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。     

中国黄土中松山-高斯极性倒转事件记录的空间对比

前人古地磁学研究表明,中国黄土不同剖面中松山-高斯(M/G)地磁极性转换界线记录层位并不一致,有的记录在黄土中,有的记录在红粘土中,这种不一致现象将可能影响到基于古地磁的黄土年代框架的建立及与全球气候记录的准确对比。针对这一问题,选取目前已有的典型黄土剖面中M/G地磁极性转换研究的结果进行了对比分析,并尝试采用磁化率-深度曲线的空间对比来检验不同剖面M/G界线层位记录的差异,结果表明中国黄土中M/G界线均记录在由磁化率-深度曲线所反映的"黄土L33层",说明黄土中M/G界线层位记录不一致的现象可能主要是由于地层划分方案的差异所致。根据这一思想,论文尝试对传统的洛川、西峰黄土地层划分方案进行部分修订,并简要介绍了M/G界线记录的海陆对比差异和未来利用宇宙成因核素10Be示踪M/G极性倒转事件过程的可能性,以期为研究黄土中地磁极性转换过程和确切层位提供一种新方法。     

南京下蜀土剖面磁化率测量及其与深海沉积的对比

本文通过对典型样品的低温磁行为分析探讨了磁化率反映古气候的机制,并尝试把下蜀土剖面磁化率古气候记录与华北黄土及深海沉积的记录相对比。     

伊犁盆地晚更新世黄土—古土壤磁化率特征

新疆伊犁河谷海拔高度不同的两个晚更新世黄土剖面磁化率特征存在显著差异:位于海拔1400 m处的库尔德能布拉黄土剖面,其磁化率特征与黄土高原黄土相同,而海拔850 m处塔勒德黄土剖面的磁化率特征则与黄土高原相反.对两个剖面黄土-古土壤磁化率特征等分析研究认为,造成两个剖面S1古土壤磁化率差异的主要原因是末次间冰期土壤发育时期前者降水量大于后者.     

S2以来下蜀黄土沉积序列磁化率记录与深海氧同位素记录的对比

对镇江下蜀黄土剖面进行了系统的磁化率测试,并同深海氧同位素记录进行了对比。结果表明,S2以来下蜀黄土磁化率记录与深海氧同位素记录存在良好的对应关系。首次在下蜀黄土记录中发现了相当于深海氧同位素5a,5b,5c,5d和5e亚阶段的波动特征;下蜀黄土S2磁化率记录则可与深海氧同位素7阶段进行细节上的详细对比。对比揭示,最近20多万年以来,下蜀黄土堆积区对全球古气候变化有着积极的响应;同时,下蜀黄土记录的古气候变化在某些阶段又具有明显的区域特征,可能反映的是全球气候变化效应与东亚古季风气候影响的叠加作用。镇江下蜀黄土剖面能获得精度较高的全球变化信息与其特定的地理位置、纬度位置和地貌条件有关。     

萧县黄土剖面的磁化率测量及意义

新近发现的萧县黄土剖面是关于淮河北部地区黄土堆积的初次报导．野外观察表明，该剖面可划分为４层古土壤和４层黄土．对该剖面磁化率测量表明，该剖面的磁化率曲线与古土壤一黄土系列有着高度的一致性．９个磁化率阶段的划分，说明磁化率测量比野外观察更能反映物质组成和古气候的细微变化．磁化率曲线峰谷变化的特征暗示该剖面堆积过程中气候转型事件的存在，这一剖面的的发现，填补了淮河中下游地区缺少黄土堆积的空白．     

蓝田白鹿原晚第三纪风成红粘土序列的古季风气候记录

对陕西蓝田段家坡红粘土剖面进行高分辨率研究,获得了古地磁年龄数据,并以磁化率和碳酸盐含量为气候代用指标,获得了7.3-2.6MaB.P.期间黄土高原南缘古气候变化的记录。这些结果揭示了晚第三纪时期的气候变化过程,进而表明3.4-2.6MaB.P.可能是东亚古季风演变的重要转型期。     

