中国第四纪冰期划分与第四纪地层层位关系的探讨

中国第四纪大冰期问题争论已久。实践证明,李四光教授划分的四次冰期是正确的。近年的资料表明,鄱阳冰期以前还有冰期和冰缘期存在,补充了李四光教授晚年时提出的意见。同时,由于气候地层原则的推广应用,冰期和间冰期对我国第四纪地层划分所起的作用,也日渐显现出来了。本文简要报道这两方面的成果。     

兰州黄土记录与万年尺度气候变化周期

冰期成因及万年尺度气候变化周期和原因历来是地学界研究的重大课题之一,并提出了各种假说,但只有米兰科维奇的冰期成因天文理论采用了数学模型,可计算进入地球表面太阳辐射量随时间纬度的变化,解释了冰期成因。我国黄土高原西部黄土具有沉积速率大,地层连续、记录完整、分辨率高等优点,对于提取全球气候变化信息具有重大价值。末次冰期     

我国东部更新世以来海侵与深海岩心对比

我国东部沿海平原和丘陵山地在第四系地层及地貌上留有明显的海面变化证据。十多年来研究资料日益增加,逐步深入,并多同第四纪冰期进行了联系。但在对比中往往局限于阿尔卑斯的经典冰期概念,对于全新世的高海面尚有不同意见。本文拟就已发表的成果,对我国第四纪海平面的变化及其同冰期旋迴的关系提出尝试性的对比,供进一步研究。     

关于华南板块新元古代冰川作用及其古纬度的讨论

新元古代普遍认可的冰期有凯噶斯、司图特、马林诺、噶斯奇厄斯, 而在华南板块只有江口(司图特)冰期和南沱(马林诺)冰期具有明确的沉积记录. 凯噶斯冰期只有同位素和化学指标的显示, 表明可能存在寒冷气候和局部山岳冰川. 噶斯奇厄斯冰期在华南板块则对应于陡山沱组沉积期间年龄相当的一个碳同位素负漂移, 不过不说明华南板块是冰川气候. 江口冰期期间华南板块无古地磁数据, 因此其古地理位置不确定. 凯噶斯和南沱冰期期间华南板块均处在中纬度. 根据现有资料, 在上述新元古代冰期期间华南板块均可能处在相似的中纬度.     

新的SIMSU-Pb锆石年龄及其对南沱冰期时代的限定

<正>大塘坡组是位于古城冰期和南沱冰期之间的间冰期沉积,为一套含锰细碎屑岩和含锰碳酸盐岩,底部以含锰碳酸盐岩或黑色含锰的炭质泥岩为特征.由于古城冰期和南沱冰期分别可与国际上的Sturtian和Marinoan两大冰期对比,因此大塘坡组是国际新元古代全球极端寒冷气候(雪球地球)研究的一个热点.应用高精度的SIMS U-Pb锆石定年方法,对采自湖北长阳大塘坡组中部凝灰岩夹层中的锆石进行U-Pb定年     

古乡冰期和白玉冰期的宇宙成因核素10Be定年

古乡冰期和白玉冰期是青藏高原迄今划分的第四纪冰期中，具有代表性的2个冰期，他们被广泛看作是高原及周边山地晚第四纪冰期划分的蓝本，但这两次冰川作用年代一直处于推测状态．运用宇宙成因核素测年方法对这两次冰川作用遗留的冰川漂砾的暴露年龄进行了定年研究，得到古乡冰期漂砾的暴露年龄为（112．9±16．7）～（136．5±15．8）ka BP，白玉冰期漂砾的暴露年龄为（11．1±1．9）-（18．5±2．2）ka BP．从而确认，2个冰期可分别与深海氧同位素6阶段和2阶段对应．     

"地球冰期说"质疑

科学家们推测,在地球历史上曾经出现过许多次大规模的,不仅在南北极和高山之巅银装素裹,包括低纬度、低海拔的地区也被冰雪覆盖并分布大量冰川的全球性“冰期”。其中有三次“大冰期”——即震旦纪冰期、石炭纪-二叠纪冰期和第四纪冰期。     

第四纪冰期循环40 ka周期的一种解释以及模拟尝试

越来越多的资料证实, 从第四纪和第三纪晚期到大约900 ka前的中更新世转变前(MPT, mid-Pleistocene transition), 北半球冰期变化周期为40 ka, MPT之后转变为100 ka. 一般作为外强迫来解释冰期间冰期循环的北半球中高纬度夏季太阳辐射变化是由地球轨道进动控制的, 但其主要周期是 20 ka, 这和实际的冰期间冰期循环的周期不相符. 定义了一个能量指标C和响应阈值Ct, 前者表示外部辐射能量的供给大小, 后者代表了气候系统的整体响应. C与Ct的大小关系决定冰原融化或者积累, 控制间冰期的开始和结束的时间, 并决定冰期循环的周期. 基于能量阈值假设, 从一个概念模式出发对冰期循环周期和控制因子进行了模拟试验. 结果显示, 能量指标C和阈值Ct不仅能够解释中更新世转变之前冰期的40 ka周期变化, 也能够部分地解释MPT之后冰期的准100 ka周期变化, 其中40 ka是冰期循环的基本周期, 从而揭示了MPT前后气候系统变化和周期演变的内在连续性.     

