8.68~8.29 ka BP、2.72~1.34 ka BP为3次明显的冬季风势力增强、风沙活动加剧的相对冷干气候;在9.34~8.68 ka BP、8.29~2.72 ka BP、1.34~0.62 ka BP为3次明显的夏季风盛行、降水增多、生草成壤的相对暖湿气候;0.62 ka BP之后与现代气候状况相近。化学元素及其比值反映出毛乌素沙地具有千百年尺度的气候波动,并与北半球其他地区气候变化有着良好的对比。     

萨拉乌苏河流域MGS1层段微量元素记录的全新世千年尺度的气候变化

本文以毛乌素沙漠东南缘萨拉乌苏河流域米浪沟湾剖面MGS1层段为代表,试图通过对其的微量元素分析结果探讨该地全新世千年尺度的气候变化.在分析的14种微量元素中,除Cr和Zn以外的12种元素P、Pb、Rb、Nb、Zr、V、Sr、Cu、Ni、As、Ba、Co含量在MGS1剖面的垂直方向上具有这样的分布规律:元素含量值在沙丘砂...     

青藏高原东缘盐源盆地古近纪风成沙丘及其古地理意义*

盐源盆地始新世丽江组沉积时期发育了一套具大型高角度交错层理的红色砂岩,其确切成因对于厘定青藏高原东缘古近纪古地理格局、恢复东亚新生代干旱带与古气候演化过程具有重要意义。文中通过对盐源盆地始新统丽江组红色砂岩的沉积特征进行系统分析,证明该套砂岩的岩性、粒度分布、石英颗粒表面特征与沉积构造等明显不同于水成沉积,而与典型风成沙丘相应特征完全一致,表明其为风成沙丘沉积。结合古近纪研究区的古气候条件、大气环流样式与大地构造背景,笔者进一步推断盐源盆地始新世风成沙丘可能沉积于中国古近纪干旱带内的沙漠环境。根据目前相关研究资料,确认青藏高原东缘存在一个厚度稳定的古近纪风成沙丘富集带。     

孢粉记录的青藏高原东北部更尕海地区中晚全新世植被和气候变化

青藏高原现代季风边缘区中晚全新世气候重建存在较大的差异,对位于青藏高原东北部共和盆地更尕海的GGHA孔岩芯进行了孢粉分析(平均分辨率为80年,最高分辨率约10年),重建了过去6.3ka以来区域植被和气候的演化历史。6.3cal.ka B.P.以来盆区广泛发育以蒿属、藜科和禾本科为主的荒漠植被,以及一定面积的以禾本科和蒿属为主的草原植被,其中:1)6.3~5.6cal.ka B.P.,盆区周围山地发育有少量以松属为主的针叶林,此时夏季风较强,低A/C值指示湖区相对湿度偏低,但湖区周围仍有小面积沼泽草甸发育;2)5.6~4.1cal.ka B.P.,乔木花粉含量显著降低表明周围山地森林面积逐渐减小,至4.1cal.ka B.P.山地森林已衰退消失,盆区草原和荒漠面积有所扩大,莎草科花粉含量低指示湖泊周围沼泽草甸面积缩小,A/C值指示总体湿度有增加趋势;3)4.1~3.1cal.ka B.P.,周围山地森林不再发育,湖区湿度剧烈波动,湖泊周围沼泽草甸发育停滞;4)3.1cal.ka B.P.以来,蒿属和莎草科含量呈下降趋势,A/C值逐渐降低指示干旱化程度加深,以藜科为主荒漠草原面积增加并伴随以禾本科和蒿属为主的草原面积减小,麻黄和白刺含量有所增加,说明研究区气候较前一阶段更加干旱。中晚全新世以来盆区气候和盆区周围山地森林的衰退可能与夏季太阳辐射的降低以及与之相关的亚洲夏季风减弱有关。     