基于粒度建立1.2 Ma长武黄土剖面高分辨率时间标尺

中国黄土-古土壤堆积作为研究全球古气候古环境变化的三大支柱之一,清晰地记录了第四纪时期气候的干冷与暖湿变化.若对其所蕴含的全球变化信息进行更精确地研究,需要高分辨的时间标尺作为研究基础.本文以长武黄土-古土壤剖面为研究对象,通过将黄土-古土壤磁化率变化曲线与深海氧同位素变化曲线对比获得年龄控制点,以其32μm颗粒含量作为变量,利用粒度内插方法建立黄土时间标尺.并利用两种方法加以验证,获得了一条可靠的高分辨率的黄土-古土壤时间序列.     

黄土高原朝那剖面风尘堆积序列磁化率的古环境意义

黄土高原中部连续的风尘堆积黄土-红粘土序列,蕴含着东亚季风演化与高原隆升等重要的古气候与构造信息.结合已有的古地磁年代,根据磁化率的变化特征对黄土高原中部朝那黄土-红粘土剖面记录的古环境变化进行了划分,共划分I(8.1～5.6 MaBP)东亚季风的初显期、Ⅱ(5.6～4.8 MaBP)东亚夏季风开始增强期、Ⅲ(4.8～...     

柴达木盆地应用自然伽玛反演辨认的末次冰期以来的Heinrich事件

采用柴达木盆地达参１井自然伽玛曲线进行古气候反演,得出了末次冰期以来６个短尺度的气候变化事件,与北大西洋Ｈｅｉｎｒｉｃｈ事件（Ｈ１－Ｈ６）及格陵兰冰心和黄土中的短尺度气候事件均能较好对应,一方面表明内陆湖盆能记录气候长尺度和较短尺度气候变化事件,是反映古气候变化良好的信息载体之一;另一方面也证明了自然伽玛曲线能气候长尺度及短尺度的气候变化事件,表胆自然伽玛曲线能较真实反映古气候变化情况,是良好的古     

塬堡黄土剖面记录的末次冰期气候不稳定性

选用西部黄土高原高分辨率的临夏塬堡黄土剖面,将剖面平均粒径和〉40μm粒级含量气候代用指标作为气候要素,运用统计分析应用中移动平均的方法提取剖面记录的突发事件,发现末次冰期黄土不仅记录了能与高纬北大西洋和格陵兰地区遥相呼应的突发事件,且还记录了除Heinrich和YD事件以外的突发事件达15次之多．表明气候突变是黄土高原末次冰期气候变化的主旋律,抑或还说明普遍被国内外学者认同的气候突变机制北大西洋热量传输、大气环流理论和低纬海洋与大气作用理论有待商榷,从末次冰期东亚冬季风气候演变特征及与外围区域气候的联系入手或许能有所突破．同时,通过对Heinrich和YD事件特征的详细研究,尝试性地定义了黄土记录的突发事件：即若平均粒径存在一个高粒度、高碳酸盐、高亮度值,而低磁化率、低红度值和黄度值的事件,且该事件在平均粒径和〉40μm的粒级含量曲线上,相邻峰谷间的变化幅度大干3．4μm,且〉40μm的粒级含量大干2．0μm,而其变化时间小于500a,就可视为一个突发事件．     

