河北三河上更新统——全新统磁化率变化旋回分析

为了获取河北三河地区上更新统-全新统古气候和古环境变化,在该区实测一地层剖面,采集磁化率样品进行测试,以磁化率变化为沉积环境代用指标,在前人研究确立的地质年代框架下,运用频谱分析、演化谱分析等方法对地层垂向磁化率变化进行旋回分析。结果表明研究区冲积沉积中存在23ka的岁差尺度旋回,由于剖面较短未识别出更长周期的斜率和偏心率旋回。根据分析结果计算出剖面沉积时限为4-45ka,属于晚更新世晚期至全新世早期河流砂坝和泛滥平原沉积,平均沉积速率为24cm/ka。磁化率的变化与粒度变化具有正相关性,粗粒沉积磁化率较高、细粒沉积磁化率较低;磁化率的变化受岁差驱动气候变化影响,岁差高值时大气降水对河流补给增多,陆源碎屑增多提高了沉积物中磁性矿物的含量,反之,则磁性矿物少,磁化率低。岁差驱动气候变化在河流冲积物中的发现,为河流冲积沉积天文驱动气候变化研究提供参考依据,为第四纪冲积沉积和地质事件研究提供新的年龄约束手段。     

黄土磁化率对千年-百年尺度气候事件的记录及其古气候意义

中国黄土高原的黄土-古土壤风尘堆积序列具有粒度细、沉积速率高和连续性好等特征,是古气候学研究的重要组成部分。黄土沉积物在轨道尺度上与全球气候关系密切,可以记录千年-百年尺度的快速气候事件。中国黄土古气候学取得的核心成果之一,就是磁化率可以作为东亚夏季风替代性指标,然而,磁化率在古气候研究中存在多解性,导致其在高分辨率研究中应用较少。文中选择黄土高原的赵家川和巴谢剖面磁化率数据,通过与格陵兰冰心和中国石笋等高分辨率古气候记录进行对比,发现赵家川剖面磁化率记录了4次Heinrich事件,巴谢剖面磁化率记录了全新世以来新仙女木、9.2 ka和4.2 ka 3次气候快速恶化事件。通过对比分析巴谢剖面磁化率记录的3次快速气候事件及其可能的驱动因素,认为太阳辐射减弱可能是主要因素。     

Test of magnetic susceptibility and grain-size age models of loess

Ages of the stratigraphic boundary MIS1/2 and MIS3/4 of the Yuanbu loess section in Linxia are used as the basis of the nodal control age. The age of MIS1/2 and MIS3/4 are obtained from the latest international research result—the climatic events recorded in the stalagmite in the Hulu Cave in Nanjing, that MIS1/2 is 11.5 kaB.P. and MIS3/4 is 59.8 kaB.P.. The ages of the two climatic events contain three nodal age control models (Model 1: 0 kaB.P.—59.8 kaB.P.; Model 2: 0 kaB.P.—11.5 kaB.P. and 11.5 kaB.P.—59.8 kaB.P.; Model 3: 11.5 kaB.P.—59.8 kaB.P.), which are used as the nodal control age separately. The deposition times of various stratigraphic horizons are calculated by using the magnetic susceptibility age model and grain-size age model, and then compared with each other. In addition, the AMS14C age, OSL age and the ages of YD and H events are compared with the ages of the corresponding horizons calculated by the three models of nodal control ages. From the analyses of lithologic characters and climatic stages it has been found that both the magnetic susceptibility age model and the grain-size age model have some defects. Because the accurate control ages are selected as the nodal points of the glacial period or interglacial period, the stratigraphic deposition times determined by the high resolution of magnetic susceptibility age model and grain-size age model approximate to the actual ages. As for the relative accuracy of the two age models, the magnetic susceptibility age model is more accurate than the grain-size age model.     