滇西北格贡错那卡湖沉积记录揭示的晚全新世气候变化

云南省西北部高山湖泊格贡错那卡湖（海拔4214 m）地处西南季风区,对气候变化十分敏感。文章以在格贡错那卡湖湖心钻取的1.84 m长的沉积岩芯为研究对象,对粒度、磁化率和总有机碳（TOC）含量等环境指标进行了高分辨率的分析,在精确测年的基础上（²¹⁰Pb测年结合陆生植物残体的AMS ¹⁴C测年建立年代序列）,重建了研究区距今约3570年来的气候与环境变化。结果表明,格贡错那卡湖所在地区近3570年来的气候与环境变化经历了5个较明显的演化阶段：1）在3570~3490 cal.a B.P.期间,气候明显降温、减湿;2）3490~1710 cal.a B.P.期间,气候总体偏冷、较干,其中3490~2860 cal.a B.P.期间气候处于较稳定的最冷干时期,随后在2860~1710 cal.a B.P.期间气候波动地有所增温、增湿;3）1710~930 cal.a B.P.（即240~1020A.D.）期间,为较稳定的暖湿期,年均温较高,温差较小;4）930~80 cal.a B.P.（即1020~1870A.D.）期间,气候总体偏冷较湿,但存在多次短暂变暖;降水总量或冰雪融水可能有所减少,但降水强度或冰雪融水强度变化较大;5）自80 cal.a B.P.（即1870 A.D.）以来,温度明显增加,可能是过去3570年以来温度最高的时期;降水有所减少,气候总体为暖偏湿。该气候特征与相邻地区泸沽湖的乔木花粉含量反映的气候变化非常一致,揭示了研究区气候变化的区域性。

     

浑善达克沙地磁化率和有机质揭示的全新世气候变化

根据浑善达克沙地锡林浩特剖面磁化率、有机质等气候代用指标的变化特征和14C测年结果,分析和讨论了浑善达克沙地10.7kaBP以来的气候变化过程.实验数据显示地层剖面磁化率和有机质值的变化趋势基本一致,且峰值段对应古土壤层,谷值段对应风成砂层.依据磁化率和有机质含量的变化将浑善达克沙地全新世气候变化分为5个阶段:10.7～8.5 kaBP,气候相对冷干,冬季风较强,夏季风相对较弱,但有增强趋势;8.5～5.8 kaBP,气候温暖湿润,夏季风较强,冬季风相对较弱,与全新世最适宜期对应;5.8～3.5 kaBP,气候波动变化频繁,但夏季风和冬季风都相对较弱;3.5～1.9 kaBP,气候温暖湿润,仅次于全新世最适宜期,夏季风较强,冬季风相对较弱;1.9 kaBP以来,气候波动渐变冷干,冬季风逐渐波动增强,夏季风相对逐渐减弱.并且其气候变化与全球变化具有较好的一致性.     

兰州地区新生代最老的风成沉积

黄土高原西部风成沉积的研究,是近年古气候研究的重要问题之一,但对新生代风成沉积底界的认识仍存在争议。渐新世晚期发育于兰州地区的咸水河组的岩性特征与黄土高原的风尘沉积有相似的特征,对其进行系统的沉积相和沉积环境研究对认识黄土高原西部早期风尘沉积有重要意义。本研究对兰州以北厚约916m的凤凰山剖面进行了岩石磁学、粒度、成份分析和电镜等多种分析,初步结果表明,咸水河组大部分黏土没有水平层理,其粒度概率分布曲线、概率累积曲线、组成特征和磁化率、元素含量及扫描电镜与典型黄土、古土壤和红黏土非常相似,为风成沉积,是目前发现的兰州地区新生代最老的风成沉积。这套黏土的色调和磁化率等环境代用指标与黄土高原的第四纪黄土接近,指示了第三纪早期一个低温干旱的地质环境。咸水河组中出现的砂砾石层,以颗粒大、分选差、一般无水平层理或层理不明显为特征,其粒度概率曲线、累积概率曲线与典型河流沉积物非常相似,是河流沉积物,指示了多期河流发育,可能与青藏高原的隆升有关。     