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。     

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。     

对黄土磁化率、粒度年龄模型的检验

以甘肃临夏塬堡黄土剖面的土壤地层界线MIS1/2、MIS3/4的年龄作为节点控制年龄依据.MIS1/2,MIS3/4年龄的获取据目前国际上最新的研究成果南京葫芦洞石笋所测气候事件年龄,即MIS1/2为11.5ka B.P.,MIS3/4为59.8ka B.P.,将这两种气候事件年龄组成3种节点年龄控制模式,即模式1:0—59.8ka B.P.;模式2:0—11.5ka B.P.和11.5—59.8ka B.P.;模式3:11.5—59.8ka B.P.分别作为节点控制年龄,运用磁化率年龄模型和粒度年龄模型计算研究剖面各个层位的地层沉积时间,并将计算的相同层位年龄进行比较,同时将AMS14C,OSL测年,YD,H事件年龄与利用3种模式作为节点控制年龄计算的相应层位的年龄进行比较,结合剖面岩性和气候阶段分析研究后发现,磁化率年龄模型和粒度年龄模型均存在不足,但在冰期或间冰期内,选用较准确的控制年龄作为节点,用磁化率或粒度年龄模型高分辨率确定的地层沉积时间均较接近地层沉积的实际年龄,但就两种年龄模型的相对精度和准确性而言,磁化率年龄模型更准确一些.     

中国风尘沉积环境磁学研究现状

中国黄土-古土壤-红黏土序列完整记录了7.5 Ma以来东亚季风演化历史。黄土-古土壤的低频磁化率已成为东亚夏季风演化的代用指标之一,并得到广泛的应用和全球对比。虽然古土壤磁化率增强的成土观点已得到广泛认可,但磁化率与成壤强度的相关性还不是十分清楚,磁化率应用方面仍存在问题。磁化率与成壤强度、生物化学作用和古气候关系尚在研究中。     

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。     

二叠纪-三叠纪野火间断事件对生物灭绝的响应——以浙江煤山剖面为例

二叠纪末期地球气候环境发生重大变化,导致陆地和海洋生态系统崩溃,发生了地质历史上最大规模的生物灭绝事件。大火(亦称野火)作为陆地生态系统的关键影响因子,以及气候环境变化的重要指标,在第四纪以前的历史研究中很少有报道。剖析了煤山二叠纪-三叠纪界线521 ka黑碳和燃烧源多环芳烃的沉积记录,恢复了生物灭绝前后的大火历史。研究显示,生物灭绝前的163 ka内大火频繁,在生物灭绝时则发生了最大规模的大火事件;生物灭绝线以上早三叠世地层中未发现燃烧的记录,出现了大火事件间断(时间持续约358 ka)。对比全球多个剖面,这种大火间断事件可能不是局部现象,而是全球性气候环境变化的响应。陆地植被为大火燃烧的原料,伴随着陆地植被的大规模消失和大气氧含量的快速下降,大火燃烧事件也将消失。因此,煤山剖面二叠纪-三叠纪界线的大火间断能用来指示生物的大规模灭绝事件。     

渭北旱塬黄土记录的晚冰期以来短尺度气候变化

通过对长武下孟村黄土剖面的野外考察和磁化率，粒度，吸湿水含量分析，探讨了该地区晚冰期以来气候变化规律，研究结果表明，该剖面较好地记录了新仙女木期（YD）和博令－阿勒罗德事件（BL＋AL）短尺度较小幅度气候变化事件，对应全新世气候最适宜期（8500－3100a.BP)，该地为黑垆土成壤期，从3100a.BP开始，季风气候格局快速转变，气候干旱化，土壤和土地资源退化，所以3100年来该地区形成了弱成壤的土壤层和黄土层。     

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。     

三门峡王官与武威沙沟黄土记录中的末次间冰期向末次冰期转换期的暖性回返事件

河南三门峡王官剖面与甘肃武威沙沟剖面捕捉到了末次间冰期向末次冰期转换时期发生于72 ka前后持续时间约为2 ka的一暖性回返事件,两剖面的冬、夏季风替代指标对该暖性回返事件的反应在时间上大致同步(其时间段约为71～73 ka,在71.4～72.1 ka前后该暖性回返事件最强盛),暗示该暖性回返事件在东亚季风区可能是一普遍存在的气候突变事件.鉴于该暖性回返事件在全球其他地区的海洋、陆地、冰芯记录中也有较普遍的反映,我们认为该事件很可能是一次发生于气候转型期的全球普遍存在的暖性突变事件.