250万年以来的37个气候旋迴

第四纪气候演化的重要特征为冰期与间冰期的交替旋迴。自70年代早期以来,四次冰期的经典模式逐渐被多重冰期的概念所替代。然而,第四纪气候到底经历了多少次冷暖旋迴,至今仍然是一个亟待解决的重要问题。     

对地球大冰期成因的新看法

地球在其4.6Ga的演化史中,共出现过7次大冰期.关于其成因,李四光曾提出过解释,文献对各种学说进行过概括,其共同点是:大冰期形成的最终原因乃地球上得到的太阳辐射量减少之故.这些学说均无法解释距今2.2～1.0Ga间无大冰期出现的事实.本文提出了一种新看法,认为大冰期的成因不是太阳辐射的减少,而是银河系旋臂磁场与地球磁场相互作用的结果.     

晚冰期我国东部大地水准面的变化及其对海面变化的影响

Mrner提出了大地水准面型海面变化的理论,引起了广泛的关注。可对于我国大地水准面的变化及其对海面变化的影响,至今无人论及。当讨论海面变化与气候变化的关系时,作者发现我国东部晚冰期海面的变化与世界气候变化不相协调。进一步与全球海水量的变化进行比较,发现两者存在一定的偏离,并且开始偏离的时间,正好对应于哥德堡古地磁极性漂移事件。因此,作者认为晚冰期我国东部大地水准面曾一度发生过变化。     

全新世长江三角洲的形成和发育

为了提高石油和天然气的勘探、开发效率,为古三角洲的研究提供对比模式和识别标志,1973年以来,我们对长江三角洲进行了比较系统的研究,取得了一些初步认识,现简要报道于下。 长江源远流长,水量丰富,是我国第一大河。晚冰期低海面时,它出宁镇山脉后,继续东流,横穿现代东海大陆架,直至大陆架边缘人海.晚冰期后,随着世界海面的上升,河口逐渐后     

关于东海大陆架晚更新世最低海面

晚更新世玉木冰期是全球性的,它所引起海面的下降和升高具有世界性的意义。玉木冰期的发育与退缩有过数次较大的波动,对于冰期所引起的海面变化和最低海面位置及形成时代的研究,不仅可以揭示古岸线的变化,也有助于大陆架沉积过程与地貌演变的研究。 对东海大陆架晚更新世最低海面的问题,许多学者作过研究。埃默里、新野弘和沙利文认     

南沙海区末次冰期以来黑碳的沉积记录

位于南沙海区的１７９６２柱状样提供了约 ３０ ｋａ以来的沉积记录．从中提取的反映火灾历史的黑碳数据揭示出在冰期，特别是在 １８ ｋａＢＰ前后的盛冰期，黑碳含量和堆积速率波动较大，而全新世则相对稳定得多．黑碳稳定同位素组成表明，从冰期到全新世，其燃烧的前身物主要是以Ｃ４植物为主的草本植物．南海南部周围地区以草本植物为主的亚高山、高山植被带是可能的黑碳来源区．冰期与全新世该地区垂直植被带的变化导致了黑碳沉积特点的变化．     

巴丹吉林沙漠东南缘砂楔年代及其环境意义

巴丹吉林沙漠东南缘新近发现的多处砂楔群和融冻褶皱,分别形成于砂砾石层和湖相沉积地层中,楔内充填物的光释光年龄证明其是末次冰期和晚冰期的产物.巴丹吉林沙漠在末次冰期和晚冰期时处于多年冻土带,年平均气温约为-3~-6℃,较现在降温约12~15℃.其时,整个阿拉善高原与纬度多年冻土带和青藏高原冻土区相连接,沙漠腹地及周边的沙丘应处于冻土状态,沙丘的移动和风沙地貌发育均会受到影响.在冷期,巴丹吉林沙漠很有可能相当于冰冻圈气候,前人关于中国北方沙漠非冻土区的认识值得商榷.     

触发和驱动第四纪冰期的机制是什么?