白洋淀地区全新世以来的气候环境变化

白洋淀是华北平原最大的淡水湖泊,是研究全新世气候变化的理想区域。文章选择白洋淀东垒头剖面（厚382 cm）,在8个AMS-¹⁴C测年数据基础上,通过对其189个样品的地球化学元素、粒度和磁化率等指标分析,高分辨率地揭示了白洋淀地区全新世气候变化过程。研究结果显示：1）11335~10300 cal.a B.P.期间,CaO/MgO比值（多高于4.8）、（CaO+K₂O+Na₂O）/Al₂O₃比值（多高于1.3）、CaCO₃含量（多高于12%）和中值粒径（多高于15 μm）均为整个剖面最大值,干旱指数（平均约为0.019）为剖面次高值,CIA值（多低于45）、Ti含量（多低于0.38%）和低频磁化率值（多低于10×10^-8 m³/kg）为整个剖面的最低值,指示气候冷干,受新仙女木事件影响较大;2）10300~8500 cal.a B.P.期间,CaO/MgO比值、（CaO+K₂O+Na₂O）/Al₂O₃比值、干旱指数和中值粒径明显下降,CIA值、Ti含量、低频磁化率值均不同程度上升,指示气候向暖湿发展;3）8500~6000 cal.a B.P.期间,气候总体温暖湿润,干旱指数（平均达0.014）为剖面的最小值,CIA值和Ti含量较高,CaO/MgO比值、（CaO+K₂O+Na₂O）/Al₂O₃比值较低;但该阶段所有指标波动剧烈,8200 cal.a B.P.和6800 cal.a B.P.左右CaO/MgO比值、（CaO+K₂O+Na₂O）/Al₂O₃比值、干旱指数、CaCO₃含量出现高峰值,CIA值和Ti含量出现低峰值,指示2次明显冷干事件;4）6000~4200 cal.a B.P.期间,CaCO₃含量最低,但干旱指数较高,CaO/MgO比值、（CaO+K₂O+Na₂O）/Al₂O₃比值均有不同程度上升,指示气候湿润度有所下降;其中4500 cal.a B.P.为一次明显冷干事件,干旱指数呈现高峰值;5）4200~1035 cal.a B.P.期间,砂含量（多低于2%）、中值粒径（多低于10 μm）为剖面最小值;干旱指数、CaO/MgO比值、（CaO+K₂O+Na₂O）/Al₂O₃比值、CaCO₃含量明显升高,指示气候向着凉干方向发展;干旱指数在2800 cal.a B.P.呈现高峰值,指示一次明显冷干事件,同时,该时段受人类活动影响,低频磁化率值（多高于20×10^-8 m³/kg）明显高于其他时段。

     

Geochemical characteristics of Holocene aeolian deposits and their environmental significance in the Mu Us Desert,northern China

This paper addresses the surface and Holocene aeolian deposits in the southeastern Mu Us Desert, N. China, systematically analysing the evolution of the geochemical characteristics of aeolian sand–palaeosol sequences and their environmental significance. Our results indicate that the geochemical components of the Holocene aeolian deposits and surface deposits had the similar material sources, sediment transport and deposition processes in the study region, which were dominated by SiO₂, Al₂O₃, and Na₂O. In the weathering process of the Jinjie (JJ) profile, the Na, K, and Si presented the slight leaching and migration in general, while the other elements were relatively accumulated. The Holocene aeolian deposits and surface deposits incurred weaker geochemical weathering under cold and dry conditions and were only weakly leached, which implies a relatively arid environment in the Holocene epoch and the modern era. The weathering degree was controlled by the regional temperature and precipitation, and was probably more sensitive to the precipitation changes. In the sedimentary profile, the geochemical parameters and migration of elements demonstrated that there have been several alternating warm–wet and cold–dry intervals in the Mu Us Desert in the Holocene epoch; there were relatively warm and wet conditions prior to 4.6 ka, and it has been cold and dry since then. Six millennial‐scale dry events were recorded during the Holocene, which were not only accordant with the history of palaeoclimatic changes in the different latitudes and archives of the Northern Hemisphere, but also correspond to the millennial‐scale variation of cosmic radiation and solar activity during that period. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