Test of magnetic susceptibility and grain-size age models of loess

Ages of the stratigraphic boundary MIS1/2 and MIS3/4 of the Yuanbu loess section in Linxia are used as the basis of the nodal control age. The age of MIS1/2 and MIS3/4 are obtained from the latest international research result—the climatic events recorded in the stalagmite in the Hulu Cave in Nanjing, that MIS1/2 is 11.5 kaB.P. and MIS3/4 is 59.8 kaB.P.. The ages of the two climatic events contain three nodal age control models (Model 1: 0 kaB.P.—59.8 kaB.P.; Model 2: 0 kaB.P.—11.5 kaB.P. and 11.5 kaB.P.—59.8 kaB.P.; Model 3: 11.5 kaB.P.—59.8 kaB.P.), which are used as the nodal control age separately. The deposition times of various stratigraphic horizons are calculated by using the magnetic susceptibility age model and grain-size age model, and then compared with each other. In addition, the AMS14C age, OSL age and the ages of YD and H events are compared with the ages of the corresponding horizons calculated by the three models of nodal control ages. From the analyses of lithologic characters and climatic stages it has been found that both the magnetic susceptibility age model and the grain-size age model have some defects. Because the accurate control ages are selected as the nodal points of the glacial period or interglacial period, the stratigraphic deposition times determined by the high resolution of magnetic susceptibility age model and grain-size age model approximate to the actual ages. As for the relative accuracy of the two age models, the magnetic susceptibility age model is more accurate than the grain-size age model.     

太原盆地QK1钻孔60ka.B.P以来气候环境演化的沉积记录

通过对太原盆地QK1钻孔60 ka.B.P.以来的沉积物进行粒度、磁化率分析,探讨了太原盆地60 ka.B.P.以来的气候环境演化过程。太原盆地60 ka.B.P.以来主要经历了以下演化阶段:59.6～40 ka.B.P.属滨湖相沉积;40～31.5 ka.B.P.属以河流相漫滩沉积;31.5～14.58 ka.B.P.属河流相边滩沉积;14.58～12.5 ka.B.P.河流相漫滩沉积;12.5～9 ka.B.P.河漫湖泊沉积;9 ka.B.P.至今属河流相边滩沉积。60 ka.B.P.以来太原盆地的气候由温暖偏湿转为温暖湿润,在末次冰期表现为寒冷干燥,进入全新世大暖期以后,气候具有全球性特征的同时也兼具区域性特点。各指标分析表明太原盆地的气候环境演化主要受全球性气候变化及区域气候的影响,由于盆地沉降中心与边缘沉积速率的差异,在一定程度上受到地区构造活动的影响。     

汉江上游归仙河口剖面地球化学特性及其意义

对汉江上游谷地归仙河口剖面的常量元素分布进行研究,结果显示:归仙河口剖面风成黄土的化学成分以SiO2、Al2O3和Fe2O3为主,Ca、Na、Mg、Si相对于K表现为迁移淋失,Fe、Al相对富集,元素的活动性及迁移序列为CaNaMgSiKAlFe,Ca、Na、K的迁移特征说明其达到中等风化阶段.化学蚀变指数、K2O/Na2O、SiO2/Al2O3、(CaO+K2O+Na2O)/Al2O3和(Al2O3+Fe2O3)/(MgO+CaO+Na2O)等地球化学参数,说明古土壤S0形成时期的化学风化最强烈,黄土L1、Lt和L0形成时期的风化作用相对较弱;揭示汉江一级阶地抬升(18.0ka B.P.前后)以来气候干冷,11.5ka B.P.开始气候转向暖湿,8.5ka B.P.开始气候最为暖湿,3.0ka B.P.开始气候骤然恶化;并记录到4次洪水事件,分别发生在12.5~12.4ka B.P.、7.5~7.0ka B.P.、3.1~3.0ka B.P.和1.0~0.9ka B.P.期间.     

渭河宝鸡峡全新世古洪水事件研究

通过对渭河流域的调查,在渭河上游宝鸡峡谷发现了含有典型古洪水滞流沉积层的全新世黄土古土壤剖面.对该剖面进行磁化率、烧失量、碳酸钙、粒度等指标的分析测定和论证,明确了古洪水滞流沉积物的基本特点,揭示出全新世古洪水事件的沉积学记录.根据这组古洪水沉积层出现的地层位置和磁化率等气候变化指标,通过与渭河流域诸多剖面的对比,并且结合该剖面所含的龙山文化层和西周文化层考古学断代,确定渭河宝鸡峡谷全新世特大洪水事件发生在3 200~3 000 a B.P..     