晚新生代地球环境演化的重要事件包括冰期气候和人类起源等,其中,冰期及其旋回问题受到广泛关注,但迄今没有被广泛接受的理论解释.地球构造活动诱发的地表风化强度和大洋环流变化,改变了大气CO_2含量和地表热量传输过程,其与地球运动轨道变化调制的太阳辐射量变化周期,包括地球轨道偏心率、黄赤夹角和岁差等,共同驱动了第四纪大冰期降临及旋回变化.其中,太阳辐射量变化起主导作用.在包括海陆配置、大气CO_2、洋流变化、岩石风化等达到临界点的背景下,太阳辐射量变化驱动着第四纪冰期气候旋回变化.在晚上新世,由于地表化学风化加强、深海沉积埋藏碳增多,使得大气中CO_2含量减少,温室气体效应减弱;加上高纬地区接受太阳辐射量降到临界值,高纬地区冰川发育并形成强大的反馈机制,北半球冰期来临并在之后发生了中更新世冰期气候转型.在上新世-更新世的古气候变化中,存在~400,100,41和23ka等周期,这是太阳辐射量变化驱动的结果;其中,大气CO_2和冰冻圈反馈起到重要的放大作用.近200年以来,人类急剧向大气中排放CO_2气体,增强了温室气体效应,可能改变冰期气候的趋向.     

末次冰期以来全球陆地植被中C3/C4植物相对丰度时空变化基本特征及其可能的驱动机制

末次冰期以来的陆地植被中C3/C4植物相对丰度变化的主要驱动因素曾被广泛的争论,尽管越来越多的研究者认同气候因素,而不是大气CO2浓度,是最主要的驱动因素.但对于某一具体的研究区域而言,温度还是降水是最主要的驱动因素,仍存在不同的认识.由于具体的研究区域,温度和降水的变幅相对有限,且经常协同变化,因此从更广阔的空间尺度来对有关研究结果进行总结,或许可获得更清晰的认识.对全球末次冰期以来的C3/C4植物相对丰度变化记录进行梳理,发现其存在明显的规律性,即:除地中海式气候地区外;在高纬度地区,末次冰期以来,均以C3植物占绝对优势;在中纬度地区,末次冰期至全新世,C4植物相对丰度上升;而低纬度地区,末次冰期至全新世,C4植物相对丰度下降.结合现代过程研究结果,探讨了末次冰期以来陆地植被C3/C4植物相对丰度变化的驱动机制,认为在末次冰期以来的大气CO2浓度背景下,温度是C3/C4植物相对丰度的首要控制因素,温度条件满足之后,则水分条件成为主要控制因素.这些认识对于将来获得的更高分辨率的过去C3/C4植物相对丰度记录的气候环境信息解译,以及在可靠的温度和大气CO2浓度背景条件下,理解更长时间尺度的C3/C4植物相对丰度变化的驱动机制,均具有一定的意义.     

冰河时期大型动物灭绝寻凶

<正>究竟是人类还是气候变化导致上一个冰期大量大型哺乳动物灭绝,这一直是考古学家们持续探讨的问题,丹麦奥胡斯大学的研究人员对冰期大型动物的灭绝进行了首次全球分析,结论显而易见——人类才是罪魁祸首。这项研究明确地指出人类是过去10万年间导致世界各地大型动物大规模灭绝的主要原因。"我们     

中亚粉尘东输可能对全球降温起关键性作用

冰期-间冰期旋回发生的原因一般认为可以用米兰科维奇理论来解释, 但是米兰科维奇理论也留下了一系列至今未解的难题. 对中亚粉尘的向东输送进行研究后发现, 在粉尘东输通量和全球气温降低之间可能存在一种正反馈机制, 放大了北半球高纬度太阳辐射改变的效果, 并最终导致了全球冰期的发生. 在这个正反馈机制中, 启动条件是北半球高纬大陆接收的太阳辐射量减弱, 最终结果是全球降温, 全球冰期发生, 关键性因素是中亚粉尘的东输. 使用这个正反馈机制, 可以较好解答“米兰柯维奇理论” 留下的难题.     

晚古生代大冰期碳-水循环回顾与展望

晚古生代大冰期(360～260 Ma)是地球上自动植物繁盛以来持续时间最长的冰期事件,记录了陆地自有高等植被和复杂陆地生态系统以来,唯一的一次从“冰室气候”向“温室气候”的转变.针对晚古生代大冰期的研究大多聚焦于全球碳循环以及冰川性海平面变化等方面,对大冰期的水循环研究相对较少,并且其主要基于气候模拟研究结果.随着单颗粒锆石精确测年技术的应用,高精度的综合地层框架使得冈瓦纳中高纬度地区冰川消长与低纬度地区沉积记录、生物多样性与演化及各种全球地球化学记录建立时序关系,为研究地球循环系统和反馈机制提供了基础条件.目前,对晚古生代大冰期碳同位素变化趋势已有较好认识,存在3次显著的碳同位素正漂事件,依次为杜内中期、巴什基尔早期和阿瑟尔早期,并且在时间上与冈瓦纳大陆识别的3次冰川高峰吻合.在宾夕法尼亚亚纪卡西莫夫末期发生了一次短暂的碳同位素负漂事件,引起显著的全球变暖和海洋缺氧.冰川体积与古热带区域气候动态在天文轨道周期尺度至1～8个百万年的冰期-间冰期时间尺度上都具有耦合关系.在各种时间尺度上,晚古生代大冰期地球表层系统各个圈层之间的反馈过程都非常复杂.因此,今后需在高精度综合地层框架下,开展...