Winter and summer monsoonal evolution in northeastern Qinghai-Tibetan Plateau during the Holocene period

Climate change especially moisture condition in the northeastern Qinghai-Tibetan in China are mainly controlled by the strength and variability of Asian winter and summer monsoon. In this paper, we presented the climate record and related winter and summer monsoonal history in Gonghe Basin, northeastern Qinghai-Tibetan Plateau, based on the geochemical indicators (geochemical elements content, i.e., Fe₂O₃, CaO, Zr and Sr content, and geochemical parameters, i.e., the chemical index of alteration (CIA), Zr/Rb, Rb/Sr, CaO/MgO, SiO₂/TiO₂ and SiO₂/(Al₂O₃ + Fe₂O₃) ratio) of the peat deposits and ¹⁴C and OSL technologies. The regional temperature and humidity gradually increased in 10.0–8.5 cal ka BP, accompanied by enhanced summer monsoonal strength and decreased winter monsoonal strength. But climate became cold and dry between 8.5 cal ka BP and 7.6 cal ka BP owing to the stronger winter monsoon. During the 7.6–3.8 cal ka BP, stronger summer monsoon and weaker winter monsoon led to an optimal warm and humid condition, although it had several cold phases. From 3.8 cal ka BP to 0.5 cal ka BP, the regional climate tended to be cold and dry, with increasing winter monsoonal strength and decreasing summer monsoonal strength. Thereafter, the relatively warm and humid climate appeared again, due to the stronger summer monsoon. That is to say, the regional climate conditions are mainly related to the winter and summer monsoonal changes. These changes are consistent with palaeoclimatic records (monsoonal model) from the region influenced by the Asian monsoon in eastern China. In addition, nine cold events were recorded: 8.5–7.8 cal ka BP, 6.1–5.6 cal ka BP, 5.2–4.8 cal ka BP, 4.7–4.3 cal ka BP, 4.1–4.0 cal ka BP, 3.8–3.4 cal ka BP, 3.0–2.3 cal ka BP, 1.4–1.3 cal ka BP, and 1.0–0.5 cal ka BP, which are coincident with cold fluctuations in the high and low latitudes of the Northern Hemisphere on a millennial scale, as recorded by lakes, peat sediments, and ice cores in the Qinghai-Tibetan Plateau. In conclusion, Holocene millennial-scale climatic changes in Gonghe Basin were controlled by the dual function of Asian monsoonal changes and global cold fluctuations.     

Holocene Moisture Variation Recorded by Aeolian Sand‐Palaeosol Sequences of the Gonghe Basin,Northeastern Qinghai‐Tibetan Plateau,China

The northeastern Qinghai-Tibetan Plateau(QTP) of China is located at the triple junction of the Asian winter and summer monsoons and the westerlies, where paleoclimatic evolution has an important scientific significance for recognizing the spatial-temporal pattern of Asian monsoons in the past and predicting environmental change in the future. Nevertheless, the framework of the Holocene moisture variation and related mechanisms remain controversial, owing to complex hydroclimatic conditions trig...     