贵州荔波42.0kaB.P.~65.0kaB.P.气候变化的石笋记录

对贵州荔波董哥洞D42石笋进行TIMS-U测年和碳、氧同位素分析,建立末次冰期42．0ka B．P．～65．0ka B．P．的古气候变化时间序列。研究结果表明,荔波地区在65．0ka B．P．～42．0ka B．P．石笋记录的冷暖事件所反映出的季风气候变化,大致可分为3个气候阶段;65．0ka B．P．～60．6ka B．P．相当于海洋氧同位素MIS4晚期,反映本阶段东亚冬季风强盛,气温降低,表现为干旱寒冷的气候环境;60．6ka B．P．～48．4ka B．P．相当于海洋氧同位素MIS3早期,反映东亚夏季风相对增强,气温升高,有效降水相对较少,表现为温暖半干旱的气候环境;48．4ka B．P．～42．0ka B．P．相当于海洋氧同位素MIS3中期,显示东亚夏季风由强变弱,东亚冬季风相对增强,表现为干旱冷凉的气候环境。石笋记录揭示的2次寒冷事件在各类沉积物中均有记录,反映为全球变化的气候事件,相当于北大西洋沉积物中的Heinrich5和Heinrich 6冷事件,可以进行全球对比,显示荔波地区与北极地区存在着古气候的遥相关。     

兰州黄土高分辨率定年模型的探讨

运用末次间冰期以来兰州西津黄土钻孔和靖远剖面的磁化率、粒度,分别以综合年龄模型MG、粒度年龄模型、磁化率年龄模型、综合年龄模型GM为计算方法,建立了兰州和靖远黄土末次间冰期以来的4种时间标尺.经过线性拟合、多项式拟合的相关性分析和具有同步信号的气候变化事件的验证,表明综合年龄模型MG具有较高精度,在一定程度上证明了该方法建立兰州黄土地层年代标尺的可行性.在重建第四纪兰州黄土长序列高分辨率、高精度的年龄框架时,磁化率年龄模型用于计算古土壤层,粒度年龄模型用于计算黄土层,得出综合年龄模型MG比单个年龄模型计算整个剖面年龄更加准确,相对精度更高.     

漳卫河流域中更新世晚期以来沉积物特征及古环境分析

通过漳卫河流域ZKD-3钻孔前78.6 m沉积物的光释光测年结果和粒度、磁化率测试结果进行分析,还原了漳卫河流域220 ka B.P.以来的古环境的演化历史。根据测试结果,可将漳卫河流域220 ka B.P.(距今220千年)以来古环境分为5个变化阶段:223.4～196.5 ka B.P.气候温暖湿润;196.3～187.3 ka B.P.气候开始转向寒冷干燥;185.6～87.4 ka B.P.气候为寒冷干燥,并逐渐转向温暖湿润;84.5～12.6 ka B.P.气候整体为寒冷干燥;9.87～0.68 ka B.P.经历了温凉略干→温暖湿润→温凉偏干。漳卫河流域的气候演化既具有全球气候变化一致性特征,同时也受区域特征的影响。     

山西临猗杨范第四纪沉积剖面初步研究

通过对杨范剖面黄土地层岩性特征、沉积结构、质量磁化率和频率磁化率的分析及与深海氧同位素曲线的对比,划分了剖面地层,初步确定了黄土沉积始于1.20 Ma B P,黄土沉积以来该区发生了13次大的干冷-暖湿气候变化;沉积转型指示河流强烈加积转变为河流侵蚀,代表约在1.20 Ma B P发生过一次强烈的构造抬升事件。     

潮白河下游晚更新世晚期—全新世早期地层粒度特征研究

本文通过潮白河下游第四纪剖面测量,采集光释光样品2个,显示剖面年龄为12.36±1.76ka ~5.15±0.80ka,为晚更新世晚期到全新世早期沉积,结合地层厚度,该地区平均沉积速率为0.038cm/a。共采集37个粒度样品,频率曲线特征是：双峰、左偏双峰、右偏双峰、三峰,说明沉积物成分复杂。概率累计曲线特征是三段式,滚动组分含量存在变化,说明水动力条件存在强弱的更替。地层至下而上沉积模式是粘土—粉砂—粉砂质粘土。结合区域地质特征,综合分析潮白河下游晚更新世晚期—全新世早期沉积环境为泛滥平原沉积;本文研究结果可为潮白河中下游沉积过程研究、地下水综合利用与开发提供重要地质资料。     

漳卫河流域中更新世早期以来沉积物特征及古环境分析

本文通过漳卫河流域ZKD-3 钻孔前78.6m沉积物的光释光测年结果和粒度、磁化率测试结果进行分析,还原了漳卫河流域220kaB.P.以来的古环境的演化历史。根据测试结果,可将漳卫河流域220ka BP以来古环境分为5个变化阶段：223.4~196.5ka B.P气候温暖湿润;196.3~187.3ka B.P.气候开始转向寒冷干燥;185.6~87.4ka B.P. 气候为寒冷干燥,并逐渐转向温暖湿润;84.5~12.6ka B.P.气候整体为寒冷干燥,;9.87~0.68 ka B.P.经历了温凉略干→温暖湿润→温凉偏干。漳卫河流域的气候演化即具有全球气候变化一致性特征,同时也受区域特征的影响。     