广东西樵剖面主量元素记录的全新世气候突变

以广东佛山市西樵山（22°56'15"N,112°57'16"E）全新统厚153 cm的河湖相及红土为研究对象,在11个AMS-¹⁴C测年数据和沉积物主量元素分析的基础上探讨全新世以来该剖面的化学风化特征及古环境意义,对具有明确指示化学风化意义的脱硅富铝铁化指标Al₂O₃/SiO₂和（Al₂O₃+TFeO）/SiO₂进行分析,结合孢粉指示的古生态,确定了气候旋回与化学风化旋回之间的关系,为南亚热带地区全新世环境演变提供了地球化学证据。研究结果表明,西樵山全新统共记录了13次弱风化-冬季风事件,其中发生于2000 cal.a B.P.（xc1）、2900 cal.a B.P.（xc3）、4100 cal.a B.P.（xc4）、5300 cal.a B.P.（xc5）、7800 cal.a B.P.（xc10）、9300 cal.a B.P.（xc11）、9500 cal.a B.P.（xc12）和9700 cal.a B.P.（xc13）的事件可对应北大西洋深海沉积Bond事件1~8,前6次事件与南海陆坡北部的17940孔10 ka B.P.以来的6个弱季风事件相应,且这13个冷事件几乎都可与太阳黑子活动最小值阶段相对应。这意味着西樵山剖面全新世突变事件除受北半球高纬冰量变化的影响外,可能还在相当程度上受到太阳活动的强迫。

     

青藏高原东缘叠溪海盆地40～30 ka BP高分辨率快速气候变化记录

对岷江上游地区叠溪古堰塞湖底部沉积物进行AMS14C定年,得到其沉积时间起始时间约为40.5kaBP。通过沉积物粒度特征的研究得知,粒度指标可以反映降水量变化进而反映气候干湿变化,此外,粒度均值曲线与格陵兰冰心(GISP2)及南京葫芦洞石笋氧同位素曲线的显著相似性说明,粒度特征对全球性气候变化有响应,可以反映气候的冷暖变化。由此,研究区古气候演变可以划分为3个阶段:阶段Ⅰ(40.5～33.4kaBP)气候冷干,阶段Ⅱ(33.4～31.7kaBP)气候暖湿,阶段Ⅲ(31.7～31.1kaBP)气候较暖湿。而粒度均值曲线与冰心及石笋氧同位素曲线的差异,一方面可能是由于地理位置的差异,另一方面可能与当时太阳辐射变化情况以及季风作用有关。     

Climatic change recorded by stable isotopes and trace elements in a British Holocene tufa

Combined stable isotope (δ¹⁸O and δ¹³C) and trace element (Mg, Sr) geochemistry from bulk tufa calcite and ostracod shell calcite from an early Holocene British tufa reveal clear records of Holocene palaeoclimatic change. Variation in δ¹⁸O is caused principally by change in the isotopic composition of Holocene rainfall (recharge), itself caused mainly by change in air temperature. The δ¹³C variability through much of the deposit reflects increasing influence of soil‐zone CO₂, owing to progressive woodland soil development. Bulk tufa Mg/Ca and Sr/Ca are controlled by their concentrations in the spring water. Importantly, Mg/Ca ratios are not related to δ¹⁸O values and thus show no temperature dependence. First‐order sympathetic relationships between δ¹³C values and Mg/Ca and Sr/Ca are controlled by aquifer processes (residence times, CO₂ degassing and calcite dissolution/reprecipitation) and probably record intensity of palaeorainfall (recharge) effects. Stable isotope records from ostracod shells show evidence of vital effects relative to bulk tufa data. The ostracod isotopic records are markedly ‘spiky’ because the ostracods record ‘snapshots’ of relatively short duration (years), whereas the bulk tufa samples record averages of longer time periods, probably decades. The δ¹⁸O record appears to show early Holocene warming, a thermal maximum at ca. 8900 cal. yr BP and the global 8200 yr BP cold event. Combined δ¹³C, Mg/Ca and Sr/Ca data suggest that early Holocene warming was accompanied by decreasing rainfall intensity. The Mg/Ca data suggest that the 8200 yr BP cold event was also dry. Warmer and wetter conditions were re‐established after the 8200 yr BP cold event until the top of the preserved tufa sequence at ca. 7100 cal. yr BP. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.