青藏邛多江盆地40.4~30.0 cal ka BP湖相沉积物粒度特征及其古气候意义

对青藏邛多江盆地一段连续沉积剖面4个湖相沉积物样品进行AMS14C测年,得到此剖面的顶底年龄分别为30.0 cal ka BP和40.4 cal ka BP。并分析沉积物粒度的平均粒径(M_z)、中值粒径(M_d)、标准偏差(σ_1)、分选系数、频率分布曲线等,将研究区的古气候演变划分为5个阶段:阶段Ⅰ(40.4~38.5 cal ka BP)气候湿润期、阶段Ⅱ(38.5~35.4 cal ka BP)气候干旱期、阶段Ⅲ(35.4~32.4 cal ka BP)气候湿润期、阶段Ⅳ(32.4~31.7 cal ka BP)气候动荡期、阶段Ⅴ(31.7~30.0 cal ka BP)气候转干期。对比发现,粒度曲线与格陵兰冰芯氧同位素曲线有较好的响应,而且发现40.4~30.0 cal ka BP时期邛多江盆地有两次显著的气候事件:39.4 cal ka BP短暂干旱事件和35 cal ka BP强降水事件,而粒度均值曲线与格陵兰冰芯氧同位素曲线的差异,可能与特强夏季风有关。     

成都平原4 ka以来地层磁化率特征及气候变化意义

对成都金沙遗址IT6814探坑约4 m厚地层的5 cm间距磁化率分析,建立了成都平原4 ka以来的质量磁化率曲线和频率磁化率曲线.根据质量磁化率和频率磁化率特征结合粒度中值曲线对比,探讨了金沙遗址4 000 a来的气候环境变化,划分出成都平原的三个气候阶段:4 000～3 380 aBP,气候偏湿;3 380～1 700 aBP,气候条件相对湿热;1 700 aBP～20世纪90年代初,气候逐渐偏干冷.     

辽南地区末次冰期以来的环境变化

本文通过对大连七顶山黄土剖面的光释光(OSL)年代、磁化率、地球化学元素、粒度特征等数据,综合分析辽南地区末次冰期以来的环境变化过程,研究结果显示:相当于黄土高原马兰黄土的堆积形成时代为距今125ka。在末次冰期早期(MIS4-5d),86-113ka,沉积物质量磁化率介于6.97-24.14×10-8m3kg-1之间,平均值为14.699×10-8m3kg-1;颗粒粒径较细(3.89-5.22准);硅铝率平均值6.756;风化淋溶系数0.4-0.73之间;退碱系数均值0.333;镁铝比均值22.901。与末次冰期晚期相比,质量磁化率值较高,化学元素各项指标值较低,明了该阶段辽南整体气候环境较为干冷,但并未达到末次冰期晚期程度。而在末次冰盛期时(22-31ka,MIS2),磁化率平均值为6.974×10-8m3kg-1,明显低于末次冰期早期,粒度均值处于3.47准-4.77准之间,主要以颗粒较粗的细砂、粗粉砂为主,粒度明显变粗,硅铝率平均为6.998;风化淋溶系数均值为0.829,退碱系数值0.66,镁铝比值均值28.725,各参数比较一致地表明该阶段研究区整体处于干冷的气候环境之下,堆积作用较活跃。而在末次冰期中期(MIS3)时,OSL年代31-86ka,该区气候条件以温暖湿润为主,黄土遭到侵蚀。     

东海内陆架EC2005孔沉积物磁化率与粒度组分的相关性研究

对位于浙-闽沿岸泥质带的EC2005孔长岩芯(6 020 cm)进行了磁化率和粒度测量,分析了沉积物不同粒级组分和磁化率大小变化的相关关系.通过计算两者的相关系数,认为在整段岩芯上两者呈正相关,且磁性颗粒主要赋存在粗颗粒物质中.磁化率与>63 μm的组分含量的相关系数为0.510,而对<4 μm乃至<16 μm的组分,与磁化率呈反相关,相关系数可达-0.644.在不同沉积相中,磁化率和不同粒度组分含量的相关关系有所不同.前三角洲相和前滨相沉积物的磁化率和粒度组分没有表现出明显的相关性;三角洲前缘相和三角洲平原相沉积物磁化率和粒度的相关性与整段岩芯的相似;浅海相沉积物4～16 μm的组分与磁化率呈较强的反相关.600～2 806 cm的沉积物可能遭受了早期还原成岩作用,导致磁化率与粒度组分的相关程度降低.水动力条件是影响两者相关性的重要因素.水动力条件强,则两者相关性较好;水动力条件较弱,则两者基本不相关.磁化率和粒度组分的相关性还受到物源变化、分选程度的影响.磁化率和粒度的组合特征蕴含了一定的古气候信息.全球性的气候事件如新仙女木事件、8-2 ka冷事件在粒度参数中都有较好的响应,相比之下磁化率数据的变化幅度没有粒度数据强烈,可能与磁化率的多种控制因素有关.     

洛阳二里头遗址南沉积剖面的粒度和磁化率分析

洛阳盆地内二里头遗址南沉积剖面位于遗址所在二级阶地的前缘,属于河流堆积。对剖面的沉积物样品做了光释光测年及磁化率、粒度分析。结果表明:剖面沉积年代大致在2000~5000 aBP之间。剖面下部(113~123 cm)沉积物粒度较细,磁化率偏高,粒度曲线反映水流较弱的泛滥平原沉积环境,属河漫滩堆积;中部(90~113 cm)粒度较粗,磁化率较低,粒度曲线反映水动力较强的边滩–漫滩沉积环境,属河床边滩堆积;上部(0~90 cm)粒度变细,磁化率升高,粒度曲线反映水动力条件较弱的泛滥平原沉积环境,属河漫滩堆积。其中沿水平方向可见剖面中部的河床边滩堆积直接覆盖在二级阶地顶面的龙山时期灰坑之上,由此可以确认剖面中部地层记录了一场漫上了河流阶地的特大洪水事件,这一记录与孢粉分析得到的气候变化过程具有明显的相关性。4000 aBP前后异常洪水的出现和大洪水前后河流过程的变化,可能是对4200 aBP全球性气候异常事件的区域响应,对我国最早的都邑——二里头城址的选址有重要的影响。     

洞庭盆地末次冰期中晚期以来黑褐色土壤剖面野火记录及气候关联

洞庭盆地澧阳玉成黑褐色土壤剖面记录了末次冰期中晚期以来火生态的演变过程.通过野外采样和分析测试,参照可靠AMS-14C测年和考古数据断代,利用沉积物中高分辨率炭屑和黑碳数据,探讨该区域末次冰期中晚期以来的野火发生和快速气候变化以及植被演替的相互作用.结果表明:该研究区域氧同位素MIS3(Marine Isotope Stage,56.0~23.0 ka BP)期间,气候冷干向暖干转变,野火发生十分有限;氧同位素MIS2(23.0~10.6 ka BP)阶段,气候冷湿,C_3木本植被明显增加.然而,随着百年-千年尺度气候冷事件发生,冬季风加强和可燃物干燥程度的增加,促使区域和本地野火普遍发生;氧同位素MIS1(10.6~7.0 ka BP)阶段,随着气温和降水的增加,植被由温带落叶阔叶混交林(C_3木本)所取代,致使区域野火明显下降.洞庭盆地野火发生与末次冰期快速突变气候事件(Heinrich and Younger Drays events)密切关联表明千年尺度野火机制模式受到北半球太阳辐射所控制的东亚夏季风强弱和全球冰量变化以及植被演替的共同影响.     

中国北方新近纪红黏土记录的古气候意义——与动物群化石序列对比

目的研究中国北方新近纪红黏土序列的古气候演化特征。方法对中国北方4个新近纪红黏土剖面沉积物的粒度、磁化率和化石动物群时间序列进行区域对比。结果黄土高原新近纪红黏土沉积以来发生了5次大的气候事件,气候事件的分界线在粒度、磁化率年龄曲线上特征明显,反映的气候特点与化石动物群演替性质完全一致。结论中国北方新近纪红黏土序列古气候演化过程的气候事件均与青藏高原隆升和东亚季风的发展相联系。时间上,南北气候演化事件基本同步;空间上,北部较南部地区变化剧烈。5次气候事件从下到上表现为半湿润、半干旱、湿润、干旱与湿润交替、干旱的气候演化特征;相应动物群生态类型表现为草原-疏林草原、草原为主的疏林草原、森林、草原荒漠与森林交替到草原的演化特点。